| 研究課題/領域番号 |
24591826
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 研究機関 | 独立行政法人放射線医学総合研究所 |
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研究代表者 |
菊池 達矢 独立行政法人放射線医学総合研究所, 分子イメージング研究センター, 主任研究員 (90392224)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | PET / 多剤耐性関連タンパク質 / 有機アニオントランスポータ / 馬尿酸 / 脳 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、脳に存在する多剤耐性関連タンパク質4（MRP4）の活性を定量測定し得る放射性プローブの開発である。脳に存在する異物排出トランスポータのうち、代表的なP糖タンパク質や乳がん耐性タンパク質について様々な研究が進められてきた。一方、近年になってMRP4の働きが注目され、脳のMRP4活性の測定は、脳の疾患診断のみならず、薬剤開発や薬物治療方針の策定に大きく寄与すると期待されている。しかしながら、インビボにおけるMRP4活性の定量的な測定は未だ成し遂げられていないことから、本研究では、これまでに開発した方法論と化合物を応用し、本研究目的を達成する放射性プローブの開発を推進している。MRP4は馬尿酸を基質とすることから、平成24年度では、まずC-11で標識した種々の馬尿酸誘導体のエステルを設計および合成した。この過程において、簡便かつ効率的な標識法を見出すことが出来た。ついで、各化合物の脳内加水分解速度および脳移行性に関する構造活性相関をインビトロおよびインビボにおいて検討したところ、エタノールエステルの加水分解速度は低く、また馬尿酸エステルの4-メトキシ誘導体の脳移行性は極めて低いことが示された。一方、馬尿酸ベンジルエステルのN-メチル誘導体の脳内加水分解速度および脳移行性は良好であるものの、脳内で加水分解されたのち、生成するN-メチル馬尿酸は脳から排出されず脳内に強く保持されることが示された。これらの結果から、最終的にC-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルが有力な候補化合物であることが示唆された。
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| 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
脳に存在するMRP4活性の定量測定を可能にするPETプローブは、①脳で生成する放射性代謝物の排出がMRP4特異的（律速）、②放射性核種標識が可能、③脳内での速やかな代謝分解、④高い脳内移行性、⑤単一の脳内放射性代謝物、などの条件を満たすことが必要である。また、これらの条件を満たすプローブを開発するため、MRP4は馬尿酸を基質とすることから、まずC-11で標識した馬尿酸誘導体のエステルを設計および合成し、C-11で標識した馬尿酸および誘導体の各条件に対する構造活性相関の検討を行うことが必要である。次いで、この構造活性相関の検討から得られる有望な候補化合物について、MRP4をノックアウトしたマウスを用いた評価等により、その脳内放射能動態がMRP4活性を反映することを確認し、本研究の目的を達成する計画であった。この一連の計画の中で、初年度にあたる平成24年度の計画では、脳のMRP4活性を定量測定し得る放射性プローブの有力な候補を構造活性相関に基づいて絞り込むことであったが、当初の計画通り、インビトロおよびインビボにおける検討から、C-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルが有力な候補化合物であることを見出すことに成功した。
また、種々の馬尿酸誘導体のエステルを設計および合成する過程で、アミド基のN-メチル化およびフェノール性水酸基のO-メチル化をC-11で標識したヨウ化メチルを用いて行う際に、塩基としてフッ化テトラブチルアンモニウムを用いることで、簡便かつ効率的に標識出来ることを見出した。現在、この合成法についての論文の投稿準備を進めている。また、現在までの成果について、第52回日本核医学会総会においてポスターセッション賞2位を受賞した。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成24年度の検討から、平成25年度では本研究目的を達成すると期待されるC-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルについて、マウスでの脳内動態をPETにより検討する。C-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルをマウス尾静脈内投与後、60分間の撮像を行い、特に脳移行性を示す初期の取り込みと、後期の脳内放射能の消失速度について測定する。また、末梢で生じると予想される代謝物であるC-11で標識された馬尿酸の脳移行性を検討するために、対応する標識代謝物の単独投与による脳移行性を同様に測定する。また、投与後期における脳内放射能の排出速度が、脳内で生成したC-11で標識された馬尿酸の排出を示していることを確認するため、C-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルをマウスに静脈内投与後の経時的な血中および脳内化学形を確認する。化学形の分析は、TLCおよび HPLCによる未変化体および放射性代謝物の検出により行う。以上からC-11で標識した馬尿酸ベンジルエステルの脳内動態が脳に存在する異物排出トランスポータ活性の測定原理に従うことが示されれば、さらにMRP4ノックアウトマウスおよび、MRP4と同様に有機アニオンを脳から排出するOAT3をノックアウトしたマウスにおけるC-11で標識した馬尿酸の脳からの排出速度を測定する。このことにより、インビボにおけるC-11で標識した馬尿酸の脳からの排出に対するMRP4特異性の検討を行う。
一方、これらのインビボでの結果に問題がある場合は、その問題に対応したプローブを再設計し同様の検討を行なう。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
平成24年度から平成25年度に繰り越す研究費は、単独で使用できないほど極めて少額であることから、平成25年度交付分と併せ、上記のように研究を推進する。
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