JP7007111B2

JP7007111B2 - 褐色脂肪細胞の活性評価用プローブ

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Publication number: JP7007111B2
Application number: JP2017103771A
Authority: JP
Inventors: 新吾西山; 秀夫塚田
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 2017-05-25
Filing date: 2017-05-25
Publication date: 2022-01-24
Anticipated expiration: 2037-05-25
Also published as: JP2018199626A

Description

本発明は、褐色脂肪細胞の活性評価用プローブに関する。

褐色脂肪細胞は、脂肪を燃焼してエネルギーを産生する組織である。褐色脂肪細胞のエネルギー産生には脂肪の燃焼が不可欠であるため、近年増加しているメタボリックシンドロームの対策として、運動、食事及びサプリメント等により褐色脂肪細胞を活性化させる方法が注目されてきている。

従来、褐色脂肪細胞の量は、ヒトの成長及び加齢に伴って減少していくと考えられていた。しかし、近年、陽電子（ポジトロン）放出型断層撮影（ＰＥＴ）用プローブとして、世界中で最も汎用されている^１８Ｆ－フルオロデオキシグルコース（［^１８Ｆ］ＦＤＧ）を用いたＰＥＴ検査において、特に痩身の若い女性において、首の周り、脇の下、肩甲骨の間等の部位に通常では見られない［^１８Ｆ］ＦＤＧの集積が認められ、これが褐色脂肪細胞の活性を反映したものであることが判ってきた。

褐色脂肪細胞の活性を評価する方法の一つとして、［^１８Ｆ］ＦＤＧを用いたＰＥＴ検査が提案されている。しかし、ヒトの褐色脂肪細胞への［^１８Ｆ］ＦＤＧの集積量は、非常に低く、また個体差も大きい（非特許文献１）。このため、［^１８Ｆ］ＦＤＧを用いたＰＥＴ検査では、通常は、褐色脂肪細胞が全くイメージングされないため、仮に運動、食事、サプリメント等により褐色脂肪細胞が活性化されたとしても、その変化量を定量的に解析することは不可能である。

他方、ＰＥＴ用プローブとして、ミトコンドリア内膜の膜電位の変化を計測するＰＥＴ用プローブ（［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ及び［^１８Ｆ］ＦＢｎＴＰ）が提案されており（非特許文献２及び非特許文献３）、［^１８Ｆ］ＦＢｎＴＰを用いたＰＥＴ計測により、低温暴露したラットにおいて、褐色脂肪細胞の活性化を検出したと報告されている（非特許文献３）。

Ｎ．Ｅｎｇｌ．Ｊ．Ｍｅｄ．，２００９年，Ｖｏｌ．３６０，ｐｐ．１５００－１５０８Ｊ．Ｎｕｃｌ．Ｍｅｄ．，１９９９年，Ｖｏｌ．４０（Ｎｏ．７），ｐｐ．１１８０－１１８５ＰＬｏＳＯＮＥ，２０１５年，１０（６），ｅ０１２９６２７

本発明者らの検討によれば、β３アドレナリン受容体作動薬（脂肪燃焼を促進するためメタボリックシンドロームの対処化合物として期待されている）を投与したラットについて、ＰＥＴ計測により褐色脂肪細胞の活性化の評価を試みたときに、プローブとして［^１８Ｆ］ＦＤＧを用いた場合は、用量依存性がなく（図３Ａ参照）、［^１１Ｃ］ＴＰＭＰを用いた場合は、有意な変化を検出できない（図３Ｃ参照）ことが明らかとなった。

