KR100745445B1 - 종양 영상화 화합물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 뇌 및 신체 종양을 검출하고 평가함에 유용한 신규한 아미노산 화합물을 제공한다. 이들 화합물은 α-아미노부티르산(AIB) 유사체의 종양내에서의 신속한 흡수 및 재협착의 연장과 같은 이로운 성질과 불소-18, 요오드-123, 요오드-124, 요오드-125, 요오드-131, 브롬-75, 브롬- 76, 브롬-77, 브롬-82, 아스타틴 -210, 아스타틴 -211, 및 다른 아스타틴 동위원소와 같은 특정의 유용한 할로겐 동위원소를 포함하는 할로겐 치환체들의 성질을 모두 포함한다. 또한, 공지된 킬레이트화 복합체를 사용하여 화합물을 테크네튬 및 레늄 동위원소로 표지할 수 있다. 본 발명은 대상에게 생체내로 투여되었을 때 표적 부위에 대하여 고도의 특이성을 갖는다. 바람직한 아미노산 화합물은 [18F]FAMP, ([18F]5a) 및 [18F]N-MeFAMP, ([18F]5b)를 포함한다. 본 발명은 4, 5, 또는 6원 탄소쇄 환에 연결된 α-아미노산 부위를 포함하는 약제학적 조성물을 특징으로 한다. 표지된 아미노산 화합물은 양전자방출단층촬영술 (PET) 및 단일광자방출단층촬영술(SPECT)에 의해 대상에서 종양을 검출하고/거나 조사하기 위한 조영제로서 유용하다.

Description

종양 영상화 화합물{TUMOR IMAGING COMPOUNDS}
양전자방출단층촬영술 (PET) 및 단일광자방출단층촬영술 (SPECT)을 사용하여 종양을 영상화하기 위한 대사성 추적자로서 사용하기 위한 방사선표지된 아미노산의 개발이 20여년동안 진행되어 왔다. 여러 형태의 종양에 방사선표지된 아미노산을 사용하여 왔지마, 두개내 종양에 적용시키는 것은 다른 영상화기법에 비하여 더욱 효과적이라는 잇점을 갖고 있기 때문에 많은 관심을 받아왔다. 뇌 종양의 방사능요법 및/또는 외과적 절제술 후, 통상의 영상화 방법, 예로서 CT 및 MRI는 개입에 의해 조직 손상과 잔류 또는 반복성 종양을 조직 손상과 확실하게 구별할 수 없고, 치료 효능을 조사하거나 종양 재발을 검출함에 있어 적절하지 못하다[Buonocore, E (1992), Clinical positron emission to mography. Mosby-Year Book, Inc. St. Louis, MO, pp 17-22; Langleben, DD et al. (2000),J. Nucl. Med. 41: 1861-1867].
신생물을 진단 및 영상화하기 위한 선도 PET 시약인, 2-[18F]플루오로데옥시글루코오스(FDG) 또한 뇌 종양을 영상화함에 있어 한계가 있다. 방사 또는 외과적 치료후 발생할 수 있는 염증성 조직과 같이 정상 뇌 피질 조직은 고도의 [18F]FDG 흡수율을 나타낸다; 이들 인자가 [18F]FDG로 수득된 영상 판독을 복잡하게 할 수 있 다[Griffeth, LK et al. (1993), Radiology. 186: 37-44 ; Conti, PS (1995)].
CT, MRI 또는 [18F]FDG 보다는 방사선표지된 아미노산를 사용한 PET 및 SPECT 영상화가 정상 뇌내 종양 경계면을 더욱 잘 한정하여, 치료 계획을 더욱 잘 세울 수 있도록 한다[Ogawa, T etal. (1993), Radiology. 186: 45-53; Jager, PL et al. (2001), Nucl.Med., 42: 432-445]. 또한, 일부 연구를 통해 아미노산 흡수율 정도가 종양 등급과 관련성을 갖고 있고, 이것이 중요한 진단 정보를 제공할 수 있다는 것이 제안되었다[Jager, PL etal. (2001) J.Nucl. Med. 42: 432-445].
[11C]α-아미노부티르산(AIB), L-[11C] 메티오닌 (Met), L-[18F]플루오로-α-메틸 티로신, O-(2-[18F]플루오로에틸)티로신 및 트랜스-1-아미노-3-[18F]플루오로사이클로부틸-1-카복실산(FACBC)을 포함하는 다수의 아미노산 인간에서 PET 종양 촤영에 성공적으로 사용되어 왔다[Jager, PL et al. (2001), J. Nucl. Med. 42:432-445 ; Shoup, TM et al. (1999),J.Nucl. Med. 40: 331-338].[18F]FACBC는 U. S. Patents 5,808, 146 및 5,817, 776(본 명세서에서 참고문헌으로 인용된다)에 기술되어 있다. AIB는 1차적으로 A형 아미노산 전달계를 통해 세포내로 능동 전달되는 비대사성 α,α-디알킬 아미노산이다. 세포 성장 및 분열하는 동안 시스템 A 아미노산 전달은 증가하고 종양 세포에서 상향조절되는 것으로 나타났다[Palacin, M etal. (1998), Physio. Rev. 78:969-1054 ; Bussolati,O etal. (1996), FASEBJ. 10: 920-926]. 동물의 실험상 유도된 종양 및 인간의 자연발생된 종양 연구에서는 정상 조직과 비교하여 종양내 방사선표지된 AIB의 흡수율은 증가하는 것으로 나타났다[Conti, PS et al. (1986),Eur. J.Nucl. Med. 12:353-356 ; Uehara, H etal. (1997),J. Cereb. Blood Flow Metab. 17:1239-1253]. AIB의 N-메틸 유사체인 , N-MeAIB는 α-형 아미노산 전달계에 대하여 AIB보다 더욱 더 특이성이다[Shotwell, MA et al. (1983), Biochim. Biophys. Acta. 737: 267-84]. N-MeAIB는 탄소-11로 방사선 표지되고 인간에서는 대사적으로 안정적이다[Nagren, Ket al. (2000),J Labelled Cpd. Radiopharm. 43:1013-1021].
18F로 표지하고 PET 영상화에 사용하기 적절한 AIB의 불소화 유사체가 본 명세서에 기술되어 있다. 이들 시약은 그의 α,α-디알킬 분지에 기인하여 생체내에서 대사 안정성을 입증하고 반감기가 20분인 11C에 비하여 18F는 110분이기 때문에 원거리 분포에 대한 효능을 갖는 것으로 기대된다. 본 발명의 예시적인 두개의 화합물인, 각각 AIB 및 N-메틸 AIB의 불소화 유사체인 2-아미노-3-플루오로-2-메틸프로판산(FAMP, 5a) 및 3-플루오로-2-메틸-2- (메틸아미노) 프로판산(N-MeFAMP, 5b)의 합성, 방사선표지 및 생물학적 평가가 구체적으로 예시된다. 시험관내에서 아미노산 전달의 저해제를 사용하여 9L 신경아교육종 세포에 의한 이들 방사능추적자의 세포 흡수의 주요 대사를 측정하였다. 정상 및 9L 신경아교육종 종양을 수반하는 래트에서의 조직 분포 연구는 [18F]5a 및 [18F]5b를 정맥 투여한 후 수행하고, 양 화합물에 대하여 종양의 방사능 흡수율을 정상 뇌에서의 흡수율과 비교하였다.
발명의 요약
본 발명은 뇌 및 신체 종양을 검출하고 평가함에 유용한 신규한 아미노산 화합물을 제공한다. 이들 화합물은 α-아미노부티르산(AIB) 유사체의 종양내에서의 신속한 흡수 및 재협착의 연장과 같은 이로운 성질과 불소-18, 요오드-123, 요오드-124, 요오드-125, 요오드-131, 브롬-75, 브롬- 76, 브롬-77, 브롬-82, 아스타틴 -210, 아스타틴 -211, 및 다른 아스타틴 동위원소와 같은 특정의 유용한 할로겐 동위원소를 포함하는 할로겐 치환체들의 성질을 모두 포함한다. 또한, 공지된 킬레이트화 복합체를 사용하여 화합물을 테크네튬 및 레늄 동위원소로 표지할 수 있다.
일면으로, 본 발명은 대상에게 생체내로 투여되었을 때 표적 부위에 대하여 고도의 특이성을 갖는 아미노산 화합물인 것을 특징으로 한다. 바람직한 아미노산 화합물의 표적 대 비-표적비는 적어도 5:1를 나타내고, 생체내에서 안정적이고 실질적으로 투여된 후 1시간내 표적에 위치하게 된다. 특히 바람직한 아미노산 화합물은 [18F]FAMP, ([18F]5a) 및 [18F]N-MeFAMP, ([18F]5b)를 포함한다.
또다른 일면으로, 본 발명은 4, 5, 또는 6원 탄소쇄 환에 연결된 α-아미노산 부위를 포함하는 약제학적 조성물을 특징으로 한다. 또한, 본 발명은 α-아미노부티르산의 유사체를 특징으로 한다.
추가의 일면으로, 본 발명은 추가로 조영제를 포함하는 아미노산 화합물 및 대상에서 종양을 검출하고/거나 조사하기 위한 화합물의 용도를 특징으로 한다. 일면으로, 아미노산 화합물 조영제를 생체내로 투여하고 표지하기 적절한 수단을 사용하여 조사한다. 생체내 아미노산 화합물 조영제를 검출하고/거나 조사하기 바람 직한 방법은 양전자방출단층촬영술 (PET) 및 단일광자방출단층촬영술(SPECT)을 포함한다.
본 발명의 화합물은 플루오로-, 브로모- 또는 요오도-치환 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 아미노산, 또는 그의 단일 불포화 사이클릭 호모로그, 또는 메틸레닐 플루오라이드 또는 요오다이드-치환된 유사체, 또는 플루오로- 또는 요오도-치환된 이소부틸 아미노산을 포함한다. 치환된 화합물은 하기 일반식에 포함된다:
Figure 112004042635794-pct00001
상기 식에서,
R1은
Figure 112004042635794-pct00002
, 또는 R3이고
R2는 H이거나, R1이 R3인 경우, R3이고,
R3은
Figure 112004042635794-pct00003
으로
Figure 112004042635794-pct00004
을 형성하고,
R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1) 또는 -(Ck H2k-3)이고
여기에서, a는 1 내지 5이고,
x는 0 또는 1이고,
y는 1 또는 2이고,
z는 1, 2,3 또는 4이고 y가 2인 경우 z > y이고;
n이 1이고 j가 0인 경우, q는 1 또는 0이고
n는 1 또는 2이고, 단 m이 0인 경우 0이고,
m는 0 또는 1이고,
j는 0 또는 1이고,
k는 1-5이고
X는 18F, 123I, 124I, 125I, 131I, 75 Br, 76Br, 77Br, 82Br, 또는 At이다.
