KR20190104575A - 영장류 생체의 뇌 내 ａｍｐａ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템 - Google Patents

영장류 생체의 뇌 내 ａｍｐａ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20190104575A
KR20190104575A KR1020197022967A KR20197022967A KR20190104575A KR 20190104575 A KR20190104575 A KR 20190104575A KR 1020197022967 A KR1020197022967 A KR 1020197022967A KR 20197022967 A KR20197022967 A KR 20197022967A KR 20190104575 A KR20190104575 A KR 20190104575A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
brain
data
ampa receptors
primates
ampa
Prior art date
Application number
KR1020197022967A
Other languages
English (en)
Inventor
타쿠야 타카하시
토모유키 미야자키
Original Assignee
고리츠다이가쿠호진 요코하마시리츠다이가쿠
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 고리츠다이가쿠호진 요코하마시리츠다이가쿠 filed Critical 고리츠다이가쿠호진 요코하마시리츠다이가쿠
Publication of KR20190104575A publication Critical patent/KR20190104575A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/0474—Organic compounds complexes or complex-forming compounds, i.e. wherein a radioactive metal (e.g. 111In3+) is complexed or chelated by, e.g. a N2S2, N3S, NS3, N4 chelating group
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/0404—Lipids, e.g. triglycerides; Polycationic carriers
    • A61K51/0406—Amines, polyamines, e.g. spermine, spermidine, amino acids, (bis)guanidines
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P25/00—Drugs for disorders of the nervous system
    • A61P25/18—Antipsychotics, i.e. neuroleptics; Drugs for mania or schizophrenia
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2121/00—Preparations for use in therapy
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Neurosurgery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화 방법은 영장류 생체에 투여된 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하며 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 뇌 내로 이행시켜 상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합시키고, 뇌 내 AMPA 수용체에 결합된 물질로부터 방출되는 방사선을 검지함으로써 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 취득하는 공정을 포함한다.

