JP6937037B2 - Ｐｓｍａ標的化ｎｉｒ色素およびその使用 - Google Patents

Description

本特許出願は、２０１５年９月９日に出願された米国仮特許出願６２／２１６，１５７号に関連し、その優先利益を主張し、その内容は、本明細書に、その全体が本開示に対して参照により組み込まれる。

本開示は、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を標的とする近赤外線（ＮＩＲ）色素およびこれらの治療的使用および診断的使用のための方法に関する。より具体的には、本開示は、前立腺がんおよび関連する疾患などの、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を発現する細胞の診断および外科切除（画像誘導手術）のための化合物および方法を提供する。本開示は、化合物を作製および使用するための方法および組成物、化合物を組み込む方法、ならびに化合物を組み込んでいるキットについてさらに記載している。

前立腺は、膀胱の下の骨盤内に見出される雄の生殖器官の１つである。これは、繁殖中に膣内に導入される精子の生存のために極めて重要である栄養素および流体を提供する精液を生成および保存するために機能する。多くの他の組織のように、前立腺はまた、悪性（がん性）または良性の（非がん性）腫瘍を発症する傾向がある。Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｃａｎｃｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙは、２００５年には、２３０，０００人超の男性が前立腺がんと診断され、３０，０００人超の男性がこの疾患で死亡することを予測した。実際に、前立腺がんは西洋社会において最も一般的な男性のがんの１つであり、アメリカ人男性の中で第２の主要な悪性腫瘍の形態である。前立腺がんに対する現在の処置方法として、ホルモン療法、放射線療法、手術、化学療法、光線力学的療法、および併用療法が挙げられる。処置の選択は、がんの段階に応じて一般的に変動する。しかし、これらの処置の多くが、患者、特に前立腺がんと診断された、５０才を超える男性の生活の質に影響を与える。例えば、ホルモン薬物の使用は、多くの場合、骨粗鬆症および肝臓損傷などの副作用を伴う。このような副作用は、病態の原因となっている組織に対してより選択的または特異的であり、骨または肝臓などの非標的組織を回避する処置の使用により緩和し得る。本明細書に記載されているように、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）は、このような選択的または特異的な処置に対する標的を意味する。

悪性疾患の外科切除は、がんに対する第１次処置のために最も一般的で、有効な治療的介入の１つを構成する。すべての検出可能な悪性病変の切除は、すべてのがん患者の約５０％において疾患の検出可能な再発を生じず、推定寿命を延ばし、またはがんの再発が見られる患者に対して罹患率を減少させることができる。驚くことではないが、より定量的な腫瘍縮小を達成するための手術法は現在、より重大な審査を受けている。

すべての検出可能な悪性病変の切除は、すべてのがん患者の約５０％において疾患の検出可能な再発を生じず、がんの再発が見られる患者に対して推定寿命を延ばすか、または罹患率を減少させることができる。悪性病変の全体切除の重要性を考慮すると、悪性病変が正確におよび完全に識別されることを確実にすることが有益である。手術中の悪性組織の識別は現在３つの方法により達成される。最初に、多くの腫瘤および小節は、異常な色、質感、および／または形態に基づき目視により検出することができる。したがって、腫瘤は、変化に富んだ色を示し、境界が不規則で非対称的に見え、または健康な器官の輪郭から突き出ていることもある。悪性の塊はまた、可塑性、弾性または固体性における隣接する健康な組織との差異により触覚で認識することもできる。最後に、いくつかのがん病巣は、原発性腫瘍から排出リンパ節に受動的に流動する蛍光色素を使用して、術中に位置付けることができる。この後者の方法論では、蛍光（センチネル）リンパ節は、目視により特定し、切除し、試験して、がん細胞がこれらのリンパ節に転移したかどうか判定することができる。

ＰＳＭＡは、主として、前立腺がん細胞上でのそのより高いレベルの発現により命名されている。しかし、前立腺がん細胞上のその特定の機能は未解決のままである。ＰＳＭＡは、ヒトの身体の他の器官、例えば、腎臓、近位小腸、および唾液腺などと比較した場合、悪性の前立腺組織内に過剰発現する。ＰＳＭＡはまた、大部分の固形腫瘍の血管新生に発現する。ＰＳＭＡは脳内に発現するが、その発現は最小であり、ＰＳＭＡの大部分のリガンドは極性であり、血液脳関門を貫通することができない。ＰＳＭＡは、−１１０ｋＤの分子量を有する、ＩＩ型細胞表面膜結合糖タンパク質であり、細胞内セグメント（アミノ酸１〜１８）、膜貫通ドメイン（アミノ酸１９〜４３）、および大規模な細胞外ドメイン（アミノ酸４４〜７５０）を含む。細胞内セグメントおよび膜貫通ドメインの機能はわずかであると現在考えられているが、細胞外ドメインはいくつかの明確な活性に関与している。ＰＳＭＡは、中枢神経系においてある役割を果たし、この中枢神経系において、ＰＳＭＡは、Ｎ−アセチル−アスパルチルグルタメート（ＮＡＡＧ）を代謝して、グルタミン酸およびＮ−アセチルアスパラギン酸にする。したがって、ＰＳＭＡはまた、時には、Ｎ−アセチルアルファ連結している酸性ジペプチダーゼ（ＮＡＡＬＡＤａｓｅ）と呼ばれる。ＰＳＭＡはまた、時には近位小腸におけるその役割により葉酸ヒドロラーゼＩ（ＦＯＬＨ Ｉ）またはグルタメートカルボキシペプチダーゼ（ＧＣＰ ＩＩ）とも呼ばれ、近位小腸で、ＰＳＭＡは、ポリ−ｙ−グルタメート葉酸からγ−連結グルタメートを除去し、ペプチドおよび小分子からａ−連結グルタメートを除去する。

ＰＳＭＡはまた、ヒトトランスフェリン受容体（ＴｆＲ）と類似点を共有するが、これは、ＰＳＭＡとＴｆＲの両方がＩＩ型糖タンパク質であるためである。より具体的には、ＰＳＭＡは、ＴｆＲ１およびＴｆＲ２に対してそれぞれ５４％および６０％相同性を示す。しかし、ＴｆＲは鎖間のスルフヒドリル連結の形成により二量体形態のみで存在するが、ＰＳＭＡは、ダイマー形態またはモノマー形態のいずれかで存在することができる。

多くの他の膜結合タンパク質とは異なり、ＰＳＭＡでは、ビタミン受容体のような細胞表面結合受容体と同様の方式での細胞への急速な内在化が生じる。ＰＳＭＡは、クラスリン−コーティングしたピットを介して内在化し、続いて細胞表面へと再循環されるか、またはリソソームへと進むことができる。ダイマーおよびモノマー形態のＰＳＭＡは、相互転換性であることが示唆されているが、ただし、相互変換の直接的証拠は議論されている。それでもなお、ＰＳＭＡのダイマーのみが酵素活性を保有し、モノマーは保有しない。

前立腺がん細胞の細胞表面上のＰＳＭＡの役割は未知のままであるが、ＰＳＭＡは、診断用薬剤、造影剤、および治療剤を含む生物活性物質のこのような前立腺がん細胞への選択的および／または特異的な送達に対する実行可能な標的を意味していることが認識されている。

ＰＲＯＳＴＡＳＣＩＮＴ（登録商標）スキャンとして公知の、抗ＰＳＭＡモノクローナル抗体（ｍＡｂ）７Ｅ１１の放射免疫コンジュゲートは、前立腺がん転移および再発を診断するために現在使用されている。しかし、この薬剤は、解釈が困難な画像を生成する傾向にある（Ｌａｎｇｅ， Ｐ．Ｈ．、ＰＲＯＳＴＡＳＣＩＮＴ ｓｃａｎ ｆｏｒ ｓｔａｇｉｎｇ ｐｒｏｓｔａｔｅ ｃａｎｃｅｒ．、Ｕｒｏｌｏｇｙ２００１年、５７巻、４０２〜４０６頁；Ｈａｓｅｍａｎ， Ｍ．Ｋ．ら、Ｃａｎｃｅｒ Ｂｉｏｔｈｅｒ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍ２０００年、１５巻、１３１〜１４０頁；Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ， Ｓ．Ａ．ら、Ｔｅｃｈ Ｕｒｏｌ２００１年、７巻、２７〜３７頁）。これは、壊死性前立腺がん細胞においてＰＳＭＡの細胞内エピトープに結合する。より最近になって、ＰＳＭＡの細胞外ドメインと結合し、放射標識され、動物のＰＳＭＡ陽性前立腺腫瘍モデルにおいて蓄積することが示されているモノクローナル抗体が開発されている。しかし、モノクローナル抗体を使用した診断および腫瘍検出は、これらのサイズが大きく（１５０，０００Ｄａ）、非標的組織からの遅いクリアランスによる浸透率の低さで限定される。さらに、画像化または治療用のいずれか目的のための、放射性造影剤または光学的造影剤の選択的標的化は、これらの長い半減期（約３０日）により困難である。特に、患者は、より長い日数病院に滞在し、医療費に対してより多くのお金を費やさなければならない。

蛍光誘導による手術に対する２つの有望な手法は現在、臨床における使用のための集中調査を受けている。１つの方法では、付加しているクエンチャーへのその近接性により、定常状態で最小限に蛍光性がある、活性化可能なＮＩＲ蛍光のプローブは、悪性組織におけるクエンチャーの放出により高度に蛍光性となる。最も一般的に使用される放出機序の１つは、腫瘍を豊富に含むプロテアーゼ（すなわちカテプシン、カスパーゼおよびマトリックスメタロプロテイナーゼ）により特異的に開裂され得る色素とクエンチャーとの間のペプチド配列の組込みを含む。この戦略の主要な利点は、活性化酵素が欠乏する組織には蛍光が存在しないことにあり、これによって、組織が開裂酵素を偶発的に発現しない限り、これらは、排出経路（例えば、腎臓、膀胱、肝臓）に沿って非蛍光のままである。このような腫瘍活性化したＮＩＲ色素はまた、悪性の病変が開裂プロテアーゼを豊富に含み、放出された色素が腫瘍中に保持される限り、腫瘤中で実質的な蛍光を生成することができる。この方法論の主要な欠点は、関連するヒドロラーゼの多くが弱い腫瘍特異性を有することから生じる（ヒドロラーゼの大部分はまた、天然のリモデリングを受けているまたは炎症を経験している健康な組織においても発現する）。さらに、所望のプロテアーゼの存在度は、腫瘤の間で異なる可能性があり、一部の悪性病変では蛍光の活性化は遅いか、または活性化せず、その他の悪性病変では蛍光が急速に生じる。ほとんどの場合、これらの活性化可能なペプチドは、ペプチド結合を介して連結している２０種超のアミノ酸を含有し、これは、より高い分子量、より長いリードタイム（２４時間）、循環中のペプチダーゼによるペプチド結合の開裂、高い偽陽性結果および非常に高い製造コストをもたらす可能性がある。

活性化可能な色素が使用する他の放出機序は、循環中と、腫瘍内とのｐＨの差異またはレドックス電位における変化である。

第２に、蛍光色素は、リガンドの受容体を過剰発現するがん内に、付加した色素を蓄積させる腫瘍特異的な標的化リガンドに対するコンジュゲートである。ＰＳＭＡを標的とする抗体−ＮＩＲ色素コンジュゲートは、がんの蛍光誘導による手術に対する臨床治験にまだ入っていないが、いくつかのタイプのＮＩＲ色素は、臨床用に開発することを目的として、Ｈｅｒ−２などのモノクローナル抗体にコンジュゲートされている。残念なことに、これらの色素の大部分は、タンパク質中のリシンまたはシステイン残基のいずれかを使用して、アミド、ジスルフィド、またはマレイミド化学反応を介して非特異的に抗体にテザーされて、可変の親和性、有効性、ＰＫおよび安全性プロファイルをもたらす不均質な化学的実体をもたらす。さらに、マレイミドおよびジスルフィド結合は、循環において不安定であることが公知である（半減期が≦２時間である）。他方では、正確な構造的定義の欠如は、生成プロセスおよび安全性に関連する難題により、これらのコンジュゲートの臨床使用への進展を制限する可能性がある。さらに、これらの抗体の生成は、小さな分子のリガンドと比較した場合非常に高価である。対照的に、小分子リガンド（Ｍｒ＞０．５Ｄａ）は、固形腫瘍に急速に浸透でき、＜２時間でＰＳＭＡ陰性の組織から排除され、高い腫瘍対バックグラウンド比、合成の容易さ、ならびに合成および貯蔵中の安定性を示す。

これらの小さな分子のリガンドが有するすべての利点にもかかわらず、小分子の特性を維持または増強するＮＩＲ色素の開発は困難である。最近、様々な低分子量のＰＳＭＡ阻害剤が、可視光波長色素（４００〜６００ｎｍ）例えば、フルオレセインおよびローダミンなどにコンジュゲートされ、動物モデルにおいて［Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｗａｎｇ Ｋ、Ｓａｎｔｈａｐｕｒａｍ ＨＫ、Ｌｏｗ ＰＳ． Ｍｏｌ Ｐｈａｒｍ．２００９年５−６月；６巻（３号）：７８０〜９頁］または培養中の細胞において［Ｌｉｕ Ｔ、Ｎｅｄｒｏｗ−Ｂｙｅｒｓ ＪＲ、Ｈｏｐｋｉｎｓ ＭＲ、Ｂｅｒｋｍａｎ ＣＥ、Ｂｉｏｏｒｇ Ｍｅｄ Ｃｈｅｍ Ｌｅｔｔ．２０１１年１２月１日；２１巻（２３号）］またはヒト血液試料において（Ｈｅ Ｗ、Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｋａｌｌｉ ＫＲ、Ｐｒｅｎｄｅｒｇａｓｔ ＦＧ、Ａｍａｔｏ ＲＪ、Ｋｌｅｅ ＧＧ、Ｈａｒｔｍａｎｎ ＬＣ、Ｌｏｗ ＰＳ． Ｉｎｔ Ｊ Ｃａｎｃｅｒ．２００８年１０月１５日；１２３巻（８号）：１９６８〜７３頁）試験されてきた。

可視光波長色素は、組織中のコラーゲンの存在により、これらの色素が比較的高レベルの非特異性バックグラウンド光を伴うため、手術中の画像誘導手術に対して最適ではない。したがって、これらの従来の化合物から得られるシグナル対ノイズ比は低い。さらに、生物発色団、特にヘモグロビンによる可視光の吸収は、浸透深さを数ミリメートルに制限している。したがって、数ミリメートルより深く組織中に埋め込まれた腫瘍は典型的に検出されないままである。さらにフルオレセインのイオン化平衡度（ｐＫａ＝６．４）は、５〜９の範囲にわたりｐＨ依存性の吸収および発光をもたらす。したがって、フルオレセインベースの色素の蛍光は低ｐＨ（ｐＨ５未満）でクエンチされる。

