Research on Development of Novel Brain PET Imaging Targeting Molecular Chaperone HSP90

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K15874
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 52040:Radiological sciences-related
• Research Institution: National Center for Geriatrics and Gerontology
• Principal Investigator: Sakai Takayuki 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)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ヒートショックプロテイン90 / HSP90 / PETイメージング / 神経変性疾患

Outline of Final Research Achievements

We focused on BIIB021's structure as a lead compound among a group with high HSP90 inhibitory activity, designing and synthesizing the PET imaging ligand [11C]BIIB021. We assessed [11C]BIIB021's affinity for HSP90 through a binding assay and evaluated brain uptake and specific binding via in vivo PET imaging and blocking studies. Subsequently, we evaluated the specific binding of [11C]NCGG801 through autoradiography of rat and human brain sections. As a result, [11C]BIIB021 was successfully synthesized and found to bind specifically to HSP90 in rat brain homogenate with high affinity to HSP90α and HSP90β using recombinant proteins. [11C]BIIB021 showed good uptake and specific binding to rat brain. Autoradiography revealed high-affinity binding of [11C]BIIB021 to rat and human brain slices, with particularly increased affinity observed in multiple system atrophy. These findings suggest that [11C]BIIB021 is a promising brain PET imaging ligand targeting HSP90.

Free Research Field

核薬学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ヒートショックプロテイン（HSP）90はタンパク質代謝に直接関与するシャペロンタンパク質であり、神経変性疾患の脳では発言量に変化が生じることや、疾患関連タンパク質と共局在することなどが報告されている。よって、本研究で開発した[11C]BIIB021を用いることにより、アルツハイマー病やレビー小体病のなどの病理学的所見と相関した生体イメージングができる可能性がある。[11C]BIIB021は、ヒトを対照とした新規のうPETイメージングリガンドとして活用できる可能性があり、HSP90と各疾患の関係について評価するツールとなりえる。よって、本研究は学術的・社会的意義を有する。