Description

영장류 생체의 뇌 내 ＡＭＰＡ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템
본 발명은 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체를 영상화하는 기술에 관한 것이다.
AMPA 수용체는 중신경계에 넓게 분포하며, 학습, 기억, 신경변성 및 세포사 등에 관여하는 것으로 알려져 있다. 근래 AMPA 수용체를 표적으로 한 정신·신경질환의 치료에 관한 연구가 진행되고 있다(특허문헌 1 내지 3). AMPA 수용체와 이들 질환과의 관계를 조사하기 위해서는, 뇌 내에서의 AMPA 수용체의 발현량 및 분포를 평가하는 것이 요구된다.
종래 AMPA 수용체의 해석 기술로는 시냅스, 스파인(spine) 수준에서의 미시적인 관찰(전자현미경을 이용한 항체 염색, 2광자 현미경을 이용한 형광 관찰, 전기생리학적 방법을 이용한 시냅스에서의 기능 관찰, 양자점(quantum dot) 법을 이용한 단일 분자 추적기법(single molecule tracking) 등) 및 슬라이스를 이용한 면역염색법 등의 비교적 거시적인 관찰이 알려져 있다.
이 중, 2광자 현미경을 이용한 생체 내(in vivo) 영상화 이외에는 생체에서의 해석은 불가능하다. 한편, 2광자 현미경을 이용한 생체 내 영상화에서는 스파인, 수상 돌기 수준의 미시적인 관찰이 생체에서 가능하지만, 반대로 뇌 전체에서의 관찰은 불가능하다. 또한, 2광자 현미경을 이용한 생체 내 영상화 방법으로는 형광 단백질의 태그를 붙인 AMPA 수용체의 관찰만이 가능하고, 내생적 AMPA 수용체의 관찰은 불가능하다. 형광 단백질의 태그를 붙인 AMPA 수용체는 유전자 도입법에 의해 인위적으로 발현시킬 필요가 있고, 인간 이외의 영장류에서는 비용면에서 큰 문제를 일으키며, 하물며 인간에서는 침습성의 문제때문에 사실상 실시할 수 없다.
또한, 특허문헌 4에는 AMPA 수용체와의 친화성을 갖는 물질을 이용하여 원숭이 생체 뇌의 AMPA 수용체의 영상화를 수행하고자 한 예가 기재되어 있다. 그러나 비표지된 경합물질의 투여량에 의존한 프로브 유래 방사선 검지 값의 저하가 실제로는 확인되지 않았고, 어느 시점에서 뇌에 존재하는 프로브에서 유래한 방사선을 검지할 수 있었던 것에 불과하다. 즉, AMPA 수용체에 결합한 프로브 유래의 방사선을 검지하고, 이에 기초하여 정말로 AMPA 수용체를 영상화할 수 있음은 증명되어 있지 않다.
특허문헌 1: 일본 특허공개 2012-207021호 공보 특허문헌 2: 일본 특허공개 2010-202525호 공보 특허문헌 3: 일본 특허공표 2006-525292호 공보 특허문헌 4: 일본 특허공표 2016-522786호 공보
본 발명은 이상의 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체를 영상화하는 기술 및 그 응용의 제공을 목적으로 한다.
(1) 영장류 생체에 투여된, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하며 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 뇌 내로 이행(移行)시켜 상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합시키고,
상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합된 상기 물질로부터 방출되는 방사선을 검지함으로써 상기 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 취득하는 공정을 포함하는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화 방법.
(2) 상기 물질이 뇌 내로 이행된 후 소요 시간을 확보하여 상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하지 않은 상기 물질의 뇌 외 배출을 촉진한 후, 상기 검지를 수행하는, (1)에 기재된 방법.
(3) 상기 물질이 뇌 내로 이행된 후 제1 시간 경과 후와 제1 시간보다 긴 제2 시간 경과 후에 각각 상기 검출을 수행하고,
각각의 검출 값에 기초하여 상기 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 양에 관한 데이터를 취득하는, (1) 또는 (2)에 기재된 방법.
(4) 상기 물질은 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 포함하는, (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 방법:
Figure pct00001
(식 중,
A 및 Z는 각각 독립적으로 CO, SO 또는 SO2이고;
X 및 Y는 각각 독립적으로 S 또는 O이고;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
n은 0 내지 4의 정수이고;
1개 또는 그 이상의 원자가 해당 원자의 방사성 동위 원소임.)
(5) (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램.
(6) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하며 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 유효성분으로 하는, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단약 또는 상기 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반(companion) 진단약.
(7) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약으로,
영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하는 물질을 유효성분으로 하고, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 방법으로 얻어지는 상기 데이터에 기초한 투여 계획으로 투여되는 것인 의약.
(8) 상기 질환은 정신질환 또는 신경질환인, (6) 또는 (7)에 기재된 약.
(9) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방약의 스크리닝 방법으로,
상기 영장류 생체로의 후보 물질의 투여 전후에서, (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 방법으로 얻어지는 상기 데이터의 차이에 기초하여 상기 후보 물질을 선발하는 공정을 포함하는, 방법.
(10) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보를 서버로 송신하는 입력 단말.
(11) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태가 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스, 및
입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 상기 데이터를 조회하고, 상기 피험자의 상기 질환의 상태에 관한 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 구비하는 서버.
