JPH06327497A - Method for measuring activity of actylcholine esterase at local site of brain - Google Patents

Method for measuring activity of actylcholine esterase at local site of brain

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JPH06327497A
JPH06327497A JP11862393A JP11862393A JPH06327497A JP H06327497 A JPH06327497 A JP H06327497A JP 11862393 A JP11862393 A JP 11862393A JP 11862393 A JP11862393 A JP 11862393A JP H06327497 A JPH06327497 A JP H06327497A
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Japan
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brain
measured
local site
blood flow
concentration
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Application number
JP11862393A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Irie
俊章 入江
Kiyoshi Fukushi
清 福士
Hiroki Nanba
宏樹 難波
Masaomi Iyo
雅臣 伊豫
Tetsuyoshi Yokoshima
徹▲喜▼ 横島
Shinichiro Nagatsuka
伸一郎 長塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To measure the AchE activity at a local site of a brain by measuring the concentration of radioactivity at the local site of the brain with a radio tracer, measuring the volume of blood flow rate at the local site, and subsequently calculating the AchE activity from the relation of the measured results with the AchE activity. CONSTITUTION:The concentration of radioactivity at a local site of a brain is measured with a radio tracer, and an AchE activity is calculated from the relation of the AchE activity with both the measured concentration of the radioactivity at the local site of the brain and the measured blood flow rate at the local site. The AchE activity can be measured also in vivo. The radio tracer is characterized in that (a) it has an ester group approximately specifically hydrolyzed with the acetyl choline esterase in the molecule; (b) it has high liposolubility and is incorporated into brains in dependence on the blood flow; (c) it is hydrolyzed with the acetylchloline esterase of the brain, and the produced alcohol is accumulated in the brain; and (d) an alcohol produced outside the brain is not transferred into the brain.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、痴呆症の診断や脳機能
改善薬の薬効評価、老化の機構解明などに有用な脳局所
アセチルコリンエステラーゼ(以下、AchEと略す)
活性の測定法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brain local acetylcholinesterase (hereinafter abbreviated as AchE) useful for diagnosing dementia, evaluating the efficacy of drugs for improving brain function, and elucidating the mechanism of aging.
It relates to a method for measuring activity.

【0002】[0002]

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】脳内
アセチルコリン作働性神経は記憶に深く関与しており、
この神経系の障害がアルツハイマー痴呆症などにみられ
る記憶障害の原因であると考えられている。AchE活
性はアセチルコリン作働性神経の機能低下にともない低
下するため、その活性測定は痴呆や老化の診断、治療の
評価や病態解明に大きく貢献する。
2. Description of the Related Art Acetylcholinergic nerves in the brain are deeply involved in memory,
It is considered that this disorder of the nervous system is a cause of the memory disorder such as Alzheimer's dementia. Since the AchE activity decreases as the function of the acetylcholine-acting nerve decreases, the activity measurement greatly contributes to the diagnosis of dementia and aging, the evaluation of treatment and the elucidation of pathological conditions.

【0003】従来、脳局所のAchE活性を測定する方
法としては、死後の脳の一部を用いたin vitro
での測定の他には、脳切片を組織化学的に染色し画像処
理により測定する方法(Biegon and Wol
ff,J.Neurosci.Meth.16:39−
45,1986)が知られている。
Conventionally, as a method for measuring local AchE activity in the brain, an in vitro method using a part of the brain after death was used.
In addition to the measurement with the method described above, a method of staining a brain slice histochemically and measuring it by image processing (Biegon and Wol)
ff, J. Neurosci. Meth. 16: 39-
45, 1986) is known.

