2013 Fiscal Year Annual Research Report
原発性アルドステロン症診断のためのCYP11B2標的イメージングプローブの開発
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25713046
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Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
木村 寛之 京都大学, 放射性同位元素総合センター, 助教 (50437240)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | CYP11B2選択性 / テトラヒドロキノリン骨格 / 123I標識体 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、アルドステロン産生腺腫が引き起こす原発性アルドステロン症（PA）の発症に関わる分子機構を標的として、医薬品化学および薬物動態学的な観点から分子設計を行い、副腎でのPA責任病変を高感度で検出・評価しうるPET/SPECT用分子イメージングプローブの開発を行うことにある。
ステロイド生合成系において、アルドステロン合成酵素（CYP11B2）はアルドステロン合成のみに関与する酵素である一方、ステロイド11β－水酸化酵素（CYP11B1）は、アルドステロン及びコルチゾールの両方の合成に関与する。したがって、アルドステロンの過剰分泌をコルチゾールの過剰分泌と区別して検出するには、CYP11B2に対する選択性が高いことが好ましい。そこで化合物を探索したところ、テトラヒドロキノリン骨格が母体となり得ることが示唆された。
今年度は、数種のテトラヒドロキノリノン誘導体を設計・合成し、その有用性を評価した。先ず、ヒト副腎皮質由来の癌細胞であるNCI-H295Rを用いたインビトロの評価法の構築を行った。確立したアッセイ法を用い今回開発した化合物を評価したところ、化合物Aは標的分子であるCYP11B2に対して高い親和性と選択性を有していた（IC50 = 0.97 nM）。そこで、123I標識体を作製し、その体内分布実験を正常マウスを用いて実施したところ、副腎への集積を認めた(4.8%ID/g,60min)。今後は、モデル動物を作製し、より詳細な検討とPETあるいはSPECTを用いた画像化を試みる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
CYP11B2を標的としたPET/SPECT用分子イメージングプローブの候補化合物として、数種の誘導体の設計と合成に成功した。インビトロの評価法としては、ヒト副腎皮質由来の癌細胞であるNCI-H295Rを用いたアッセイ法を確立した。確立したアッセイ法を用いたスクリーニングで、有望な化合物である化合物Aを見出すことに成功した。正常マウスを用いたインビボ評価でも副腎への集積認め、イメージングの可能性も示唆された。
モデル動物の作製など、今年度検討出来ていない課題もあるが、計算化学を用いた薬剤設計法、インビトロ評価法などを確立出来たことから、次年度以降研究を加速出来るシステムを整えることが出来たと考えている。前述の理由より、本研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
正常マウス、ラットにプローブを投与して経時的に屠殺し、各臓器の重量および集積した放射能を測定する。副腎への集積性、血液副腎比、副腎肝臓比、副腎腎臓比を指標にプローブの選別を行う。投与後副腎肝臓比は２倍以上、その他の周辺臓器（筋肉・腎臓・膵臓・脾臓など）比は５倍以上を目指す。また、標的部位に結合する既知の化合物あるいはプローブの非標識体を投与してインビボブロッキング実験も行い、副腎に集積した放射能の標的特異性について検討する。副腎に特異的集積が示されたプローブについて、正常マウス、ラットに投与して経時的にPETあるいはSPECTでイメージングを行い、副腎が描出可能かどうかを検討する。撮像が終わった後に動物を屠殺して臓器を摘出・集積した放射能を測定し、画像のシグナル強度と放射能集積の相関を調べる。
さらに、ヒト肝CYP酵素を用いた阻害能および代謝を確認する。PAの病態モデル動物の確立を目指し、最終的にはモデル動物に投与して経時的にPETあるいはSPECTでイメージングを行い、副腎が描出可能かどうかを検討する。最終的には、ヒト正常副腎及び副腎腺腫を用いたin vitroオートラジオグラフィーを実施し、ヒトでの有効性を確認する。
構築した評価系を用い、Ga-68、F-18等のPET核種や、Tc-99m、In-111、I-123等のSPECT核種のいずれかの放射性核種を標識可能な各種誘導体の設計→合成→評価を繰り返し、標的分子との結合親和性、生体内安定性を高次元に両立させる技術を構築する。
あわせて生体内安定性、薬物動態特性の向上にも取り組み、インビトロおよびインビボの薬効評価系にてその性能を確認する。PETあるいはSPECTでイメージングを行い、副腎が描出可能かどうかを検討する。以上の結果を基に、開発したイメージングプローブを用いて非侵襲的かつ高精度なPA画像診断法を構築する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成２５年度は、コンピュターを用いた母核化合物の探索や薬剤設計、インビトロの評価法の構築に時間を費やしたため、本来予定していたインビボの評価を十分に行うことが出来なかった。更に、モデル動物の作製に時間がかかることが予想されたため、本格的な検討を次年度以降に繰り越すこととした。
しかし、候補化合物の抽出に成功しており、インビトロの評価法も確立したことから、次年度以降研究を加速出来るシステムを今年度で整えることが出来たと考えている。
平成２６年度では、開発した化合物Ａのインビボ評価を中心に進めるとともに、テトラヒドロキノリン骨格以外にも候補化合物を見つけているので、そちらの誘導体の合成と評価もあわせて進める。更に、研究を加速するために精製用のクロマトグラムの購入を検討している。研究の進捗具合によっては、研究補助員の雇用や一部化合物の委託合成なども検討する予定である。
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