비사이클릭이지만, 본 발명의 화합물과 입체적으로 유사한 화합물은 하기 일반식을 갖는다:
Figure 112004042635794-pct00005
상기 식에서,
R1은 X 또는 X-CH=CH-이고, a는 1 내지 5이고,
X는 131I, 123I, 124I, 125I, 18F, 75 Br, 76Br, 77Br, 82Br, 또는 At이고,
R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1) 또는 -(Ck H2k-3)이고
R2는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1) 또는 -(Ck H2k-3)이고
k는 1-5이다.
본 발명의 화합물은 종양-결합제 및 NMDA 수용체-결합 리간드로서 유용하고, 특히, 방사능 동위원소 형태는 PCT 및 SPECT 영상화를 포함하는 종양 영상 기법용 추적자 화합물로서 유용하다. X는 At인 경우, 화합물은 At 동위원소가 α-방출기이기 때문에 방사능 요법에 유용하다. 화합물을 합성하여 유용한 동위원소의 짧은 반감기를 최대화하고, 수율 및 순도를 최대화하기 위하여 구체적으로 비표준 루트를 고안하여야 한다.
본 발명의 사이클릭 및 비사이클릭 화합물을 테크네튬 또는 레늄으로 표지할 수 있다. 테크네튬-99m, 레늄 186 및 레늄 188은 SPECT 영상화용의 유용한 방사성핵종으로서 공지되어 있다. 본 발명의 사이클릭 및 비사이클릭 아미노산은 포화일 수 있거나 이중 또는 삼중 결합을 지닌 4-6개의 탄소 쇄를 통해 Tc-99m 또는 Re186 또는 Re188 금속 군집에 연결된다. Tc-99m 금속 군집은 예를 들면, 알킬티올라토 복합체, 시텍트렌 또는 하이드라지노 니코틴아미드 복합체(HYNIC), 사이클로펜타디엔트리카보닐 또는 N287 킬레이트일 수 있다. 연결 구조는 상기 도식에서 R5 (R3 대신)(여기에서, R5 는 Z-(CH2)a-CHb-CH이고, 여기에서, a는 1, 2 또는 3이고, b는 0, 1 또는 2이고, Z는 공지된 바와 같은 알킬티올라토-Tc 또는 Re 복합체, Tc- 또는 Re-시텍트렌 또는 Tc-또는 Re-HYNIC 복합체 또는 다른 Tc 또는 Re 킬레이트이다)일 수 있다. 구조를 Tc99m의 Tc로 나타낸 경우, Tc 동위원소 대신 Re 186 또는 Re 188 을 갖는 동일한 구조를 설명하는 것으로 이해될 것이다.
본 발명의 [99mTc] 또는 Re-표지된 화합물의 예는 하기이다:
Figure 112004042635794-pct00006
상기 식에서,
R은
Figure 112004042635794-pct00007
이고
(여기에서, a는 1, 2 또는 3이고,
b는 0, 1 또는 2이고,
x는 0 또는 1이고,
y는 1 또는 2이고,
z는 1, 2, 3 또는 4이고 y가 2인 경우 z>y이고
q는 1 또는 0이다),
R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1), 또는 -(Ck H2k-3)
(여기에서, k는 1-5이다),
Figure 112004042635794-pct00008
(여기에서,
R1은 Z이고, a는 1 내지 5이고,
R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1), 또는 -(Ck H2k-3)이고
R2는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1), 또는 -(Ck H2k-3)이고,
k는 1-5이다)이고,
Z는
Figure 112004042635794-pct00009
Figure 112004042635794-pct00010
Figure 112004042635794-pct00011
상기 식에서,
b는 0,1 또는 2이고
x는 0 또는 1이며,
y는 1 또는 2이고,
z는 1,2, 3, 또는 4이고,y가 2인 경우 x>y이고
q는 1 또는 0이다.
Figure 112004042635794-pct00012
M= Tc 또는 Re.
도면의 간단한 설명
도 1은 9L 신경아교육종 세포에서 [18F]FAMP(5a) 및 [18F]N-MeFAMP(5b)의 흡수가 BCH 및 N-MeAIB에 의해 저해되었음을 나타낸다. 값은 대조군(저해제 없음)의 의 흡수율 퍼센트로서 나타내었다. 30분후 흡수를 측정하고, 세포수 및 투여량으로 표준화하였다. P-값은 각 방사성추적자에 대한 대조군의 흡수율과 저해제 존재하의 흡수율의 비교값으로 나타낸다(원-웨이 ANOVA). * = p < 0.05, **= p < 0.01. 막대는 표준 편차를 나타낸다.
도 2A-2B는 [18F]FAMP(5a) 및 [18F]N-MeFAMP(5b) 주사후 종양 조직(도 2A) 및 정상 뇌(도 2B)에서의 활성 비교이다. 투-테일드 t-테스트에 의해 각 시점에서 조직을 비교하였다. 종양 흡수에서 유의차 없이 검출되었다. 막대는 표준 편차를나타낸다.
통상, 본 명세서에서 사용되는 용어 및 문구는 본 분야에서 인정되고 있는 의미를 갖고, 이는 참고 문헌 내지 일반 텍스트, 저널 문헌 및 본 분야의 기술자에게 공지되어 있는 문헌에서 발견할 수 있다.
본 발명의 화합물은 악성 종양, 특히 뇌 종양을 갖는 신체 부위를 영상화하는 실질적으로 개선된 PET 및 SPECT를 제공한다. 본 명세서에 개시된 표지된 화합물 은 장기간의 유용한 반감기를 제공할 뿐만 아니라, 비-표적 조직 또는 세포에 대하여는 낮은 비-특이적 결합을 나타내면서 표적 조직/세포에 대하여는 더욱 고도한 결합 특이성을 나타낸다.
두개의 α-아미노부티르산(AIB)의 불소화 유사체인 불소-18로 방사선 표지된 2-아미노-3-플루오로-2-메틸프로판산(FAMP) 및 3-플루오로-2-메틸-2- (메틸아미노) 프로판산(N-MeFAMP)의 합성, 아미노산 흡수 분석 결과 및 정상 래트 및 설치류 종양 모델에서의 생체내 평가를 구체적으로 예시화하였다.
[18F]FAMP 및 [18F]N-MeFAMP 둘 모두의 합성에서 중요한 단계는 사이클릭 설프아미데이트 전구체 제조를 포함하였다. 비-캐리어가-첨가된 친핵성 치환에 의한 양 화합물의 방사성 합성으로 고도한 방사화학 순도(>99%)로 고도한 수율( > 78% 붕괴-보정됨)을 얻었다.
9L 신경아교육종 세포를 사용하는 아미노산 전달 분석을 통해 두개의 화합물은 A형 아미노산 전달계에 대한 기질이고, A형 전달에 대하여 [18F]FAMP보다는 [18F]N-MeFAMP이 더욱 고도한 특이성을 나타낸다고 입증되었다. 정상 Fisher 래트 및 9L 신경아교육종 종양 세포가 두개내로 이식된 Fisher 래트에서의 조직 분포 연구를 하기와 같이 수행하였다. 주사후 60분째, 종양 대 정상뇌의 방사능 비는 [18F]FAMP를 받은 동물의 경우는 36:1이고 [18F]N-MeFAMP를 받은 동물의 경우는 104: 1이었다. 이 결과는 [18F]FAMP 및 [18F]N-MeFAMP이 양전자방출단층촬영술을 통한 두개내 신생물의 검출을 위해 유망한 조영제임을 나타낸다.
본 발명의 화합물의 일례로서 화합물 5a 및 5b를 전체적으로 기술한다. 비-방사능 5a 및 5b의 합성을 도식 1에 나타낸다. 5a의 경우, 아미노니트릴 1은 Strecker형 반응을 사용하여 플루오로아세톤으로부터 제조하였다. 정제를 촉진시키기 위하여, 카바메이트 2는 1의 산 가수분해 조 산물을 디-t-부틸 디카보네이트로 처리한 후 플래쉬 크로마토그래피에 의해 제조하였다. 아미노산 5a는 2를 수성 HCl로 처리하여 분석적으로 순수한 형태의 염으로서 수득하였다. 화합물 2는 또한 14a (도식 4에서 구조 참조)를 테트라부틸암모늄 플루오라이드로 처리하고 디-t-부틸 디카보네이트를 사용하여 조 아미노산을 유도화시켜 제조할 수 있다. 카바메이트 2로 출발하여 5b 제조를 수행하였다. 2를 t-부틸-2,2,2-트리클로로아세트아미데이트로 중성 조건하에서 처리하여[Thierry, J etal. (1998), Tetrahedron Lett. 39: 1557-1560] N-t-부톡시카보닐(N-Boc) 에스테르 3을 제공하고, DMF중 수소화나트륨 및 메틸 요오다이드로 알킬화시켜 4를 수득하였다. 수성 HCl중 4를 탈보호화하여 그의 염으로서 아미노산 5b를 제공하였다. 아미노니트릴 중간체를 경유하여 5a 및 5b를 합성하는 것이 간단하지만, 이 방법은 [18F]5a 및 [l8F]5b의 방사성 합성에는 따를 수 없다(amenable).
메탄설포닐 에스테르 전구체로부터 [18F]5a를 제조하려는 초기의 시도는 분자내로 [18F]도입이 부족하였기 때문에, 가정컨대 그의 네오펜틸 특성에 의한 β-탄소의 낮은 반응성 때문에 실패로 돌아갔다. 대안으로서, 사이클릭 설프아미데이트는 3-플루오로-2-(4-메톡시벤질아미노)-2-메틸프로판산메틸 에스테르를 포함하는 다수의 18F 라디오리간드 및 비-방사능 α,α-이치환된 유도체를 제조하기 위하여 사용할 수 있기 때문에 관심의 대상이 되는 전구체였다 [Weiland, DM etal.(1988), Appl. Radiat. Isotop. 39: 1219-1225; Van Dort, ME et al. (1995), J. Med. Chem. 38: 810-815 ; Posakony, JJ et al. (1999), J.Labelled. Cmpd. Radiopharm. 42: S527-529]. 그러나, 현재 1차 아민으로부터 사이클릭 설프아미데이트를 형성하였다는 문헌 기록은 없다. 2차 아민을 포함하는 [18F]5b를 합성함에 있어 문제는 없지만, [18F]5a의 경우, 방사성 합성시에 용이하게 제거될 수 있는 사이클릭 설프아미데이트 형성에 적절한 아미노 치환체를 이용하여야 한다. 두개의 방사성추적자에 대하여, 방사선표지를 위한 전구체의 제조에 있어 중요한 단계는 사이클릭 설프아미데이트로 전환될 수 있는 2차 아미노알코올의 합성을 포함한다.
