日本毒性学会学術年会
最新号
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年会長招待講演
  • Mary E. MEEK
    セッションID: IL
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    A World Health Organization (WHO) International Programme on Chemical Safety (IPCS) Framework outlines a pragmatic approach to the identification and consideration of priorities in the grouping and assessment of combined exposures to multiple chemicals. The Framework includes formal problem formulation followed by step wise consideration of both exposure and hazard in several tiers of increasingly data-informed analyses. These analyses build on recent developments in assessment, incorporating predictive approaches in early tiers and increasingly refined, more data-informed mode of action and probabilistic analyses in later tiers.

    Recently, the Framework has been additionally developed in a number of initiatives in both research and application, including guidance of the Organization for Economic Cooperation and Development and the European Food Safety Agency, the development of tools within the European Horizon 2020 Research Project, Euromix and a recent WHO Publication on Chemical Mixtures in Source and Drinking Water.

    The Framework also serves as an organizing construct for a “Roadmap” for methodological guidance on chemical risk assessment of the WHO/IPCS Harmonization Initiative. This Roadmap provides the basis for practical advice for the implementation of these various methodologies in tiered assessment and management strategies.

    Tiered assessment incorporating methodological advances internationally will be illustrated through presentation of examples and case studies. The implications of increasing international experience in tiered assessment incorporating new and evolving methods will also be addressed.

特別講演
  • 北野 大
    セッションID: SL1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    【条約の目的】

     ストックホルム条約とは毒性、難分解性及び生物蓄積性を有し、並びに大気、水および移動性の種を介して国境を越えて移動し、放出源から遠く離れた場所に堆積して陸上生態系及び水界生態系に有害な影響を与える物質、すなわちPOPs(Persistent Organic Pollutants)を国際的に規制する国際条約であり、2004年5月に発効した。科学的な審査は31名の専門家集団からなるPOPRC(POPs Review Committee)でおこなわれている。

    【審査手順】

    1) Annex D(スクリーニング段階)での審査

     締約国から物質の提案があると、残留性、生物蓄積性、毒性及び長距離移動性について提案書をもとに審査を行う。この場合、上記の4つの指標のどれか一つの基準が満たされないからといって、全体的な結論が否定されるものではなく、weight of evidence に基づきPOPRCでは柔軟に判断している。

    2) Annex E(リスクプロファイル)及びAnnex F(リスク管理書)の作成及び審査

     Annex Eには当該物質についての発生源、有害性、環境内運命、モニタリングのデータおよび長距離移動後の現地における暴露状況などが調査の上、詳しく記述される。Annex Eの審査が終わると、次のステップAnnex Fの審査が行われる。その内容には当該物質の規制がリスク削減上有効であるかどうか、規制措置の実施が社会に与えうる影響、代替品の可能性などがあり、当該物質の規制を行うにあたり社会への影響を考慮している。

    3) Annex Fの採択とCOP(締約国会議)への提案

     提案された物質をAnnex AまたはBに加えるべきか、さらに非意図的生成がある時にはAnnex Cにも加えるべきか、このほか適用除外用途などの検討を行い、これらの提案がCOPで審議され最終決定される。

    【今後への期待】

     POPsをこの条約で規制するのではなく、今後は各国がこの条約の趣旨を反映した国内の化学物質管理政策を強力に実施し、ストックホルム条約はもはや不用であるという時が来るのを期待したい。

  • Christopher P. WEIS
    セッションID: SL2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    Per- and Polyfluoroalkyl Substances (PFAS) are a group of synthetic substances that were originally developed in the late 1940s for uses as surfactants and surface protectors. The term PFAS includes both polymeric and non-polymeric fully (per-) and partially (poly-) fluoroalkyl substances. The most well studied PFAS are perfluorooctanoic acid (PFOA), a Substance of Very High Concern (SVHC) as designated by the European Union, and perfluorooctane sulfonate (PFOS). Contemporary uses include industrial applications such as polymeric non-stick coatings on cookware, cosmetics, fabric protectors, waxes, paint and firefighting foams. PFAS have made their way into the biosphere in all continents. Some, including PFSAs and PFCAs, are especially persistent due to their strong carbon-fluorine bonds. Due to growing evidence of bioactivity, public health guidance is being developed in numerous countries to limit human exposures through drinking water and food. Also included as PFAS are perfluoroalkanes, other perfluoroalkyl sulfonic acids (PFSA) and perfluoroalkyl carboxylic acids (PFCA), and recently described perfluoroalkyl ether carboxylic acids (PFECA) and sulfonic acids (PFESA), among other proposed subclasses. Information is rapidly emerging on PFAS chemical classification and grouping, environmental chemistry, detection technology, fate and transport, exposure potential, human health toxicity, and ecological toxicity. This presentation will review recent social and public health actions regarding PFAS exposure and toxicity.

  • 黄 基旭
    セッションID: SL3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    メチル水銀は重篤な中枢神経障害を引き起こす環境汚染物質である。しかし、メチル水銀による毒性発現機構およびそれに対する生体防御機構は未だ明らかになっていない。一方、生体内には、DNAやRNA、蛋白質といった高分子の他にも、比較的低分子であるアミノ酸や有機酸、脂肪酸といった物質も多く含まれている。生体全体の働きを理解するためには、これら低分子物質を解析することも必要である。そこで我々は、メチル水銀を投与したマウスの脳を用いてメタボローム解析を行い、量的変動が認められた低分子代謝物質とメチル水銀との関わりについて検討してきた。キャピラリー電気泳動・質量分析計を用いて解析を行ったところ、メチル水銀投与によってマウス脳内でプトレシンやハイポタウリン、尿酸などのレベルが上昇し、逆に、ホモバニリン酸やエチルグルタミン、メチルヒスチジンなどのレベルが低下していた。これらの代謝物質で前処理した細胞のメチル水銀感受性を検討したところ、プトレシンの添加がマウス神経由来C17.2細胞に比較的強いメチル水銀耐性を与えることを見出した。また、プトレシンのレベルもC17.2細胞においてメチル水銀処理によって顕著に増加した。プトレシンはornithine decarboxylase(ODC)によってオルニチンから生合成されるが、ODC阻害剤の培地への添加は細胞にメチル水銀高感受性を与え、ODCの高発現は細胞にメチル水銀耐性を与えた。また、メチル水銀処理によってODCのmRNAレベルはほとんど変動せず、その蛋白質レベルのみが上昇することも明らかとなった。これらのことは、生体がメチル水銀に暴露されると、ODC活性上昇を介してプトレシンのレベルを増加させることによってメチル水銀毒性を軽減している可能性を示唆している。本講演では、メタボローム解析から見えてきたメチル水銀毒性軽減に関わる新規分子機構について紹介する。

  • Michael W. BOLT, Joseph T. BRADY, Laurence O. WHITELEY, K. Nasir KHAN
    セッションID: SL4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    Gene therapy can be defined as the introduction of nucleic acids into a host cell to result in the replacement or inactivation of a mutated gene, or to introduce something novel. The introduction of the nucleic acids can occur inside or outside of the body, often with the use of a viral vector, such as adeno-associated viruses (AAV). In the past several years, there has been a dramatic increase in the use of gene therapies to develop potential therapies for treating various diseases. However, there are multiple challenges associated with this relatively novel technique; such as antibody or cell mediated responses that limit efficacy, lack of data on the long term safety, and an evolving regulatory environment that establishes the requirements for drug development of gene therapies. This presentation will provide an overview of gene therapy, review the key aspects of the available nonclinical regulatory guidance, discuss things to consider when developing an nonclinical toxicology strategy, and examine case studies of nonclinical packages used for the development of novel therapies.

  • 渡辺 知保
    セッションID: SL5
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    現在,毒性学分野の研究は,大部分が「実験室の中」で行われているのではないだろうか.毒性学の研究の最終的な目的をヒトの健康に置くならば,実験室の中の知見とともに,実験室の外の知見も重要であると思う.ここでは,主として東南アジア・南アジアの一般集団を対象とし,環境毒性学的な目的を掲げて「実験室の外」の調査を行ってきた経験を踏まえて,ヒト集団を対象とした毒性学-主にフィールドにおける毒性学-で得られたいくつかの観察事例を紹介し,それが「実験室の中」の毒性学あるいは一般に毒性というものを考える上でどんな意味を持ち得るのかを議論したい.

    地下水は微生物汚染の観点からは一般に表層水よりも安全と考えられるが,化学汚染のリスクは存在し,特に地殻に比較的豊富に含まれるヒ素による汚染はアジア,中南米を中心に極めて広範に存在する.最大のリスク人口を抱えるバングラデシュで1998年から調査を行なった.この調査においては,ヒ素汚染の存在とその脅威に対する人々の認識のあり方,汚染の評価の伝え方,ヒ素の用量-反応関係の評価の方法などで考えるべき点が多かったが,量-反応関係において,性差をはじめとする個体差が見出された.さらに,従来から多くの物質の毒性を修飾することが報告されてきたセレンについても同時に検討を行い,個体レベル・集団レベルに共通する特異な関連を見出した.同じガンジス川流域のネパール低地のヒ素汚染地域でも同様の調査を実施し,中等度以上の汚染地域において低栄養状態が毒性を修飾することを示した.これらの知見は,同じ量のヒ素の毒性が,様々な要因によって修飾されることを示している.これはある意味で当然とも言えるが,見方を換えれば,フィールドで観察される毒性とは,様々な要因がもたらす影響を合成した結果であるということも示している.

    ヒ素による地下水汚染から範囲を広げ,00年代の後半(2006〜2009年)には,東南および南アジアの主として農村部におけるライフスタイルの転換(自給自足農耕→市場型農業)に伴う化学物質への曝露状況を三十余りの集落において調査した.この研究においては,ライフスタイルの転換のレベルが異なると考えられる集落を選び,栄養状態・化学物質への曝露その他,多角的な調査を行なったが,多くの集落において比較可能な調査を実施したことによって,化学物質への曝露の状況,その性差・年齢差などからユニークな知見を得ることができた.

