JP7713734B2 - Amyloid fibril detection probe - Google Patents
Amyloid fibril detection probeInfo
- Publication number
- JP7713734B2 JP7713734B2 JP2023079529A JP2023079529A JP7713734B2 JP 7713734 B2 JP7713734 B2 JP 7713734B2 JP 2023079529 A JP2023079529 A JP 2023079529A JP 2023079529 A JP2023079529 A JP 2023079529A JP 7713734 B2 JP7713734 B2 JP 7713734B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- amyloid
- formula
- detection probe
- curcumin
- compound
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
Description
本発明は体内のアミロイド線維を体外から検出および観測するためのプローブ化合物に関するものである。 The present invention relates to a probe compound for detecting and observing amyloid fibrils in the body from outside the body.
様々な種類のタンパク質に由来する不溶性アミロイド線維を原因とする疾患は、アルツハイマー病、パーキンソン病等30種以上が報告されている。しかし、これらの病気の詳細な病理学的メカニズムはまだ判っていない。 More than 30 diseases, including Alzheimer's disease and Parkinson's disease, have been reported to be caused by insoluble amyloid fibrils derived from various types of proteins. However, the detailed pathological mechanisms of these diseases remain unknown.
治療の1つ方法として、抗体を用いた方法が考えられている。例えば、ベータ-アミロイド(Aβ)ペプチドの凝集形態に対して選択的に結合するヒトモノクロナール抗体としてアデュカヌマブ(BIIB037)が知られており、このようなモノクロナール抗体の投与方法を特定することでアミロイド班(アミロイド線維)を減少させることができるという報告もある(特許文献1)。 One method of treatment that has been considered is the use of antibodies. For example, aducanumab (BIIB037) is known as a human monoclonal antibody that selectively binds to the aggregated form of beta-amyloid (Aβ) peptide, and it has been reported that amyloid plaques (amyloid fibrils) can be reduced by identifying the method of administering such a monoclonal antibody (Patent Document 1).
一方、アミロイド線維の検出方法としては、チオフラビン蛍光法、Congo Redを用いた染色、FSBを用いた染色、及びアミロイド線維を認識する抗体を用いたELISAといった方法が示されている(特許文献2)。 Meanwhile, methods for detecting amyloid fibrils include thioflavin fluorescence, staining with Congo Red, staining with FSB, and ELISA using antibodies that recognize amyloid fibrils (Patent Document 2).
また、in vivoでアミロイド線維の沈着を検出する方法としては、(99)式で示される化合物中の炭素原子に放射標識した化合物を、ガンマ線画像法、磁気共鳴画像法または磁気共鳴分光法によって検出する方法が提案されている(特許文献3)。 In addition, a method for detecting amyloid fibril deposition in vivo has been proposed in which a compound represented by formula (99) radiolabeled at a carbon atom is detected by gamma-ray imaging, magnetic resonance imaging, or magnetic resonance spectroscopy (Patent Document 3).
[式中、
R1は、水素、-OH、-NO2、-CN、-COOR、-OCH2OR、C1~C6アルキル、C2~C6アルケニル、C2~C6アルキニル、C1~C6アルコキシまたはハロであり、ここで、R1の原子の1つ以上は、放射標識した原子であってよく;
Rは、C1~C6アルキルであり、ここで、炭素原子の1つ以上は、放射標識した原子であってよく;
R2は、水素、非放射性ハロまたは放射性ハロであり;
R3は、水素、C1~C6アルキル、C2~C6アルケニルまたはC2~C6アルキニルであり;
R4は、水素、C1~C6アルキル、C2~C6アルケニルまたはC2~C6アルキニルであり、ここで、R2が水素または非放射性ハロである場合、そのアルキル、アルケニルまたはアルキニルは、放射性炭素を含んでいるか、あるいは放射性ハロで置換されており;
但し、R1が水素または-OHであり、R2が水素であり、R4が-11CH3である場合、R3はC2~C6アルキル、C2~C6アルケニルまたはC2~C6アルキニルであり;
さらに、R1が水素であり、R2が水素であり、R4が-CH2CH2CH2
18Fである場合、R3はC2~C6アルキル、C2~C6アルケニルまたはC2~C6アルキニルである]の化合物、またはその化合物の薬学的に許容される塩、水和物、溶媒和物もしくはプロドラッグ。
[In the formula,
R 1 is hydrogen, —OH, —NO 2 , —CN, —COOR, —OCH 2 OR, C1-C6 alkyl, C2-C6 alkenyl, C2-C6 alkynyl, C1-C6 alkoxy, or halo, wherein one or more of the atoms of R 1 can be a radiolabeled atom;
R is a C 1 -C 6 alkyl, where one or more of the carbon atoms may be a radiolabeled atom;
R2 is hydrogen, non-radioactive halo or radioactive halo;
R3 is hydrogen, C1 - C6 alkyl, C2 - C6 alkenyl or C2 - C6 alkynyl;
R 4 is hydrogen, C 1 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, or C 2 -C 6 alkynyl, where if R 2 is hydrogen or non-radioactive halo, the alkyl, alkenyl, or alkynyl contains a radioactive carbon or is substituted with a radioactive halo;
With the proviso that when R 1 is hydrogen or —OH, R 2 is hydrogen, and R 4 is — 11 CH 3 , then R 3 is C 2 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, or C 2 -C 6 alkynyl;
Furthermore, when R 1 is hydrogen, R 2 is hydrogen, and R 4 is —CH 2 CH 2 CH 2 18 F, then R 3 is C 2 -C 6 alkyl, C 2 -C 6 alkenyl, or C 2 -C 6 alkynyl; or a pharmaceutically acceptable salt, hydrate, solvate, or prodrug of the compound.
