蛋白質の生体内代謝部位,速度の解明に有用な金属ラジオアイソトープ標識試薬の開発

• 研究課題/領域番号: 08557135
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 展開研究
• 研究分野: 医薬分子機能学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 荒野 泰 京都大学, 薬学研究科, 助教授 (90151167)
• 研究期間 (年度): 1996 – 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円); 1997年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 1996年度: 3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
• キーワード: タンパク質 / 代謝組織 / 代謝速度 / リソソーム代謝 / ラジオアイソトープ / 薬物速度論的解析 / 放射性代謝物 / Residualizing Label / Residualizaing Label / 蛋白質 / 生体内代謝部位 / インジウム-111 / DTPA

研究概要

蛋白質の生体内における代謝部位,速度の解明には,(1)蛋白質の分子内,分子間架橋を誘発することなく(2)血液中でインジウム-111と安定な標識蛋白質を(3)高い比放射能,放射化学的収率で生成し,さらに(4)蛋白質の集積組織において,細胞内に長時間残留する放射性代謝物を与える,キレート試薬の開発により可能となる.
我々はこれまで,DTPAを二官能性キレート試薬としてインジウム-111(In)で標識したタンパク質やペプチドは集積組織におけるリソソーム代謝でリジンあるいはフェニルアラニン結合In-DTPAを最終代謝物として生成し,この代謝物はリソソーム画分に長時間滞留することを明らかにした.そこで,DTPAの末端のカルボン酸の一つに様々なアミノ基と置換した誘導体を合成し,Inとの錯形成反応,得られた錯体の血液中での安定性を検討した.その結果,DTPAにphenylalanineやphenylethylamineを導入することで錯形成反応を損なうことなくIn錯体の安定性を大きく向上するが,DTPAにethylamineやanilineを導入した場合,生成するIn錯体の安定性は大きく低減する興味深い知見が得られた.おそらく,ベンゼン環などの嵩高い置換基の導入によりDTPA分子内のエチレン炭素の回転が制約を受け,これが生成する錯体の安定性を向上したと考えられるが,それとともに,ベンゼン環とインジウムとの直接の相互作用の関与も示唆された.
さらに,種々のRI標識試薬のリソソーム代謝で生成する放射性代謝物の細胞からの消失速度の評価に有用であるガラクトース結合アルブミンを用いた実験系において,放射性代謝物の肝臓からの消失速度を定量的に解析可能な薬物速度論モデルを構築した.これらの研究成果は,生体内に投与されたタンパク質の代謝部位や代謝速度の解明に有用な標識試薬の開発に有用な知見を与えるものである.

