Development of Fluorine-18 labeled protein PET molecular probes for the application to neurological diseases

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21564
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 52:General internal medicine and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Yanai Kazuhiko 東北大学, 医学系研究科, 教授 (50192787)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 原田 龍一 東北大学, 医学系研究科, 助教 (60735455)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: タンパク質プローブ / Fluorine-18 / 神経疾患 / BBB透過性ペプチド

Outline of Final Research Achievements

Recent advances in the development of small molecule-based radiotracers enabled us to visualize misfolded proteins in the brain of neurodegenerative diseases. Some of the misfolded proteins have conformation that small molecules cannot recognize, which is a technical limitation. Protein ligands can target a variety of molecules including conformations due to their unique binding mechanisms, but they have low blood-brain barrier (BBB) penetration. In this study, we designed 18F-lableled proteins fused with BBB-permeable peptides and aimed to investigate their efficacy. We successfully prepared the 18F-labeled proteins and confirmed the improvement of brain uptake in mice.

Free Research Field

薬理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究ではBBB透過ペプチドを融合することで脳移行性が増加することが示せたが、実際にモデル動物において脳内に存在する標的分子の画像化は示せていないところが今後の課題である。優れた薬物動態（脳移行性とクリアランス）を示す18F標識タンパク質リガンドが開発することができれば、これまで低分子化合物で標的にすることができなかった様々な標的を画像化することができると期待できる。すなわち、分子プローブによる画像化できる標的の制限から開放されることになり、より多くの標的分子の画像化による病態生理の理解、治療薬評価のサロゲートマーカーとしての応用が期待される。