体内で生成したアミロイド線維をin vivoで観測することはアミロイド線維に係る病気に対しては、まず必要な技術である。その点特許文献2の方法は、一定の効果を示すものである。しかし、ガンマ線画像法等は装置自体が巨大となる。より簡便な装置であってもin vivoでアミロイド線維の観察ができるものがあれば、診断の際に非常に貢献すると考えられる。また、観察と同時に治療の一環を担うことができれば、さらに効果的であるといえる。 Observing amyloid fibers formed in the body in vivo is a necessary technique for treating diseases related to amyloid fibers. In this regard, the method of Patent Document 2 shows a certain degree of effectiveness. However, gamma ray imaging and the like require huge equipment. If there was a simpler device capable of observing amyloid fibers in vivo, it would be of great help in diagnosis. Furthermore, it would be even more effective if it could play a role in treatment at the same time as observation.
本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、新規クルクミン誘導体を提供するものであり、そのクルクミン誘導体を有するアミロイド線維に選択的に結合し、赤外線によって発光することで、アミロイド線維を観察できるプローブを提供するものである。 The present invention was conceived in light of the above-mentioned problems, and provides a novel curcumin derivative. It also provides a probe that selectively binds to amyloid fibrils containing the curcumin derivative and emits light when exposed to infrared light, making it possible to observe amyloid fibrils.
具体的に本発明に係る化合物は、(2)式から(8)式、(10)式から(14)式で表される構造を有することを特徴とする。 Specifically, the compounds according to the present invention are characterized by having structures represented by formulas (2) to (8) and formulas (10) to (14).
また、本発明に係るアミロイドβアミロイド線維に結合するアミロイド線維検出プローブは、(4)式、(5)式、(6)式、(10)式、および(14)式で示されたクルクミン誘導体を少なくとも1種含む。 Furthermore, the amyloid fiber detection probe according to the present invention that binds to amyloid-β amyloid fibers contains at least one curcumin derivative represented by formula (4), formula (5), formula (6), formula (10), or formula (14).
また、本発明に係るαシヌクレインアミロイド線維に結合するアミロイド線維検出プローブは、(3)式、(4)式、(7)式および(8)式で示されたクルクミン誘導体を少なくとも1種含む。 Furthermore, the amyloid fiber detection probe according to the present invention that binds to α-synuclein amyloid fibers contains at least one curcumin derivative represented by formula (3), formula (4), formula (7), or formula (8).
本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、アミロイド線維に選択的に結合し、赤外線によって発光するので、皮膚を通してもその発光を検出することができる。したがって、赤外線発光装置と赤外線カメラによってアミロイド線維の分布や量を容易に推測することができる。また、近赤外での発光を継続することでアミロイド線維自体を崩壊させる可能性もある。 The amyloid fiber detection probe of the present invention selectively binds to amyloid fibers and emits light when exposed to infrared light, so the light emission can be detected even through the skin. Therefore, the distribution and amount of amyloid fibers can be easily estimated using an infrared light emitting device and an infrared camera. In addition, it is possible that the amyloid fibers themselves can be destroyed by continuing to emit near-infrared light.
