JP2000139462A - System for high speed screening of medicine absorbability by measurement of ph change in cell - Google Patents

System for high speed screening of medicine absorbability by measurement of ph change in cell

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JP2000139462A
JP2000139462A JP32100798A JP32100798A JP2000139462A JP 2000139462 A JP2000139462 A JP 2000139462A JP 32100798 A JP32100798 A JP 32100798A JP 32100798 A JP32100798 A JP 32100798A JP 2000139462 A JP2000139462 A JP 2000139462A
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JP
Japan
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drug
cells
cell
cell layer
change
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JP32100798A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Yamashita
伸二 山下
Yoko Taki
陽子 多喜
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Becton Dickinson and Co
Original Assignee
Becton Dickinson and Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an evaluation method capable of quickly evaluating the intestinal absorption of a medicine in vivo. SOLUTION: This method for evaluating the intestinal absorption of a medicine comprises (1) a process for forming a cell layer, (2) a process for introducing a fluorescent pigment into the cell layer, (3) a process for bringing the fluorescent pigment-introduced cell layer into contact with a buffer solution containing the medicine to allow the cell layer to absorb the medicine, and (4) a process for subjecting the pH change in the cells of the cell layer obtained in the process (3) to a fluorescent light measurement to evaluate the amount of the medicine contained in the cells.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、経口投与の薬剤吸
収の評価法に関する。詳細には、本発明は、経口投与の
薬剤の腸管吸収の生体外での迅速な評価(スクリーニン
グ)法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for evaluating the absorption of a drug for oral administration. In particular, the present invention relates to a method for rapid in vitro evaluation (screening) of intestinal absorption of orally administered drugs.

【0002】[0002]

【従来の技術】経口投与される薬剤は、主として腸管に
おいて体内に吸収され、その効果を発揮する。したがっ
て、その薬剤が経口投与できるかどうかの判断基準とし
て、腸管で吸収されるか否かは非常に重要である。創薬
段階において、特にリード化合物探索の段階において、
薬剤の腸管吸収を短時間で大量のサンプルについて試験
できる方法を確立することは極めて重要である。
2. Description of the Related Art Drugs administered orally are absorbed into the body mainly in the intestinal tract and exert their effects. Therefore, whether or not the drug is absorbed in the intestinal tract is very important as a criterion for determining whether or not the drug can be orally administered. In the drug discovery stage, especially in the lead compound search stage,
It is extremely important to establish a method that can test the intestinal absorption of a drug in a short time on a large number of samples.

【0003】薬剤の腸管吸収性に関して、ラットの腸管
を用いて行われるのが一般的である。すなわち、ラット
の腸管内に薬剤を含む緩衝液を注入し、その腸管の支配
血管中に薬剤が侵透してくるかどうかを試験するもので
ある。しかし、この方法は大量のラットを使用するた
め、特に米国では動物虐待の観点から、行いにくくなり
つつある。また、後述するようにコストおよび時間を消
費する薬剤の定量法も問題点の1つである。
[0003] Intestinal absorption of a drug is generally performed using the intestine of a rat. That is, a buffer solution containing a drug is injected into the intestine of a rat, and it is tested whether or not the drug penetrates into a dominant blood vessel of the intestine. However, this method is becoming difficult to perform because of the use of large amounts of rats, especially in the United States, in view of animal abuse. Further, one of the problems is a method of quantifying a drug which consumes cost and time as described later.

【0004】ラットの腸管を用いる方法に代わる物とし
て、ヒトの大腸ガン由来のCaco−2という細胞を用
いる方法が欧米では主流となりつつある。この方法は、
多孔性の膜上に形成したCaco−2の単層を通過する
薬剤の量を測定するものである。具体的な方法として
は、たとえば、底が多孔性膜で形成され、その膜上にC
aco−2の単層を形成した容器を用い、その容器中に
薬剤を含む緩衝液(A)を注入し、その容器を薬剤を含
まない緩衝液(B)中に浸積し、一定時間後にCaco
−2の単層を通過して緩衝液(B)中に存在する薬剤を
定量する方法である。通過量を測定する方法としては、
高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法または液体
クロマトグラフィー/質量分析(LC/MS)法等が用
いられる。
[0004] As an alternative to the method using rat intestinal tract, a method using Caco-2 cells derived from human colon cancer is becoming mainstream in Europe and the United States. This method
It measures the amount of drug that passes through a Caco-2 monolayer formed on a porous membrane. As a specific method, for example, the bottom is formed of a porous film, and C is formed on the film.
Using a container formed with a monolayer of aco-2, a buffer solution (A) containing a drug is poured into the container, and the container is immersed in a buffer solution (B) containing no drug, and after a certain period of time, Caco
-2 is a method for quantifying the drug that passes through the monolayer and is present in the buffer solution (B). As a method of measuring the passing amount,
High performance liquid chromatography (HPLC) or liquid chromatography / mass spectrometry (LC / MS) is used.