α-메틸 세린 유도체 8은 [18F]5a 및 [18F]5b의 합성에서 통상의 중간체로서 작용하고, 도식 2에 나타낸 바와 같이 제조하였다. 3-벤질옥시프로판을 완충처리된 탄산암모늄 및 포타슘 시아나이드 용액으로 처리하여 하이단토인 6을 형성하였다. 하이단토인을 알칼리성 가수분해한 후 조 아미노산을 디-t-부틸 디카보네이트로 처리하여 N-Boc 산 7을 수득하였다. 중성 조건하에서 t-부틸-2,2,2-트리클로르아세트이미데이트를 사용하여 7로부터 제조하였다[Thierry, Jet al. (1998), Tetrahedron Lett. 39,1557-1560].
아미노알코올 12a 및 12b의 합성을 도식 3에 도시한다. 12a를 제조하기 위하여, 벤질 에테르 8을 촉매성 수소분해반응으로 알코올을 수득하였다. 4,4'-디메톡시벤질하이드릴 (DMB)로서 공지된 비스(4-메톡시페닐) 메틸 그룹은 사이클릭 설프아미데이트 형성을 위한 2차 아민을 제공하고 산성 조건하에서는 용이하게 제거될 수 있기 때문에 혼입하였다[Hanson, RW etal. (1965), J. Chem. Soc. 7285- 7297]. 이러한 배열을 통해 18F를 혼입시킨 후 N-알킬화, 친핵성 환 개방으로 수득한 설파메이트의 가수분해, 및 단일 단계에서 t-부틸 에스테르의 가수분해할 수 있었다. [Goodacre, J etal. (1975), Tetrahedron Lett. 42: 3609-12]에 보고된 방법을 수정하여 p-톨루엔 설폰산을 사용하여 t-부틸 에스테르의 존재하에서 9의 Boc 보호 그룹을 선택적으로 제거하였다. 40℃에서 반응 시간을 연장시켜(>4일) 반응 을 시킨 것은 아니지만, 용매를 40℃에 감압하에서 제거하였을 때 원하는 중간체를 신속하게 수득하였다. 이 공정으로부터 조 아미노 에스테르를 비스(4-메톡시페닐)클로로메탄을 사용하여 모노알킬화하여 12a를 수득하였다.
도식 3에 나타낸 바와 같이, 아미노알코올 12b를 화합물 8로부터 제조하였 다. 우선, 8를 DMF중 메틸 요오다이드 및 수소화나트륨으로 처리하여 정량적 수량으로 N-메틸 유도체 10을 수득하였다. 10을 촉매적 수소분해반응을 통해 알코올 10을 수득하고, 상기 기술한 바와 같이 p-톨루엔설폰산을 사용하여 12b로 전환시켰다.
도식 4에는 사이클릭 설프아미데이트 전구체 14a 및 14b를 형성한 후 방사선 표지시켜 아미노산 [18F]5a 및 [18F]5b를 수득하는 것이 도시화되어 있다. 아미노알코올 12a 및 12b를 트리에틸아민의 존재하에 티오닐 클로라이드와 반응시켜 사이클릭 설프아미다이트 13a 및 13b를 형성시켰다. 촉매적 루테늄 (IV) 옥사이드로 과요오드산나트륨을 사용하여 산화시켜 13a 및 13b로부터 각각 14a 및 14b를 수득하였다. 전구체 14a 및 14b를 -10℃에서 저장하는 경우 적어도 6개월간은 안정적이다.
9의 메틸 설포닐 에스테르의 친핵성 치환을 통해 [18F]5a를 합성하고자 초기의 시도를 통해 가열을 연장시킨 후 측정가능한 18F 혼입을 입증하지 못했다. 반대로, 사이클릭 설프아미데이트 전구체 14a는 99% 이상의 방사화학 순도로 평균 78%의 붕괴보정율(decay corrected yield)(n= 4회 진행(runs))의 [18F]5a를 제공하였다. 유사하게, 동일한 조건하에서 14b를 처리하였을 때는 99% 이상의 방사화학 순도로 평균 85%의 붕괴보정율(n= 3회 진행)의 [18F]5b를 제공하였다. 방사선표지된 아미노산을 원-포트 합성으로 전구체 14a 또는 14b를 캐리어가 첨가되지 않은 [18F] 플루오라이드로 85℃에서 20분간 처리한 후 85℃에서 10분동안 산 가수분해하여 제조하였다. 이온-감속 수지를 포함하는 칼럼, 이어서 알루미나 및 C-18 SepPaksR에 반응 혼합물을 통과시켰다. 용출된 분획은 pH 6-7이고 설치류 연구에 직접 사용하기에 적절하다. 대표적인 합성에 있어, 약 90분간의 합성 시간후 166 mCi의 18F(최종 충격(end of bombardment), EOB)으로부터 EOS로 총 76 mCi의 [18F]5b를 수득하였다.
[18F]5a 및 [18F]5b의 특이 활성을 직접 측정할 수 없는 반면, 전구체로부터의 최종 산물중 표지되지 않은 물질의 최대량은 각 경우에 있어 약 1mg이다.최종 합성(EOS)으로 100 mCi 수율에 기초하여, [18F]5a 및 [18F]5b에 대한 방사선추적자 대 표지하지 않은 물질에 대한 최소 비는 표지하지 않은 물질 10g당 1 mCi이었다. 표지하지 않은 물질의 양은 [18F]FDG의 트리플레이트 전구체로부터 형성되는 비-방사능성 물질도 포함하는 투여량의 [18F]FDG에 존재하는 양과 견줄만 하다[Alexoff, DL et al. (1992),Internat. J Rad. Appl. Instr. Part A. 43: 313-22]. 투여량의 [18F]FDG중에 표지되지 않은 물질의 대다수는 모두 비독성인 글루코스 및 만노스를 포함하였다. [18F]5a 및 [18F]5b의 경우, 투여량에 존재하는 표지되지 않은 물질의 강력한 독성은 인간 연구에서 이들 화합물을 사용하기 전에 평가되어야 한다.
[18F]5a 및 [18F]5b가 A-형 아미노산 전달계에 의해 현저히 세포내로 들어가는지 시험하기 위하여, 상기 잘 기술된 두개의 아미노산 전달 저해제의 존재 및 부재하에서 배양된 9L 신경아교육종 세포를 사용하는 아미노산 분석을 수행하였다. N-MeAIB는 A-형 아미노산 전달계의 특이적인 경쟁성 저해제인 반면, 2-아미노-비스사이클로 [2.2.1] 헵탄-2-카복실 산(BCH)는 나트륨-의존 Boo,+, 및 Bo 전달계에 의해 아미노산 흡수를 경쟁적으로 저해할 수는 있지만 나트륨-비의존성 L-형 전달계에 대한 저해제로서 통상 사용된다[Palacin, M et al. (1998), Physiol. Rev. 78: 969-1054]. A- 및 L-형 아미노산 전달계는 종양 영상화에 사용되는 방사선표지된 아미노산의 생체내 흡수와 관련성을 갖고 있다[Jager, PL, et al. (2001), Nucl. Med., 42: 432-445; Uehara, H et al. (1997),JCereb. Blood Flow Metab. 17: 1239-1253].
저해제의 부재하에, 30분 인큐베이션된 후 두개의 [18F]5a 및 [18F]5b는 세포내 누적값은 각각 100만개의 세포당 초기 투여량의 0.43% 및 0.50%으로 9L 신경아교육종 세포에서와 유사한 수준의 흡수를 나타내었다. 저해제 효능 비교를 용이하게 하기 위하여 도 1에 나타낸 바와 같이 데이타를 대조군 조건(저해제 없음)에 대한 흡수(%)로 나타내었다. [18F]5a의 경우, BCH는 대조군에 대하여 흡수 활성을 48%로 차단하였고 N-MeAIB는 대조군에 대하여 흡수를 80%로 차단하였다. 대조군과 비교하여 BCH 및 N-MeAIB에 의한 [18F]5a의 흡수의 감소는 통계학적으로 유의적이었다 (원-웨이 ANOVA에 의해 각각 p < 0.05, p < 0.01).
BCH에 의한 [18F]5a 흡수 저해 정도는 N-MeAIB를 사용하여 관찰된 것보다 작지만 저해제들 사이의 이러한 차이는 이 실험에 있어 통계학상 유의적인 것은 아니었다.
[18F]5b를 사용하는 분석에서, BCH는 대조군과 비교하여 흡수 활성을 33%로 저해시킨 반면, N-MeAIB는 대조군과 비교하여 흡수를 88%로 차단시켰다. BCH를 사용한 경우에도 저하된 것이 관찰되었지만 N-MeAIB에 의한 [18F]5b 흡수 저하만이 대조군 흡수와 유의적으로 상이하였다(원-웨이 ANOVA에 의해 p < 0.01). 또한, N-MeAIB는 BCH보다 더욱 현저하게 [18F]5b의 흡수를 저하시켰다(원-웨이 ANOVA에 의해 p < 0. 05).
함께 이들 저해 연구를 통해 [18F]5a 및 [18F]5b는 N-MeAIB의 존재하에 흡수가 저해된다는 것에 기초하여 9L 신경아교육종 세포에서 A-형 아미노산 전달계에 대한 기질임이 나타났다. 또한, [18F]5a는 BCH에 의한 흡수 저해에 기초하여 적어도 하나의 비-A형 전달계, 가능하게는 시스템 L에 대한 시험관내 기질이다. 데이터는 [18F]5b가 [18F]5a보다 A-형 아미노산 전달계에 대하여 더욱더 특이적인 기질임을 나타내고, 이는 AIB와 비교하여 N-MeAIB이 A-형 아미노산 전달계에 대하여 특이성이 증가되었다는 것과 일치한다[Shotwell, MA et al. (1983),Biochim. Biophys. Acta. 737: 267- 284; Christensen, HN et al. (1983) JMed. Chem. 26: 1374-1378]. [18F]5a 및 [18F]5b는 라세미 혼합물로서 평가되었기 때문에 이들 화합물의 에난티오머의 다양한 아미노산 전달계에 대한 특이성은 상이할 수 있다. 다른 종양 세포주 패널에서의 이들 방사선추적자 및 그의 단일 에난티오머의 생물학적 전달 성질에 대한 더욱 상세한 분석은 진행중에 있다.
