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Advance

ARAKAWA Hiroshi

    Graduate School of Pharmaceutical Sciences Department ofRegulatory Science　Professor
Last Updated :2026/04/03

Researcher Information

Degree

  • PhD（2013/03 Kanazawa University）

Research funding number

  • 40709028

J-Global ID

Research Interests

  • Drug-induced kidney injury   Pharmacokinetics   

Research Areas

  • Life sciences / Clinical pharmacy

Academic & Professional Experience

  • 2025/05 - Today  Nagoya City UniversityDepartment of Regulatory Science, Graduate School of Pharmaceutical SciencesProfessor
  • 2018/04 - Today  Kanazawa UniversityCancer Research Institute研究員（兼任）
  • 2021/02 - 2025/04  Kanazawa UniversityInstitute of Medical, Pharmaceutical and Health Sciences Faculty of PharmacyAssciate Professor
  • 2016/02 - 2021/01  Kanazawa UniversityFaculty of Pharmacy Institute of Medical, Pharmaceutical and Health SciencesAssitant Professor
  • 2013/04 - 2016/01  Takasaki University of Health and WealfareFaculty of PharmacyAssitant Professor

Education

  • 2013 -   Graduate School of Kanazawa University  Graduate School of Natural Science and Technology  Divisions of Life Science
  •        - 2007  Tokyo University of Science  Faculty of Pharmaceutical Sciences  Department of Pharmacy

Association Memberships

  • THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   American Society for Pharmacology and Experimental Therapeutics (ASPET)   JAPANESE SOCIETY OF GOUT AND NUCLEIC ACID METABOLISM   The Academy of Pharmaceutical Science and Technology, Japan (APSTJ)   The Japanese Society for the Study of Xenobiotics (JSSX)   International Society for the Study of Xenobiotics   The Japanese Society for Alternatives to Animal Experiments   

Published Papers

Books etc

  • 個別化医療を目指した臨床薬物動態学 1(基礎編)
    広川書店 2016/03
  • 個別化医療を目指した臨床薬物動態学 2(治療薬物モニタリング編)
    広川書店 2016/03

