专利名称：胰岛成像用分子探针及其前体,以及它们的使用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种胰岛成像用分子探针及其前体，以及它们的使用。
背景技术：
现在，日本的2型糖尿病推断超过820万人，并且正在持续增加。作为其对策，进行以糖耐量试验为基准的糖尿病发病前的介入，但不能得到充分的成果。作为其原因，在糖耐量试验中功能异常变得明显的临界型阶段，胰岛的障碍已经高度发展，作为介入开始时期有可能较晚。S卩，在糖尿病的发病过程中，由于胰岛量(尤其是胰腺β细胞量)的减少先于糖耐量异常，因此，在功能异常达到可检出或自我感觉到的阶段以后，糖尿病就已经进入了难以治疗的阶段。另一方面，如果能够在早期发现胰岛量和/或胰腺β细胞量的减少，则存在能够预防、治疗糖尿病的可能性。因此，为了进行糖尿病的预防、诊断，非侵入性的胰岛成像技术，尤其是用于测定胰岛量和/或胰腺β细胞量的非侵入性的胰岛成像技术备受期待。 其中，特别期待能够非侵入性地进行胰岛、优选进行胰腺β细胞的成像或胰岛β细胞量的测定的分子探针。在胰岛成像用分子探针的设计中，以对β细胞中特异的功能蛋白质为中心研究了胰岛细胞中的各种靶分子。其中，作为靶分子，研究了分布在胰腺β细胞中的7次跨膜型的G-蛋白偶联受体GLP-IR(胰高血糖素样肽-1受体)。并且，作为胰腺β细胞的成像用分子探针，例如，研究了作为GLP-IR拮抗物的Exendin-4 (9-39)的衍生物(例如，非专利文献1)。另外，其他作为GLP-IR的成像用分子探针，为了使GLP-IR阳性的肿瘤成像，研究了作为GLP-IR激动剂的Exendin-4的衍生物、作为GLP-IR拮抗物的Exendin-4 (9-39)的衍生物(例如，非专利文献2)。但是，需要能够进行非侵入性胰岛的三维成像的更先进的胰岛成像用分子探针。现有技术文献非专利文献非专利文献 1 :H. Kimura et al. Development of in vivo imaging agents targeting glucagons-like peptide-1 receptor(GLP-1R) in pancreatic islets.2009 SNM Annual Meeting,abstract, Oral Presentations No. 326非专利文献2 :M. Beche et al. Are radiolabeled GLP-I receptor antagonists useful for scintigraphy ？ 2009 SNM Annual Meeting, abstract,Oral Presentations No.32
发明内容
发明所要解决的课题因此，本发明提供一种能够进行非侵入性的胰岛三维成像的胰岛成像用分子探针。用于解决课题的方法本发明提供一种胰岛成像用分子探针前体，包括以下多肽下述式(1) 中任一个所示的多肽；由下述式(1) (4)的多肽中缺失、添加或取代1 数个氨基酸而得到的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽；或者与下述式(1) (4)的多肽的氨基酸序列具有80%以上的同源性的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽，上述分子探针是在胰岛的成像中所使用的分子探针，*-dlsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (1)(序列编号 1)，*-lsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (2)(序列编号 2)，
*-sk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (3)(序列编号 3)，*-k*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (4)(序列编号 4)，上述式⑴ (4)中，“*_”表示N末端的α-氨基被保护基所保护，或被不带有电荷的修饰基所修饰，“K*”表示赖氨酸(lysine)的侧链的氨基被保护基所保护，“-NH/’表示C末端的羧基被酰胺化。作为其他的方式，本发明涉及一种胰岛成像用分子探针，包括以下多肽下述式(5) (8)中任一个所示的多肽；由下述式(5) ⑶的多肽中缺失、添加或取代1 数个氨基酸而得到的、能够与胰岛结合的多肽；或者与下述式(5) (8)的多肽的氨基酸序列具有80%以上的同源性的、能够与胰岛结合的多肽，z-dlskqmeeeavrlfiewlknggpssgapppsx-nh2 (5)(序列编号 5)z-lskqmeeeavrlfiewlknggpssgapppsx-nh2 (6)(序列编号 6)z-skqmeeeavrlfiewlknggpssgapppsx-nh2 (7)(序列编号 7)