【0005】薬剤が腸管において吸収されるときには、
ある種の薬剤は、腸管の上皮細胞表面上のトランスポー
ターにより細胞中に一度吸収され、引き続いて腸管の血
管中に放出されることで吸収されると考えられている。
また、薬剤がトランスポーターにより細胞中に吸収され
る際に、いくつかのトランスポーターにおいては、薬剤
とともに溶液中の水素イオンをも同時に細胞内に吸収す
ることが知られている。したがって、当該技術におい
て、薬剤の吸収とともに、細胞内のpHも変化するもの
であるが、薬剤の輸送(すなわち第1段階としての吸収
をふくむ)に伴う細胞内のpHの変化が報告された例は
ほとんどなく、わずかにWenzel等のThe Journal of Pha
rmacology and Experimental Therapeutics, 277, 831-
839(1996)に記載されているCaco−2細胞およびト
ランスポーターを発現させたカエル卵母細胞を用いた測
定がある。
When a drug is absorbed in the intestinal tract,
It is believed that certain drugs are absorbed once by cells in the intestinal epithelial cells via transporters on the surface of the epithelial cells and subsequently released into the blood vessels of the intestinal tract.
When a drug is absorbed into a cell by a transporter, it is known that some transporters simultaneously absorb hydrogen ions in a solution together with the drug into the cell. Therefore, in the art, the intracellular pH changes along with the absorption of the drug, and a change in the intracellular pH due to the transport of the drug (that is, including the absorption as the first step) is reported. Few, slightly Wenzel et al.'S The Journal of Pha
rmacology and Experimental Therapeutics, 277, 831-
839 (1996) using Caco-2 cells and frog oocytes expressing the transporter.

【0006】また、リポソームに対するサリチル酸など
酸性薬剤の透過に伴うリポソーム中のpH変化がThe Jo
urnal of Pharmacology and Experimental Therapeutic
s,285(3), 1175-1180(1998) にて報告されている。Ca
co−2細胞を用いた場合のサリチル酸の透過に伴う細
胞内pH変化について、発明者らが1998年3月の日
本薬学会年会にて報告している。また、辻等も同年会に
おいて、同様の結果を報告している。
[0006] Further, the pH change in the liposome due to the permeation of an acidic drug such as salicylic acid into the liposome is described in
urnal of Pharmacology and Experimental Therapeutic
s, 285 ( 3), 1175-1180 (1998). Ca
The present inventors have reported a change in intracellular pH due to permeation of salicylic acid when using co-2 cells at the annual meeting of the Pharmaceutical Society of Japan in March 1998. Tsuji and others reported similar results at the same year's meeting.

【0007】上記の報告における細胞内pH変化の測定
方法は、いずれもpH感受性を有する蛍光色素を細胞内
に充填し、その蛍光強度の変化をもって細胞内pHを測
定するものである。
[0007] The methods of measuring intracellular pH change reported in the above report all involve filling a cell with a pH-sensitive fluorescent dye, and measuring the intracellular pH based on the change in the fluorescence intensity.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】Caco−2を用いる
薬剤の透過性試験における薬剤の検出方法は、現在のと
ころ、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)法また
は液体クロマトグラフィー/質量分析(LC/MS)法
等である。
At present, a method for detecting a drug in a drug permeability test using Caco-2 is a high performance liquid chromatography (HPLC) method or a liquid chromatography / mass spectrometry (LC / MS) method. Law.

【0009】しかし、HPLC法においては、一般に1
サンプル当りの分析時間が1〜2時間必要であり、コン
ビナトリアルケミストリー等の方法で大量のサンプルが
迅速に供給される現在では、必要とする試験数を実行す
るためには、数多くのHPLC装置を用いてさえなお多
大な時間が必要であることが問題である。一方、LC/
MS法においては、分析時間は数十分程度に短縮される
が、試験装置からのサンプリング等の被検薬剤の取り扱
いの煩雑さが問題である。
However, in the HPLC method, generally, 1
At present, the analysis time per sample is 1-2 hours, and a large amount of sample is rapidly supplied by a method such as combinatorial chemistry. The problem is that even so much time is required. On the other hand, LC /
In the MS method, although the analysis time is reduced to about several tens of minutes, there is a problem in that the handling of the test agent such as sampling from a test device is complicated.

【0010】一方、多くの薬剤は、酸性または塩基性の
いずれかの性質を有しており、これらの薬剤が細胞内に
吸収された場合に、当然細胞内のpHが変化することが
考えられる。したがって、このpHの変化を迅速に定量
的に測定することが可能ならば、これをもって薬剤の細
胞内吸収、さらには薬剤の腸管吸収の評価基準とするこ
とができると考えられる。
[0010] On the other hand, many drugs have either acidic or basic properties, and when these drugs are absorbed into cells, the intracellular pH may naturally change. . Therefore, if it is possible to measure this change in pH quickly and quantitatively, it can be considered that this can be used as an evaluation standard for intracellular absorption of a drug and further for intestinal absorption of a drug.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の1つの実施の形
態としては: (1)細胞層を形成する工程と、(2)前記細胞層に蛍
光色素を導入する工程と、(3)前記蛍光色素を導入し
た前記細胞層を薬剤を含む緩衝液と接触させ、前記薬剤
を前記細胞層に吸収させる工程と、(4)(3)で得ら
れた細胞層の細胞中のpH変化を蛍光分析することによ
り、前記細胞中の薬剤の存在量を評価する工程とを具え
る薬剤の腸管吸収の評価法(スクリーニングシステム)
である。
According to one embodiment of the present invention, there are provided: (1) a step of forming a cell layer; (2) a step of introducing a fluorescent dye into the cell layer; Bringing the cell layer into which the fluorescent dye is introduced into contact with a buffer solution containing a drug to absorb the drug into the cell layer; and (4) detecting the pH change in the cell of the cell layer obtained in (3) by fluorescence. Evaluating the abundance of the drug in the cells by analyzing the method (screening system)
It is.

