てんかんは.一般的な神経疾患であり.広く普及しています。 この20年間で.いくつかの新しい抗てんかん薬（AED）が導入され.臨床で使用されていますが.依然として1/3のてんかん患者様は意図的にコントロールできず.薬物治療が不十分で.難治性てんかん.難治性てんかん.薬剤耐性てんかん.薬剤不応性てんかんと呼ばれています。 薬剤耐性てんかんは.患者さんのQOLや社会的機能に大きな影響を与える非常に身体的負担の大きい疾患であり.社会が直面する重要な医療問題である。 てんかん薬物療法の効果をさらに高めるためには.薬剤耐性てんかんの細胞分子生物学を解明し.薬剤耐性機構を克服あるいは回避できる新しい抗てんかん薬を開発することが必要である。 近年.薬剤耐性てんかんの薬剤耐性メカニズムに関する研究が注目され始めているが.本稿では.この分野の研究についてのみ概説する。 薬剤耐性てんかんとそのメカニズムに関する研究は.以下のような側面があります。（1）薬剤耐性てんかん患者：臨床的観点から.薬剤耐性てんかんの明確かつ統一的な概念はなく.一般的には以下のように認定されます。血中濃度モニタリングの指導のもと.通常の抗てんかん薬治療の効果が良好でない場合です。 しかし.オーソドックスな治療法では.どれだけの薬剤をどれだけの期間使用できるのかが明確ではありません。 しかし.経験豊富なてんかん専門医の多くは.実験的薬物療法を数年間繰り返した後.フェニトインナトリウム.カルバマゼピン.バルプロ酸ナトリウムといった通常の第一選択抗てんかん薬に反応しない場合は.基本的に他の薬物療法も効果がないことを認識しています。 したがって.てんかんの薬剤耐性確立は.無期限の実験的薬物療法に基づくものではなく.十分量のフェニトインナトリウム.カルバマゼピン.バルプロ酸ナトリウムによる治療が有効でなければ.薬剤耐性てんかんを特定できるとされています。 薬剤耐性てんかんの半数以上は外科的治療に適しており.脳局所病変に伴うてんかんや海馬硬化症に伴う内側側頭葉てんかんなど.切除手術の適応となる外科的救済可能なてんかん症候群です。 この手術検体は.てんかんの薬剤耐性の細胞・分子機構の研究に利用できる。 (2) 薬剤耐性てんかんモデル動物：電気刺激扁桃体発火性てんかんモデルラットまたはペンタゾシン発火性てんかんモデルラットを作製し.その後フェニトインナトリウム.フェノバルビタール等の抗てんかん薬を投与してスクリーニングし.薬剤耐性てんかんの薬剤耐性機構を研究するための動物モデル動物を作製する。 (3) 神経細胞の体外培養では.抗てんかん薬を培養液に添加した後の神経細胞の分子変化を観察し.抗てんかん薬に対するイオンチャネルの適応などを研究することができる。 2.薬剤耐性てんかんの薬剤耐性メカニズムの可能性：薬剤耐性てんかんの薬剤耐性の分子メカニズムは未だ不明であり.（1）ナトリウムチャネルやGABA受容体などのAEDの標的が消失あるいは変化し.神経細胞がAEDに対して不感受性になる.（2）血液脳関門での薬剤移行性の変化により脳実質の細胞外液に入る薬剤量が少なくなり.血液濃度は治療域にあっても脳の細胞外液の濃度は十分でないなどが考えられています。 しかし.細胞外液中の濃度が治療効果を発揮するのに十分でないこと.③神経細胞膜上の薬物トランスポーターが変化し.細胞内液中の薬物量が不足し.細胞内機構による抗てんかん作用を有効に発揮することができないこと。 3.薬剤耐性てんかんと多剤耐性遺伝子およびその発現産物であるP糖タンパク質：現在.難治性てんかんの薬剤耐性に関連して.多剤耐性遺伝子（MDR1）の発現量が増加し.その発現産物（p-gp）が増加していることが研究により明らかにされています。 MDR1遺伝子は.ABCB1遺伝子とも呼ばれ.腸.胎盤.血液脳関門.腎臓.肝臓で活発に発現している膜貫通型ATP依存性分子ポンプp-glycoprotein 170 (p-gp170) をコードする大型遺伝子（209kb）で.その主な生理機能は細胞の分泌やエキソサイトーシスに関することである。 p-gp170は.免疫抑制剤.ラムダ配糖体強心剤.プロテアーゼ阻害剤.β遮断剤など50種類以上の一般的に使用されている薬剤を含む多くの基質のエキソサイトーシスを仲介することが知られています。 