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2017 年度 実績報告書

代謝型グルタミン酸受容体2型をターゲットとするPETプローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17H04267
研究機関国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構

研究代表者

張 明栄  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, 部長(定常) (80443076)

研究分担者 河村 和紀  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, チームリーダー(定常) (50401766)
藤永 雅之  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, 主任研究員(定常) (70623726)
山崎 友照  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, 研究員(任常) (80627563)
羽鳥 晶子  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, 主幹研究員(任非) (20531528)
謝 琳  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 放射線医学総合研究所 標識薬剤開発部, 研究員(任常) (30623558)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
キーワードmGluR2 / PETプローブ / 画像化
研究実績の概要

申請者らは代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)各サブタイプ(mGluR1-mGluR8)の陽電子断層撮像法(PET)用分子プローブを開発し続けている。現在までヒト脳内mGluR1を画像化できる世界初のPETプローブを開発し、様々な患者に対する臨床研究に使用してきた。今回の研究は、ヒト脳内代謝型グルタミン酸受容体2型サブタイプ(mGluR2)を画像化できるPETプローブを創出することを目的とした。mGluR2は統合失調症、うつ、認知症等の広範な脳疾患との関与が知られていながら、現在までにヒト脳内mGluR2の画像化研究に有用なPETプローブは報告されていない。
これまでに申請者らmGluR2のPETプローブ[11C]CMDCを開発した。しかしながら、[11C]CMDCはin vitro において、ラット脳切片を用いたARGでは、線条体などのmGluR2が高い領域に特異結合が認められたものの、ラット脳に対するPETでは、in vivo特異結合が非常に少なかった。今年度、申請者らは[11C]CMDCをリード化合物として、ベンゼン環の異なる位置に異なる置換基を導入した数種の新規プローブを設計した。これらの化合物のmGluR2阻害活性を調べてところ、CMDCより高い親和性を有する2種の化合物を見出すことができた。また、これらを[11C]CH3Iあるいは[18F]FEtBrで標識し、良好な放射化学収率で、98%以上の放射化学純度を持つ2種のPETプローブを得ることができた。これらを評価した結果、[11C]CMDCより多い特異結合が検出された。
一方、申請者はmGluR2のPAMであるCMDC誘導体以外にNAMである新規PETプローブ[11C]QCAを開発した。[11C]QCAは良好なin vitro結果を示したが、P糖蛋白質などの脳内トランスポーターであるため、脳移行性が低かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

代謝型グルタミン酸受容体2型を標的とする数種の新規PETプローブを開発することができた。これらのプローブがin vitroにおいて高い特異結合を有し、臨床有用なPETプローブ開発へのLead Compound になり得ることを発見した。

今後の研究の推進方策

昨年度から得られた結果を基にして、今後申請者らは、mGluR2のPAM化合物をベースにし、新規NAM化合物を設計、標識合成し、in vitro及びin vivo評価を行う予定である。また、外国の共同研究先と密に協議を行い、効率的な研究を推進する。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Harvard Medical School/Mass General Hospital(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard Medical School/Mass General Hospital
  • [雑誌論文] Synthesis and in vitro evaluation of three novel radiotracers for imaging of metabotropic glutamate receptor subtype 2 in rat brain2017

    • 著者名/発表者名
      Kumata Katsushi、Yamasaki Tomoteru、Hatori Akiko、Zhang Yiding、Mori Wakana、Fujinaga Masayuki、Xie Lin、Okubo Takayuki、Nengaki Nobuki、Zhang Ming-Rong
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 27 ページ: 3139~3143

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2017.05.029

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and Preliminary Studies of a Novel Negative Allosteric Modulator, 7-((2,5-Dioxopyrrolidin-1-yl)methyl)-4-(2-fluoro-4-[11C]methoxyphenyl) quinoline-2-carboxamide, for Imaging of Metabotropic Glutamate Receptor 22017

    • 著者名/発表者名
      Zhang Xiaofei、Kumata Katsushi、Yamasaki Tomoteru、Cheng Ran、Hatori Akiko、Ma Longle、Zhang Yiding、Xie Lin、Wang Lu、Kang Hye Jin、Sheffler Douglas J.、Cosford Nicholas D. P.、Zhang Ming-Rong、Liang Steven H.
    • 雑誌名

      ACS Chemical Neuroscience

      巻: 8 ページ: 1937~1948

    • DOI

      10.1021/acschemneuro.7b00098

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Synthesis and evaluation of 1-(cyclopropylmethyl)-4-(4-[ 11 C]methoxyphenyl)-piperidin-1-yl-2-oxo-1,2-dihydropyridine-3-carbonitrile ([ 11 C]CMDC) for PET imaging of metabotropic glutamate receptor 2 in the rat brain2017

    • 著者名/発表者名
      Ma Yufei、Kumata Katsushi、Yui Joji、Zhang Yiding、Yamasaki Tomoteru、Hatori Akiko、Fujinaga Masayuki、Nengaki Nobuki、Xie Lin、Wang Hui、Zhang Ming-Rong
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry

      巻: 25 ページ: 1014~1021

    • DOI

      10.1016/j.bmc.2016.12.011

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 新規代謝型グルタミン酸2型受容体選択的PETリガンドの合成と評価2017

    • 著者名/発表者名
      熊田勝志, 山崎友照, 張一鼎, 羽鳥 晶子, 藤永 雅之, 念垣 信樹, 張 明栄
    • 学会等名
      第57回日本核医学会学術総会
  • [学会発表] Development of new radioprobes for PET imaging of metabotropic glutamate receptor subtype 2 in rat brain2017

    • 著者名/発表者名
      Katsushi Kumata, Tomoteru Yamasaki, Yiding Zhang, Akiko Hatori, Wakana Mori, Masayuki Fujinaga, Ming-Rong Zhang
    • 学会等名
      SNMMI 2017Annual Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of [11C]CMDC for PET imaging of metabotropic glutamate receptor 2 in the rat brain2017

    • 著者名/発表者名
      Katsushi Kumata, Yiding Zhang, Akiko Hatori, Tomoteru Yamasaki, Takayuki Ohkubo, Yusuke Kurihara, Masayuki Fujinaga, Lin Xie, Kazunori Kawamura, Ming-Rong Zhang
    • 学会等名
      22nd International symposium on radiopharmaceutical science (ISRS)
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of New Radiolabeling Techniques and Useful Radioprobes for Clinical Study2017

    • 著者名/発表者名
      Ming-Rong Zhang
    • 学会等名
      分子イメージング厦門国際学会2017
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-05-23  

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