정상 래트에서 [18F]5a의 생물학적 분포 연구 결과를 표 I에 나타낸다. [18F]5a를 꼬리의 정맥에 주사한 후 5분째, 췌장 및 신장은 모두 각각 조직 1g당 주사된 투여량의 3.46% 및 6.36%(% ID/g)로 연구된 다른 조직보다 더욱 현저하게 고도로 방사능흡수를 나타내었다(모든 시점에서 원-웨이 ANOVA에 의해 p<0.001). 이들 조직의 활성은 120분째 각각 췌장에서는 2.48% ID/g 신장에서는 2.97% ID/g로 다른 조직에서의 활성보다 높게 유지되었다(모든 시점에서 원-웨이 ANOVA에 의해 p<0.001). 간의 경우 5분째는 0.65% ID/g로 중간 정도의 흡수 활성을 나타내었고, 120분후에는 0.48% ID/g로 감소하였다. 심장, 폐, 뼈, 혈액, 근육 및 정소를 포함하는 연구한 다른 조직에서는 5분째는 상대적으로 낮은 방사능 흡수(0.55% ID/g)를 나타내었고, 2시간의 연구 시간동안 감소하였다. 뇌는 모든 시점에서 대략 0.05% ID/g으로 가장 낮은 방사능 흡수를 나타내었다.
정상 래트에서 [18F]5b의 생물학적 분포 연구 결과는 [18F]5a의 결과와 매우 유사하였다. [18F]5b에 대한 이 결과는 표 II에 도시한다. 5분째, 췌장 및 신장에서 각각 2.73% 및 8.12%로 가장 높은 흡수가 관찰되었다. [18F]5a와 같이, 뇌는 모든 시점에서 대략 0.04% ID/g으로 낮은 방사능 흡수를 나타내었다. 이들 화합물의 뇌에서의 낮은 흡수는 A형 아미노산 전달계는 무손상 혈액뇌장벽(blood-brina barrier)에는 존재하지 않는다는 관찰과 일치한다[Betz, Al et al.,(1978), Science, 202:225-227].
뼈에서의 방사능의 현저한 누적 부족은 대사로부터 형성된 생체내의 현저한 탈불소화는 2시간의 연구 시간동안 어느 화합물로도 발생하지 않았음을 나타내었다.
[18F]5a 및 [18F]5b를 사용하여 정상 래트로부터 얻은 데이터는 래트에서 기록된 [11C]AIB 분포[Dunzend또는fer, U etal. (1981),Eur. J Nucl. Med. 6: 535-538] 및 마우스에서의 [14C] AIB 분포[Conti, PS et al. (1985),Eur. J Nucl. Med. 10: 45-47]와 유사하였고, 이는 이들 아미노산이 생체내에서 유사한 전달 메커니즘을 갖는다는 것을 제안한다. 이러한 관찰은 시험관내에서 [18F]5a 및 [18F]5b를 사용하여 관찰된 A-형 전달과 일치하였다. 건강한 Copenhagen 래트에서, 신장 및 췌장에서 60분째 [11C] AIB 흡수가 최대이고, 평균 상대 농도는 각각 10.3 및 6.0였다(평균 RC, 조직내 투여 분획량/조직 중량 X 체중). 대조적으로 뇌는 0.2의 최저 평균 RC 의 [11C] AIB를 가졌다. 투여량의 [14C] AIB를 투여받은 인간 흑색종 이식조직 을 수반하는 누두 Swiss 마우스에도 유사한 결과가 관찰되었다. 신장 및 췌장에서 60분째 각각 3.4 및 8.6의 최고 평균 RC 값이 관찰된 반면, 뇌는 최저 평균 RC를 갖고 연구한 다른 장기의 값은 0.23이었다. [18F]5a 및 [18F]5b에서와 같이, AIB 생분포 연구에서 췌장 및 신장에서의 방사능 흡수는 두 조직 모두에서 주사후 5-15분내 1.8이상의 평균 RCs 값으로 신속하게 나타났다. 두개의 AIB 연구에서, 간에서는 중간 정도의 흡수 활성이 관찰된 반면 60분째 혈액 및 근육에서는 평균 RC는 낮았다.
래트에서의 췌장의 고도한 방사능 흡수는 L-[11C]메티오닌, L-[11C]류신, 및 1-아미노사이클로펜탄-1-[11C] 카복실산을 포함하는 다수의 다른 11C-표지된 아미노산에 대하여 보고되었다. [Kubota, K et al. (1984),Eur. J. Nucl. Med. 9: 136- 140]. 이 화합물에 대한 본 연구에서 췌장의 흡수 범위는 60분째 대략 3% ID/g 내지 5% ID/g였다. 유사하게, [18F]FACBC는 정상 Fischer 래트에서 60분째 3.4% ID/g으로 나타났다. [18F]5a, [18F]5b 및 방사선 표지된 AIB의 생분포 패턴 사이의 유사성, 및 특히 췌장의 높은 방사능 흡수 및 뇌의 낮은 방사능 흡수를 통해 종양-수반 래트에서 이들 화합물을 평가할 수 있었다.
종양-수반 래트의 정상 조직의 [18F]5a를 꼬리 정맥 주사한 후의 조직의 방사능 분포는 정상 래트에서와 유사하였고, 이를 표 III에 나타내었다. 주사 후 5, 60 및 120 분째 종양의 방사능 흡수는 각각 0.91, 1.96 및 1.87% ID/g인 반면, 종양 맞은 편의 정상 뇌 조직의 흡수는 각 시점에서 대략 0.05% ID/g이었다. 각 시점의 종양 대 정상 뇌의 고도한 흡수 활성은 통계학적으로 유의적이었다(투-테일드 페어 t-테스트5분 및 60분째: p < 0. 001, 120분째 p < 0.003). 종양 흡수 대 정상 뇌의 흡수의 형성된 비는 5, 60 및 120분째 각각 26:1, 36 : 1 및 37:1이었다.
[18F]b를 사용하여 수행한 동일한 연구로부터의 결과를 표 IV에 나타내고 종양 흡수는 주사후 5, 60 및 120분째 각각 1.29, 2.28 및 1.94% ID/g임을 입증하였다. 각 시점에서, 각 시점의 종양 대 정상 뇌의 고도한 흡수 활성은 통계학적으로 유의적이었다(투-테일드 페어 t-테스트에 의해 5분째: p < 0. 002, 60분 및 120분째 p < 0.001). [18F]b를 사용하여 수득된 종양 흡수 대 정상 뇌의 흡수의 형성된 비는 5, 60 및 120분째 각각 40: 1, 104 : 1 및 97: 1이었다. 각 시점사이의 간격은 상대적으로 길기 때문에, [18F]a 및 [18F]b에 대하여 종양 대 뇌의 최대비가 관찰되지 않을 수 있다. 인간이 아닌 영장류 및 인간 암 환자에서의 영상 연구를 통해 정상 신생물 조직내 생분포 및 추적자 흡수 키네틱과 관련된 더욱 상세한 정보를 제공할 것이다.
[18F]a 및 [18F]b에 대하여, 종양 대 뇌의 흡수 활성비는 동일한 설치류 종양 모델에서 [18F]FDG 및 트랜스-[18F]FACBC에 대하여 보고된 것보다 높았다[Shoup, TM et al. (1999),J. Nucl. Med. 40: 331-338]. [18F]FDG의 경우, 60분째 종양 조직은 1.05 % ID/g이고 정상뇌는 1.30 % ID/g으로 종양 대 뇌의 비는 0.8 : 1이었고, 이는 정상 뇌 조직에서의 [18F]FDG 흡수율이 고수준임을 입증한다. 주사후 60분째, 트랜스-[18F]FACBC는 종양 조직은 1.72 % ID/g이고 정상뇌는 0.26 % ID/g으로 종양 대 뇌의 비는 7:1이었다. 다형성아교모세포종으로 확인된 생검을 갖는 인간 지원자의 PET 스캠에서 트랜스-[18F]FACBC을 사용하여 방사선추척자의 종양 대 뇌 흡수비는 유사하게 나타났고(주사후 20분째 비 =6: 1), 이는 뇌 종양을 앓는 인간 환자에서 방사선표지된 아미노산 영상 성질을 예측함에 있어 설치류 모델이 유용하다는 것을 제안한다.
[18F]5a 또는 [18F]5b를 투여받은 래트에서와 같이, 종양-수반 래트의 췌장 및 신장에서 고수준으로 흡수되었다. 또한, 화합물 두개 모두 종양 조직에서 고도한 흡수율을 갖지만, 심장, 폐, 근육, 간, 뼈 및 정소를 포함하는 조사한 다른 조직에서는 상대적으로 낮은 흡수율을 가졌다. 흥미롭게도, 동일한 동물 모델의 경우 신장에서 [18F]FACBC는 더욱 낮은 흡수율을 나타내었고(60 분째 0.60% ID/g), 이는 사구체여과액으로부터의 재흡수는 더욱 적지만 간(60분째 1.70% ID/g)에서의 흡수는 더욱 높다는 것을 반영할 수 있다[Shoup, TM etal. (1999, J. Nucl. Med. 40: 331-338]. 설치류 데이터에 기초하여, 췌장, 신장 및 방광이 [18F]5a 또는 [18F]5b를 사용하는 연구에서 최대 방사선량측정 존재량을 갖는 것으로 예측될 것이다. 다른 정상 조직에서의 낮은 흡수율은 [18F]5a 및 [18F]5b 모두가 뇌이외의 위치에서 이들 아미노산의 고도한 흡수를 나타내는 종양을 영상화하기에 적절할 것이라는 것을 제안한다. 예를 들면, 60분째 수득된 종양 대 근육의 비는 [18F]5a에 대하여 6.3 : 1이고 [18F]5b에 대하여는 12: 1인 반면, 이 시점에서 [18F]FDG에 대한 비는 5.3 : 1이고, 트랜스-[18F]FACBC에 대한 비는 4.2 : 1인 것으로 관찰되었다[Shoup, TM etal. (1999), J. Nucl. Med. 40: 331-338]. [18F]5a 및 [18F]5b 모두 라세미 혼합물로서 평가되었기 때문에 [18F]5a 및 [18F]5b의 단일 에난티오머가 상이한 생분포 프로파일을 나타낼 수 있을 것이다. 하나의 에난티오머가 생체내 종양 영상화에 우수한 특성을 갖는다면 그를 사용하는 것인 방사선량측정 및 조직의 방사능 흡수의 판독에 이로울 것이다. [18F]5a 및 [18F]5b의 R 및 S 에난티오머의 분리 및 평가는 진행중에 있다.
