光安定性が高く、光毒性が低い
活性型ビタミンK送達剤
福岡大学 薬学部 薬学科教授 髙田 二郎
2019年11月28日

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研究背景

ビタミンＫサイクルとVK依存性タンパク質(VKDP)の翻訳後修飾

Vitamin K (VK)
Vitamin K1 (phylloquinone, PK)
Vitamin K2 (menaquinone-4, MK-4)

翻訳後修飾 (Glu残基のGla残基への変換)において二電子還元体VKH（活性体）がGGCXの補因子◎VKDPは19種類あり、機能が不明なものも多くあり新たな作用が期待される◎VKHは翻訳後修飾以外に様々な作用が期待されている
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研究背景

従来技術のキノン型ビタミンKの問題点

光に非常に不安定→光分解
光分解に伴いラジカルを生成→光毒性
皮膚適用では遮光が困難
European Commission Health & Consumersにより化粧品への使用が規制
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研究背景

従来技術のキノン型ビタミンKの光分解と光毒性

ビタミンK

Type II(Indirect)Electron transfer

Energytransfer

1O

1,3-キノンメサイド

1,2-キノンメサイド

Type I(Direct)

クロメノール

光分解標的分子光毒性
European Commission Health & Consumersにより化粧品への使用が規制

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新技術

プロドラック化によるアプローチ

活性型ビタミンK

5新技術の特徴と従来技術との比較

1. 光安定性の評価
2. 光毒性の評価
3. 活性型ビタミンK (VKH) 送達性の評価
VKHプロドラッグがキノン型VKの光分解及び光毒性を克服した活性体VKH送達剤として機能することを明らかにする6

1-1. 光安定性の評価

人工太陽光照射 (12000 lx) による光分解新技術（MKHプロドラッグ) は従来技術(MK-4)よりも太陽光に対する安定性が高い

MKH-DMG

MK-4

MKH-SUC

Compoundt1/2 (h)○ Sunlight ● Shading

MK-40.084

MKH-DMG

4.2-

MKH-SUC0.25

0.79
71-2. 光安定性の評価

人工太陽光照射 (12000 lx) による光分解新技術（PKHプロドラッグ) は従来技術(PK)よりも太陽光に対する安定性が高い

PK

PKH-DMG

Compound

PKH-SUC

t1/2 (h)○ Sunlight ● Shading

PK

0.125

PKH-DMG

4.950-

PKH-SUC

0.569

1.201
8

1-3. 光安定性の評価
MK-4

光分解の波長特性
MKH-DMG

MKH-SUC
UVB
UVA
可視光

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2-1. 光毒性の評価

UVA照射による一重項酸素生成に対する効果

新技術（MKHプロドラッグ) は従来技術(MK-4)と比較して光照射による一重項酸素を生成しない
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2-2. 光毒性の評価

UVA照射による一重項酸素生成に対する効果

新技術（PKHプロドラッグ) は従来技術(PK)と比較して光照射による一重項酸素を生成しない
112-3. 光毒性の評価

UVA照射による細胞内ROS生成と細胞毒性
UVA照射 (15J/cm2)（方法）

incubation

incubation
-240

化合物接触

HaCaT 細胞播種

251(A) ROS量の測定

細胞内ROS量

Time, hr(B) 細胞生存率の測定

細胞生存率**** p < 0.001

新技術（MKHプロドラッグ) は従来技術(MK-4)と比較して光照射による細胞内ROSの増加と細胞毒性を示さない

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2-4. 光毒性の評価

UVA照射による細胞内ROS生成と細胞毒性

細胞内ROS量

細胞生存率**** p < 0.001

新技術（PKHプロドラッグ) は従来技術(PK)と比較して光照射による細胞内ROSの増加と細胞毒性を示さない
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3. 活性型ビタミンK (VKH) 送達性の評価

MKH送達性の指標143-1. 活性型ビタミンK (VKH) 送達性の評価
ヒト表皮角化細胞における各化合物のVKO生成量の比較
PKO intacellular concentration(p mol/mg)

MKO intacellular concentration(p mol/mg)

400350300250200150100507006005004003002001000002448720

AUCMKO (0−72 h)(nmol・h/mg of protein)

4872

Time (hr)Time (hr)Compound

24

Compound

AUCMKO (0−72 h)(nmol・h/mg of protein)

10.543 ± 0.795

1.176 ± 0.056

10.786 ± 1.696

0.872 ± 0.138

17.304 ± 1.068

26.967 ± 2.030

新技術（VKHプロドラッグ) は皮膚細胞内へ活性型ビタミンKを送達できる
15

3-2. 活性型ビタミンK (MKH) 送達性の評価

人工太陽光照射試料によるMKHの送達性

新技術（PKHプロドラッグ) は従来技術(PK)と比較して光照射後においても細胞内へMKHを効率的に送達できる
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VKHプロドラッグはキノン型VKの光分解及び光毒性を克服した活性体VKH送達剤として機能する
皮膚外用剤、点眼剤、眼軟膏剤を可能にする◎新技術は、機能が不明なVKDPの機能を顕著にできるため多くの新たな作用が期待される◎新技術では、VKDPの翻訳後修飾以外に様々な新たな作用が期待される
ビタミンKの皮膚適用により期待される効果
・ EGFR阻害剤誘発性皮膚障害の抑制 ・ レーザー治療後の色素沈着の回復期間短縮効果
Ocvirk et al., Radiol. Oncol, 2010
Lou et al., Dermatol. Surg, 1999
・創傷治癒促進・目のくま消しHemmati et al., Indian J. Pharmacol, 2014
Fatemeh et al., Adv Biomed Res, 2015
・白内障・その他（難治性疾患）
17企業への期待• 皮膚領域や眼領域での医薬品開発技術を持つ、企業との共同研究。
• 神経変性疾患治療薬開発を目指す企業との共同研究。
• 機能性化粧品の開発を目指す企業との共同研究。

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本技術に関する知的財産権• 発明の名称 ：光曝露下に適用されるビタミンK剤及びそれを用いた皮膚外用剤、点眼剤、眼軟膏剤• 出願番号：特願2019-051295• 出 願 人：学校法人福岡大学• 発 明 者：髙田二郎、松永和久、加留部善晴、瀬戸口修一

19産学連携の経歴• 平成24年度• 平成19年度• 平成18年度• 平成17年度• 平成17年度

JST A-STEP(シーズ顕在化タイプ）採択
JST 実用化のための可能性試験 採択
JST シーズ発掘試験研究 採択
JST シーズ育成試験 採択
JST プラザ実証試験 採択

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お問い合わせ先
福岡大学 研究推進部 産学官連携センター
担当コーディネーター
芳賀 慶一郎ＴＥＬ 092-871-6631（内線2809）
ＦＡＸ 092-866-2308
e-mail sanchi@adm.fukuoka-u.ac.jp
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