【0004】しかしながら、これらの方法はいずれも死
後の脳を対象としたものであり、生きているヒトや動物
に適用することはできなかった。従って、in viv
oでもAchE活性を測定することができる方法が望ま
れていた。
However, all of these methods were intended for the post-mortem brain, and could not be applied to living humans or animals. Therefore, in vivo
There has been a demand for a method capable of measuring AchE activity even in the case of o.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】かかる実情において、本
発明者らは鋭意研究を行った結果、特定の性質を有する
ラジオトレーサーを用いて脳局所の放射能濃度を測定
し、また脳局所の血流量を測定し、これらとAchE活
性との関係より算出すれば、脳局所のAchE活性を求
めることができることを見出し、本発明を完成した。
Under the circumstances, as a result of intensive studies by the present inventors, radioactivity in the brain was measured using a radiotracer having a specific property, and blood in the brain was also measured. The present invention has been completed by finding that the local AchE activity in the brain can be determined by measuring the flow rate and calculating the relationship between these values and the AchE activity.

【0006】すなわち、本発明は、(A)次の性質
(a)〜(d):(a)分子内にアセチルコリンエステ
ラーゼによりほぼ特異的に加水分解されるエステル基を
有し、(b)エステル体の脂溶性は高く血流に依存して
脳に取り込まれ、(c)脳内アセチルコリンエステラー
ゼにより加水分解されて生じるアルコール体は脳血液関
門の通過性が小さく、脳に蓄積し、(d)脳外で生じた
アルコール体は脳に移行しない、を有するラジオトレー
サーを用いて脳局所の放射能濃度を測定し、 (B)脳局所の血流量を測定し、 (C)(A)、(B)およびアセチルコリンエステラー
ゼ活性の関係より、アセチルコリンエステラーゼ活性を
算出することを特徴とする脳局所アセチルコリンエステ
ラーゼ活性の測定法を提供するものである。
That is, the present invention provides (A) the following properties (a) to (d): (a) an ester group which is almost specifically hydrolyzed by acetylcholinesterase in the molecule, and (b) an ester. The body is highly lipophilic and is taken up by the brain depending on the blood flow. (C) The alcoholic body produced by being hydrolyzed by acetylcholinesterase in the brain has a low permeability through the blood-brain barrier and accumulates in the brain (d). The alcohol concentration generated outside the brain does not transfer to the brain. The radioactivity in the brain is measured using a radiotracer, (B) the blood flow in the brain is measured, and (C) (A), ( The present invention provides a method for measuring local acetylcholinesterase activity in the brain, which comprises calculating the acetylcholinesterase activity from the relationship between B) and the acetylcholinesterase activity.

【0007】本発明においては、まず前記の性質(a)
〜(d)を有するラジオトレーサーを用いて脳局所の放
射能濃度を測定する。これらのラジオトレーサーは、血
流に依存して脳に取り込まれ、脳内AchEによって加
水分解されると脳に蓄積されるものであり、例えば以下
に示すN−メチルヒドロキシピペリジンアシル誘導体の
放射性標識体等を用いることができる。
In the present invention, first, the above-mentioned property (a)
Radioactivity in the brain is measured using a radiotracer having (d). These radiotracers are taken into the brain depending on the blood flow, and are accumulated in the brain when hydrolyzed by AchE in the brain. For example, the radiolabeled N-methylhydroxypiperidine acyl derivative shown below is used. Etc. can be used.

【0008】[0008]

【化1】 [Chemical 1]

【0009】これらの化合物を標識するには、AchE
によって加水分解されアルコール体となったときにも残
る原子を、放射性同位元素で通常の方法によりラベルす
る。例えば、N−メチルヒドロキシピペリジンのアシル
誘導体の場合には、対応するピペリジンのアミド基の水
素を14CH3Iや11CH3Iなどで常法に従って放射性メ
チル基に置換すればよい。脳局所の放射能濃度は、これ
らのラジオトレーサーを投与し、所定時間経過後に、脳
切片を用いたオートラジオグラフィー法、ポジトロンエ
ミッショントモグラフィー法(PET)、シングルフォ
トンエミッションコンピューテッドトモグラフィー法
(SPECT)などで測定することができる。
To label these compounds, AchE
Atoms that remain when hydrolyzed to an alcohol form are labeled with a radioactive isotope by a conventional method. For example, in the case of an acyl derivative of N-methylhydroxypiperidine, hydrogen of the corresponding amide group of piperidine may be replaced with a radioactive methyl group by 14 CH 3 I, 11 CH 3 I or the like according to a conventional method. The radioactivity concentration in the brain was measured by administering these radiotracers, and after a lapse of a predetermined time, an autoradiography method using a brain section, a positron emission tomography method (PET), a single photon emission computed tomography method (SPECT). It can be measured with.