また、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、比較的容易に構造中に13CあるいはFを含ませることができるので、核磁気共鳴装置(MRI装置)により高解像度にアミロイド線維を断層撮影することもできる。 Furthermore, since the amyloid fibril detection probe according to the present invention can relatively easily incorporate 13 C or F into its structure, it is also possible to obtain high-resolution cross-sectional images of amyloid fibrils using a nuclear magnetic resonance (MRI) apparatus.
また、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、構造中にホウ素を含有させるので、結合したアミロイド線維に対して中性子線捕捉療法ができ、アミロイド線維を分解できる可能性がある。 In addition, because the amyloid fiber detection probe of the present invention contains boron in its structure, it may be possible to perform neutron capture therapy on the bound amyloid fibers, potentially breaking down the amyloid fibers.
以下に本発明に係るアミロイド線維検出プローブについて図面および実施例を示し説明を行う。なお、以下の説明は、本発明の一実施形態および一実施例を例示するものであり、本発明が以下の説明に限定されるものではない。以下の説明は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で改変することができる。 The amyloid fiber detection probe according to the present invention will be described below with reference to drawings and examples. Note that the following description illustrates one embodiment of the present invention and one example, and the present invention is not limited to the following description. The following description can be modified without departing from the spirit of the present invention.
本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、クルクミンから得られる誘導体であり一般には(100)式の構造を有している。 The amyloid fibril detection probe of the present invention is a derivative obtained from curcumin and generally has the structure of formula (100).
配位の番号はクルクミンの基本骨格の番号を示している。1位を中心として左右のベンゼン環に結合する官能基をRp1および官能基Rp2とした。それぞれの官能基に特に制限はなく、官能基をRp1および官能基Rp2はそれぞれ複数の官能基であってもよい。また、官能基をRp1および官能基Rp2が同じであることを妨げない。以後、説明のために1位の位置を中心として右側を右サイト、左側を左サイトと呼ぶ。 The coordination numbers indicate the numbers of the basic skeleton of curcumin. The functional groups that bond to the left and right benzene rings with the 1-position at the center are designated Rp1 and Rp2. There are no particular limitations on each functional group, and the functional group Rp1 and the functional group Rp2 may each be multiple functional groups. In addition, the functional group Rp1 and the functional group Rp2 may be the same. Hereinafter, for the sake of explanation, the right side of the 1-position at the center will be called the right site, and the left side will be called the left site.
本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、この構造を有するものの中で、赤外域での蛍光発光を有し、アミロイド線維への結合力を有するものである。これらのアミロイド線維検出プローブは生合成によって作製した。生合成は、大腸菌にクルクミン合成経路に係る酵素遺伝子を導入し、それを誘導体の材料となる前駆物質を含む培地で培養することで合成させる。このようにすると、官能基の異なる誘導体を容易に得ることができる。また、特定の炭素を安定同位体に置き換える。 The amyloid fiber detection probe of the present invention has this structure, emits fluorescence in the infrared range, and has the ability to bind to amyloid fibers. These amyloid fiber detection probes were produced by biosynthesis. Biosynthesis is carried out by introducing an enzyme gene involved in the curcumin synthesis pathway into Escherichia coli, and culturing it in a medium containing a precursor substance that serves as the material for the derivative. In this way, derivatives with different functional groups can be easily obtained. Also, specific carbons are replaced with stable isotopes.
図1に生合成の概略を示す。クルクミンを合成する酵素遺伝子(4CL、DCS、CURS1)を導入したプラスミドを大腸菌に導入する。導入された大腸菌を「mut-ecoil」とした。この大腸菌をクルクミンの前駆物質となる2種の化合物(それぞれ前駆物質P1、前駆物質P2とする。)を含む培地中で培養する。この2種の前駆物質は、フェニルプロピオン酸に官能基が結合したもので、図1では、Rp1およびRp2とした。この官能基に特に制限はない。 Figure 1 shows an overview of the biosynthesis. A plasmid carrying the genes for the enzymes that synthesize curcumin (4CL, DCS, CURS1) is introduced into E. coli. The introduced E. coli is designated "mut-ecoil." This E. coli is cultured in a medium containing two compounds that are precursors of curcumin (referred to as precursor P1 and precursor P2, respectively). These two precursors are phenylpropionic acid to which functional groups have been bound, and are designated Rp1 and Rp2 in Figure 1. There are no particular limitations on these functional groups.
