ルグリセロールと脂肪酸に分解され吸収されるそれらは腸上皮細胞に吸収されたのちに再び中性脂肪へと生合成されカイロミクロンとなる DGAT1 は腸管で脂質の再合成吸収に関与していることから DGAT1 KO マウスで認められているフェノタイプが腸 DGAT1 欠如に由来していることが考えられる実際

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ひでかのえ
5 years ago
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1 学位論文の内容の要旨論文提出者氏名津田直人論文審査担当者主査下門顕太郎副査吉田雅幸横関博雄論文題目 Intestine-Targeted DGAT1 Inhibition Improves Obesity and Insulin Resistance without Skin Aberrations in Mice ( 論文内容の要旨 ) < 要旨 > Diacylglycerol O-acyltransferase 1 (DGAT1) は腸管皮膚脂肪筋肉など様々な臓器に存在し中性脂肪の生合成に関わっていることが知られている DGAT1 KO マウスは高脂肪食負荷時に肥満になりにくくまた対照マウスと比較してインスリン感受性も良好なことが知られているしかしながら DGAT1 KO マウスは皮脂腺の委縮を伴う皮膚の異常が認められ創薬標的としてそこが課題となっている今回体内動態の異なる 2 つの DGAT1 阻害剤を比較した 2 つの化合物は同程度の DGAT1 阻害強度を示し細胞における中性脂肪合成阻害強度も同程度であったしかしながらそれらをマウスに経口投与して体内化合物分布を比較したところ一方は血液中に吸収され皮膚に分布し他方は血液中や皮膚への分布が少なく大部分が腸へと分布していたマウス皮脂腺への影響を評価したところ皮膚へ分布する化合物のみで委縮が認められた皮膚への分布が少なく大部分が腸に分布する化合物は皮脂腺の委縮が認められずさらに高脂肪食負荷マウスにおいて抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用を示した今回の薬理学的な検証結果から DGAT1 KO マウスの高脂肪食負荷時に認められた抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用には腸 DGAT1 欠如の寄与が大きいことマウスにおいて腸移行性の高い DGAT1 阻害剤は皮膚への副作用を回避できることが示唆された < 緒言 > DGAT は腸管脂肪などに発現しており中性脂肪の生合成や脂肪蓄積に必要な酵素である DGAT1 と DGAT2 のふたつのアイソザイムが知られている DGAT1 KO マウスでは高脂肪食負荷時に抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用が認められている一方 DGAT2 KO マウスでも脂質や糖質代謝への影響が認められているものの生後まもなく死亡してしまうことが報告されているこれらのことから DGAT1 阻害剤が肥満やインスリン抵抗性を改善する薬剤として期待され開発が進められているしかしながら DGAT1 KO マウスでも致死的ではないものの皮脂腺の委縮が報告されているこの委縮は皮膚における DGAT1 欠如が原因だと考えられ DGAT1 阻害剤にも副作用の懸念がある食物から摂取される脂質の多くは中性脂肪であり膵リパーゼによりその大部分が 2-モノアシ - 1 -