そこで、本発明は、褐色脂肪細胞の活性を定量的に評価することができる褐色脂肪細胞の活性評価用プローブを提供することを目的とする。

本発明は、一般式（１）で表される化合物（以下、「化合物（１）」ともいう。）を有効成分として含有する、褐色脂肪細胞の活性評価用プローブを提供する。

一般式（１）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ^１は、標識基を示す。

化合物（１）は、ミトコンドリアコンプレックス－１（以下、「ＭＣ－１」ともいう。）の検出に適していることが知られている（国際公開第２０１４／３０７０９号）。一方、本発明者らは、褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）に化合物（１）が集積することを新たに見出した。本発明者らは更に、褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）における化合物（１）の集積はＭＣ－１特異的であること、褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）における化合物（１）の集積量は用量依存的であり、化合物（１）の集積量に基づいて褐色脂肪細胞の活性を定量評価できることを見出している。本発明は、これらの知見に基づき、褐色脂肪細胞の活性評価という化合物（１）の新たな用途を提供するものである。

有効成分である一般式（１）で表される化合物は、一般式（２）で表される化合物（以下、「化合物（２）」ともいう。）であってもよく、一般式（３）で表される化合物（以下、「化合物（３）」ともいう。）であってもよい。

一般式（２）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ^１は、標識基を示す。

一般式（３）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ^１は、標識基を示す。

化合物（１）、化合物（２）又は化合物（３）において、Ｑ^１で示される標識基は、^１８Ｆ又は－Ｏ^１１ＣＨ_３であってもよい。これにより、化合物（１）、化合物（２）又は化合物（３）は、ポジトロンを放出することが可能になる。放出されたポジトロンは、すぐに電子と結合してγ線（消滅放射線）を放出する。このγ線をＰＥＴ計測に用いられる装置で測定することにより、褐色脂肪細胞に集積する化合物（１）、化合物（２）又は化合物（３）を定量的かつ経時的に画像化することができる。すなわち、褐色脂肪細胞の活性評価用ＰＥＴプローブとしても利用可能になる。

本発明に係る活性評価用プローブは、褐色脂肪細胞の活性を定量評価できるため、褐色脂肪細胞の活性の定量評価用であってもよい。

本発明はまた、本発明に係る活性評価用プローブを対象に投与する工程と、褐色脂肪細胞に集積した化合物（１）を検出する工程と、褐色脂肪細胞における化合物（１）の集積量を定量解析する工程と、を含む、褐色脂肪細胞の活性を評価する方法と捉えることもできる。

本発明はさらに、褐色脂肪細胞の活性評価に使用するための一般式（１）で表される化合物と捉えることもできる。本発明はさらにまた、褐色脂肪細胞の活性評価用プローブの製造における一般式（１）で表される化合物の使用と捉えることもできる。

本発明によれば、褐色脂肪細胞の活性を定量的に評価することができる褐色脂肪細胞の活性評価用プローブの提供が可能となる。本発明の褐色脂肪細胞の活性評価用プローブは、褐色脂肪細胞への集積量が高く、また褐色脂肪細胞の活性を定量的に評価することができるため、例えば、メタボリックシンドロームの対策として、運動、食事及びサプリメント等の処置により褐色脂肪細胞の活性化を試みた際に、当該処置前後での褐色脂肪細胞の活性を定量的に比較することができることから、当該処置の有効性を判断することにも応用できる。

ロテノンの前投与による［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積量（放射能集積量（ＳＵＶ））への影響を評価した結果を示すグラフである。低温暴露したラットの褐色脂肪細胞の活性評価の結果を示すグラフである。 β３アドレナリン受容体作動薬を投与したラットの褐色脂肪細胞の活性評価の結果を示すグラフである。

以下、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

本実施形態に係る褐色脂肪細胞の活性評価用プローブは、一般式（１）で表される化合物を有効成分として含有する。

化合物（１）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－である。Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－であることが好ましく、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－であることがより好ましい。

化合物（１）中、ｎは１～５の整数であり、２～４の整数であることが好ましく、２～３の整数であることがより好ましく、２であることが更に好ましい。

化合物（１）中、Ｑ^１は、標識基である。標識基は、本実施形態に係る活性評価用プローブを検出するために用いることのできるシグナルを発し得る官能基である。標識基としては、例えば、蛍光性官能基、放射性核種を含む官能基を挙げることができる。