大腸菌mut-ecoliは、これらの前駆物質からクルクミン類似体を合成する。この際、前駆物質同士の区別はないので、前駆物質P1が左右のサイトに使われた物(homo-P1)、前駆物質P1およびP2が左右のサイトに使われた物(hetero-P1_P2)、前駆物質P2が左右のサイトに使われた物(homo-P2)の3種の類似体を得ることができる。 E. coli mut-ecoli synthesizes curcumin analogues from these precursors. In this process, there is no distinction between the precursors, so three types of analogues can be obtained: precursor P1 used at the left and right sites (homo-P1), precursors P1 and P2 used at the left and right sites (hetero-P1_P2), and precursor P2 used at the left and right sites (homo-P2).
例えば、前駆物質P1および前駆物質P2を共に(100)式のヒドロキシメトキシフェニルプロピオン酸にすれば、合成される3種は共にクルクミンとなる。 For example, if precursor P1 and precursor P2 are both hydroxymethoxyphenylpropionic acid of formula (100), all three synthesized compounds will be curcumin.
このようにして得られたクルクミン誘導体は、ケトエノール互変異性によって、(101)式のようにケト型とエノール型で互変異する。 The curcumin derivative obtained in this way undergoes keto-enol tautomerism, converting between the keto and enol forms as shown in formula (101).
そこで、2位と2’位の酸素原子同士をジフルオロボロンで結合させる。これを「BF2化」と呼ぶ。結果、(102)式のようにBF2化されたクルクミンが生成される。 Therefore, the oxygen atoms at the 2- and 2'-positions are bonded together with difluoroboron. This is called "BF2 conversion." As a result, BF2-converted curcumin is produced, as shown in formula (102).
BF2化されたクルクミンは(102)式で示した互変異がなくなり、安定した構造で存在するBF2化されたクルクミンは、蛍光発光の特性を有する。そして、左右のサイトのベンゼン環に結合させる官能基を変えることで赤外帯域での蛍光発光を観測に十分な強度まで高めることができる。 BF2-modified curcumin does not exhibit the tautomerism shown in formula (102), and exists in a stable structure, giving it the property of fluorescing. By changing the functional groups bonded to the benzene rings at the left and right sites, the intensity of the fluorescence emission in the infrared band can be increased to a level sufficient for observation.
さらに、左右のサイトのベンゼン環へ結合させる官能基を調整することで、アミロイド線維へ特異的な結合力を付与することができる。 Furthermore, by adjusting the functional groups attached to the benzene rings on the left and right sites, it is possible to impart specific binding strength to amyloid fibrils.
また、培養の際の培地に13Cグルコースを混入させることで、1位(100式参照)の炭素を安定同位体に修飾することもできる。13Cがあれば、MRIでイメージングすることができ、脳内のアミロイド線維の詳細な撮影が可能である。また、BF2化されているので、骨格内にFを有する。したがって、Fをつかった核磁気共鳴のイメージングも可能である。 Furthermore, by mixing 13C glucose into the culture medium, the carbon at position 1 (see formula 100) can be modified with a stable isotope. 13C allows for MRI imaging, enabling detailed imaging of amyloid fibrils in the brain. Furthermore, since it is converted to BF2, it contains F in the skeleton. Therefore, nuclear magnetic resonance imaging using F is also possible.
このように、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、クルクミン誘導体からなり、赤外域での蛍光発光能を有するので、皮膚下数cmの存在を赤外線カメラなどで観察することができる。 As such, the amyloid fiber detection probe of the present invention is made of a curcumin derivative and has the ability to emit fluorescence in the infrared range, making it possible to observe its presence several centimeters beneath the skin using an infrared camera or similar device.
また、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、BF2化したために、骨格内にホウ素を含む。ホウ素クラスターが中性子線捕捉療法に使われるが、ホウ素クラスターをいかにして標的に届けるかが課題となっている。しかし、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、アミロイド線維に結合する上に、ホウ素を骨格中に有している。したがって、赤外域での蛍光発光によってアミロイド線維の位置を特定すると同時に中性子線照射の標的とすることができ、中性子線捕捉療法用組成物として用いることができる。 The amyloid fiber detection probe according to the present invention contains boron in the skeleton due to its conversion to BF2. Boron clusters are used in neutron capture therapy, but the challenge is how to deliver the boron clusters to the target. However, the amyloid fiber detection probe according to the present invention not only binds to amyloid fibers, but also has boron in the skeleton. Therefore, it is possible to identify the location of amyloid fibers by fluorescence emission in the infrared range and simultaneously target them for neutron irradiation, and it can be used as a composition for neutron capture therapy.
以下の手順でクルクミン類似体を産生および精製した。大腸菌BL21(DE3)にクルクミン合成経路の3つの酵素遺伝子4CL、DCS、CURS1をプラスミドで導入した。 Curcumin analogs were produced and purified using the following procedure. The genes encoding three enzymes in the curcumin synthesis pathway, 4CL, DCS, and CURS1, were introduced into Escherichia coli BL21(DE3) via plasmids.
