103(P-40) 酸素-15標識2-デオキシ-D-グルコースの超高速合成とバイオイメージングへの利用(ポスター発表の部)

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概要

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• In positron emission tomography (PET), a systematic repertoire of oxygen-15-labeled PET tracers would be useful owing to the ubiquity of oxygen atoms in organic compounds. Because of the 2-min half-life of ^<15>O, however, no organic compounds more complex than 1-|^<15>O|butanol have been available. The synthesis of an ^<15>O-labeled complex organic molecule being ever possible and practically useful, it must be exceedingly rapid and clean. In the light of the capability of PET to image in vivo glucose metabolism, we have chosen 6-|^<15>O|-2-deoxy-D-glucose (|^<15>O|DG) as our first target to establish the feasibility of the required ultra-rapid organic synthesis, which we report herein. We previously developed a radical oxygenation reaction starting with an alkyl halide, air, Bu_3SnH and a small amount of azobis(isobutyronitrile), and used it for ^<17>O- and ^<18>O-labeling of complex organic molecules. For the ^<15>O-labeling, a number of fundamental problems, however, needed to be resolved: (1) Drastic reduction of the reaction time from over 10 hours in air to a few minutes, fighting against the low-concentration ^<15>O^<16>Ogas supplied, (2) erratic induction time inherent to radical chain reactions, (3) the use of a OH-free sugar substrate to avoid time loss of deprotection, (4) enhancement of the reaction selectivity and (5) a variety of synthetic and operational issues related to radioactivity and automation. To make efficient utilization of the ^<15>O^<16>O gas, we used a CF_3C_6H_5/perfluorodecalin/2-butanol mixture as a solvent. The reactant solution was placed in a reaction vessel equipped with a sintered glass bottom, through which the oxygen gas was introduced as fine bubbles. Purification of the desired labeled sugar employed a solid phase extraction technique. Ultra-rapid radical hydroxylation of 6-iodo-2,6-dideoxy-D-glucose with |^<15>O|O_2 have now made available the ^<15>O-labeled compound, |^<15>O|DG. A saline solution of |^<15>O|DG was prepared and administered to a rat. The distribution of |^<15>O|DG was measured with the aid of a planar positron imaging system. This image is essentially the same as that obtained with 2-deoxy-2-|^<18>F|fluoro-D-glucose (|^<18>|FDG), which reflects the accumulations in the heart, kidneys, and bladder, hence imaging the glucose metabolism in the test animal. We could also perform sequential |^<15>O|DG-|^<15>O|H_2O-|^<18>F|FDG measurement at intervals of five minutes to obtain similar images. The ^<15>O-labeling thus offers repetitive scanning and use of multiple PET tracers in the same body within a short time, and hence will significantly expand the scope of the PET studies.

• 天然有機化合物討論会の論文
• 2004-10-01

著者

• 西村 伸太郎

  アステラス製薬(株)開発薬理研究所画像解析研究室

• 中村 栄一

  東大院理

• 依光 英樹

  京都大学大学院工学研究科

• 依光 英樹

  東大院理

• 村上 佳裕

  藤沢薬品工業

• 高松 宏幸

  藤沢薬品工業

• 西村 伸太郎

  藤沢薬品工業

• 村上 佳裕

  アステラス製薬株式会社創薬推進研究所先端技術研究室

• 高松 宏幸

  財団法人先端医学薬学研究センター

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