ほとんどのAEDは親油性であり.理論的にはp-gp170の基質となるはずである。 いくつかの研究では.p -gp170 は少なくともカルバマゼピン.フェニトイン.バルプロ酸などの輸送に関連していることが示されている。 また.てんかんの薬剤耐性は.薬剤選択性がなく.一般に複数の薬剤に同時に耐性を示すことが多く.薬剤の輸送に関連した耐性メカニズムであることも示唆されています。 難治性てんかんにおける薬剤耐性とMDR1発現量の増加の関係については.以下のような研究があります。 (1）てんかんの動物モデルでは.発作により脳内でMDR1の発現が亢進することが示されています。 てんかんモデルには.音響刺激てんかんモデル.電気刺激てんかんモデル.薬剤誘発モデル.点火モデルなどがあります。 血管内皮細胞.アストロサイト.神経細胞におけるMDR1遺伝子の発現を調べるために.主にNorthern blot hybridization.Western blot hybridization.PCR.免疫細胞化学が使用された。 Kwan らは.遺伝的にてんかんを発症しやすいラット（GEPR）において.単発の聴性発作を 4 時間.24 時間.7 日後に実行し.大脳皮質.中脳.脳室.海馬における MDR1 a と MDR1b の発現を RT-PCR 法により測定した結果.MDR1a と MDR1b の発現は.MDR1b の方が高かったと報告しています。 MDR1a と MDR1b の発現は.24 時間後に大脳皮質と中脳で増加し.7 日後にも大脳皮質で対照群と比較して高値を維持したが.脳橋／髄質と海馬では有意な変化がなかった。Lazarowskiらは.3-メルカプトプロピオン酸（MP）を用いてWistarラットのてんかんを誘発し.MP 45mg/kgを4日間または7日間腹腔内投与した後.ラットを処刑したモデル。 van Vlietらは.電気刺激誘発ラット側頭葉てんかんモデルを用いて.ラットの左側頭葉を電気刺激して持続性てんかんを誘発した後の右側頭葉におけるMDR1aおよびMDR1bの発現を研究した。real-time PCRアッセイにより.MDR1bが P-gpの免疫染色は内皮細胞やグリア細胞で増強された。 (2）難治性てんかん患者におけるてんかん病巣の外科的切除に関する研究 難治性てんかん.特に脳内病変を多数有する焦点性てんかん症候群のかなりの割合が.てんかん病巣の外科的切除により治療可能であり.MDR1遺伝子発現状態と薬剤耐性現象の相関を臨床的観点から検討できる可能性があります。 結節性硬化症は常染色体優性症候群で.複数の器官を侵しますが.主に脳.皮膚.腎臓が侵されます。 脳内に複数の灰白質異所性結節が存在する場合があります。 Lazarowskiらは.難治性てんかんを合併した結節性硬化症の3例を報告し.発作を治療するために脳結節を外科的に除去した。 MDR1とMRP-1の免疫染色は.異常球状腫脹細胞.異形成神経細胞.アストロサイト.ミクログリア.一部の内皮細胞で強く陽性であった。 aronicaらは.難治性てんかんを有するFCD患者15名とGG患者15名の外科的切除標本を.非脳腫瘍性非てんかん性剖検脳標本と比較検討した。 対照群ではp-gpは測定できず.MRP-1の発現は血管系にのみ認められた。FCDの11/15例では異形成神経細胞に.GGの14/15例では神経細胞成分にMRP-1とp-gpの発現が認められ.病巣内のアストロサイトと血管内皮細胞でもMRP-1とp-gp発現が.相対的に増加していたことが明らかにされた。 また.病巣内のアストロサイトや血管内皮細胞ではMRP-1やp-gpの発現が増加していたが.病巣周囲の脳組織では正常な脳組織と比較して神経細胞や血管内皮細胞での発現は増加していなかった。 (3) 難治性てんかんにおけるMDR1多型と薬剤耐性との関連性に関する研究 臨床現場では.同じタイプのてんかんであっても.AEDに感受性のある患者と抵抗性のある患者が存在することが一般的です。 Siddiquiらは.315人のてんかん患者（うち115人は薬物治療に感受性がある）.200人の薬物抵抗性難治性てんかん患者.200人の正常対照者を対象とした研究を行った。 