【0012】本発明の別の実施の形態としては、細胞と
してヒト大腸ガン由来のCaco−2細胞またはHT2
9細胞、または腎臓尿細管由来のMDCK細胞を用いる
前記の評価法である。
[0012] In another embodiment of the present invention, Caco-2 cells derived from human colon cancer or HT2
The above-mentioned evaluation method using 9 cells or MDCK cells derived from kidney tubules.

【0013】また、本発明の別の実施の形態としては、
細胞として遺伝子操作によりトランスポーターを高密度
で発現させた細胞株を用いる前記の評価法である。
Further, as another embodiment of the present invention,
The above evaluation method uses a cell line in which a transporter is expressed at a high density by genetic manipulation as a cell.

【0014】また、本発明の別の実施の形態としては、
pHが5.0〜8.0の範囲内の緩衝液を用いる前記の
評価法である。
Further, as another embodiment of the present invention,
The above evaluation method uses a buffer having a pH in the range of 5.0 to 8.0.

【0015】本発明の別の実施の形態としては、緩衝液
が等張な緩衝液である前記の評価法である。
Another embodiment of the present invention is the above-mentioned evaluation method, wherein the buffer is an isotonic buffer.

【0016】また、本発明の別の実施の形態としては、
薬剤の濃度が0.01mM〜100mMである緩衝液を
用いる前記の評価法である。
Further, as another embodiment of the present invention,
The above evaluation method using a buffer having a drug concentration of 0.01 mM to 100 mM.

【0017】本発明の別の実施の形態としては、(3)
の工程を細胞に影響のない範囲の温度で行う前記の評価
法である。
As another embodiment of the present invention, (3)
The above evaluation method is performed at a temperature within a range that does not affect cells.

【0018】さらに、本発明の別の実施の形態は、蛍光
分析を蛍光リーダーを用いて行う上記の評価法である。
Further, another embodiment of the present invention is the above-mentioned evaluation method in which fluorescence analysis is performed using a fluorescence reader.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明において、その腸管吸収を
試験できる化合物(薬剤)は、弱酸性化合物、弱塩基性
化合物、およびペプタイドトランスポーターの基質とな
る可能性を有したペプタイド類似化合物がある。たとえ
ば、弱酸性化合物としては、サリチル酸、m−ヒドロキ
シ安息香酸、o−アニス酸、コハク酸、ベンゼンスルホ
ン酸、酢酸、スルファニル酸、ニコチン酸、安息香酸等
を挙げることができる。弱塩基性化合物としては、プロ
プラノロール、アテロノール、イミプラミン等を挙げる
ことができる。ペプタイドトランスポーターの基質とな
る可能性を有するペプタイド類似物質としては、セフデ
ィニル、ベンジルペニシリン、セファゾリン、ジクロキ
サシリン、カプトプリル、オキサシリン、セフティゾキ
シム、セフィキシム、カルベニシリン、セフチブテン、
サルベニシリン、リシノプリル等を挙げることができ
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the present invention, compounds (drugs) whose intestinal absorption can be tested include weakly acidic compounds, weakly basic compounds, and peptide-like compounds having a possibility of becoming a substrate for a peptide transporter. . For example, examples of the weakly acidic compound include salicylic acid, m-hydroxybenzoic acid, o-anisic acid, succinic acid, benzenesulfonic acid, acetic acid, sulfanilic acid, nicotinic acid, and benzoic acid. Examples of the weakly basic compound include propranolol, atheronol, imipramine and the like. Peptide analogs that have the potential to be substrates for peptide transporters include cefdinir, benzylpenicillin, cefazolin, dicloxacillin, captopril, oxacillin, ceftizoxime, cefixime, carbenicillin, ceftibbutene,
Salbenicillin, lisinopril and the like can be mentioned.

