2021 Fiscal Year Annual Research Report
PET imaging for cancer treatment inducing ferrotosis
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21H02858
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
久下 裕司 北海道大学, アイソトープ総合センター, 教授 (70321958)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安井 博宣 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (10570228)
小川 美香子 北海道大学, 薬学研究院, 教授 (20344351)
平田 健司 北海道大学, 医学研究院, 准教授 (30431365)
水野 雄貴 北海道大学, アイソトープ総合センター, 助教 (90805194)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 放射線 / 核医学診断 / PET / フェロトーシス / がん治療 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、フェロトーシスと呼ばれる新しい細胞死様式が報告され、フェロトーシスを誘導する薬剤が新たながん治療薬として注目されている。このフェロトーシスの進行には、トランスフェリン受容体1 (TfR1) が深く関与することが知られている。本研究の目的は、TfR1の特異的イメージングを可能とする新たなPETイメージング剤を合成し、PETによるTfR1イメージングがフェロトーシス誘導剤の治療効果予測/判定やフェロトーシス誘導剤の開発に有効な手段となるか否かを明らかにすることにある。
本目的達成のため、これまでに主に新たなPETイメージング剤の合成検討、及びIn vitro細胞実験を行った。その結果、TfR1への親和性を有する7残基直鎖ペプチド (DT7) を母体とした68Ga標識プローブ（68Ga-DT7）が、T98G (TfR1高発現細胞株) に対してTfR1特異的に集積することを見出した。一方で、その集積量はやや低かったことから、分子内に2つのDT7ペプチドを有する2価DT7を新たに設計し、合成に成功した。しかし、68Gaで標識した2価DT7のT98Gへの集積量は予想に反して低かった。さらに、直鎖上のDT7ペプチドを環状化した環化ペプチドを合成し、T98Gへの集積量を評価したが、TfR1特異的集積量の向上には繋がらなかった。
上記検討結果から、TfR1への親和性がより高いリガンドを母体としたプローブを開発する必要性が示唆された。そこで、cystine dense peptideの１種でありTfR1との高い結合親和性を有するTfRB1G3を母体としたプローブの開発を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までの進捗状況は、以下の通りである。
１）TfR1への高い親和性を有することが報告されている7残基直鎖ペプチド (DT7) を母体とした68Ga標識プローブを合成し、TfR1イメージングプローブとしての有用性を、培養細胞を用いた検討から評価した。その結果、68Ga-DT7は、T98G (TfR1高発現細胞株) に対してTfR1特異的に集積することが示唆された。一方で、その集積量はやや低く、in vivoイメージングに応用するには不十分である可能性が考えられた。
２）分子内に2つのDT7ペプチドを有する2価DT7を新たに設計・合成し、T98Gに対するTfR1特異的集積量を評価した。しかし、68Ga-2価DT7のT98Gへの集積量は予想に反して低く、TfR1への親和性改善に、ペプチドの2量体化が有効でないことが考えられた。同様に、直鎖上のDT7ペプチドを環状化した環化ペプチドも合成し、T98Gへの集積量を評価したが、TfR1特異的集積量の向上には繋がらなかった。
３）ウェスタンブロッティング法によるTfR1発現量の評価や、siRNAによるTfR1のノックダウン条件など、in vitroにおけるプローブ評価に必要な実験条件を確立できた。
以上のように、in vitroにおけるプローブ評価の実験条件が確立できた一方で、68Ga-DT7のTfR1への親和性が十分でなく、プローブの親和性向上が必要となったため、「進捗がやや遅れている」とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度の検討結果から、TfR1への親和性がより高いリガンドを母体としたプローブを開発する必要性が示された。そこで令和4年度は、cystine dense peptideの１種であるTfRB1G3を母体としたプローブの開発を進める。TfRB1G3は、大規模スクリーニングによって見出された51アミノ酸残基から成るペプチドであり、内因性リガンドであるトランスフェリンをも上回るTfR1結合親和性を有することが報告されている。現在は、アルキンを導入したTfRB1G3と、キレーターであるHBED-CCにアジドを導入した化合物の合成が完了している。今後は、クリックケミストリーを用いて両者を縮合し、68Ga標識反応を行い、培養細胞を用いて基礎的評価を進める予定である。
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Research Products
(2 results)
