Development of a prostate cancer-specific intraoperative real-time fluorescence imaging method

2024 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24K12484
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 日向 信之 広島大学, 医系科学研究科(医), 教授 (10598816)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 田坂 亮 広島大学, 病院(医), 医科診療医 (10811185) ; 小羽田 悠貴 広島大学, 病院(医), 医科診療医 (70793438) ; 中嶋 龍 広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (70816602)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2028-03-31
• Keywords: 前立腺がん / リアルタイム蛍光イメージング / PSMAリガンド

Outline of Annual Research Achievements

市販のアミノ酸から未だ報告例のない新規側鎖を有するアミノ酸を複数種類合成し、合成した新規アミノ酸を原料に独自のPSMAリガンドを複数種類作成し、PSMAへの特異性が最も高く安定したPSMAリガンドの選定を行った。合成したPSMAリガンドの一種にリンカーを結合させ、その末端に近赤外蛍光イメージングに使用可能なインドシアニングリーンを結合させることにより前立腺癌特異的な蛍光化合物（PSMA-ICG）を作成した。
合成した独自の蛍光化合物がPSMAに対して特異的に結合できるかを前立腺癌細胞株を用いて評価した。まず、蛍光化合物の原料となるPSMAリガンドの結合能を評価する。PSMAは特定のペプチド加水分解によるグルタミン酸の生成を行う酵素であるため、グルタミン酸の生成抑制量を計測することでPSMAリガンドがどの程度PSMAのポケットに結合したか定量化することができる。この原理に基づいて、PSMA陽性前立腺癌細胞 (LNCaP) の lysate にグルタミン酸の前駆体であるペプチドNAAG (N-acetyl-aspartyl-glutamate) を添加した後、異なる濃度のPSMAリガンド溶液を添加し、NAAGの加水分解により生成したグルタミン酸の量を測定キットを用いて計測した。低い濃度でグルタミン酸産生量が低下するPSMAリガンドが、最もPSMA特異性に優れたリガンドとなる。この作成したPSMA-ICGを用いて探索的に結合能試験を実施したところ、IC50は386.1 nMであると推察された。
また、作成した蛍光化合物のPSMA特異的な蛍光がリアルタイムで目視可能か、PSMA陽性前立腺癌細胞株 (LNCaP) およびPSMA陰性前立腺癌細胞株 (PC3) に蛍光化合物を散布後、近赤外カメラを用いて評価した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね順調に進展しているため

Strategy for Future Research Activity

当初計画では、2024年度には前立腺癌特異的に発色するPSMAを標的とした蛍光化合物の合成を予定していたが、この候補となる蛍光化合物が合成できたため、概ね順調に研究は進展していると考えられ、研究を予定通りに継続する。

Causes of Carryover

本年度は情報収集がインターネット上で可能であったため、学会での情報収集を行わなかった。物品費も予定より少額であった。次年度は学会での情報収集を行う予定であり、物品費も次年度使用の予定である。