【0020】本発明の試験法において用いることができ
る細胞種は、消化管上皮細胞と同様の形態を呈する培養
上皮細胞一般であり、たとえばヒト大腸ガン由来のCa
co−2細胞およびHT29細胞等、および腎臓尿細管
由来のMDCK細胞等であり、また遺伝子導入によりト
ランスポーターを高密度に発現させた細胞株等である。
この遺伝子導入によりトランスポーターを高密度に発現
させることは、薬剤の細胞内吸収量を増加し、細胞内の
pH変化を増大させ、したがって本発明の方法の感度を
向上させることに対して有効である。
The cell types that can be used in the test method of the present invention are generally cultured epithelial cells having the same morphology as gastrointestinal epithelial cells.
Co-2 cells and HT29 cells; MDCK cells derived from kidney tubules; and cell lines and the like in which transporters are expressed at high density by gene transfer.
Expressing the transporter at a high density by this gene transfer is effective for increasing the intracellular absorption of the drug, increasing the intracellular pH change, and thus improving the sensitivity of the method of the present invention. is there.

【0021】本発明において用いる種々の細胞の培養
は、当該技術においてよく知られているように、用いる
細胞に最も適した培養条件下で行うことが望ましい。さ
らには、評価の迅速化の目的で、種々の短期間培養法を
採用することができる。
As is well known in the art, the culture of various cells used in the present invention is desirably performed under culture conditions most suitable for the cells used. Furthermore, various short-term culture methods can be adopted for the purpose of speeding up the evaluation.

【0022】上記の方法により培養された細胞は、単層
を形成しても、または多重層を形成してもよい。細胞層
は、少なくとも蛍光の測定部において均一な層を形成し
ていることが好ましい。また、細胞層を形成する細胞同
士は、緊密に結合した(tightconjunction)状態であるこ
とが好ましい。
The cells cultured by the above method may form a monolayer or a multi-layer. It is preferable that the cell layer forms a uniform layer at least in the fluorescence measurement section. The cells forming the cell layer are preferably in a tightly connected state.

【0023】測定に用いる薬剤の濃度は、0.01mM
〜100mMの範囲内であることが好ましく、および
0.1mM〜10mMの範囲内であることがより好まし
い。この濃度は評価すべき薬剤によって引き起こされる
細胞内pH変化を考慮して決定することができる。
The concentration of the drug used in the measurement is 0.01 mM
It is preferably in the range of 100100 mM, and more preferably in the range of 0.1 mM to 10 mM. This concentration can be determined in view of the intracellular pH change caused by the drug to be evaluated.

【0024】測定に用いる溶液の組成としては、用いる
細胞に対して等張化された緩衝液を用いることが望まし
い。そのような緩衝液の例として、HBSS、KHBB
などを用いることができる。
As the composition of the solution used for the measurement, it is desirable to use a buffer solution isotonic with the cells to be used. Examples of such buffers include HBSS, KHBB
Etc. can be used.

【0025】上記の緩衝液のpHは、5.0〜8.0で
あってもよい。好ましくは、実際の消化管(小腸)内の
pHを基準として調製することができる。その消化管内
のpHは通常5.0〜7.5の範囲であり、その範囲内
で本発明の測定を行うことが好ましい。
The pH of the above buffer may be between 5.0 and 8.0. Preferably, it can be prepared based on the actual pH in the digestive tract (small intestine). The pH in the digestive tract is usually in the range of 5.0 to 7.5, and it is preferable to perform the measurement of the present invention within that range.

【0026】細胞層への薬剤吸収を試験する際の温度
は、用いる細胞に影響のない範囲内であるべきである。
好ましくは0℃から50℃の範囲内であり、より好まし
くは4℃から42℃の範囲内であり、最も好ましくは4
℃から38℃の範囲内である。
The temperature at which the drug absorption into the cell layer is tested should be within a range that does not affect the cells used.
Preferably it is in the range of 0 ° C to 50 ° C, more preferably in the range of 4 ° C to 42 ° C, most preferably in the range of 4 ° C to 42 ° C.
It is in the range of ℃ to 38 ℃.

【0027】細胞内のpH変化を測定するためには、p
Hに依存した蛍光強度の変化を示す蛍光試薬を細胞中に
導入して使用することができる。そのような試薬は、商
業的に市販されており、たとえばBCECF((株)同
仁化学研究所)、BCECF−AM((株)同仁化学研
究所)、5(および6)−カルボキシ−2′,7′−ジ
クロロフルオレセイン、5(および6)−カルボキシ−
2′,7′−ジクロロフルオレセインジアセテート、5
(および6)−カルボキシ−2′,7′−ジクロロフル
オレセインジアセテート スクシミジルエステル、5
(および6)−カルボキシ−2′,7′−ジクロロフル
オレセイン スクシミジルエステル、5(および6)−
カルボキシ−フルオレセインなどを用いることができ
る。BCECF、またはBCECF−AMを用いること
が好ましい。
In order to measure intracellular pH change, p
A fluorescent reagent showing a change in the fluorescence intensity depending on H can be introduced into cells and used. Such reagents are commercially available, for example, BCECF (Dojindo Laboratories), BCECF-AM (Dojindo Laboratories), 5 (and 6) -carboxy-2 ', 7'-dichlorofluorescein, 5 (and 6) -carboxy-
2 ', 7'-dichlorofluorescein diacetate, 5
(And 6) -carboxy-2 ', 7'-dichlorofluorescein diacetate succimidyl ester, 5
(And 6) -carboxy-2 ', 7'-dichlorofluorescein succimidyl ester, 5 (and 6)-
Carboxy-fluorescein and the like can be used. It is preferable to use BCECF or BCECF-AM.