蛍光性官能基は、蛍光を発し得る官能基であればよく、例えば、クマリン、ローダミン、フルオレセイン及びＢＯＤＩＰＹ等の蛍光性化合物、当該蛍光性化合物にリンカーが結合した化合物、並びにこれらの誘導体から水素原子１個を除いた１価の官能基が挙げられる。リンカーの構造としては、例えば、１，２，３－トリアゾール等が挙げられる。

標識基として蛍光性官能基を用いた場合、例えば、蛍光検出装置（例えば、二光子レーザー走査型顕微鏡、選択的平面照明顕微鏡等）を使用して、本実施形態に係る活性評価用プローブを検出することができる。

放射性核種を含む官能基は、放射性核種のみからなる官能基であってもよく、放射性核種と非放射性核種からなる官能基であってもよい。放射性核種としては、例えば、ポジトロン核種（例えば、^１８Ｆ、^１１Ｃ、^１５Ｏ、^１３Ｎ）、シングルフォトン核種（例えば、^９９ｍＴｃ、^１２３Ｉ、^１１１Ｉｎ）を挙げることができる。

標識基としてポジトロン核種を含む官能基を用いた場合、例えば、陽電子放出型断層撮影（ＰＥＴ）装置を使用して、本実施形態に係る活性評価用プローブを検出することができる。標識基としてシングルフォトン核種を含む官能基を用いた場合、例えば、単一光子放射断層撮影（ＳＰＥＣＴ）装置を使用して、本実施形態に係る活性評価用プローブを検出することができる。

標識基としては、ＰＥＴ計測による検出が可能であることから、ポジトロン核種を含む官能基であることが好ましく、^１８Ｆ及び－Ｏ^１１ＣＨ_３であることがより好ましい。また、標識基が－Ｏ^１１ＣＨ_３である場合、半減期が２０分と短いため、同一被験者に対して１日に複数回の計測を行うことも可能になる。標識基が^１８Ｆである場合、半減期が１１０分と－Ｏ^１１ＣＨ_３よりも長いため、１回の計測時間を長くすることが可能になる。

ピリジン環における、ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ_２－の結合位置及びＲの結合位置は特に制限されないが、ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ_２－の結合位置がピリジン環の５位であり、Ｒの結合位置がピリジン環の２位であることが好ましい。以下に示す一般式（２）で表される化合物は、ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ_２－の結合位置がピリジン環の５位であり、Ｒの結合位置がピリジン環の２位であるときの構造式である。

一般式（２）中、Ｒ、ｎ及びＱ^１は、一般式（１）中のＲ、ｎ及びＱ^１と同義である。

褐色脂肪細胞の活性評価用途により適したものになることから、化合物（１）は、一般式（３）で表される化合物であることが好ましい。

一般式（３）中、Ｑ^１は、一般式（１）中のＱ^１と同義である。

化合物（１）は、例えば、対応する前駆体から合成することができる。化合物（２）及び化合物（３）についても同様である。

化合物（１）の対応する前駆体としては、例えば、下記一般式（１－２）で表される化合物（以下、「化合物（１－２）」ともいう。）が挙げられる。化合物（２）及び化合物（３）の対応する前駆体としては、例えば、化合物（１－２）において、Ｒ並びにピリジン環におけるピリダジン環と結合している－ＯＣＨ_２－の結合位置及びＲの結合位置が、化合物（２）及び化合物（３）と同じになる化合物が挙げられる。

一般式（１－２）中、Ｒは一般式（１）中のＲと同義である。Ｑ^２は、脱離可能な置換基（置換スルホニルオキシ基、ハロゲン原子又は水酸基等）を示す。

置換スルホニルオキシ基としては、例えば、トシルオキシ基（－ＯＴｓ）、メタンスルホニルオキシ基（－ＯＭｓ）、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基（－ＯＴｆ）、ニトロベンゼンスルホニルオキシ基（－ＯＮｓ）が挙げられるが、－ＯＴｓが好ましく用いられる。