[18F]5a 및 [18F]5b 투여후 종양 조직 및 뇌 조직에서의 방사능 흡수 비교를 도 2A 및 2B에 도시한다. [18F]5a 대 [18F]5b으로 수득된 뇌에 비하여 더욱 높은 흡수의 비는 더욱 높은 종양의 흡수 활성보다는 [18F]5b을 사용한 경우 뇌의 흡수 활성이 더욱 낮기 때문인 것으로 보인다. 연구된 세 개의 시점에서 종양에서의 흡수 활성을 비교하였을 때 두 화합물 사이에는 통계학적 유의차는 검출되지 않았다(참조 도 2A). 이러한 관찰 결과는 배양된 9L 신경아교육종 세포에 유사한 양으로 [18F]5a 및 [18F]5b이 누적된 아미노산 흡수 분석에서의 것와 일치한다. 그러나, 주사후 60 및 120분째, [18F]5b를 투여받은 래트의 정상 뇌 조직에서의 방사능 흡수는 [18F]5a를 투여받은 둥물에서에와 유의적으로 더욱 작지는 않았다. [18F]5a 주사후 60분째, 뇌 흡수율은 0.054% ID/g이고 [18F]5b를 투여받은 동물에서는 0.022%ID/g이었고(투-테일드 t-테스트에 의해 p < 0. 03) ; [18F]5a 주사후 120분째, 뇌 흡수율은 0.050% ID/g 이고 [18F]5b를 투여받은 동물에서는 0.020% ID/g이었다(투-테일드 t-테스트에 의해 p < 0. 03). 화합물 사이의 뇌 흡수의 차이의 크기가 이들 시점에서의 종양 대 뇌 흡수비의 차이를 설명하기에 충분하다.
정상 뇌의 흡수 활성의 차이는 정상 BBB에서는 불활성인 A형 아미노산 전달게에 대한 [18F]5a 대 [18F]5b의 더욱 고도한 특이성 때문일 수 있다[Betz, AL et al. (1978), Science. 202:225-227]. L형 아미노산 전달계와 같은 일부의 다른 아미노산 전달계는 정상 BBB에서 활성이고[Uehara, H et al. (1997), J. Cereb. Blood Flow Metab. 17: 1239-1253] 이들 방사선표지된 아미노산을 강력하게 매개할 수 있다. A형 아미노산 전달계는 N-메틸 그룹을 갖는 아미노산 기질을 허용하지만 다른 아미노산 전달계는 통상 그렇지 않고[Palacin, M etal. (1998). Physiol. Rev. 78: 969-1054 ; Shotwell, MA et al. (1983),Biochim.Biophys. Acta. 737: 267-284; Christensen,HN et al. (1983)J Med. Chem. 26: 1374-1378] 앞서 논의된 바와 같은 흡수 저해 분석에서는 [18F]5b가 [18F]5a보다 A형 전달에 더욱 특이성인 기질인 것으로 제시되었다. 종양 또는 췌장 조직을 제외한 정상 뇌에서 [18F]5b 대 [18F]5a를 사용하여 관찰된 더욱 낮은 흡수 활성은 A형 아미노산 전달계에 대한 N-메틸아미노산의 특이성 증가와 일치한다. [18F]5a 및 [18F]5b가 확산에 의해서만 정상 뇌조직으로 들어간다면, 더욱 친유성인 [18F]5b가 [18F]5a보다 더욱 고도의 뇌 흡수율을 나타낼 것으로 기대된다.
정상 뇌에서의 낮은 흡수와 함께 종양 조직에서의 [18F]5a 및 [18F]5b의 고도한 흡수는 이들 화합물을 사용하여 관찰된 종양 대 뇌의 높은 비율을 설명하지만, 정상 BBB를 가로지르는 낮은 흡수율은 뇌 종양의 PET 영상화 연구에서의 난해함을 제시할 수 있다. 비-신생물성 진행에 기인한 BBB의 붕괴는 정상 뇌 조직에 상대적으로 병변에서의 방사능 흡수를 증가시킬 수 있다. 반대로, 낮은 등급의 신생물은 이들 방사선 추적자가 종양 세포에 도달하지 못하다록 하는 정상 BBBs를 가질 수 있다. 이러한 잠재된 문제는 화합물을 추가로 평가함에 따라 처리될 수 있다. 그러나 BBB 대사 및 전달을 약간 변형하여 낮은 등급의 종양에서의 BBB의 전체적인 붕괴를 진행시킬 수 있고, CNS외의 종양은 영향을 받지 않을 것이다.
요약하면, [18F]FAMP(5a) 및[18F]NMe4eFAMP(5b)는 안정한 전구체로부터 고도한 방사화학 수율( > 78% EOB) 및 고도한 방사화학 순도로 제조할 수 있고, 이는 PET를 사용하는 뇌 종양 영상화에 가치있는 시약이다. [18F]5a에 대하여 개발된 합성법은 방사선표지된 1차 아민을 β 위치에서 18F로 제조하는 효율적인 루트를 제공한다. 9L 신경아교육종 세포를 사용하는 흡수 저해 연구를 통해 화합물이 A형 아미노산 전달계에 대한 기질이고, 이들 화합물이 A형 아미노산 전달계를 통해 현저히 흡수된 18F-표지된 아미노산의 1차 리포트를 나타낸다고 입증되었다. 두개의 화합물을 사용한 생분포연구는 배경 비에 대하여 현저한 시그날을 갖는 설치류의 뇌종양에서의 신속하고 지속적인 방사능 누적을 나타내었다. [18F]5b 주사시 60분 120분째 종양 대 정상 뇌의 비는 각각 104: 1 및 97: 1이고, [18F]5a 주사시 동일 시점에서의 비는 36:1 및 37: 1이었다. 췌장 및 신장을 제외하고, 근육, 폐, 심장 및 간을 포함하는 연구된 다른 조직에서는 상대적으로 낮은 방사선 흡수를 나타내었다. 독성, 대사 안정성 및 [18F]5a 및 [18F]5b 투여와 관련된 방사선 선략 측정을 측정하기 위한 연구 및 이들 화합물의 분리된 R 및 S 에나틴오머의 전달 성질을 측정하기 위한 연구는 현재 진행중에 있다.
본 발명의 화합물은 구조내 어느 원자 또는 원자의 복합체의 동위원소로 표지될 수 있음을 이해할 것이다. [18F], [123I], [124I], 및 [125 I]는 본 명세서에서 특 히 PET, SPECT, 및 추적자 분석에 유용한 것으로 강조되고 있고 안정한 동위원소 유사체의 생리학적 또는 약물학적 성질로부터 야기되는 것과 같은 다른 용도도 고려되고 있고 이는 본 분야의 기술자에게 자명할 것이다.
고도한 종양 특이 결합 정도는 인간 및 실험 동물 모두에서 본 발명의 화합물에 대하여 관찰되었다. 고도의 특이성이 본 발명의 At-치환된 화합물을 치료적 용도로 사용할 수 있도록 야기시킨다. At 동위원소는 알파 입자의 방출자이고, 여기에서, 짧은 범위는 종양 방사능요법에 유용하다.
본 발명은 또한 Tc 부가물에 의해 표지된 테크네튬 (Tc)를 제공한다. Tc의 동위원소, 특히 Tc99m이 종양 영상화에 사용되어 왔다. 본 발명은 종양 영상화에 유용한 화합물들의 Tc-컴플렉스 부가물을 제공한다. 부가물을 포화될 수 있거나 이중 또는 삼중 결합을 갖는 4-6개의 탄소 쇄에 의해 사이클릭 및 비사이클릭 아미노산에 연결된 Tc-코디네이션 컴플렉스이다. 이중 결합이 존재하는 경우, E(트랜스) 또는 Z (시스)는 이성체가 합성될 수 있고, 이중 어느 이성체를 사용할 수 있다. 이성체의 유용한 라이프를 최대화하기 위하여 최종 단계로서 99mTc 이성체를 혼입시켜 합성시킬 수 있다.
모든 시약은 상업적으로 이용가능한 원으로부터 입수하였다. 반응에 사용되는 용매는 Aldrich Chemicals사로부터 구입하고 크로마토그래피용 용매는 VWR로부터 입수하였다. 융점은 보정하지 않고 Electrochemical 9100 기기상에서 모세관에서 측정하였다. 달리 언급하지 않는한 NMR 용매를 참고하여 400MHz에서 Varian 분광기상에서 1H NMR 스펙트럼을 기록하였다(δ값에서의 화학 쉬프트). 질량 스펙트럼을 고해상 전자 이온화를 사용하여VG 70S 더블 포커스 질량 분광기상에서 측정하였다. 원소 분석은 Atlantic Microlabs, Inc.에 의해 수행하고 달리 언급하지 않는 한 ±0.4%였다. 용어 "통상의 후처리"는 무수 황산 마그네슘을 사용한 후 감압하에 농축시키는 것을 언급한다. 화합물 3-벤질옥시프로판 [Boger, DL et al. (1992), J. Amer. Chem. Soc. 114: 9318-9327] 및 비스(4-메톡시페닐)클로로메탄 [Dutta, AK et al. (1996), JMed. Chem. 39: 749-756]은 문헌 방법에 따라 제조하였다. 표적 화합물 5a and 5b를 라세미 혼합물로서 그의 불소-18 및 불소- 19 형태로 제조하였다.