【0010】一方、脳局所の血流量は、例えば123I標
識N−イソプロピル−p−ヨードアンフェタミン(IM
P)を用い、reference sample法(L
ear et.al.,J.Cereb.Blood
Flow Metabol.2:179−185,18
82;Kuhl et.al.,J.Nuc.Med.
23:196−203,1982)により測定するのが
簡便であり、また、その他の公知の方法により測定する
こともできる。
On the other hand, the blood flow in the brain is, for example, 123 I-labeled N-isopropyl-p-iodoamphetamine (IM
P) and the reference sample method (L
ear et. al. J. Cereb. Blood
Flow Metabol. 2: 179-185,18
82; Kuhl et. al. J. Nuc. Med.
23: 196-203, 1982), and it is also possible to measure by other known methods.

【0011】このようにして測定した脳局所の放射能濃
度および血流量を用いて脳局所のAchE活性を算出す
るため、血流依存性の脳内分布と代謝過程を組み込んだ
Kinetic modelを構築した。すなわち、ラ
ジオトレーサー(以下、単にトレーサーという)の脳へ
の取り込みは血流量に依存しており、脳内に取り込まれ
たトレーサーはアセチルコリンと競合的にAchEによ
り加水分解され、アルコール体となる。また、血中で生
じたアルコール体は脳へは移行しない。これは微分方程
式を用いると、式(1)のように示される。
In order to calculate the AchE activity in the brain region using the thus-measured local radioactivity concentration and blood flow volume, a Kinetic model incorporating a blood flow-dependent brain distribution and metabolic processes was constructed. . That is, the uptake of radiotracer (hereinafter simply referred to as "tracer") into the brain depends on the blood flow rate, and the tracer taken up into the brain is hydrolyzed by AchE competitively with acetylcholine to become an alcohol. Also, the alcoholic body generated in the blood does not transfer to the brain. This is expressed as in Expression (1) using a differential equation.

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】ここで、Cb は脳内のトレーサー未変化体
濃度、Cp は血中のトレーサー未変化体濃度、Fは脳局
所血流量、λはトレーサーの平衡状態での脳血液分配係
数であり、F=λKが成り立つ。Kはトレーサーの脳血
液関門(BBB)透過速度定数である。この血流依存性
の脳への取り込みの理論式はIodoantipyri
neを用いた脳局所血流量測定の理論式と同じものであ
る(Sakuradaet.al.,Am.J.Phy
siol.234:H59−66,1978)。この血
流依存性の脳への取り込みについては様々な理論式があ
り、使用するトレーサーに応じて適切なものを用いる。
また、Vm とKm はトレーサーのAchEによる加水分
解の最大速度とミカエリス定数、Ca は脳内の遊離アセ
チルコリン濃度、Kmaはアセチルコリン加水分解のミカ
エリス定数、Cm は脳内のトレーサー代謝物であるアル
コール体濃度、kelはアルコール体の脳からの消失速度
定数である。脳内のアセチルコリンは通常はシナプスに
蓄積されており、神経伝達の際に放出されるため遊離の
アセチルコリン濃度Ca はほぼ0とみなしてよい。ま
た、測定に使用するトレーサーはトレーサーレベルであ
るから、Cb はKmに較べはるかに小さく無視できる。
さらに、アルコール体は脳からの消失がきわめて遅いた
め、kelは0とみなしてよい。したがって、先の連立微
分方程式(1)は次のように書き換えられる。
Here, C b is the concentration of the unchanged tracer in the brain, C p is the concentration of the unchanged tracer in the blood, F is the local blood flow in the brain, and λ is the cerebral blood distribution coefficient in the equilibrium state of the tracer. Yes, F = λK holds. K is the blood-brain barrier (BBB) permeation rate constant of the tracer. The theoretical formula of this blood flow-dependent uptake into the brain is Iodoantipyri
This is the same as the theoretical formula for measuring the regional blood flow in the brain using ne (Sakurada et. al., Am. J. Phy.
siol. 234: H59-66, 1978). There are various theoretical formulas for the blood flow-dependent uptake into the brain, and an appropriate formula is used according to the tracer used.
Further, V m and K m are the maximum rate of hydrolysis by AchE of the tracer and the Michaelis constant, C a is the concentration of free acetylcholine in the brain, K ma is the Michaelis constant of hydrolysis of acetylcholine, and C m is the tracer metabolite in the brain. Is the alcohol body concentration, k el is the rate of elimination of alcohol bodies from the brain. Acetylcholine in the brain is usually accumulated in synapses and is released during neurotransmission, so the free acetylcholine concentration C a may be regarded as almost zero. The tracer used in the measurement from a tracer level, C b is negligible much smaller than the K m.
In addition, alcohol may be eliminated from the brain very slowly, so k el may be considered to be zero. Therefore, the above simultaneous differential equation (1) can be rewritten as follows.

