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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of novel PET probes for imaging of metabotropic glutamate receptor subtype 2

Research Project

Project/Area Number 17H04267
Research InstitutionNational Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology

Principal Investigator

張 明栄  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 部長(定常) (80443076)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 羽鳥 晶子  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 主幹研究員(任非) (20531528)
謝 琳  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 主任研究員(定常) (30623558)
河村 和紀  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, グループリーダー(定常) (50401766)
藤永 雅之  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 主任研究員(定常) (70623726)
山崎 友照  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 先進核医学基盤研究部, 主任研究員(定常) (80627563)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords代謝型グルタミン酸受容体 / 代謝型グルタミン酸受容体サブタイプ2 / PET / オートラジオグラフィ / [11C]DMTN
Outline of Annual Research Achievements

申請者らは代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)の各サブタイプ(mGluR1-mGluR8)の陽電子断層撮像法(PET)用分子プローブを開発している。現在までヒト脳内mGluR1とmGluR5を画像化できるPETプローブを開発し、様々な患者に対する臨床PET研究に提供してきた。今回の研究課題は、ヒト脳内mGluR2を画像化できるPETプローブを創出することを目的とした。mGluR2が広範な精神神経疾患との関与が知られていながら、mGluR2を画像化できる臨床有用なPETプローブは報告されていない。
申請者らは現在まで20種以上の新規化合物を設計し合成を行なった。その中から、mGluR2 に対し高い結合能力を示し、かつ他のmGluR受容体に対して高い選択性を有する数種の化合物を見いだした。次にこれらの化合物に対し種々な標識技術を駆使し、11Cあるいは18Fで標識した放射性化合物を自動合成装置で合成した。さらに、これらに対し、正常及びモデル動物を使用し、放射能分布、オートラジオグラフィ(ARG)、PET及び代謝物分析などの試験を行い、PETプローブとしての特性を評価した。
その結果、有用な新規PETプローブとして[11C]DMTNを見出すことに成功した。[11C]DMTNはマウス、ラット及びサルへの脳移行性が比較的よく、インビトロARGでは、mGluR2が高い線条体などの領域において、高い特異結合を示した。また、PETでは本プローブはラット脳内において、mGluR2に対して高い特異結合と選択性を示した。一方、ラット脳内において、放射性代謝物が少なく、未変化体はほとんどであった(論文作成中)。これらの結果から、、今回の研究で開発した[11C]DMTNは臨床へのトランスレーション研究に使えるPETプローブ候補として、ヒト脳内mGluR2の画像化及び機能解明に役立つことが期待できた。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (24 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 6 results) Funded Workshop (6 results)

  • [Int'l Joint Research] Massachusetts General Hospital/University of Oklahoma/Harvard Medical School(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Massachusetts General Hospital/University of Oklahoma/Harvard Medical School
    • # of Other Institutions
      2
  • [Int'l Joint Research] Nankai University/Jinan University/Nanjing Medical University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Nankai University/Jinan University/Nanjing Medical University
    • # of Other Institutions
      5
  • [Journal Article] Radiosynthesis and evaluation of a novel monoacylglycerol lipase radiotracer: 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-yl-3-(1-benzyl-1H-pyrazol-3-yl)azetidine-1-[11C]carboxylate2019

    • Author(s)
      Mori Wakana、Hatori Akiko、Zhang Yiding、Kurihara Yusuke、Yamasaki Tomoteru、Xie Lin、Kumata Katsushi、Hu Kuan、Fujinaga Masayuki、Zhang Ming-Rong
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      Volume: 27 Pages: 3568~3573

    • DOI

      doi: 10.1016/j.bmc.2019.06.037

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design, Synthesis, and Evaluation of 18F-Labeled Monoacylglycerol Lipase Inhibitors as Novel Positron Emission Tomography Probes2019

    • Author(s)
      Chen Zhen, Mori Wakana, Zhang Ming-Rong, Liang Steven H. et al
    • Journal Title

      Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 62 Pages: 8866~8872

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.jmedchem.9b00936

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 131I-IITM and 211At-AITM: Two Novel Small-Molecule Radiopharmaceuticals Targeting Oncoprotein Metabotropic Glutamate Receptor 12019