    以上のようなフィールドにおける調査・観察は,毒性学の実験的・理論的な予測を検証できる唯一の場であると同時に,実験的・理論的な研究へのヒントを与えるものでもあり,その意味で毒性学全体にも貢献できるものであると考える.近年のフィールド・データに基づく報告,および,将来的な方向についても触れたい.

教育講演
  • Curtis D. KLAASSEN
    セッションID: EL
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    Much attention in toxicology has been given to the biotransformation of chemicals and the mechanism of action of toxicants. However, the toxicity of chemicals is also dependent upon the ability to adapt to the presence of the toxicant. One mechanism for adaptation to chemicals that his been examined in detail is the induction of the cytochrome P-450s (CYPs). However, while the induction of the CYPs will increase the biotransformation of many chemicals to less toxic products and results in adaptation, but for other chemicals the CYPs metabolize them to more toxic products and results in more toxicity. These same chemicals that induce the CYPs can also induce uptake and efflux transporters, which have the ability to also adapt cells to the presence of some chemicals, which will be addressed in this lecture. A second mechanism to be discussed is the adaptation to chemicals by the induction of metallothionein (MT). MT is a small protein that is made up of 1/3 cysteines and avidly binds metals such as zinc and cadmium. It is one of the most inducible proteins and plays in a major role in the adaptation to cadmium toxicity. The third mechanism of adaptation to be discussed is the Nrf2-Keap1 transcription factor induction of a plethora of enzymes and transporters that protect against numerous chemicals whose mechanism of toxicity is via electrophiles and oxidative stress. These and other mechanisms of adaptation play a major role in protecting us from the toxicity of chemicals.

特別パネルディスカッション
  • 熊谷 嘉人
    セッションID: PD-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    我々は日々、多種多様な環境ストレスに晒されながら生活している。 一般にストレスというと、放射線、大気、水、土壌中の汚染物質、産業化学物質、農薬等をイメージしやすいが、食品中成分や嗜好品成分もそのひとつである。さらに、精神的・心理的ストレスや居住環境や気候も何らかのメカニズムを介してストレスを与えていることが示唆されている。すなわち、ヒトは膨大な環境因子により健康な状態から未病を経て、病気へと進展することが考えられており、そこには曝露量のみならず時間的な要因も含まれる。エクスポソームとはヒトの一生のうちに受ける全ての環境要因を講じる魅力的な概念と言える。言い換えれば、エクスポソームは従前の毒性学および疫学の「単一曝露要因」を標的とした研究手法のパラダイムシフトに繋がる可能性を示唆している。環境中には膨大な数の化学物質が存在する。その中で、分子内に電子密度の低い部位を有し、タンパク質のような生体高分子の求核置換基に共有結合するものを親電子物質と呼ぶ。我々はエクスポソームという遠大な研究理念に対して、中国故事のひとつである「先ず隗より始めよ」に従い、エクスポソーム研究の優先被検物質とされている親電子物質の個別曝露から開始し、複合曝露へと研究を推進している。我々の研究成果から鑑みると、タンパク質の求核置換基を化学修飾する親電子物質は、個別曝露での生体影響(レドックスシグナルの変動および毒性)は、複合曝露ではその閾値が低くなることが示唆され、環境リスクの再考を考慮する必要性を感じる。今後は、親電子物質のタンパク質修飾能をさらに拡大して、生体内反応を介して結果的にアミノ酸残基を化学修飾する化学物質の受動修飾に着目したアダクトエクスポソーム研究への展開を期待したい。

  • 上原 孝
    セッションID: PD-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    私たちが生活する身の回りには膨大な環境性化合物が存在し,日常的にそれらに晒されながら暮らしている.すなわち,生涯に渡り,水・空気・食物から多種多様の化合物を摂取し,それらと上手く調和適応しているとも言える.このような化学物質曝露の総体としてエクスポソームという概念が提唱され,それらは一般的外的要因(教育,精神的ストレス,気候など),内的要因(内因性ホルモン,体型,腸内細菌叢など),特殊外的要因(化学物質,食事,汚染物質,生活習慣因子など)に分類されている.これらの慢性的な曝露はヒトの健康維持ばかりでなく,時には病態形成に関わることが示唆されている.しかしながら,膨大な化合物に対する量的,質的あるいは時間的影響を明らかにするのは困難であり,現時点において完全なエクスポソームを解く術は無く,全世界で模索している段階である.

    一方,曝露科学中心で実施されているエクスポソームへのアプローチとは異なり,個々の外来性環境化学物質に焦点を当て,タンパク質やDNAなどの生体高分子への作用については断片的ながら解析が進んできている.このような個別化された研究成果は,次のステップである複合曝露研究を展開する上で重要であり,データの蓄積を介することで,完全エクスポソーム解明への重要な橋渡しをするものと考えている.そこで,環境化学物質による生体修飾に特化したエクスポソーム(アダクトエクスポソーム)を構築し,新たなモデル化を現在目指している.

    その中でも,私たちのグループはタンパク質Cys残基を修飾する,環境性親電子性化合物の影響について解析している.最近の研究から,後天的遺伝子発現制御(エピジェネティクス)システムがある種の環境因子を介して調節されている可能性を見出した.このことは,環境化学物質曝露によってエピジェネティクスに影響が及び,遺伝子発現に何らかの変化が来され,その量に応答した生体機能調和(生存・健康)や破綻(病態・死)が惹起される可能性を示唆している.これらの知見を元にして,議論したいと考えている.

  • 伊藤 昭博
    セッションID: PD-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    タンパク質の機能はゲノムDNA中にコードされているアミノ酸配列により決まるが、多くのタンパク質は翻訳後に修飾されることによってその機能が調節されている。様々な種類のアミノ酸が多様な翻訳後修飾を受けるが、その中でも反応性の高いアミノ基を側鎖にもつリジン残基はアセチル化、メチル化などの多彩な修飾を受けることが知られている。リジン残基上で起こる数ある翻訳後修飾の中でも、我々はアセチル化に注目してこれまで研究を行ってきた。

    リジンアセチル化されるタンパク質といえば、ヒストンが最も有名である。ヒストンのアセチル化は、エピジェネティックな遺伝子発現を制御し、細胞の運命を決定する。一方、近年の質量分析法の技術革新により、ヒトの細胞内には3,000種類以上のアセチル化タンパク質が存在することが示唆されている。さらに、アセチル化に加えてリジン残基は様々なアシル化修飾を受けることが最近明らかになり、生体内で起こるリジンアシル化修飾の全貌は今後の大きな課題である。

    ところで、これらリジン残基のアシル化修飾は、脂肪酸などの生体内のカルボン酸がリジンのεアミノ基に付加されることによって引き起こるが、リジン残基に付加されるカルボン酸は、生体内に存在する内因性カルボン酸のみであろうか?我々は、食品とともに取り込まれる様々な化合物に日々暴露されており、その中には、カルボン酸も含まれる。実際、食品添加物の中には100種類以上のカルボン酸が存在する。これら食品成分として日々摂取しているカルボン酸の中には、生体内の化学反応を介してヒストンなどのタンパク質のリジン残基に付加されるものがあるのではないか?本発表では、我々がこれまで行ってきたリジンアシル化修飾研究について紹介するとともに、食品成分カルボン酸暴露による生体に対する影響を、リジンアダクトエクスポソームの観点から議論したい。

シンポジウム1
  • 堀本 政夫
    セッションID: S1-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    医薬品開発における生殖発生毒性評価はサリドマイド事件を契機として大きく変わり、催奇形性評価においてラットとウサギの2種を用いることなどが義務付けられた。その後、いわゆる三節生殖発生毒性試験法が制定され、さらに医薬品規制調和国際会議(ICH)により毒性試験法の国際的な調和が飛躍的に進んだ。その結果、生殖発生毒性を評価する試験方法については、いわゆるICHガイドラインである「医薬品の生殖発生毒性試験法ガイドライン」(以下、ICHS5GL (R2))が発出され、その後はこのICHS5GL(R2)に準じた非臨床試験が実施されてきた。それから15年余の歳月を経て、2015年にICHS5GL(R2)を全面改定するためのExpert Working Group (EWG)が結成され、約4年半の改定作業を経て、2020年にICH S5GL(R3)としてStep4に到達した。

    改定されたICHS5GL(R3)においても生殖発生毒性評価の基本部分である、すべての生殖発生過程(6段階:親世代の交配前~児世代の性成熟)に対する影響を評価することなど、現行のガイドラインとは全く変わっていない点も多いが、今回の改定で大きく変更された点もある。従来は生殖発生毒性試験方法の記載が主体であったが、ICHS5GL(R3)はハザードの特定とリスク評価のための試験戦略の考え方などの記載を主目的としている点、開発する医薬品のターゲットとする患者集団や対象疾患などを考慮して毒性評価のための戦略を考えることが可能となった点などである。また、従来の哺乳類を用いたin vivo試験を代替する試験法(以下、代替法)の取扱いも変更された。従来の「丸ごとの動物を用いた試験の代替となる試験系はない」との記載から「一定の条件下で受け入れる」と変更され、代替法の活用に関する記載が追加されたことである。

    この改定作業中の議論などを通して学んだことやICH S5GL(R2)からの変更点から見えてきた課題、今後の生殖発生毒性評価において考慮すべきことや期待されることなどを紹介する。

  • 原 健士朗
    セッションID: S1-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    私はウシの去勢精巣を利用して体外で精子形成を誘導することを目的とした研究を行っている。現在、99%以上の雄ウシは肉用牛として性成熟前に去勢されている。去勢精巣は、雄の遺伝子資源を保有する貴重な農資源だが、活用の方法が無く廃棄される。去勢精巣を材料として体外で精子を形成する系を構築できれば、雄ウシを飼育しなくても精子を得ることが可能となり、新しい畜産技術としての発展が期待される。また、私は毒性学の専門家ではないが、「ウシ精巣の体外培養系が生殖毒性の有用モデルになるのではないか?」という助言を頂く機会があり、ウシ精巣の研究が毒性学においてどのような応用可能性を有しているのかについても興味を持っている。本会では、これまでの成果と課題をご紹介し、生殖毒性研究への応用可能性を検討する機会としたい。