【0014】[0014]

【数2】 [Equation 2]

【0015】ここで、km(=Vm /Km )は脳内Ac
hEによるトレーサーの加水分解活性を示すことにな
る。トレーサーを急速静注した後の未変化体血中濃度の
推移をCp =ΣCoiexp(−keit)としてこれを解
くと、式(3)になる。
Here, k m (= V m / K m ) is Ac in the brain
It will show the hydrolytic activity of the tracer by hE. Equation (3) is obtained by solving the change in the unchanged blood concentration after rapid intravenous injection of the tracer as C p = ΣC oi exp (−k e i t).

【0016】[0016]

【数3】 [Equation 3]

【0017】時間tを充分とれば、指数の項は0とみな
せる。言い換えれば血中および脳内の未変化体濃度が0
となる。この時脳内には代謝物であるアルコール体のみ
が存在し、その濃度は、式(4)で表わされる。
If the time t is sufficient, the exponent term can be regarded as 0. In other words, the concentration of unchanged drug in blood and brain is 0.
Becomes At this time, only the alcohol metabolite exists in the brain, and its concentration is represented by the formula (4).

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】したがって、放射性同位元素で標識したト
レーサーを静脈内投与し、血中および脳内の未変化体濃
度が0となった時点における脳内の放射能濃度は未変化
体の血中濃度のAUC(血中濃度曲線下面積)、トレー
サーの脳血液分配係数、脳局所血流量および脳局所Ac
hE活性に依存していることになる。この式はトレーサ
ーの動態解析の基本となるものであるが、これを用いて
mを求めるには、血中未変化体濃度のAUCと脳局所
血流量の絶対値を測定しなければならない。しかし、ト
レーサーは血中のエステラーゼによっても急速に分解さ
れるため、未変化体濃度の測定には手間がかかる。そこ
でAchE活性が著しく高い線条体を内部標準として測
定を行う手法を検討した。線条体の添え字をs、脳の関
心領域の添え字をoとしてそれぞれの脳内放射能濃度の
比をとると、式(5)になる。
Therefore, when a tracer labeled with a radioisotope is administered intravenously and the concentration of unchanged drug in blood and brain becomes 0, the radioactivity concentration in the brain is the same as the blood concentration of unchanged drug. AUC (area under the blood concentration curve), tracer cerebral blood partition coefficient, cerebral regional blood flow and cerebral regional Ac
It will depend on hE activity. This expression is a basic kinetic analysis of the tracer, in order to determine the k m by using this, must measure absolute values of AUC and cerebral local blood flow of the unchanged drug concentration in blood. However, since the tracer is rapidly decomposed by esterase in blood, it takes time to measure the concentration of unchanged drug. Therefore, a method of performing measurement using a striatum with extremely high AchE activity as an internal standard was examined. When the subscript of the striatum is s and the subscript of the region of interest in the brain is o, and the ratio of the in-brain radioactivity concentrations is calculated, equation (5) is obtained.