(12) 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태, 및 이전에 투여된 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약의 종류, 용량 및/또는 용법이 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스, 및
입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 상기 데이터를 조회하고, 상기 피험자에게 추천되는 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 관한 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 구비하는 서버.
(13) (10)에 기재된 입력 단말, (11) 또는 (12)에 기재된 서버, 및 (11) 또는 (12)에 기재된 서버로부터 송신된 상기 정보를 출력하는 출력 단말를 구비하는 시스템.
본 발명에 따르면, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체를 영상화하는 기술 및 이의 응용을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 2는 조합부와 지시부에서의 정보 처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도 3은 본 발명의 시스템의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 K-2에 대하여 시험관 내에서의 AMPA 수용체 결합성 시험(시험관 내 자기방사법(in vitro autoradiography))의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 K-2 및 K-4에 대하여 시험관 내에서의 AMPA 수용체 결합성 시험(전기생리학적 검증)의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6은 방사성 표지화 K-2를 위스타 래트(Wistar rat)에게 투여한 후의 생체 내 PET 이미지이다.
도 7은 방사성 표지화 K-2를 위스타 쿄토 래트(Wistar kyoto rat, WKY rat)에게 투여한 후의 생체 내 PET 이미지이다.
도 8은 위스타 래트 및 WKY 래트에서의 방사성 표지화 K-2의 뇌 내 혼입량을 나타내는 그래프이다.
도 9는 래트에서의 K-2 급성 투여에 있어서의 강제 수영 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 10은 K-2 및 K-4의 강제 수영 시험의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 11은 [11C]K-2를 투여한 정상인에서의 PET 촬상 이미지이다.
도 12는 [11C]K-2를 투여한 정상인에서의 PET 촬상 이미지이다.
도 13은 [11C]K-2를 투여한 정상인에서의 PET 촬상의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 14는 [11C]K-2를 투여한 정상인에서의 PET 촬상의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 15는 [11C]K-2를 투여한 간질환자에서의 PET 촬상 이미지이다.
도 16은 [11C]K-2를 투여한 간질환자에서의 PET 촬상 감산(subtraction) 이미지이다.
도 17은 [11C]K-2를 투여한 정상인과 간질환자의 비대칭 지수(Asymmetry Index)를 나타내는 그래프이다.
도 18은 [11C]K-2 및 FDG를 투여한 간질환자의 비대칭 치수를 나타내는 그래프이다.
도 19는 [11C]K-2를 투여한 우울증 환자에서의 PET 촬상 이미지이다.
이하, 본 발명의 실시양태를 설명하지만, 이들로 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
(영상화 방법)
본 발명의 일 실시양태는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화 방법이다. 이 방법은 영장류 생체에 투여된 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하고 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 뇌 내로 이행시켜 뇌 내 AMPA 수용체에 결합시키는 공정을 포함한다. 후술하는 실시예와 같이, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하고 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 이용하였을 때 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 결합한 물질로부터 방출되는 방사선을 검지할 수 있음을 본 발명자들은 처음으로 발견하고, 본 실시양태에 따른 방법론을 확립하였다.
즉, 이 신규 발견에 기초한 본 실시양태는 뇌 내 AMPA 수용체에 결합한 물질로부터 방출되는 방사선을 검지함으로써 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 취득하는 공정을 포함한다. 이에 의해, 영장류 생체의 뇌 전체에 서의 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량이 파악되고, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체를 영상화할 수 있다.
방사선 검지에 의한 영상화는 특별히 한정되지 않지만, 분자 영상화, 예를 들어 양전자 방출 촬영법(Positron Emission Tomography, PET), 다광자 영상법, 2광자 영상법, 근적외 형광 영상법, 자기방사법 및 단일광자 방출 단층 촬영법(Single photon emission computed tomography, SPECT) 등일 수 있다. 그 중에서도 PET 영상화가 바람직하다.
영장류는 특별히 한정되지 않지만, 인간, 원숭이일 수 있다. 인간 및 원숭이 간에는 물질 대사성, 혈액 뇌 관문의 통과성, 뇌 내 AMPA 수용체의 양, 분포에 대하여 약간의 차이가 있는 것으로 생각된다. 이러한 점에서, 후술하는 실시예는 인간에서의 데이터에 관한 것이지만, 본 발명자들은 원숭이에서도 마찬가지로 영상화할 수 있음을 확인하고 있다(데이터는 나타내지 않음).
일 실시양태에 있어서, 상기 물질이 뇌 내에 이행된 후 소요 시간을 확보하여 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하지 않은 상기 물질의 뇌 외 배출을 촉진한 후, 방사선 검지를 수행하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 뇌 내 AMPA 수용체에 결합된 상기 물질에서 유래하는 방사선을 더욱 고 빈도로 검지할 수 있어 AMPA 수용체의 영상화 정밀도가 증가한다.