z-kqmeeeavrlfiewlknggpssgapppsx-nh2 (8)(序列编号 8)在上述式(5) (8)中，“X”表示侧链的氨基由放射性核素所标记的赖氨酸残基， 上述放射性核素为"c,13n,150,18F,64Cu,67Ga,68Ga,75Br,76Br,77Br,99fflTc, 1231 , 1241 , 125I 或 131I, “z-”表示n末端的α -氨基为非修饰的，或被不带电荷的修饰基所修饰，"-nh2"表示C末端的羧基被酰胺化。发明的效果根据本发明，例如，通过正电子发射断层摄影术(pet)或单光子发射型计算机断层摄影术(spect)等进行胰岛的成像、优选胰岛的三维成像、更优选非侵入性的胰岛成像成为可能。
图1图ia和b是表示本发明的分子探针的体内分布随时间变化的结果的一个例子的图。图2图2α和b是表示参考例1的分子探针的体内分布随时间变化的结果的一个例子的图。图3图3A和B是表示参考例2的分子探针的体内分布随时间变化的结果的一个例子的图。图4是表示使用实施例1的分子探针的封闭(blocking)试验的结果的一个例子的图。图5是表示使用了实施例1的分子探针的胰腺切片的成像分析的结果的一个例子的图像。图6是表示使用了实施例1的分子探针的胰岛成像(PET)的结果的一个例子的 PET图像。图7图7A和B是表示本发明的分子探针的体内分布随时间变化的结果的其他例子的图。图8是表示实施例中的结合分析(Binding Assay)的结果的一个例子的图。图9图9A和B是表示本发明的分子探针的体内分布随时间变化的结果的其他例子的图。图10是表示使用了实施例3的分子探针的胰腺切片的成像分析的结果的一个例子的图像。图11是使用了实施例4的分子探针的SPECT图像的一个例子。
具体实施例方式胰岛的直径，例如，在人的情况下为50 500μπι左右。为了在机体内非侵入性地将这样的胰岛成像化或定量化，认为需要例如能够在胰岛处特异性地集聚并产生出与周围脏器的对比度的分子探针。因此进行着各种分子探针的研究和开发。例如，在非专利文献2中，进行着GLP-IR阳性肿瘤细胞以及胰岛细胞中， Exendin-4 (9-39)的衍生物的衍生物 Lys4° (Ahx-DTPA-111In) Exendin-4 (9-39)的 GLP-1R 亲和性的研究。并且Lys4tl(Ahx-DTPA-111In)Exendin-4(9-39)向胰岛的集聚率为0.4%左右，向GLP-IR阳性肿瘤细胞的集聚率也在7. 5%左右，S卩，可以得到Lys4ci(Ahx-DTPA-111In) Exendin-4(9-39)向GLP-IR的亲和性低的结果。因此，目前的现状是需求例如能够在胰岛处特异地集聚并产生出与周围脏器的对比度的新型分子探针。本发明基于如下见解利用标记化和去保护上述成像用分子探针前体得到的分子探针以及上述成像用分子探针，使得通过例如PET或SPECT等非侵入性地进行胰岛的三维成像成为可能，并且能够确保定量性。即，本发明可以很好地实现使胰岛的非侵入性三维成像成为可能的效果。另外，由于本发明与非专利文献1和2所记载的分子探针相比能够更加特异地向胰岛集聚，因此可以很好地实现能够进行胰岛定量用成像的效果。另外，如上所述，已知在糖尿病的发病过程中，胰岛量减少先于糖耐量异常。因此， 通过进行胰岛成像和/或胰岛量的测定，例如，就能够在糖尿病的发病前和初期状态下发现胰岛的微小变化，因此使得糖尿病的超早期发现、诊断成为可能。因此，本发明的胰岛成像用分子探针前体在糖尿病的预防、早期发现、诊断中，优选在糖尿病的超早期发现、诊断中是有用的。S卩，本发明涉及