TB培地で37℃で1晩振盪培養後、培養温度を27℃に下げイソプロピル-β-チオガラクトピラノシド(IPTG、終濃度1mM)を添加し、さらに1晩振盪培養した。10mg/mLになるようにDMSOに溶解した前駆物質を培地の1/1000量添加しさらに24時間培養した。菌体を遠心で回収し、PBS(-)で溶解後-30℃で保存した。培養上清は4℃で保存した。 After overnight shaking culture at 37°C in TB medium, the culture temperature was lowered to 27°C, isopropyl-β-thiogalactopyranoside (IPTG, final concentration 1 mM) was added, and shaking culture was continued overnight. A precursor dissolved in DMSO to a concentration of 10 mg/mL was added in an amount of 1/1000 of the medium, and cultured for an additional 24 hours. The cells were collected by centrifugation, dissolved in PBS (-), and stored at -30°C. The culture supernatant was stored at 4°C.
菌体から脂溶性代謝物をBligh&Dyer法で抽出後、吹付け乾燥した。メタノールで溶解しTLCでクルクミン類似体の存在を確認後シリカカラム(10mL)を用いて精製した。溶出フラクションを1mLずつ回収し、すみやかに乾燥した。メタノールで懸濁後、TLCによりクルクミン類似体の存在するフラクションを同定し回収した。この時点で吸光スペクトルおよび蛍光スペクトルを測定した。 Lipid-soluble metabolites were extracted from the fungal cells using the Bligh & Dyer method, then spray-dried. The metabolites were dissolved in methanol, and the presence of curcumin analogues was confirmed by TLC, after which they were purified using a silica column (10 mL). The eluted fractions were collected in 1 mL portions and promptly dried. After suspension in methanol, fractions containing curcumin analogues were identified and collected by TLC. At this point, the absorption and fluorescence spectra were measured.
培養上清に含まれる脂溶性物質をC18 sep-pakカラムを用いた固相抽出により溶出した後、吹付け乾燥し、メタノールで懸濁した。その後、菌体由来のクルクミン類似体同様シリカカラムで精製した。 Lipid-soluble substances contained in the culture supernatant were eluted by solid-phase extraction using a C18 Sep-Pak column, then spray-dried and suspended in methanol. They were then purified using a silica column, just like the curcumin analogues derived from the fungus cells.
用いた前駆物質を図2に示す。用いた前駆体物質は8つであり、前駆体物質-8、前駆体物質-13、前駆体物質-14、前駆体物質-15、前駆体物質-18、前駆体物質-22、前駆体物質ferulate、前駆体物質coumalateである。前駆体物質ferulateおよび前駆体物質coumalateはそれぞれヒドロキシメトキシフェニルプロピオン酸と、メトキシフェニルプロピオン酸である。これらを用いてクルクミン類似体を産生した。表1に使用した前駆物質(それぞれ第1前駆物質、第2前駆物質とした。)とクルクミン類似体のサンプル名およびサンプル番号を示す。 The precursors used are shown in Figure 2. Eight precursors were used: precursor-8, precursor-13, precursor-14, precursor-15, precursor-18, precursor-22, precursor ferulate, and precursor coumalate. The precursors ferulate and coumalate are hydroxymethoxyphenylpropionic acid and methoxyphenylpropionic acid, respectively. These were used to produce curcumin analogs. Table 1 shows the precursors used (referred to as the first and second precursors, respectively) and the sample names and sample numbers of the curcumin analogs.
なお、curu8およびcuru9は同一物質で産生日が異なるものである。また、curu14とcuru15は大腸菌の中(ppt)と外(上澄み中:sup)から得たものであって、同一物質であった。 Note that curu8 and curu9 are the same substance but were produced on different days. Furthermore, curu14 and curu15 were obtained from the inside (ppt) and outside (supernatant: sup) of E. coli, respectively, and are the same substance.