상기 소요 시간은 특별히 한정되지 않고, 이용하는 물질이나 통계에 기초하여 미리 설정될 수 있으며(전형적으로는, 상기 물질의 투여 후로부터 10분 이상, 20분 이상, 30분 이상, 40분 이상 또는 45분 이상이 되도록 설정될 수 있음), 대상이 되는 생체마다 설정될 수도 있다. 구체적으로, 소요 시간은 (ⅰ) 수리해석 모델에 적용시켜 산출하거나, 또는 (ⅱ) 대상 단백질이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역의 비율이 일정하게 된 시점 이후에, 그 차이가 최대이면서 편차가 적어지는 최대의 시간대, (ⅲ) 질환과 정상인과의 차이를 가장 명확하게 검출할 수 있는 시간대일 수 있다.
한편, 상기 소요 시간을 과도하게 길게 하면, 방사선의 절대량이 감쇠하여 높은 정밀도로 검지하기가 어려워질 수 있다. 그래서 상기 소요 시간은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 상기 물질의 투여 후부터 110분 이하, 100분 이하, 90분 이하, 80분 이하, 70분 이하 또는 60분 이하가 되도록 설정될 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 상기 물질이 뇌 내에 이행된 후 제1시간 경과 후와 제1시간보다 긴 제2시간 경과 후에 각각 상기 검출을 수행하고, 각각의 검출 값에 기초하여 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 양에 관한 데이터를 취득하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 제1시간과 제2시간의 사이에 연속 또는 불연속적으로 각 뇌 영역에 혼입되어 있는 상기 물질 유래의 방사선량을 검출하고, 그 평균값을 산출하고 각 평균값의 뇌 영역 간 격차에 기초하여, 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 양에 관한 데이터를 취득할 수 있다. 혹은 제1시간 경과 후부터 제2시간 경과 후까지의 사이에서, 상대적으로 작은 폭으로 방사선 검지 값이 변화(저하)된 영역은 AMPA 수용체에 대응할 가능성이 높다. 이 때문에, 검출 값의 차이에 기초한 데이터를 이용함으로써 AMPA 수용체의 영상화 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 상기 제1시간 및 제2시간을 과도하게 길게 하면, 방사선의 절대량이 감쇠하여 높은 정밀도로 검지하기가 어려워질 수 있다.
제1시간 및 제2시간은 특별히 한정되지 않고, 이용하는 물질이나 통계에 기초하여 미리 설정될 수 있고, 대상이 되는 생체마다 설정될 수도 있다. 제1시간은 전형적으로는 상기 물질의 투여 후부터 10분 이상, 20분 이상, 30분 이상, 40분 이상 또는 45분 이상이 되도록 설정될 수 있고, 110분 이하, 100분 이하, 90분 이하, 80분 이하, 70분 이하 또는 60분 이하가 되도록 설정될 수 있고, 상기한 소요 시간과 마찬가지로 결정될 수도 있다. 제2시간은 전형적으로는 상기 물질의 투여 후부터 30분 이상 150분 이하(구체적으로는, 60분 이하)가 되도록 설정될 수 있다.
상기 물질은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 비경구 투여, 정맥내 투여 또는 복강내 투여된 후, 혈액 뇌 관문을 통과하여 뇌로 이행한다. 이 때문에, 상기 물질은 혈액 뇌 관문을 통과 가능한 특성을 가질 필요가 있으며, 이러한 관점에서 요구되는 저 분자량, 지용성과 함께, 요구되는 혈액 용해성을 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 물질은 단일 물질일 수 있거나 혹은 DDS(Drug delivery system, 약물수송계)에 담지된 상태일 수 있다.
또한, 상기 물질은 의약으로서 허용 가능한 담체 중에 포함될 수 있다. 의약으로서 허용 가능한 담체는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 멸균수, 식염수, 생리 식염수 또는 인산완충 식염수(PBS), 염화나트륨 주사액, 링거 주사액, 등장성 덱스트로오스 주사액, 무균수 주사액, 덱스트로오스 및 젖산 링거 주사액 등이 있다.
상기 물질의 투여량은 사용되는 물질의 종류; 투여되는 대상의 연령, 체중, 건강상태, 성별 및 식사내용; 투여의 회수 및 투여 경로 등에 따라 적당히 설정될 수 있다. 상기 물질의 투여는 특별히 한정되지 않는다.
상기 물질은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 하기 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물일 수 있다.
Figure pct00002
식 중,
A 및 Z는 각각 독립적으로 CO, SO 또는 SO2이고;
X 및 Y는 각각 독립적으로 S 또는 O이고;
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
n은 0 내지 4의 정수이고;
1개 또는 그 이상의 원자가 해당 원자의 방사성 동위 원소이다.
식 (Ⅰ)의 화합물에 있어서, 방사성 동위 원소는 15O, 13N, 11C 및 18F 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되지만, 특별히 한정되지 않는다. 반감기의 관점으로부터, 방사성 동위 원소는 11C 또는 18F가 바람직하다.
바람직하게는, R1 내지 R4의 1, 2, 3 또는 4개, 바람직하게는 1개가 방사성 동위 원소를 포함하는 기(예를 들어, [11C]알킬(바람직하게는, 11CH3), [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐, 혹은 18F)이다. 구체적으로는, R2가 알킬인 것이 바람직하고, 또한 R3 및 R4의 양쪽 모두가 수소, 또는 R3 및 R4의 각각이 독립적으로 알킬인 것이 바람직하다.
식 (Ⅰ)의 화합물로서, A가 SO2이고, Z가 CO이고, X가 S이고, Y가 O이고, R2가 알킬이고, R1이 수소, 알킬 또는 할로이고, R1이 알킬 또는 할로인 경우, R1은 파라 위치에 존재하며, R3 및 R4 중 한쪽이 수소이고, 다른 한쪽이 알킬이고, R5가 할로, 특히 플루오로이며, R5는 Y기에 대하여 양쪽의 오르토 위치(즉, X기에 대하여 양쪽의 메타 위치)에 존재하고, n이 2이며, R1 내지 R4의 1개가 방사성 동위 원소를 포함하는 기(예를 들어, [11C]알킬(바람직하게는, 11CH3), [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐, 혹은 18F)가 바람직하다.
또 다른 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ)의 화합물로서 A가 SO2이고, Z가 CO이고, X가 S이고, Y가 O이고, R2가 알킬이고, R1이 수소, 알킬 또는 할로이고, R1이 알킬 또는 할로인 경우, R1은 파라 위치에 존재하며, R3 및 R4 중 한쪽이 수소이고, 다른 한쪽이 알킬이고, R5가 할로, 특히 플루오로이며, R5는 Y기에 대하여 양쪽의 오르토 위치(즉, X기에 대하여 양쪽의 메타 위치)에 존재하고, n이 2이며, R1 내지 R4의 1개가 방사성 동위 원소를 포함하는 기(예를 들어, [11C]알킬(바람직하게는, 11CH3), [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐, 혹은 18F)가 보다 바람직하다.
방사성 동위 원소를 포함하는 화합물의 구체적인 예를 들면, 다음의 화합물이 있다:
화합물명 약칭 구조식