2-아미노-2-시아노-3-플루오로프로판 (1). 10 mL의 H20중 1 당량 NH4Cl (700 mg) 및 1 당량 KCN (853 mg) 용액에 3 mL의 H20중 플루오로아세톤(1.0 g, 13.1 mmol)을 가하였다. 실온에서 밤새도록 교반한 후 반응 혼합물을 10 mL의 1N NaOH로 염기화하고 5 X 20 mL의 Et20로 추출하였다. 통상의 후처리 작업을 통해 아미노니트릴 1을 투명한 오일로서 수득하고(510 mg,38%) 추가로 정제하지 않고 사용하였다:
Figure 112004042635794-pct00013
2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-3-플루오로-2-메틸프로판산(2). 조 아미노니트릴 1 (510 mg, 5.00 mmol)을 20 mL의 6NHCl중에서 밤새도록 환류시키고 용매를 감압하에 제거하였다. 조 백색 고체를 20mL의 85: 15 CH30H: Et3N에 용해시키고 2.6 당량의 디-t-부틸 디카보네이트 (2.8 g)로 처리하였다. 밤새도록 교반한 후, 용매를 감압하에 제거하고 생성된 페이스트를 빙냉 1: 1 EtOAc: 0.2N 수성 HCl에서 5분간 교반하였다. 수층을 추가로 2 X 50 mL의 빙냉 EtOAc로 추출하였다. 혼합된 유기층을 2 X 50 mL의 H20로 세척한 후 통상적으로 후처리하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (CH2Cl2중 10% CH30H)에 의해 정제하여 다음 단계에서 적절하게 사용할 수 있는 옅은 황색의 고체로서 2 (767 mg,69%)룰 수득하였다. 분석학적으로 순수한 샘플은 동일한 방법을 사용하고 추가로 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (1: 3 EtOAc: 헥산 이서어, 1: 1 EtOAc: 헥산)에 의해 정제하여 수득하므로써 N-Boc 산 2를 백색 고체로서 수득하였다: mp 122-123EC (EtOAc/헥산);
Figure 112004042635794-pct00014
2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-3-플루오로-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(3). 10 mL의 건성 CH2Cl2중 N-Boc 산 2 (767 mg, 3.46 mmol)를 3 당량의 t-부틸-2, 2,2-트리클로르아세트이미데이트 (2.27 g)과 함께 교반하였다. 감압하에서 농축시킨 후, 조 산물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 5% EtOAc)에 의해 정제하여 3 (510 mg,53%)을 백색 고체로서 수득하였다: mp 41-42EC(EtOAc/헥산)
Figure 112004042635794-pct00015
2-[N-(t-부톡시카보닐)메틸아미노]-3-플루오로-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(4).
아르곤 대기하의 건성 DMF중 3 (200 mg, 0.72 mmol) 용액에 8 당량의 CH3I (0.36 mL) 이어서 2 당량의 95% NaH (37 mg)를 가하였다. 반응 혼합물을 밤새도록 실온에서 교반하였다. 반응 혼합물을 15 mL의 H20에 가하고 3 X 15 mL의 Et20로 추출하였다. 혼합된 유기층을 3 X 20 mL H20로 세척한 후 통상적으로 후처리하였다. 조 산물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 7.5% EtOAc)에 의해 정제하여 무색 오일로서 메틸화된 종 4 (181 mg,86%)를 수득하였다:
Figure 112004042635794-pct00016
2-아미노-3-플루오로-2-메틸 프로판산(5a), 하이드로클로라이드 염. N-Boc 아미노산 2 (30 mg, 0.14 mmol)을 0.3mL의 4N HCl에 현탁시키고 50℃으로 90 분동안 가열하였다. 생성된 균질 용액을 감압하에 증발시켜 아미노산의 조 HCl 염을 수득하였다. 고체를 2 X 10 mL의 Et2O로 세척하여 5a (18 mg,84%)를 백색 고체로서 수득하였다: 분해 204-206EC;
Figure 112004042635794-pct00017
3-플루오로-2-메틸-2-(메틸아미노) 프로판산(5b), 하이드로클로라이드 염. N-Boc t-부틸 에스테르4 (30 mg, 0.10 mmol)를 0.6 mL의 6N HCl중에서 교반하고 70EC로 3시간동안 가열하였다. 생성된 용액을 감압하에 증발시키고 고체를 2 X 10 mL의 Et2O로 세척하여 5b (16 mg,91%)를 백색 고체로서 수득하였다: 분해 178-181 C ;
Figure 112004042635794-pct00018
1-메틸-1-(벤질옥시메틸) 하이단토인 (6). 180 mL의 1: 1 EtOH: H20중 3-벤질옥시프로판 (5.7 g, 34.7 mmol) 용액에 10 당량의 탄산암모늄(33 g) 이어서 4 당량의 염화암모늄(7.42 g)을 가하였다. 실온에서 30분동안 교반한 후, 4.5 당량부위 포타슘 시아나이드 (10.2 g)를 가하고 반응 혼합물을 48시간동안 실온에서 교반하였다. 용매를 감압하에 증발시키고, 생성된 고체를 3 X 30 mL의 물로 세척하여 하이단토인 6 (6.4 g, 79% yield)을 다음 단계에 사용하기 적절한 황색 고체로서 수득하였다. 분석적으로 순수한 샘플을 실리카겔상의 크로마토그래피 (EtOAc)에 의해 수득하였다: mp 94.5-96 C (EtOAc);
Figure 112004042635794-pct00019
3-벤질옥시-2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-2-메틸프로판산(7). 55 mL의 5 M NaOH중 하이단토인 6 (2.0 g, 8.5 mmol) 현탁액을 봉입된 스틸 베쓸에서 밤새도록 180℃에서 가열하였다. 냉각시킨 후, 진한 HCl을 사용하여 반응 혼합물을 pH 7이 되도록 하고, 용매를 감압하에 증발시켰다. 백색 고체를 4 X 20 mL의 뜨거운 EtOH로 추출하고, 혼합된 추출물을 감압하에 농축시켰다. 생성된 잔류물을 50 mL의 9: 1 CH30H : Et3N에 용해시키고 2 당량의 디-t-부틸 디카보네이트 (3.72 g)로 밤새도록 처리하였다. 반응 혼합물을 감압하에 농축시키고 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (CH2Cl2중 5% CH30H)에 의해 정제하여 회백색 고체로서 7을 수득하였다(1.76 g, 67%): mp 112.5-114.5 C(CH30H/CH2Cl2);
Figure 112004042635794-pct00020
3-벤질옥시-2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(8). 15 mL의 CH2Cl2중 N-Boc 카복실산 7 (1.6 g, 5.17 mmol) 용액에 3 당량부의 t-부틸-2, 2, 2-트리클로로아세트이미데이트(3.4 g)를 실온에서 가하였다. 실온에서 밤새도록 교반한 후 용매를 감압하에 증발시켰다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 15% EtOAc)에 의해 정제하여 무색 오일로서 8(1.71 g, 90%)을 수득하였다:
Figure 112004042635794-pct00021
2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-3-하이드록시-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(9).
20 mL의 CH30H중 벤젤 에테르 8 (540 mg, 1.48 mmol) 및 10% Pd-C (130 mg)의 현탁액을 H2 대기하에 밤새도록 교반하였다. 반응 혼합물을 Celite상에서 여과하고 여액을 감압하에 농축시켰다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(헥산중 30% EtOAc )에 의해 정제하여 양적 수율로 9 (407 mg,100%)를 무색 고체로서 수득하였다: mp44-45 C(EtOAc/헥산);
Figure 112004042635794-pct00022
3-벤질옥시-2-[N-(t-부톡시카보닐) 메틸아미노]-2-메틸프로판산 tt-부틸 에스테르(10). 745 mg의 8 (2.04 mmol)을 사용하여 4를 수득하기 위하여 사용한 것과 동일한 방법을 사용하였다. 조 산물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 10% EtOAc)에 의해 정제하여 10 (770 mg, 99%)을 무색 오일로서 수득하였다:
Figure 112004042635794-pct00023
2-[N-(t-부톡시카보닐) 메틸아미노]-3-하이드록시-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(11). 8을 9로 전환시키기 위하여 사용된 것과 동일한 것과 동일한 수소분해반응 조건을 350 mg부의 10 (0.92 mmol)에 적용시켜 11 (266 mg,100%)을 무색 오일로서 수득하였다:
Figure 112004042635794-pct00024
3-하이드록시-2-(N-[비스(4-메톡시페닐) 메틸] 아미노)-2-메틸프로판산te- 부틸 에스테르(12a). 2mL의 디에틸 에테르중 알코올 9 (100 mg, 0.36 mmol) 용액에 6 mL의 EtOH에 용해된 1 당량의 p-톨루엔 설폰산 모노하이드레이트(69 mg) 를 가하였다. 반응 혼합물을 감압하에 40℃에서 농축시키고, 잔류물을 6 mL의 EtOH 에 용해시키고 다시 농축시켰다. TLC 분석시 출발 물질이 존재하지 않는 시점이 4회까지 이 과정을 반복하였다. 생성된 백색 고체를 3 mL의 CH2Cl2에 현탁시키고, 4.5 당량 의 트리에틸아민 (0.23 mL) 이어서 1 당량의 비스(4-메톡시페닐)클로로메탄 (95 mg)으로 처리하였다. 반응 혼합물을 1시간동안 실온에서 교반하였다. 용액을 10 mL의 EtOAc 및10 mL의 H20에 분배하였다. 수층을 10 mL의 EtOAc로 추출하고 혼합된 유기층을 통상적으로 후처리하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산 중 20% EtOAc)에 의해 정제하여 아미노 에스테르 12a를 무색 오일로서 수득하였다(107 mg, 9로부터 73%) :
Figure 112004042635794-pct00025
3-하이드록시-2-메틸-2- (메틸아미노) 프로판산 t-부틸 에스테르(12b). 255 mg 부의 알코올 11 (0.88 mmol)을 12a 제조에 기술된 바와 같이 1 당량의 p-톨루엔 설폰산 (167 mg)으로 처리하였다. 생성된 고체를 15 mL의 10% Na2C03 에 가하고 3 X 15 mL의 EtOA로 추출하였다. 혼합된 유기층을 후처리하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (CH2Cl2중 10% CH30H)에 의해 정제하여 무색오일로서 12b (115 mg,69%) 를 수득하였다:
Figure 112004042635794-pct00026
3-[비스(4-메톡시페닐)메틸]-4-메틸-1, 2, 3-옥사티아졸리딘-4-카복실 산 t-부틸 에스테르 2-옥사이드(13a).
8 mL의 톨루엔중 아미노 알코올 12a (105 mg, 0.26 mmol) 및 2.2 당량의 트 리에틸아민 (80㎕) 용액을 아르곤 대기하에 얼음 배쓰에서 냉각시킨 후 1 mL의 톨루엔중 1.1 당량의 티오닐 클로라이드(34 mg)를 적가하였다. 15분후 얼음 배쓰를 제거하고 10분동안 계속 반응시켰다. 반응 혼합물을 10 mL의 EtOAc 및 10 mL의 H20에 분배하였다. 수층을 추가로 3 X 10 mL의 EtOAc로 추출하였다. 유기층을 혼합하고 20 mL의 염수로 세척한 후 후처리하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(헥산중 25% EtOAc)하여 무색 오일로서 1.6:1의 사이클릭 설프아미다이트 디아스테레오머 13a를 수득하였다(97 mg, 83%):
Figure 112007006451715-pct00074
3,4-디메틸-1, 2, 3-옥사티아졸리딘-4-카복실 산 t-부틸 에스테르 2-옥사이드 (13b).