<クルクミン類似体のBF2修飾>
表1のクルクミン類似体をガラスバイアルに移し、スターラーバーを入れた後に完全に乾燥した後に密閉した。N2を充満したシリンジをバイアルに刺し、バイアル内の酸素、水蒸気をN2で置き換えた。前日よりモレキュラーシーブにより脱水したジクロロメタン(DCM)250μLをスターラーで撹拌しながらバイアルに注入しクルクミン類似体を完全に溶解した。DCMと1:1で混合した三ふっ化ほう素ジエチルエーテル錯体を250μLをスターラーで撹拌しながらゆっくりと加え室温で2時間以上放置した。
BF2 modification of curcumin analogues
The curcumin analogs listed in Table 1 were transferred to glass vials, and after inserting a stir bar, the vials were completely dried and then sealed. A syringe filled with N2 was inserted into the vials, and the oxygen and water vapor in the vials were replaced with N2. 250 μL of dichloromethane (DCM), which had been dehydrated using molecular sieves the previous day, was added to the vials while stirring with a stirrer to completely dissolve the curcumin analogs. 250 μL of a 1:1 mixture of boron trifluoride diethyl ether complex with DCM was slowly added while stirring with a stirrer, and the mixture was left at room temperature for at least 2 hours.
反応後乾燥およびジエチルエーテルによる洗浄を繰り返し、未反応の三ふっ化ほう素ジエチルエーテル錯体を取り除いた。完全に乾燥した後、メタノールで懸濁しPFTEフィルターでろ過後4℃で保存した。この時点で吸光スペクトルおよび蛍光スペクトルを測定した。BF2化したクルクミン類似体を表2に示す。また、それぞれの化合物の構造を図3から図5示す。また、化合物1~化合物15の構造はそれぞれ(1)式~(15)式で表されている。なお、化合物1はクルクミンそのものであり、(103)式と同じものである。 After the reaction, the mixture was repeatedly dried and washed with diethyl ether to remove unreacted boron trifluoride diethyl ether complex. After complete drying, the mixture was suspended in methanol, filtered through a PFTE filter, and stored at 4°C. The absorption and fluorescence spectra were measured at this stage. Table 2 shows the BF2-modified curcumin analogues. Figures 3 to 5 show the structures of each compound. The structures of compounds 1 to 15 are represented by formulas (1) to (15), respectively. Compound 1 is curcumin itself, and is the same as formula (103).
<発光特性>
BF2化されたクルクミン類似体はBF2化される前と比較して発光特性が変化する。特に赤外領域での発光が高くなる。図6には、化合物1(クルクミン)とcuru1(BF2化されるまえのクルクミン自体)の場合の発光特性を示す。図6(a)はcuru1、図6(b)は化合物1である。
<Light Emitting Characteristics>
The luminescence properties of the BF2-modified curcumin analogue change compared to before BF2 modification. The luminescence is particularly enhanced in the infrared region. Figure 6 shows the luminescence properties of compound 1 (curcumin) and curu1 (curcumin itself before BF2 modification). Figure 6(a) shows curu1, and Figure 6(b) shows compound 1.
それぞれのグラフを参照して、横軸は励起光波長(nm)であり、縦軸は発光強度(無単位)である。また、励起光波長毎に発光した蛍光の波長を棒グラフの上に縦の数字で示した。 Referring to each graph, the horizontal axis represents the excitation light wavelength (nm) and the vertical axis represents the emission intensity (unitless). The wavelength of the emitted fluorescence for each excitation light wavelength is shown as a vertical number above the bar graph.
波長635nmで励起した場合、BF2化していないcuru1はほとんど蛍光発光していないが、BF2化したクルクミン類似体である化合物1では、700nmという赤外領域で蛍光発光が確認された。これは他の化合物2乃至15においても同様に、赤外領域で蛍光発光を確認できた。 When excited at a wavelength of 635 nm, curu1 that is not BF2 fluoresces very little, but compound 1, a BF2 fluoresces in the infrared region at 700 nm. Fluorescence in the infrared region was also observed for the other compounds 2 to 15.
<アミロイド線維への結合>
アミロイドβの産生機構は以下のように考えられている。アミロイドβはアミロイド前駆タンパク質(APP)からプロテアーゼによって切断されることにより産生される。APPがαセクレターゼで切断されるとアミロイドβはつくられない。一方、βセクレターゼ(図左側→)で切断されるとその後γセクレターゼで切断され、アミロイドβが産生される。γセクレターゼの構成要素がプレセニリン(PS2)で、γセクレターゼ活性を調節している。
<Binding to amyloid fibrils>
The mechanism of amyloid beta production is thought to be as follows: Amyloid beta is produced by cleavage of amyloid precursor protein (APP) by protease. When APP is cleaved by alpha-secretase, amyloid beta is not produced. On the other hand, when APP is cleaved by beta-secretase (→ on the left side of the figure), it is then cleaved by gamma-secretase, producing amyloid beta. A component of gamma-secretase is presenilin (PS2), which regulates gamma-secretase activity.
