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2020 Fiscal Year Annual Research Report

Development of PET tracer for neurogenesin in the brain based on DNA synthesis imaging

Research Project

Project/Area Number 18K07658
Research InstitutionTokyo Metropolitan Geriatric Hospital and Institute of Gerontology

Principal Investigator

豊原 潤  地方独立行政法人東京都健康長寿医療センター(東京都健康長寿医療センター研究所), 東京都健康長寿医療センター研究所, 研究副部長 (50425659)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords神経新生 / PET
Outline of Annual Research Achievements

成人したヒト脳における神経新生が証明されて以来、多くの基礎研究や動物実験によって、神経新生が学習・記憶や精神神経疾患および神経変性疾患の治療において重要な役割を果たすことが明らかとなった。これらの研究結果は、動物モデルによる神経生物学的解析に大きく依存しており、ヒト脳においてこれらの仮説や臨床効果を検証するためには、客観的な評価システムの確立が必要であった。本研究では、ヒト脳における神経新生を非侵襲的にイメージングする技術の確立を目指した。そのため、現在唯一確立されているブロモデオキシウリジン(BrdU)による細胞標識法と同じ生化学的メカニズムに立脚したポジトロン断層撮像(PET)薬剤の開発を試みた。候補化合物として、生体内で非侵襲的にBrdUと同様にDNA合成を定量的に計測するためのPET薬剤として開発された4DSTを選択した。
4DSTは、正常げっ歯類脳内で細胞増殖能の高い脳室下帯および海馬への集積性を示し、小動物PETにおいて、細胞増殖能の高い脳室下帯への放射能集積を認めた。小動物PETより分解能および感度に優れるオートラジオグラフィーでは、より明瞭に脳室下帯と海馬への放射能集積を認めた。脳室下帯と海馬への放射能集積は、細胞増殖を認めないと考えられる皮質に比べて有意に高く、半定量的に求めた脳室下帯/皮質および海馬/皮質は、それぞれおおよそ2倍程度であった。
4DSTによる神経新生評価は侵襲的なオートラジオグラムにより解析可能であったが、小動物PET計測においては、C-11の半減期の短さと絶対集積量の少なさから定量計測は困難であり、薬剤負荷(プロベネシド)による脳内集積量の変化も認められなかった。最終年度は、4DSTの脳移行性を高める目的で2つの水酸基をアセチル基でエステル化したプロドラッグの合成を試みた。しかしながら、標識前駆体は分離精製時に単離することが出来なかった。

  • Research Products

    (34 results)

All 2021 2020

All Journal Article (20 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 19 results,  Open Access: 14 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Automated production of [18F]MK-6240 on CFN-MPS2002021

    • Author(s)
      Toyohara Jun、Nishino Kosuke、Sakai Masanari、Tago Tetsuro、Oda Takashi
    • Journal Title

      Applied Radiation and Isotopes

      Volume: 168 Pages: 109468~109468

    • DOI

      10.1016/j.apradiso.2020.109468

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficacy of cell proliferation imaging with 4DST PET/CT for predicting the prognosis of patients with esophageal cancer: a comparison study with FDG PET/CT2021

    • Author(s)
      Hotta Masatoshi、Minamimoto Ryogo、Toyohara Jun、Nohara Kyoko、Nakajima Kazuhiko、Takase Kei、Yamada Kazuhiko
    • Journal Title

      European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging

      Volume: 48 Pages: ー

    • DOI

      10.1007/s00259-020-05179-x

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of 18F-fluorinated neopentyl glycol side-chain on the biological characteristics of stilbene amyloid-β PET ligands2021

    • Author(s)
      Tago Tetsuro、Toyohara Jun、Fujimaki Ryo、Tatsuta Maho、Song Ruichong、Hirano Keiichi、Iwai Kumiko、Tanaka Hiroshi
    • Journal Title

      Nuclear Medicine and Biology

      Volume: 94-95 Pages: 38~45

    • DOI

      10.1016/j.nucmedbio.2020.12.008

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Preclinical Evaluation of an 18F-Labeled SW-100 Derivative for PET Imaging of Histone Deacetylase 6 in the Brain2021