したがって、ＰＳＭＡを標的とする小分子リガンドにコンジュゲートしたＮＩＲ色素［（ａ）Ｈｕｍｂｌｅｔ Ｖ、Ｌａｐｉｄｕｓ Ｒ、Ｗｉｌｌｉａｍｓ ＬＲ、Ｔｓｕｋａｍｏｔｏ Ｔ、Ｒｏｊａｓ Ｃ、Ｍａｊｅｒ Ｐ、Ｈｉｎ Ｂ、Ｏｈｎｉｓｈｉ Ｓ、Ｄｅ Ｇｒａｎｄ ＡＭ、Ｚａｈｅｅｒ Ａ、Ｒｅｎｚｅ ＪＴ、Ｎａｋａｙａｍａ Ａ、Ｓｌｕｓｈｅｒ ＢＳ、Ｆｒａｎｇｉｏｎｉ ＪＶ．、Ｍｏｌ Ｉｍａｇｉｎｇ．２００５年１０−１２月；４巻（４号）：４４８〜６２頁；（ｂ）Ｔｈｏｍａｓ Ｍ、Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｑｉ Ｌ、Ｋｌｅｉｎｄｌ Ｐ、Ｌｅａｍｏｎ ＣＰ、Ｈａｎｓｅｎ ＭＪ、Ｌｏｗ ＰＳ．；（ｃ）Ｃｈｅｎ Ｙ、Ｄｈａｒａ Ｓ、Ｂａｎｅｒｊｅｅ ＳＲ、Ｂｙｕｎ Ｙ、Ｐｕｌｌａｍｂｈａｔｌａ Ｍ、Ｍｅａｓｅ ＲＣ、Ｐｏｍｐｅｒ ＭＧ．、Ｂｉｏｃｈｅｍ Ｂｉｏｐｈｙｓ Ｒｅｓ Ｃｏｍｍｕｎ．２００９年１２月１８日；３９０巻（３号）：６２４〜９頁；（ｄ）Ｎａｋａｊｉｍａ Ｔ、Ｍｉｔｓｕｎａｇａ Ｍ、Ｂａｎｄｅｒ ＮＨ、Ｈｅｓｔｏｎ ＷＤ、Ｃｈｏｙｋｅ ＰＬ、Ｋｏｂａｙａｓｈｉ Ｈ．、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．２０１１年、８月１７日；２２巻（８号）：１７００〜５頁；（ｅ）Ｃｈｅｎ Ｙ、Ｐｕｌｌａｍｂｈａｔｌａ Ｍ、Ｂａｎｅｒｊｅｅ ＳＲ、Ｂｙｕｎ Ｙ、Ｓｔａｔｈｉｓ Ｍ、Ｒｏｊａｓ Ｃ、Ｓｌｕｓｈｅｒ ＢＳ、Ｍｅａｓｅ ＲＣ、Ｐｏｍｐｅｒ ＭＧ．、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．２０１２年１２月１９日；２３巻（１２号）：２３７７〜８５頁；（ｆ）Ｌａｙｄｎｅｒ Ｈ、Ｈｕａｎｇ ＳＳ、Ｈｅｓｔｏｎ ＷＤ、Ａｕｔｏｒｉｎｏ Ｒ、Ｗａｎｇ Ｘ、Ｈａｒｓｃｈ ＫＭ、Ｍａｇｉ−Ｇａｌｌｕｚｚｉ Ｃ、Ｉｓａｃ Ｗ、Ｋｈａｎｎａ Ｒ、Ｈｕ Ｂ、Ｅｓｃｏｂａｒ Ｐ、Ｃｈａｌｉｋｏｎｄａ Ｓ、Ｒａｏ ＰＫ、Ｈａｂｅｒ ＧＰ、Ｋａｏｕｋ ＪＨ、Ｓｔｅｉｎ ＲＪ．、Ｕｒｏｌｏｇｙ．２０１３年２月；８１巻（２号）：４５１〜６頁；（ｇ）Ｋｅｌｄｅｒｈｏｕｓｅ ＬＥ、Ｃｈｅｌｖａｍ Ｖ、Ｗａｙｕａ Ｃ、Ｍａｈａｌｉｎｇａｍ Ｓ、Ｐｏｈ Ｓ、Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｌｏｗ ＰＳ．、Ｂｉｏｃｏｎｊｕｇ Ｃｈｅｍ．２０１３年６月１９日；２４巻（６号）：１０７５〜８０頁］が、前立腺がんのネズミモデルにおいて造影剤として試験されてきた。

これらのＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素は、培養中の前立腺がん細胞のいくつかの標識を示したが、これらはＰＳＭＡを発現する前立腺腫瘍異種移植片の動物モデルにおいて非常に弱い蛍光を有した。例えば、Ｈｕｍｂｌｅｔらにより記載されている分子は、腫瘍異種移植片モデルにおいて、非常に低い腫瘍蓄積および蛍光（ｆｌｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）を示した。それはリガンドとＮＩＲ色素との間の適正なスペーサーの欠如に起因する可能性があり、それがＰＳＭＡ中の結合ポケットへのリガンドの結合を束縛した可能性がある。他方では、リンベースのリガンドは、ＤＵＰＡと比較した場合、ＰＳＭＡに対する親和性が低い。さらに、リンベースのリガンドは合成するのが困難であり、多くのステップを含み、製造するのにお金がかかる。

Ｃｈｅｎらにおいて報告された、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ薬剤は、腫瘍に到達するのに２０時間超かかり、非標的組織から排除するのに７２時間かかっている。またとりわけ、このＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素は、非常にゆっくりとした皮膚クリアランスを有する。Ｃｈｅｎらが使用した形質移入した細胞中のＰＳＭＡの結合エピトープは人工であることができ、それはＰＳＭＡ形質移入した前立腺がん細胞腫瘍中で非常に低い取り込みおよび低い蛍光を有した。さらに、すべての他の組織においてこの分子の実質的な非特異的取り込みがあり、ＰＳＭＡ陰性の細胞内に蓄積および蛍光があり、Ｃｈｅｎらにより報告されたＮＩＲコンジュゲートの非特異性および非標的性の性質を示している。

ＣｈｅｎらおよびＬａｙｄｎｅｒらはまた、ＩＲ８００ＣＷ（ＮＩＲ色素）に小分子リガンドをコンジュゲートした。ＩＲ８００ＣＷは、ｎ−ヒドロキシスクシンイミドエステル（ＮＨＳ）を有する活性化カルボン酸を有する非対称的な色素である。この色素は、合成するのに極めて高い費用がかかり、市販の供給元から購入するとさらにより高い分子である（１ｇが＄６０，０００超）。ＩＲ８００ＣＷはまた、２つの理由により合成中に安定していないという欠点がある：（ａ）ＮＨＳエステルの加水分解、（ｂ）ビニルエーテルの加水分解。合成中にＩＲ８００ＣＷコンジュゲートの安定性が欠如していることにより、６０％超の所望しない副生成物が形成される。これは、より高い生産コストへの経路を示す複雑な精製技術、臨床的翻訳のためのより長い待機期間を必要とし、外科医および患者は、薬物を入手できないことになる。

Ｌａｙｄｎｅｒらは、長いペプチド空間（６つのアミノ酸）およびＮＨＳおよびマレイミドを有する二官能性リンカーを介してＰＳＭＡリガンドをＩＲ８００ＣＷにコンジュゲートした。ＩＲ８００ＣＷにより引き起こされるすべての欠点に加えて、このＰＳＭＡを標的とするＩＲ８００ＣＷコンジュゲートは、５段階での合成を必要とする、複数のステップでの複雑な合成スキームを有する（リガンドの合成、マレイミド官能基を介したリガンドの二官能性リンカーへのコンジュゲーション、ペプチドリンカーの合成、ペプチドリンカーのＩＲ８００ＣＷへのコンジュゲーション、アミド結合を介したペプチドリンカー−ＩＲ８００ＣＷのリガンド−二官能性リンカーへのコンジュゲーション）。したがって、製造コストが、臨床的目的のためのこの分子の有効な生産を妨害する。これらの分子に対する合成スキームは、分子内に複数のキラル中心があることからさらに複雑となる。しかし、ペプチドスペーサーは、複数のキラル中心（立体異性体）を保有し、ＦＤＡクリアランスに対するすべての立体異性体の生産および評価の必要性が典型的に生じる。例えば、３つのアミノ酸（すなわち３つのキラル中心）のみを保有するペプチドスペーサーであれば、これらの不均質な混合物は、異なる親和性、有効性、ＰＫおよび安全性プロファイルをもたらす可能性があるので、８つの異なる薬物製品に対する毒性プロファイルが必要となる。

Ｌａｙｄｎｅｒらが使用した小分子リガンドはＧｌｕＮＨＣＯＮＨＣｙｓ−ＳＨである。Ｃｙｓ中の遊離チオール部分は、酸化する傾向にあり、したがって分子はアルゴンまたは窒素環境下で取り扱わなければならず、不安定である分子が一般的に生じる。ＧｌｕＮＨＣＯＮＨＣｙｓ−ＳＨリガンドは、マレイミド反応を介して二官能性リンカーにコンジュゲートしている。チオールとマレイミドとの間の反応は可逆的であり、５０％の罹患生成物を生成したことが十分に報告されている。さらに、マレイミド結合は、ヒト体内の循環において安定しておらず、したがってマレイミド結合の使用は、その非特異的取り込みをもたらす、非標的色素の放出の危険性がある。

Ｋｅｌｄｅｒｈｏｕｓｅらは、マレイミド基を介して、ＤＵＰＡ−リンカー−ＣｙｓをＡｌｅｘａ ｆｌｏｕｒ ６４７に、およびＤｙｌｉｇｈｔ ７５０をＤＵＰＡにコンジュゲートした。この場合も同様に、これらの分子はマレイミドに関連するすべての欠点を有する。さらに、これらの低い波長ＮＩＲ色素は、市販されているものの非常に高価である。分子が実験用の転移性マウスモデルで試験されている間、画像は決定的ではなかった。

Ｌｉｕらはまた、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素について報告し、いくつかのｉｎ ｖｉｔｒｏデータを報告したが、動物データは報告されなかった。リガンドとＮＩＲ色素との間の適正なスペーサーの欠如が、ｉｎ ｖｉｖｏデータがない原因であり得る。さらに、この色素は他の報告された化合物のように多くの弱点を有する。これはリンベースのリガンドおよび非対称的な色素である。よって、リンベースのリガンドならびに非対称的なＮＩＲ色素の両方について記載された欠点を有する。

Ｎａｋａｊｉｍａらは、ＩＣＧにコンジュゲートした抗ＰＳＭＡ抗体（Ｊ５９１）について報告した。残念なことに、この化合物は、肝臓などの他の健康な組織から排除するのに７２時間かかった。加えて、化合物は、６日間循環内に留まり、これは、ヒト体内において３０日超にわたり体内に留まることを示している。さらに、ＩＣＧは、タンパク質中のいずれかのリシン残基を使用して、アミドを介してＪ５９１に非特異的にテザーされて、可変の親和性、有効性、ＰＫおよび安全性プロファイルをもたらす不均質な化学物質をもたらした。正確な構造的定義の欠如は、生産プロセスおよび安全性に関連する難題により、これらのコンジュゲートの臨床使用への進展を制限する可能性がある。
報告されたＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素のより高い非特異性および皮膚からの遅いクリアランスは、これらの化合物の弱い薬物動態学的（ＰＫ）特性が原因であり得る。

Ｌａｎｇｅ， Ｐ．Ｈ．、ＰＲＯＳＴＡＳＣＩＮＴ ｓｃａｎ ｆｏｒ ｓｔａｇｉｎｇ ｐｒｏｓｔａｔｅ ｃａｎｃｅｒ．、Ｕｒｏｌｏｇｙ２００１年、５７巻、４０２〜４０６頁 Ｈａｓｅｍａｎ， Ｍ．Ｋ．ら、Ｃａｎｃｅｒ Ｂｉｏｔｈｅｒ Ｒａｄｉｏｐｈａｒｍ２０００年、１５巻、１３１〜１４０頁；Ｒｏｓｅｎｔｈａｌ， Ｓ．Ａ．ら、Ｔｅｃｈ Ｕｒｏｌ２００１年、７巻、２７〜３７頁 Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｗａｎｇ Ｋ、Ｓａｎｔｈａｐｕｒａｍ ＨＫ、Ｌｏｗ ＰＳ． Ｍｏｌ Ｐｈａｒｍ．２００９年５−６月；６巻（３号）：７８０〜９頁 Ｌｉｕ Ｔ、Ｎｅｄｒｏｗ−Ｂｙｅｒｓ ＪＲ、Ｈｏｐｋｉｎｓ ＭＲ、Ｂｅｒｋｍａｎ ＣＥ、Ｂｉｏｏｒｇ Ｍｅｄ Ｃｈｅｍ Ｌｅｔｔ．２０１１年１２月１日；２１巻（２３号） Ｈｅ Ｗ、Ｋｕｌａｒａｔｎｅ ＳＡ、Ｋａｌｌｉ ＫＲ、Ｐｒｅｎｄｅｒｇａｓｔ ＦＧ、Ａｍａｔｏ ＲＪ、Ｋｌｅｅ ＧＧ、Ｈａｒｔｍａｎｎ ＬＣ、Ｌｏｗ ＰＳ． Ｉｎｔ Ｊ Ｃａｎｃｅｒ．２００８年１０月１５日；１２３巻（８号）：１９６８〜７３頁

したがって、ｉｎ ｖｉｖｏでの組織画像化での使用および画像誘導手術での使用のための、より高い安定性、より良いＰＫ特性、より高い溶解度、急速な腫瘍蓄積、高い蛍光性、急速な皮膚クリアランス、およびより高い腫瘍対バックグラウンド比（ＴＢＲ）を有する、ＰＳＭＡを発現するがん細胞または罹患組織の血管新生を特異的に標的とするために使用することができる色素物質に対する必要性が依然として存在する。

本開示は、化合物の臨床的特性（例えば安定性、ＰＫ特性、溶解度、急速な腫瘍蓄積、より高い蛍光性、急速な皮膚クリアランス、およびより高い腫瘍対バックグラウンド比）を改善するために異なるリンカーを介してＮＩＲ色素に連結している、ＰＳＭＡを標的とするリガンドを提供する。本開示は、画像誘導手術における化合物の使用およびこれを合成するための方法を提供する。本開示は、正電荷をリンカーに加えるか、または色素分子において負電荷の数を減らすことによって、リガンド−リンカー−ＮＩＲ色素コンジュゲートの全電荷の変動をさらに提供する。本開示はまた、ＮＩＲコンジュゲートのｉｎ ｖｉｖｏでの親和性およびＰＫ特性を改善するために新規のより高い親和性リガンドを提供する。本開示はまた、これらに限定されないが前立腺がんを含む、ＰＳＭＡを発現する腫瘍の標的画像化における使用のための化合物、ならびに、例えば、ＰＳＭＡ陽性組織および腫瘍を含む画像化および手術における使用の方法を提供する。

ある特定の実施形態では、本発明の化合物は、形態：Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ
（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする分子であり、
Ｘはスペーサーであり、
Ｙはアミノ酸スペーサーであり、
ＺはＮＩＲ色素である）を有する。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする分子は、小分子、リガンド、阻害剤、アゴニストまたはその誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物はリガンドである。一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物はＤＵＰＡである。他の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物は、ＰＳＭＡを結合する小分子である。