Conference Activities & Talks

  • 肝・腎薬物動態・毒性予測におけるmicrophysiological systemの活用  [Invited]
    荒川 大
    第30回 創剤フォーラム 若手研究会  2025/11
  • ハイコンテント分析を用いた薬物性腎障害評価手法の開発  [Invited]
    荒川 大
    日本動物実験代替法学会第38回大会  2025/11
  • 画像診断を活用した化学物質誘発性近位尿細管障害のin vitro評価  [Invited]
    荒川 大
    ニコンソリューションズMPSシリーズセミナー  2025/10
  • 胆汁回収が可能な肝細胞培養系icHepを用いた薬物代謝物の血中・胆汁振り分けのin vitro評価  [Invited]
    荒川 大
    日本薬物動態学会第40回年会  2025/10
  • Elucidation of renal pharmacokinetics and drug safety mechanisms utilizing three-dimensional cultured human proximal tubular epithelial cells  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    日本薬物動態学会第４０年会  2025/10
  • Development of in vitro evaluation model for drug-induced proximal tubular injury using 3D cultured human proximal tubular epithelial cells  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    KSOT Network Meeting  2025/10
  • 三次元培養近位尿細管上皮細胞を用いた小林製薬紅麹食品汚染物質プベルル酸の腎障害評価  [Invited]
    荒川 大
    第55回日本腎臓学会西部学術大会  2025/10
  • 近位尿細管上皮細胞スフェロイドを用いた化学物質誘発性腎障害のin vitro評価系の開発  [Invited]
    荒川 大
    環境衛生部会フォーラム  2025/09
  • 胆汁成分の回収が可能な肝細胞培養系icHepの作成と薬物動態解析への応用  [Invited]
    荒川 大
    第465回CBI学会講演会 「最新のin vitro, 動物, in silico (PBPK) 手法による薬物動態予測の深化」  2025/07
  • 3D培養ヒト近位尿細管上皮細胞を用いた薬物誘発性腎障害 in vitro 評価法の研究開発  [Invited]
    荒川大
    日本毒性学会  2025/07
  • 三次元培養近位尿細管上皮細胞3D-RPTECを用いた薬物誘発性腎障害評価系の開発  [Invited]
    荒川大
    日本毒性学会  2025/07
  • 化学物質誘発性腎障害の評価における画像診断法の活用  [Invited]
    荒川 大
    日本薬学会第145年会  2025/03
  • 薬物動態・安全性評価研究におけるmicrophesiological systemの有用性  [Invited]
    荒川 大
    第23回 Top Runners in TRS  2024/12
  • Utility of high content analysis for an in vitro evaluation of drug-induced kidney injury  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    CBI学会2024年大会  2024/10
  • 腸肝連結microphysiological systemを用いた薬物動態の臓器間相互作用解析  [Invited]
    荒川 大
    第26回日本神経消化器病学会  2024/09
  • In Vitro Evaluation Methods for Hepatic and Renal Drug Disposition and Toxicity  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    2024 ISSX/JSSX Meeting  2024/09
  • 胆汁成分が回収可能な肝細胞培養系icHepを用いた薬物胆汁排泄評価  [Invited]
    荒川 大
    第 31 回肝細胞研究会  2024/07
  • オルガノイド培養を用いた薬物動態・毒性評価の新展開  [Invited]
    荒川大
    第51回日本毒性学会学術年会  2024/07
  • 薬物代謝反応における小胞体トランスポーターの役割  [Invited]
    荒川大
    日本薬剤学会第39年会  2024/05
  • 腎・肝の細胞モダリティを用いた薬物腎毒性及び胆汁分泌評価手法の構築  [Invited]
    荒川大; 玉井郁巳
    日本薬学会第144年会  2024/03
  • 薬物肝解毒反応の包括的解明を目指してー小胞体トランスポーターの解明と胆汁回収が可能な肝細胞培養手法の構築ー  [Invited]
    荒川大
    第3回新規Cell Based Assay ワーキンググループ研究会  2024/03
  • InnoCellTM Tプレートを用いた腎組織スライス初代培養法の樹立と薬物腎毒性評価における有用性  [Invited]
    荒川大
    第２回新規Cell Based Assay ワーキンググループ研究会  2023/12
  • 薬物動態の臓器間相互作用の解明を目的とした肝・腎細胞培養手法の構築  [Invited]
    荒川大
    第46回日本分子生物学会年会  2023/12
  • 薬物トランスポーターを考慮した薬物安全性評価を可能とする肝・腎細胞培養手法の構築  [Invited]
    荒川大
    第9回AMEDレギュラトリーサイエンス公開シンポジウム  2023/12
  • Endoplasmic reticulum membrane transporter OAT2 regulates hepatic drug metabolism  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    2023 International Joint Meeting of 23rd ICCP450/38th JSSX  2023/09
  • 透過試験による薬物胆汁中排泄評価が可能なヒト肝細胞培養手法の構築  [Invited]
    荒川 大; 中園優也; 玉井郁巳
    第50回日本毒性学会学術年会  2023/06
  • 胆汁回収が可能なヒト肝細胞培養手法の構築と薬物胆汁中排泄予測への応用
    荒川 大; 中園優也; 玉井郁巳
    第30回HAB研究機構学術年会  2023/05
  • 薬物トランスポーターを考慮した薬物誘発腎毒性の評価系構築  [Invited]
    荒川大; 樋口大智; 玉井郁巳
    日本薬学会第143回  2023/03
  • Hiroshi Arakawa; Daichi Higuchi; Shiho Nedachi; Ikumi Tamai
    The 49th Annual Meeting of the Japanese Society of Toxicology  2022/07
  • 尿酸の生理作用解明を目指した尿酸結合タンパク質の探索  [Invited]
    荒川 大
    第6回北陸高尿酸血症セミナー  2022/02
  • Endoplasmic reticulum transporters for regulation of UDP-glucuronosyltransferase activity  [Not invited]
    Hiroshi Arakawa
    The 141st Annual Meeting of the Pharmaceutical Society of Japan  2021/03
  • Pharmacokinetic organ-organ interactions by entero-hepatic microphysiological system  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    第20回日本再生医療学会総会  2021/03
  • Substrate specificity of URAT1 and its role in xanthine reabsorption in kidney  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    第5回北陸高尿酸血症セミナー  2021/02
  • Construction of in vitro evaluation system for transporter-mediated drug-induced kidney injury  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    第3回 医薬品毒性機序研究会  2021/01
  • Evaluation of drug disposition and organs interaction using entero-hepatic microphysiological system
    Hiroshi Arakawa
    CBI Annual Meeting 2020  2020/10
  • Gut-liver interaction in drug metabolism observed in microphysiological system  [Invited]
    Hiroshi Arakawa
    The 47th Annual Meeting of the Japanese Society of Toxicology  2020/07
  • Utility of Three Dimensional Culture of Human Hepatocytes for Evaluation of Drug Metabolism Profile, Toxicity and Enzyme Induction.  [Not invited]
    Hiroshi Arakawa
    The 1st Workshop for Japan-Korea Young Scientists on Pharmaceutics.  2016/07  Kyoto, Japan