  • 市田 知之, 菱川 賢志, 大沼 一也, 福田 貴則, 日下 剛, 木幡 豊, 井上 裕美
    セッションID: S1-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    日本では出生数の減少が指摘されるようになり久しいが、2016年には出生数が100万人を割り、2019年の出生数は86万4千人と減少傾向が継続している。また、平均初産年齢も2011年から30歳を越えており上昇傾向にある。このような状況の中で、妊婦からの胎児の健康に対する関心は非常に高いものとなっており、実際の臨床に於いて妊婦から出生前検査についての質問を受けることも多い。

     一方、2013年に妊娠中の染色体異常に対する出生前検査としてnoninvasive prenatal test (NIPT)が開始された。NIPTは妊娠10週から検査可能な、非常に精度の高いスクリーニングである。そして妊娠女性からの採血検体で実施できる簡便さと、胎児に対しての非侵襲性により、非常に大きな話題となった。その為、出生前検査として受検を希望する妊婦が多く、NIPT認可施設のみでは全ての希望する妊婦に対応できない状況となっている。しかし、医学的な根拠を元に、妥当性のあるNIPTの対象となっている染色体異常は13トリソミー、18トリソミー、21トリソミーのみであり、これは先天性疾患のうちの一部である。

     また、これまでは妊娠20週前後での胎児の解剖学的な評価が中心であったが、最近の超音波機器の性能向上は目覚ましく、妊娠初期(妊娠11週から妊娠13週)における胎児の解剖学的評価が注目されている。当院では希望する妊婦に対して胎児の染色体異常に対するスクリーニングと同時に腹部超音波検査での胎児の解剖学的な評価を積極的に行うことで、NIPTでは検出することのできない解剖学的異常の検出を試みている。

     NIPTの技術は革新的なものであるが、対象としている先天性疾患は限定的である。従って、超音波検査による胎児の解剖学的評価とNIPTとを組み合わせることにより、出生前検査を胎児検診として位置付けることが出来るのではと考えている。

     今回のシンポジウムでは当院での妊娠初期に於ける解剖学的評価の精度を発表させて頂くと共に、出生前診断とそこから繋がっていくであろう胎児医療について紹介する。

  • 木村 真弥, 宮脇 昭光, 和泉 祐子, 松本 清, 篠澤 忠紘
    セッションID: S1-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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     医薬品開発において、新規候補化合物の発生毒性リスクを評価しメカニズムを理解することは医薬品の安全性を担保するために重要である。現在、非臨床安全性試験においては、主として、マウスやラットなどのげっ歯類及びウサギなどの非げっ歯類を用いた胚・胎児発生毒性試験を通じて発生毒性のリスク評価が実施される。また、近年、発生毒性のスクリーニングや代替法として各動物種の細胞を用いたin vitro評価系が報告されてきている。しかしながら、医薬品のモダリティーが低分子薬やペプチド薬から抗体医薬や核酸医薬、遺伝子治療と多様になる中で、種差を鑑みヒト特異的な発生毒性リスク評価を実施することは重要である。以上のことから、本研究ではヒトiPS細胞を用いて、簡便且つヒト特異的リスクを予測可能なin vitro発生毒性評価系を構築することを試みた。

     ヒトiPS細胞は、Activin A及びWnt3a存在下で培養することで、内胚葉分化マーカーであるSOX17陽性細胞へ分化誘導される。本条件下で、ヒトで発生毒性が認められているthalidomideを添加すると、低用量からSOX17の発現誘導が抑制され、高用量では細胞障害性が認められた。一方で、非発生毒性化合物であるamoxicillin添加では影響はみられなかった。次に、SOX17発現抑制及び細胞障害性を指標として、複数の化合物(発生毒性陽性化合物19種、発生毒性陰性化合物21種)を評価したところ、高い精度(82.5%)で陽性/陰性の判別が可能であった。一方で、マウスES細胞の内胚葉分化においては、thalidomideによるSOX17発現抑制は認められなかった。したがって、本研究で構築したヒトiPS細胞を用いたin vitro評価系は、高精度かつ種特異的に新薬候補化合物の発生毒性リスクを評価できる可能性が示唆された。

     さらに本講演では、現在報告されているin vitro評価系についても概括するとともに、種特異的なリスク評価系の有用性と発生毒性リスク評価構築から創薬ステージにおける活用方法について議論したい。

シンポジウム2
  • 堀井 郁夫
    セッションID: S2-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    As a base of safety assessment of pharmaceuticals, the initial data management requires accurate toxicological data acquisition, which is based on regulatory safety studies according to guidelines, and computational systems have been developed under the application of GLP. In addition to these regulatory toxicology studies, investigative toxicological study data for the selection of lead compound and candidate compound for clinical trials are directed to the estimation by computational systems such as QSAR and related expert systems.

    Furthermore, in the “Go”, “No-Go” decision of drug development, supportive utilization of a scientifically interpretable computational toxicology system is required for human safety evaluation. Pharmaceutical safety evaluator as a related toxicologist who is facing to practical decision does not need a data-driven AI (Artificial Intelligence) system that calls for the final consequence, rather requires an explainable AI that can provide comprehensive information necessary for evaluation and can help decision making. Through the explication and suggestion of information on the mechanism of toxic effects to safety assessment scientists, ultimately a subsidiary partnership system for risk assessment is to be a powerful tool that can indicate project-vector with data weight for the corresponding counterparts.

    To bridge the gaps between the big-data and the knowledge, multi-dimensional thinking based on philosophical ontology theory is necessary to handle heterogeneous data such as interpretable computational toxicology related to drug safety assessment.

  • 北島 正人
    セッションID: S2-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    医薬品、一般化学物質、食品素材等における安全性に関しては、主にIn vitroやIn vivoの実験データ、In silicoによる毒性予測結果、各分野の専門研究者の知見や文献等による事例などをあわせて統合的に評価されている。

    In silicoシステムによる安全性評価に関しては、最終結果を出力するAIシステムだけでなく、作用機序に基づいた科学的に説明可能なAI技術やコンピュータシステムの活用が有用である。

    毒性作用機序の情報としては、Adverse Outcome Pathway(AOP)の考え方に基づいた化合物の生体分子への結合イベントとしてのMolecular Initiating Event(MIE)、毒性作用機序の因果関係をつなぐKey Event(KE)、毒性等の有害事象を示すAdverse Outcome (AO)について、分子、細胞、オルガネラ、臓器レベルのそれぞれの階層を考慮したパスウェイ・オントロジー情報や実験情報が有用である。

    さらに、ヒトやラットにおけるIn vivoでの安全性を評価する上では、この毒性作用機序に加え、体内のADME(吸収・分布・代謝・消失)過程や、反応性代謝物の生成・抱合・毒性発現過程などの薬物代謝・動態の作用機序情報を取り入れていく必要がある。さらに、臓器へ分布した化合物の毒性発現は、臓器への暴露量と暴露時間の影響が大きいため、生理学的モデル(PBPK)による各臓器の濃度推移情報を含めた情報を活用し、薬物動態から毒性までの一連の作用機序を考慮することが重要である。

    これらの薬物動態から毒性発現に至る作用機序や実験情報を活用した安全性評価のコンピュータシステムやAI技術について、現在取り組んでいる事例も紹介しつつ、現状と将来の展望について紹介する。

    本発表の一部の研究開発は、経済産業省「省エネ型電子デバイス材料の評価技術開発事業」(機能性材料の社会実装を支える高速・高効率な安全性評価技術の開発・毒性関連ビッグデータを用いた人工知能による次世代型安全性予測手法の開発)の支援を受けた。

  • 山縣 友紀
    セッションID: S2-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    計算機科学の進展はこれまで毒性学に大きく貢献してきた。オミクス解析やパスウェイ解析をはじめ、構造活性相関モデルによる安全性予測等においてデータ駆動型研究は欠かせない。これら多種多様の解析結果をもとに適切に安全性評価するには、科学的見地からの説明性に基づき、統合的に判断することが要請される。さらに、いかにリスクを低減するかについて、安全性管理には領域横断的に知識を共有し、相互運用するための支援が必要となる。

     本講演ではオントロジー思考に基づく知識の体系化と安全性評価への応用について、これまで著者が開発してきた毒性プロセスオントロジーTXPOと機序解釈支援知識システムTOXPILOT (https://toxpilot.nibiohn.go.jp) を例に議論する。哲学思考に基づくオントロジーは領域独立の観点から対象の本質構造を客観的に抽出し、さらにどのように概念間の関係を関係づけるのか、必要な重み付けと方向性を与える。人間と計算機がともに理解可能な知識基盤を構築することによる計算毒性学への貢献について述べる。

シンポジウム3
  • 三島 雅之
    セッションID: S3-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    免疫チェックポイント阻害抗体、2重特異性T細胞誘導抗体、および遺伝子導入T細胞を用いるがん免疫療法は、従来のがん治療では得られなかった治療効果をもたらした。現在、これらの技術を応用した様々な医薬品の開発に大きな力がそそがれている。これらの治療法は画期的な薬効をもたらすと同時に、重篤な有害事象を引き起こす。共通して最も頻繁に発生する有害事象が、サイトカイン放出症候群(CRS)である。CRSは過度に活性化した免疫細胞から放出された多量のサイトカインによって、発熱、頭痛、嘔吐、呼吸困難、血圧低下、多臓器不全を引き起こし、時に死に至るもので、臨床においてたびたび用量規制の原因になる。CRSのコントロールは、がん免疫療法を効果的に実施するための重要な要素である。抗ガン免疫を担う細胞の活性化はサイトカイン産生を伴うことから、がん免疫療法においてサイトカイン産生を完全に抑制することはできないと考えられる。しかしながら、非臨床機序研究から、抗がん免疫を活性化しつつCRSの重症化を押さえることができる可能性が見出されつつある。ここでは、CRSの非臨床研究で何が見えてきたのか、どうやってCRSをコントロールできる可能性があるのかについて論じる。

  • 野中 瑞穂
    セッションID: S3-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    がん免疫療法として、Cytotoxic T-lymphocyte-associated protein 4(CTLA4)、Programmed cell death-1(PD-1)等に対する抗体医薬品、がん抗原を用いたペプチドワクチン、がん抗原を生体内で発現させる遺伝子治療用製品、キメラ抗原受容体を遺伝子導入したT細胞(CAR-T細胞)等、多種多様な医薬品や再生医療製品を用いた治療法が開発又は市販されている。