1'

{4-[2-(벤젠설포닐-[11C]메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트아미드

방사성
표지화
K-2
Figure pct00003



2'

2-[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-N-[11C]메틸-아세트아미드

방사성
표지화
M-1
Figure pct00004



3'

2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-[18F]플루오로-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드

방사성
표지화
M-2
Figure pct00005



4'

2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-[11C]메틸-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드

방사성
표지화
M-3
Figure pct00006
(정의)
용어 "알킬"이란 지방족 포화 탄화수소의 수소 원자 1개를 잃고 생성되는 1가의 기를 의미한다. 알킬은 예를 들어, 1 내지 15개(C1-C15)의 탄소 원자, 전형적으로는 1 내지 10개(C1-C10), 1 내지 8개(C1-C8), 1 내지 6개(C1-C6), 1 내지 5개(C1-C5), 1 내지 4개(C1-C4), 1 내지 3개(C1-C3), 1 내지 2개(C1-C2) 또는 2 내지 6개(C2-C6)의 탄소 원자를 갖는다. 알킬은 직쇄상 혹은 분지상일 수 있다. 알킬의 예를 들면, 한정되지 않지만, 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 2-메틸-1-프로필, 2-메틸-2-프로필, 2-메틸-1-부틸, 3-메틸-1-부틸, 2-메틸-3-부틸, 2,2-디메틸-1-프로필, 2-메틸-1-펜틸, 3-메틸-1-펜틸, 4-메틸-1-펜틸, 2-메틸-2-펜틸, 3-메틸-2-펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 2,2-디메틸-1-부틸, 3,3-디메틸-1-부틸, 2-에틸-1-부틸, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸 및 헥실 등이 있다. 알킬은 또한 적당한 치환기에 의해 치환될 수 있다.
용어 "알케닐"이란 적어도 1개의 이중 결합을 갖는 지방족 불포화 탄화수소기를 의미한다. 알케닐은 예를 들어, 2 내지 15개(C2-C15)의 탄소 원자, 전형적으로는 2 내지 10개(C2-C10), 2 내지 8개(C2-C8), 2 내지 6개(C2-C6), 2 내지 5개(C2-C5), 2 내지 4개(C2-C4), 2 내지 3개(C2-C3), 3 내지 6개(C3-C6), 3 내지 8개(C3-C8), 4 내지 6개(C4-C6), 4 내지 7개(C4-C7) 또는 4 내지 8개(C4-C8)의 탄소 원자를 갖는다. 알케닐은 직쇄상 혹은 분지상일 수 있다. 알케닐의 예를 들면, 한정되지 않지만, 구체적으로는 비닐(-CH=CH2), 알릴(-CH2CH=CH2), -CH=CH(CH3), -CH=C(CH3)2, -C(CH3)=CH2, -C(CH3)=CH(CH3), -C(CH2CH3)=CH2, 1,3-부타디에닐(-CH=CH-CH=CH2) 및 헵타-1,6-디엔-4-일(-CH2-(CH2CH=CH2)2) 등이 있다. 알케닐은 또한 적당한 치환기에 의해 치환될 수 있다.
용어 "알키닐"이란 적어도 1개의 삼중 결합을 갖는 지방족 불포화 탄화수소기를 의미한다. 알키닐은 예를 들어, 2 내지 15개(C2-C15)의 탄소 원자, 전형적으로는 2 내지 10개(C2-C10), 2 내지 8개(C2-C8), 2 내지 6개(C2-C6), 2 내지 5개(C2-C5), 2 내지 4개(C2-C4), 2 내지 3개(C2-C3), 3 내지 6개(C3-C6), 3 내지 8개(C3-C8), 4 내지 6개(C4-C6), 4 내지 7개(C4-C7) 또는 4 내지 8개(C4-C8)의 탄소 원자를 갖는다. 알키닐은 직쇄상 혹은 분지상일 수 있다. 알키닐의 예를 들면, 한정되지 않지만, 에티닐(-C≡CH), -C≡CH(CH3), -C≡C(CH2CH3), -CH2C≡CH, -CH2C≡C(CH3) 및 -CH2C≡C(CH2CH3) 등이 있다. 알키닐은 또한 적당한 치환기에 의해 치환될 수 있다.
용어 "할로겐" 또는 "할로"는 플루오로(-F), 클로로(-Cl), 브로모(-Br) 및 요오드(-I)를 의미한다.
용어 "의약으로서 허용 가능한 염"이란 포유동물, 특히 인간에 대하여 유해하지 않은 염을 가리킨다. 의약으로서 허용 가능한 염은 무기산 혹은 무기염기, 또는 유기산 혹은 유기염기를 포함하는 무독성의 산 또는 염기를 이용하여 형성할 수 있다. 의약으로서 허용 가능한 염의 예를 들면, 알루미늄, 칼슘, 리튬, 마그네슘, 칼륨, 나트륨 및 아연 등으로부터 형성되는 금속염 또는 리신, N, N"-디벤질에틸렌디아민, 클로로프로카인, 콜린, 디에탄올아민, 에틸렌디아민, 메글루민(N-메틸글루카민) 및 프로카인 등으로부터 형성되는 유기염 등이 있다. 또한, 의약으로서 허용 가능한 염은 산 부가염 및 염기 부가염을 포함한다.
용어 "용매화물"이란 본 발명의 화합물에 대한 1개 또는 복수의 용매 분자의 회합에 의해 형성되는 용매함유 화합물을 의미한다. 용매화물은 예를 들어, 일용매화물, 이용매화물, 삼용매화물 및 사용매화물을 포함한다. 또한, 용매화물은 수화물을 포함한다.
(제조방법 및 중간체)
(합성예 1)
R2가 알킬, 알케닐 또는 알키닐인 식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 예를 들어, 하기 식 (Ⅱ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물:
Figure pct00007
(식 중, A, X, Y, Z, R1, R3, R4, R5 및 n은 식 (Ⅰ)의 화합물에서 정의한 것과 동일함)을 X1-R2(식 중, R2는 알킬, 알케닐 또는 알키닐이고, X1은 할로겐임)와 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 일 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ) 및 식 (Ⅱ) 중의 R3 및 R4는 모두 수소이다. 일 실시양태에 있어서, R2는 [11C]알킬, [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐이고, 바람직하게는 R2는 [11C]알킬, 특히 11CH3이다. 일 실시양태에 있어서, X1은 Ⅰ이다. 식 (Ⅱ)의 화합물의 구체예를 들면, 2-[2,6-디플루오로-4-({2-[(페닐설포닐)아미노]에틸}티오)페녹시]아세트아미드(PEPA)가 있다.
해당 반응은 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란, 아세트니트릴, 아세톤 또는 디메틸술폭시드 등의 극성 비프로톤성 용매 중에서 수행할 수 있다. 또한, 해당 반응은 NaOH 등의 염기를 이용하여 염기성 조건하에서 수행하는 것이 바람직하다. 반응 온도는 실온 내지 환류 온도, 특히 60 내지 100℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃이다. 반응 시간은 1분 내지 10분, 특히 5분이다.
PET 프로브는 통상 방사성 동위 원소의 짧은 반감기 때문에, 짧은 시간에 고수율로 제조해야 한다. 해당 반응은 짧은 시간에 정량적으로 진행하기 때문에, PET프로브의 제조에 적합하다.
본 발명자들은 식 (Ⅱ)의 화합물과 X1-R2의 반응이 식 (Ⅱ)의 화합물의 A기에 인접하는 NH기에서 정량적으로 일어나는 것을 발견하였다. 따라서, 비록 R3 및 R4가 수소였다 하더라도, 보호기를 사용하지 않고 해당 NH기만을 N-R2기로 변환할 수 있다.
식 (Ⅱ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 R2가 알킬, 알케닐 또는 알키닐인 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 제조하기 위한 중간체로서 사용할 수 있다. 또한, 식 (Ⅱ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 R2가 [11C]알킬, [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐인 방사성 표지된 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 제조하기 위한 중간체로서 사용할 수 있다.
( 합성예 2)
R1이 알킬, 알케닐 또는 알키닐인 식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 예를 들어, 하기 식 (Ⅲ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물:
Figure pct00008
(식 중, A, X, Y, Z, R2, R3, R4, R5 및 n은 상기에서 정의한 것과 동일하고, Ra는 각각 독립적으로 알킬, 알케닐 또는 알키닐임)을 X1-R1(식 중, R1은 상기에서 정의한 것과 동일하고, X1은 할로겐임)과 반응시킴으로써 제조할 수 있다. 일 실시양태에 있어서, Ra는 모두 n-부틸이다. 일 실시양태에 있어서, R1은 [11C]알킬, [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐이고, 바람직하게는 R1은 [11C]알킬, 특히 11CH3이다. 일 실시양태에 있어서, X1은 Ⅰ이다.
식 (Ⅲ)의 화합물의 구체예는 하기이다.
화합물명 약칭 구조식




