小腸におけるプロドラッグ加水分解と薬物吸収の研究のために、ヒト誘導多能性幹細胞と区別される腸上皮細胞の応用

トランスポーターや代謝酵素のような腸吸収機能を調査するための細胞モデルは、口腔創造物の発見と発達に不可欠です。この研究の目的は、ヒト誘導多能性幹細胞（HIPSC-IEC）から腸上皮細胞を生成し、その中のヒドロラーゼとトランスポーターの機能が小腸の口腔吸収を反映しているかどうかを明確にすることでした。HIPSCは、プローブ基質（[3H]ジゴキシン、スルファサラジン、および[[]を使用して明らかにされた、P糖タンパク質（P-GP）、乳がん抵抗性タンパク質（BCRP）、およびペプチド輸送体1（PEPT1）の輸送活性を示しました。14C]グリシルサルコシン）、およびCYP3A4、CES2、およびCES1の代謝活性は、プローブ基質（Midazolam、Irinotecan、およびTemocapril）を使用して明確にされました。これらのプロドラッグをラットに経口投与した後、6つのエステルプロドラッグをhipsc-ecsの活性型に加水分解による活性形態に加水することによる固有のクリアランスは、活性型の血漿曝露（CMAX、AUC、およびバイオアベイラビリティ）と相関していました。また、P-gpの2つの基質（ドキソルビシンと[3H]ジゴキシン）、1つのBCRP（スルファサラジン）（スルファサラジン）の1つの基質、および輸送体の11の非サブストレート（ガンシクロビル、[14C]マンニトール、ファモチジン、フマチジン、スルイリド、スルイリド、スルイリド、スルイリド、スルミング、スルミン、スルミン、14の薬物の透過性係数も含まれています。hipsc-ecsのアテノロール、フロセミド、ラニチジン、ヒドロクロロチアジド、アセトアミノフェン、プロプラノロール、およびアンチピリン）は、ヒト臨床研究における腸吸収率（FA）の値と相関していました。これらの発見は、HIPSCがエステルプロドラッグの加水分解を調査し、小腸の薬物吸収を予測するための有用な細胞モデルであることを示唆しています。

Cell models to investigate intestinal absorption functions, such as those of transporters and metabolic enzymes, are essential for oral drug discovery and development. The purpose of this study was to generate intestinal epithelial cells from human induced pluripotent stem cells (hiPSC-IECs) and then clarify whether the functions of hydrolase and transporters in them reflect oral drug absorption in the small intestine. The hiPSC-IECs showed the transport activities of P-glycoprotein (P-gp), breast cancer resistance protein (BCRP), and peptide transporter 1 (PEPT1), revealed by using their probe substrates ([3H]digoxin, sulfasalazine, and [14C]glycylsarcosine), and the metabolic activities of CYP3A4, CES2, and CES1, which were clarified using their probe substrates (midazolam, irinotecan, and temocapril). The intrinsic clearance by hydrolysis of six ester prodrugs into the active form in hiPSC-IECs was correlated with the plasma exposure (Cmax , AUC, and bioavailability) of the active form after oral administration of these prodrugs to rats. Also, the permeability coefficients of 14 drugs, containing two substrates of P-gp (doxorubicin and [3H]digoxin), one substrate of BCRP (sulfasalazine), and 11 nonsubstrates of transporters (ganciclovir, [14C]mannitol, famotidine, sulpiride, atenolol, furosemide, ranitidine, hydrochlorothiazide, acetaminophen, propranolol, and antipyrine) in hiPSC-IECs were correlated with their values of the fraction of intestinal absorption (Fa) in human clinical studies. These findings suggest that hiPSC-IECs would be a useful cell model to investigate the hydrolysis of ester prodrugs and to predict drug absorption in the small intestine.