    がん免疫療法の非臨床安全性については、本邦では「がん免疫療法開発のガイダンスについて」(平成31年3月8日付け薬生薬審発0308第1号、薬生機審発0308第1号)においての基本となる考え方や参照すべきガイドライン等が示されており、がん免疫療法に用いる製品の種類(モダリティー)に応じて参照するガイドライン等が異なっている。例えば、抗体医薬品については「バイオテクノロジー応用医薬品の非臨床における安全性評価について」(平成24年3月23日付け薬食審査発0323第1号)、遺伝子治療用製品については「遺伝子治療用製品等の品質及び安全性の確保について」(令和元年7月9日付け薬生機審発0709第2号)、遺伝子導入細胞を含むヒト細胞加工製品については、「ヒト(自己)由来細胞や組織を加工した医薬品又は医療機器の品質及び安全性の確保について」(平成20年2月8日付け薬食発第0208003号)、「再生医療等製品(ヒト細胞加工製品)の品質、非臨床試験及び臨床試験の実施に関する技術的ガイダンスについて」(平成28年6月28日付け厚生労働省医薬・生活衛生局医療機器審査管理課事務連絡)等に非臨床安全性に関する基本的要件が示されている。

    本講演では、これらのがん免疫療法に用いられる医薬品や再生医療製品に関して、関連するガイドライン等を踏まえた基本的な非臨床安全性評価の考え方を概説し、PMDAで実施した開発中の相談や承認審査の経験も踏まえて代表的な事例を紹介する。

  • Rodney PRELL
    セッションID: S3-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Development of cancer immunotherapeutics creates some unique challenges for nonclinical safety assessment. These can range from lack of pharmacological activity in standard toxicology models to exaggerated pharmacology that can be dose limiting. This presentation will describe two case studies, one checkpoint inhibitor (atezolizumab) and one T cell dependent bispecific (CD20/CD3 TDB), to serve as an example of each scenario. Furthermore, nonclinical regulatory guidances and strategies to support clinical combinations containing cancer immunotherapeutics will be discussed.

シンポジウム4
  • 本橋 ほづみ
    セッションID: S4-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    KEAP1-NRF2制御系は、生体における酸化ストレス応答において中心的な役割を果たしている。KEAP1は硫黄原子の反応性を利用したレドックスセンサーであり、NRF2は硫黄原子の反応を制御する酵素群のマスター転写因子である。このように、KEAP1-NRF2制御系は硫黄代謝を利用した生体防御系であるといえる。NRF2の生体防御における重要性は、Nrf2欠損マウスを用いた解析や、ヒトにおけるNRF2遺伝子の一塩基多型の報告から明らかにされている。NRF2の活性化は生体の抗酸化機能を強化することで、加齢関連疾患の予防や改善に有効である。また、NRF2による抗炎症作用やミトコンドリアの機能促進作用も、こうしたNRF2による抗老化作用に貢献していると考えられる。NRF2がどのようにミトコンドリアの機能促進をもたらすのかについては明確な理解はなされていなかった。最近我々は、その一つのメカニズムとして、NRF2による硫黄代謝の促進があることを見出した。NRF2はシスチントランスポーター遺伝子を活性化し、細胞外からのシスチンの取り込みを促進することで、細胞内でのシステインを増加させる。システインはシステインパースルフィドに変換されることで、ミトコンドリアにおけるエネルギー代謝の基質として利用され、ミトコンドリアの膜電位形成に大きく貢献することがわかった。NRF2による硫黄代謝制御は、生体防御機構に加えて、ミトコンドリアのエネルギー代謝にも貢献していると考えられる。

  • 居原 秀
    セッションID: S4-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    メチル水銀(MeHg)などの環境中に存在する親電子分子は、生体内の親電子環境を撹乱し、細胞毒性を示すこと(親電子ストレス)が知られている。これまでに、MeHgの毒性発現には、その強力な親電子性によるタンパク質の不可逆的修飾や、細胞レベルでの酸化ストレス誘導が関与していると考えられてきた。我々は、MeHg毒性が、神経型一酸化窒素合成酵素(nNOS)により増悪され、nNOS由来のNO、活性酸素種に依存して産生される親電子性レドックスシグナル二次分子8-ニトログアノシン- 3',5'-環状一リン酸( 8-ニトロ-cGMP)により媒介されることを明らかにした。8-ニトロ-cGMP は、標的タンパク質のチオール基にcGMP構造を付加するS-グアニル化反応を介して、様々な生理・病理機能を制御している。MeHg処理により増加した細胞内8-ニトロ-cGMPは、標的タンパク質であるH-RasをS-グアニル化、活性化し、下流のERK1/2、細胞死シグナルを活性化する。また我々は、レドックスシグナルの制御因子として、チオール基に硫黄原子が過剰に付加したシステインパースルフィドなどの活性硫黄分子種(RSS)を発見した。RSSは、非常に高い抗酸化活性を示し、また8-ニトロ-cGMPを8-メルカプト-cGMPに変換することによってレドックスシグナルを制御している。神経細胞をMeHgで処理すると、RSS、8-メルカプト-cGMPが減少し、RSSドナーで神経細胞を前処理した後MeHgで処理すると、細胞内RSSの減少は回復し、MeHg毒性は軽減される。以上の結果から、親電子ストレスの新しい発現機構として、親電子物質によるRSSの枯渇を介するレッドクスシグナルの破綻が明らかとなった。

  • 澤 智裕
    セッションID: S4-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    パターン認識受容体(Pattern recognition receptors; PRRs)は体内に侵入した異物を分子パターンとして認識し、炎症・免疫応答の活性化を介して異物の排除に関わる重要な役割を担っている。膜結合型のPRRsであるToll様受容体(TLRs)は主にNF-kB経路およびIRF-1経路の活性化を通じて炎症性サイトカインやI型インターフェロンを産生する。システインパースルフィド(Cys-SSH)は、システインのチオール側鎖(Cys-SH)に、さらに過剰な硫黄原子(S)が付加したアミノ酸誘導体である。システインパースルフィドは、グルタチオンパースルフィド(GSSH)やタンパク質パースルフィド(Prot-SSH)など多彩な分子形態で細胞内に存在する。パースルフィドは元のチオールにわずかに1つの硫黄原子が付加しただけにも関わらず、その還元力や求核性が著しく高まっており、活性酸素を強力に分解する「活性硫黄」として重要な役割を担っている。これまで活性硫黄が細胞内シグナル伝達機構の制御に関わる可能性が示唆されているが、炎症応答に対する活性硫黄の作用はほとんどわかっていない。本研究では、新規な活性硫黄ドナーを開発し、炎症応答における活性硫黄の役割を解析した。

    硫黄原子をN-アセチルシステインで安定化させたハイブリッド型の活性硫黄ドナー(NACポリスルフィド)を合成した。NACポリスルフィド処理による細胞内活性硫黄量を質量分析にて解析した。またリポポリ多糖により誘導される炎症応答に対するNACポリスルフィドの影響を解析した。

    マウスマクロファージ細胞株(Raw264.7細胞)をNACポリスルフィドで処理すると、速やかに細胞内の活性硫黄含量が増加した。また、NACポリスルフィドで処理したRaw264.7細胞においてLPS刺激の下流シグナルで、特にMyD88-NF-κBとTRIF-IRF3経路が著しく抑制されることが分かった。その結果、炎症性サイトカインであるTNFαならびにIFNβの産生や、さらには誘導型一酸化窒素合成酵素の発現が顕著に抑制された。マウス腹腔内に致死量のLPSを投与するエンドトキシンショックモデルに対し、NACポリスルフィドを投与するとマウスの生存率が著しく改善した。このことから活性硫黄による自然免疫応答の活性画の抑制はin vivoにおいても起こりうることが示された。以上のことから、活性硫黄分子種は、自然炎症応答の制御に密接に関わっている可能性が示唆された。

  • 異島 優, 池田 真由美, 石田 竜弘
    セッションID: S4-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    質量分析を駆使した解析や蛍光プローブの開発など測定技術の進歩とともに、ポリスルフィドが抗酸化作用を有することやタンパクの機能に関与することが続々と明らかにされてきている。一方で、in vitroの系で血清にNa2Sを添加すると血清タンパク質に結合してスルフィドとして観察されなくなることから、血清タンパク質に硫黄代謝機構があることが示唆されていた。しかしながら、血清中は細胞内と異なり酸化的環境にあることや酸化型ポリスルフィドの定量法の欠如がボトルネックとなり、血清やその他の生体液中のポリスルフィドの存在に関する報告は非常に少ない。そこで我々は、血清中の酸化型ポリスルフィドの包括的理解を深めるべく、新規酸化型ポリスルフィド測定法を開発し、本測定法にて生体液中のポリスルフィドを検出し、その生理学的意義の解明を試みた。この測定系により血清や精液などの生体液中にポリスルフィドが存在することや、血中ではヒト血清アルブミン(HSA)が酸化型ポリスルフィドを高濃度に保持していることが明らかとなった。大変興味深いことに、HSAは酸化ストレスを受けると自身の酸化型ポリスルフィドを還元型ポリスルフィドに変換し、一過的に抗酸化作用を増大させる反応機構を有することが明らかとなった。本酸化ストレス応答は、酸化ストレス関連疾患である糖尿病性腎症や急性腎障害時の臨床血清検体においても観察されたことから、血中のポリスルフィド状態をモニタリングすることにより血清の酸化状態をより詳細に把握できる可能性が明らかとなった。これらの知見は、硫黄代謝機構を兼ね備えた血清タンパク質の機能制御の解明や酸化ストレス疾患の予防・診断マーカーの開発に繋がるものである。本シンポジウムでは、上述の血中でのポリスルフィドプール以外の生体液に関する最新知見に関しても、合わせて報告したい。