【0028】上記の蛍光試薬を導入した細胞内のpH変
化は、通常の蛍光強度測定用機器を用いて測定すること
が可能であり、たとえば蛍光リーダー等の機器を用いる
ことができる。測定の精度を向上させるためには、バッ
クグラウンドの蛍光を除去するような方法を使用するこ
とが好ましい。そのような方法の一例として、FLIP
R(蛍光イメージング・プレート読取機(FLuorometric
Imaging Plate Reader) )システムがある。このシステ
ムは、強力なアルゴンレーザー照射システム、CCDイ
メージカメラ、細胞層分離光学系、96ウェルピペッタ
ーを統合し、マイクロプレート上の96ウェル全てに対
して蛍光分析を行い、秒単位での動的データの解析が可
能である。すなわち、アルゴンレーザーを用いて測定す
べき特異変化に適した蛍光試薬を励起して蛍光を発生さ
せ、細胞層分離光学系により細胞外で発生するバックグ
ラウンド蛍光を除去し、冷却CCDカメラを統合検出器
として使用して、蛍光強度を測定する。
The pH change in the cells into which the above-mentioned fluorescent reagent has been introduced can be measured using a usual device for measuring fluorescence intensity, and for example, a device such as a fluorescence reader can be used. In order to improve the measurement accuracy, it is preferable to use a method for removing background fluorescence. As an example of such a method, FLIP
R (Fluorescence Imaging Plate Reader (FLuorometric
Imaging Plate Reader)) There is a system. The system integrates a powerful argon laser irradiation system, CCD image camera, cell layer separation optics, 96-well pipettor, performs fluorescence analysis on all 96 wells on a microplate, and records dynamic data in seconds. Can be analyzed. In other words, a fluorescent reagent suitable for the specific change to be measured is excited using an argon laser to generate fluorescence, background fluorescence generated outside the cell is removed by a cell layer separation optical system, and a cooled CCD camera is integrated and detected. Fluorescence intensity is measured using the instrument.

【0029】[0029]

【実施例】(1)Caco−2細胞を用いた細胞内pH
の測定 以下の方法を用いて、薬剤としてスルファニル酸(SU
A)、m−ヒドロキシ安息香酸(m−HBA)、安息香
酸(BA)、ニコチン酸(NA)、サリチル酸(S
A)、ベンゼンスルホン酸(BSA)を用いて、Cac
o−2細胞内のpH変化に対応する蛍光強度を測定し
た。対照ウェルとして薬剤を含まないHBBSを注入し
たウェルの蛍光強度を測定した。
EXAMPLES (1) Intracellular pH using Caco-2 cells
Determination of sulfanilic acid (SU) using the following method
A), m-hydroxybenzoic acid (m-HBA), benzoic acid (BA), nicotinic acid (NA), salicylic acid (S
A), Cac using benzenesulfonic acid (BSA)
The fluorescence intensity corresponding to the pH change in o-2 cells was measured. The fluorescence intensity of the well into which HBBS containing no drug was injected as a control well was measured.

【0030】Caco−2細胞は、コラーゲンコートを
施した96穴のブラック/透明ウェルプレート上で培養
した。培養法としては、Becton Dickinson社によって開
発された3日間培養法(3-day BIOCOAT (登録商標)HT
S Caco-2 Assay System )を改良した4日間培養法を用
いた。培養終了後に、各ウェルに蛍光物質のBCECF
を加え、約37℃において1時間にわたり、Caco−
2細胞中に導入した。その後に、Hankの生理食塩水緩衝
液(HBSS)で4回洗浄し、最終的に各ウェル内にH
BSSを90μL残した。この状態のウェルプレートを
FLIPRシステムに装着し、各ウェルにそれぞれの試
験薬剤(3mMまたは15mM)を含むHBSS溶液
(pH6.0)の45μLを96ウェルピペッターを用
いて同時に添加した。この時の各ウェル内の薬剤濃度は
それぞれ1mMまたは3mMである。薬剤注入直後から
15分間にわたって、2秒間隔で各ウェルの蛍光強度を
測定した。各ウェルの蛍光強度と、対照ウェルの蛍光強
度の差を計算し、その値を薬物による細胞内pH変化の
指標として用いた。
Caco-2 cells were cultured on a 96-well black / clear well plate coated with collagen. The culture method includes a 3-day culture method (3-day BIOCOAT (registered trademark) HT) developed by Becton Dickinson.
The S Caco-2 Assay System) was modified using a 4-day culture method. After completion of the culture, the fluorescent substance BCECF is added to each well.
And Caco- at 37 ° C. for 1 hour.
Transfected into 2 cells. Thereafter, it is washed four times with Hank's saline buffer (HBSS), and finally, H is added to each well.
90 μL of BSS was left. The well plate in this state was attached to the FLIPR system, and 45 μL of an HBSS solution (pH 6.0) containing each test agent (3 mM or 15 mM) was simultaneously added to each well using a 96-well pipettor. At this time, the drug concentration in each well is 1 mM or 3 mM, respectively. The fluorescence intensity of each well was measured at intervals of 2 seconds for 15 minutes immediately after injection of the drug. The difference between the fluorescence intensity of each well and the fluorescence intensity of the control well was calculated, and the value was used as an index of intracellular pH change due to the drug.

