GLP-1多重作動薬の薬効評価｜代謝・心血管疾患モデルと前臨床CRO

2. in vitro・in vivoをつなぐ薬効評価サービス

in vitro薬効・MOA研究：候補分子を早期に評価

代謝標的薬のスクリーニングでは、レプチン、GLP-1、GIP、アディポネクチン、グルカゴン、C-ペプチドなどの主要な内分泌マーカーを測定します。DPP4、PPAR、FXa、カルシウムフラックス、cAMP、グルコース取り込みなどの酵素活性・細胞機能試験を実施し、血糖降下、脂質調節、抗血栓候補化合物の標的活性を初期評価します。

作用機序（MOA）研究では、初代肝細胞、INS-1膵島細胞、脂肪細胞、糸球体メサンギウム細胞、HK-2腎尿細管細胞を用いて、薬剤が糖・脂質代謝、膵島分泌、脂肪分化、肝・腎障害経路をどのように制御するかを解析します。分子レベルでの作用機序を明らかにし、in vivo動物試験の設計を支えます。

体重・血糖に加え、併存疾患も総合評価

肥満、心血管疾患、肝疾患、急性膵炎などのモデルを対象に、体重、摂餌量、血糖、血中脂質、血清生化学、組織・臓器の採取と病理解析、糖負荷試験（GTT）、インスリン負荷試験（ITT）などのin vivo薬効評価を提供します。評価系の詳細は代謝・心血管疾患向けCROサービスをご覧ください。

3. 高脂肪食誘導DIO肥満マウスによる薬効評価事例

本プロジェクトでは、標準的な高脂肪食誘導DIO肥満C57BL/6Jマウスモデルを用い、GLP-1単一作動薬（セマグルチド、Semaglutide）、GLP-1/GIP二重作動薬（チルゼパチド、Tirzepatide）、GLP-1/GCGR二重作動薬（マズデュチド、Mazdutide）、GLP-1/GIP/GCGR三重作動薬（レタトルチド、Retatrutide）の4種類の臨床開発で注目される減量候補薬を比較し、in vivo薬効を評価しました。

体重・摂餌量、体組成、糖・脂質代謝、肝機能と肝病理、内臓脂肪病理、骨格筋形態、運動機能を包括的に評価し、減量、血糖低下、脂質調節、非アルコール性脂肪肝の改善、筋肉保護への作用を検討しました。これらのデータは、GLP-1標的の革新的ペプチド薬を選定するための標準化されたin vivo試験設計と参考情報を提供します。

セマグルチド（GLP-1単一作動薬）の薬効評価

雄性C57BL/6Jマウス（各群6匹）に、総カロリーの60%を脂肪由来とする高脂肪食を24週間与えて肥満モデルを作製しました。セマグルチドは30 nmol/kg体重を1日1回皮下投与し、28日間投与しました。脂肪量を大きく減少させ、体重と体組成を調整するとともに、血糖値とインスリン値を低下させ、糖代謝を改善しました。

DIOマウスに28日間投与した後、薬剤を中止し、休薬1週間後に体重、摂餌量、体組成を測定しました。休薬後には体重と摂餌量が速やかに反跳しましたが、休薬前後の体重および体組成には統計学的有意差が認められませんでした。

チルゼパチド、マズデュチド、レタトルチド（二重・三重作動薬）の評価

26週齢の雄性DIOマウスを20週間飼育してモデル化し、野生型対照、モデル対照および複数用量群を設定しました。被験薬を隔日で皮下投与し、28日間評価しました。

体重・摂餌量：3剤はいずれも摂餌を抑え、体重と脂肪量を減少させました。減量は主に脂肪量の低下によるもので、除脂肪体重への影響は小さく、用量依存性が認められました。三重作動薬のレタトルチドが最も高い効果を示しました。

血中脂質・肝機能：TC、TG、LDL-Cなどを有意に低下させ、ALT、ASTも減少しました。高脂肪食による脂質異常と肝障害が改善し、レタトルチド高用量群で最も良好な結果が得られました。

糖代謝：空腹時血糖を低下させ、OGTTおよびIPITTで耐糖能とインスリン抵抗性を改善し、インスリン感受性を高めました。血糖低下作用はレタトルチドが最も強く示しました。

内臓脂肪・肝臓・骨格筋：pWAT、cWAT、iWATなどの脂肪重量と肝臓係数が有意に低下しました。骨格筋重量に明らかな低下はなく、主に脂肪減少による体重減少でした。内臓脂肪の減少はレタトルチド高用量群で最も顕著でした。

肝病理：肝細胞の脂肪空胞、炎症細胞浸潤、風船様変性が改善し、NASスコアが低下しました。非アルコール性脂肪肝病変が改善し、レタトルチド高用量群で最も良好な組織修復がみられました。

脂肪・骨格筋の形態：レタトルチド投与により脂肪細胞のサイズが縮小しました。腓腹筋の筋線維形態は保たれ、萎縮は認められず、脂肪を減少させながら骨格筋を保護する結果となりました。

運動機能：ワイヤーハング試験の持久力は向上しましたが、すべての群で前肢握力が有意に低下しました。この変化は筋線維損傷とは関連せず、体重減少やエネルギー再配分が関与する可能性が考えられます。薬効が強い群ほど握力の低下幅が大きくなりました。