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研究チーム紹介

脳機能研究

 

メンバー

リーダー:
研究副部長 豊原潤
研究員:
坂田宗之、多胡哲郎
非常勤研究員:
石渡喜一、三品雅洋、日浦幹夫、木村裕一、成相直、山本由美

キーワード

分子イメージング、PETトレーサー、初期臨床

主な研究

  1. 新規PETトレーサー開発
  2. 小動物イメージング研究

研究紹介

1.新規PETトレーサー開発

 PET研究の発展は、その基礎となるPETトレーサーの開発に大きく依存します。私たちは、加齢に伴う神経変性や認知症の診断や病態機能の解明に役立つ新規PETトレーサーの開発を中心に研究活動を行っています。また、臨床研究に必要なPET薬剤の供給や画像解析ツールの開発も行って、PET画像診断研究テーマと連携して研究を進めています。現在、代謝型グルタミン酸受容体サブタイプ1(mGluR1)、トランスロケータタンパク質(TSPO)、脳内アデノシンA2A受容体の研究を目的とした新規PETトレーサーの臨床研究ならびにタウやシヌクレインなどの異常凝集タンパク質や脳血管の薬物排泄トランスポーターに対する新規PETトレーサーの創薬研究を中心に展開しています。
 新規PETトレーサー開発の一環として、PET薬剤製造法の開発、初期臨床研究における動態解析や被ばく線量評価、さらには被験者の検査負担を軽減する新しい診断法の開発も行っています。
 脳機能研究はPET薬剤製造施設としてのPET薬剤製造部門・品質管理部門としての役割も果たしており、平成26年8月30日には、日本核医学会によるPET薬剤製造基準(学会GMP)に適合した施設として、[18F]Flutemetamolの製造施設認証を取得しています。

 

2.小動物イメージング研究

 超高分解能の小動物専用半導体PET用いて、モデル動物等での生理機能や病態機能の研究を所内の自然科学系研究チームと連携して実施しています。2013年には小動物専用MRI装置が導入され、小動物イメージング研究の更なる発展が期待されます(図1)。

図1.小動物専用半導体PET装置と小動物専用MRIによる画像例

(上段)ラット脳のT2強調MRI画像。(中段)ラット脳の[11C]ITMMによるmGluR1画像。(下段)MRIとPETの融合画像。

参考資料

共同研究先へのリンク

共同研究先:

主要文献

  1. Sakata, M., Ishibashi, K., Imai, M., Wagatsuma, K., Ishii, K., Zhou, X., de Vries, E.F., Elsinga, P.H., Ishiwata, K., Toyohara, J. : Initial evaluation of a novel adenosine A2A receptor ligand, 11C-preladenat, in healthy human subjects. J. Nucl. Med., in press.
  2. Sakata, M., Toyohara, J., Ishibashi, K., Wagatsuma, K., Ishii, K., Zhang, M-R., Ishiwata, K. : Age and gender effects of 11C-ITMM binding to metabotropic glutamate receptor type 1 in healthy human participants. Neurobiol. Aging, in press.
  3. Sakata, M., Ishibashi, K., Imai, M., Wagatsuma, K., Ishii, K., Hatano, K., Ishiwata, K., Toyohara, J. : Assessment of safety, efficacy, and dosimetry of a novel 18-kDa translocator protein ligand, [11C]CB184, in healthy human volunteers. EJNMMI. Res., 2017; 7:26.
  4. Okamoto, M., Naka, K., Ishiwata, K., Shimizu, I., Toyohara, J. : Synthesis and basic evaluation of 7α-(3-[18F]fluoropropyl)-testosterone and 7α-(3-[18F]fluoropropyl)-dihydrotestosterone. Ann. Nucl. Med., 2017; 31:53-62.
  5. Toyohara, J. : Importance of P-gp PET imaging in pharmacology. Curr. Pharm. Des., 2016; 22:5830-5836.
  6. Toyohara, J., Sakata, M., Hatano, K., Yanai, S., Endo, S., Ishibashi, K., Wagatsuma, K., Ishii, K., Ishiwata, K. : Preclinical and first-in-man studies of [11C]CB184 for imaging the 18-kDa translocator protein by positron emission tomography. Ann. Nucl. Med., 2016; 30:534-543.
  7. Okamoto, M., Shibayama, H., Naka, K., Kitagawa, Y., Ishiwata, K., Shimizu, I., Toyohara, J. : Optimization of the alkyl side chain length of fluorine-18-labelled 7α-alkyl-fluoroestradiol. Nucl. Med. Biol., 2016; 43:512-519.
  8. Toyohara, J., Okamoto, M., Aramaki, H., Zaitsu, Y., Shimizu, I., Ishiwata, K. : (R)-[11C]Emopamil as a novel tracer for imaging enhanced P-glycoprotein function. Nucl. Med. Biol., 2016; 43:52-62.
  9. Okamoto, M., Naka, K., Kitagawa, Y., Ishiwata, K., Yoshimoto, M., Shimizu, I., Toyohara, J. : Synthesis and evaluation of 7α-(3-[18F]fluoropropyl) estradiol. Nucl. Med. Biol., 2015; 42:590-597.
  10. Toyohara, J., Sakata, M., Oda, K., Ishii, K., Ito, K., Hiura, M., Fujinaga, M., Yamasaki, T., Zhang, M.R., Ishiwata, K. : Initial human PET studies of metabotropic glutamate receptor type 1 ligand 11C-ITMM. J. Nucl. Med., 2013; 54:1302-1307.
  11. Sakata, M., Oda, K., Toyohara, J., Ishii, K., Nariai, T. and Ishiwata K. : Direct comparison of radiation dosimetry of six PET tracers using human whole-body imaging and murine biodistribution studies. Ann. Nucl. Med., 2013; 27:285-296.
  12. Toyohara, J., Sakata, M., Fujinaga, M., Yamasaki, T., Oda, K., Ishii, K., Zhang, M.R., Moriguchi Jeckel, C.M., Ishiwata, K. : Preclinical and the first clinical studies on [11C]ITMM for mapping metabotropic glutamate receptor subtype 1 by positron emission tomography. Nucl. Med. Biol., 2013; 40:214-220.
  13. Toyohara, J., Sakata, M., Oda, K., Ishii, K., Ishiwata, K. : Longitudinal observation of [11C]4DST uptake in turpentine-induced inflammatory tissue. Nucl. Med. Biol., 2013; 40:240-244.
  14. Toyohara, J., Kobayashi, T., Mita, S., Ishiwata, K. : Application of [11C]SA4503 to selection of novel σ1 selective agonists. Nucl. Med. Biol., 2012; 39:1117-1121.
  15. Toyohara, J., Sakata, M., Ishiwata, K. : Re-evaluation of in vivo selectivity of [11C]SA4503 to σ1 receptors in the brain: contributions of emopamil binding protein. Nucl. Med. Biol., 2012; 39:1049-1052.
  16. Toyohara, J., Elsinga, P.H., Ishiwata, K., Sijbesma, J.W., Dierckx, R.A., van Waarde, A. : Evaluation of 4'-[methyl-11C]thiothymidine in a rodent tumor and inflammation model. J. Nucl. Med., 2012; 53:488-494.
  17. Toyohara, J., Ishiwata, K. : Animal tumor models for PET in drug development. Ann. Nucl. Med., 2011; 25:717-731.
  18. Toyohara, J., Nariai, T., Sakata, M., Oda, K., Ishii, K., Kawabe, T., Irie, T., Saga, T., Kubota, K., Ishiwata, K. : Whole-body distribution and brain tumor imaging with 11C-4DST: a pilot study. J. Nucl. Med., 2011; 52:1322-1328.
  19. Toyohara, J., Ishiwata, K., Sakata, M., Wu, J., Nishiyama, S., Tsukada, H., Hashimoto, K. : In vivo evaluation of carbon-11-labelled non-sarcosine-based glycine transporter 1 inhibitors in mice and conscious monkeys. Nucl. Med. Biol., 2011; 38:517-527.
  20. Sakata, M., Wu, J., Toyohara, J., Oda, K., Ishikawa, M., Ishii, K., Hashimoto, K., Ishiwata, K. : Biodistribution and radiation dosimetry of the α7 nicotinic acetylcholine receptor ligand [11C]CHIBA-1001 in humans. Nucl. Med. Biol., 2011; 38:443-448.
  21. Toyohara, J., Hashimoto, K. : α7 Nicotinic receptor agonists: potential therapeutic drugs for treatment of cognitive impairments in schizophrenia and Alzheimer’s disease. Open Med. Chem., 2010; 27:37-56.
  22. Toyohara, J., Wu, J., Hashimoto, K. : Recent development of radioligands for imaging α7 nicotinic acetylcholine receptors in the brain. Curr. Top. Med. Chem., 2010; 10:1544-1557.
  23. Toyohara, J., Ishiwata, K., Sakata, M., Wu, J., Nishiyama, S., Tsukada, H., Hashimoto, K. : In vivo evaluation of alpha7 nicotinic acetylcholine receptor agonists [11C]A-582941 and [11C]A-844606 in mice and conscious monkeys. PLoSOne, 2010; 5:e8961.
  24. Toyohara, J., Sakata, M., Ishiwata, K. : Imaging of sigma1 receptors in the human brain using PET and [11C]SA4503. Cent. Nerv. Syst. Agents Med. Chem., 2009; 9:190-196.
  25. Toyohara, J., Sakata, M., Wu, J., Ishikawa, M., Oda, K., Ishii, K., Iyo, M., Hashimoto, K., Ishiwata, K. : Preclinical and the first clinical studies on [11C]CHIBA-1001 for mapping alpha7 nicotinic receptors by positron emission tomography. Ann. Nucl. Med., 2009; 23:301-309.

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