【0031】サリチル酸を用いた場合、および対照ウェ
ルの蛍光強度の時間変化を図1に示した。
FIG. 1 shows the changes over time in the fluorescence intensity of salicylic acid and of the control wells.

【0032】(2)ラット小腸粘膜透過性の試験 以下の方法を用いて、薬剤としてスルファニル酸(SU
A)、m−ヒドロキシ安息香酸(m−HBA)、安息香
酸(BA)、ニコチン酸(NA)、サリチル酸(S
A)、ベンゼンスルホン酸(BSA)を用いて、ラット
小腸粘膜透過性を測定した。
(2) Test of rat small intestinal mucosal permeability Using the following method, sulfanilic acid (SU) was used as a drug.
A), m-hydroxybenzoic acid (m-HBA), benzoic acid (BA), nicotinic acid (NA), salicylic acid (S
A) The permeability of rat small intestinal mucosa was measured using benzenesulfonic acid (BSA).

【0033】Wister系雄性ラット(230〜280g)
をペントバルビタールで麻酔後、開腹し、空腸上部より
15cm〜30cm程度の部分の約15cmの上下にポ
リエチレンチューブをカニュレーションし、小腸ループ
を作成した。ループ上部より、流速0.2〜0.4mL
/minの速度で薬物を含む灌流液を流し、その後約9
0分間にわたって10分間隔でループ下部より流出した
灌流液を採取した。薬物の小腸膜透過性は、灌流前と灌
流後の灌流液中薬物濃度の差(膜透過量に該当)からco
mpletely radial mixingモデルに従って算出した。灌流
液としては、NaCl 140mM、KCl 5mM、
MES/HEPES 10mMおよびFITC−Dex
tran 1mMを含む等張溶液(pH 6.5)を用
い、常に、O2 :CO2 =95:5の混合ガスでバブリ
ングを行った。ここで、FITC−Dextranは灌
流中に起こった小腸からの水の吸収の補正のために添加
されており、その灌流前と灌流後の濃度比から水の吸収
による薬物の濃度補正を行った。
Wister male rats (230-280 g)
After anesthesia with pentobarbital, the abdomen was opened, and a polyethylene tube was cannulated above and below about 15 cm to about 15 cm from the upper part of the jejunum to form a small intestinal loop. Flow rate 0.2-0.4 mL from the top of the loop
Per minute containing the drug at a rate of
The perfusate flowing out from the lower part of the loop was collected every 10 minutes for 0 minutes. The intestinal permeability of a drug is determined from the difference between the drug concentration in the perfusate before and after perfusion (corresponding to the amount of membrane permeation).
It was calculated according to the mpletely radial mixing model. As the perfusion solution, NaCl 140 mM, KCl 5 mM,
MES / HEPES 10 mM and FITC-Dex
Using an isotonic solution (pH 6.5) containing 1 mM of tran, bubbling was always performed with a mixed gas of O 2 : CO 2 = 95: 5. Here, FITC-Dextran was added to correct the absorption of water from the small intestine that occurred during the perfusion, and the concentration of the drug was corrected by the absorption of water from the concentration ratio before and after the perfusion.

【0034】(3)Caco−2単層膜を用いた透過性
試験 以下の方法を用いて、薬剤としてスルファニル酸(SU
A)、m−ヒドロキシ安息香酸(m−HBA)、安息香
酸(BA)、ニコチン酸(NA)、サリチル酸(S
A)、ベンゼンスルホン酸(BSA)を用いて、Cac
o−2単層膜を用いた透過性を測定した。
(3) Permeability test using Caco-2 monolayer membrane Sulfanilic acid (SU) was used as a drug by the following method.
A), m-hydroxybenzoic acid (m-HBA), benzoic acid (BA), nicotinic acid (NA), salicylic acid (S
A), Cac using benzenesulfonic acid (BSA)
The permeability using the o-2 single layer film was measured.

【0035】以下の組成のトランスポート・メディア
(T.M)を調製した。
A transport medium (TM) having the following composition was prepared.

【0036】 NaCl 136.89mM グルコース 19.45mM KCl 5.36mM CaCl2 1.26mM Na2HPO4 0.34mM MgCl2 ・6H2O 0.49mM KH2PO4 0.44mM NaHCO3 4.17mM MgSO4 ・7H2O 0.41mM Hepes 10.00mM T.Mは実験前に37℃に加温したものを用い、それぞ
れpH 7.4およびpH 6.0に調整した。さら
に、各薬剤を0.1mMになるようにT.Mに溶解さ
せ、再びpH 7.4およびpH 6.0に調整して、
薬剤試料液として用いた。
NaCl 136.89 mM Glucose 19.45 mM KCl 5.36 mM CaCl 2 1.26 mM Na 2 HPO 4 0.34 mM MgCl 2 .6H 2 O 0.49 mM KH 2 PO 4 0.44 mM NaHCO 3 4.17 mM MgSO 4 .7H 2 O 0.41 mM Hepes 10.00 mM T. M was heated to 37 ° C. before the experiment, and adjusted to pH 7.4 and pH 6.0, respectively. Further, each drug was added to T.M. M, adjusted to pH 7.4 and pH 6.0 again,
It was used as a drug sample solution.