【0020】[0020]

【数5】 [Equation 5]

【0021】AUCは互いに打ち消し合ってキャンセル
される。ここで、Co /Cs をZとすると、
The AUCs cancel each other out. Here, if C o / C s is Z,

【0022】[0022]

【数6】 [Equation 6]

【0023】となり、これを書き換えると式(7)にな
る。
When this is rewritten, equation (7) is obtained.

【0024】[0024]

【数7】 [Equation 7]

【0025】ここで、λoo/λssは線条体と関心領
域の血流量の比であり、これをFとし、また、kmoは求
めようとしている関心領域のトレーサー加水分解活性で
あり、これをYとすると、
Here, λ o K o / λ s K s is the ratio of the blood flow volume between the striatum and the region of interest, which is defined as F, and k mo is the tracer hydrolysis of the region of interest to be obtained. It is active, and if this is Y,

【0026】[0026]

【数8】 [Equation 8]

【0027】となり、これを1/Yについて解くと、式
(9)になる。
When this is solved for 1 / Y, equation (9) is obtained.

【0028】[0028]

【数9】 [Equation 9]

【0029】このYはトレーサーの加水分解活性を示す
ので、AchEによるアセチルコリンの代謝活性yを求
めるためにはアセチルコリンの代謝活性kmaとトレーサ
ーの代謝活性kmoとの比φ=kmo/kmaを用い、次式
(10)を用いる。
[0029] The Y has exhibits hydrolytic activity of the tracer, the ratio phi = k of the metabolic activity k mo metabolic activity k ma and tracer acetylcholine in order to determine the metabolic activity y of acetylcholine by AchE mo / k ma And the following equation (10) is used.

【0030】[0030]

【数10】 [Equation 10]