    • Author(s)
      Tago Tetsuro、Toyohara Jun、Ishii Kenji
    • Journal Title

      ACS Chemical Neuroscience

      Volume: 12 Pages: 746~755

    • DOI

      10.1021/acschemneuro.0c00774

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highlight selection of radiochemistry and radiopharmacy developments by editorial board (January-June 2020)2021

    • Author(s)
      Al-Qahtani Mohammed、Behe Martin、Bormans Guy、Carlucci Giuseppe、Dasilva Jean、Decristoforo Clemens、Elsinga Philip H.、Kopka Klaus、Li Xiang-Guo、Mach Robert、Middel Oskar、Passchier Jan、Patt Marianne、Penuelas Ivan、Rey Ana、Scott Peter J. H.、Todde Sergio、Toyohara Jun、Vugts Danielle
    • Journal Title

      EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry

      Volume: 6 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s41181-020-00118-5

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Interim 4′-[methyl-11C]-thiothymidine PET for predicting the chemoradiotherapeutic response in head and neck squamous cell carcinoma: comparison with [18F]FDG PET2021

    • Author(s)
      Mitamura Katsuya、Norikane Takashi、Yamamoto Yuka、Fujimoto Kengo、Takami Yasukage、Hoshikawa Hiroshi、Toyohara Jun、Nishiyama Yoshihiro
    • Journal Title

      EJNMMI Research

      Volume: 11 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s13550-021-00749-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highlight selection of radiochemistry and radiopharmacy developments by editorial board2021

    • Author(s)
      Aime S.、Al-Qahtani M.、Behe M.、Bormans G.、Carlucci G.、DaSilva J. N.、Decristoforo C.、Duatti A.、Elsinga P. H.、Kopka K.、Li X.-G.、Liu Z.、Mach R. H.、Middel O.、Passchier J.、Patt M.、Penuelas I.、Rey A.、Scott P. J. H.、Todde S.、Toyohara J.、Vugts D.、Yang Z.
    • Journal Title

      EJNMMI Radiopharmacy and Chemistry

      Volume: 6 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s41181-021-00128-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Correlation of 4′-[methyl-11C]-thiothymidine PET with Gd-enhanced and FLAIR MRI in patients with newly diagnosed glioma2021

    • Author(s)
      Norikane Takashi、Mitamura Katsuya、Yamamoto Yuka、Maeda Yukito、Tanaka Kenichi、Hatakeyama Tetsuhiro、Miyake Keisuke、Toyohara Jun、Nishiyama Yoshihiro
    • Journal Title

      EJNMMI Research

      Volume: 11 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s13550-021-00785-8

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] N-Alkyl 3‐aminobut‐2‐enenitrile as a Non‐radioactive Side Product in Nucleophilic 18F‐Fluorination2021

    • Author(s)
      Song Ruichong、Tago Tetsuro、Tatsuta Maho、Shiraishi Nana、Iwai Kumiko、Hirano Keiichi、Toyohara Jun、Tanaka Hiroshi
    • Journal Title

      ChemistrySelect

      Volume: 6 Pages: 2826~2831

    • DOI

      10.1002/slct.202100723

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Head-to-Head Comparison of the Two MAO-B Radioligands, 18F-THK5351 and 11C-L-Deprenyl, to Visualize Astrogliosis in Patients With Neurological Disorders2020

    • Author(s)
      Ishibashi Kenji、Kameyama Masashi、Miura Yoshiharu、Toyohara Jun、Ishii Kenji
    • Journal Title

      Clinical Nuclear Medicine

      Volume: 46 Pages: e31~e33

    • DOI

      10.1097/RLU.0000000000003197

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Relationship between the temporal course of astrogliosis and symptom improvement in cerebral infarction: report of a case monitored using 18F-THK5351 positron emission tomography2020

    • Author(s)
      Ishibashi Kenji、Miura Yoshiharu、Hirata Kosei、Toyohara Jun、Ishii Kenji
    • Journal Title

      BMC Medical Imaging

      Volume: 20 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s12880-020-00481-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Automated synthesis, preclinical toxicity, and radiation dosimetry of [18F]MC225 for clinical use: a tracer for measuring P-glycoprotein function at the blood-brain barrier2020