  • 斎藤 芳郎
    セッションID: S4-5
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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     必須微量元素であるセレンは反応性が高く、強い毒性を持つ元素であるが、生体はセレンの特性を巧みに取り込み、生体防御に利用している。セレンはセレノシステイン(Sec:システインの硫黄がセレンに置換したアミノ酸)の形で主にタンパク質中に含まれ、過酸化物を還元・無毒化するグルタチオンペルオキシダーゼやレドックス制御因子チオレドキシン還元酵素の活性部位を形成する。セレンは、これらの抗酸化酵素の生合成に必須であり、生体の酸化ストレス防御において要となる栄養素である。しかし、近年セレンの代謝異常が糖尿病など生活習慣病に深く関与することが明らかとなった。高血糖・高脂肪により誘導された血漿セレン含有タンパク質セレノプロテインP(SeP)が、インスリン抵抗性やインスリン分泌を悪化し、糖尿病の発症進展に“悪玉”として作用することが明らかとなっている。

     食品中に含まれるセレンは消化された後、消化管から吸収され、セレン含有タンパク質の合成経路に入るが、その代謝経路はセレンの形態によって異なる。Secは生体により“セレン”と認識され、Secリアーゼにより分解されて生じた無機セレンがSec合成系に入る。一方、体内に吸収されたセレノメチオニン(SeMet:メチオニンの硫黄がセレンに置き換わったアミノ酸)は生体内でセレン・硫黄の区別されずに代謝され、一部はタンパク質中にも取り込まれる。本発表では、セレンと硫黄代謝の接点、特に各元素を含むアミノ酸の代謝経路および生体内における各元素の識別機構について概説する。さらにセレンと硫黄代謝のクロストーク、特に親電子性物質に対する生体応答・解毒作用について議論する。

シンポジウム5
  • 渋谷 淳
    セッションID: S5-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    高次試験として取り扱われる神経毒性や発達神経毒性の評価は、毒性標的が多種・多様であり、毒性の現れ方に脳領域特異性を示す場合が多いため、標的性が不明な様々な毒性物質に対応するためには検討が多岐に及び、様々な脳領域を対象とした解析が必要となる。一方、神経発達は神経幹細胞の自己複製に始まり、神経前駆細胞の増殖・分化、移動、成熟の各段階から構成される。この神経細胞系譜が標的となる発達神経毒性では、これらの過程のいずれかが障害を受ける可能性がある。生後に間もなく形成される海馬歯状回で始まる神経新生 (adult neurogenesis) はこれらの全ての神経発達過程を包含するため、発達神経毒性物質を発達期に曝露した際に感受性を示す可能性が高い。また、成体での神経細胞の生存や維持に関わる分子機序には、神経発達における神経突起やシナプスの形成、髄鞘形成の機序と共通する部分が多い。そのため、成熟神経に対して毒性を示す物質は発達神経毒性を示す可能性がある。本演題では、最初に海馬歯状回の神経新生に着目した発達神経毒性の検出性、成熟神経毒性物質を発達期に曝露した際の神経新生傷害性について紹介する。次に、神経新生が動物の成熟後にも継続することに着目して、28日間反復投与試験のような一般毒性試験の枠組みで、発達神経毒性を含む神経毒性を広く検出する可能性について議論する。最後に、発達神経毒性の指標探索として、発現アレイ等を用いた網羅的解析により得られた分子の免疫組織化学的な発現解析結果を示す。また、神経幹細胞の遺伝子にゲノムのメチル化などのエピゲノム変化が生じると、その変化は娘細胞に受け継がれるため、正常な分化に必要な遺伝子発現が起こらず、生後の脳の高次機能に不可逆的な影響を及ぼす可能性がある。そこで、メチル化異常に着目した網羅的解析により得られた分子の発現特性についても紹介する。

  • 上野 晋
    セッションID: S5-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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     化学物質の毒性評価においては、胎生期の化学物質曝露に起因して成長後に出現する発達神経毒性の評価は重要な項目の一つである。このような発達神経毒性を早期に評価できるex vivo試験法の確立を目的として、授乳期、特に生後13日齢から18日齢のラットの海馬スライス標本を用いて、神経回路興奮性を電気生理学的手法により評価した。その結果、正常発達においては開眼期(生後15日齢)に神経回路の刺激応答性が増強されること、またその背景には回路興奮性に対するGABA抑制系による調節の発達に伴う変化があることを見出した。

     そこで、この授乳期における海馬神経回路の電気生理学的特性について、成長後の発達神経毒性を予測する指標としての有用性を検証するために、発達神経毒性が知られているバルプロ酸(VPA)、あるいはトリブチルスズ(TBT)を妊娠15日のラットに投与し、産まれた仔ラットの授乳期における海馬神経回路の刺激応答性について検討した。その結果、VPA胎生期曝露ラットでは刺激応答性の増強作用の出現が早まる、すなわち開眼前に出現することが判明し、発達に伴うGABA抑制系による回路興奮性の調節の変化も、正常発達に比べて先行して出現していた。一方、TBT胎生期曝露ラットでは、刺激応答性の増強作用の出現時期がむしろ遅くなっており、発達に伴うGABA抑制系による回路興奮性の調節の変化にも遅延が認められた。さらに発達神経毒性が未知である有機溶剤1-ブロモプロパン(1BP)の胎生期曝露ラットについても検討したところ、刺激応答性増強作用が開眼期に先行して出現するという、VPA胎生期曝露に類似した結果が得られた。

     以上の結果から、1BPが発達神経毒性を有する化学物質である可能性が考えられたことも合わせ、発達神経毒性を早期に評価する指標として授乳期ラットの海馬神経回路の刺激応答性は有用であることが示唆された。

  • 諫田 泰成
    セッションID: S5-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    近年、自閉症スぺクトラムの子供が増加しているとされるが、その原因の一つとして胎生期の化学物質暴露が想定されている。現在、妊娠動物を用いた発達神経毒性(DNT)試験が行われているが、時間とコストの問題があるため、多数の化学物質を評価できていない。

    これまで我々は、ヒトiPS細胞技術による新たなDNT評価法の開発に取り組んできた。ヒトiPS細胞技術は、ヒト発達過程をインビトロで追跡できる利点があり、現在、iPS細胞の分化能による毒性評価や多点電極アレイによる機能評価などを検証中である。動物による毒性データが不十分な化学物質に対して、インビトロでメカニズムベースに毒性を議論できることが期待される。

    本シンポジウムでは、ヒト幹細胞技術を用いた新たなDNT評価法の開発に関して講演し、あわせてOECDで議論されているin vitro DNT試験法の状況についてもご紹介したい。

  • 鈴木 郁郎
    セッションID: S5-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    Micro-electrode array (MEA) assay using human iPSC-derived neurons are expected to one of in vitro assessment to predict the toxicity and predict the mechanism of action of chemical compounds. However, the analytical method that can predict the toxicity from MEA data are not established. In this study, we attempted to detect the risk ranking of pesticides from MEA data in cultured human iPSC-derived neurons. Human iPSC-derived neurons (Neucyte inc.) were cultured on Micro-electrode array (MEA) plate, and 15 pesticides were tested at 5 concentrations from 0.01 to 100μM. Using multivariate analysis of parameters for synchronized burst firings, we have succeeded in distinguishing the dose-dependent responses to pesticides into low, middle, and high risk. In addition, we found that deep learning using the divvied image data of raster plots can separate dose-dependent responses into low, middle, and high risk. Although there is a problem of in vitro to in vivo extrapolation, analytical methods using multivariate analysis and deep learning are useful for the detection of risk ranking of pesticides from MEA data in cultured hiPSC-derived neuronal networks.

シンポジウム6
  • 植沢 芳広
    セッションID: S6-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    コンピューターを用いた計算により様々な毒性学的課題を解決に導く学術領域を計算毒性学(Computational Toxicology)という。化学物質によって生じる種々の毒性を、動物実験等に頼ることなく予測することが計算毒性学における主要なテーマのひとつである。環境中の化学物質の網羅的な安全性管理は世界的な潮流であるが、化学物質の種類は膨大であることから実験的な毒性評価に伴う時間的・経済的制約及び動物実験倫理上の問題によりその達成は困難である。これは、化学品のみならず医薬品、農薬、化粧品といった化学物質を取り扱う分野に共通した課題である。そこで、現在までに蓄積されてきた実験結果を活用して、まだ実験結果が得られていない新規化合物の毒性をin silico実験系によって予測する試みが進行している。この技術を利用することによって、化学構造さえ分れば環境中の物質や新規なプロダクトを得るために考慮すべき多数の候補化合物から毒性物質を識別する超ハイスループット予測システムを構築し得る。しかし、精度の高いin silico予測モデルの構築には次のようないくつかの問題点がある。(1)発現機序が不明である。(2)化学構造と毒性の間の関係が複雑である。(3)まとまった毒性測定値が得られない。特にヒトに対する毒性データはほぼ存在しないに等しい。本講演では、国立研究開発法人日本医療研究開発機構(AMED)における「創薬支援インフォマティクスシステム構築プロジェクト」の成果物として、上記の問題点を考慮した医薬品肝毒性・肺毒性予測システムを紹介する。さらに、化学品を対象とした経済産業省事業である「毒性関連ビッグデータを用いた人工知能による次世代型安全性予測手法開発プロジェクト(AI-SHIPSプロジェクト)」における計算毒性学的アプローチについて紹介する。