【0031】二つのパラメーターA=φ(1/kms+1
/Ks)(λo/λs)およびB=φ(1/Ks)(λo
λs)は未知数であるが、動物においてはAchE活性
yと脳内放射能濃度の線条体比Zはパンチアウトにより
得られる脳組織片を用いて実測することができる。ま
た、脳局所血流量の測定に、トレーサーとして
123I〕IMPを用いた場合、血流量はCb/AUC
(Cb は脳局所の放射能濃度、AUCは血中のIMP未
変化体濃度)となるため、脳局所血流量の線条体比Fは
123I濃度の線条体比と等しくなる。よって、これもパ
ンチアウトにより得られる脳組織片から実測可能であ
る。したがって、脳の各部位と線条体におけるトレーサ
ーの分配係数比λ 0/λsが部位によりあまり変わらない
と仮定すれば、実測されたy、ZおよびFを用いて線形
最小二乗法により未知パラメーターAとBを決めること
ができる。また、血中未変化体濃度測定によるAUCの
実測、脳局所血流量絶対値の実測、およびパンチアウト
して得た脳組織を用いたkm の実測により、式(4)を
用いてλやKなどすべてのパラメーターを決定すること
が可能である。動物においてはin vitroでAc
hE活性を実測できるため、パラメーターの決定には様
々な手法が適用でき、また病態動物を用いた検討も可能
である。ヒトの場合には健常人におけるパラメーターの
平均値を求め、それを使用する。このためには事故死な
どのケースの剖検脳を用い、km とφを測定して健常人
の平均値を求めておく。さらに健常人にトレーサーを投
与し、PETなどの手法でCm を測定し、その際にAU
Cを求めておく。これらの値と健常人の脳局所血流量か
ら式(4)を用いてλやKを計算により求める。以上の
結果から健常人のパラメーターA、Bの平均値を決定す
ることができる。雄性白色ラットにおいて決定されたパ
ラメーターを例として表1に示す。
Two parameters A = φ (1 / kms+1
/ Ks) (Λo/ Λs) And B = φ (1 / Ks) (Λo/
λs) Is unknown, but AchE activity in animals
y and the striatal ratio Z of the radioactivity concentration in the brain are determined by punch out
It can be actually measured using the obtained brain tissue piece. Well
Also, as a tracer for measuring local blood flow in the brain
one two ThreeI] When using IMP, the blood flow is Cb/ AUC
(CbIs local radioactivity concentration, AUC is blood IMP
The striatal ratio F of the local blood flow in the brain is
one two ThreeIt becomes equal to the striatal ratio of I concentration. Therefore, this is also a
Can be measured from a brain tissue piece obtained by punch-out
It Therefore, tracers in various parts of the brain and striatum
Distribution coefficient ratio λ 0/ ΛsDoes not change much depending on the part
Assuming that, linearly using the measured y, Z and F
Determine unknown parameters A and B by least squares method
You can In addition, by measuring the concentration of unchanged drug in blood,
Actual measurement, measurement of absolute regional blood flow, and punch-out
K using the obtained brain tissuemFrom the actual measurement of
Use to determine all parameters such as λ and K
Is possible. Ac in vitro in animals
Since hE activity can be measured, it is difficult to determine the parameters.
Various methods can be applied, and studies using pathological animals are also possible
Is. In the case of human,
Find the average value and use it. Because of this an accidental death
Which case using autopsy brain, kmAnd φ are measured and healthy people
The average value of is calculated. In addition, throw a tracer on a healthy person
Giving and C by a method such as PETmIs measured and then AU
Find C. These values and the brain blood flow in healthy people
From equation (4), λ and K are calculated. More than
Determine the average value of parameters A and B of healthy subjects from the results
You can Patterns determined in male white rats
The parameters are shown in Table 1 as an example.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明によれば、脳切片を用いたオート
ラジオグラフィー法ではダブルトレーサー法により血流
の影響を補正した精度の高い結果が得られ、動物の脳内
微小部位のAchE活性測定やイメージングが可能であ
る。また11C標識体を用いればPETにより、生きてい
るヒトや動物などの脳局所AchE活性の測定が可能で
あり、痴呆症の早期診断や治療薬の薬効判定、あるいは
痴呆症や老化の病態解明に有用である。
INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, in the autoradiography method using a brain slice, a highly accurate result in which the influence of blood flow is corrected by the double tracer method is obtained, and AchE activity measurement in a minute site in the brain of an animal is measured. And imaging are possible. In addition, using the 11 C-labeled body, PET can be used to measure local AchE activity in the brain of living humans, animals, etc., which enables early diagnosis of dementia, determination of the efficacy of therapeutic agents, and elucidation of the pathology of dementia and aging. Useful for.

【0034】[0034]

【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに説明す
るが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
EXAMPLES Next, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0035】実施例1 雄性白色ラットに対して大脳左側のマイネルト核にイボ
テン酸を注入してマイネルト核の破壊を行った。右側に
は針の挿入のみを1分間行った。マイネルト核にはコリ
ン作働性神経の束が通っているため、この処置により脳
片側のコリン作働性神経系の活性が低下する。そしてそ
の二週間後に〔14C〕MP3A、〔14C〕MP4Aおよ
び〔14C〕MP4Pを5匹ずつ計15匹のラットにそれ
ぞれ約10μCi/0.3ml、その28分後に〔123I〕
N−イソプロピル−p−ヨードアンフェタミン(IM
P)を約300μCi/0.3ml、尾静脈からbolus
投与した。IMP投与の2分後(MP3A、MP4Aま
たはMP4P投与の30分後)にラットを断頭致死し、
速やかに脳を摘出してドライアイスで10分間凍結した
後、コンパウンドに包埋し、ドライアイス−アセトン中
で凍結ブロックを作成した。これを−20℃のクリオス
タットにセットし、オートラジオグラフィー用に厚さ2
0μm の切片をターゲット部位よりカバーグラス上に採
取した。またそれとは別に組織パンチアウト用に厚さ3
0μm の切片をアルミホイル上に、それぞれ数枚づつタ
ーゲット部位より採取した。
Example 1 Ibotenic acid was injected into the Meinert nucleus on the left side of the cerebrum of male white rats to destroy the Meinert nucleus. On the right side, only needle insertion was performed for 1 minute. This treatment reduces the activity of the cholinergic nervous system on one side of the brain, since the Meynert nucleus is bundled with cholinergic nerve bundles. Two weeks after that, [ 14 C] MP3A, [ 14 C] MP4A and [ 14 C] MP4P were respectively administered to 5 rats in a total of about 10 μCi / 0.3 ml, and 28 minutes later [ 123 I]
N-isopropyl-p-iodoamphetamine (IM
P) about 300 μCi / 0.3 ml, bolus from tail vein
Was administered. 2 minutes after administration of IMP (30 minutes after administration of MP3A, MP4A or MP4P), decapitated the rat,
The brain was immediately removed, frozen for 10 minutes with dry ice, embedded in a compound, and a frozen block was prepared in dry ice-acetone. Set this on a cryostat at -20 ° C and set the thickness to 2 for autoradiography.
A 0 μm section was collected from the target site on a cover glass. Separately, thickness 3 for tissue punch-out
Several 0 .mu.m sections were collected on the aluminum foil from the target site by several sheets.