    • Author(s)
      Xie Lin、Hanyu Masayuki、Fujinaga Masayuki、Zhang Yiding、Hu Kuan、Minegishi Katsuyuki、Jiang Cuiping、Kurosawa Fuki、Morokoshi Yukie、Li Huizi Keiko、Hasegawa Sumitaka、Nagatsu Kotaro、Zhang Ming-Rong
    • Journal Title

      Journal of Nuclear Medicine

      Volume: 61 Pages: 242~248

    • DOI

      doi: 10.2967/jnumed.119.230946

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design, Synthesis, and Evaluation of Reversible and Irreversible Monoacylglycerol Lipase Positron Emission Tomography (PET) Tracers Using a “Tail Switching” Strategy on a Piperazinyl Azetidine Skeleton2019

    • Author(s)
      Chen Zhen、Mori Wakana、Zhang Ming-Rong、Liang Steven H, et al
    • Journal Title

      Journal of Medicinal Chemistry

      Volume: 62 Pages: 3336~3353

    • DOI

      doi: 10.1021/acs.jmedchem.8b01778

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Correction: Developing native peptide-based radiotracers for PD-L1 PET imaging and improving imaging contrast by pegylation2019

    • Author(s)
      Hu Kuan、Hanyu Masayuki、Xie Lin、Zhang Yiding、Nagatsu Kotaro、Suzuki Hisashi、Zhang Ming-Rong
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 55 Pages: 4273~4273

    • DOI

      doi: 10.1039/c9cc90113b

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] A platform of Radiopharmaceutical Development for Positron Emission Tomography Imaging and Targeted Radionuclide Therapy Studies2020

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      The International Forum on Innovative Medicine
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 代謝型グルタミン酸受容体2に選択的な新規[11C]標識PETリガンドの合成と評価2019

    • Author(s)
      熊田勝志, 山崎友照, 張一鼎, 森若菜, 藤永雅之, 羽鳥晶子, 念垣信樹, 張明栄
    • Organizer
      第59回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] Small-animal PET study: excess glutamate release upregulates mGluR1 availability2019

    • Author(s)
      山崎友照, 岡田真希, 森若菜, 張一鼎, 脇坂秀克, 小川政直, 藤永雅之, 張明栄
    • Organizer
      第59回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] Radiosynthesis and evaluation of a negative allosteric modulator for the PET imaging of metabotropic glutamate receptor 2 in rat brain2019

    • Author(s)
      Kumata K, Zhang Y, Hatori A, Yamasaki T, Kurihara Y, Nengaki N, Zhang MR
    • Organizer
      The 23nd International symposium on radiopharmaceutical science (ISRS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Synthesis and evaluation of a new PET ligand for imaging of monoacylglycerol lipase in brain2019

    • Author(s)
      Mori W, Kurihara Y, Hatori A, Zhang Y, Fujinaga M, Zhang MR
    • Organizer
      The 23nd International symposium on radiopharmaceutical science (ISRS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of scandium-catalyzed N-[18F]fluoroalkylation of aryl and heteroaryl amines with [18F]epifluorohydrin2019

    • Author(s)
      Fujinaga M, Ohkubo T, Kumata K, Nengaki N, Zhang MR
    • Organizer
      The 23nd International symposium on radiopharmaceutical science (ISRS)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of Radiopharmaceuticals for PET Imaging and Targeted Radionuclide Therapy2019

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      The 15th Hangzhou International Molecular Imaging Conference
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of PET Tracers for Imaging of Neuroinflammation and Dementia2019

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      The 2nd International symposium on PET Ligand Development and Molecular Imaging
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 211-At-Labeled Radiotracers: Synthesis and Preclinical Evaluation2019

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      The 14th International Conference on the Radiopharmaceutical Therapy (ICRT)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Preclinical PET imaging of inflammation in peripheral system with radioligands for translocator protein (18 kDa)2019

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      The 13th Asia Oceania of Nuclear Medicine and Biology (AOCNMB2019)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Development of PET tracers for neuroinflammation in Alzheimer’s disease2019

    • Author(s)
      Ming-Rong Zhang
    • Organizer
      World Molecular Imaging Congress 2019
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Funded Workshop] ベトナムハノイサイクロトロン10周年記念学会2019

  • [Funded Workshop] ICRT20192019

  • [Funded Workshop] SNMMI20192019

  • [Funded Workshop] ISRS20192019

  • [Funded Workshop] 2019AOCNMB2019

  • [Funded Workshop] WMIC20192019

URL: 

Published: 2021-01-27  

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