  • 山崎 浩史
    セッションID: S6-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    フタル酸ジエステル類をヒト肝細胞移植マウスに経口単回投与すると、ヒト型の代謝物や胆汁/尿中排泄の動態が確認された。これらのヒト尿中バイオモニタリング報告値から、簡易生理学的薬物動態(PBPK)モデルを用いて反復曝露量を逆算したところ、1日許容数量を下回った。ヒト肝移植マウスにP450 2C9不括化薬チエニリン酸を前処置すると、S-ワルファリン代謝消失のP450寄与率がin vivoで確かめられた。これらはヒト型モデル動物を活用しているが、動物実験を介さずにヒトでの薬物血中濃度推移を予測する手法が注目されている。本研究では、各種物性値に基づくPBPKパラメータセット予測式構築を試み、仮想ヒト体内動態とその毒性を予測することを目的とした。ヒト由来 Caco-2 細胞を用いた一般化学物質の膜透過係数は、その分子量、消化管と血液 pH を規定した分配係数を用いた重回帰分析より予測しうること、および物質経口投与後の消化管吸収性、ひいては肝への毒性影響を担う因子の一つであることが示唆された。多様性に配慮した100物質の血中濃度推移をもとに、重要3種PBPKパラメータ値は、評価対象物質のオクタノール/水分配係数、酸解離定数等の物性値を用いる重回帰分析にて推定可能であった。ラット肝毒性物質7種の肝最小作用量は、PBPKモデルによる仮想投与時の前向き推定肝中濃度時間曲線下面積値と逆相関を示した。複数の医薬候補品の報告ヒト血中濃度推移は、仮想経口投与出力結果と概ね一致したことから、薬物動態パラメータ値予測方式は、新規物質のヒト血中濃度推移や毒性予測に有用であることが示唆された。本研究は経済産業省「省エネ型電子デバイス材料の評価技術開発事業」(機能性材料の社会実装を支える高速・高効率な安全性評価技術の開発・毒性関連ビッグデータを用いた人工知能による次世代型安全性予測手法の開発)の支援を受けた。

  • 伊藤 晃成
    セッションID: S6-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Drug-induced liver injury (DILI) can cause hepatic failure and result in drug withdrawal from the market. Preclinical prediction of DILI risk is very challenging and safety assessments based on animals inadequately forecast human DILI risk. In contrast, human-derived in vitro cell culture-based models could improve DILI risk prediction accuracy. Here, we developed and validated a method to assess DILI risk associated with various compounds. Fifty-four marketed and withdrawn drugs classified as DILI risks of “most concern”, “less concern”, and “no concern” based on Liver Toxicity Knowledge Base were tested using a combination of four assays addressing mitochondrial injury, intrahepatic lipid accumulation, inhibition of biliary network, and bile acid-dependent toxicity. Using these in vitro testings, an algorithm with the highest available DILI risk prediction power was built by artificial neural network (ANN) analysis. The optimal combination of assays (or descriptors in general) may not yet be achieved, but the strategy we employed here may be one of the strategies to predict DILI risk whose precise pathogenesis is unknown.

  • 香月 康宏
    セッションID: S6-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    哺乳類細胞や動物に外来遺伝子を発現させるためのベクターの開発は遺伝子機能を解析するためのツールであるばかりでなく、産業や医療への応用面でも重要な役割を果たしてきた。従来のトランスジェニック技術では、導入可能なDNAは通常数百kbが限界であり、1Mbを超える大きさを持つ遺伝子や遺伝子クラスターの導入は不可能であった。これらの問題を解決するために、巨大なヒト遺伝子、複数のヒト遺伝子を比較的安定な形で導入可能であるヒト人工染色体(HAC)およびマウス人工染色体(MAC)の開発を染色体工学技術を用いて行ってきた。本発表では、これまで開発してきたHAC/MAC技術による創薬支援ツール(完全ヒト抗体産生動物、ヒト薬物代謝モデル動物、代謝酵素発現細胞、毒性モニター細胞など)と、ゲノム合成と人工染色体の融合技術などについて、紹介する。

  • 佐能 正剛
    セッションID: S6-5
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    薬物性肝障害が原因で、新薬開発の中止や市場撤退となるケースは多いことから、創薬の前臨床段階において、その予測精度の高い評価系が求められている。また、その構築にあたり、肝臓における生体内環境やヒトとの種差を考慮する必要がある。

    In vitro評価系には、初代肝細胞、iPS由来肝細胞、肝癌由来細胞株などの細胞系を用いた評価、サンドイッチ培養、スフェロイド、オルガノイド、生体模倣システムを見合わせた評価が開発されている。その中で、私たちは肝細胞スフェロイドを用いた肝毒性評価を行ってきた。アセトアミノフェンの代謝活性化による肝毒性には、ユビキチンプロテアソーム系の阻害によるシトクロームP450(CYP)のタンパク質分解抑制の寄与があるという知見や、ロラタジンのCYPによる代謝的活性化を介したリン脂質の蓄積が検出できることを明らかとし、本培養系が薬物代謝を考慮した肝毒性評価に有用であることが示唆された。

    一方、In vivo評価系としてマウスの肝臓が主にヒト肝細胞で置換されたヒト肝細胞キメラマウスも薬物性肝障害を予測するモデルとしても注目されている。肝臓中には、ヒト型の薬物代謝酵素が発現しており、アセトアミノフェンやトログリタゾンを検証化合物とした毒性評価が報告されている。その中で、私たちは、アミオダロンを用いた薬剤性リン脂質症の評価や、リファンピシン等を用いた胆汁うっ滞毒性評価の有用性を示してきた。さらには、薬剤性脂肪肝の評価に有用となる可能性もある。また、ヒト肝細胞キメラマウスは、医薬品の血漿中濃度推移の予測も可能であることが明らかとなり、医薬品候補化合物の安全域の算出にも利用できると考えられた。

    今後、検証化合物を増やしさらに予測性を精査していく必要があるが、このようなin vitro、in vivo評価系を組み合わせることで、安全性の高い医薬品の創出に貢献できることが期待される。

  • 横井 毅
    セッションID: S6-6
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Regarding the in vivo drug-induced toxicity, the production of reactive metabolite (s) is considered to be an initiation reaction for both intrinsic- and idiosyncratic-type of toxicity. GSH content in kidney, heart and muscle is much lower than in liver, lung and spleen in normal rodents. GSH levels in the kidneys and muscles decrease rapidly by drug administration and recover slowly. A series of animal models that have established and utilized for drug-induced toxicity by reducing the scavenge ability by administering GSH synthase inhibitor L-buthionine-(S, R)-sulfoximine (BSO) to experimental animals will be introduced. (1) BSO was administered to normal mice for 7 days, an acute kidney injury model was established, and this model was able to detect the renal damage of the drug with high sensitivity. (2) A mouse model of rhabdomyolysis was established using a combination of a new quinolone antibiotic and a statin and a combination of a fibrate and a statin. This required the use of BSO, and became a test system that could assess the risk of drug-interaction with statins. (3) In the liver injury model in mice, the involvement of immune/inflammation-related factors is clear, but in rats it is unclear and liver damage is unlikely to occur. Therefore, in rats, combined use of BSO is necessary to induce liver injury. (4) GSH-conjugation of acyl glucuronide metabolites was inhibited by BSO, indicating that acyl glucuronide metabolites were involved in vivo in renal injury. Although there are still unclear about idiosyncratic drug-induced organ damage in humans, information from in vivo animal models will be useful for future research.

シンポジウム7
  • 平松 直人, 内田 恵理子, 犬飼 直人, 岩井 健一, 渡辺 武志, 川崎 秀吉, 田村 幸太郎, 吉見 英治, 高橋 則彦, 伊原 辰哉 ...
    セッションID: S7-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    今日、遺伝子治療の発展は目覚ましく、既に複数の遺伝子治療製品が承認されている。しかし、従来の遺伝子治療は基本的に欠失遺伝子を補完する、若しくは新たな遺伝子を付加する治療法であるため、機能獲得型変異によって発症する遺伝性疾患に対しては有効な治療法ではない。一方、ZFN、TALENならびにCRISPR-Cas9等のゲノム編集技術を用いる遺伝子治療(ゲノム編集治療)では、DNAの二本鎖切断(double-strand break:DSB)とその後のDNA修復機構に伴う変異導入によって、機能獲得型変異を有する遺伝子を破壊することが可能である。さらに、標的となる変異遺伝子と相同な配列を有する正常遺伝子をゲノム編集ツールと同時に加えることで、相同組換えを誘起し、変異遺伝子を正常遺伝子に置換することも可能である。ゲノム編集治療はこれまでのモダリティでは難しかった遺伝子の「破壊」あるいは「置換」が可能であることから大きな注目を集めており、その研究開発が急速に進展している。ゲノム編集治療は従来の遺伝子治療と比べて遺伝子改変の特異性という観点では安全性が高いと考えられるが、一方でDSBを誘導するため、目的外の遺伝子を切断するリスクや切断部位に想定外の配列が挿入されるリスクなど、従来の遺伝子治療とは異なる安全性上の課題が存在する。

    このような急速な技術革新とこれに伴う新しい規制整備が求められる背景のもと、日本医療研究開発機構(AMED)医薬品等規制調和・評価研究事業における「ゲノム編集を利用した遺伝子治療用製品の安全性評価に関する研究」班、および、日本製薬工業協会において結成された「ゲノム編集治療安全性タスクフォース」が連携して開発動向の調査研究ならびに安全性評価の考え方に関する議論を行ってきた。本演題では、その活動の一環として調査したゲノム編集治療の開発動向について概説する。

  • 小野 竜一
    セッションID: S7-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
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    DNA の二重鎖切断 (DSB ; DNA double strand break) は、細胞にとって最も重篤な DNA 損傷であり、受精卵における DSB は生命の生死を決定しうる問題となる。他方、 CRISPR/Cas9 システムを用いて遺伝子上の任意の位置に DSB を導入し、ゲノム編集を行う事が可能となり、ゲノム編集を利用した遺伝子治療への臨床応用が検討される段階にある。しかし、目的部位以外の位置で意図せず遺伝子変異が起こるオフターゲット効果が大きな課題とされてきた。

    我々は、マウス受精卵においてゲノム編集を実施して DSB を誘導した際に、およそ10%のDSB 部位(オンターゲット)に100bp を超える長いDNA の挿入(非意図配列の挿入)が起こることを明らかにした。これらの非意図配列の多くは、レトロトランスポゾンや内在性遺伝子、およびゲノム編集に用いたベクターなどであった。これらの非意図配列と内在性遺伝子の融合遺伝子も生じることは、ゲノム編集を用いた臨床応用に際して新たなリスク事象となりうる(オンターゲットリスク)。