MISC

Awards & Honors

  • 2024/05 日本薬剤学会 奨励賞
     生体環境を模倣する新規細胞培養技術の薬物動態・毒性研究への応用に関する研究
  • 2023/09 2023 International Joint Meeting of ICCP450/JSSX JSSX Best Poster Award
     Utility of high content analysis of drug-induced kidney injury using 3D-cultured kidney epithelial cells 
    受賞者: Hiroshi Arakawa
  • 2022/11 日本動物実験代替法学会 第35回大会 大会長特別賞
     三次元培養ヒト初代近位尿細管上皮細胞を用いた薬物腎毒性の評価手法の構築 
    受賞者: 荒川大
  • 2022/11 The Japanese Society for the Study of Xenobiotics (JSSX) JSSX Award for Young Scientists
     Development of novel pharmacokinetic evaluation systems through collaboration research between pharmaceutical science and bioengineering
  • 2021/11 日本薬学会北陸支部 Award for Young Scientists
     腸肝臓器間相互作用による薬物動態変動の観測と分子メカニズムの解明 
    受賞者: Hiroshi Arakawa
  • 2011/04 4th Asia Pacific Regional ISSX Meeting 4th APISSX Best Presentation Award, 1st Place
     Upregulation of organic anion transporting polypeptide (OATP) 1A2 by depletion of androgens; a possible molecular mechanism of castration resistance in prostate cancer TWN

Research Grants & Projects

  • 接着タンパク質を利用した新規胆汁排泄評価手法の開発
    科学技術振興機構(JST)：研究成果展開事業 研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)
    Date (from‐to) : 2024/12 -2027/03
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 荒川 大; 藤田 光
     