【0036】オートラジオグラフィー用の切片は数秒間
塩酸ガスに暴露し、N−メチルピペリジンを塩酸塩とし
て固定してから、55℃のホットプレート上で1分間乾
燥し、ルミラー膜(厚さ4μm )をかぶせ、ただちにイ
メージングプレート(IP、富士写真フィルム製)に露
出した。そして4時間の露出の後、IPをバイオイメー
ジアナライザーBA−100(富士写真フィルム製)に
より読み取って、123I+14Cのイメージを得た。この
切片を1週間冷暗所に放置し、123Iが充分減衰してか
ら(半減期が13hrなので約8000分の1に減衰し
たことになる)、2回目のIPへの露出を24時間行
い、14Cのイメージを得た。その後、1回目の露出と同
じ4時間の露出を行い、得られたイメージと最初に得ら
れた123I+14Cのイメージとの間でBAのDetec
tor Responceを引き算し、123I単独のイ
メージを得た。
The sections for autoradiography were exposed to hydrochloric acid gas for several seconds to fix N-methylpiperidine as a hydrochloride, and then dried on a hot plate at 55 ° C. for 1 minute, and a Lumirror film (thickness 4 μm). And immediately exposed to an imaging plate (IP, made by Fuji Photo Film). Then, after the exposure for 4 hours, the IP was read by a bio image analyzer BA-100 (manufactured by Fuji Photo Film Co., Ltd.) to obtain an image of 123 I + 14 C. This section was left for 1 week in a cool and dark place, and after 123 I was sufficiently attenuated (half-life was 13 hr, it was attenuated to about 1/8000). The second exposure to IP was carried out for 24 hours, and 14 I got the image of C. After that, the same exposure as the first exposure was performed for 4 hours, and the BA's decec was obtained between the obtained image and the initially obtained 123 I + 14 C image.
Tor Response was subtracted to obtain an image of 123 I alone.

【0037】オートラジオグラフィーにより得られた14
Cおよび123I画像データは、画像処理装置NEXUS
600(Nexus社製)によりDetector R
esponceのバックグラウンド処理をなされ、二枚
の画像の位置合わせの後、それぞれの放射能濃度の線条
体比を示すイメージに変換された。これらのイメージと
表1に示したパラメーターを用いて脳局所AchE活性
の計算を行った。また、パンチアウト用の切片からは大
脳皮質と線条体を切り取りホモジナイズしてアセチルコ
リン、DTNBとともにインキュベーションし発色を吸
光光度計で測定してAchE活性を実測した。湿組織重
量はホモジェネート中の蛋白質濃度をLowry法によ
って測定し、通常の脳組織の蛋白量と湿重量の比である
10%を用いて計算により求めた。
14 obtained by autoradiography
The C and 123 I image data can be processed by the image processing device NEXUS.
Detector R by 600 (Nexus)
After esponce background processing and registration of the two images, they were converted into images showing the striatal ratio of each radioactivity concentration. Brain local AchE activity was calculated using these images and the parameters shown in Table 1. The cerebral cortex and striatum were cut out from the punch-out section, homogenized, incubated with acetylcholine and DTNB, and the color development was measured with an absorptiometer to measure AchE activity. The wet tissue weight was calculated by measuring the protein concentration in the homogenate by the Lowry method and using 10%, which is the ratio of the normal brain tissue protein amount to the wet weight.