5


2-(2,6-디플루오로-4-((2-(4-(트리부틸스탄일)페닐설폰아미드)에틸)티오)페녹시)아세트아미드



M-3pre
Figure pct00009
해당 반응은 팔라듐 촉매, 포스핀 리간드, 탄산염 및 할로겐화 구리의 존재하에서 수행할 수 있다. 해당 팔라듐 촉매는 예를 들어, 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐 등이 있다. 또한, 해당 포스핀 리간드는 예를 들어, 트리(o-톨릴)포스핀 또는 (디-tert-부틸)메틸포스핀 등이 있다. 해당 탄산염은 K2CO3 등이 있다. 해당 할로겐화 구리는 CuCl 등이 있다. 해당 반응은 디메틸포름아미드(DMF), 테트라하이드로퓨란, 아세트니트릴, 아세톤 또는 디메틸술폭시드 등의 극성 비프로톤성 용매 중에서 수행할 수 있다. 반응 온도는 실온 내지 환류 온도, 특히 60 내지 100℃가 바람직하고, 보다 바람직하게는 80℃이다. 반응 시간은 1분 내지 10분, 특히 5분이다.
PET 프로브는 통상 방사성 동위 원소의 짧은 반감기 때문에, 짧은 시간에 고수율로 제조해야 한다. 해당 반응은 짧은 시간에 정량적으로 진행하기 때문에, PET프로브의 제조에 적합하다.
식 (Ⅲ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 R1이 알킬, 알케닐 또는 알키닐인 식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 제조하기 위한 중간체로서 사용할 수 있다. 또한, 식 (Ⅲ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 R1이 [11C]알킬, [11C]알케닐 또는 [11C]알키닐인 방사성 표지된 식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 제조하기 위한 중간체로서 사용할 수 있다.
식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물은 하기 실시예에 나타내는 방법에 의해서도 제조할 수 있다.
(프로그램)
본 발명의 일 실시양태는 전술한 영상화 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램이다. 구체적으로, 프로그램에 의해 컴퓨터는 영상화 장치를 제어하고, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체를 영상화한다.
( 진단약 , 동반 진단약 , 의약)
본 발명의 일 실시양태는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단약, 또는 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반 진단약이다. 또한, 여기에서 치료를 위한 동반 진단약이란, 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환인 것이 판명된 경우에 치료를 기대할 수 있는지 여부를 판단하기 위한 진단약이다. 또한, 여기에서 예방을 위한 동반 진단약이란 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환인 것이 판명된 경우에 향후의 질환 병세(예후)를 추측하거나 혹은 그 이상의 진행을 억제하는 예방을 기대할 수 있을지 여부를 판단하기 위한 진단약이다.
상기 진단약을 이용하여 영장류 생체의 대상으로부터 얻어지는 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 상기 질환과 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과의 상관성에 조회함으로써 대상의 상기 질환에 대한 진단(구체적으로는, 상기 질환의 이환 유무, 위독성, 발작 가능성 등)이 가능하다.
또한, 상기 동반 진단약을 이용하여 영장류 생체의 대상으로부터 얻어지는 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 상기 질환과 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과의 상관성에 조회함으로써 대상의 상기 질환 상태가 파악되므로, 이에 기초하여 상기 질환의 예방/치료 계획(투여하는 예방/치료약의 종류나 조합, 용량, 용법 등)을 책정할 수 있다.
예를 들어, AMPA 수용체의 발현량의 감소가 파악된 대상에는 AMPA 수용체 기능 활성화약의 투여를 추천할 수 있고, AMPA 수용체의 발현량의 증가가 파악된 대상에는 AMPA 수용체 길항약의 투여를 추천할 수 있다. 예를 들어, 현재의 질환 분류(DSM-V나 ICD-10 등)에 의해 임상적으로 우울증으로 진단된 질환군에서도 AMPA 수용체의 발현량의 증가를 보이는 증례도 있고, 변화없음 내지 감소하는 증례도 있다. 이 경우에는, 임상 진단상은 우울증이어도, AMPA 수용체 증가형 우울증에는 길항약을 투여하는 등 테일러 메이드(tailor-made)형의 진단·치료가 이루어지게 된다. 또한, AMPA 수용체의 발현량의 감소/증가 폭이나 분포 이상(정상인을 정상으로 하였을 때)의 유형이나 정도에 따라 AMPA 수용체 기능 활성화약/AMPA 수용체 길항약의 종류(생체 내 대사 시간의 차이나 유효 혈중농도의 차이), 투여량, 투여빈도, 투여 타이밍(예를 들어, 증상의 발작의 전조에 상관하는 AMPA 수용체의 발현량 또는 분포가 파악된 경우에 예방적으로 약제를 투여함)을 설정할 수 있다.
