脳への糖輸送機構を解明し、高分子医薬品を脳へ送達させる基盤技術を実用化する研究

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脳血管内皮細胞に高発現するGlucose transporter-1 (GLUT1) を活用した薬物送達技術を開発し、静脈投与の高分子を投与量の6％という極めて高い効率で脳内に送達させることに成功したが(Nat Commun 2017)、この際に用いた6週齢のBALB/c miceマウスで、自由摂食と一定時間絶食とで脳へのグルコース取り込み量が変化するという先行研究はない。まずはそれを検証するため、自由摂食と12時間絶食した本マウスにFDG-PETを行い、standardized uptake value (SUV) maxが自由摂食群 0.75±0.07に対して絶食群 1.07±0.13と、絶食群で脳への18F-FDG集積が有意に上昇(p = 0.008)するのを確認することに成功した。通常の動物実験用の餌には蛋白・脂肪・グルコースがバランスよく加えられており、我々の研究では適さないため、(1) 蛋白・脂肪・グルコースを含むProtein, Fat and Glucose (PFG)餌、(2) 蛋白・脂肪のみのPF餌、(3) グルコースのみを含むG餌を我々で独自に考案し特殊飼料を作成した。それぞれ、(1) PFG餌：カゼイン24.5g＋コーンオイル6.0g＋グルコース45.5gの76.0gで334kcal、(2) PF餌：カゼイン60.0g＋コーンオイル10.4gの70.4gで334kcal、(3) G餌：グルコースのみ83.5gで334kcalとして、総カロリーを揃えた。しかし、味や匂いなどにマウスが慣れていないためか摂食量が異なり、ランダムに予定外の“絶食”が生じてしまう可能性が考えられた。そこで、これらの餌を自由に、また、強制給餌も加えた後に血糖値を測定する予備実験を繰り返し、血糖値が安定する給餌方法を検討した上でFDG-PETを繰り返し行っている。