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Development of theranostics probes targeting sodium-dependent glucose transporters

Research Project

Project/Area Number 23K21423
Project/Area Number (Other) 21H02865 (2021-2023)
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeMulti-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023)
Section一般
Review Section Basic Section 52040:Radiological sciences-related
Research InstitutionKanazawa University

Principal Investigator

小林 正和  金沢大学, 保健学系, 教授 (30444235)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 水谷 明日香  金沢大学, 保健学系, 助教 (00828452)
国嶋 崇隆  神戸学院大学, 薬学部, 教授 (10214975)
川井 恵一  金沢大学, 保健学系, 教授 (30204663)
西井 龍一  名古屋大学, 医学系研究科(保健), 教授 (60463212)
鷲山 幸信  福島県立医科大学, 公私立大学の部局等, 准教授 (80313675)
玉井 郁巳  金沢大学, 薬学系, 教授 (20155237)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords核医学 / がん / SGLT / 分子イメージング / セラノスティクス / SPECT / PET / セラノティクス
Outline of Research at the Start

本研究では、FDG-PET検査の問題点を克服する臨床応用性に優れたSGLT (sodium glucose co-transporter)に高親和性を示す分子標的画像診断薬及び核医学治療薬を開発する。SGLT-1とSGLT-2は、FDGで診断困難な脳腫瘍、膵臓がん、前立腺がんに高発現しているため、FDG-PET検査を補完するSGLT分子標的核医学画像診断薬を開発する。その後、この診断薬を基本骨格とした核医学治療薬を開発する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、18F-FDG (2-deoxy-2-[18F]fluoro-D-glucose)を用いたPET (positron emission tomography)検査の問題点を克服する臨床応用性に優れたNa+共役能動輸送型糖輸送体SGLT (sodium glucose co-transporter)に高親和性を示すがん分子標的核医学画像診断薬の開発及び評価法の技術基盤の確立を目的とした。FDGが輸送される促進拡散型糖輸送体GLUT (sodium independent glucose transporter)との相同性がなく、かつ6種のサブタイプを有するSGLTの中でも、FDGでは診断困難な脳腫瘍、膵臓がん、前立腺がんに高発現しているSGLT-1/-2により腫瘍に特異的に高集積する新規SGLT分子標的核医学画像診断薬の開発を試みる。2023年度は、ヒト由来がん細胞において、ブドウ糖誘導体のSGLT輸送系寄与率評価法を確立したとともに、GLUTに親和性が見られず、SGLTに高親和性を有したヨウ素標識体におけるがん細胞への集積性を評価するとともに、ヒト由来がん細胞株を用いてヌードマウスにおける担がんマウスの作成を行った。その結果、リアルタイムPCRにおいて、SGLT-1の発現量が相対的に高いヒト由来肺がん細胞株と、SGLT-1/-2の発現量が相対的に高いヒト由来膵がん細胞株の両細胞株において、SGLTの基質であるMethyl-alpha-D-[3H]glucopyranosideと比べて、ヨウ素標識体PとAの集積量が高くなり、ヨウ素標識体Pの集積量が最も高くなった。また、各細胞株を用いてヌードマウスにおける担がんマウスの作成も確認できたため、2024年度は、各担がんマウスにおける有効性を評価する予定である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の予定通り、これまでSGLTに親和性のある母体化合物とそのヨウ素標識体を見出し、SGLT高発現のがん細胞株において、各ヨウ素標識体の有効性を評価できたため、2024年度には、予定通り担がんマウスにおける評価を行う予定である。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は以下の実験手順に従って行う。
1) SGLTに対して高い親和性を示したヨウ素標識体を担がんマウスにおいて評価する。
2) これまで開発してきたブドウ糖誘導体のSGLT輸送系寄与率評価法を用いて、新たなヨウ素標識体の開発を行う。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • 2022 Annual Research Report
  • 2021 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2023 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Int'l Joint Research] テキサス大学MDアンダーソンがんセンター/National Institutes of Health(米国)

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    • Author(s)
      Sato K, Seki T, Mizutani A, Muranaka Y, Hirota S, Nishi K, Yamazaki K, Nishii R, Nakanishi T, Tamai I, Kawai K, Kobayashi M.
    • Journal Title