研究成果

• [文献書誌] Y.Arano: "Convenient and high-yield synthesis of DTPA-conjugated peptides" Bioconjugate Chemistry. 8(3). 442-446 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] K.Wakisaka: "A novel radioiodination reagent for protein radiopharmaceuticals with L-lysine as a plasmastable metabolizable linkage to liberate m-iodohippuric acid after lysosomal proteolysis" Jouranal of Medicinal Chemistry. 40(16). 2643-2652 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] T.Mukai: "Pharmacokinetic models to evaluate radiolabeling reagents for protein radiopharmaceuticals" Nuclear Medicine and Biology. 25(1). 31-36 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] 荒野 泰: "タンパク質・ペプチドを基礎とする放射性医薬品(総説)" 核医学. 33(10). 1111-1118 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arano: "Strategies to reduce renal radioactivity levels of antibody fragments. (Review)" Quarterly Journal of Nuclear Medicine (Special Issue). (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arano: "Assessment of the Radiochemical Design of Antibodies with a Metabolizable Linkage for Target Selective Radioactiyity Delivery" Bioconjugate Chemistry. (in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arano: "Synthesis and Applications of Isotopically Labeled Compounds 1997" A Chemical Strategy to Reduce Rena Radioactivity Levels of Antibody Fragments, in press
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Y.Arano, H.Akizawa, T.Uezono, et al.: "Conventional and high-yield synthesis of DTPA-conjugated peptides : Application of a monoreactive DTPA to DTPA-D Phe1-octreotide synthesis." Bioconjugate Chem. 8. 442-446 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] K.Wakisaka, Y.Arano, T.Uezono, et al.: "A novel radioiodination reagent for protein radiopharmaceuticals with-L-lysine as a plasma-stable metabolizable linkage to liberate m-iodohippuric acid after lysosomal proteolysis." J.Med.Chem.40. 2643-2652 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] T.Mukai, Y.Arano, K.Nishida, et al.: "Pharmacokinetic models to evaluate radiolabeling reagents for protein radiophamaceuticals." Nucl.Med.Biol.25. 31-36 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arano: "Protein-and peptide-derived radiopharmaceuticals (Review)." Jpn J.Nucl.Med.33. 1111-1118 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arano: "Strategies to resuce renal radioactivity levels of antibody fragments (Review)." Q.J.Nucl.Med.(in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arano, K.Wakisaka, H.Akizawa, et al.: "Assessment of radiochemical design of antibodies with a metabolizable linkage for target-selective radioactivity delivery." Bioconjugate Chem.(in press).
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arano, K.Wakisaka, H.Akizawa, et al.: A chemical strategy to reduce renal radioacativity levels of antibody fragments. In : Synthesis and Applications of Isotopically Labelled Compounds 1997. R.Heys and D.G.Melillo eds.John Wiley & Sons, West Sussex, UK.(in press),
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Y.Arano, H.Akizawa, T.Uesono, et al.: "Convenient and high-yield synthesis of DTPA-conjugated peptides" Bioconjugate Chemistry. 8(3). 442-446 (1997)
• [文献書誌] K.Wakisaka, Y.Arano, T.Uezono et al.: "A novel radioiodination reagent for protein radiopharmaceuticals with L-lysine as a plasmastable metabolizable linkage to liberate m-iodohippuric acid after lysosomal proteolysis" Jouranal of Medicinal Chemistry. 40(16). 2643-2652 (1997)
• [文献書誌] T.Mukai, Y.Arano, K.Nishida, et al.: "Pharmacokinetic models to evaluate radiolabeling reagents for protein radiopharmaceuticals" Nuclear Medicine and Biology. 25(1). 31-36 (1998)
• [文献書誌] 荒野 泰: "タンパク質・ペプチドを基礎とする放射性医薬品(総説)" 核医学. 33(10). 1111-1118 (1996)
• [文献書誌] Y.Arano: "Strategies to reduce renal radioactivity levels of antibody fragments.(Review)" Quarterly Journal of Nuclear Medicine (Special Issue). (in press).
• [文献書誌] L-C.Xu, M.Nakayama, K.Harada et al.: "Synthesis and evaluation of hydroxamamide-based tetradentate ligands as new class of thiolfree chelating molecules for 99mTc radiopharmaceuticals." Nuclear Medicine and Biology. (in press).
• [文献書誌] Yasushi Arano: "Convenient and High-Yield Synthesis of DTPA-Conjugated Peptides" Bioconjugate Chemistry. (in press).
• [文献書誌] Kouji Wakisaka: "A Novel Radioiodination Reagent for Protein-RAdiopharmaceuticals with L-Lysine as a Plasma-Stable Metabolizable Linkage to Liberate meta-Iodohippuric acid after Lysosomal Proteolysis" Jouranal of Medicinal Chemistry. (in press).
• [文献書誌] Yasushi Arano: "Reassessment of Diethylenetriaminepentaacetic Acid (DTPA) as a Chelating Agent for Indium-111 Labeling of Polypeptides Using a Newly Syntheszed Monoreactive DTPA Dericative" Journal of Medicinal Chemistry. 39(18). 3451-4360 (1996)