一部の実施形態では、Ｘは疎水性スペーサーである。一部の実施形態では、Ｘは、８アミノオクトン酸（ＥＡＯＡ）、７原子の鎖、７原子の長さのスペーサー、７〜２４原子の長さの鎖；２つのアリールまたはアリールアルキル基を含むペプチド（これらのそれぞれは置換されていてもよく、一方のアリールまたはアリールアルキル基は、約７〜約１１個、または約７〜約１４原子であり、他方のアリールまたはアリールアルキル基は、約１０〜約１４個、または約１０〜約１７原子である）からなる群から選択される。別の実施形態では、スペーサーは、約１〜約３０原子、または約２〜約２０原子を含む。一部の実施形態では、スペーサーは７原子の長さである。一部の実施形態では、スペーサーはＥＡＯＡを含む。一部の実施形態では、スペーサーは可変的に荷電している。一部の実施形態では、Ｘは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｘは負電荷を有する。

一部の実施形態では、Ｙは、酸性（負に荷電した）アミノ酸、例えば、アスパラギン酸およびグルタミン酸、ならびにその誘導体など；塩基性（正に荷電した）アミノ酸、例えば、アルギニン、ヒスチジン、およびリシン、ならびにその誘導体など；中性極性アミノ酸、例えば、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、およびグルタミン、ならびにその誘導体など；中性の非極性（疎水性）アミノ酸、例えば、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、およびメチオニン、ならびにその誘導体などからなる群から選択される。一部の実施形態では、Ｙは芳香族アミノ酸およびその誘導体である。一部の実施形態では、Ｙは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｙは負電荷を有する。

一部の実施形態では、Ｚは、これらに限定されないが、ＬＳ２８８、ＩＲ８００、ＳＰ０５４、Ｓ０１２１、ＫＯＤＡＫ、Ｓ２０７６、Ｓ０４５６および／または：

からなる群から選択される色素を含む、近赤外線色素からなる群から選択される。

ある特定の実施形態では、Ｚは可変的に荷電している。一部の実施形態では、Ｚは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｚは負電荷を有する。

ある特定の実施形態では、本発明の化合物は、式：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ

（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、硫黄を含有する側鎖基を有するアミノ酸スペーサーであり、ＺはＮＩＲ色素である）を有する。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはシステインである。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはメチオニンである。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはチオフェノール部分を含有する分子である。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ

（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、カルコゲンを含有する側鎖基を有するアミノ酸スペーサーであり、ＺはＮＩＲ色素である）を有する。

一部の実施形態では、本発明は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ
の化合物（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、チロシン、システイン、リシン、またはその誘導体からなる群から選択されるアミノ酸であり、ＺはＮＩＲ色素である）を提供する。一部の実施形態では、Ｙはチロシンまたはチロシン誘導体を含む。一部の実施形態では、Ｙはチロシンを含み、炭素同位体はチロシンの芳香環上にある。一部の実施形態では、Ｙは、水素同位体を有する芳香環を有するアミノ酸を含む。一部の実施形態では、本発明は、化合物Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ（式中、ＢはＤＵＰＡまたはその誘導体を含み、ＸはＥＡＯＡを含み、Ｙはチロシンを含み、ＺはＳ０４５６を含む）を含む。

本発明はまた、構造式：

を有する化合物または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体に関する（式中、
Ｒ_１は、水素またはＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_２は、水素、ＣＨ_３、Ｃ_３Ｈ_６ＳＯ_３ ⁻、Ｃ_３Ｈ_６ＳＯ_３ＨもしくはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ＨもしくはＣ_３Ｈ_６Ｎ^＋（ＣＨ_３）_３を表し、
Ｒ_３、およびＲ_５は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を表し、
Ｒ_４は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ_６は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ_７は、任意選択であり、存在する場合、スペクトル特性を促進する、例えば、輝度およびビニルエーテル架橋の安定性を増加するための芳香族置換基を表し、
Ｒ_８は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓまたはその誘導体など、カチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、またはその誘導体など、アニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕまたはそれらの誘導体など、芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸またはその誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ_９は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、カチオン性リンカー、もしくはその誘導体を表し、
Ｒ_１０は、ＣＯ_２Ｈ、ＰＯ_３Ｈ_２、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１１は、ＣＯ_２Ｈ、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１２は、水素、メチル基、ＣＨ_２を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ_２をそれぞれ表してもよい）。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する。一部の実施形態では、本発明の化合物は、約６００ｎｍ〜８００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている。一部の実施形態では、本発明の化合物は、化合物を近赤外線波長の励起光に曝すことによって蛍光を発するように作られている。一部の実施形態では、本発明の化合物は、ＤＵＰＡの結合親和性と同様である、ＰＳＭＡに対する結合親和性を有する。一部の実施形態では本発明の化合物は、腫瘍細胞への標的化に対して高度に選択的である。特に好ましい実施形態では、本発明の化合物は、前立腺がん細胞を標的とする。

ある特定の実施形態では本発明の化合物は、それを必要とする対象に投与され、一部の実施形態では、投与される組成物は、化合物に加えて、薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含む。

本発明の一部の実施形態は、ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）生物学的組織を、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を含む組成物と接触させるステップと、
（ｂ）組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）化合物により吸収可能な波長の励起光を、組織に照射するステップと、
（ｄ）化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法を提供する。

一部の実施形態では、これらの方法は、ＰＳＭＡの高い発現に関連する疾患の検出に使用される。一部の実施形態では、方法は、（ｄ）において放出されたシグナルからの画像を構築するステップをさらに含む。一部の実施形態では、本発明は上述の方法であって、ステップ（ａ）が、そのシグナル特性が区別可能であり、組織と接触し、任意選択で組織が対象内にある、２種またはそれよりも多い蛍光化合物を含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、照射および／または検出する方法ステップのための内視鏡、カテーテル、トモグラフィーシステム、手持ち式光学的画像化システム、手術用ゴーグル、または手術中の顕微鏡の使用を提供する。

一部の実施形態では、本発明の組成物および方法は、がんを処置するために使用される。一部の実施形態では、がんは、前立腺がん、肺がん、膀胱がん、膵臓がん、肝がん、腎臓がん、肉腫、乳がん、脳がん、神経内分泌癌、結腸がん、精巣がんまたは黒色腫からなる群から選択される。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、ＰＳＭＡ発現細胞の画像化のために使用される。ある特定の実施形態では、それらの細胞は、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞または黒色腫細胞からなる群から選択される。

本発明はまた、生物学的試料における細胞型を標的化する方法であって、（ａ）標的細胞型の少なくとも１つの細胞への化合物の結合を可能にする時間および条件下で、生物学的試料を、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物と接触させるステップと、（ｂ）生物学的試料中の化合物の存在または不在を光学的に検出するステップであって、検出ステップ（ｂ）における化合物の存在が、標的細胞型が生物学的試料中に存在することを示すステップとを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、ＰＳＭＡ発現細胞の光学的検出のための方法であって、本発明のＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を投与するステップと、化合物を励起光源に曝すステップと、化合物から蛍光を検出するステップとを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、励起光源は近赤外線の波長光である。一部の実施形態では、励起光波長は約６００〜１０００ナノメートルの範囲内である。一部の実施形態では、励起光波長は約６７０〜８５０ナノメートルの範囲内である。

ある特定の実施形態では、本発明は、対象に対して画像誘導による手術を実施する方法であって、
ａ）所与の手術部位に化合物が蓄積するのに十分な条件および時間の間、ＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を含む組成物を投与するステップと、
ｂ）化合物を照射して、赤外光を使用して化合物を視覚化するステップと、
ｃ）赤外光による励起の際に蛍光を発する領域の外科的切除を実施するステップと
を含む、方法を提供する。

本発明の方法の一部の実施形態では、赤外光波長は約６００〜１０００ナノメートルの範囲内である。一部の実施形態では、本発明の方法は、約６７０〜８５０ナノメートルの範囲内である赤外光波長を使用する。

本発明の一部の実施形態は、対象における疾患を診断する方法であって、
ａ）診断を必要とする対象に、ある量のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を、少なくとも１つのＰＳＭＡ発現細胞への化合物の結合を可能にする時間および条件下で投与するステップと、
ｂ）生物学的試料中に存在する化合物からのシグナルを測定するステップと、
ｃ）ｂ）で測定したシグナルを、少なくとも１つの対照データセットと比較するステップであって、少なくとも１つの対照データセットが、標的細胞型を含まない生物学的試料と接触させた請求項１に記載の化合物からのシグナルを含むステップと、
ｄ）ステップｃ）の比較が疾患の存在を示す、疾患の診断を提供するステップと
を含む、方法を提供する。

本発明の一部の実施形態は、ＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を含むキットを提供する。一部の実施形態では、キットは、ＰＳＭＡ発現細胞の画像化のために使用される。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は腫瘍細胞である。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は非前立腺がん細胞である。ある特定の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は前立腺腫瘍細胞である。ある特定の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞はがん細胞である。ある特定の実施形態では、ＰＳＭＡ発現領域は腫瘍細胞の血管新生である。一部の実施形態では、本発明は転移性疾患の検出のために使用される。一部の実施形態では、本発明の化合物は、外科的切除の改善および／または予後の改善のために使用される。一部の実施形態では、本発明の方法は、非ＮＩＲコンジュゲート蛍光色素よりもよりクリアな外科的辺縁を提供する。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、改善された腫瘍対バックグラウンド比を有する。

他の実施形態では、本発明の化合物は、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞または黒色腫細胞からなる群から選択される非前立腺がん細胞を画像化、診断、または検出するために使用される。他の実施形態では、検出される細胞は皮膚の下の５ｍｍ超にある。一部の実施形態では、検出される組織は皮膚の下の５ｍｍ超にある。他の実施形態では、検出される腫瘍は皮膚の下の５ｍｍ超にある。一部の実施形態では、検出される細胞は、対象の皮膚の下の６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍ超にある。本発明の一部の実施形態では、色素プローブは可視光スペクトルの外側で検出可能である。一部の実施形態では、可視光スペクトルより大きい色素プローブが使用される。一部の実施形態では、本発明の化合物は、６５０ｎｍ〜９００ｎｍの間の波長に対して感度の高い色素プローブを含む。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、約６５０ｎｍ〜１０００ｎｍの間の近赤外線領域、例えば、一実施形態では、約８００ｎｍにおいて最大光吸収波長を有する。

提供される本方法のさらに別の実施形態では、非前立腺がんは膀胱がん、膵臓がん、肝がん、肺がん、腎臓がん、肉腫、乳がん、脳がん、神経内分泌癌、結腸がん、精巣がんまたは黒色腫である。

提供される本方法のさらなる実施形態では、ＰＳＭＡを発現するがん細胞は腫瘍の細胞である。提供される本方法のまたさらなる実施形態では、ＰＳＭＡを発現するがんは腫瘍である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも１０００ｍｍ^３である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１０００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は９５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は９００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は８５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は８００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は７５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は７００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は６５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は６００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は５５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は５００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は４５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は４００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は３５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は３００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は２５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は２００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１００ｍｍ^３未満である。一実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも７５ｍｍ^３である。別の実施形態では、腫瘍の容積は７５ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は７０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は６５ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は６０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は５５ｍｍ^３未満である。一実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも５０ｍｍ^３である。他の実施形態では、腫瘍は５０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は４５ｍｍ^３未満である。他の実施形態では、腫瘍の容積は４０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は３５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は３０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は２５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は２０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は１５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は１０ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は１２ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は９ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は８ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は７ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は６ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は５ｍｍ^３未満である。

一実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を使用した外科的切除前に、腫瘍は少なくとも５ｍｍの長さである。一実施形態では、これらの方法は５ｍｍ未満の腫瘍を検出する。他の実施形態では、本明細書の方法は４ｍｍ未満の腫瘍を検出する。一部の実施形態では、本明細書の方法は３ｍｍ未満の腫瘍を検出する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも６ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも７ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも８ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも９ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１０ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１１ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１２ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１３ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１４ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１５ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１６ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１７ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍では少なくとも１８ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍では少なくとも１９ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２０ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２１ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２２ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２３ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２４ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２５ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも３０ｍｍの長さを有する。

一部の実施形態では、本開示は、近赤外線（ＮＩＲ）色素にコンジュゲートした、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を標的とする化合物、ならびにこれらの治療的使用および診断的使用のための方法に関する。より具体的には、本開示は、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を発現する細胞に関連する疾患、例えば、前立腺がん、固形腫瘍、および関連する疾患などを診断および処置するための化合物および方法を提供する。本開示は、化合物を作製および使用するための方法および組成物、化合物を組み込む方法、ならびに化合物を組み込んでいるキットについてさらに記載している。ＰＳＭＡを標的とする化合物、例えば、リンカー（Ｌ）を介したＮＩＲ色素へのＤＵＰＡコンジュゲートなどが、前立腺がん、およびＰＳＭＡを発現または過剰発現する病原体の細胞集団を含む関連する疾患の画像化、診断、および／または処置に有用であり得ることが発見された。ＰＳＭＡは、ビタミン受容体などの細胞表面受容体に観察されるエンドサイトーシスに類似のプロセスにおいて内在化する細胞表面タンパク質である。したがって、既定の長さ、および／または既定の直径、および／またはその長さに沿って予め選択された官能基を有するリンカーを含むある特定のコンジュゲートをこのような疾患を処置、画像化、および／または診断するために使用することができることが発見された。

１つの例示的実施形態では、リンカーＬは、放出可能なまたは放出不可能なリンカーであってよい。一態様では、リンカーＬは少なくとも約７原子の長さである。１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１０原子の長さである。１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１４原子の長さである。別の変形形態では、リンカーＬは、約７〜約２２個の間、約７〜約２０個の間、または約７〜約１８個の間の原子の長さである。別の変形形態では、リンカーＬは、約１４〜約２２個の間、約１５〜約１２個の間、または約１４〜約２０個の間の原子の長さである。

代替の態様では、リンカーＬは少なくとも約１０オングストローム（Å）の長さである。

１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１５Åの長さである。別の変形形態では、リンカーＬは少なくとも約２０Åの長さである。別の変形形態では、リンカーＬは約１０Å〜約３０Åの範囲の長さである。

代替の態様では、リンカーＬの長さの少なくとも一部分は、結合リガンドＢに連結している終端部において約５Åまたはそれ未満の直径である。１つの変形形態では、リンカーＬの長さの少なくとも一部分は、結合リガンドＢに連結している終端部において、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径である。約５Åもしくはそれ未満、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径の必要条件を含む例示的実施形態は、リンカーの既定の長さに対するその必要条件を含むことができ、これによって、リンカーの円柱状部分が定義されることが認識される。例示的には、別の変形形態では、リンカーは、少なくとも約７Åの長さおよび約５Åもしくはそれ未満、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径である結合リガンドに連結している円柱状の部分を終端部に含む。

別の実施形態では、リンカーＬは、親水性側鎖を有するアミノ酸、例えば、Ｓｅｒ、Ｔｈｒ、Ｃｙｓ、Ａｒｇ、Ｏｒｎ、Ｌｙｓ、Ａｓｐ、Ｇｌｕ、Ｇｌｎなどの残基を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の親水性リンカーを含む。別の実施形態では、リンカーＬは、疎水性側鎖を有するアミノ酸、例えば、Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｐｈｅ、Ｔｙｒ、Ｍｅｔなどの残基を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の疎水性リンカーを含む。前述の実施形態および態様は、単独でまたは互いに組み合わせてリンカーＬ中に含まれていてもよいことを理解されたい。例えば、少なくとも約７原子の長さおよび約５Å、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径またはそれ未満であるリンカーＬが企図され、本明細書中に記載されており、またＶａｌ、Ｌｅｕ、Ｐｈｅ、Ｔｙｒ、Ｍｅｔなどの残基を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の親水性リンカーを含むものが企図され、本明細書中に記載されている。