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。

前駆体は、例えば、国際公開第２０１４／３０７０９号に記載された方法により合成することができる。

化合物（１）は、ＭＣ－１特異的に褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）に集積する。また、化合物（１）は、褐色脂肪細胞の活性（例えば、脂肪を燃焼してエネルギーを産生する活性）と相関して集積量が変化する。すなわち、褐色脂肪細胞の活性が低下すると化合物（１）の集積量が減少し、褐色脂肪細胞の活性が亢進すると化合物（１）の集積量が増加する。したがって、本実施形態に係る活性評価用プローブは、化合物（１）の集積量の測定を介して、褐色脂肪細胞の活性評価に好適に用いられる。

化合物（１）の集積量の測定は、化合物（１）の標識基（Ｑ^１）の種類に応じた測定装置及び測定方法により、標識基が発するシグナルを検出することにより実施することができる。

本実施形態に係る活性評価用プローブは、例えば、化合物（１）を任意の緩衝液に溶解することによって製造することができる。この場合、本実施形態に係る活性評価用プローブは、溶液として提供され、緩衝成分の他、界面活性剤、防腐剤、安定化剤等のその他の成分を含有してもよい。

本実施形態に係る褐色脂肪細胞の活性を評価する方法は、本発明に係る活性評価用プローブを対象に投与する工程と、褐色脂肪細胞に集積した化合物（１）を検出する工程と、褐色脂肪細胞における化合物（１）の集積量を定量解析する工程と、を含む。

対象としては、例えば、ヒト、サル、マウス及びラットが挙げられるがこれらに限定されるものではない。

活性評価用プローブを対象に投与する方法は、化合物（１）が褐色脂肪細胞に到達する限りにおいて特に制限されないが、通常、静脈内投与である。

活性評価用プローブの投与量としては、化合物（１）を褐色脂肪細胞で検出するのに充分な投与量であれば特に制限されず、投与する対象及び化合物（１）を検出する方法に応じて適宜設定すればよい。例えば、Ｑ^１が^１８Ｆ又は－Ｏ^１１ＣＨ_３である化合物（１）を含む活性評価用プローブを用いて、ＰＥＴ法に用いられる装置で化合物（１）を検出する場合、活性評価用プローブの投与量（以下、「投与放射能量」ともいう。）は、１ＭＢｑ／ｋｇ体重～１０００ＭＢｑ／ｋｇ体重であってもよい。化合物（１）の比放射能は、１０～１０，０００ＧＢｑ／μｍｏｌであってもよい。また、活性評価用プローブの投与放射能量は、使用するＰＥＴカメラの感度と対象個体の体積に依存するが、げっ歯類（マウス、ラット）ではおおよそ２００～５００ＭＢｑ／ｋｇ体重を０．１～０．５ｍＬの生理食塩水溶液として投与する。ヒト以外の霊長類（サル類）の場合、４０～２００ＭＢｑ／ｋｇ体重を０．５～２ｍＬの生理食塩水で投与し、ヒトの場合、２～１０ＭＢｑ／ｋｇ体重を１～５ｍＬの生理食塩水溶液として投与する。

褐色脂肪細胞に集積した化合物（１）を検出する方法としては、特に制限されず、化合物（１）の標識基（Ｑ^１）の種類に応じて、公知の方法に準じて実施することができる。例えば、Ｑ^１が^１８Ｆ又は－Ｏ^１１ＣＨ_３である化合物（１）を含む活性評価用プローブを用いる場合、ＰＥＴ法によって、化合物（１）を検出することが可能である。ＰＥＴ法における測定方法は特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。また例えば、ＰＥＴ法で計測する方法としては、活性評価用プローブの投与直後から６０分間のダイナミック計測をしてもよいし、活性評価用プローブを投与して３０～４０分間待って褐色脂肪細胞に化合物（１）を充分集積させてから、１０～２０分間のＰＥＴ計測をしてもよい。