[1] 一种胰岛成像用分子探针前体，包括以下多肽下述式⑴ (4)中任一个所示的多肽；由下述式⑴ ⑷的多肽中缺失、添加或取代1 数个氨基酸而得到的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽；或者与下述式(1) 的多肽的氨基酸序列具有80%以上的同源性的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽，上述分子探针是在胰岛的成像中所使用的分子探针，*-dlsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (1)(序列编号 1)，*-lsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (2)(序列编号 2)，*-sk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (3)(序列编号 3)，*-k*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (4)(序列编号 4)，[上述式⑴ (4)中，“*_”表示n末端的α-氨基被保护基所保护，或被不带有电荷的修饰基所修饰，“K*”表示赖氨酸(lysine)的侧链的氨基被保护基所保护，“-NH/’表示C末端的羧基被酰胺化]；[2]如[1]中所述的胰岛成像用分子探针前体，用于通过包含具有放射性核素的芳香环的标记化合物标记C末端的赖氨酸的侧链的氨基；[3]如[1]或[2]所述的胰岛成像用分子探针前体，其中，上述不带电荷的修饰基选自乙酰基、苄基、苄氧基甲基、邻溴苄氧基羰基、叔丁基、叔丁基二甲基甲硅烷基、2-氯苄基、2，6_ 二氯苄基、环己基、环戊基、异丙基、三甲基乙酰基、四氢吡喃-2-基、甲苯磺酰基、 三甲基甲硅烷基以及三苯甲基；[4] 一种胰岛成像用分子探针的制造方法，包括标记化和去保护[1] [3]中任一项所述的胰岛成像用分子探针前体的步骤；[5]如[4]所述的胰岛成像用分子探针的制造方法，其中，上述胰岛成像用分子探针前体的标记化包括通过包含具有放射性核素的芳香环的标记化合物标记C末端的赖氨酸的侧链的氨基的步骤；[6]如[5]所述的胰岛成像用分子探针的制造方法，其中，上述包含芳香环的标记化合物含有下述式(i)所示的基团，
权利要求
1.一种胰岛成像用分子探针前体，其特征在于，包括以下多肽 下述式(1) 中任一个所示的多肽；由下述式⑴ ⑷的多肽中缺失、添加或取代1 数个氨基酸而得到的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽；或者与下述式(1) 的多肽的氨基酸序列具有80%以上的同源性的、在标记化和去保护后能够与胰岛结合的多肽，所述分子探针是在胰岛的成像中所使用的分子探针， *-dlsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2(i)(序列编号 1)，*-lsk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2(2)(序列编号 2)， *-sk*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2(3)(序列编号 3)，*-k*qmeeeavrlfiewlk*nggpssgapppsk-nh2 (4)(序列编号 4)， 上述式(1) 中，“*-”表示n末端的α-氨基被保护基所保护，或被不带有电荷的修饰基所修饰，“k*”表示赖氨酸(lysine)的侧链的氨基被保护基所保护，"-NH2”表示c 末端的羧基被酰胺化。
2.如权利要求1所述的胰岛成像用分子探针前体，其特征在于用于通过包含具有放射性核素的芳香环的标记化合物标记c末端的赖氨酸的侧链的氨基。
3.如权利要求1或2所述的胰岛成像用分子探针前体，其特征在于所述不带电荷的修饰基选自乙酰基、苄基、苄氧基甲基、邻溴苄氧基羰基、叔丁基、叔丁基二甲基甲硅烷基、 2-氯苄基、2，6_ 二氯苄基、环己基、环戊基、异丙基、三甲基乙酰基、四氢吡喃-2-基、甲苯磺酰基、三甲基甲硅烷基以及三苯甲基。
4.一种胰岛成像用分子探针的制造方法，其特征在于包括标记化和去保护权利要求1 3中任一项所述的胰岛成像用分子探针前体的步骤。
5.如权利要求4所述的胰岛成像用分子探针的制造方法，其特征在于所述胰岛成像用分子探针前体的标记化包括通过包含具有放射性核素的芳香环的标记化合物标记c末端的赖氨酸的侧链的氨基的步骤。
6.如权利要求5所述的胰岛成像用分子探针的制造方法，其特征在于所述包含芳香环的标记化合物含有下述式(i)所示的基团，
7.一种胰岛成像用分子探针，其特征在于其为能够通过权利要求4 6中任一项所述的制造方法得到的分子探针。
