2020 Fiscal Year Research-status Report

脳内のチオシアン酸イオン排出速度の非侵襲的定量測定法の開発とその排出機構解明

Research Project

Project/Area Number	19K08241
Research Institution	National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology
Principal Investigator	岡村敏充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(任常) (80443068)
Project Period (FY)	2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords	PET / チオシアン酸イオン / 排出システム
Outline of Annual Research Achievements	本研究の目的は、ポジトロン断層撮像法を用いて脳内のチオシアン酸イオン(SCN－)の排出速度を非侵襲的に定量測定するための方法を開発することである。前年度は、血液脳関門を通過し、脳内でグルタチオンとの反応後速やかに[11C]SCN－を遊離することが期待される6-[11C]thiocyanatopurine誘導体([11C]TP)の標識合成を行った。今年度は、[11C]TPについてグルタチオンとの反応性の評価、また並行して、新たな候補化合物alkyl thiocyanateおよびaryl thiocyanateの標識合成を行った。Alkyl thiocyanateおよびaryl thiocyanateの標識合成に関しては、ハロゲン前駆体と[11C]SCN-との反応、あるいは[11C]CN-を用いたジスルフィド結合の開裂反応のいずれかにより、短い反応時間で目的物の生成が認められた。[11C]TPの反応性の検討では、リン酸緩衝液中におけるグルタチオンとの反応性は非常に高く、[11C]TPは速やかに消失した。しかしながら、生成物は[11C]SCN－以外に複数の未知化合物が生じる結果となった。一方、マウス脳ホモジネート中ではリン酸緩衝液中と同様にその反応性は高く、未変化体は速やかに消失したが、生成物はリン酸緩衝液の場合と異なり微量の未知化合物は認められるものの大部分は[11C]SCN－であることが判明した。これらのインビトロの結果より、[11C]TPは非酵素的には複数の生成物を与えるが、酵素的には[11C]SCN－を与えることが示され、脳内に効率よく[11C]SCN－を送達できることが推測された。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度の研究では、6-[11C]thiocyanatopurine誘導体([11C]TP)のグルタチオンとの反応性の評価と新たな候補化合物alkyl thiocyanateおよびaryl thiocyanateの標識合成を行った。Alkyl thiocyanateおよびaryl thiocyanateの標識合成に関しては、短い反応時間で目的物の生成が認められ、合成法を確立することができた。また、[11C]TPの反応性の検討では、マウス脳ホモジネート中においてグルタチオンと速やかに反応し、[11C]SCN-を遊離することが認められた。研究計画通り、本年度中にグルタチオンと高い反応性を有する候補化合物[11C]TPを見出すことができたので、本研究はおおむね順調に進展していると考えられる。
Strategy for Future Research Activity	2020年度は、本研究はおおむね計画通りに進み、候補化合物の6-[11C]thiocyanatopurine誘導体（[11C]TP）はマウス脳ホモジネート中でグルタチオンと速やかに反応し、[11C]SCN-を遊離することが確認された。今後は[11C]TPについて、脳移行性および脳内化学形の分析を行い、脳内に効率よく[11C]SCN-を送達できるかどうかを確認する。また、未変化体消失後の脳内動態から算出した[11C]SCN-の排出速度に対するSCN-輸送阻害剤の影響を評価し、本測定法の妥当性を明らかにする。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス感染症の影響により、2020年度の出張予定の変更や参加予定の国際学会に出席できなかったことから、次年度使用額が生じた。次年度研究費は主に物品費として、動物試験に関わる動物投与試薬や動物などの購入を計画している。その他、学会発表、英文校正や論文投稿などに使用する予定である。