褐色脂肪細胞における化合物（１）の集積量を定量解析する方法としては、特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。例えば、以下の方法が挙げられる。まず、ＰＥＴ法によって得られた化合物（１）の集積画像と、ＣＴ計測等によって得られた褐色脂肪細胞の形態画像を重ねあわせ、褐色脂肪細胞のＰＥＴ画像を同定する。次に褐色脂肪細胞のＰＥＴ画像上に関心領域を設定して、対象となる個体の体重と投与放射能量とで正規化した値を、褐色脂肪細胞への化合物（１）の集積量とする。

本実施形態に係る褐色脂肪細胞の活性を評価する方法は、定量解析した化合物（１）の集積量を基準値と比較し、褐色脂肪細胞の活性を評価する工程を更に含んでいてもよい。

基準値は、方法を実施する目的に応じて適宜設定してよい。例えば、メタボリックシンドロームの対策として、運動、食事及びサプリメント等の処置により褐色脂肪細胞がどの程度活性化されるのかを評価する場合、基準値は、当該処置を施す前の対象における化合物（１）の集積量であってよい。この場合、処置を施した後の対象における集積量の定量解析値が、基準値を超えるときに、当該処置がメタボリックシンドロームの対策として有効であると判断することができる。

以上の説明から明らかなとおり、本発明は、一般式（１）で表される化合物を有効成分とする、褐色脂肪細胞の活性評価剤として捉えることもできる。本発明はまた、褐色脂肪細胞の活性評価に使用するための一般式（１）で表される化合物と捉えることもできる。本発明はさらにまた、褐色脂肪細胞の活性評価用プローブの製造における一般式（１）で表される化合物の使用と捉えることもできる。

以下、本発明を実施例に基づいてより具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

〔（１）ＰＥＴプローブの合成〕
国際公開第２０１４／０３０７０９号の実施例に記載された方法に従い、ＰＥＴ計測に充分な比放射能と放射化学的純度を有する［^１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ（式（４））（比放射能１１２．５±７４．０ＧＢｑ／μｍｏｌと放射化学的純度９９．６±０．８％）及び［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ（式（５））（比放射能１５８．５±１１８．２ＧＢｑ／μｍｏｌと放射化学的純度９９．６±１．３％）を得た。

また、非特許文献２に記載された方法に従い、ＰＥＴ計測に充分な比放射能と放射化学的純度を有する［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ（比放射能５０．８±１２．７ＧＢｑ／μｍｏｌと放射化学的純度９７．３±２．４％）を得た。

〔（２）ロテノンの前投与による結合特異性の評価〕
ロテノンの投与が、ラットの褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓への［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積に与える影響を評価した。ロテノンは、ミトコンドリアコンプレックス－１（ＭＣ－１）の阻害薬である。

１０ｍＬの溶媒（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド／ポリエチレングリコール４００／生理食塩水＝１／１／２）にロテノンを溶解し、１０μｇ／ｋｇ又は５０μｇ／ｋｇのロテノン溶液を調製した。ラットを１．５－２．０％のイソフルラン（希釈ガス：酸素）で麻酔しながら、小動物用Ｘ－ＣＴ装置（ＣｌａｉｒｖｉｖｏＣＴ，株式会社島津製作所製）で形態画像を収集した。麻酔を施したまま、ラットを動物用ＰＥＴ装置（ＳＨＲ－３８０００，浜松ホトニクス株式会社製）のガントリー内に固定して、ロテノン溶液又は溶媒のみ（コントロール）を１時間かけてラットの尾静脈から持続的に投与した。吸収補正のために１５分間のトランスミッション計測を実施した後、ラットの尾静脈から２０ＭＢｑの［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭをボーラス投与して、６０分間のエミッション計測を実施した。ＰＥＴ計測終了後、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ投与２０－４０分後のＰＥＴ集積画像を、ＣＴ画像に重ね合わせた。Ｘ－ＣＴ画像から同定した褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓のＰＥＴ画像上に関心領域を設定して、各個体の体重と投与放射能量で正規化した値を、各部位への［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積量（放射能集積量（ＳＵＶ））とした（各群、ラット８匹）。