    本年度は小胞体輸送体として予備的な結果が得られていた有機アニオントランスポーターOAT2を中心とした研究をおこなった。ヒト肝細胞における薬物の小胞体代謝にOAT2が関与することを示すため、ヒト肝がん由来HepaRG細胞を用い、OAT2のノックダウン試験を行った。薬物代謝試験を行った結果、OAT2の基質ジドブジンのグルクロン酸抱合体の生成量がOAT2のノックダウンにより低下した。一方、OAT2は小胞体のみならず細胞膜にも局在するアイソフォームが存在する。そこで小胞体代謝物量を細胞内取り込み量で除することで、細胞内に取り込まれたのちのOAT2の機能解析を行った。その結果、ジドブジンの細胞内取り込み量に変化は観察されず、代謝物量を取り込み量で除した代謝活性はOAT2のノックダウンにより優位に低下した。このため、OAT2はジドブジンの小胞体膜透過に関与することで、小胞体代謝反応に関与することが示唆された。さらに、OAT2の臨床における重要性を探索するため、薬物相互作用にOAT2が関わるかについて調べた。ジドブジンは臨床においてバルプロ酸と併用すると血中濃度が上昇する。小胞体を含むヒト肝由来ミクロソーム及びHepaRG細胞を用いてUGT阻害活性を評価したところ、ヒト肝ミクロソームにおける阻害活性は臨床血漿中濃度より10倍以上高い濃度でのみ見られ、UGTの阻害では相互作用を説明できなかった。一方、HepaRG細胞におけるジドブジンのグルクロン酸抱合反応はバルプロ酸の添加により濃度依存的に低下し、その阻害親和性はバルプロ酸の臨床血中濃度と近い値となった。このため、バルプロ酸はOAT2の阻害を介してジドブジンの血中濃度を上昇させていることが示唆された。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 石田 奈津子; 中村 博幸; 荒川 大; 嶋田 努
     
    我々はこれまでの研究において，院内製剤スコポラミン軟膏の唾液腺近傍皮膚への塗布が効果的に唾液分泌を抑制すること，さらに全身性副作用を軽減しうる可能性を有することを示した。この知見からその他の薬剤でも唾液腺近傍皮膚に塗布することにより同様の効果を得られるのではないかと考えた。そこで，口腔乾燥症治療薬であり，経口薬で発汗や下痢等の全身性副作用が問題となることが多いコリン作動薬のピロカルピンを候補薬とし，ラットを用いてピロカルピンの唾液腺上部皮膚への経皮投与の有効性と安全性の検討を行った。有効性評価では，ピロカルピン軟膏を唾液腺上部皮膚に塗布したラットおよびピロカルピンを経口投与したラットにおいて投与前後に唾液量を測定した。経口投与ラットでは投与後0.5時間で，軟膏塗布ラットでは0.5, 3, 12時間の時点で投与前と比較して唾液量が有意に増加した。したがって，ピロカルピン軟膏は唾液腺上部皮膚に塗布することで唾液分泌を促進させ，その効果は経口投与より持続することが示唆された。これは唾液腺近傍皮膚にピロカルピン軟膏を塗布することにより，唾液腺組織へのピロカルピン移行性が高まり，効率的に唾液分泌を促進したためであると考えられた。一方，安全性検討のため，排便と発汗の評価を実施したところ，経口投与ラットでは投与後1時間において排便量と汗滴数の有意な増加がみられたが，軟膏塗布ラットでは変化はみられなかった。このことからピロカルピンの唾液腺上部皮膚への経皮投与は，経口投与と比較して全身性副作用が少ない可能性が考えられた。 これらのことから，新たな作用発現経路を持つ製剤である「経皮的唾液腺局所作用型外用剤」「経皮的唾液腺局所作用型外用剤」は全身性副作用が少なく，安全性の高い口腔乾燥症や流涎症に対する治療薬となることが示唆された。
  • 三次元培養ヒト近位尿細管上皮細胞を用いた薬物誘発性腎障害in vitro評価手法の開発
    国立研究開発法人日本医療研究開発機構（AMED）：医薬品等規制調和･評価研究事業
    Date (from‐to) : 2023/07 -2026/03
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/04 -2026/03 
    Author : 荒川 大
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2023/06 -2025/03 
    Author : 玉井 郁巳; 荒川 大; 白坂 善之; 中島 美紀
  • Construction of evaluation system for in vitro drug biliary excretion
    Japan agency for medical research and development：医薬品等規制調和・評価研究事業
    Date (from‐to) : 2022/08 -2025/03 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
    Date (from‐to) : 2022/06 -2024/03 
    Author : 荒川 大
  • 日本学術振興会：科学研究費助成事業
    Date (from‐to) : 2021/04 -2024/03 
    Author : 玉井 郁巳; 荒川 大; 若山 友彦
     