【0037】インサート付ウェルのserosal 側に2.6
mLのT.M(pH 7.4)、mucosal 側にT.M
(pH 6.0)を導入し、37℃において20分間に
わたって予備温置した。次に、別にT.M(pH 7.
4)2.6mLを入れておいたウェルにカップを移し、
mucosal 側に薬剤試料液(1.5mL)を導入後、10
分毎に60分間serosal 側より0.1mLずつサンプリ
ングを行った。サンプリング後、直ちに体積補正のため
にT.M(pH 7.4)を0.1mLを添加する。得
られたサンプル中の薬物濃度を定量し、初濃度からその
値を引き、各時間でのmucosal 側に残存している薬物濃
度を算出した。そして、初濃度の対数からそのmucosal
側濃度の対数を引いた値と時間の傾きから、一次の吸収
速度定数Kaを求め、mucosal 側に添加した体積を乗算
し、カップの有効面積(4.71cm2 )で除算することに
より、膜透過係数(cm/min)を求めた。
2.6 on the serosal side of the well with insert
mL of T.I. M (pH 7.4), T.M. M
(PH 6.0) was introduced and pre-incubated at 37 ° C. for 20 minutes. Next, T.S. M (pH 7.
4) Transfer the cup to the well containing 2.6 mL,
After introducing drug sample solution (1.5 mL) to mucosal side, 10
Every minute, sampling was performed for 0.1 minute from the serosal side for 60 minutes. Immediately after sampling, T.P. Add 0.1 mL of M (pH 7.4). The drug concentration in the obtained sample was quantified, and the value was subtracted from the initial concentration to calculate the concentration of the drug remaining on the mucosal side at each time. Then, from the logarithm of the initial concentration,
From the value obtained by subtracting the logarithm of the side concentration and the slope of the time, the first-order absorption rate constant Ka is obtained, multiplied by the volume added to the mucosal side, and divided by the effective area of the cup (4.71 cm 2 ) to obtain the membrane permeation. The coefficient (cm / min) was determined.

【0038】(4)結果の総括 前記(1)のCaco−2細胞内pHの変化と(3)で
得られたCaco−2細胞単層膜の透過性の結果を対比
したグラフを図2に示した。また、(1)で得られた薬
剤吸収によるCaco−2細胞内pHの変化と(2)で
得られたラット小腸粘膜透過性の結果を対比したグラフ
を図3に示した。それぞれのグラフにおいて、細胞内p
Hの変化は薬剤添加後10秒後の値を用いた。
(4) Summary of Results FIG. 2 is a graph comparing the change in the pH of Caco-2 cells in (1) with the result of the permeability of the Caco-2 cell monolayer membrane obtained in (3). Indicated. In addition, FIG. 3 shows a graph comparing the change in intracellular pH of Caco-2 due to the absorption of the drug obtained in (1) with the result of the permeability of the rat small intestine mucosa obtained in (2). In each graph, the intracellular p
As the change in H, a value 10 seconds after the addition of the drug was used.

【0039】図2および図3にて示されるように、Ca
co−2細胞内pHの変化とラット小腸粘膜透過性の結
果およびCaco−2細胞単層膜の透過性は良好な相関
関係を示した(相関係数Rはそれぞれ0.99および
0.98)。
As shown in FIG. 2 and FIG.
The results of the co-2 intracellular pH change and the rat intestinal mucosal permeability showed good correlation with the Caco-2 cell monolayer permeability (correlation coefficients R were 0.99 and 0.98, respectively). .

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の方法を用いることにより、多く
の時間を必要とし、かつ被検薬剤の取り扱いが煩雑であ
る薬剤自体の定量を行うことなく、Caco−2細胞内
pHの変化をpH感受性の蛍光試薬が発生する蛍光の強
度を用いて測定することにより、薬物の膜透過性を短時
間でかつ一度に多数のサンプルについて評価することが
可能であることが明らかとなった。したがって、本発明
の方法は、創薬段階での迅速な薬物の吸収性評価法とし
て極めて有用である。
According to the method of the present invention, the change in Caco-2 intracellular pH can be monitored without quantifying the drug itself, which requires a lot of time and requires complicated handling of the test drug. By measuring using the intensity of the fluorescence generated by the sensitive fluorescent reagent, it became clear that the membrane permeability of the drug can be evaluated for a large number of samples at once in a short time. Therefore, the method of the present invention is extremely useful as a rapid drug absorption evaluation method at the drug discovery stage.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】サリチル酸を用いた場合の、Caco−2細胞
内のpH変化による蛍光強度および対照ウェルの蛍光強
度の時間変化を示したグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the time change of the fluorescence intensity and the fluorescence intensity of a control well due to a pH change in Caco-2 cells when salicylic acid is used.