즉, 본 발명의 일 실시양태는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약으로서, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하는 물질을 유효성분으로 하고, 상기한 영상화 방법으로 얻어지는 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터에 기초한 투여 계획으로 투여되는 의약에 관한 것이다.
일 실시양태에 따른 의약(동반 진단약과 함께 이용할 수 있음)인 AMPA 수용체 길항약으로는 특별히 한정되지 않지만, 간질병에 대한 페람파넬 수화물(에자이사), 타라패넬(talampanel, 테바사)을 들 수 있다.
일 실시양태에 따른 의약(동반 진단약과 함께 이용될 수 있는 AMPA 수용체 기능 활성화약)으로는 특별히 한정되지 않지만, 식 (Ⅰ)의 화합물, 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물일 수 있다.
Figure pct00010
다만, 식 중 A 및 Z는 각각 독립적으로 CO, SO 또는 SO2이고, 이들 기라면 AMPA 수용체 간에 상호작용을 나타내는 것으로 기대된다. 이들 중에서도 바람직하게는 A 및 Z는 각각 독립적으로 CO 또는 SO2이고, 보다 바람직하게는 A가 SO2이고, 또한 Z가 CO이다.
X 및 Y는 각각 독립적으로 S 또는 O이고, 바람직하게는 X가 S이고, 또한 Y가 O이다.
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이다. 일 실시양태에 있어서, R1 내지 R4의 전부가 수소가 될 수는 없다, 즉 R1 내지 R4의 적어도 1개는 수소 이외이다. 일 실시양태에 있어서, R2는 알킬이다. 다른 실시양태에 있어서, R1은 알킬 또는 할로이다. R1은 오르토 위치, 메타 위치 또는 파라 위치 중 어느 하나에 존재할 수 있다. 바람직하게는, R1은 파라 위치에 존재한다. 또 다른 실시양태에 있어서, R3 및 R4 중의 한쪽이 수소이고, 다른 한쪽은 알킬이다. 가장 바람직하게는, R1, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고, R2는 알킬, 알케닐 또는 알키닐이다.
R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이다. 바람직하게는, R5는 할로이고, 특히 바람직하게는 플루오로이다. 더 바람직하게는, R5는 Y기에 대하여 양쪽의 오르토 위치(즉, X기에 대하여 양쪽의 메타 위치)에 존재한다.
n은 0 내지 4의 정수이다. 바람직하게는 n은 2이다.
또 다른 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ)의 화합물에서의 각 치환기의 조합으로는 A 및 Z가 각각 독립적으로 CO, SO 또는 SO2이고, X 및 Y가 각각 독립적으로 S 또는 O이고, R1, R3 및 R4가 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고, R2가 알킬, 알케닐 또는 알키닐이고, R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고, n이 0 내지 4의 정수인 조합이 바람직하다.
또 다른 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ)의 화합물에서의 각 치환기의 조합으로는 A가 SO2이고, Z가 CO이고, X가 S이고, Y가 O이고, R2가 알킬이고, R1이 수소, 알킬 또는 할로이고, R1이 알킬 또는 할로인 경우, R1은 파라 위치에 존재하며, R3 및 R4 중의 한쪽이 수소이고, 다른 한쪽은 알킬이고, R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고, n은 0 내지 4의 정수인 조합이 바람직하다.
또 다른 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ)의 화합물에서의 각 치환기의 조합으로는 A가 SO2이고, Z가 CO이고, X가 S이고, Y가 O이고, R2가 알킬이고, R1이 수소, 알킬 또는 할로이고, R1이 알킬 또는 할로인 경우, R1은 파라 위치에 존재하며, R3 및 R4 중의 한쪽이 수소이고, 다른 한쪽은 알킬이고, R5가 할로, 특히 플루오로이며, R5는 Y기에 대하여 양쪽의 오르토 위치(즉, X기에 대하여 양쪽의 메타 위치)에 존재하고, n이 2인 조합이 바람직하다.
또 다른 실시양태에 있어서, 식 (Ⅰ)의 화합물에서의 각 치환기의 조합으로는 A가 SO2이고, Z가 CO이고, X가 S이고, Y가 O이고, R2가 알킬이고, R1이 수소, 알킬 또는 할로이고, R1이 알킬 또는 할로인 경우, R1은 파라 위치에 존재하며, R3 및 R4가 모두 수소이고, R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고, n은 0 내지 4의 정수인 조합이 바람직하다.
식 (Ⅰ)의 화합물의 구체적인 예를 들면 이하의 화합물이 있다:
화합물명 약칭 구조식