8.一种胰岛成像用分子探针，其特征在于，包括以下多肽 下述式(5) (8)中任一个所示的多肽；由下述式(5) (8)的多肽中缺失、添加或取代1 数个氨基酸而得到的、能够与胰岛结合的多肽；或者与下述式(5) (8)的多肽的氨基酸序列具有80%以上的同源性的、能够与胰岛结合的多肽，Z-DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSX-NH2(5)(序列编号 5)Z-LSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSX-NH2(6)(序列编号 6)Z-SKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSX-NH2(7)(序列编号 7)z-kqmeeeavrlfiewlknggpssgapppsx-nh2 (8)(序列编号 8)在上述式(5) ⑶中，“X”表示侧链的氨基由放射性核素所标记的赖氨酸残基，所述放射性核素为 Hd15(K18F)4Ciu^Ga^Ga J5Br、76Br、77Br、99mTC、123I、124I、125I 或 131l，“z-”表示N末端的α -氨基为非修饰的，或被不带电荷的修饰基所修饰，"-NH2”表示C末端的羧基被酰胺化。
9.如权利要求8所述的胰岛成像用分子探针，其特征在于由所述放射性核素所标记的赖氨酸的侧链的氨基，与由下述式(III)所示的含有芳香环的基团结合，
10.一种用于制备胰岛成像用分子探针的试剂盒，其特征在于 包括权利要求1 3中任一项所述的胰岛成像用分子探针前体。
11.如权利要求10所述的试剂盒，其特征在于还包括在所述胰岛成像用分子探针前体的标记化中使用的包含具有卤素或放射性卤素的芳香环的化合物。
12.如权利要求11所述的试剂盒，其特征在于所述含有芳香环的化合物为具有下述式(IV)所示基团的化合物，
13.一种用于进行胰岛成像的试剂盒，其特征在于 包括权利要求7 9中任一项所述的胰岛成像用分子探针。
14.一种胰岛成像方法，其特征在于包括标记化和去保护权利要求1 3中任一项所述的胰岛成像用分子探针前体的步马聚ο
15.一种胰岛成像方法，其特征在于包括从投与了权利要求7 9中任一项所述的胰岛成像用分子探针的被检测体中检测出所述胰岛成像用分子探针的信号的步骤。
16.如权利要求14或15所述的胰岛成像方法，其特征在于还包括根据使用了所述分子探针的胰岛成像的结果判定胰岛状态的步骤。
17.一种胰岛量的测定方法，其特征在于，包括标记化和去保护权利要求1 3中任一项所述的胰岛成像用分子探针前体，制备胰岛成像用分子探针的步骤；以及根据使用了所述分子探针的胰岛成像的结果算出胰岛量的步骤。
18.—种胰岛量的测定方法，其特征在于，包括从投与了权利要求7 9中任一项所述的胰岛成像用分子探针的被检测体中检测出所述胰岛成像用分子探针的信号的步骤；以及根据检测出的胰岛成像用分子探针的信号算出胰岛量的步骤。
19.如权利要求17或18所述的胰岛量的测定方法，其特征在于 还包括提示计算出的胰岛量的步骤。
全文摘要
本发明提供一种胰岛成像用分子探针前体，其是具有由下述式(1)～(4)中任一个所示的多肽或与上述多肽具有同源性的多肽。*-DLSK*QMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPSK-NH2(1)*-LSK*QMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPSK-NH2(2)*-SK*QMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPSK-NH2(3)*-K*QMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPSK-NH2(4)在上述式(1)～(4)中，“*-”表示N末端的α-氨基被保护基所保护或被不带电荷的修饰基所修饰，“K*”表示赖氨酸(lysine)的侧链的氨基被保护基所保护，“-NH2”表示C末端的羧基被酰胺化。
文档编号A61K51/00GK102282164SQ20108000450
公开日2011年12月14日 申请日期2010年8月9日 优先权日2009年8月10日
发明者丰田健太郎, 佐治英郎, 小川祐, 平尾佳, 木村宽之, 松田洋和, 永川健儿, 稻垣畅也 申请人:国立大学法人京都大学, 爱科来株式会社