2 mL CH2Cl2중 103 mg부의 12b (0.55 mmol) 및 2.2 당량부의 트리에틸아민 (0.17mL)를 포함하는 용액을 -78℃에서 아르곤하에 2ml의 건성 CH2Cl2중 1.1 당량티오닐 클로라이드 (72 mg) 용액에 적가하였다. 반응 혼합물을 밤새도록 실온으로 가온시켰다. 반응 혼합물을 10 mL의 EtOAc 및 10 mL의 H20에 분배하였다. 수층을 추가로 2 X 10 mL의 EtOAc에 분배하였다. 유기층을 혼합하고 20 mL의 염수로 세척하고 통상적으로 후처리하였다. 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 15% EtOAC)로 정제하여 무색 오일로서 1.8:1의 디아스테레오머 혼합물 13b (76 mg,58%)를 수득하였다. 디아스테레오머 혼합물은 화합물이 시간에 따라 분해됨에 따라 즉시 다음 단계에 사용하였다. 동일한 크로마토그래피 조건하에서 디아스테레오머를 소량으로 분리할 수 있다:
Figure 112007006451715-pct00075
3-[비스(4-메톡시페닐) 메틸]-4-메틸-1, 2, 3-옥사티아졸리딘-4-카복실 산 t -부틸 에스테르 2,2-디옥사이드 (14a). 4 mL의 CH3CN중 디아스테레오머설프아미다이트 13a (97 mg, 0.22 mmol) 용액을 얼음 배쓰에서 냉각시키고 연속하여 1.1 당량의 NaI04 (51 mg), 촉매량의 RuO2·H2O (~1 mg) 및 2.4 mL의 H2 0으로 처리하였다. 5분동안 교반한 후 얼음 배쓰를 제거하고 20분동안 계속 반응시켰다. 반응 혼합물을 10 mL의 EtOAc에 희석시키고 10 mL의 NaHCO3 포화 용액으로 세척하였다. 수층을 2 X 10 mL의 EtOAc로 추출하고, 혼합된 유기층을 10 mL 염수로 세척한 후 통상적으로 후처리하였다. 조 산물을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 (헥산중 30% EtOAc)에 의해 정제하여 밝은 황색 고체(90 mg,89%)로서 사이클릭 설프아미데이트를 수득하였다: mp 143.5-145EC (EtOAc. 헥산);
Figure 112004042635794-pct00029

3,4-디메틸-1, 2,3-옥사티아졸리딘-4-카복실 산 t-부틸 에스테르 2,2-디옥사이드 (14b). 14a를 수득하기 위하여 사용된 것과 같은 반응 조건을 42 mg의 13b (0.18 mmol)에 사용하여 14b (42 mg,94%)를 백색 고체로서 수득하였다: mp54-55℃ (EtOAc/헥산);
Figure 112004042635794-pct00030
14a를 통한 5a(FAMP)의 제조. CH3CN (4 mL)중 사이클릭 설프아미데이트 14a (130 mg, 0.28 mmol) 용액에 3 당량의 테트라부틸암모늄 플루오라이드 (THF중 1.0 M) 용액을 가하고 생성된 용액을 밤새도록 실온에서 교반하였다 반응 혼합물을감압하에 농축시키고, 잔류물을 1시간동안 85℃에서 5mL의 3N HCl로 처리하였다. 냉각시킨 후, 수용액을 5 mL의 에테르로 세척하고 6N NaOH를 사용하여 pH 7이 되도록 하였다. 용매를 감압하에 제거하고 생성된 백색 고체를 9: 1 CH30H: Et3N에 용해시켰다. 이 용액에 2 당량부의 (Boc)20 (122 mg)를 가하고, 반응 혼합물을 밤새도록 실온에서 교반하였다, 상기 기술된 바와 같이 후처리하고 정제하여 아미노니트릴 경로를 통해 수득한 산물과 동일한 1H NMR 스펙트럼을 갖는 산물 5a(25 mg,40%)를 수득하였다.
[ 18 F]5a (FAMP) 및 [ 18 F]5b(N-MeFAMP)의 방사성 합성 동일한 조건을 사용하여 14a로부터 [18F]5a 및 15b로부터 [18F]5b를 제조하였다. 350㎕의 [18O]H 2O중 캐리어가 첨가되지 않은 150-200 mCi의 [18F]HF (20μA, 10-15분 충격, 이론상의 특이 활성도 1.7 Ci/nmole)를 포함하는 Wheaton 바이알에 CH3CN중 10 mg K222Kryptofix 및 1mg의 K2CO3 용액 1mL를 가하였다. 용매를 115℃에서 아르곤 가스 흐름으로 제거하고, 추가의 1 mL의 CH3CN을 가한 후 아르곤 흐름으로 증발시켰다. 이러한 건조를 총 3회 반복하여 잔류 H20를 제거하였다. 1mL의 건성 CH3CN중 사이클릭 설프아미데이트 전구체 14a 또는 14b 1-2 mg부를 바이알에 가하고, 반응 혼합물을 20분동안 85℃에서 가열하였다. 용매를 115℃에서 아르곤 가스 흐름으로 제거하고, 중간체 산물을 10분동안 0.5 mL의 6N HCl로 85℃에서 가열하였다. 방사선표지된 아미노산 용액을 1-2 mL의 H20에 희석하고 7 X 120 mm 칼럼의 이온-감속 수지(retardation resin)(Bio RadAG11 A8 50-100 메쉬), 연속하여 2 Alumina NSepPaksR 및 1 C-18 SepPakR을 통해 H2O중에서 용출시켰다. 방사능을 포함하는 용출 분획을 설치류 연구에 직접 사용하였다. 방사선 표지된 산물의 아이덴터티는 방사능분석 TLC로 가시화된 방사성 산물의 Rf를 닌히드린 염료로 가시화된 확실한 19F 화합물의 Rf를 비교하여 확인하였다 (Rf= 0.6, Alltech 0.25 mm RP Chiralplates, 20: 5: 5 CH3CN: H20:MeOH). 모든 방사성 합성에서, 방사능분석 TLC상에 존재하는 단 하나의 피크만이 5a 또는 5b와 일치하고, 산물의 방사화학 순도는 99%를 초과하였다. 분리된 방사화학율은 투여량-눈금측정기을 사용하여 측정하였다(Capintec CRC-712M).
아미노산 흡수 저해 분석 초기에 9L의 신경아교육종 세포를 습윤 인큐베이터 조건(37℃, 5% CO2/95% 대기)하에서 Dulbecco's Modified Eagle's Medium(DMEM)를 포함하는 T-플라스크중 모노레이어로 배양하였다. 배양 배지에 10% 우태아 혈청 및 항생제(10,000 유니트/ml 페니실린 및 10 mg/ml 스트렙토마이신). 배양 배지를 주 3회 교환하고, 세포를 계대 배양하여 세포가 주마다 융합되도록 하였다.
단층이 융합되었을 때 세포를 하기 실험 방법에 따라 제조하였다. 배양 배지를 T-플라스크로부터 제거하고, 단층 세포를 1 X 트립신: EDTA에 ~1분동안 노출시켜 세포와 플라스크 사이의 결합을 약화시켰다. 플라스크를 때려 세포가 유리되도록 하였다. 보충 배지를 가하여 트립신의 단백질 분해 작용을 저해하고 세포가 단분산될 때까지 18 Ga 바늘을 통해 공기를 주입하였다(aspirate). 세포 샘플을 혈구계를 사용하여 현미경하에서 계수하고, 생/사 분획을 트립판 블루 염색을 통해 추측하였다(생존율 > 98%). 남은 세포를 원심분리 튜브에 놓고 75G에서 5분간 원심분리하고 상등액을 제거하였다. 세포를 아미노산/무혈청 DMEM 염에서 재현탁시켰다.
본 연구에서, 대략 4.55 x 105개의 세포를 인큐베이터 조건하에 30분동안 12 x 75 mm 유리 바이알에서 3ml의 아미노산이 없는 배지±운반체 저해제(10mM)중 [18F]5a 또는 [18F]5b (5μCi)에 노출시켰다. 각 분석 조건은 이중으로 수행하였다. 인큐베이션 후, 세포를 (75 G 5분동안) 2회 원심분리하고 빙냉 아미노산/무혈청 DMEM 염으로 세정하여 상등액중 남은 활성은 제거하였다. 바이알을 Packard Cobra II Auto-Gamma 계수기에 놓고, 원(raw) 계수값은 붕괴보정하고(decay corrected) 세포 갯수당 활성을 측정하였다. 본 연구로부터의 데이타(대조군에 대한 흡수율(%)로 표시)를 원-웨이 ANOVA(GraphPad Prism 소프트웨어 패키지)를 사용하여 분석된 그룹들 사이를 통계학적으로 비교하여 엑셀을 사용하여 그래프화하였다.
종양 유도 및 동물 표본. 모든 동물 실험은 인도적인 조건하에서 수행하고, Institutional Animal Use and Care Committee(IUCAC) at Emory University에 의해 인가받았다. 래트의 9L 신경아교육종 세포를 [Shoup, TM et al. (1999),J. Nucl. Med. 40: 331-338]에 기술된 바와 같이 Fischer 래트 수컷의 뇌에 이식하였다. 간단히, 정위 두부 호울더에 놓여진 마취된 래트에 4 X 104 래트 신경아교육종 세포(1 X107/mL)의 현탁액 9L를 외판으로 5mm 깊이로 중앙선으로부터 오른쪽으로 3mm 정수리 앞쪽 1mm 위치에 주입하였다. 2분에 걸쳐 주입하고, 바늘은 1분에 걸쳐 뽑아 종양 세포가 역류하는 것은 최소화하였다. 천공기 구멍 및 두피 절개는 닫고, 동물은 본 수술로부터 회복된 후 그들의 원 군집으로 돌려보냈다. 종양을 수반하는 래트에서 두개내 종양은 발전하여 체중 감소, 무감동 및 굽은 자세를 초래하였고, 이 동물을 이식후 17-19일째 사용하였다. 절개시 종양 세포를 이식받은 30마리의 동물중 25마리에서 눈으로도 식별할 수 있는 종양이 발생하였고, 이를 본 연구에 사용하였다.