    本研究では、尿酸の生理・病理作用を媒介する“尿酸センサー”を同定し、血清尿酸値（SUA）変動に伴う生体応答の全容解明を狙っている。即ち、尿酸は高等哺乳類特有に高濃度で存在し、SUAは厳密に調節されているが、生理作用の説明は、高尿酸時による尿酸塩の結晶化による炎症反応（痛風）および尿酸分子の化学的な酸化・抗酸化作用にとどまる。そこで、尿酸を感知して生体応答を司る“尿酸センサー”となるタンパク質が存在すると考え、その分子的実体の同定を進めている。予試験で見つけられている、尿酸センサー候補となった尿酸結合タンパク質であるCD38タンパク質について、R3年度には新たな知見が得られた。CD38は生体の恒常性維持に必須な補酵素NADの分解に関わる酵素であるが、尿酸はCD38活性に影響することでNADを調節していることを見い出し、学術論文として公表するに至った。具体的には、尿酸一ナトリウム塩（MSU, monosodium urate）から生じる尿酸結晶は痛風発作に至る炎症を誘発する。本研究では、MSUがCD38を活性化(発現誘導)し、その結果NAD分解が促進され、同時に炎症性サイトカインが誘導されることをin vitro試験系で得た。MSUによる炎症は、NLRP3インフラマソームにより説明されるが、MSU刺激により生じるNAD量減少メカニズは未解明のままであった。得られたCD38の活性化は、新たな炎症抑制作用や尿酸関連疾患の詳細に迫る知見を得ることができる成果となった。 本成果は、当初計画していた尿酸センサーとしてCD38が働いていることを示すものであり、CD38活性調節による尿酸の病理・生理作用の詳細をさらに進める予定である。
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (B)
    Date (from‐to) : 2020/10 -2023/03 
    Author : 酒井 康行
     
    代表者の酒井は，分担者の杉浦・荒川および協力研究者の木村（東海大）と共同で，これまで開発したMPSデバイスを用い、種々の薬物を用いた薬物の消化管膜透過性および肝代謝について評価した。この実験を基に荒川はさらに解析を進め，腸肝MPSでこれまでに観察された薬物グルクロン酸抱合活性の変動要因として、小胞体膜に局在するトランスポーターに着目し、検討を行った。その結果、有機アニオントランスポーターが薬物のグルクロン酸抱合活性を調節することを明らかとした。一方，分担者の杉浦は，これまでに開発してきた複数臓器デバイス、圧力駆動型OrganS-on-a-chipを用いて、より多くの薬剤で臓器間相互作用を評価するための樹脂製の腸肝連結型OrganS-on-a-chipを設計し、試作した。また、腸肝連結型OrganS-on-a-chipの臓器スケーリング最適化に向け、肝臓の三次元灌流デバイスを開発し、分担者の荒川らと共に，HepG2細胞の灌流培養による肝機能を評価した。さらに酒井らは，協力研究者の木村の開発したオンチップ送液型のMPSデバイスを用い，腸管と肝細胞の共培養を実施，灌流に加えて酸素透過膜を用いるオンサイト酸素供給にて，両細胞の相互作用により薬物代謝亢進を観測した。さらに酒井らは，協力研究者の木村の開発したオンチップ送液型のMPSデバイスを用い，腸管と肝細胞の共培養を実施，灌流に加えて酸素透過膜を用いるオンサイト酸素供給にて，両細胞の相互作用により薬物代謝亢進を観測した。
  • Japan Agency for Medical Research and Development：医薬品等規制調和・評価研究事業
    Date (from‐to) : 2020/07 -2023/03 
    Author : 荒川 大
  • 迅速な医薬品の胆汁中移行性評価を可能にする肝細胞培養系の開発
    Japan Science and Technology Agency：A-STEP
    Date (from‐to) : 2021/05 -2022/03 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 中分子化合物の脳内デリバリーを目指した血液脳関門輸送体の探索
    公益財団法人 武田科学振興財団：2020年度 薬学系研究助成
    Date (from‐to) : 2020/11 -2022/03 
    Author : 荒川 大
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
    Date (from‐to) : 2020/04 -2022/03 
    Author : Arakawa Hiroshi
     