別の実施形態では、リンカーの一方の末端は分枝ではなく、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖を含む。一実施形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の直鎖は少なくとも５原子の長さである。１つの変形形態では、直鎖は少なくとも７原子、または少なくとも１０原子の長さである。別の実施形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖は置換されていない。１つの変形形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖の一部分は二価の断片で環化している。例えば、ジペプチドＰｈｅ−Ｐｈｅを含むリンカー（Ｌ）は、エチレン断片を有する２個の窒素を環化することによるピペラジン−１，４−ジイル構造、または置換されたその変形形態を含んでもよい。

別の実施形態では、医薬組成物が本明細書中に記載されており、医薬組成物は、本明細書中に記載されているコンジュゲートを、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するのに有効な量で含む。例示的には、医薬組成物はまた、１つまたは複数の担体、希釈剤、および／または賦形剤を含む。

別の実施形態では、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するための方法が本明細書中に記載されている。このような方法は、本明細書中に記載されているコンジュゲート、および／または本明細書中に記載されているコンジュゲートを含有する医薬組成物を、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するのに有効な量で投与するステップを含む。

図１は、可変の長さのリンカーを有するＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造を示す化学構造図（１）〜（９）である。

図２Ａは、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（フルオレセインイソチオシアネート）コンジュゲート（１４）の構造である。図２Ｂは、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（フルオレセインイソチオシアネート）コンジュゲート（１４）、ならびに培養中のＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞およびＰＳＭＡ陰性Ａ５４９ヒト肺胞の基底上皮細胞に対するその結合親和性（Ｋ_Ｄ）および特異性である。ＲＰＭＩ培地に溶解したＤＵＰＡ−ＦＩＴＣを、ＲＰＭＩ培養培地中の２２Ｒｖ１またはＡ５４９細胞に、示された濃度で加え、３７℃で１時間インキュベートさせた。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳ（リン酸緩衝食塩水）と置き換えた。フローサイトメトリーを使用して試料を分析した。エラーバーはＳＤ（ｎ＝３）を表す。ｓは抗原認識部位内に含有されている。

図３は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１〜９の相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光（ｃｅｌｌ ｂｏｕｎｄ ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ）をアッセイした。

図５は、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１〜９の組織生体分布データから得られた腫瘍対組織の蛍光比である。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏの画像化ソフトウエアを使用して各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図６は、リガンドとＮＩＲ色素との間に芳香族アミノ酸リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。 図６は、リガンドとＮＩＲ色素との間に芳香族アミノ酸リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。

図７は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、芳香族アミノ酸リンカーを有するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３回）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図８は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１５および２３の組織生体分布分析および腫瘍対組織比である。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。 図８は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１５および２３の組織生体分布分析および腫瘍対組織比である。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの１４を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１０は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの２３を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１１は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの２５を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１２は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの３５を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１３は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの３６を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１４は、リガンドとＮＩＲ色素との間に正電荷リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。

図１５は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３×）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図１６は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート３９および４１の腫瘍対組織比である。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介して、ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後にマウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図１７は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの３９を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの４０を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図１９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの４１を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図２０は、リガンドとＮＩＲ色素との間に負電荷リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。

図２１は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、４９および５０のＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３×）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図２２は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート４９および５０の組織生体分布分析および腫瘍対組織比である。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後にマウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで、腫瘍対組織の蛍光を計算した。 図２２は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート４９および５０の組織生体分布分析および腫瘍対組織比である。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後にマウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで、腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図２３は、可変的に荷電したＮＩＲ色素分子を有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。

図２４は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３×）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図２５は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５４を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図２６は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５５を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図２７は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５６を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図２８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５７を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図２９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５８を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図３０は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６０を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図３１は、混合型のリンカーおよびＮＩＲ色素を有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造である。

図３２は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３×）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図３３は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６３を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図３４は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの６３を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図３５は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６４を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

図３６は、異なるリガンドを有する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ造影剤の構造である。

図３７は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地で洗浄し（３×）、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図３８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの１４を注射し、異なる時間間隔でＩＶＩＳ撮影装置（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）により画像化した。

定義
本発明は、本明細書中に記載されている特定の方法論、プロトコル、細胞株、構造体、および試薬に限定されず、よって異なり得ることを理解されたい。本明細書で使用されている用語は特定の実施形態を記載する目的のためだけのものであり、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されることになる本発明の範囲を制限することを意図しないことも理解されたい。

本明細書および添付の特許請求の範囲で使用される場合、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、および「その（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかに他を示唆していない限り、複数についての言及を含む。したがって、例えば、「前立腺特異的膜抗原リガンド」、「ＰＳＭＡリガンド」についての言及は、１つまたは複数のこのようなリガンドについての言及であり、当業者に公知のその同等物などを含む。

他に定義されていない限り、本明細書で使用されているすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者に共通して理解されている意味と同じ意味を有する。本明細書中に記載されているものと同様のまたは等しい任意の方法、デバイス、および物質を本発明の実施または試験において使用することができるが、好ましい方法、デバイスおよび物質がここで記載されている。

本明細書中に記述されているすべての刊行物および特許は、例えば、本記載の発明と関連して使用され得る、刊行物に記載されている構造体および方法論などを記載および開示する目的のために参照により本明細書に組み込まれている。本明細書で論じられている刊行物は、本出願の出願日以前のこれらの開示に対してのみ提供される。本明細書のいかなる記載も、以前の発明によりまたは任意の他の理由のために、このような開示に先行する権利を本発明者らが有さないと認めていると解釈されるものではない。

本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲートに関して、「抗原に特異的な」または「特異的に結合する」という用語は、ＰＳＭＡの１つまたは複数のエピトープに結合するが、抗原の混合した集団を含有する試料中の他の分子を実質的に認識せず、これらに結合しないＰＳＭＡ標的化化合物を指す。

「エピトープ」という用語は、本明細書で使用される場合、ＤＵＰＡにより認識されるＰＳＭＡ上の部位を指す。エピトープは、直線的もしくは構造的に形成された配列またはアミノ酸の形状であることもある。

本明細書で使用される場合、「ＰＳＭＡ標的化化合物」または「ＰＳＭＡを標的とする化合物」は、ＰＳＭＡまたはＰＳＭＡのエピトープへの特異的結合という生物学的活性を少なくとも有するような小分子、リガンド、ポリペプチドおよびタンパク質を含むものとする。これらの化合物は、ＰＳＭＡまたは少なくとも１つのＰＳＭＡエピトープに結合するリガンド、受容体、ペプチド、または任意のアミノ酸配列を含む。

本発明の化合物は、ＰＳＭＡ標的化化合物を含み、これらはＰＳＭＡそれ自体の一部分に結合してもよいし、またはこれらはＰＳＭＡに関連する細胞表面タンパク質または受容体に結合してもよい。

「官能基」、「活性部分」、「活性化基」、「脱離基」、「反応部位」、「化学的反応性基」および「化学的反応性部分」という用語は、当技術分野および本明細書で、分子の明確な、確定可能な部分または単位を指すのに使用される。これらの用語は化学的技術分野において同義とも言え、いくつかの機能または活性を実施し、他の分子と反応性のある分子の部分を示すために本明細書で使用される。

「アミノ酸」という用語は、天然に存在するおよび天然に存在しないアミノ酸、ならびに天然に存在するアミノ酸と同様の方式で機能するアミノ酸類似体およびアミノ酸模倣物を指す。自然にコードされるアミノ酸は、２０種の一般的なアミノ酸（アラニン、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リシン、メチオニン、フェニルアラニン、プロリン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシン、およびバリン）およびピロリシン（ｐｙｒｏｌｙｓｉｎｅ）およびセレノシステインである。アミノ酸類似体は、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的化学構造を有する化合物、すなわち、水素、カルボキシル基、アミノ基、およびＲ基に結合しているα炭素、例えば、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムなどを指す。このような類似体は、修飾されたＲ基（例えば、ノルロイシンなど）または修飾されたペプチド骨格を有するが、天然に存在するアミノ酸と同じ基本的化学構造を保持する。

アミノ酸は、本明細書では、ＩＵＰＡＣ−ＩＵＢ生物化学命名委員会（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｎｏｍｅｎｃｌａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ）により推奨されている、これらの一般的に公知の３文字記号または１文字記号のいずれかで呼んでもよい。

本発明は、とりわけ、疾患および／またはがんに関与しているＰＳＭＡ発現細胞の早期診断および手術的処置に伴う問題、特に、非限定的な例として、より高い特異性、より低いバックグラウンドシグナルおよびより高い腫瘍蛍光を含む、改善された画像化、診断用生物学的特性を有する、ＰＳＭＡを標的とする色素コンジュゲートについて検討している。

手術は、米国において固形腫瘍を有する患者の５０％を治癒する一方で、化学療法および放射線療法は、すべてのがん患者の５％未満を治癒する。７００，０００人を超える患者が米国内で毎年がん手術を受け、手術患者の４０％が５年以内に局所領域の疾患を再発している。オンコロジーの分野の主要な進歩にもかかわらず、早期発見、切除縁陰性を有する原発性腫瘍の完全な外科的切除に対して克服すべきハードルに対する方法、ならびに転移性がん細胞の除去および衛星疾患の識別に対する必要性が依然として存在する。これらの３つのゴールを達成することは疾患クリアランスを改善するだけでなく、手術後の化学療法および照射に関する決定の手引きともなる。非標的蛍光色素はいくつかの腫瘍中に受動的に蓄積することが示されているが、生成した腫瘍対バックグラウンド比は多くの場合弱く、悪性組織と健康な組織との間の境界を画定するのが困難となり得る。リガンドを標的とする蛍光色素（例えば、ＥＣ１７：葉酸−ＥＤＡ−ＦＩＴＣ）は組織を画像化するために使用されているが、これらの色素は、深い組織に浸透せず、したがって組織試料内のより深い細胞よりもむしろ組織の表面上の特定の細胞しか識別しないので効果がない。加えて、フルオレセインベースの色素は、保存可能期間の安定性が低いという欠点を有する。蛍光イソチオシアネート（ｉｓｏｔｈｉｏｃｙｎａｔｅ）（ＦＩＴＣ）化合物により形成されたチオウレア架橋は、簡単に分解して、不安定な化合物を作製する。加えて、ＥＣ１７は、画像化部位の周りの組織中のコラーゲンから比較的高レベルの非特異的バックグラウンドノイズが生じるという弱点を有するフルオレセインを使用する。さらに、生物発色団、特にヘモグロビンによる可視光の吸収は、フルオレセインを取り込む色素の有用性をさらに制限する。したがって、従来の色素は、組織内数ミリメートルよりも深く埋め込まれている可能性のある腫瘍を容易に検出することができない。さらに、フルオレセインからの蛍光は低ｐＨ（ｐＨ５未満）でクエンチされる。

検出および誘導手術、または早期、転移の検出、および他の組織の画像化の提供において色素物質が有用となるためには、これらの弱点を克服することが重要である。本発明は、安定していて、赤外線の範囲で蛍光を発し、標的とする組織内に深く浸透して、ＰＳＭＡを発現する組織の領域の特異的なおよび明るい識別、高い腫瘍対バックグラウンド比を得るための、ＰＳＭＡを発現しない組織からの急速なクリアランス、ならびに急速な皮膚クリアランスをもたらす、近赤外線色素の、ＰＳＭＡを標的とするコンジュゲートを提供する。より具体的には、ＰＳＭＡを標的とするコンジュゲートは、１つまたは複数の原子のスペーサー、アミノ酸、アミノ酸誘導体からなるリンカーを介して近赤外線色素に連結している。さらにより具体的には、原子のスペーサーは中性または荷電した原子を有する疎水性の７原子スペーサーであり、アミノ酸スペーサーは芳香族アミノ酸もしくは芳香族アミノ酸の誘導体、または負電荷または正電荷アミノ酸およびチロシンもしくはチロシンの誘導体であることが判明している。リンカーの電荷は、急速な皮膚クリアランスおよび急速な腫瘍蓄積を得られるように変化させて、より高い腫瘍対バックグラウンド比を得ることができる。さらに、ＮＩＲ色素の蛍光強度は、芳香族アミノ酸またはチロシンまたはチロシンの誘導体を有することにより維持され、または促進さえもされ、ＮＩＲ色素の電荷を変化させて、急速な皮膚クリアランスを遂行することができる。

本開示は、ＮＩＲ色素に連結している、ＰＳＭＡを標的とするリガンドおよびこれを合成するための方法を提供する。本開示はまた、これ限定されないが前立腺がんを含むＰＳＭＡを発現する腫瘍の標的画像化における使用のための化合物、ならびに、例えば、ＰＳＭＡ陽性組織および腫瘍を含む画像化および手術における使用の方法を提供する。

ある特定の実施形態では、本発明の化合物は、形態：Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ
（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、
Ｘはスペーサーであり、
Ｙはアミノ酸スペーサーであり、
ＺはＮＩＲ色素である）を有する。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物は、小分子、リガンド、またはその誘導体からなる群から選択される。一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物はリガンドである。一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物はＤＵＰＡである。他の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする化合物はＰＳＭＡを結合する小分子である。

一部の実施形態では、Ｘは疎水性スペーサーである。一部の実施形態では、Ｘは、８アミノオクトン酸（ＥＡＯＡ）、７原子の鎖、ポリエチレングリコールスペーサー、７原子の長さのスペーサー、カチオン性スペーサー、７原子の鎖、７〜２４原子の長さの鎖、２つのアリールまたはアリールアルキル基を含むペプチド（これらのそれぞれが置換されていてもよく、一方のアリールまたはアリールアルキル基は約７〜約１１、または約７〜約１４原子であり、他方のアリールまたはアリールアルキル基は約１０〜約１４、または約１０〜約１７原子である）からなる群から選択される。別の実施形態では、スペーサーは約１〜約３０原子、または約２〜約２０原子を含む。一部の実施形態では、スペーサーは７原子の長さである。一部の実施形態では、スペーサーはＥＡＯＡを含む。一部の実施形態では、スペーサーは可変的に荷電している。一部の実施形態では、Ｘは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｘは負電荷を有する。

一部の実施形態では、Ｙは以下からなる群から選択される：酸性（負に荷電した）アミノ酸、例えば、アスパラギン酸およびグルタミン酸など；塩基性（正に荷電した）アミノ酸、例えば、アルギニン、ヒスチジン、およびリシンなど；中性極性アミノ酸、例えば、グリシン、セリン、トレオニン、システイン、チロシン、アスパラギン、およびグルタミンなど；中性非極性（疎水性）アミノ酸、例えば、アラニン、ロイシン、イソロイシン、バリン、プロリン、フェニルアラニン、トリプトファン、およびメチオニンなど；ならびにこれらの誘導体。一部の実施形態では、Ｙは芳香族アミノ酸である。一部の実施形態では、Ｙは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｙは負電荷を有する。