    • Author(s)
      Toyohara Jun、Sakata Muneyuki、Tago Tetsuro、Colabufo Nicola A.、Luurtsema Gert
    • Journal Title

      EJNMMI Research

      Volume: 10 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s13550-020-00674-6

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pharmacokinetic Modeling of [18F]MC225 for Quantification of the P-Glycoprotein Function at the Blood-Brain Barrier in Non-Human Primates with PET2020

    • Author(s)
      Garcia-Varela Lara、Arif Wejdan M.、Vallez Garcia David、Kakiuchi Takeharu、Ohba Hiroyuki、Harada Norihiro、Tago Tetsuro、Elsinga Philip H.、Tsukada Hideo、Colabufo Nicola Antonio、Dierckx Rudi A. J. O.、van Waarde Aren、Toyohara Jun、Boellaard Ronald、Luurtsema Gert
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 17 Pages: 3477~3486

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.0c00514

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Synthesis and evaluation of N-isopropyl-p-[11C]methylamphetamine as a novel cerebral blood flow tracer for positron emission tomography2020

    • Author(s)
      Toyohara Jun、Harada Norihiro、Kakiuchi Takeharu、Ohba Hiroyuki、Kanazawa Masakatsu、Tago Tetsuro、Sakata Muneyuki、Ishiwata Kiichi
    • Journal Title

      EJNMMI Research

      Volume: 10 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s13550-020-00702-5

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Voxel-based morphometry focusing on medial temporal lobe structures has a limited capability to detect amyloid β, an Alzheimer’s disease pathology2020

    • Author(s)
      Kameyama Masashi、Ishibashi Kenji、Toyohara Jun、Wagatsuma Kei、Umeda-Kameyama Yumi,、Shimoji Keigo、Kanemaru Kazutomi、Murayama Shigeo、Ogawa Sumito、Tokumaru Aya M.、Ishii Kenji
    • Journal Title

      Aging

      Volume: 12 Pages: 19701~19710

    • DOI

      10.18632/aging.104012

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Adenosine A2A Receptor Occupancy by Long‐Term Istradefylline Administration in Parkinson's Disease2020

    • Author(s)
      Ishibashi Kenji、Miura Yoshiharu、Wagatsuma Kei、Toyohara Jun、Ishiwata Kiichi、Ishii Kenji
    • Journal Title

      Movement Disorders

      Volume: 36 Pages: 268~269

    • DOI

      10.1002/mds.28378

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Pharmacokinetic Modeling of (R)-[11C]verapamil to Measure the P-Glycoprotein Function in Nonhuman Primates2020

    • Author(s)
      Garcia-Varela Lara、Garcia David Vallez、Kakiuchi Takeharu、Ohba Hiroyuki、Nishiyama Shingo、Tago Tetsuro、Elsinga Philip H.、Tsukada Hideo、Colabufo Nicola A.、Dierckx Rudi A.J.O.、van Waarde Aren、Toyohara Jun、Boellaard Ronald、Luurtsema Gert
    • Journal Title

      Molecular Pharmaceutics

      Volume: 18 Pages: 416~428

    • DOI

      10.1021/acs.molpharmaceut.0c01014

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Texture indices of 4′-[methyl-11C]-thiothymidine uptake predict p16 status in patients with newly diagnosed oropharyngeal squamous cell carcinoma: comparison with 18F-FDG uptake2020

    • Author(s)
      Ihara-Nishishita Ayumi、Norikane Takashi、Mitamura Katsuya、Yamamoto Yuka、Fujimoto Kengo、Takami Yasukage、Ibuki Emi、Kudomi Nobuyuki、Hoshikawa Hiroshi、Toyohara Jun、Nishiyama Yoshihiro
    • Journal Title

      European Journal of Hybrid Imaging

      Volume: 4 Pages: ー

    • DOI

      10.1186/s41824-020-00090-y

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of PET radiopharmaceuticals at the Tokyo Metropolitan Institute of Gerontology2020

    • Author(s)
      Jun Toyohara
    • Journal Title

      Annals of Nuclear Medicine and Molecular Imaging

      Volume: 33 Pages: 137~150

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] パーキンソン病におけるアデノシンA2A受容体の病態解析2020