설치류 생분포(biodistribution) 연구. 동일한 방법을 사용하여 설치류에서 [18F]5a 및 [18F]5b를 각각 평가하였다. 0.3 mL의 멸균수중 85μCi의 [18F]5a 또는 [18F]5b를 정맥 주사한 후 16마리의 정상 Fischer 344 수컷(200-250g)에서 방사능 조직 분포를 측정하였다. 실험에 앞서 동물에게 임의로 음식물을 허용하였다. 0.1mL/lOOg의 1:1 케타민(500 mg/mL): 크실라진(20 mg/mL) 용액을 근육내 주입하여 마취시킨 후 방사선표지된 아미노산을 꼬리 정맥 카테터를 통해 래트에 주입하였다. 투여량을 주입받은 후 5 분, 30 분, 60 분 및 120 분째 4마리의 그룹이 죽었다. 동물을 해부하고, 선별된 조직을 측량하고 Packard Cobra II Auto-Gamma Counter에서 투여 기준과 함께 계수하였다. 원 계수값은 붕괴 보정하고 계수값을 조직 1g당 총 주입된 투여량 퍼센트(%ID/g)로 표준화하였다. 각 시점의 조직내 활성 흡수율을 1-way ANOVA (GraphPad Prism software package)을 사용하여 분석하였다.
0.3 mL의 멸균수중 35μCi의 [18F]5a 또는 [18F]5b를 정맥 주사한 후 방사능 조직 분포 또한 종양을 수반하는 Fischer 344 래트에서 측정하였다. 본 방법은 정상 래트에 대하여 이미 기술된 것을 하기와 같이 변형하여 유사하게 수행하였다. 꼬리 정맥 주사는 RTV-190 설치류 구속 장치(Braintree Scientific)를 사용하여 깨어있는 동물에서 수행하여 두개내 종괴(intracranial mass)의 존재하에 사망을 수반하는 마취를 회피하였다. 동물은 주사후 5 분, 60 분 또는 120 분째 사멸시켰다. 종양 조직을 첨가하여 정상 래트에서와 같이 동일 조직을 분석하고 종양 맞은편의 상응하는 뇌 부위를 절개하고 사용하여 비교하였다. 각 시점에서의 종양 및 맞은편의 뇌에서의 흡수를 쌍 관찰용의 투-테일드 t-테스트를 통해 비교하였다(GraphPad Prism 소프트웨어 패키지).
본 발명의 예증적 설명 및 바람직한 일례는 도면에서 설명되고 상세히 기술되며, 이는 교시되는 일례를 다양하게 변형하거나 수정할 수 있다. 본 발명이 제시되고, 설명되고 기술되는 동안 본 분야의 기술자는 본 발명의 본 정신 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 기술을 동등하게 변형할 수 있고, 본 분야의 범위는 선행 기술에 의해 제외된 것을 제외한 청구범위로만 제한된다는 것을 이해할 것이다. 또한 본 명세서에 기술한 본 발명은 본 명세서에 기술한 특정 요소의 부재하에서도 적절히 실행될 수 있을 것이다.
본 명세서에서 인용된 모든 참조문헌은 일치하는 부분은 모두 전체적으로 인용될 것이다.
도식 1: 불소-19 아미노산 FAMP(5a) 및 N-MeFAMP(5b)의 합성
Figure 112004042635794-pct00031
도식 2: 3-벤질옥시-2-[N-(t-부톡시카보닐) 아미노]-2-메틸프로판산 t-부틸 에스테르(8)의 합성
Figure 112004042635794-pct00032
도식 3: N-치환된 아미노알코올 12a 및 12b의 합성
Figure 112004042635794-pct00033
pTsOH=p-톨루엔설폰산
DMB=비스(4-메톡시페닐)메틸
도식 4: 사이클릭 설프아미데이트 14a 및 14b 및 [18F]FAMP(5a) 및 [18F]N-MeFAMP(5b)의 방사성 합성
Figure 112004042635794-pct00034
표 I:
Figure 112007006451715-pct00070
표 II:
Figure 112007006451715-pct00071
표 III:
Figure 112007006451715-pct00072
표 IV:
Figure 112007006451715-pct00073

Claims (54)

  1. 하기 일반식을 갖는 아미노산 유사체:
    Figure 112004042635794-pct00039
    상기 식에서,
    R1은
    Figure 112004042635794-pct00040
    , 또는 R3이고,
    R2는 H이거나, R1이 R3인 경우, R3이고,
    R3은
    Figure 112004042635794-pct00041
    으로
    Figure 112004042635794-pct00042
    을 형성하고,
    R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1) 또는 -(Ck H2k-3)이고
    여기에서, a는 1 내지 5이고,
    x는 0 또는 1이고,
    y는 1 또는 2이고,
    z는 1, 2, 3 또는 4이고 y가 2인 경우 z > y이고;
    n이 1이고 j가 0인 경우, q는 1 또는 0이고,
    n는 1 또는 2이고, 단 m이 0인 경우, 0이고,
    m는 0 또는 1이고,
    j는 0, 1, 2, 또는 3이고,
    k는 1-5이고,
    X는 18F, 123I, 124I, 125I, 131I, 75 Br, 76Br, 77Br, 82Br, 또는 At이다.
  2. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3인 화합물.
  3. 제 1항에 있어서, x가 0이고, y가 1이고, z가 2이고, q가 1이며, m은 0이고, j는 0인 화합물.
  4. 제 3항에 있어서, X가 18F, 또는 123I인 화합물.
  5. 제 3항에 있어서, X가 18F인 화합물.
  6. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0 또는 1이고, y가 2이고, z가 4이고, q가 1이며, m 및 j는 0이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  7. 제 6항에 있어서, x가 1이고, X가 18F인 화합물.
  8. 제 6항에 있어서, x가 0이고, X가 123I인 화합물.
  9. 제 6항에 있어서, x가 1이고, X가 123I인 화합물.
  10. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0이고, y가 1이고, z가 2이고, q가 0이며, m은 1 이고 n은 1이고 j는 0이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  11. 제 10항에 있어서, X가 18F인 화합물.
  12. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 1이고, y가 1이고, z가 1이고, q가 0이며, m 및 j는 0이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  13. 제 12항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  14. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0이고, y가 1이고, z가 2이고, q가 1이며, m이 1이고, j는 1이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  15. 제 14항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  16. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0이고, y가 1이고, z가 2이고, q가 0이며, m이 0이고, j는 1이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  17. 제 16항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  18. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0 또는 1이고, y가 2이고, z가 4이고, q가 1이며, m이 1이고, n이 1이고 j가 1이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  19. 제 18항에 있어서, X가 18F인 화합물.
  20. 제 18항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  21. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이고, x가 0 또는 1이고, y가 2이고, z가 4이고, q가 0이며, m이 0이고, j는 1이고, X는 18F 또는 123I인 화합물.
  22. 제 21항에 있어서, X가 18F인 화합물.
  23. 제 21항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  24. 제 1항에 있어서, R1 및 R2가 R3이 아닌 화합물.
  25. 제 24항에 있어서, X가 18F인 화합물.
  26. 제 1항에 있어서, R1이 X-CH=CH-이고, R2가 H이고, y가 1이고 z가 2인 화합물.
  27. 제 26항에 있어서, X가 123I인 화합물.
  28. 삭제
  29. 삭제
  30. 삭제
  31. 삭제
  32. 삭제
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 삭제
  37. 삭제
  38. 삭제
  39. 삭제
  40. 삭제
  41. 삭제
  42. 삭제
  43. 삭제
  44. 삭제
  45. 제 1항에 있어서, R1이 18F이고, R2가 H이고, y가 1이고, z가 2이고, R 4가 -CH3-인 화합물.
  46. 하기 일반식을 갖는 아미노산 유사체:
    Figure 112005074844084-pct00051
    상기 식에서,
    R1은 Z이고, a는 1 내지 5이고,
    R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1), 또는 -(CkH2k-3)이고
    R2는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1), 또는 -(CkH2k-3)이고,
    k는 1-5이고,
    Z는
    Figure 112005074844084-pct00052
    ,
    Figure 112005074844084-pct00053
    ,
    Figure 112005074844084-pct00054
    ,
    (여기에서,
    b는 0,1 또는 2이고,
    x는 0 또는 1이며,
    y는 1 또는 2이고,
    z는 1,2, 3, 또는 4이고,y가 2인 경우 z>y이고
    q는 1 또는 0이다),
    Figure 112005074844084-pct00055
    (M= Tc 또는 Re)인 화합물.
  47. 영상-생성량의 제 1항의 화합물을 종양을 갖는 것으로 추정되는 대상에게 투 여하고, 양전자방출단층촬영술에 의해 대상에서 화합물의 분포를 측정하는 것을 포함하는, 양전자방출단층촬영술에 의한 동소(in situ) 종양 영상화 방법.
  48. 하기 일반식을 갖는 아미노산 유사체:
    Figure 112005074844084-pct00059
    상기 식에서,
    R은
    Figure 112005074844084-pct00060
    이고
    여기에서, a는 1, 2 또는 3이고,
    b는 0, 1, 또는 2이고,
    x는 0 또는 1이고,
    y는 1 또는 2이고,
    z는 1, 2, 3 또는 4이고 y가 2인 경우 z > y이고,
    q는 1 또는 0이고,
    R4는 -(CkH2k+1), -(CkH2k-1) 또는 -(CkH2k-3)이고, 여기에서, k는 1-5이고,
    Z는
    Figure 112005074844084-pct00061
    Figure 112005074844084-pct00062
    Figure 112005074844084-pct00063
    Figure 112005074844084-pct00064
    (여기에서, M= Tc 또는 Re이다)이다.
  49. 제 48항에 있어서, Z가
    Figure 112005074844084-pct00065
    인 화합물.
  50. 제 48항에 있어서,
    Z가
    Figure 112005074844084-pct00066
    인 화합물.
  51. 제 48항에 있어서, Z가
    Figure 112005074844084-pct00067
    (여기에서, a는 1, 2 또는 3이고,
    b는 0, 1, 또는 2이고,
    x는 0 또는 1이고,
    y는 1 또는 2이고,
    z는 1, 2, 3 또는 4이고 y가 2인 경우 z > y이고,
    q는 1 또는 0이다)인 화합물.
  52. 제 48항에 있어서, Z가
    Figure 112005074844084-pct00068
    (여기에서, M= Tc 또는 Re이다)인 화합물.
  53. 제 1항 내지 제 27항, 제 45항, 제 46항, 제 48항 내지 제 52항중 어느 한 항에 있어서, 영상-생성량의 제 1항의 화합물을 종양을 갖는 것으로 추정되는 대상에게 투여하고, 양전자방출단층촬영술에 의해 대상에서 화합물의 분포를 측정하는 것을 포함하는, 양전자방출단층촬영술에 의한 동소 종양 영상화 방법에서 사용하기 화합물.
  54. 제 1항 내지 제 27항, 제 45항, 제 46항, 제 48항 내지 제 52항중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 양전자방출단층촬영술에 의한 동소 종양 영상화를 위한 조성물.
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