2 ルグリセロールと脂肪酸に分解され吸収されるそれらは腸上皮細胞に吸収されたのちに再び中性脂肪へと生合成されカイロミクロンとなる DGAT1 は腸管で脂質の再合成吸収に関与していることから DGAT1 KO マウスで認められているフェノタイプが腸 DGAT1 欠如に由来していることが考えられる実際に DGAT1 KO マウスの腸特異的に DGAT1 を発現させることで抗肥満作用や脂肪肝改善作用がキャンセルされることが報告されているこれらのことから腸移行性の高い DGAT1 阻害剤が抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用を示す薬剤となる可能性が十分にあるしかも皮膚への移行性が低ければ皮膚由来副作用を回避できると考えられるしかしながら腸移行性の高い DGAT1 阻害剤と全身移行性 DGAT1 阻害剤の影響を詳細に比較した報告はないこの論文では体内分布の異なる 2 つの DGAT1 阻害剤の皮膚への影響をマウスにて比較したその結果腸移行性の高い DGAT1 阻害剤は皮膚由来副作用を回避しさらに抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用を示すことを証明している < 方法 > 2 つの構造の異なる DGAT1 阻害剤 ( 化合物 A および化合物 B) を使用したそれぞれの in vitro における薬理学的な作用強度比較のために DGAT1 阻害活性および細胞での中性脂肪合成阻害活性を評価したまた in vivo 体内動態を比較するためにマウスに経口投与し腸皮膚および血漿中の化合物濃度を解析したそれぞれの皮膚への影響を評価するためにマウスに 4 週間反復経口投与したのちに皮膚組織解析を行った皮膚組織への影響が認められなかった化合物 B についてコーンオイル負荷後の血漿中中性脂肪濃度および glucagon-like peptide-1 (GLP-1) 濃度への影響を評価したまた高脂肪食負荷マウスに 4 週間反復経口投与し肥満インスリン感受性および脂肪肝への影響を評価した < 結果 > 化合物 A および化合物 B のそれぞれのマウス DGAT1 阻害活性は 6.2 nm 15.5 nm であり HT-29 細胞および HepG2 細胞において同程度の中性脂肪合成阻害活性を示した化合物 A および化合物 B をマウスに経口投与するとどちらも投与 1 時間後に最大の血漿中化合物濃度となったしかしながら腸皮膚および血漿中への化合物の分布が両化合物間で大きく異なっていた同量を経口投与したのちの比較では皮膚および血漿中においては化合物 A が腸においては化合物 B がより高い濃度を示したそこで両化合物の皮膚への影響を評価する目的でマウスに 4 週間反復経口投与したのちに皮膚組織解析を行ったその結果皮膚へと移行しやすい化合物 A を投与したマウスでのみ皮脂腺の委縮が認められたその一方で化合物 B を投与したマウスでは皮脂腺の委縮は認められなかった皮脂腺の委縮が認められなかった化合物 B をマウスに単回経口投与した際の脂質吸収への影響を評価したところコーンオイル負荷後の血漿中中性脂肪濃度上昇抑制が認められたまた化合物 B を投与したマウスではコーンオイル負荷後の血漿中 GLP-1 濃度上昇も認められたさらに肥満インスリン感受性および脂肪肝への効果を評価する目的で高脂肪食負荷マウスに化合物 B を 4 週間反復経口投与したその結果脂肪重量の低下を伴う体重低下インスリ - 2 -

3 ン感受性亢進作用や脂肪肝抑制作用が観察された < 考察 > 今回体内分布の異なる 2 つの DGAT1 阻害剤をマウスにおいて比較し腸移行性の高い阻害剤が皮膚への副作用を回避しつつ抗肥満作用インスリン感受性亢進作用や脂肪肝抑制作用を示すことが判明した使用した 2 つの阻害剤は in vitro における DGAT1 阻害活性や中性脂肪合成阻害活性が同程度であるにも関わらず in vivo における体内分布に大きな差異が認められた腸上皮細胞において薬物排出トランスポーターに認識され腸管腔内へ再放出される薬剤が知られている今回の体内分布の差異の原因は不明であるものの化合物 B は腸上皮細胞 / 腸管腔内でリサイクルされ腸移行性を示している可能性も考えられる腸移行性の高い化合物 B を反復投与されたマウスでは皮膚に異常は認められなかったが皮膚にも移行しやすい化合物 A を投与されたマウスでは皮脂腺の委縮が認められたその委縮は投与を中断することで回復した皮脂腺の委縮は DGAT1 KO マウスでも報告があることから DGAT1 は皮脂腺の維持や新規形成に関係する脂質の生合成に関与していると考えられる 2 つの阻害剤は in vitro 阻害活性が同程度であることからマウス皮脂腺の維持や新規形成には皮膚 DGAT1 活性が重要である可能性が示唆された皮脂腺の委縮が認められなかった化合物 B の食後高脂血症への影響を検討するため化合物 B 単回投与マウスでコーンオイル負荷試験を行ったところ血漿中中性脂肪濃度上昇の抑制が観察されたまたコーンオイル負荷後の血漿中 GLP-1 濃度上昇も観察された化合物 B の高い腸移行性を考慮すると今回の結果は DGAT1 KO マウスで観察された脂質吸収抑制や GLP-1 分泌が腸 DGAT1 活性欠如に由来していることを示唆している GLP-1 分泌促進については腸 DGAT1 活性阻害により細胞内に蓄積したジアシルグリセロールが protein kinase C (PKC) を活性化している可能性が考えられる食後高脂血症がインスリン感受性低下や脂肪肝悪化に関わっていることが知られておりまた GLP-1 が抗肥満作用やインスリン感受性亢進作用を示すことが知られているそこで脂質吸収抑制や GLP-1 分泌促進作用をもつ化合物 B を高脂肪食負荷マウスに 4 週間反復投与し影響を評価したその結果抗肥満作用インスリン感受性亢進作用や脂肪肝抑制作用が認められた DGAT1 KO マウスに腸特異的に DGAT1 を再発現させると抗肥満作用や脂肪肝改善作用がキャンセルされる報告からも今回の結果は妥当なものだと考えられる最近の臨床試験において DGAT1 阻害剤の投薬により脂質吸収抑制や GLP-1 分泌促進が報告されているしかしながらそれらの作用と同時に下痢が副作用として認められたマウスを含めた非臨床試験での下痢の報告はないことから種差のある現象だと考えられる消化管における DGAT1 阻害が理由の一つとして考えられるが下痢の原因となるメカニズムは明らかになっていない腸移行性の高い DGAT1 阻害剤を臨床応用する際にも同様の副作用が観察される可能性もありその際は適切な治療濃度域の設定が必要だと考えられる - 3 -