一部の実施形態では、Ｚは、これらに限定されないが、ＬＳ２８８、ＩＲ８００、ＳＰ０５４、Ｓ０１２１、ＫＯＤＡＫ、Ｓ２０７６、Ｓ０４５６および／または

からなる群から選択される色素を含む、近赤外線色素からなる群から選択される。

ある特定の実施形態では、Ｚは可変的に荷電している。一部の実施形態では、Ｚは正電荷を有する。他の実施形態では、Ｚは負電荷を有する。

ある特定の実施形態では、本発明の化合物は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ

（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、硫黄を含有する側鎖基を有するアミノ酸スペーサーであり、ＺはＮＩＲ色素である）を有する。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはシステインである。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはメチオニンである。一部の実施形態では、硫黄を含有する側基を有するアミノ酸スペーサーはチオフェノール部分を含有する分子である。一部の実施形態では、本発明の化合物は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ

（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、カルコゲンを含有する側鎖基を有するアミノ酸スペーサーであり、ＺはＮＩＲ色素である）を有する。一部の実施形態では、本発明は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ
の化合物（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、Ｙは、チロシン、システイン、リシン、またはその誘導体からなる群から選択されるアミノ酸であり、ＺはＮＩＲ色素である）を提供する。一部の実施形態では、Ｙはチロシンまたはチロシン誘導体を含む。一部の実施形態では、Ｙはチロシンを含み、炭素同位体はチロシンの芳香環上にある。一部の実施形態では、Ｙは、水素同位体を有する芳香環を有するアミノ酸を含む。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、形態：
Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ

（式中、ＢはＰＳＭＡを標的とする化合物であり、Ｘはスペーサーであり、ＺはＮＩＲ色素であり、Ｙは、

からなる群から選択されるチロシンの誘導体を含む）またはそのラセミ混合物を有する。

一部の実施形態では、本発明は化合物Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚ（式中、ＢはＤＵＰＡまたはその誘導体を含み、ＸはＥＡＯＡを含み、Ｙはチロシンを含み、ＺはＳ０４５６を含む）を含む。

構造式：

を有する化合物、または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体（式中、
Ｒ_１は、水素またはＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_２は、水素、ＣＨ_３、Ｃ_３Ｈ_６ＳＯ_３ ⁻、Ｃ_３Ｈ_６ＳＯ_３ＨもしくはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ＨもしくはＣ_３Ｈ_６Ｎ^＋（ＣＨ_３）_３を表し、
Ｒ_３、およびＲ_５は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を表し、
Ｒ_４は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ_６は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ_７は、任意選択であり、存在する場合、スペクトル特性を促進する、例えば、輝度およびビニルエーテル架橋の安定性を増加するための芳香族置換基を表し、
Ｒ_８は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、ｔｒｐ、Ｈｉｓまたはそれらの誘導体など、カチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、またはそれらの誘導体など、アニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕまたはそれらの誘導体など、芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸またはその誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ_９は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、カチオン性リンカー、もしくはその誘導体を表し、
Ｒ_１０は、ＣＯ_２Ｈ、ＰＯ_３Ｈ_２、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１１は、ＣＯ_２Ｈ、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１２は、水素、メチル基、ＣＨ_２を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ_２をそれぞれ表してもよい）。

一部の実施形態では、本発明は、構造式：

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本発明の追加の好ましい化合物は以下を含む：

構造３５の化合物は本発明において特に好ましい。

加えて、化合物３５の立体異性体、例えば、以下の表に示されているものなどもまた、本発明の方法における使用に対して有用なＰＳＭＡを標的とする近赤外線（ＮＩＲ）色素であると企図される。

注釈：キラル中心は＊として示されている

本発明の追加の好ましい化合物は以下：

または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体を含む（式中、
Ｒ_１は、水素またはＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_２は、水素、またはＣＨ_３、またはＣ_３Ｈ_６ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_３Ｈ_６ＳＯ_３ＨもしくはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ＨもしくはＣ_３Ｈ_６Ｎ^＋（ＣＨ_３）_３を表し、
Ｒ_３、およびＲ_５は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合、または酸素、または硫黄、または窒素を表し、
Ｒ_４は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ_６は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ_７は、任意選択であり、存在する場合、電子供与芳香族置換基を表し、
Ｒ_８は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓ、Ｔｙｒ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはカチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはアニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕもしくはこれらの誘導体など、および／または芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸もしくは誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ_９は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、ポリエチレンアミンリンカー、カチオン性リンカー、もしくはこれらの誘導体を表し、
Ｒ_１０は、ＣＯ_２Ｈ、ＰＯ_３Ｈ_２、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１１は、ＣＯ_２Ｈ、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１２は、独立して、水素、メチル基、ＣＨ_２ＣＯＯＨ、ＣＨ_２を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ_２をそれぞれ表してもよい）。

本発明の追加の好ましい化合物は以下を含む：

本発明の追加の好ましい化合物は以下：

または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体を含む（式中、
Ｒ_１は、水素またはＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_２は、水素、またはＣＨ_３、またはＣ_３Ｈ_６ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_３Ｈ_６ＳＯ_３ＨもしくはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ ⁻、またはＣ_４Ｈ_８ＳＯ_３ＨもしくはＣ_３Ｈ_６Ｎ^＋（ＣＨ_３）_３を表し、
Ｒ_３、およびＲ_５は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合、または酸素、または硫黄、または窒素を表し、
Ｒ_４は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ_６は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ_７は、任意選択であり、存在する場合、電子供与芳香族置換基を表し、
Ｒ_８は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓ、Ｔｙｒ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはカチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはアニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕもしくはこれらの誘導体など、および／または芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸もしくは誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ_９は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、ポリエチレンアミンリンカー、カチオン性リンカー、もしくはこれらの誘導体を表し、
Ｒ_１０は、ＣＯ_２Ｈ、ＰＯ_３Ｈ_２、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１１は、ＣＯ_２Ｈ、ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＳＯ_３Ｈ、ＣＨ_２ＣＯＮＨＣＨ_２ＣＨ_２ＳＯ_３Ｈを表し、
Ｒ_１２は、独立して、水素、メチル基、ＣＨ_２ＣＯＯＨ、ＣＨ_２を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ_２をそれぞれ表してもよい）。

追加の好ましい本発明の化合物は以下を含む：

一部の実施形態では、本発明の化合物は、約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する。一部の実施形態では、本発明の化合物は、約６００ｎｍ〜８００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する。

一部の実施形態では、本発明の化合物は、組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている。一部の実施形態では、本発明の化合物は、化合物を近赤外線波長の励起光に曝すことによって蛍光を発するように作られている。一部の実施形態では、本発明の化合物は、ＤＵＰＡの結合親和性と同様である、ＰＳＭＡに対する結合親和性を有する。一部の実施形態では本発明の化合物は、腫瘍細胞への標的化に対して高度に選択的である。

ある特定の実施形態では本発明の化合物は、それを必要とする対象に投与され、一部の実施形態では、投与される組成物は、化合物に加えて、薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含む。

本発明の一部の実施形態は、ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）生物学的組織を、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を含む組成物と接触させるステップと、
（ｂ）組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）化合物により吸収可能な波長の励起光を、組織に照射するステップと、
（ｄ）化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法を提供する。

一部の実施形態では、これらの方法は、ＰＳＭＡの高い発現に関連する疾患の検出に使用される。一部の実施形態では、方法は、（ｄ）において放出されたシグナルからの画像を構築するステップをさらに含む。一部の実施形態では、本発明は上述の方法であって、ステップ（ａ）が、そのシグナル特性が区別可能であり、組織と接触し、任意選択で組織が対象内にある、２種またはそれよりも多い蛍光化合物を含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、照射および／または検出する方法ステップのための内視鏡、カテーテル、トモグラフィーシステム、手持ち式光学的画像化システム、手術用ゴーグル、または手術中の顕微鏡の使用を提供する。

一部の実施形態では、本発明の組成物および方法は、がんを処置するために使用される。一部の実施形態では、がんは、前立腺がん、膀胱がん、膵臓がん、肝がん、肺がん、腎臓がん、肉腫、乳がん、脳がん、神経内分泌癌、結腸がん、精巣がんまたは黒色腫からなる群から選択される。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、ＰＳＭＡ発現細胞の画像化のために使用される。ある特定の実施形態では、それらの細胞は、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞または黒色腫細胞からなる群から選択される。

本発明はまた、生物学的試料における細胞型に標的化する方法であって、ａ）標的細胞型の少なくとも１つの細胞への化合物の結合を可能にする時間および条件下で、生物学的試料を、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物と接触させるステップと、ｂ）生物学的試料中の化合物の存在または不在を光学的に検出するステップであって、検出ステップｃ）における化合物の存在が、標的細胞型が生物学的試料中に存在することを示すステップとを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、本発明は、ＰＳＭＡ発現細胞の光学的検出のための方法であって、本発明のＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を投与するステップと、化合物を励起光源に曝すステップと、化合物から蛍光を検出するステップとを含む、方法を提供する。一部の実施形態では、励起光源は近赤外線の波長光である。一部の実施形態では、励起光波長は約６００〜１０００ナノメートルの範囲内である。一部の実施形態では、励起光波長は約６７０〜８５０ナノメートルの範囲内である。

ある特定の実施形態では、本発明は、対象に対して画像誘導による手術を実施する方法であって、
ａ）所与の手術部位に化合物が蓄積するのに十分な条件および時間の間、ＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を含む組成物を投与するステップと、
ｂ）化合物を照射して、赤外光を使用して化合物を視覚化するステップと、
ｃ）赤外光による励起の際に蛍光を発する領域の外科的切除を実施するステップと
を含む、方法を提供する。

本発明の方法の一部の実施形態では、赤外光波長は約６００〜１０００ナノメートルの範囲内である。一部の実施形態では、本発明の方法は、約６７０〜８５０ナノメートルの範囲内の赤外光波長を使用する。

本発明の一部の実施形態は、対象における疾患を診断する方法であって、
ａ）診断を必要とする対象に、ある量のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を、少なくとも１つのＰＳＭＡ発現細胞または組織（ＰＳＭＡはまた大部分の固形腫瘍の血管新生にも発現する）への化合物の結合を可能にする時間および条件下で投与するステップと、
ｂ）生物学的試料中に存在する化合物からのシグナルを測定するステップと、
ｃ）ｂ）で測定したシグナルを、少なくとも１つの対照データセットと比較するステップであって、少なくとも１つの対照データセットが、標的細胞型を含まない生物学的試料と接触させた請求項１に記載の化合物からのシグナルを含む、ステップと、
ｄ）ステップｃ）の比較が疾患の存在を示す、疾患の診断を提供するステップと
を含む、方法を提供する。

本発明の一部の実施形態は、ＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素化合物を含むキットを提供する。一部の実施形態では、キットは、ＰＳＭＡ発現細胞または組織の画像化のために使用される。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は腫瘍細胞である。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は非前立腺がん細胞である。ある特定の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞は前立腺腫瘍細胞である。ある特定の実施形態では、ＰＳＭＡ発現細胞はがん細胞である。一部の実施形態では、本発明は転移性疾患の検出のために使用される。一部の実施形態では、本発明の化合物は、外科的切除の改善および／または予後の改善のために使用される。一部の実施形態では、本発明の方法は、非ＮＩＲコンジュゲート蛍光色素よりもよりクリアな外科的辺縁を提供する。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、改善された腫瘍対バックグラウンド比を有する。

他の実施形態では、本発明の化合物は、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞または黒色腫細胞からなる群から選択される非前立腺がん細胞を画像化、診断、または検出するために使用される。他の実施形態では、検出される細胞は皮膚の下の５ｍｍ超にある。一部の実施形態では、検出される組織は皮膚の下の５ｍｍ超にある。他の実施形態では、検出される腫瘍は皮膚の下の５ｍｍ超にある。一部の実施形態では、検出される細胞は、対象の皮膚の下の６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍ超にある。本発明の一部の実施形態では、色素プローブは可視光スペクトルの外側で検出可能である。一部の実施形態では、可視光スペクトルより大きい色素プローブが使用される。一部の実施形態では、本発明の化合物は、６５０ｎｍ〜９００ｎｍの間の波長に対して感度の高い色素プローブを含む。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物は、約６５０ｎｍ〜１０００ｎｍの間の近赤外線領域、例えば、一実施形態では、約８００ｎｍにおいて最大光吸収波長を有する。

提供される本方法のさらに別の実施形態では、非前立腺がんは膀胱がん、膵臓がん、肝がん、肺がん、腎臓がん、肉腫、乳がん、脳がん、神経内分泌癌、結腸がん、精巣がんまたは黒色腫である。

提供される本方法のさらなる実施形態では、ＰＳＭＡを発現するがん細胞は腫瘍の細胞である。提供される本方法のまたさらなる実施形態では、ＰＳＭＡを発現するがんは腫瘍である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも１０００ｍｍ^３である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１０００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は９５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は９００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は８５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は８００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は７５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は７００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は６５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は６００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は５５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は５００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は４５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は４００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は３５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は３００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は２５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は２００ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１５０ｍｍ^３未満である。一部の実施形態では、腫瘍の容積は１００ｍｍ^３未満である。一実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも７５ｍｍ^３である。別の実施形態では、腫瘍の容積は７５ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は７０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は６５ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は６０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は５５ｍｍ^３未満である。一実施形態では、腫瘍の容積は少なくとも５０ｍｍ^３である。他の実施形態では、腫瘍は５０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は４５ｍｍ^３未満である。他の実施形態では、腫瘍の容積は４０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は３５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は３０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は２５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は２０ｍｍ^３未満である。別の実施形態では、腫瘍の容積は１５ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は１０ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は１２ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は９ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は８ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は７ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は６ｍｍ^３未満である。さらなる別の実施形態では、腫瘍の容積は５ｍｍ^３未満である。

一実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素化合物を使用する外科的切除（ｒｅｃｉｓｉｏｎ）前に、腫瘍は少なくとも５ｍｍの長さを有する。一実施形態では、これらの方法は５ｍｍ未満の腫瘍を検出する。他の実施形態では、本明細書の方法は４ｍｍ未満の腫瘍を検出する。一部の実施形態では、本明細書の方法は３ｍｍ未満の腫瘍を検出する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも６ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも７ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも８ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも９ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１０ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１１ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１２ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１３ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１４ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１５ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１６ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも１７ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１８ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも１９ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２０ｍｍの長さを有する。別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２１ｍｍの長さを有する。さらなる別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２２ｍｍの長さを有する。さらに別の実施形態では、腫瘍は少なくとも２３ｍｍの長さを有する。さらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２４ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも２５ｍｍの長さを有する。またさらなる実施形態では、腫瘍は少なくとも３０ｍｍの長さを有する。