図１は、ロテノンの前投与による［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積量への影響を評価した結果を示すグラフである。図１に示すとおり、ロテノンの前投与により、用量依存的に、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓への集積量が低下した。したがって、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積は、褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓のミトコンドリアコンプレックス－１に特異的であると考えられる。

〔（３）低温暴露したラットの褐色脂肪細胞の活性評価〕
ラットを４群に分け、低温暴露による褐色脂肪細胞の活性を評価する試験を実施した。第１群及び第２群のラットは、小動物用温度調節機能付チャンバー（ＨＣ－１００，株式会社シンファクトリー製）を使用して、低温（４℃）にそれぞれ４時間及び１日間暴露した。第３群のラットは、同チャンバーを使用して、低温（１５℃）に７日間暴露した。第４群のラットは、コントロールとして、室温（２４℃）で飼育した。低温に上記の所定期間暴露した後、ＰＥＴ計測を実施した。

上記の処理を施したラットを１．５－２．０％のイソフルラン（希釈ガス：酸素）で麻酔しながら、小動物用Ｘ－ＣＴ装置（ＣｌａｉｒｖｉｖｏＣＴ，株式会社島津製作所製）で形態画像を収集した。麻酔を施したまま、ラットを動物用ＰＥＴ装置（ＳＨＲ－３８０００，浜松ホトニクス株式会社製）のガントリー内に固定した。吸収補正のために１５分間のトランスミッション計測を実施した後、ラットの尾静脈から２０ＭＢｑの［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ又は８ＭＢｑの［^１８Ｆ］ＦＤＧをボーラス投与して、６０分間のエミッション計測を実施した。ＰＥＴ計測終了後、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ投与２０－４０分後のＰＥＴ集積画像、又は［^１８Ｆ］ＦＤＧ投与４０－６０分後のＰＥＴ集積画像を、ＣＴ画像に重ね合わせた。Ｘ－ＣＴ画像から同定した褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓のＰＥＴ画像上に関心領域を設定して、各個体の体重と投与放射能量で正規化した値を、各部位への［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ又は［^１８Ｆ］ＦＤＧの集積量（放射能集積量（ＳＵＶ））とした（各群、ラット８匹）。

図２は、低温暴露したラットの褐色脂肪細胞の活性評価の結果を示すグラフである。褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）における、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭのミトコンドリアコンプレックス－１（ＭＣ－１）への結合と、［^１８Ｆ］ＦＤＧによるグルコース代謝計測とを比較すると、［^１８Ｆ］ＦＤＧは、褐色脂肪細胞において、いずれの条件においても低温暴露後に集積量（ＳＵＶ）が増加したが（図２Ａ）、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの集積量（ＳＵＶ）は、４℃で４時間低温暴露した後に対照と比較して有意に低下し、低温暴露時間の増加に伴い増加した（図２Ｂ）。他方、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ及び［^１８Ｆ］ＦＤＧのいずれも、脳及び心臓への集積量に有意な変化は認められなかった。これらの結果は、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭをプローブとして使用することで、褐色脂肪細胞の活性の評価が可能であることを示している。また、図２Ｂの結果は、低温への暴露時間に応じて、ミトコンドリアにおける代謝が、嫌気的糖代謝（グルコース→ピルビン酸→乳酸）から酸化的リン酸化（グルコース→ピルビン酸→アセチルＣｏＡ→クエン酸回路）に変化していることを示唆している。

