共同研究・競争的資金等の研究課題

胎盤関門においてトリプトファン(Trp)輸送を担う可能性が高いLAT輸送体のタンパク発現分子数を定量した結果、ヒトおよびラット胎盤関門において、LAT1およびLAT2タンパクの発現分子数定量に成功した。ヒトではLAT1およびLAT2の発現分子数が共に高かったのに対し、ラットにおいてはLAT1の発現量がLAT2に比べて数倍高いことが示された。げっ歯類胎盤における免疫染色においても、LAT1は胎盤関門の母体側細胞膜において高く発現していたのに対し、LAT2の発現は明確には示されなかった。さらに、LAT1が同様に高く発現している血液脳関門においては、血中アミノ酸濃度の変動がLAT1を介した脳への輸送速度を制御していることを、実験的に明らかにした。これらの結果は、LAT基質アミノ酸の総量に対するTrp存在比率(%)で定義されるTrpインデックスが、胎児など組織関門で制御されている領域へのTrp供給量、そしてキヌレインおよびセロトニン濃度を規定するとの仮説をサポートする成果として、重要である。 日本食品標準成分表に基づきTrpインデックスを算出したところ、食品の種類によってTrpインデックスは5倍以上異なっていた。得られたTrpインデックスに基づくと、Trp欠乏を補う食品としては通常、タンパク質に富み、Trpのアミノ酸スコアが100%を満たす魚・肉・大豆などが同列に推奨されるが、Trpインデックスがより低い魚類や肉類と比較して、高い大豆が望ましいといったより適切な指導が可能となる。

妊婦においては治療方法が限定的であり、有効な薬物治療法が確立されていない妊娠高血圧症候群に対して、現在は使用が禁忌とされている降圧薬の有効性、安全性を検証し、妊婦においても安全な降圧薬を見出すことを目的としている。これまでに臨床における副作用データベース検索によって、禁忌とされている降圧薬としてアンジオテンシンII受容体拮抗薬（ARB）のうちIrbesartanが比較的胎児に対して毒性を示す頻度が低い可能性を見出している。今年度は、ARB同効薬間で胎児移行性や副作用が異なる可能性を非臨床において検討した。ARBの胎児移行性は、ARB同効薬間で差が生じることを示すため、妊娠高血圧症を呈するモデルラットにおいてOlmesartanとIrbesartanを投与して血圧、母体血中濃度、胎児血中濃度等を評価した。OlmesartanおよびIrbesartanはいずれも母体の高血圧を改善した。胎児移行性はOlmesartanが高く、Irbesartanが低いことを見出し、胎児における血清アルブミンへの結合を考慮した非結合型血漿中濃度においてもIrbesartanは胎児移行性が低いことを見出した。また、Olmesartan投与時には当該妊娠高血圧症モデルラットが呈する胎児発育不全が改善されなかったのに対し、Irbesartan投与においては改善されたため、IrbesartanはARB同効薬の中でも比較的選択的に妊娠高血圧症の改善効果と低胎児毒性を表すことが示された。

胎盤特異的に発現するsyncytin-2は膜融合能を持ち、合胞体化による関門形成に関与する。胎盤モデル細胞由来エクソソームの肝モデル細胞への取り込みは、細胞でのsyncytin-2発現を誘導することで上昇した。エクソソームを添加した肝モデル細胞における胎盤特異的miRNAの発現も検出され、syncytin-2発現はエクソソームによる細胞間情報伝達に寄与すると考えられた。ただし、syncytin-2受容体であるMFSD2Aのマウス肝臓での発現が絶食時のみであることも示され、関与は限定的である可能性がある。MFSD2Aは、胎児へのドコサヘキサエン酸の供給を担うことも示唆された。

アンジオテンシンⅡ受容体拮抗薬(ARB) の胎児移行性にorganic anion transporter (OAT) 4が与える影響の評価とOAT4発現マーカーの探索を目的とし、OAT4を介した薬物輸送と胎盤特異的なOAT4の発現機構について検討した。ARBは、胎盤を透過して胎児腎に到達することでヒトに限定的な胎児毒性を示す。過去に、ARBであるolmesartanの胎盤関門胎児側基底細胞膜における輸送へのOAT4の関与について報告している。また、chlorideはOAT4を介した交換輸送の駆動力となることが提唱されることから、今回は、5種のARB (candesartan、irbesartan、losartan、telmisartan、valsartan)について、OAT4発現細胞による取り込みを、細胞外chloride非存在下で定量した。少なくともlosartan、candesartan、valsartanについては、OATを介した細胞内取り込みが示された。抗ヒスタミン薬cetirizineについてもOAT4を介した輸送方向性を解析し、OAT4がラセミ体のcetirizineのうち、levocetirizineのみを選択的に細胞内に取り込むことを示唆する結果を得た。OAT4の転写制御領域についての解析では、胎盤および腎臓由来OAT4 遺伝子の転写開始点が異なることを同定した。さらに、尿細管上皮および胎盤栄養膜モデル細胞における転写活性の比較から、胎盤におけるOAT4発現を司るプロモーター領域を明らにした。胎盤OAT4の5’隣接領域変異解析から、転写因子AP-2結合配列を含む領域が胎盤でのOAT4 基礎転写活性に必須の領域であることが示された。本研究より、ヒト胎児への薬物移行予測の発展に寄与する結果を得た。