一部の実施形態では、本開示は、近赤外線（ＮＩＲ）色素にコンジュゲートした、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を標的とする化合物、ならびにこれらの治療的使用および診断的使用のための方法に関する。より具体的には、本開示は、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）を発現する細胞に関連する疾患、例えば、前立腺がんおよび関連する疾患などを診断および処置するための化合物および方法を提供する。本開示は、化合物を作製および使用するための方法および組成物、化合物を組み込む方法、ならびに化合物を組み込んでいるキットについてさらに記載している。ＤＵＰＡなどのＰＳＭＡを標的とする化合物、またはリンカー（Ｌ）を介してＰＳＭＡ標的化リガンドをＮＩＲ色素にコンジュゲートすることは、前立腺がん、およびＰＳＭＡを発現または過剰発現する病原体の細胞集団を含む関連する疾患の画像化、診断、および／または処置に有用であることが発見された。ＰＳＭＡは、ビタミン受容体などの細胞表面受容体に観察されるエンドサイトーシスに類似のプロセスにおいて内在化する細胞表面タンパク質である。ＰＳＭＡはまた、大部分の固形腫瘍の血管新生にも発現する。したがって、既定の長さ、および／または既定の直径、および／またはその長さに沿って予め選択された官能基を有するリンカーを含むある特定のコンジュゲートをこのような疾患を処置、画像化、および／または診断するために使用することができることが発見された。

１つの例示的実施形態では、リンカーＬは、放出可能なまたは放出不可能なリンカーであってよい。一態様では、リンカーＬは少なくとも約７原子の長さである。１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１０原子の長さである。１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１４原子の長さである。別の変形形態では、リンカーＬは、約７〜約２２個の間、約７〜約２４個の間、または約７〜約２０個の間の原子の長さである。別の変形形態では、リンカーＬは、約１４〜約３１個の間、約１４〜約２４個の間、または約１４〜約２０個の間の原子の長さである。

代替の態様では、リンカーＬは少なくとも約１０オングストローム（Å）の長さである。

１つの変形形態では、リンカーＬは少なくとも約１５Åの長さである。別の変形形態では、リンカーＬは少なくとも約２０Åの長さである。別の変形形態では、リンカーＬは約１０Å〜約３０Åの範囲の長さである。

代替の態様では、リンカーＬの長さの少なくとも一部分は、結合リガンドＢに連結している終端部において約５Åまたはそれ未満の直径である。１つの変形形態では、リンカーＬの長さの少なくとも一部分は、結合リガンドＢに連結している終端部において、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径である。約５Åもしくはそれ未満、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径の必要条件を含む例示的実施形態は、リンカーの既定の長さに対するその必要条件を含むことができ、これによって、リンカーの円柱状部分が定義されることが認識される。例示的には、別の変形形態では、リンカーは、少なくとも約７Åの長さおよび約５Åもしくはそれ未満、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径である結合リガンドに連結している円柱状の部分を終端部に含む。

別の実施形態では、リンカーＬは、親水性側鎖を有するアミノ酸を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基、例えば、Ｓｅｒ、Ｔｈｒ、Ｃｙｓ、Ａｒｇ、Ｏｒｎ、Ｌｙｓ、Ａｓｐ、Ｇｌｕ、Ｇｉｎなどの残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の親水性リンカーを含む。別の実施形態では、リンカーＬは、疎水性側鎖を有するアミノ酸を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基、例えば、Ｖａｌ、Ｌｅｕ、Ｐｈｅ、Ｔｙｒ、Ｍｅｔなどの残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の疎水性リンカーを含む。前述の実施形態および態様は、単独でまたは互いに組み合わせてリンカーＬ中に含まれていてもよいことを理解されたい。例えば、少なくとも約７原子の長さおよび約５Å、約４Åもしくはそれ未満、または約３Åもしくはそれ未満の直径またはそれ未満であるリンカーＬが企図され、本明細書中に記載されており、またＶａｌ、Ｌｅｕ、Ｐｈｅ、Ｔｙｒ、Ｍｅｔなどの残基を含む、ＰＳＭＡの１つまたは複数の残基と相互作用することが可能な１つまたは複数の親水性リンカーを含むものが企図され、本明細書中に記載されている。

別の実施形態では、リンカーの一方の末端は分枝ではなく、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖を含む。一実施形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の直鎖は少なくとも５原子の長さである。１つの変形形態では、直鎖は少なくとも７原子、または少なくとも１０原子の長さである。別の実施形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖は置換されていない。１つの変形形態では、炭素、酸素、窒素、および硫黄原子の鎖の一部分は二価の断片で環化している。例えば、ジペプチドＰｈｅ−Ｐｈｅを含むリンカー（Ｌ）は、エチレン断片を有する２個の窒素を環化することによるピペラジン−１，４−ジイル構造、または置換されたその変形形態を含んでもよい。

別の実施形態では、医薬組成物が本明細書中に記載されており、医薬組成物は、本明細書中に記載されているコンジュゲートを、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するのに有効な量で含む。例示的には、医薬組成物はまた、１つまたは複数の担体、希釈剤、および／または賦形剤を含む。

別の実施形態では、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するための方法が本明細書中に記載されている。このような方法は、本明細書中に記載されているコンジュゲート、および／または本明細書中に記載されているコンジュゲートを含有する医薬組成物を、疾患および病態を処置する、疾患もしくは病態を診断する、ならびに／またはＰＳＭＡを発現もしくは過剰発現する細胞の病原体集団に伴う組織および／もしくは細胞を画像化するのに有効な量で投与するステップを含む。

一部の実施形態では、このようなＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートは、組織内のＰＳＭＡを発現する腫瘍細胞と結合することが本明細書で示されている。さらに、蛍光強度は、葉酸受容体陽性腫瘍に対して、葉酸を標的とする他の近赤外線色素を用いてこれまでに観察された強度よりも大きい。この強度の増加は、モニタリングしている組織由来の生物学的試料（例えば、より小さな腫瘍）のより小さな領域の標的化および鮮明な識別を可能にする。加えて、本発明の化合物の強度の増加は、より低い用量／量の色素を投与し、依然として有意義な結果をもたらすことができるという追加の利点を提供する。したがって、本発明の化合物は、より経済的な画像化技術をもたらす。さらに、従来の画像化化合物と比較して、より低い用量の本発明の化合物は、体内への異物の投与に付随して生じる毒性および他の副作用を最小限に抑えるという追加の利点が存在する。

さらに、小さな腫瘍の識別は、切除縁陰性を得るための、ならびに転移性がん細胞を宿すリンパ節の正確な同定および除去、および衛星疾患の同定のための原発性腫瘍のより正確なおよびより有効な切除をもたらすことになる。これらの利点のそれぞれは、処置を受けている患者に対するより良い臨床成績と正に相関する。

具体的な実施形態では、チロシンおよびチロシン誘導体に加えて、システインまたはシステイン誘導体を有する近赤外線色素の、ＰＳＭＡを標的とするコンジュゲートもまた有用であり得ることが企図される。さらに、ＰＳＭＡを標的とする部分の色素への直接的連結またはアミンリンカーを介した色素のＤＵＰＡまたはＰＳＭＡを標的とするリガンドへの連結はコンジュゲートからの蛍光強度の損失も招くのに対して、本発明のチロシンベース化合物は、ＳＯ４５６をコンジュゲートするための余分なアミンリンカーを必要としないという事実の結果として、およびチロシンのフェノール部分を介したコンジュゲーションは増強蛍光をもたらすというさらなる理由から、間の連結部分としてのチロシンまたはチロシン誘導体の存在が、コンジュゲート化合物の蛍光を増強することが企図される。

化合物は、蛍光媒介性分子トモグラフィー画像化システム、例えば、深い組織において近赤外線蛍光活性化を検出するように設計されているものなどと共に使用することができる。化合物は、分子および組織特異性を提供し、高い蛍光対比、より明るい蛍光シグナルを生成し、バックグラウンド自己蛍光を減少させて、ｉｎ ｖｉｖｏでの罹患組織（例えば、がん）の改善された早期発見および分子標的評価を可能にする。化合物は、深い組織の三次元の画像化、標的手術、および生物学的試料中の標的細胞型の量を定量化するための方法に使用することができる。

具体的な実施形態では、リンカーは１０個未満の原子である。他の実施形態では、リンカーは２０個未満の原子である。一部の実施形態では、リンカーは３０個未満の原子である。一部の実施形態では、リンカーは、ＰＳＭＡ標的化化合物とＮＩＲ色素とを分離している原子の数で定義される。別の実施形態では、リンカーは、少なくとも７原子の鎖長を有する。一部の実施形態では、リンカーは、少なくとも１４原子の鎖長を有する。別の実施形態では、リンカーは、７原子〜２０原子の範囲の鎖長を有する。別の実施形態では、リンカーは、１４原子〜２４原子の範囲の鎖長を有する。

本発明での使用に対して適切なＰＳＭＡ標的化化合物は、例えば、網羅的であることを意図していない以下の基準に基づき選択することができる：ＰＳＭＡを発現する生細胞への結合；ＰＳＭＡを発現する血管新生への結合；ＰＳＭＡへの結合の高親和性；ＰＳＭＡ上の独自のエピトープへの結合（組み合わせて使用した場合、相補的活性を有する抗体が、同じエピトープへの結合に対して競合するという可能性を排除する）；ＰＳＭＡを発現する細胞のオプソニン化；エフェクター細胞の存在下でのＰＳＭＡを発現する細胞の成長阻害、ファゴサイトーシスおよび／または死滅の媒介；ＮＡＡＬＡＤａｓｅ、葉酸ヒドロラーゼ、ジペプチジルペプチダーゼＩＶおよび／またはγ−グルタミルヒドロラーゼ活性のモジュレーション（阻害または増強）；エフェクター細胞の不在下での成長阻害、細胞周期停止および／または細胞毒性；ＰＳＭＡの内在化；ＰＳＭＡ上の立体配座エピトープへの結合；ＰＳＭＡを発現しない細胞または組織との最小の交差反応；ならびにモノマー形態のＰＳＭＡよりもむしろダイマー形態のＰＳＭＡへの優先的結合。

本明細書に提供されているＰＳＭＡ標的化化合物、ＰＳＭＡ抗体およびその抗原結合断片は典型的に、前述の基準の１つまたは複数、およびいくつかの場合には、５つ超を満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準の６つまたはそれより多くを満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準の７つまたはそれより多くを満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準の８つまたはそれより多くを満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準９つまたはそれより多くを満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準の１０またはそれより多くを満たす。一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡ標的化化合物は、前述の基準のすべてを満たす。

本明細書に提供されている、本発明のＰＳＭＡを標的とする化合物（例えば、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲート）を用いて画像化することができる腫瘍の例として、ＰＳＭＡを発現する任意の腫瘍、例えば、前立腺、膀胱、膵臓、肺、結腸、腎臓、黒色腫および肉腫などが挙げられる。ＰＳＭＡを発現する腫瘍はＰＳＭＡを発現する血管新生を有する腫瘍を含む。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とする分子はＰＳＭＡに結合し、細胞上に発現したＰＳＭＡと共に内在化する。したがって、ＰＳＭＡリガンドコンジュゲートは細胞上に発現したＰＳＭＡと共に内在化する。この内在化が生じる機序は、本発明の実施に対して重要ではない。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は、ＰＳＭＡ分子の細胞外ドメイン内の立体配座エピトープに結合する。他の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は、ＰＳＭＡ上の、ダイマーに特異的なエピトープに結合する。一般的に、ダイマーに特異的なエピトープに結合する化合物は、ＰＳＭＡモノマーよりむしろＰＳＭＡダイマーに優先的に結合する。本発明の一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は、ＰＳＭＡダイマーに優先的に結合する。本発明の一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は、モノマーのＰＳＭＡタンパク質に対して低親和性を有する。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物はリガンドである。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は２−［３−（１，３−ジカルボキシプロピル）ウレイド］ペンタン二酸（ＤＵＰＡ）である。一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物はＰＳＭＡを発現する生細胞に結合するＤＵＰＡもしくはＤＵＰＡの誘導体、リガンド、阻害剤、またはアゴニストである。

本発明のＰＳＭＡ標的化ＮＩＲ色素は、非ＮＩＲ色素または非標的ＮＩＲ色素にコンジュゲートしたＰＳＭＡ標的化化合物の腫瘍対バックグラウンドシグナル比より高い腫瘍対バックグラウンドシグナル比をもたらす。一部の実施形態では、改善は１０倍である。一部の実施形態では、腫瘍対バックグラウンドシグナル比は少なくとも４倍の改善である。一部の実施形態では、腫瘍対バックグラウンド比は少なくとも１．５倍増加する。一部の実施形態では、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素のバックグラウンドシグナルは、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの半分である。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの半分未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの半分未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの３分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの３分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの４分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの４分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの５分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの５分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの８分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの８分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、６００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの１０分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。本発明の一部の実施形態では、生細胞上でＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素を使用する方法は、５００ｎｍ未満の波長の光に反応する蛍光色素にコンジュゲートした、ＰＳＭＡを標的とする化合物のバックグラウンドシグナルの１０分の１未満のバックグラウンドシグナルを生成する。

一部の実施形態では、ＰＳＭＡ標的化化合物は、ＰＳＭＡに特異的に結合する小分子リガンドである。このような小分子リガンドは、その天然構造において、ＰＳＭＡの酵素的部位に結合することができる。また、このような小分子リガンドは、ＰＳＭＡ抗体リガンドに対する任意の１つまたは複数の特徴を保有し得る。

本開示はまた、ＰＳＭＡを発現する細胞、組織、または腫瘍の標的化された画像化のために使用される、ＰＳＭＡ標的化化合物にコンジュゲートしているアミノ酸連結基を合成するための方法も提供する。ある特定の実施形態では、本開示は、ＰＳＭＡ標的化化合物、連結基、およびＮＩＲ色素を含む化合物またはその塩誘導体に関する。ある特定の実施形態では、連結基は、アミノ酸、異性体、誘導体、またはそのラセミ混合物であってよい。一部の態様では、色素は、ＬＳ２８８、ＩＲ８００、ＳＰ０５４、Ｓ０１２１、ＫＯＤＡＫ、Ｓ２０７６、Ｓ０４５６、および／または

からなる群から選択される色素からなる群から選択される。

一部の態様では、本開示は、ＮＩＲ色素にアミノ酸連結基をコンジュゲートする方法であって、このアミノ酸が、チロシン、セリン、テロニン、リシン、アルギニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セレノシステイン、異性体、およびその誘導体である方法を提供する。ある特定の実施形態では、アミノ酸、異性体、またはその誘導体は、わずかにモル過剰な量で蛍光色素を添加すると、アミノ酸、異性体、またはその誘導体と、蛍光基のコンジュゲーションを生成する−ＯＨ、−ＮＨ_２、または−ＳＨ官能基を含有する。他の実施形態では、アミノ酸、異性体、またはその誘導体は、合成の際に、化合物の輝度および検出を増加させる色素とエーテル結合を生成する−ＯＨ官能基を含有する。一部の実施形態では、本開示はアミノ酸連結基のＮＩＲ色素へのコンジュゲーションであって、アミノ酸、異性体、またはその誘導体が、合成の際に、色素とのＣ−Ｓ、Ｃ−Ｓｅ、Ｃ−Ｐｏ、またはＣ−Ｔｅ結合を生成する−ＳＨ、−ＳｅＨ、−ＰｏＨ、または−ＴｅＨ官能基を含有する、コンジュゲーションに関する。一部の態様では、本開示は、約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する色素へのアミノ酸連結基のコンジュゲーションに関する。他の態様では、アミノ酸連結基は、約６００ｎｍ〜約８００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する蛍光色素とコンジュゲートする。