    これらのオンターゲットリスクを培養細胞において、次世代シーケンスを用いた網羅的な解析で評価したところ、レトロトランスポゾンや内在性レトロウィルス、ベクター配列などの他に、ウシ由来の内在性レトロウィルスやサテライト配列がマウスやヒト培養細胞のオンターゲット部位に挿入していることを明らかにした。すなわち、遺伝子水平伝搬が起こっていた。これらの遺伝子水平伝搬は、細胞培養液中のウシ血清成分に含まれる細胞外小胞(エクソソーム)を介して起こることを明らかにした。

    これらの遺伝子水平伝搬機構は、哺乳類のゲノム進化に寄与してきた可能性も考えられる。

  • 伊川 正人
    セッションID: S7-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    CRISPR/Cas9ゲノム編集システムの登場により、遺伝子破壊マウスの作製がコスト、労力、期間などの点において大きく改善した。本講演では、主に同法を活用し、我々の研究室で行っている精巣特異的に発現する遺伝子群の遺伝子破壊 (KO) マウス作製と表現型解析について報告する。我々は、文献およびデータベース検索から、ヒトとマウスで保存されており、精巣特異的に発現する遺伝子を約1,000個リストアップした。従来法およびCRISPR/Cas9法により遺伝子KOマウスを作製したところ、妊孕性を調べた272遺伝子の内、約7割に相当する168遺伝子のKOマウスでは外見上の異常も顕著な妊孕性の低下も認められなかった。これらの結果は、遺伝子の発現様式だけでは、個体レベルでの遺伝子機能やその重要度が分からないことを示している。その一方で、精子カルシニューリンなど、精子受精能力に必須な103遺伝子を新たに見つけることができた。言い換えれば、ゲノム編集技術を活用すれば、個体レベルで重要な遺伝子を先に選び出して研究を進められることから、費用や労力・時間に対して得られる成果が大幅に改善され、生物学研究に躍進をもたらすと言える。本講演では、CRISPR/Cas9を用いたゲノム編集マウスの作製と解析について、そのリスクとベネフィットについて議論したい。

  • 角谷 徹仁
    セッションID: S7-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    植物や脊椎動物のゲノム中には、トランスポゾンなどの反復配列が多く分布し、これらは、さまざまな経路で宿主の表現型に影響する。トランスポゾンの転移は潜在的に有害であるため、その大部分はDNAメチル化などのエピジェネティックな機構で抑制されている。一方、この抑制に対抗してトランスポゾンが増殖する機構については、ほとんどわかっていない。今回、シロイヌナズナのトランスポゾンにコードされるタンパク質による配列特異的な抗抑制とその進化について報告する。配列特異的な抗抑制によって、このトランスポゾンは宿主のダメージを最小にしながら増殖できる。この系のエピゲノム編集における利用についても考察する。

  • 松井 毅
    セッションID: S7-5
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

     約3.6億年前に最初の陸上脊椎動物である両生類が陸上に進出した。その際に、気相-液相間バリアーとして「角質層」を獲得し、皮膚表皮が形成された。その後、硬い角質層を持った爬虫類が繁栄し、約2億年前には「柔らかく保湿された角質層」を獲得した哺乳類が誕生した。これまでの研究で、哺乳類特異的に獲得された皮膚表皮特異的に発現するレトロウイルス様アスパラギン酸プロテアーゼSASPaseは、角質層の下層において、アトピー性皮膚炎発症に関わる蛋白質プロフィラグリンの分解に関わり、角質層の保湿を担っていることを明らかにした。このプロテアーゼ活性の至適pHは弱酸性である。しかし、これまで角質層の表面は弱酸性であることは示されていたが、どのような場所からどのように酸性化していくかは不明であった。そこで、角質層下層部分のpHを生きたマウスにおいて非侵襲的に観察するために、角質層pHイメージングマウスを作製した。その結果、角質層のpHは、下層の弱酸性領域、中層の酸性領域、上層の中性領域という三つのゾーンからなることが明らかとなった。この角層のpH分布は、耳や尾、足裏など様々な皮膚において、共通に存在していた。このことから、角質化過程において、角質層の下層に存在する顆粒層が細胞死と共に細胞内を酸性化し、SASPaseを活性化することで、プロフィラグリンを分解すると考えられた。その結果、角質細胞内のケラチン繊維の構造変化が起き、保湿された角質層が形成されると予想される。このことは、哺乳類皮膚角質層の保湿には、レトロトランスポゾンに由来するプロテアーゼが、皮膚におきえ外適応(イグサプテーション)(本来の機能以外の役割を分子が持つようになること)するためには、細胞内の環境も重要な要素であったと考えられる。

シンポジウム8
  • 馬場 智尚, 武村 民子, 岩澤 多恵, 小倉 高志
    セッションID: S8-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Drug-induced lung injury is defined as a lung injury that results from the specific use of a drug including over-the-counter drugs, herbal medicines, supplements, and illegal narcotics. Drug-induced interstitial lung disease that is one of the most common types of drug -induced lung injury occasionally causes fatal outcome. Recent anti-cancer drugs, such as tyrosine kinase inhibitors, immune checkpoint inhibitors and antibody drug conjugates, are not only highly effective for tumors but also common causative medications of drug induced interstitial lung disease. Pathogenetic mechanisms of drug induced interstitial lung disease have not been well known but direct toxic effects on alveolar type I epithelial cells, airway epithelial cells, or vascular endothelial cells and activation immune cells as a hapten or an antigen are suspected one of the pathogenetic mechanisms. Radiological and pathological patterns are classified based on the morphologic patterns of idiopathic interstitial pneumonia, hypersensitivity pneumonitis and sarcoidosis and so on. These patterns are not specific and different with each case. But these patterns are useful to differentiate drug induced interstitial lung disease from other lung diseases and identify diffuse alveolar damage pattern as a poor prognostic factor. In this presentation, radiological/pathological findings of drug induced pneumonitis and clinical significance of the morphologic patterns will be reviewed.

  • 足立 健児
    セッションID: S8-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Drug-induced lung injury (DLI) in cancer patients is a possibility with almost all anticancer drugs, including cytotoxic anticancer drugs, molecular targeted agents, and immune checkpoint inhibitors. Although the precise mechanisms involved in DLI are not fully understood, it is thought to be caused by direct toxicity to pulmonary tissue and/or immune-mediated effects. Furthermore, this condition is influenced by various host and environment factors. The risk factors for the development of DLI are as follows: preexisting pulmonary lesions (interstitial lung disease / pulmonary fibrosis / chronic inflammatory diseases), hyperoxia, postoperative acute lung injury, combination therapy with anticancer drugs, radiation therapy, genetic factors, aging, or smoking. Although preclinical safety studies indicated no evidence of injury to intact lungs, some clinical cases showed DLI. Furthermore, despite the observation of immune-related adverse events (irAEs) in animal models, the quality and quantity of irAEs in clinical, including prediction of target organs, has not been fully established. In this presentation, I will outline pathological features and issues affecting various preclinical lung injury models, and then introduce preclinical evaluations of DLI using the bleomycin-induced lung injury model. In addition, translational issues, which is the problem of difference between preclinical and clinical, will be discussed.

  • 熊谷 和善
    セッションID: S8-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    Trastuzumab deruxtecan (T-DXd; DS-8201) is a HER2-targeting antibody-drug conjugate composed of a humanized anti-HER2 antibody and an exatecan derivative (DXd), a topoisomerase I inhibitor, which are bound together by a cleavable peptide-based linker. Before clinical trials, 6-week toxicity studies (every 3 weeks totaling 3 doses) with T-DXd were conducted in cynomolgus monkeys (cross-reactive species) and in rats (non cross-reactive species). The major target organs/tissues in rats and monkeys were the intestines and bone marrow. This effect seemed to be attributable to the cytotoxic effects of DXd and typical dose-limiting factors in the clinical use of topoisomerase I inhibitors. T-DXd caused pulmonary toxicity in monkeys at ≥ 30 mg/kg, although it was not observed in rats. In a 3-month monkey toxicity study (T-DXd every 3 weeks for a total of 5 doses), pulmonary toxicity was observed at 30 mg/kg (the highest dose). An extended dosing period did not increase the severity of lesions. While comprehensive mechanisms of the pulmonary toxicity remain unclear, this finding in monkeys could be relevant to the understanding of mechanism of interstitial lung disease (ILD) in patients treated with T-DXd. In this presentation, nonclinical toxicity data are reviewed with an emphasis on relevant safety findings.

シンポジウム9
  • 水野 忠快, 森田 勝久, 根本 駿平, 楠原 洋之
    セッションID: S9-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    薬物等の低分子化合物は複数の標的に結合しうる。そのため開発者が意図せぬ作用を示すことも多く, それらが有害である場合には忌避されるべき副次作用となる。一方, 意図せぬ作用が必ずしも有害であるとは限らない。近年盛んなドラッグリポジショニングでは, 用途の拡充に限らず, 薬物の新たな「良い」側面を活用するケースも存在する。すなわち複合的な化合物の作用を理解することが重要である。

    近年の技術発展に伴い, データ駆動型アプローチによる低分子化合物の理解が発達している。分子生物学分野で本アプローチを牽引するオミクス解析の特徴は, その網羅性により, 試料が持つ生物学的情報をノンバイアスに数値情報へと変換可能な点である。すなわち, 試料を記述するデータへの変換自体がノンバイアスに実施可能であり, 既存知見を必要としないため, 低分子化合物の未知な側面を捉えるのに適している。

    これまでにオミクスデータの解析手法は数多く開発されてきたものの, 複合的な低分子化合物の作用を分離して理解しようとするものは存在しなかった。当研究室で開発した直交線形分離解析法(OLSA)は, そのようなオミクスデータ解析手法であり, 化合物が持つ作用の可逆性の仮定に基づき, 因子分析を改変したシンプルな解析手法である。多くの機械学習を用いた解析とは異なり, アウトプットがより理解しやすい形であるため, 分子生物学的な知見を用いて解釈しやすい点が特長である。すなわち, ①試料のデータへの変換 (オミクス解析), 引き続く②特徴量エンジニアリング (OLSA) まではノンバイアスに実施することで化合物の未知な側面を含むデータ構造を抽出し, それら③データ構造の解釈には分子生物学的知見を最大限活用するアプローチである。