【図2】Caco−2細胞内のpH変化による蛍光強度
の変化とCaco−2細胞単層の透過性との比較のグラ
フである。
FIG. 2 is a graph showing a comparison between a change in fluorescence intensity due to a pH change in Caco-2 cells and a permeability of a Caco-2 cell monolayer.

【図3】Caco−2細胞内のpH変化による蛍光強度
の変化とラット空腸の透過性との比較のグラフである。
FIG. 3 is a graph comparing the change in fluorescence intensity due to the pH change in Caco-2 cells with the permeability of rat jejunum.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) //(C12Q 1/02 C12R 1:91) (71)出願人 595117091 1 BECTON DRIVE, FRA NKLIN LAKES, NEW JE RSEY 07417−1880, UNITED STATES OF AMERICA (72)発明者 多喜 陽子 大阪府枚方市南樟葉1−3−4 Fターム(参考) 2G045 AA40 BB52 CB01 CB02 DB03 FA11 FB12 GC15 4B024 AA11 BA80 DA02 GA11 4B063 QA01 QA05 QQ08 QQ61 QQ91 QQ98 QR41 QR51 QR57 QR66 QR69 QR77 QS24 QS36 QX02──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) // (C12Q 1/02 C12R 1:91) (71) Applicant 595117091 1 BECTION DRIVE, FRA NKLIN LAKES, NEW JERSEY 07417-1880, UNITED STATES OF AMERICA (72) Inventor Yoko Taki 1-3-4 Minami Kyouyou, Hirakata-shi, Osaka F-term (reference) 2G045 AA40 BB52 CB01 CB02 DB03 FA11 FB12 GC15 4B024 AA11 BA80 DA02 GA11 QB4A Q QQ08 QQ61 QQ91 QQ98 QR41 QR51 QR57 QR66 QR69 QR77 QS24 QS36 QX02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (1)細胞層を形成する工程と、(2)
前記細胞層に蛍光色素を導入する工程と、(3)前記蛍
光色素を導入した前記細胞層を薬剤を含む緩衝液と接触
させ、前記薬剤を前記細胞層に吸収させる工程と、
(4)(3)で得られた細胞層の細胞中のpH変化を蛍
光分析することにより、前記細胞中の薬剤の存在量を評
価する工程とを具えたことを特徴とする薬剤の腸管吸収
の評価法。
(1) a step of forming a cell layer; (2)
A step of introducing a fluorescent dye into the cell layer; and (3) a step of bringing the cell layer into which the fluorescent dye is introduced into contact with a buffer solution containing a drug, and absorbing the drug into the cell layer;
(4) analyzing the pH change in the cells of the cell layer obtained in (3) by fluorescence analysis to evaluate the abundance of the drug in the cells, the intestinal absorption of the drug. Evaluation method.
【請求項2】 前記細胞が、ヒト大腸ガン由来のCac
o−2細胞、ヒト大腸ガン由来のHT29細胞、および
腎臓尿細管由来のMDCK細胞からなる群から選択され
ることを特徴とする請求項1に記載の評価法。
2. The method according to claim 1, wherein the cell is Cac derived from human colon cancer.
The evaluation method according to claim 1, wherein the method is selected from the group consisting of o-2 cells, HT29 cells derived from human colorectal cancer, and MDCK cells derived from renal tubules.
【請求項3】 前記細胞が、遺伝子操作によりトランス
ポーターを高密度で発現させた細胞株であることを特徴
とする請求項1に記載の評価法。
3. The method according to claim 1, wherein the cell is a cell line in which a transporter is expressed at a high density by genetic manipulation.
【請求項4】 前記緩衝液のpHが、5.0〜8.0の
範囲内であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか
1つに記載の評価法。
4. The evaluation method according to claim 1, wherein the pH of the buffer is in the range of 5.0 to 8.0.
【請求項5】 前記緩衝液が、等張な緩衝液であること
を特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の評価
法。
5. The evaluation method according to claim 1, wherein the buffer is an isotonic buffer.
【請求項6】 前記薬剤を含む緩衝液において、薬剤の
濃度が0.01mM〜100mMであることを特徴とす
る請求項1〜5のいずれか1つに記載の評価法。
6. The evaluation method according to claim 1, wherein the concentration of the drug in the buffer solution containing the drug is 0.01 mM to 100 mM.
【請求項7】 (3)の工程を前記細胞に影響のない範
囲の温度で行うことを特徴とする請求項1〜6のいずれ
か1つに記載の評価法。
7. The method according to claim 1, wherein the step (3) is performed at a temperature within a range that does not affect the cells.
【請求項8】 前記蛍光分析を蛍光リーダーを用いて行
うことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載
の評価法。
8. The evaluation method according to claim 1, wherein the fluorescence analysis is performed using a fluorescence reader.
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