追加の実施形態では、本開示は、アミノ酸連結基をＰＳＭＡリガンドにコンジュゲートするための方法であって、アミノ酸連結基が、チロシン、セリン、トレオニン、リシン、アルギニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セレノシステイン、異性体またはその誘導体であり、ジペプチド結合を介して葉酸へコンジュゲートされる、方法を提供する。追加の態様では、本開示は、連結基を葉酸リガンドにコンジュゲートする方法であって、連結基が、チロシン、セリン、トレオニン、リシン、アルギニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セレノシステイン、異性体、またはその誘導体である、方法を提供する。他の実施形態では、本開示は、プテロイルリガンドをアミノ酸連結基にコンジュゲートする方法であって、連結基が、チロシン、セリン、トレオニン、リシン、アルギニン、アスパラギン、グルタミン、システイン、セレノシステイン、異性体またはその誘導体である、方法に関する。ある特定の態様では、連結基のカルボン酸は、任意のアミノ酸のアルファ炭素に結合し、したがって、標的とする受容体への化合物の特異性を増加させる。一部の実施形態では、リンカーの電荷が化合物への特異性に貢献し、標的とする受容体に対する化合物の観察された結合親和性は少なくとも１５ｎＭである。

他の実施形態では、本開示は、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−Ｔｙｒ−Ｓ０４５６（式中、ＥＡＯＡは８アミノオクトン酸である）と命名された化合物の、画像化誘導手術、腫瘍の画像化、前立腺の画像化、ＰＳＭＡ発現組織の画像化、ＰＳＭＡ発現腫瘍の画像化、感染症疾患、または法医学的用途のための使用に関する。他の態様では、化合物は、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−（Ｄ）Ｔｙｒ−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−ホモＴｙｒ−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−ベータ−ホモ−Ｔｙｒ−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−（ＮＭｅ）−Ｔｙｒ−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−Ｔｙｒ（ＯＭｅ）−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−Ｔｙｒ（ＯＢｎ）−Ｓ０４５６、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−ＮＨＮＨ−Ｔｙｒ−ＯＡｃ−Ｓ０４５６、その塩、および誘導体からなる群から選択されるＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−Ｔｙｒ−Ｓ０４５６誘導体である。

一部の実施形態では、本発明のＰＳＭＡを標的とする化合物はＰＳＭＡの小分子リガンドである。

ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートおよびこれらの合成

以下のスキームは、本発明のＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートの合成を示す。

以下に続く実施例は、単に本開示の特定の実施形態を例示する目的だけで提供され、添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。本明細書中で論じたように、開示された化合物および方法の特定のフィーチャーは、これらが提供する操作性または利点に対して必要とされない様々な方式で修飾することができる。例えば、化合物は、化合物が利用される特定の使用に応じて、様々なアミノ酸およびアミノ酸誘導体ならびに標的化リガンドを組み込むことができる。当業者であれば、このような変化形は、添付の特許請求の範囲内に包含されることを認識する。

（実施例１）
リガンドとＮＩＲ色素との間のリンカー／スペーサーの長さがランダムに変動する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートの前臨床評価

（ａ）ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究
図２は、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（フルオレセインイソチオシアネート）コンジュゲート（１４）の構造、ならびに培養中のＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞およびＰＳＭＡ陰性Ａ５４９ヒト肺胞の基底上皮細胞に対するその結合親和性（Ｋ_Ｄ）および特異性を示す。ＲＰＭＩ培地に溶解したＤＵＰＡ−ＦＩＴＣを、ＲＰＭＩ培地中の２２Ｒｖ１またはＡ５４９細胞に、示された濃度で加え、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳ（リン酸緩衝生理食塩水）と置き換えた。フローサイトメトリーを使用して試料を分析した。エラーバーはＳＤ（ｎ＝３）を表す。＊＊は、Ａ５４９細胞に結合していない。
図３ ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１〜９の相対結合親和性。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して細胞結合蛍光をアッセイした。
ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの結合親和性をモニタリングし、データは表１に示されている。

ｉｎ ｖｉｖｏ研究。ｉｎ ｖｉｖｏ分析のために、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの組織分布をモニタリングした。これを図４に示す。より具体的には、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用して、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１〜９の生体分布をモニタリングした。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。結果は図４に示されている。

コンジュゲートはまた、腫瘍対組織の蛍光比を示すためにも試験した。図５は、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１〜９の組織生体分布データから得られた腫瘍対組織の蛍光比を示している。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏ画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで、腫瘍対組織の蛍光を計算した。

結論：ｉｎ ｖｉｔｒｏでの結合親和性データは、化合物３（７原子スペーサー）、４（１２原子スペーサー）、および５（１５原子スペーサー）はＰＳＭＡに対して非常に高い親和性を有するのに対して、化合物１（３原子スペーサー）および２（３原子スペーサー）はＰＳＭＡに対して低親和性を有することを示した。上記データは、ＰＭＳＡを標的とするＮＩＲ色素が、最適に有効な結合親和性を有するためには、ＤＵＰＡとＮＩＲ薬剤との間に最低７原子の長さのスペーサーを必要とすることを示している。

化合物４、ＤＵＰＡ−ＥＡＯＡ−Ｔｙｒ−Ｓ０４５６、（ＥＡＯＡ−８アミノオクトン酸）は、評価したすべての化合物の中で最も良い腫瘍対バックグラウンド比（ＴＢＲ）を示した。化合物４はまた、腫瘍中のより高い蛍光強度も示した。化合物６および７は、本実施例で評価した化合物の中で２番目および３番目に良いＴＢＲを示した。しかし、化合物６および７に対する腫瘍中の蛍光強度は、化合物３、４、および５の蛍光強度と比較して低かった。ＰＳＭＡを発現する前立腺がん細胞および腫瘍組織に対する親和性および特異性、腫瘍中の蛍光強度、腫瘍対バックグラウンド比などを考慮した後、化合物４は適切な臨床的候補とみなすことができるように見えるが、他の化合物もまた、臨床ならびに実験条件でいくつかの価値のある見通しを提供し得る。

（実施例２）
リガンドとＮＩＲ色素との間に芳香族アミノ酸リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲートの前臨床評価。

図６は、リガンドとＮＩＲ色素との間に芳香族アミノ酸リンカーを有するＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造を示している。合成スキームはスキーム３に示されている。
（ｂ）合成

ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究。図７は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、芳香族アミノ酸リンカーを有するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性を示している。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

表２は、芳香族リンカーを有するＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの、ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞に対する結合親和性のデータを示している。

ｉｎ ｖｉｖｏ研究。図８は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用して、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート１５および２３の組織生体分布分析および腫瘍対組織比を示している。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの１５を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１０は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの２３を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１１は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの２５を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１２は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの３５を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１３は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの３６を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

結論：これらのｉｎ ｖｉｔｒｏ結合親和性データは、化合物１５、２３、２５および３６がＰＳＭＡに対して非常に高い親和性を有することを示した。さらに、化合物１５、２３、２５、３５、および３６は、動物への投与の２〜４時間後非常に良好な全身画像化データを示した。加えて、化合物１５および３５は、優れた腫瘍対バックグラウンド比（ＴＢＲ）を示した。ＰＳＭＡを発現する前立腺がん細胞および腫瘍組織に対する親和性および特異性、腫瘍中の蛍光強度、腫瘍対バックグラウンド比、合成の容易さおよび低コストでの出発材料の入手の可能性を考慮した後、化合物１５および３５は、優れた臨床候補とみなすことができるが、ただし、他の化合物もまた臨床用および／または実験用候補として有用であり得る。
（実施例３）
リガンドとＮＩＲ色素との間に正電荷リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲートの前臨床評価

図１４は、リガンドとＮＩＲ色素の間に正電荷リンカーを有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造を示し、これらの薬剤に対する合成スキームがスキーム４に示されている：

図１５は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性を示している。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

ｉｎ ｖｉｖｏ研究：図１６は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用した、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート３９および４１の腫瘍対組織比を示している。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

図１７は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの３９を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの４０を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図１９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの４１を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

結論：これらｉｎ ｖｉｔｒｏでの結合親和性データは、化合物４１が、ＰＳＭＡに対して非常に高い親和性を有することを示した。化合物３９、４０および４１は、時間依存性画像化研究において非常に良好な全身画像化および急速に皮膚クリアランスを示した。リガンド−８アミノオクトン酸リンカーとＮＩＲ色素との間のリンカーにＡｒｇを添加することにより、陽性電荷の数が増加し、分子全体の全部の負電荷が低減した。Ａｒｇ部分を有することで、ＰＳＭＡへの分子の親和性が低減したが、これらの化合物は、急速な皮膚クリアランスを示した。ＰＳＭＡを発現する前立腺がん細胞および腫瘍組織に対する親和性および特異性、急速な皮膚クリアランスを考慮した後、化合物４１は、臨床候補とみなすことができるが、ただし、他の化合物もまた臨床用および／または実験用候補として有用であり得る。
（実施例４）
リガンドとＮＩＲ色素との間に負電荷リンカーを有するＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲートの前臨床評価。

図２０は、リガンドとＮＩＲ色素の間に負電荷リンカーを有するＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造を示している。合成スキームはスキーム５に示されている。

ｉｎ ｖｉｔｒｏ研究：図２１ ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、４９および５０のＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

ｉｎ ｖｉｖｏ研究。図２２は、ヒト前立腺腫瘍異種移植片（２２Ｒｖ１細胞）を保持するマウスの蛍光画像化を使用して、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート４９および５０の組織生体分布分析および腫瘍対組織比を示している。２２Ｒｖ１腫瘍異種移植片を有する雄のヌードマウスに、尾静脈を介してＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートを注射した。ＤＵＰＡ−ＮＩＲ色素コンジュゲートの投与の２時間後に、マウスを安楽死させ、選択された組織を収集し、組織をＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１時間）。画像化後、ｉｎ ｖｉｖｏでの画像化ソフトウエアを使用して、各組織に対して関心領域（ＲＯＩ）内の蛍光を測定し、次いで腫瘍対組織の蛍光を計算した。

結論：ＰＳＭＡに対する結合親和性は低かったが、化合物４９は非常に高い腫瘍蓄積（高い蛍光強度）および良好な腫瘍対バックグラウンド比を有した。
（実施例５）
ＮＩＲ色素分子の電荷が変動する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートの前臨床評価。

図２３は、可変的に荷電したＮＩＲ色素分子を有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造を示している。

図２４は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性である。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図２５は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものである。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５４を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図２６は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５５を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図２７は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５６を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図２８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５７を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図２９は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの５８を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図３０は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６０を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

結論：これらのｉｎ ｖｉｔｒｏ結合親和性データは、化合物１５、５５、５６、および６０がＰＳＭＡに対して非常に高い親和性を有することを示した。化合物１５、５４、５７および６０は、時間依存性画像化研究において、非常に良好な全身画像化および急速に皮膚クリアランスを示した。したがって、ＮＩＲ色素からスルホン酸基（ＳＯ３Ｈ）を除去して負電荷を減少させることによって、急速な皮膚クリアランスおよび急速な腫瘍蓄積を生じるのを助けた。ＰＳＭＡを発現する前立腺がん細胞および腫瘍組織に対する親和性および特異性、ならびに急速な皮膚クリアランスを考慮した後、化合物５４、５７、および６０は、臨床的候補とみなすことができる。
（実施例６）
ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲートの前臨床評価：混合型ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲート

図３１：混合型リンカーおよびＮＩＲ色素を有する、ＰＳＭＡを標的とするＤＵＰＡ−リンカー−ＮＩＲ造影剤の構造。

図３２は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関する、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの相対結合親和性を示している。ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１ヒト前立腺がん細胞を、ＤＵＰＡ−ＮＩＲコンジュゲートの濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

ｉｎ ｖｉｖｏ研究。図３３は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６３を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図３４は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの６３を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

図３５は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、２０ｎｍｏｌの６４を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

結論：これらのｉｎ ｖｉｔｒｏ結合親和性データは、化合物６２、６４、６５、および６６が、ＰＳＭＡに対して低親和性を有することを示した。しかし、化合物６３および６４はまた、時間依存性画像化研究において非常に良好な全身画像化および急速に皮膚クリアランスを示した。したがって、化合物６３および６４は、特に好ましい臨床的候補とみなすことができるが、ただし、他の化合物もまた臨床用および／または実験用候補として有用であり得る。
（実施例７）
ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ色素コンジュゲート：ＤＵＰＡに対する代替のリガンドの前臨床評価

図３６は、異なるリガンドを有するＰＳＭＡを標的とするＮＩＲ造影剤の構造を示している。

図３７は、ＤＵＰＡ−ＦＩＴＣ（１４）に関して、ＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１に対するおよびＰＳＭＡ陰性Ａ５４９細胞に対する、ＰＳＭＡを標的とするＮＩＲコンジュゲート１５の相対結合親和性を示している。がん細胞を、化合物１５の濃度を次第に上げて、１００ｎＭのＤＵＰＡ−ＦＩＴＣの存在下、３７℃で１時間インキュベートした。次いで、培地を除去し、新鮮な培地（３×）で洗浄し、ＰＢＳと置き換えた。フローサイトメトリーを使用して、細胞結合蛍光をアッセイした。

図３８は、閾値を調節した後の、白色光画像の上に、全身または半身の蛍光画像を重ね合わせたものを示している。２２Ｒｖ１ヒト前立腺腫瘍異種移植片を保持するマウスに、６ｎｍｏｌの１５を注射し、異なる時間間隔で、ＩＶＩＳ撮影装置で画像化した（ｅｘ＝７４５ｎｍ、ｅｍ＝ＩＣＧ、曝露時間＝１秒）。

結論：ＤＵＰＡと比較して、ＰＳＭＡに対してより高い親和性を有するＤＵＰＡの代替リガンドが合成されている一方、この実施例は、化合物１５がＰＳＭＡ陽性２２Ｒｖ１細胞に対して非常に高い親和性を有するが、ＰＳＭＡ陰性Ａ５４９細胞に対しては非常に高い親和性を有さないことを示し、これは、化合物１５がＰＳＭＡに対して極めて特異的であることを示している。時間依存性全身画像化研究は、化合物１５がＰＳＭＡ陽性腫瘍およびマウスの腎臓内に蓄積したことを示し、この場合も同様に化合物１５が優れた臨床候補であることを実証している。
本発明は、例えば、以下の項目を提供する。
(項目１)
式：Ｂ−Ｘ−Ｙ−Ｚを有する化合物（式中、
Ｂは、前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）に結合することが可能な化合物を含み、
Ｘは、炭化水素鎖またはヘテロ原子を有する炭化水素鎖を含み、
Ｙは、少なくとも１つのアミノ酸、またはその誘導体を含み、
Ｚは、近赤外線（ＮＩＲ）色素を含む）。
(項目２)
Ｂが、小分子、リガンド、阻害剤、アゴニスト、およびその誘導体からなる群から選択される、項目１に記載の化合物。
(項目３)
Ｂが２−［３−（１，３−ジカルボキシプロピル）−ウレイド］ペンタン二酸（ＤＵＰＡ）またはその誘導体である、項目１に記載の化合物。
(項目４)
Ｘが疎水性スペーサーである、項目１に記載の化合物。
(項目５)
Ｘが、７原子〜１４原子の長さである、項目１に記載の化合物。
(項目６)
Ｘが、８アミノオクトン酸（ＥＡＯＡ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、およびポリエチレンアミン（ＰＥＡ）リンカーからなる群から選択される、項目１に記載の化合物。
(項目７)
ＸがＥＡＯＡである、項目１に記載の化合物
(項目８)
ＸがＮ−アミノ−ｄＰＥＧ _２ −酸である、項目１に記載の化合物。
(項目９)
Ｙが負に荷電したアミノ酸を含む、項目１に記載の化合物。
(項目１０)
Ｙが正に荷電したアミノ酸を含む、項目１に記載の化合物。
(項目１１)
Ｙが芳香族アミノ酸を含む、項目１に記載の化合物。
(項目１２)
Ｚが正電荷を有する、項目１に記載の化合物。
(項目１３)
Ｚが負電荷を有する、項目１に記載の化合物。
(項目１４)
Ｚが、ＬＳ２８８、ＩＲ８００、ＳＰ０５４、Ｓ０１２１、ＫＯＤＡＫ、Ｓ２０７６、Ｓ０４５６、

