薬 剤 学, 67 (5), 309―313 (2007)≪若手研究者紹介≫

臨床で生じる薬物間相互作用におけるトランスポーターの意義

設

楽悦

久

Yoshihisa Shitara

千葉大学大学院薬学研究院生物薬剤学研究室

1．はじ

め学は苦手であったため，生物系しか選択の余地があにりませんでした．今にして思えば，どの研究分野で「若手研究者紹介」の原稿を依頼されたものの，最あっても，医薬品開発に生かせると思うのですが，近，自分は「若手」と名乗っていてよいものだろう

学生当時の私には，それこそが薬剤学だと思ったとかと悩んでしまう．今年で，いよいよ 35 歳．四捨いうことです．

五入すると 40 歳である．毎年 25 歳を迎える学生

読者の中には，生物薬剤学ではなく，物理薬剤学に，四捨五入すると自分と同じ年齢だとからかっての研究者の方も多数おられると思います．物理薬剤

いるが，それも今年で終わりである．シンポジウムも明らかに医薬品開発に直結する分野であるのですなどで，座長を務められる S 先生あたりが，「若手かが，東大には生物薬剤学の研究室しかなく，選択肢らの意見が聞きたいなぁ」とおっしゃると，自分はが限られていました．ただし，私が研究室に配属に意見を述べても良いのかどうかと真剣に悩んでしまなった当時は，現在とは違い，同じ研究室で DDS にう今日この頃である．この原稿を読まれた方の中に近いような研究も行われており，私自身が，物理薬は，こいつはいつまで若手のつもりなんだと心苦し剤のような研究もできる研究室であると思いこんでく思われる方もおられるかも知れません．ですが，いた節もあります．実際に，研究室に配属になって書いている本人が一番心苦しいということを理解しから修士課程まで，今の研究とは全く異なっておていただければ幸いです．

り，生理活性を有するタンパクのような高分子の経細胞輸送に関する研究を行っておりました．タンパ

2．4 年生〜修士課程

ク製剤は薬価が高いことから，投与してから分解さ4 年生になる際に，杉山雄一教授の製剤学教室をれにくいタンパク製剤の開発や有効性の高い投与法選びました．何故，生物薬剤学の研究室を選択したなどについて考えておりました．そのころ，星薬科のか，ということに関しましては，多数の方が読む

大学の永井先生のご講演を聴く機会があり，インス雑誌に書けるような立派な動機でもありません．一リンの経口投与製剤の開発の試みに非常に感激した

つだけ，研究室選択に至ったまともな動機として，覚えがあります．

実際の医薬品開発に役に立つような研究がしたかったということが挙げられます．それでいて，有機化3．トランスポーター研究への移行
博士課程に進学した頃から，トランスポーター研

筆者紹介：1997 年東京大学大学院薬学系研究科修士課
程修了．2004 年 5 月に博士（薬学）を授与される．1998〜 2001 年北里大学薬学部助手，2001 〜 2002 年科学技術振興事業団 CREST 技術員，2002 〜 2005 年昭和大学
薬学部助手，2005 年より現職（千葉大学大学院薬学研究院講師）．研究のモットー：実際の医薬品開発に役立つ研究をする．楽しくやる．

究に着手するようになりました．しかしながら，進学した当初は，現在とは異なるテーマで研究を行っており，トランスポーター機能を維持した状態でラット肝細胞を培養する方法を開発しておりました．このような培養法はトランスポーターの誘導に薬 剤 学 Vol. 67, No. 5 (2007)309

関する研究などで有用となる可能性があります．既

りました．研究室のみんなから，あのとき質問したに，種々の培養法によって，代謝酵素の機能を維持から，このようなツールを使えるようになったのだ

することができるという報告を受けており，同様のと冷やかされたことを記憶しております．このとき方法を用いてトランスポーターの機能を維持できなの研究テーマの変化が，その後のトランスポーターいか試みていたのです．近年では，米国の Dr. Kimレベルでの相互作用研究につながるわけです．ただBrouwer らによって sandwich culture を用いた方

一言，口に出して質問しただけで，研究歴ががらっ法の報告を目にしますが，実験を行っていた当時にと変わるような変化につながることもあるものです

は，論文を参考にしながら試みたもののなかなかうね．

まくいかなかったという苦い思い出があります．ここうして，凍結ヒト肝細胞と新鮮ヒト肝細胞を用の研究を行っている頃に，肝細胞の凍結保存技術がいたときの薬物取り込み機能の比較や凍結ヒト肝細確立されつつあるという話や不死化させることがで胞とラット遊離肝細胞での取り込み機能の比較などきるという話を耳にするようになり，夢のような技を行うこととなりました．このときの結果について術だと感じておりました．後者については，その直は，Drug Metabolism and Pharmacokinetics に掲

後に東北大学の寺崎先生らのグループで，薬剤学の載されておりますので，詳細については省きます 1）

分野にも応用され，素晴らしい結果を出されるのをが，凍結ヒト肝細胞が，薬物取り込み機能を定性的目にすることになりました．一方，凍結肝細胞につに議論する上では，有用なツールであることが示さいては，この後，私自身が使うことができるようにれました．取り込み機能を定量的に議論する場合でなり，研究の幅が広がることになりました．

あっても，有用なのではありますが，用いるロット4．凍結ヒト肝細胞を用いた研究によっては機能が低下している場合があります．ト
ランスポーターによって輸送される薬物が，どのく博士課程の学生だった頃，米国の In Vitro Tech-らいの親和性で認識されるのかといった定性的な評

nologies 社から Dr. Albert P. Li が東大の研究室で価はできるということが確認されたため，ある薬物講演を行うために来日されました．その講演会でがトランスポーターで輸送されるときに，別の薬剤は，凍結ヒト肝細胞の技術，それを利用した研究にを併用することで，臨床で用いられる濃度では阻害ついての話を聞かせていただくことができました．

を受けるだろうかといった定性的な評価に用いるこ

当時の研究室では，というか今でもだと思いますとができ，この後のトランスポーターレベルでの相が，セミナー中に質問を求められて，質問がないと互作用研究に用いることが可能であることが示唆さ答えることは許されないという暗黙の了解がありまれました．

した．トランスポーター機能を維持した肝細胞の長期培養法を検討していた私が質問を求められるのは

5．トランスポーター寄与率を求めるための試み当然の成り行きであり，自分の研究を紹介した上凍結ヒト肝細胞の有用性を検討する研究は，重要で，長期培養の成功の可能性について尋ねたとこなものではあったのですが，使うことができる細胞ろ，彼の返答は，既存の培養法ではうまくいかないの数は限られており，毎日この実験をするわけにもと思うといったようなものだったように思います．

いきません．そこで，実際には，この研究は片手間そして，彼は，冗談を交えつつ，学位を取りたいので行い，その一方で，トランスポーターの寄与率をであれば，その研究を続けるより，凍結ヒト肝細胞算出することを目的とした研究を行いました．すなを用いた研究をした方がよいといったようなことをわち，ある薬物が肝臓に取り込まれる際に，複数のおっしゃっていました．この後，その話は現実のもトランスポーターを介して輸送されることがあるののとなりました．私の指導教授である杉山先生は，ですが，その際に個々のトランスポーターが取り込研究のセンスだけでなく，行動力も素晴らしく，こみ全体に対して，どの程度の寄与率を占めているののときは本当にその行動力に驚かされました．これかということを明らかにするための研究を行いましを機に，当時，それほど流通していなかった凍結ヒた．この研究により寄与率が求まれば，トランスト肝細胞を用いた研究を行うことができるようになポーター発現細胞を用いて行った研究で得られた結310

薬 剤 学 Vol. 67, No. 5 (2007)図 1 トランスポーター特異的（選択的）阻害剤を用いた寄与率算出法

果から，ヒト肝細胞での取り込みに補外して求めるOatp1a4 を低濃度で阻害する一方で，Oatp1a1 を阻ことができるようになります．したがって，供給に害せず，選択性の高い阻害剤の一つとなりうること制限のあるヒト肝細胞をルーチンに用いる必要はなが示唆されました．この他の化合物については，ほくなり，多くの試験をトランスポーター発現細胞でとんどの場合において，阻害剤としての活性が両方代用し，必要なときだけヒト肝細胞を用いることがのトランスポーターに対して同程度であり，選択性可能になります．の高い化合物は見いだされませんでした．結局，い私が研究を始めた当初は，ラットに比べてヒトにくつかの比較的選択性が高い阻害剤を見いだした 2）

おいては，さほど多くの分子種のトランスポーターものの，阻害定数に大きな差が無く，in vivo で一方がクローニングされていなかったため，研究のモデのトランスポーターのみを阻害しうるような本来求ルとして，ラットトランスポーターを対象とし，めていた理想的な阻害剤を見いだすには至りません

Oatp1a1 と 1a4 を介した輸送を区別して評価し，そでした．

れぞれの寄与率を算出する方法論を構築することをこの後，興和株式会社から東大に研究生としてい目的としました．その方法として，それぞれのトラらしていた平野雅博士らによって，特異的阻害剤をンスポーターに対して特異的に働く阻害剤を探索す用いた方法ではなく，トランスポーターに対する特るというアプローチをとりました（図 1）．

異的基質を用いた方法や肝細胞および発現細胞におOatp1a1 と 1a4 は同じファミリーに属するトラン

けるトランスポーター発現量によって規格化する方スポーターであり，非常に広範囲の化合物を基質と法などが提唱され，これらを組み合わせて用いるこして認識します．これらのトランスポーターは比較とによって，寄与率の算出ができることが示されま

的基質認識性が近く，特異的に作用する阻害剤を探した 3，4）．このような報告が出たことで，発現細胞索するのは困難でありました．また，有機アニオンを用いた研究からヒト肝への取り込みを予測する方トランスポーターという名称を持っているにもかか法論が，ある程度確立されたのではないかと思いまわらず，一部の有機カチオンもまた基質とするため，す．

阻害剤として働く可能性のある化合物もまた，非常に広範囲な化合物群から探索する必要がありまし6．トランスポーターレベルでの相互作用研究た．しかしながら，Oatp1a4 が digoxin を基質とし前項に記しましたように，ヒト肝細胞を用いるこて認識し，肝への取り込みを行う一方で，Oatp1a1とができるようになったことから，トランスポーは基質としないという違いがあり，このようなことター機能について定性的な評価を行えるようになっが 手 が か り と な り ま し た．実 際 に，digoxin は，ていました．その当時，高脂血症治療薬セリバスタ

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のような他のスタチンとも相互作用を起こしており，これらの例ではラクトン型ではなく，開環したカルボン酸型の血中濃度が上昇していることがわかりました．シンバスタチンやロバスタチンの場合には，ラクトン型の方がむしろ代謝を受けやすいことから，代謝阻害ではないと考えました．そして，ラクトン型は脂溶性が高く，トランスポーターの影響を受けにくいのに対して，カルボン酸型であればトランスポーターによる肝取り込みの割合が大きいのではないかと考え，研究を進めました．すなわち，この研究を始めた当初は，トランスポーターレベル
図 2 セリバスタチンとシクロスポリンの相互作用メカ
ニズム
シクロスポリンはセリバスタチンの代謝よりも，むしろトランスポーターを介した取り込みを阻害する．の相互作用であるという根拠がそれなりにあったわ
けです．非常に，注目されている事例であっただけに，日を追うごとに，この相互作用に関する報告が増えており，PubMed を検索するときに，自分と同様のアプローチを行っている報告がないかと冷や冷チンが免疫抑制薬シクロスポリンと併用することにやしていました．しかしながら，ゲムフィブロジル

よって，薬物間相互作用を受けることが報告されてを使った実験を行ってみると，セリバスタチンの阻おり，しかしながら，代謝阻害ではこの現象を説明

害および肝取り込みのいずれに対しても，臨床血中することができないことが示唆されていました．そ

濃度の範囲では阻害が認められませんでした．そこ

こで，私たちは，肝取り込みトランスポーターの阻で，ゲムフィブロジルの代謝物を合成し，それらを害の可能性を考え，これを明らかにするための研究用いた研究を行ったところ，結果としては，トランを始めました．当時は，トランスポーターが臨床でスポーターではなく，CYP2C8 を介した代謝をゲム意味を持っていることを示すための重要な例の一つ

フィブロジルのグルクロン酸抱合体が阻害するといであると考えて，大変はりきって実験したことを覚うことが示されました 7）．当初の予想とは異なってえています．この実験の結果は，予想通り，シクロいたのですが，グルクロン酸抱合代謝物が代謝阻害

スポリンがセリバスタチンのトランスポーターを介するという考えは，意外なものでありました．このした肝取り込みを阻害する一方で，代謝阻害はほと後，別の研究者により，このグルクロン酸抱合代謝んど起こさないというものであり，トランスポー物は，競合阻害ではなく，mechanism based inhibi-ターレベルで生じた薬物間相互作用の例であることtion による阻害を起こすことが示され，このため（図 2）．以前から，消化管や腎のが示されました 5，6）に，臨床で重大な相互作用を起こしたということがP–糖タンパクを阻害することで生じる相互作用の示されております 8）．

例は数多く報告されていましたが，この例は肝取り

7．今後の研究の展望

込みトランスポーターの阻害が原因となって生じる臨床報告された相互作用の最初のものであろうと思

一昨年より千葉大学大学院に移り，これまでに私います．最近では，医薬品添付文書にもこのようなが取り組んできた薬物動態に関する研究だけでな記載がなされるに至っています．

く，研究室として行ってきた毒性研究に携わることこの研究を行っているときに，セリバスタチンがになりました．最近では，私は薬物の体内動態と毒ゲムフィブロジルという別の高脂血症治療薬との併性を結びつけた研究を行っています．あまり結果は用によって相互作用を受け，時には死に至るような出ておりませんが，その中の一つが，薬物によるミ重篤な有害事象の原因になっているという報告を受トコンドリア障害と，薬物のミトコンドリア内へのけました．この報告を受けて文献を調べたところ，移行性をリンクさせた研究であります．このようなゲムフィブロジルはシンバスタチンやロバスタチン

薬物の細胞内動態ということは，毒性だけでなく，312

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薬効を考える上でも重要なのではないかと考えています．毒性の研究は，一つのメカニズムで説明されることが少ないので，考えるべき事が多岐にわたっており，研究として困難でありますが，その分面白いのではないかと考えて取り組んでおります．
引 用 文 献1) Y. Shitara, A.P. Li, Y. Kato, C. Lu, K. Ito, T. Itoh,Y. Sugiyama, Function of uptake transporters fortaurocholate and estradiol 17β-D-glucuronide in
cryopreserved human hepatocytes, Drug Metab.
Pharmacokinet., 18 (1), 33–41 (2003).
2) Y. Shitara, D. Sugiyama, H. Kusuhara, Y. Kato,
T. Abe, P.J. Meier, T. Itoh Y. Sugiyama, Comparative inhibitory effects of different compounds onrat Oatpl (Slc21a1)- and Oatp2 (Slc21a5)-mediated transport, Pharm. Res., 19 (2), 147–153(2002).
3) M. Hirano, K. Maeda, Y. Shitara Y. Sugiyama,
Contribution of OATP2 (OATP1B1) and OATP8(OATP1B3) to the hepatic uptake of pitavastatinin humans, J. Pharmacol. Exp. Ther., 311 (1),139–146 (2004).
4) M. Hirano, K. Maeda, Y. Shitara Y. Sugiyama,Drug-drug interaction between pitavastatin andvarious drugs via OATP1B1, Drug Metab. Dispos.,

34 (7), 1229–1236 (2006).
5) Y. Shitara, T. Itoh, H. Sato, A.P. Li, Y. Sugiyama,
Inhibition of transporter-mediated hepatic uptake
as a mechanism for drug-drug interaction between cerivastatin and cyclosporin A, J. Pharmacol.
Exp. Ther., 304 (2), 610–616 (2003).
6) Y. Shitara, M. Hirano, Y. Adachi, T. Itoh, H. Sato,Y. Sugiyama, In vitro and in vivo correlation of
the inhibitory effect of cyclosporin A on thetransporter-mediated hepatic uptake of cerivastatin in rats, Drug Metab. Dispos., 32 (12), 1468–1475 (2004).
7) Y. Shitara, M. Hirano, H. Sato, Y. Sugiyama,Gemfibrozil and its glucuronide inhibit the organic anion transporting polypeptide 2 (OATP2/OATP1B1: SLC21A6)-mediated hepatic uptake
and CYP2C8-mediated metabolism of cerivastatin:
Analysis of the mechanism of the clinically relevant drug-drug interaction between cerivastatin
and gemfibrozil, J. Pharmacol. Exp. Ther., 311(1), 228–236 (2004).
8) B.W. Ogilvie, D. Zhang, W. Li, A.D. Rodrigues,
A.E. Gipson, J. Holsapple, P. Toren, A. Parkinson,
Glucuronidation converts gemfibrozil to a potent,
metabolism-dependent inhibitor of CYP2C8: Implications for drug-drug interactions, Drug Metab.
Dispos., 34 (1), 191–197 (2006).

薬 剤 学 Vol. 67, No. 5 (2007)

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