      Frontiers in Pharmacology

      Volume: 13 Pages: 1069321-1069321

    • DOI

      10.3389/fphar.2022.1069321

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    • Author(s)
      Sato K, Mizutani A, Muranaka Y, Yao J, Kobayashi M, Yamazaki K, Nishii R, Nishi K, Nakanishi T, Tamai I, Kawai K.
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 15 Issue: 2 Pages: 497-497

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics15020497

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    • Author(s)
      Mizutani Asuka、Kobayashi Masato、Aibe Riku、Muranaka Yuka、Nishi Kodai、Kitamura Masanori、Suzuki Chie、Nishii Ryuichi、Shikano Naoto、Magata Yasuhiro、Ishida Yasushi、Kunishima Munetaka、Kawai Keiichi
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 19 Pages: 11458-11458

    • DOI

      10.3390/ijms231911458

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      Muranaka Y, Mizutani A, Kobayashi M, Nakamoto K, Matsue M, Nishi K, Yamazaki K, Nishii R, Shikano N, Okamoto S, Kawai K.
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 23 Issue: 5 Pages: 2467-2467

    • DOI

      10.3390/ijms23052467

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  • [Journal Article] Estimation of post-therapeutic liver reserve capacity using 99mTc-GSA scintigraphy prior to carbon-ion radiotherapy for liver tumors2022

    • Author(s)
      Yamazaki Kana、Nishii Ryuichi、Mizutani Yoichi、Makishima Hirokazu、Kaneko Takashi、Isobe Yoshiharu、Terada Tamasa、Tamura Kentaro、Imabayashi Etsuko、Tani Toshiaki、Kobayashi Masato、Wakatsuki Masaru、Tsuji Hiroshi、Higashi Tatsuya
    • Journal Title

      European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 581-592

    • DOI

      10.1007/s00259-022-05985-5

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  • [Journal Article] Inhibition of the Hepatic Uptake of (99m)Tc-Tetrofosmin Using an Organic Cation Transporter Blocker2021

    • Author(s)
      Nishi K, Kobayashi M, Kikuchi M, Mizutani A, Muranaka Y, Tamai I, Kawai K, Kudo T.
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 85 Issue: 7 Pages: 1073-1073

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics13071073

    • NAID

      120007172275

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  • [Journal Article] Biological Distribution of Orally Administered [123I]MIBG for Estimating Gastrointestinal Tract Absorption2021

    • Author(s)
      Kobayashi Masato、Mizutani Asuka、Muranaka Yuka、Nishi Kodai、Komori Hisakazu、Nishii Ryuichi、Shikano Naoto、Nakanishi Takeo、Tamai Ikumi、Kawai Keiichi
    • Journal Title

      Pharmaceutics

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 61-61

    • DOI

      10.3390/pharmaceutics14010061

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  • [Presentation] 11C-L-methionine PET検査を用いた放射線治療効果判定に関する基礎的検討2023

    • Author(s)
      佐藤 翔、平山 佑香、水谷 明日香、小林 正和、川井 恵一
    • Organizer
      第63回日本核医学会学術総会
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      近藤 杏美、村中 由佳、水谷 明日香、小林 正和、岡本 成史、川井 恵一
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      第63回日本核医学会学術総会
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  • [Presentation] がんの有機アニオントランスポーター機能を反映する核医学画像診断薬の開発2023

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      本田剣仁, 村中由佳, 水谷明日香, 小林正和, 川井恵一
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      第62回日本核医学会学術総会
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    • Author(s)
      Mizutani A, Kobayashi M, Muranaka Y, Nishi K, Suzuki C, Nishii R, Shikano N, Magata Y, Ishida Y, Kunishima M, Kawai K
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      13th World Federation of Nuclear Medicine and Biology
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  • [Presentation] D体アミノ酸の細菌とヒト細胞への集積差を利用した細菌感染症画像診断法の有用性2021

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      第61回日本核医学会学術総会
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] SGLT機能画像診断薬2023

    • Inventor(s)
      小林正和,川井恵一,國嶋崇隆,他4名
    • Industrial Property Rights Holder
      小林正和,川井恵一,國嶋崇隆,他4名
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
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  • [Patent(Industrial Property Rights)] がんの有機アニオン系輸送体機能画像診断薬2023

    • Inventor(s)
      小林正和,川井恵一, 玉井郁巳,水谷明日香,佐藤翔.
    • Industrial Property Rights Holder
      小林正和,川井恵一, 玉井郁巳,水谷明日香,佐藤翔.
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2023
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2024-12-25  

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