今回家族性アルツハイマー病患者で見つかったAPPの変異体とPS2の変異体を細胞に共発現し、アミロイドβの産生を確認した。なお、APPを発現しないとアミロイドβは産生されなかったことを確認している。 In this study, the APP mutant and PS2 mutant found in patients with familial Alzheimer's disease were co-expressed in cells, and the production of amyloid beta was confirmed. It was also confirmed that amyloid beta was not produced without APP expression.
図7には、その例を示す。図7(a)は、APPの変異体とPS2の変異体を共発現させた細胞の抽出物を電気泳動し、抗アミロイドβ抗体(図中では「anti-Aβ」と記した。)で標識したものである。アミロイドβオリゴマーがおよそ40kDaあたりに確認された。 Figure 7 shows an example. Figure 7(a) shows electrophoresis of extracts from cells co-expressing mutant APP and mutant PS2, labeled with an anti-amyloid beta antibody (labeled "anti-Aβ" in the figure). Amyloid beta oligomers were confirmed at approximately 40 kDa.
細胞の抽出物に化合物10(hetero-13-14-BF2)を接触させ、SDS-PAGEした結果が図7(b)である。縦軸は質量(kDa)であり、横軸はサンプル種を示す。APP/PS2抽出物10μLに対して、化合物10をそれぞれ0,2、4、6、8μMの濃度で接触させたところ、電気泳動と同じ質量箇所に濃度依存的に発光が確認された。以上の事から、化合物10はアミロイドβに結合していることが確認できた。 Figure 7(b) shows the results of SDS-PAGE after contacting cell extract with compound 10 (hetero-13-14-BF2). The vertical axis indicates mass (kDa) and the horizontal axis indicates sample type. When compound 10 was contacted with 10 μL of APP/PS2 extract at concentrations of 0, 2, 4, 6, and 8 μM, concentration-dependent luminescence was observed at the same mass location as in electrophoresis. From the above, it was confirmed that compound 10 binds to amyloid β.
図8は、その他の化合物で同様の実験を行った結果を示す。SDS-PAGEの結果、化合物4、化合物5、化合物6、化合物10、化合物14、化合物15(なお、化合物14と化合物15は同一物質)は、アミロイドβに対して結合能を有することが認められた。 Figure 8 shows the results of similar experiments using other compounds. SDS-PAGE results indicated that Compounds 4, 5, 6, 10, 14, and 15 (note that Compounds 14 and 15 are the same substance) have the ability to bind to amyloid beta.
図9はパーキンソン病の原因と考えられているαシヌクレインアミロイド線維に対する各化合物の結合を見たNative-PAGEの結果である。これを見ると化合物3、化合物4、化合物7、化合物8、化合物9(なお、化合物8と化合物9は同一物質)がαシヌクレインアミロイド線維に対して結合しているのがわかる。 Figure 9 shows the results of Native-PAGE, which looked at the binding of each compound to α-synuclein amyloid fibrils, which are thought to be the cause of Parkinson's disease. It can be seen that Compound 3, Compound 4, Compound 7, Compound 8, and Compound 9 (note that Compound 8 and Compound 9 are the same substance) bind to α-synuclein amyloid fibrils.
