2022 Fiscal Year Final Research Report

Development of brain PET imaging using bioorthogonal reactions

Research Project

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Project/Area Number	21K19466
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	National Center for Geriatrics and Gerontology
Principal Investigator	Kimura Yasuyuki 国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所認知症先進医療開発センター, 副部長 (20423171)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小縣綾岐阜医療科学大学, 薬学部, 助教 (10805857) 今村真一国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所研究推進基盤センター, 室長 (40873203) 境崇行国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 研究所認知症先進医療開発センター, 研究員 (40881925) 古山浩子岐阜大学, 工学部, 准教授 (50402160) 加藤隆司国立研究開発法人国立長寿医療研究センター, 病院放射線診療部, 部長 (60242864) 外山宏藤田医科大学, 医学部, 教授 (90247643)
Project Period (FY)	2021-07-09 – 2023-03-31
Keywords	生体直交反応 / 陽電子断層撮像法 / IEDDA
Outline of Final Research Achievements	The purpose of this study is to develop a positron emission tomography (PET) ligand system based on bioorthogonal reaction. We have selected several tetrazine compounds as general-purpose PET ligands with functional groups for bioorthogonal reactions, successfully synthesized and labeled with 11C, and confirmed their high brain penetration and fast washout. On the other hand, no obvious accumulation of radioactivity was observed in the striatum and ventricles of the rat brain after stereotactic administration of antibodies with bicyclononyne and administration of the above-mentioned labeled tetrazine compounds through the tail vein. PET imaging of antibodies with this system was considered difficult due to limitations in the number of functional groups that can be added to the antibodies and the concentration of the antibodies in the brain.
Free Research Field	脳神経核医学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究の重要性は、特定の生体脳内分子を標的としたイメージングの確立だけではなく、むしろ生体内IEDDA反応を用いた脳PETイメージングという新たな手法の実証にある。既存の手法で脳内分子を標的としたイメージングを行う場合、PETリガンドは脳移行性と標的分子に対して高い親和性や選択性を両立することが困難であった。本研究の手法を用いた新たな脳PETイメージング技術が確立すれば、今後これまで可視化や測定のできなかった多様な分子を標的としたイメージングを可能にし、医療や創薬に破壊的イノベーションを起こしうる。