からなる群から選択される、項目１に記載の化合物。
(項目１５)
Ｂが、ＤＵＰＡまたはその誘導体を含み、
Ｘが、ＥＡＯＡ、ＰＥＧおよびＰＥＡからなる群から選択され、
Ｙが、フェニルアラニン−チロシン、ヒスチジン−チロシン、フェニルアラニン−アルギニン−チロシン、およびヒスチジン−チロシンからなる群から選択され、
ＺがＳ０４５６を含む、
項目１に記載の化合物。
(項目１６)
構造式：

を有する化合物または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体（式中、
Ｒ _１ は、水素またはＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _２ は、水素、またはＣＨ _３ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _３ Ｈ _６ Ｎ ^＋ （ＣＨ _３ ） _３ を表し、
Ｒ _３ 、およびＲ _５ は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合、または酸素、または硫黄、または窒素を表し、
Ｒ _４ は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ _６ は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ _７ は、任意選択であり、存在する場合、電子供与芳香族置換基を表し、
Ｒ _８ は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓ、Ｔｙｒ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはカチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはアニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕもしくはこれらの誘導体など、および／または芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸もしくは誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ _９ は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、ポリエチレンアミンリンカー、カチオン性リンカー、もしくはこれらの誘導体を表し、
Ｒ _１０ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＰＯ _３ Ｈ _２ 、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１１ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１２ は、独立して、水素、メチル基、ＣＨ _２ ＣＯＯＨ、ＣＨ _２ を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ _２ をそれぞれ表してもよい）。
(項目１７)
前記化合物が、

またはそのラセミ混合物からなる群から選択される、項目１６に記載の化合物。
(項目１８)
構造式：

を有する化合物または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体（式中、
Ｒ _１ は、水素またはＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _２ は、水素、またはＣＨ _３ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _３ Ｈ _６ Ｎ ^＋ （ＣＨ _３ ） _３ を表し、
Ｒ _３ 、およびＲ _５ は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合、または酸素、または硫黄、または窒素を表し、
Ｒ _４ は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ _６ は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ _７ は、任意選択であり、存在する場合、電子供与芳香族置換基を表し、
Ｒ _８ は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓ、Ｔｙｒ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはカチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはアニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕもしくはこれらの誘導体など、および／または芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸もしくは誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ _９ は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、ポリエチレンアミンリンカー、カチオン性リンカー、もしくはこれらの誘導体を表し、
Ｒ _１０ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＰＯ _３ Ｈ _２ 、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１１ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１２ は、独立して、水素、メチル基、ＣＨ _２ ＣＯＯＨ、ＣＨ _２ を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ _２ をそれぞれ表してもよい）。
(項目１９)
前記化合物が、

からなる群から選択される、項目１８に記載の化合物。
(項目２０)
構造式：

を有する化合物または薬学的に許容されるその塩、またはその同位体（式中、
Ｒ _１ は、水素またはＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _２ は、水素、またはＣＨ _３ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _３ Ｈ _６ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ⁻ 、またはＣ _４ Ｈ _８ ＳＯ _３ ＨもしくはＣ _３ Ｈ _６ Ｎ ^＋ （ＣＨ _３ ） _３ を表し、
Ｒ _３ 、およびＲ _５ は、それぞれ、炭素、任意選択で１つまたは複数の共有する結合、または酸素、または硫黄、または窒素を表し、
Ｒ _４ は、任意選択で１つまたは複数の共有する結合を有する炭素を表し、
Ｒ _６ は、窒素、酸素、または硫黄または原子なし（芳香環とビニル環との間の直接的Ｃ−Ｃ結合）を表し、
Ｒ _７ は、任意選択であり、存在する場合、電子供与芳香族置換基を表し、
Ｒ _８ は、任意選択であり、存在する場合、芳香族アミノ酸、例えば、Ｐｈｅ、Ｔｒｐ、Ｈｉｓ、Ｔｙｒ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはカチオン性アミノ酸、例えば、Ａｒｇ、Ｌｙｓ、もしくはこれらの誘導体など、および／またはアニオン性アミノ酸、例えば、Ａｓｐ、Ｇｌｕもしくはこれらの誘導体など、および／または芳香族／カチオン性／アニオン性酸の非天然アミノ酸もしくは誘導体を有するリンカーを表し、
Ｒ _９ は、任意選択であり、存在する場合、炭素の直鎖、またはポリエチレングリコールリンカー、ポリエチレンアミンリンカー、カチオン性リンカー、もしくはこれらの誘導体を表し、
Ｒ _１０ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＰＯ _３ Ｈ _２ 、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１１ は、ＣＯ _２ Ｈ、ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈ、ＣＨ _２ ＣＯＮＨＣＨ _２ ＣＨ _２ ＳＯ _３ Ｈを表し、
Ｒ _１２ は、独立して、水素、メチル基、ＣＨ _２ ＣＯＯＨ、ＣＨ _２ を表し、任意選択で共有する結合を有するＣＨ _２ をそれぞれ表してもよい）。
(項目２１)
前記化合物が、

からなる群から選択される、項目２０に記載の化合物。
(項目２２)
前記アミノ酸が酸素を含有する側鎖基を含む、項目１に記載の化合物。
(項目２３)
酸素を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸が、フェニルアラニン−チロシン、フェニルアラニン−セリン、およびフェニルアラニン−チラミンからなる群から選択される、項目２２に記載の化合物。
(項目２４)
酸素を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸がフェニルアラニン−チロシンである、項目２２に記載の化合物。
(項目２５)
前記アミノ酸が硫黄を含有する側鎖基を含む、項目１に記載の化合物。
(項目２６)
硫黄を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸が、フェニルアラニン−システイン、フェニルアラニン−メチオニン、フェニルアラニン−セレノシステイン（ｓｅｌｅｎｏｃｙｓｅｔｅｉｎｅ）、またはヒスチジン−システインからなる群から選択される、項目２５に記載の化合物。
(項目２７)
硫黄を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸がフェニルアラニン−システインである、項目２５に記載の化合物。
(項目２８)
前記アミノ酸が窒素を含有する側鎖基を含む、項目１に記載の化合物。
(項目２９)
窒素を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸が、フェニルアラニン−リシン、フェニルアラニン−オルニチン、フェニルアラニン−アルギニン、またはヒスチジン−リシンからなる群から選択される、項目２８に記載の化合物。
(項目３０)
窒素を含有する側鎖基を含む前記アミノ酸がフェニルアラニン−リシンである、項目２８に記載の化合物。
(項目３１)
前記アミノ酸が、チロシン、システイン、リシンもしくはその誘導体、またはフェニルアラニン−チロシン、フェニルアラニン−システイン、フェニルアラニン−リシン、ヒスチジン−チロシン、もしくはその誘導体からなる群から選択される、項目１に記載の化合物。
(項目３２)
Ｙが、フェニルアラニン−チロシンまたはその誘導体を含む、項目１に記載の化合物。
(項目３３)
Ｙが、アミノ酸の同位体またはその誘導体を含む、項目１に記載の化合物。
(項目３４)
炭素同位体がチロシンまたはフェニルアラニンの芳香環上にある、項目３３に記載の化合物。
(項目３５)
水素同位体が、チロシンまたはフェニルアラニンの芳香環の置換基である、項目３３に記載の化合物。
(項目３６)
前記アミノ酸誘導体が、

からなる群から選択されるチロシンの誘導体またはそのラセミ混合物である、項目１に記載の化合物。
(項目３７)
約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、項目１に記載の化合物。
(項目３８)
約６００ｎｍ〜８００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、項目３７に記載の化合物。
(項目３９)
組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている、項目１に記載の化合物。
(項目４０)
前記組織細胞が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目３９に記載の化合物。
(項目４１)
約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、項目１６に記載の化合物。
(項目４２)
約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、項目１８に記載の化合物。
(項目４３)
約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、項目２０に記載の化合物。
(項目４４)
組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている、項目１６に記載の化合物。
(項目４５)
組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている、項目１８に記載の化合物。
(項目４６)
組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するように作られている、項目２０に記載の化合物。
(項目４７)
前記組織細胞が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目４４に記載の化合物。
(項目４８)
前記組織細胞が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目４５に記載の化合物。
(項目４９)
前記組織細胞が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目４６に記載の化合物。
(項目５０)
近赤外線波長の励起光に供することによって、蛍光を発するように作られている、項目１に記載の化合物。
(項目５１)
ＤＵＰＡの結合親和性と同様である、ＰＳＭＡに対する結合親和性を有する、項目１に記載の化合物。
(項目５２)
腫瘍細胞への標的化に高度に選択的である、項目１に記載の化合物。
(項目５３)
項目１に記載の化合物、および薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含む組成物。
(項目５４)
ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）前記生物学的組織を項目１に記載の組成物と接触させるステップと、
（ｂ）前記組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）前記化合物により吸収可能な波長の励起光を、前記組織に照射するステップと、
（ｄ）前記化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法。
(項目５５)
前記化合物により放出された前記シグナルを使用して、画像を構築する、項目５４に記載の方法。
(項目５６)
前記生物学的組織が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目５４に記載の方法。
(項目５７)
ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）前記生物学的組織を項目１６に記載の組成物と接触させるステップと、
（ｂ）前記組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）前記化合物により吸収可能な波長の励起光を、前記組織に照射するステップと、
（ｄ）前記化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法。
(項目５８)
前記化合物により放出された前記シグナルを使用して、画像を構築する、項目５７に記載の方法。
(項目５９)
前記生物学的組織が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目５７に記載の方法。
(項目６０)
ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）前記生物学的組織を項目１８に記載の組成物と接触させるステップと、
（ｂ）前記組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）前記化合物により吸収可能な波長の励起光を、前記組織に照射するステップと、
（ｄ）前記化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法。
(項目６１)
前記化合物により放出された前記シグナルを使用して、画像を構築する、項目６０に記載の方法。
(項目６２)
前記生物学的組織が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目６０に記載の方法。
(項目６３)
ＰＳＭＡを発現する生物学的組織の光学的画像化の方法であって、
（ａ）前記生物学的組織を項目２０に記載の組成物と接触させるステップと、
（ｂ）前記組成物中の化合物が生物学的標的内に分布するための時間を与えるステップと、
（ｃ）前記化合物により吸収可能な波長の励起光を、前記組織に照射するステップと、
（ｄ）前記化合物により放出された光学的シグナルを検出するステップと
を含む、方法。
(項目６４)
前記化合物により放出された前記シグナルを使用して、画像を構築する、項目６３に記載の方法。
(項目６５)
前記生物学的組織が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、項目６３に記載の方法。
(項目６６)
生物学的試料中の標的細胞型を識別する方法であって、
ａ）前記標的細胞型の少なくとも１つの細胞または前記標的組織の血管系への項目１に記載の化合物の結合を可能とする時間および条件下で、前記生物学的試料を、前記化合物と接触させるステップと、
ｂ）前記生物学的試料中の前記化合物の存在または不在を光学的に検出するステップであって、検出ステップｂ）における前記化合物の存在が、前記標的細胞型が前記生物学的試料中に存在することを示すステップと
を含む、方法。
(項目６７)
生物学的試料中の標的細胞型を識別する方法であって、
ａ）前記標的細胞型の少なくとも１つの細胞への項目１６に記載の化合物の結合を可能にする時間および条件下で、前記生物学的試料を、前記化合物と接触させるステップと、ｂ）前記生物学的試料中の前記化合物の存在または不在を光学的に検出するステップとを含み、
ｃ）検出ステップｂ）における前記化合物の存在が、前記標的細胞型が前記生物学的試料中に存在することを示す、方法。
(項目６８)
生物学的試料中の標的細胞型を識別する方法であって、
ａ）前記標的細胞型の少なくとも１つの細胞への項目１８に記載の化合物の結合を可能にする時間および条件下で、前記生物学的試料を、前記化合物と接触させるステップと、ｂ）前記生物学的試料中の前記化合物の存在または不在を光学的に検出するステップとを含み、
ｃ）検出ステップｂ）における前記化合物の存在が、前記標的細胞型が前記生物学的試料中に存在することを示す、方法。
(項目６９)
生物学的試料中の標的細胞型を識別する方法であって、
ａ）前記標的細胞型の少なくとも１つの細胞への項目２０に記載の化合物の結合を可能にする時間および条件下で、前記生物学的試料を、前記化合物と接触させるステップと、ｂ）前記生物学的試料中の前記化合物の存在または不在を光学的に検出するステップとを含み、
ｃ）検出ステップｂ）における前記化合物の存在が、前記標的細胞型が前記生物学的試料中に存在することを示す、方法。
(項目７０)
項目１に記載の化合物を含むキット。

Claims (10)

1. 

   
   

   

   
   

   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   

   

   
   およびそのラセミ混合物からなる群から選択される、化合物。
2. 

   
   

   

   
   

   

   からなる群から選択される、化合物。
3. 

   および
   

   

   からなる群から選択される、化合物。
4. 式：
   

   

   
   を有する化合物の立体異性体であって、
   ここで、前記立体異性体が以下：
   

   

   
   からなる群から選択される、立体異性体。
5. 約５００ｎｍ〜約９００ｎｍの間の吸収極大および発光極大を有する、請求項１に記載の化合物。
6. 前記化合物が組織細胞中でのその分布後に蛍光を発するようことができるか、または蛍光を発するように適応する、請求項１に記載の化合物。
7. 前記組織細胞が、前立腺細胞、前立腺がん細胞、膀胱がん細胞、膵臓がん細胞、肝がん細胞、肺がん細胞、腎臓がん細胞、肉腫細胞、乳がん細胞、脳がん細胞、神経内分泌癌細胞、結腸がん細胞、精巣がん細胞および黒色腫細胞からなる群から選択される、請求項６に記載の化合物。
8. 近赤外線波長の励起光に供することによって、蛍光を発するように作られている、請求項６に記載の化合物。
9. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の化合物、および薬学的に許容される担体、賦形剤または希釈剤を含む組成物。
10. 請求項１〜８のいずれか１項に記載の化合物を含むキット。

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