4 < 結論 > 腸移行性が高い DGAT1 阻害剤をマウスで評価したところ皮膚に影響をもたらすことなく食後高脂血症改善作用抗肥満作用インスリン感受性亢進作用や脂肪肝改善作用を示すことを見出した - 4 -

5 論文審査の要旨および担当者報告番号甲第 4734 号津田直人論文審査担当者主査下門顕太郎副査吉田雅幸横関博雄 ( 論文審査の要旨 ) 1. 論文内容本論文は小腸移行性の高いトリグリセリド合成阻害薬が脱毛の副作用無しに肥満やインスリン抵抗性の発生を抑制することができることをマウスを用いた実験で示したものである 2. 論文審査 1) 研究目的の先駆性独創性トリグリセリド合成酵素である DGAT1 の阻害薬は肥満を抑制するが皮脂腺に作用して脱毛をきたすことが知られていた小腸移行性の高い阻害薬に注目して副作用が回避できることを示した点は独創的である 2) 社会的意義本研究の主たる所見は以下の通りである 1 2 種類の DGAT1 阻害薬化合物 A 及び B は in vitro でトリグリセリドの合成を完全に阻害した 2 投与後全身に分布する化合物 A をマウスに投与すると皮膚の脱毛をきたしたが小腸移行性の高い化合物 B は脱毛の副作用を示さなかった 3 化合物 B を長期期間投与することで肥満マウスの体重および脂肪組織重量の増加を抑制し血清トリグリセリドインスリングルコース濃度を低下させることができた肥満やその結果生じる糖尿病の増加は世界的 pandemic と形容される健康上の大問題である様々な抗肥満薬が開発されてきたが副作用などの問題があり広く用いられるにいたっていない肥満や糖尿病の予防治療薬の開発は社会的意義が高いと考えられる 3) 研究方法倫理観マウスをもちいた動物実験であり慎重に計画実施されている動物の倫理に関する委員会の許可を得て動物実験のガイドインに従って実施されており倫理的にも問題が無いと思われる 4) 考察今後の発展性本研究により DGAT1 阻害薬の予想される副作用を回避し抗肥満薬として臨床に用いる可能性を示すことができたと考察しているまた臨床応用までに予想される問題点につ ( 1 )

6 いても十分理解しておりまた薬剤開発や薬理学的研究に関する周辺知識も十分である 3. 審査結果以上を踏まえ本論文は博士 ( 医学 ) の学位を申請するのに十分な価値があるものと認められた ( 2 )

られる糖尿病を合併した高血圧の治療の薬物治療の第一選択薬はアンジオテンシン変換酵素 (ACE) 阻害薬とアンジオテンシン II 受容体拮抗薬 (ARB) であるこのクラスの薬剤は単なる降圧効果のみならず様々な臓器保護作用を有しているが ACE 阻害薬や ARB のプラセボ比較試験で糖尿病の新規

られる糖尿病を合併した高血圧の治療の薬物治療の第一選択薬はアンジオテンシン変換酵素 (ACE) 阻害薬とアンジオテンシン II 受容体拮抗薬 (ARB) であるこのクラスの薬剤は単なる降圧効果のみならず様々な臓器保護作用を有しているが ACE 阻害薬や ARB のプラセボ比較試験で糖尿病の新規論文の内容の要旨論文題目アンジオテンシン受容体拮抗薬テルミサルタンのメタボリックシンドロームに対する効果の検討指導教員門脇孝教授東京大学大学院医学系研究科平成 19 年 4 月入学医学博士課程内科学専攻氏名廣瀬理沙要旨背景目的わが国の死因の第二位と第三位を占める心筋梗塞や脳梗塞などの心血管疾患を引き起こす基盤となる病態として過剰なエネルギー摂取と運動不足などの生活習慣により内臓脂肪が蓄積する内臓脂肪型肥満を中心に