本発明に係るアミロイド線維検出プローブは、アミロイド線維に特異的に結合し、体内で赤外光を発光するため、体外からそれを非侵襲で観測できるるので、アミロイド線維の検出に大いに有効である。また、本発明に係るアミロイド線維検出プローブは構造中に構造中に13C,Fで修飾することが出来、核磁気共鳴イメージング等での検出も可能である。さらに構造中にホウ素を有するので、中性子線捕捉療法用組成物としても利用することができ、中性子線でアミロイド線維を破壊できる可能性がある。 The amyloid fiber detection probe of the present invention specifically binds to amyloid fibers and emits infrared light inside the body, allowing non-invasive observation from outside the body, making it highly effective for detecting amyloid fibers. Furthermore, the amyloid fiber detection probe of the present invention can be modified with 13 C or F in its structure, enabling detection by nuclear magnetic resonance imaging, etc. Furthermore, since the probe contains boron in its structure, it can also be used as a composition for neutron capture therapy, potentially enabling destruction of amyloid fibers with neutron beams.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023079529A JP7713734B2 (en) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | Amyloid fibril detection probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023079529A JP7713734B2 (en) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | Amyloid fibril detection probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2024163697A JP2024163697A (en) | 2024-11-22 |
| JP7713734B2 true JP7713734B2 (en) | 2025-07-28 |
Family
ID=93523340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023079529A Active JP7713734B2 (en) | 2023-05-12 | 2023-05-12 | Amyloid fibril detection probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7713734B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017164172A1 (en) | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | Curcumin-boron complex and pharmaceutical containing same |
| JP2019536743A (en) | 2016-09-29 | 2019-12-19 | コリア アトミック エナジー リサーチ インスティテュートKoreaAtomic Energy Research Institute | Curcumin derivative, method for producing the same, and photoacoustic imaging agent for detecting beta-amyloid plaque containing the same |
| JP2020066619A (en) | 2018-04-04 | 2020-04-30 | 株式会社Cics | Compounds for boron neutron capture therapy for amyloid β disease |
-
2023
- 2023-05-12 JP JP2023079529A patent/JP7713734B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017164172A1 (en) | 2016-03-22 | 2017-09-28 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | Curcumin-boron complex and pharmaceutical containing same |
| JP2019536743A (en) | 2016-09-29 | 2019-12-19 | コリア アトミック エナジー リサーチ インスティテュートKoreaAtomic Energy Research Institute | Curcumin derivative, method for producing the same, and photoacoustic imaging agent for detecting beta-amyloid plaque containing the same |
| JP2020066619A (en) | 2018-04-04 | 2020-04-30 | 株式会社Cics | Compounds for boron neutron capture therapy for amyloid β disease |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Bioorganic Chemistry,2021年,115,105167 |
| Jounal of the American Chemical Society,2009年,131(42),15257-15261 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2024163697A (en) | 2024-11-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3789380B1 (en) | 2-amino-2-(1,2,3-triazole-4-yl)propane-1,3-diol derivative of novel compound for directly inhibiting asm activity, and use thereof | |
| JP4831421B2 (en) | Compositions and methods for non-invasive imaging of soluble β-amyloid | |
| CN101360731A (en) | Isotopically-labeled benzofuran compounds as imaging agents for amyloidogenic proteins | |
| JP2017532378A (en) | MRI imaging of amyloid plaques using liposomes | |
| EP2437792B1 (en) | Imaging of myelin basic protein | |
| US20140271474A1 (en) | Inhibitor probes for imaging sodium-glucose cotransporters in health and disease | |
| JP4954165B2 (en) | Compound, diagnostic agent, nuclear magnetic resonance analysis method, nuclear magnetic resonance imaging method, mass spectrometry method and mass spectrometry imaging method | |
| EP4430046A1 (en) | 4h-imidazo[1,5-b]pyrazole derivatives for diagnosis | |
| Kim et al. | Benzo [g] coumarin‐benzothiazole hybrid: A fluorescent probe for the detection of amyloid‐beta aggregates | |
| JP7713734B2 (en) | Amyloid fibril detection probe | |
| JP7036802B2 (en) | [18F] -labeled lactic acid derivative as PET radioactive tracer | |
| CN116262744A (en) | Small molecule probes for imaging α-synuclein aggregates | |
| JP6765518B2 (en) | Curcumin derivative, its production method, and a photoacoustic imaging agent for detecting beta-amyloid plaque containing it. | |
| CN111592482B (en) | A pH-reversible activated photothermal/photodynamic/fluorescence integrated probe molecule | |
| EP4332094A1 (en) | Compound, fluorochrome, kit, and cell detection method | |
| JP7655510B2 (en) | Novel compound, alpha-synuclein aggregate binding agent and use thereof | |
| TWI584819B (en) | 18f-glutathione conjugate as a pet tracer ?for imaging tumors or neurological disorders that overexpress l-pgds enzyme | |
| Kang et al. | A hybrid imaging platform (CT/PET/FMI) for evaluating tumor necrosis and apoptosis in real-time | |
| CA2791491A1 (en) | Radioactive iodine-labeled organic compound or salt thereof | |
| CN108290883B (en) | Azetidine derivatives for tau imaging | |
| KR102758973B1 (en) | Bifunctional linker comprising methallylsilane and preparing method thereof | |
| EP4692047A1 (en) | Compound, fluorescent dye, kit, cell detection method, and dyeing material | |
| Liu et al. | A multi-route chemiluminescent probe for real-time imaging of β-amyloid pathology in Alzheimer's disease | |
| WO2023176872A1 (en) | Pharmaceutical composition for radiotherapy, and method for treating solid cancer using same | |
| JP2023039287A (en) | Compound, composition, fluorescent dye, kit, and cell, tissue, or detection method of organ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240524 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250218 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250421 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250701 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250708 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7713734 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |