愛知学院大学薬学会誌

第6巻

精神・神経疾患におけるバイオマーカーの探索と創薬展開
鍋倉智裕（創薬科学ユニット）、武田良文（創薬科学ユニット）、大井義明（創薬科学ユニット）、波多野紀行（生命薬学ユニット）、上井優一（生命薬学ユニット）

食事によって摂取されたトリプトファンの大部分はキアフリカツメガエル卵母細胞を用いた薬物取り込み実ヌレニン経路による代謝を受け、補酵素のニコチンアミ験 を 行 っ た。rOAT1とrOAT3の 合 成RNAを 卵 母 細 胞 に

ドアデニンジヌクレオチドはその最終代謝物の一つであ注入することによって、卵母細胞へのキヌレン酸の取る。また、キヌレニン経路は、中枢神経の機能に一役をり込みは上昇した。従って、rOAT1とrOAT3はキヌレン担うことが示されているが、とりわけ、キノリン酸とキ酸を基質とすることが判明した。rOAT1による輸送活

ヌレン酸は精神・神経疾患と関連することが示唆されて性はhOAT1に比べ低く、OAT1によるキヌレン酸の輸送いる。キノリン酸は、N-methyl-D-aspartate（NMDA）受には種差が認められた。一方、rOAT3による輸送特性容体のアゴニスト作用を有し、マウスの脳室内へ投与すはhOAT3と類似していた。従って、ラットにおいてはることによって、痙攣が生じたことが報告されている。

OAT3がキヌレン酸の体内動態に重要な役割を担うこと

一方、キヌレン酸はNMDA受容体やα7ニコチン受容体が予測された。また、OAT1による輸送に種差を示す化のアンタゴニスト作用を有し、神経保護に関与している。

合物は、初めての発見である。（実施者：上井）

また近年、統合失調症患者において脳内キヌレン酸濃度の上昇が示され、キヌレン酸が統合失調症に関与すると

2） ラ ット脳幹スライスにおけるα - アミノ -3- ヒドロキシの仮説が唱えられている。キヌレン酸の脳内濃度上昇に-5- メチル -4- イソオキサゾールプロピオン酸 （AMPA）関与する因子を抽出するため、キヌレニン経路における受容体の興奮性シナプス後電流に及ぼす OAT3 阻害代謝酵素の量的・遺伝的検討がなされたが、これらだけ薬の影響では説明できない症例も報告されている。

キヌレン酸は、AMPA受容体の拮抗作用を有する。そ

キヌレン酸は最終代謝物であるため、脳におけるキヌこでラット脳幹スライスにおける同受容体介在性電流

レン酸の消失経路を分子レベルで明らかにすることよに及ぼすOAT3阻害薬の影響を検討することで、OAT3とり、統合失調症のメカニズムの解明が進むものと考えら

AMPA受容体の機能連携について解析した。AMPA受容れる。ラットに有機アニオントランスポータの代表的阻体の興奮性シナプス後電流は、キヌレン酸共存下で減少害剤であるプロベネシドを投与することによって、脳した。一方、OAT3阻害剤であるプロベネシドやプラバ内のキヌレン酸濃度が上昇したことを示す報告が存在

スタチンによる影響を受けなかった。従って、薬理学的する。そこで我々はヒト有機アニオントランスポータ手法からキヌレン酸の脳からの消失におけるrOAT3の関hOAT1とhOAT3によるキヌレン酸の輸送特性を評価し、与を示すことはできなかった。（実施者：大井）

両トランスポータがキヌレン酸を効率よく輸送することを見出した（Uwai et al., Pharmacol Res 65: 254, 2012）。
従っ3） ヒ ト脳毛細血管内皮細胞 hBMVEC における薬物トランて、OAT1とOAT3がキヌレン酸の脳からの消失を媒介し、スポータの発現プロファイルとキヌレニン経路代謝物にその機能低下が統合失調症の原因となる可能性が考えられる。本研究では、有機アニオントランスポータに着目よる影響
トリプトファン代謝物が脳に局在する有機アニオントした精神・神経疾患におけるバイオマーカー探索と創薬ランスポータの発現を変動させる可能性を検討するた展開を目標とし、4項目について検討し、以下の成果をめ、ヒト脳毛細血管内皮細胞hBMVECにおける有機アニ得た。

オントランスポータのmRNA発現量変化を解析した。また他の薬物トランスポータの発現やカルシウム透過チャ1） ラット有機アニオントランスポータ rOAT1 と rOAT3 によ

ネルへの影響も合わせて精査した。まずhBMVECにおける薬物トランスポータのmRNA発現量を定量的RT-PCRるキヌレン酸の輸送特性
hOAT1とhOAT3の ラ ッ ト 型 ホ モ ロ グ で あ るrOAT1と法により網羅的に解析したところ、multidrug resistancerOAT3によるキヌレン酸の輸送について検討するため、

protein（MRP）1、MRP4、P−糖タンパク質（MDR1）お− 43 −

よび breast cancer resistance protein（BCRP）で高い mRNA以上、1）および4）の検討から、有機アニオントラン発現が確認された。次に、hBMVECを100 µMのキヌレスポータOAT1およびOAT3によるキヌレン酸、キサンツン酸やキノリン酸に24時間曝露し、薬物トランスポータレン酸の輸送特性が明らかになった。これらの輸送にはmRNA発現量変化について解析した。その結果、OAT1、種差が認められたが、ヒト型およびラット型のOAT1とOAT3、MRP1、MRP4、MDR1および BCRPのmRNA発現OAT3はそれぞれ高いアミノ酸相同性を示すため、非常量に変化は観察されなかった。一方、有機アニオントラに珍しい例である。OAT1やOAT3によるキヌレン酸およンスポータOATP2B1のmRNA発現量は、キヌレン酸曝露

びキサンツレン酸の輸送における種差のメカニズムを解により有意に減少した。またhBMVECおよび培養神経細明することにより、両トランスポータの基質認識機構に胞IMR-32の細胞内カルシウム動態は、トリプトファン代関する有益な情報が得られるものと考えられる。

謝物によりまったく影響を受けなかった。これらの結果

残念ながら2）の検討から、脳においてキヌレン酸がより、トリプトファン代謝物がOATP2B1発現量の変化を作用する受容体の機能が有機アニオントランスポータと介して、基質化合物の脳内残存量に影響を与える可能性連携していることを示すことはできなかった。有機アニが示唆された。（実施者：波多野）オントランスポータによるキヌレン酸の輸送活性は非常に高いため、キヌレン酸の脳内挙動における有機アニオ4） トリプトファン代謝物キサンツレン酸の OAT1 と OAT3 にントランスポータの役割の解明が待たれる。有機アニオントランスポータのノックアウトマウスやbrain efﬂux

よる輸送とナトリウム利尿
有機アニオントランスポータによって輸送される他のトリプトファン代謝物を絞り込むため、hOAT1とhOAT3index法を用いることによって、寄与を評価できるものと考えられる。

に対するトリプトファン代謝物の阻害効果を評価した。

また3）の検討から、キヌレン酸がOATP2B1の発現量

その結果、hOAT1とhOAT3はキヌレン酸に加えキサンツを変動させることを見出した。OATP2B1は小腸においてレン酸によっても強く阻害された。次にキサンツレン酸フェキソフェナジン等の吸収に関与することが示されての輸送を評価したところ、rOAT1、hOAT1、rOAT3およいる。今後、OATP2B1の発現機構ならびにキヌレン酸にびhOAT3はいずれもキサンツレン酸を基質とすることがよる調節メカニズムを解明することによって、薬物の吸判明した。従って、OAT1とOAT3はキサンツレン酸の尿収改善を目的とした創薬展開につながる可能性を秘めて細管分泌や脳挙動に関与すると推察された。

いる。

キサンツレン酸とキヌレン酸は、構造的に極めて類

本研究成果は、有機アニオントランスポータやトリプ似している。OAT1によるキサンツレン酸の輸送活性は、トファン代謝物の生理的役割を解明する上で、基礎的知キヌレン酸同様、ヒト型ホモログの方が高かった。さら見になると考えられる。にOAT3によるキサンツレン酸輸送においても種差が観察され、ラット型ホモログで高い輸送活性を示した。
キサンツレン酸の生理的意義に関しては、十分に明らかにされたとは言い難い。しかし、キサンツレン酸の硫研究成果発表
1

論文発表
・Uwai, Y., Honjo, E. Transport of xanthurenic acid by

酸抱合体がナトリウム利尿を惹起することが報告されており、その代謝酵素はOAT1やOAT3と共に近位尿細管に

rat/human organic anion transporters OAT1 and OAT3.

発現する。そこでキサンツレン酸の利尿効果におけるBiosci Biotechnol Biochem 77: 1517-1521, 2013.

OATの役割を明らかにするため、ラットにキサンツレン2酸とプロベネシドを投与した際のナトリウム利尿を評価

学会発表
・上井優一，原浩晃，岩本喜久生．ラット有機アニした。生理食塩水にキサンツレン酸を溶解し大腿静脈かオントランスポータrOAT1とrOAT3によるkynurenic

ら持続点滴することによって、ナトリウム利尿が認めらacidの輸送特性：ヒト型ホモログとの比較．日本薬れた。プロベネシドを併用することによって、尿量とナ学会第133年会，横浜市，2013年3月28日．

トリウムの尿中排泄量は生理食塩水を投与した際と同程・本 庄 絵 美， 中 島 悠 太， 上 井 優 一， 鍋 倉 智 裕．

度まで減少した。また、キヌレン酸の投与によるナトリ

Xanthurenic acidの有機アニオントランスポータにウム利尿は観察されなかった。従って、OATによるキサよる輸送特性と利尿作用．第59回日本薬学会東海

ンツレン酸の輸送は、その利尿作用に関与すると考えら

支部総会・大会，名古屋市，2013年7月6日．

れた。（実施者：上井）− 44 −