    本発表では, 化合物作用分離解析と称している一連のフレームワークと, その適用について紹介する。

  • 年本 広太
    セッションID: S9-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    数理モデルを用いた薬物体内動態の定量的解析は医薬品開発の一環としてごく普通に行われるようになってきた。さらに近年、ヒト血流および臓器体積等の生理・解剖学的パラメータを直接用いる生理学的薬物速度論(PBPK)モデルを用いた薬物体内動態解析が急速な進歩をみせている。PBPKモデルを構成する個々のパラメータは、生理学的・生化学的に対応付けられた意味を必ず持っており、これらのパラメータ値は、遺伝子多型、民族、性別、単純な個体差等に起因してヒト個体間で一定のばらつきがあることは自明である。時にそのばらつきの集積は、一定の患者集団の中でごく少数の患者のみにみられる予期せぬ薬物の血中濃度プロファイルや薬効・副作用発現につながり得る。そのような事象は、少人数を対象に行われる臨床試験初期においては検出が困難である。一方でPBPKモデルを構成するパラメータの個人間変動、すなわちばらつきの情報は健常人をはじめ蓄積されつつある。これら個人間変動の情報をPBPKモデルに組み込み、コンピュータ上で仮想患者を発生させシミュレーションすることにより、特定の患者集団における薬物の体内動態・薬効・副作用の発現頻度を定量的に予測できるVirtual Clinical Study (VCS)の実現が期待されている。本発表では、VCSによるアプローチが、実際のヒト臨床試験から得られる薬物動態・薬効・副作用を示すパラメータの平均値およびばらつきを再現するin silico予測系としての解析事例をいくつか紹介する。

  • 田口 貴章, 穐山 浩
    セッションID: S9-3
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

     機能性成分を含む食品として、保健機能食品である特定保健用食品(トクホ)、栄養機能食品、機能性表示食品のほか、「いわゆる健康食品」が多種多様に製造、販売されている。これらの中でも特に、錠剤、カプセル状の製品においては特定の成分が濃縮されていることから、品質の悪い製品や健康被害を起こす可能性がある成分を含有する製品の摂取は健康被害に直結する。健康被害防止のためには製品の製造管理及び品質管理(GMP)や原材料の安全性確認が重要であり、2005年2月1日には厚生労働省通知“「錠剤、カプセル状等食品の適正な製造に係る基本的考え方について」及び「錠剤、カプセル状等食品の原材料の安全性に関する自主点検ガイドライン」について”が発出された。現在、健康食品等のGMP認証はこの通知に基づいて行われているが、事業規模によってはGMPに対応できない可能性もあり、この制度が十分に機能しているとは言い難い。

     上記食品のうちトクホは、国が審査を行い、食品ごとに許可される。審査には成分分析や安全性データ等が必須であるので審査に時間がかかる。これに対して2015年度4月から開始された機能性表示食品は、事業者の責任において科学的根拠に基づいた機能性を表示した食品である。安全性及び機能性の根拠に関する情報等を消費者庁へ届出れば販売可能であるが、個別の許可を受けたものではなく、2018年から第三者による機能性関与成分の表示量の検証を可能とするために分析法の開示が原則義務付けられている。機能性表示食品の制度の開始以降、健康食品全体が劇的に多様化しており、注意を要する成分を含む食品も散見されるようになった。そのため、食品衛生法改正に伴い、厚生労働省では注意を要する成分を含む食品を指定成分等含有食品として製造管理及び品質管理を規制するようになった。このような健康食品のGMPの現状と課題について、本講演でより詳細に紹介する。

  • 小林 英恵
    セッションID: S9-4
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

     化粧品のヒトでの安全性確保は、弊社を含む化粧品企業にとって非常に重要な使命である。2001年4月の化粧品制度の改定以前は、新規化粧品成分に対して、単回投与毒性、皮膚一次刺激性、連続皮膚刺激性、皮膚感作性、光毒性、光感作性、眼刺激性、遺伝毒性、パッチテストについて申請が必要であった。しかし、制度改定により、化粧品の安全性保証は原則企業責任となった。

     一方、2003年3月に公布されたEU化粧品指令第7次改正に伴い、2013年3月以降、動物実験によって評価された成分を含む化粧品の販売が禁止された。このように化粧品に関する動物実験を取り巻く環境は非常に厳しくなり、化粧品企業では動物を用いない安全性保証体制が必要とされている。

     弊社では、動物実験代替法開発を積極的に進め、動物実験に依存しない安全性保証体系を構築してきた。具体的には、先述の保証項目に加え、反復投与毒性、生殖発生毒性、吸収・分布・代謝・排泄について、in vitro試験、in silico予測、ヒトでの確認試験を適切に組み合わせ、Weight of Evidenceによる評価を実施している。一方、毒性発現機構が複雑な全身毒性や光感作性については、化粧品の安全性保証に利用可能なテストガイドライン(TG)は整備されておらず、範囲の限定された保証に留まっている。光感作性の代替法開発が遅れている理由として、基となる光アレルゲンのデータベース(DB)が無いことが挙げられる。そこで、我々は臨床報告等を用いてDBを作成し、医薬品規制調和国際会議(ICH)の光安全性評価TGであるROSアッセイの光感作性評価への応用を検討した。さらに、光感作性のAdverse Outcome Pathway に基づき、光DPRA、光KeratinoSensTM、光h-CLATを検討した。本講演では、弊社における保証体系および光感作性試験代替法開発について紹介し、化粧品の保証における今後の課題を考える。

  • 長野 一也, 石坂 拓也, 田﨑 一慶, 陶 紅, 辻野 博文, 東阪 和馬, 堤 康央
    セッションID: S9-5
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    100 nm以下に制御されたナノ粒子(NP)は、組織浸潤性などに優れていることから、医薬品や食品、化粧品など、様々な製品に適用されている。その一方で、NPは、従来の素材とは異なる体内動態などを示すことから、未知の生体影響を誘発しうることが懸念されている。そのうえ、NPの安全性は、構造式と量に加え、質(形態、表面性状、サイズなど)にも影響されるため、従前の化学物質(分子状)とは異なった観点からも解析することで、そのリスクを総合的に理解することが求められている。本観点から、NPのハザード同定については、多方面から進められつつあるものの、曝露実態やその後の動態解析については十分になされていないのが現状である。特に、最近では、金属NPがイオン化するのみならず、イオンから粒子が再形成されることが報告されつつある。さらに、粒子径や粒子/イオンの違いといった存在様式の変化が、生体応答の強弱などに関わることをこれまでに明らかにしており、「何が、どこに、どれだけ存在しているのか」を理解することが重要である。しかし、これまでのNPの曝露実態や動態の解析手法では、生体内でのNPの存在量と存在様式を同時解析できず、新たな技術基盤の開発が求められていた。その点、我々はこれまでに、生体試料の前処理法を最適化することで、生体内でのNPの存在量と存在様式を解析可能な手法(生体試料応用型1粒子ICP-MS)を開発してきた。

    そこで本シンポジウムでは、開発に至った経緯と手法の有用性を紹介させていただき、医薬品・食品・化粧品のヒトでの安全性確保に向けた議論をさせていただきたい。

シンポジウム10
  • 高橋 祐次, 種村 健太郎, 相﨑 健一, 北嶋 聡
    セッションID: S10-1
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

    In recent years, tetrodotoxin (TTX) has drawn international attention as a shellfish toxin. “Mouse Unit (MU)” has been used for a long period for evaluation of shellfish toxin in Japan; MU is determined by “Mortality” considering the lethal time in an acute toxicity study (ATS). On the other hand, EFSA has reported evaluation of TTX in which the “Apathy” was used as endpoint (EP) in an ATS. ATSs are also essential for classification and labeling of substances, but are criticized both scientific and ethical grounds; not to provide information on possible target organs and possible mechanisms of toxicity, and Mortality is not a desirable EP from the viewpoint of animal welfare. It is considered an excellent way to improve ATSs by accurately measuring and quantifying the signs of toxicity across multiple items and creating reasonable criteria for the acute toxicity of a substance. However, this will be a complicated and expensive test compared to ATSs, which uses Mortality as the endpoint. For modernization of ATSs, we are focusing on vital signs and wearable devices with cutting-edge sensors, furthermore, to consider validity of the vital signs for acute toxicity, comprehensive gene expression analysis of central nervous system was conducted. In other words, it is the development of a test method that obtains vital signs from animals corresponding to tests that human acutely poisoned patients undergo in emergencies. In this symposium, we would like to share the effect on central nervous system of TTX as a case evaluated by modernization of ATS.

  • 種村 健太郎, 佐々木 貴煕, 齊藤 洋克, 高橋 祐次, 北嶋 聡, 菅野 純
    セッションID: S10-2
    発行日: 2020年
    公開日: 2020/09/09
    会議録・要旨集 フリー

     記憶喪失性貝毒とされるドーモイ酸はグルタミン酸のアゴニストでありグルタミン酸受容体と強く結合する。毒化した貝類は外見からは判別できず、また一般的な調理加熱では毒素は分解しないことから、現時点では有効な中毒対策法はないとされる。実際に成熟した実験動物へのドーモイ酸投与は海馬依存性の記憶障害を誘発することが知られている。

     グルタミン酸は中枢神経系における主たる興奮性神経伝達物質であり、その受容体への適切な刺激は発生期の脳形成においても重要な役割を演じているとされることから、第46回大会におけるシンポジウム『海産毒リビジテッド』では、妊娠マウスへのドーモイ酸を投与し、得られた雄産仔マウスに認められる成熟後の行動異常として重篤な記憶障害をはじめ、不安関連行動異常やプレパルス驚愕反応抑制異常、そしてそれらに対応する神経科学的所見について紹介した。すなわち、発生期マウスの脳におけるグルタミン酸受容体の過剰刺激が脳微細構造形成に影響を及ぼし、成熟期マウスへの投与影響とは異なる脳機能変調を誘発することを実験的に示した。

     本シンポジウムでは、発達期マウスとして離乳前の生後2週齢マウスを用いて、ドーモイ酸投与による成熟後の中枢神経影響についての検討とともに、ドーモイ酸中毒への対応策の開発に向けた実験的取り組みについて紹介したい。

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