末梢血検体を用いてABCB1C3435T多型を観察したところ.薬剤耐性てんかんの患者さんでは.ABCB1 3435において.TT遺伝子型よりもCC遺伝子型を持つ確率が高いことが判明しました。 (4) 難治性てんかんのてんかん原性病巣におけるMDR1発現上昇と薬剤耐性との関係 難治性てんかんでは.MDR1の発現が上昇し.血管内皮細胞.アストロサイト.神経細胞でp-gpが増加するという仮説が提唱されています。 血管内皮細胞におけるp-gpの増加は.脳組織の細胞外液に入る抗てんかん薬の量を減らし.アストロサイトにおけるp-gpの増加は.抗てんかん薬の脳組織の細胞外液から血流への移行に寄与し.結果として.血中濃度が治療域にあるにもかかわらず脳組織の細胞外液の薬剤濃度が低くなってしまうのです。 神経細胞でp-gpの発現が増加すると.抗てんかん薬の細胞内濃度が低くなります。 そのため.てんかん焦点内のてんかん原性神経細胞にAEDが有効に作用せず.てんかんが難治化します。 したがって.p-gp阻害剤やMDR1の発現に遺伝子レベルで影響を与える薬剤の開発は.新しい抗てんかん薬の開発にとって重要な方向性となる可能性があります。 これらのサブタイプは.基質特異性.阻害剤に対する反応性.組織・細胞分布.サブユニット組成.抗原組成が異なる。 π GSTは.甲状腺.尿路.気道.胃腸管.子宮.肝胆膵上皮に存在する。 胃.腎臓.子宮.卵巣の腺癌組織や頭頸部の扁平上皮癌細胞.メラノーマ.中皮腫.肺カルチノイド.リンパ腫に存在し.子宮頸部腫瘍のマーカーとして信頼されています。 現在.薬剤耐性てんかんにおけるGSTと薬剤耐性の関係については.GSTπに着目した研究が行われています。 遺伝子マイクロアレイ技術を用いてフェニトインナトリウム耐性点火ラットの研究を行い.薬剤耐性てんかんラットでGSTπの発現が増強されていることを発見した学者や.神経細胞培養を用いて抗てんかん薬トルテアがGSTπ発現を誘導することが判明した学者もおります。 また.薬剤耐性てんかん患者の血液中では.非薬剤耐性てんかん患者と比べてGST πの発現が有意に増加していることが判明し.難治性てんかんの薬剤耐性メカニズムの発現に関与している可能性が示唆されました。 GST πの発現は制御されているため.その発現を改善することにより.難治性てんかん患者の薬剤耐性が低下し.難治性てんかんの治療が改善される可能性があり.これらの知見は難治性てんかん患者の脳組織で確認する必要があります。 薬剤耐性てんかん患者の脳組織におけるGST π含量を免疫組織化学的に測定した。 GST πの発現量は症例群間で有意差はなかった。 また.薬剤耐性てんかん患者の脳組織におけるGST πの発現量とてんかん発症期間には正の相関が認められ.薬剤耐性てんかん患者の脳組織におけるGST πの発現亢進が薬剤耐性てんかんの発症に関与している可能性が示唆されました。 生理学的研究によると.外来有害物質が体内に侵入した後.チトクロームP-450酵素などの第1相代謝酵素による解毒のほかに.第2相代謝酵素による代謝が重要な代謝解毒機構であり.GST πは第2相代謝酵素の主要成分の1つで.親電子性物質と還元グルタチオンとの結合や親脂質細胞と結合した有害物質の親脂質物質への変換などを触媒する重要な触媒となることが分かっている。 GST πは.親電子性物質と還元型グルタチオンとの結合を触媒し.あるいは親油性細胞に結合した毒性物質を親水性物質に変換して排泄するなど.薬物の効力を弱めながら身体を守る.重要な生理的防御機構を形成している。 抗てんかん薬は体内に内在するものではなく.病気にとって重要なこれらの化学物質は有害物質であり.体内に入ると必然的に体の防御システムが働き.GSTπの増加を触媒として細胞内の還元型グルタチオンが抗てんかん薬と結合し.密接に連動して体外に排出され.抗てんかん作用を抑えながら細胞を薬の攻撃から保護し.体を守るのである。 GST πの発現亢進は.脳の部位による有意な差はなく.血中にも亢進が認められたことから.GST πの発現亢進は.てんかんや抗てんかん薬によって引き起こされる全身性の反応であり.薬や毒物に対する素因となる遺伝子の発現に関連している可能性が示唆されました。