    The present study aimed at identifying drug uptake transporter in blood-brain barrier (BBB) model hCMEC/D3 cells using a knockdown/knockout screening study targeting membrane transporters, including uncharacterized ones. The reported and estimated unbound brain to plasma concentration ratio values of 65 kinds of drugs were investigated, and 10 drugs, which exhibited higher Kp,uu,brain, were selected for following screenings. According to studies of siRNA knockdown screening in hCMEC/D3 cells, OCTN2 was identified as candidate transporter gene for aripiprazole. On the other hand, by the knockout screening with the consideration of the expression of extracted genes in human BBB, 10 genes were found as BBB uptake transporter candidates. In conclusion, knockdown and knockout screening are useful approaches for identifying BBB transporters.
  • 薬物のグルクロン酸抱合反応における小胞体トランスポーターOAT2の役割解明を目指した探索的挑戦
    Mochida Memorial Foundation for Medical and Pharmaceutical Research：the grant application for 2019
    Date (from‐to) : 2019/11 -2020/12 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 透過試験による新規胆汁中排泄評価システムの構築
    japan science and technology agency：promoting technology transfer and innovation A-STEP
    Date (from‐to) : 2019/11 -2020/11 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 脳内デリバリーを促進するトランスポーターの探索
    The Uehara Memorial Foundation：Research Grant
    Date (from‐to) : 2019/03 -2020/03 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 肝障害時における分子標的薬イマチニブの消化管吸収変動メカニズムの解明
    The Research Foundation for Pharmaceutical Sciences：the grant application for 2016
    Date (from‐to) : 2017/04 -2019/10 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 国際交流助成
    公益財団法人 加藤記念バイオサイエンス振興財団：
    Date (from‐to) : 2019/04 -2019/09 
    Author : 荒川 大
  • 肝障害時における分子標的薬の腎蓄積メカニズムの網羅的解析
    The Nakatomi Foundation：the grant application for 2017
    Date (from‐to) : 2018/04 -2019/03 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 肝障害時における分子標的薬の腎蓄積メカニズムの解明と腎毒性回避を目指した投与設計法の開発
    YOKOYAMA Foundation for Clinical Pharmacology：the grant application for 2017
    Date (from‐to) : 2017/10 -2018/05 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research
    Date (from‐to) : 2015/04 -2018/03 
    Author : Ogihara Takuo; Arakawa Hiroshi; Idota Yoko
     
    Efflux transporters, as exemplified by P-glycoprotein (P-gp), are localized at the plasma membrane and excrete many therapeutic drugs from the cytoplasm to outside the cells. These transporters are therefore known as a major contributing factor resulting in multidrug resistance of cancer cells. Our study indicated that the regulation of transporters by scaffold proteins, such as ezrin, radixin and moesin (ERM proteins) is different between cancerous tissues. Moreover, these regulatory properties are the same as those of the corresponding normal tissues, and suggest that organ-specific differences in the regulation of P-gp by ERM proteins are retained in cancerous tissues. Furthermore, in tissues such as lung cancer, several efflux transporters were controlled by the same one scaffold protein. Therefore, it was suggested that the suppression of a specific scaffold protein comprehensively inactivated efflux transporters in certain kinds of cancerous tissue.
  • 分子標的薬による血清クレアチニン値上昇メカニズム解明と評価モデルの構築
    Hokkoku Cancer Foundation：the grant application for 2017
    Date (from‐to) : 2017/04 -2018/03 
    Author : Hiroshi Arakawa
  • 核磁気共鳴法を利用したペプチドトランスポーター標的型がん診断プローブの創出
    Date (from‐to) : 2016 -2018

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