    • Author(s)
      石橋賢士、多胡哲郎、我妻慧、坂田宗之、豊原潤、石井賢二
    • Journal Title

      臨床薬理の進歩

      Volume: 41 Pages: 15~23

  • [Presentation] Head to head comparison of [15O]H2O and [11C]MMP in non-human primates; tracers for measuring regional cerebral blood flow.2020

    • Author(s)
      Toyohara, J., Kakiuchi, T., Ohba, H., Kanazawa, M., Tago, T., Sakata, M., Harada, N.
    • Organizer
      EANM'20 Virtual Event
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Potential use of 18F-THK5351 PET to identify astrogliosis in neurological disease.2020

    • Author(s)
      Ishibashi, K., Tago, T., Wagatsuma, K., Sakata, M., Toyohara, J., Ishii, K.
    • Organizer
      American Society of Neurology Annual Meeting 2000 Virtual Event
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Efficacy of 4DST-PET/CT for predicting the prognosis in patients with esophageal cancer: a comparison study with FDG-PET/CT.2020

    • Author(s)
      Hotta, M., Minamimoto, R., Yamada, K., Toyohara, J.
    • Organizer
      SNMMI 2020 Annual Meeting Virtual Events
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Adenosine A2A receptor occupancy by istradefylline in Parkinson's disease, using 11C-preladenant PET.2020

    • Author(s)
      石橋賢士、三浦義治、多胡哲郎、我妻慧、坂田宗之、豊原潤、石井賢二
    • Organizer
      第61回日本神経学会学術大会
  • [Presentation] 脳内HDAC6 PETイメージングのための18F-標識テトラヒドロキノリン誘導体の開発2020

    • Author(s)
      多胡哲郎、豊原潤、石井賢二
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] 18F-標識ネオペンチルスチリルピリジンアミロイド-β PETプローブの生物学的評価2020

    • Author(s)
      多胡哲郎、豊原潤、ソウエイソウ、龍田真帆、新崎智子、柳井修一、遠藤昌吾、斉藤貴志、西道隆臣、田中浩士
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] ネオペンチル側鎖を利用した18F-標識合成における副生成物の評価2020

    • Author(s)
      多胡哲郎、豊原潤、ソウエイソウ、龍田真帆、平野圭市、岩井久美子、田中浩士
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] 新規脳血流PETイメージング剤[11C]MMP:覚醒サルにおける[15O]H2Oとの直接比較2020

    • Author(s)
      豊原潤、垣内岳春、大庭弘行、金澤将勝、多胡哲郎、坂田宗之、原田典弘
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] 施設認証の必須項目の詳細(1)PET薬剤の製造および試験検査の基礎2020

    • Author(s)
      豊原潤
    • Organizer
      第20回日本核医学会春季大会
    • Invited
  • [Presentation] Occupancy of adenosine A2A receptors after ustradefylline administration2020

    • Author(s)
      石橋賢士、多胡哲郎、我妻慧、坂田宗之、豊原潤、石井賢二
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] COX-2イメージング剤を目的とした二メスリド[11C]Me/[18F]OFEt誘導体の開発2020

    • Author(s)
      山本由美、多胡哲郎、豊原潤、斎藤陽平、山本文彦
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] FDG画像の機械学習を用いた認知症鑑別診断支援における特徴量増加による精度向上の検討2020

    • Author(s)
      坂田宗之、我妻慧、多胡哲郎、石橋賢士、豊原潤、石井賢二
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Presentation] 虚血性脳血管障害における運動中の脳血流量の特徴:PET研究2020

    • Author(s)
      日浦幹夫、成相直、坂田宗之、石橋賢士、我妻慧、多胡哲郎、豊原潤、石井賢二、片山容一
    • Organizer
      第60回日本核医学会学術総会
  • [Book] PET and SPECT of Neurobiological Systems2020

    • Author(s)
      Dierckx R. A., Otte A., de Vries E. F., van Waarde A., Lammertsma A. A. (eds)
    • Total Pages
      1132
    • Publisher
      Springer, Cham

URL: 

Published: 2021-12-27  

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