〔（４）β３アドレナリン受容体作動薬を投与したラットの褐色脂肪細胞の活性評価〕
β３アドレナリン受容体作動薬（ＣＬ３４６，２４８）の投与によるラットの褐色脂肪細胞の活性を評価する試験を実施した。β３アドレナリン作動薬は、メタボリックシンドロームの対処化合物として期待されている。

１０ｍＬの溶媒（Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド／ポリエチレングリコール４００／生理食塩水＝１／１／２）にＣＬ３４６，２４８を溶解し、１０μｇ／ｋｇ又は１００μｇ／ｋｇのＣＬ３４６，２４８溶液を調製した。ラットを１．５－２．０％のイソフルラン（希釈ガス：酸素）で麻酔しながら、小動物用Ｘ－ＣＴ装置（ＣｌａｉｒｖｉｖｏＣＴ，株式会社島津製作所製）で形態画像を収集した。麻酔を施したまま、ラットを動物用ＰＥＴ装置（ＳＨＲ－３８０００，浜松ホトニクス株式会社製）のガントリー内に固定して、ＣＬ３４６，２４８溶液又は溶媒のみ（コントロール）を１時間かけてラットの尾静脈から持続的に投与した。吸収補正のために１５分間のトランスミッション計測を実施した後、ラットの尾静脈から２０ＭＢｑの［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ、２０ＭＢｑの［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ、又は８ＭＢｑの［^１８Ｆ］ＦＤＧをボーラス投与して、６０分間のエミッション計測を実施した。ＰＥＴ計測終了後、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ投与２０－４０分後のＰＥＴ集積画像、［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ投与２０－４０分後のＰＥＴ集積画像、又は［^１８Ｆ］ＦＤＧ投与４０－６０分後のＰＥＴ集積画像を、ＣＴ画像に重ね合わせた。Ｘ－ＣＴ画像から同定した褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）、脳及び心臓のＰＥＴ画像上に関心領域を設定して、各個体の体重と投与放射能量で正規化した値を、各部位への［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ、［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ又は［^１８Ｆ］ＦＤＧの集積量（放射能集積量（ＳＵＶ））とした（各群、ラット８匹）。

図３は、β３アドレナリン受容体作動薬を投与したラットの褐色脂肪細胞の活性評価の結果を示すグラフである。褐色脂肪細胞（褐色脂肪組織）において、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭは、用量依存的に集積量が増加した（図３Ｂ）のに対して、［^１８Ｆ］ＦＤＧは、集積量の増加が検出されたものの用量依存性はなく（図３Ａ）、［^１１Ｃ］ＴＰＭＰは、有意な変化は検出されなかった（図３Ｃ）。他方、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭ、［^１１Ｃ］ＴＰＭＰ及び［^１８Ｆ］ＦＤＧのいずれも、脳及び心臓への集積量に有意な変化は認められなかった。これらの結果から、［^１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭのみが、定量的に褐色脂肪細胞の活性を評価できることを示している。

Claims

一般式（１）で表される化合物を有効成分として含有する、褐色脂肪細胞の脂肪を燃焼してエネルギーを産生する活性評価用プローブ。

［一般式（１）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ^１は、標識基を示す。］
前記一般式（１）で表される化合物が、一般式（２）で表される化合物である、請求項１に記載の活性評価用プローブ。

［一般式（２）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－、－Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－、－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎ－又は－ＣＨ_２Ｏ（ＣＨ_２）_ｎＯＣ_２Ｈ_４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ^１は、標識基を示す。］
前記一般式（１）で表される化合物が、一般式（３）で表される化合物である、請求項１に記載の活性評価用プローブ。

［一般式（３）中、Ｑ ^１は、標識基を示す。］
Ｑ^１が、^１８Ｆ又は－Ｏ^１１ＣＨ_３である、請求項１～３のいずれか一項に記載の活性評価用プローブ。
褐色脂肪細胞の脂肪を燃焼してエネルギーを産生する活性の定量評価用である、請求項１～４のいずれか一項に記載の活性評価用プローブ。