【0038】本発明により求めたAchE活性値と、切
り出した脳組織ホモジェネートから実測したAchE活
性を比較したところ、図1に示したように良い一致を示
し、特に4−プロピオニル−N−メチルピペリジン(M
P4P)においては高い相関性が見られた。
When the AchE activity value obtained by the present invention was compared with the AchE activity actually measured from the excised brain tissue homogenate, it showed a good agreement as shown in FIG. 1, particularly 4-propionyl-N-methylpiperidine ( M
A high correlation was observed in P4P).

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】MP3A、MP4AまたはMP4Pを用いて本
発明により測定した大脳皮質AchE活性と、切り出し
た脳組織ホモジェネートを用いて実測したAchE活性
の相関を示す図である。図において、●はマイネルト核
を破壊していない正常側の大脳皮質より得られた値を示
し、○は破壊した側の大脳皮質より得られた値を示す。
FIG. 1 is a diagram showing a correlation between cerebral cortex AchE activity measured according to the present invention using MP3A, MP4A or MP4P and AchE activity measured using excised brain tissue homogenate. In the figure, ● indicates the value obtained from the cerebral cortex on the normal side where the Meynert nucleus was not destroyed, and ○ indicates the value obtained from the cerebral cortex on the destroyed side.

フロントページの続き (72)発明者 横島 徹▲喜▼ 茨城県那珂郡東海村村松2117 第一化学薬 品株式会社東海研究所内 (72)発明者 長塚 伸一郎 茨城県那珂郡東海村村松2117 第一化学薬 品株式会社東海研究所内Front page continuation (72) Inventor Toru Yokoshima ▲ Hiki ▼ 2117 Tokai-mura Muramatsu, Naka-gun, Ibaraki Prefecture Daiichi Pure Chemicals Co., Ltd. Tokai Research Institute (72) Inventor Shin-ichiro Nagatsuka 2117 Tokai-mura Muramatsu, Naka-gun, Ibaraki Prefecture Tokai Research Institute, Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (A)次の性質(a)〜(d):(a)
分子内にアセチルコリンエステラーゼによりほぼ特異的
に加水分解されるエステル基を有し、(b)エステル体
の脂溶性は高く血流に依存して脳に取り込まれ、(c)
脳内アセチルコリンエステラーゼにより加水分解されて
生じるアルコール体は脳血液関門の通過性が小さく、脳
に蓄積し、(d)脳外で生じたアルコール体は脳に移行
しない、を有するラジオトレーサーを用いて脳局所の放
射能濃度を測定し、 (B)脳局所の血流量を測定し、 (C)(A)、(B)およびアセチルコリンエステラー
ゼ活性の関係より、アセチルコリンエステラーゼ活性を
算出することを特徴とする脳局所アセチルコリンエステ
ラーゼ活性の測定法。
1. (A) The following properties (a) to (d): (a)
It has an ester group that is almost specifically hydrolyzed by acetylcholinesterase in the molecule, and (b) the ester is highly lipophilic and is taken up by the brain depending on the blood flow, (c)
Using a radiotracer having an alcoholic body produced by hydrolysis by acetylcholinesterase in the brain, which has low permeability through the blood-brain barrier and accumulates in the brain, and (d) an alcoholic body produced outside the brain does not transfer to the brain. The radioactivity concentration in the brain is measured, (B) the blood flow in the brain is measured, and the acetylcholinesterase activity is calculated from the relationship between (C), (A), (B) and the acetylcholinesterase activity. Method for measuring local acetylcholinesterase activity in the brain.
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