1

{4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트아미드


K-2
Figure pct00011



2

2-[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-N-메틸-아세트아미드


M-1
Figure pct00012



3

2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-플루오로-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드


M-2
Figure pct00013



4

2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-메틸-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드


M-3
Figure pct00014
제조방법 및 중간체는 전술한 바와 마찬가지이다.
AMPA 수용체 기능 활성화약/AMPA 수용체 길항약은 경구적 혹은 비경구적으로 투여할 수 있다. 경구 투여제로는 산제, 과립제, 캡슐제, 정제 등의 고형 제재 혹은 시럽제, 엘릭시르제 등의 액상 제재로 할 수 있다. 또한, 비경구 투여제로서 주사제(정맥, 근육 등), 직장 투여제, 피부 외용제, 흡입제로 할 수 있다. 이들 제재는 유효성분에 약학적으로 용인되는 제조 보조제를 첨가함으로써 통상적인 방법에 따라 제조된다. 또한, 공지의 기술에 의해 지속성 제재로 하는 것도 가능하다.
영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환은 특별히 한정되지 않지만, 정신질환 또는 신경질환일 수 있으며, 예를 들어
(1) 우울증, 주요 우울증, 쌍극성 우울증, 기분변조 장애, 정동 장애, 재발성 우울증, 산후 우울증, 스트레스성 장애, 우울 증상, 조증, 불안, 전반성 불안 장애, 불안 증후군, 패닉 장애, 공포증, 사회성 공포증, 사회성 불안 장애, 강박성 장애, 심리적 외상후 스트레스 증후군, 외상후 스트레스 장애, 투렛 증후군, 자폐증, 취약X 증후군, 레트 증후군, 적응 장애, 쌍극성 장애, 신경증, 통합 실조증, 만성피로 증후군, 불안 신경증, 강박 신경증, 공황성 장애, 간질, 신경과민증, 주의결핍 다동성 장애, 정신병성 주요 우울증, 난치성 주요 우울증, 치료저항성 우울증 등의 정신질환
(2) 알츠하이머병, 알츠하이머형 노인성 치매, 파킨슨병, 헌팅턴 무도병, 다발 뇌경색성 치매, 전두측두 치매, 파킨슨형 전두측두 치매, 진행성 핵상마비, 피크 증후군, 니만 피크 증후군, 대뇌피질기저핵 변성증, 다운 증후군, 결함성 치매, 레비소체 치매, 근위축성 척수측색경화증, 운동신경원성 질환, 크로이츠펠트-야콥병, 뇌성마비, 진행성 핵상마비, 다발성 경화증 등의 신경변성질환
(3) 노인성 기억장애, 노인성 치매 등의 나이 듦에 따른 인지·기억장애
(4) 내인성 수면장애, 외인성 수면장애, 하루 주기 리듬장애, 수면시 수반증, 내과 또는 정신과 장애에 따른 수면장애, 스트레스성 불면증, 불면증, 불면성 신경증, 수면시 무호흡 증후군 등의 수면장애
(5) 마취약, 외상성 질환 또는 신경변성 질환 등에 기인하는 호흡억제
(6) 외상성 뇌손상, 뇌졸중, 신경성 식욕부진, 섭식장애, 신경성 무식욕증, 과식증, 그 외의 섭식장애, 알코올 의존증, 알코올 남용, 알코올성 건망증, 알코올 망상증, 알코올 기호성, 알코올 이탈, 알코올성 정신병, 알코올 중독, 알코올성 질투, 알코올성 조증, 알코올의존성 정신장애, 알코올 정신병, 약물기호, 약물 공포증, 약물광, 약물이탈, 편두통, 스트레스성 두통, 긴장성 두통, 당뇨병성 신경병증, 비만, 당뇨병, 근육 경련, 메니에르병, 자율신경 실조증, 탈모증, 녹내장, 난청, 고혈압, 심장병, 빈맥, 울혈성 심부전, 과호흡, 기관지 천식, 무호흡, 유아 돌연사 증후군, 염증성 질환, 알레르기 질환, 발기부전, 갱년기 장애, 불임증, 암, HIV 감염에 의한 면역부전 증후군, 뇌척수막염, 말단 비대증, 요실금, 대사 증후군, 골다공증, 소화성 궤양, 과민성 장 증후군, 염증성 장질환, 궤양성 대장염, 크론병, 스트레스성 위장장애, 신경성 구토, 소화성 궤양, 설사, 변비, 수술 후 장폐색 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시양태는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약이다.
상기 질환은 특별히 한정되지 않지만, 간질, 우울증, 통합 실조증, 뇌허혈, 파킨슨병, 알츠하이머병, 자폐증, 주의 다동성 장애(ADHD) 및 다발성 경화증으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 실시양태에 따른 약은 의약으로서 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다.
의약으로서 허용 가능한 담체로는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 멸균수, 식염수, 생리 식염수 또는 인산 완충 식염수(PBS), 염화나트륨 주사액, 링거 주사액, 등장성 덱스트로오스 주사액, 무균수 주사액, 덱스트로오스 및 젖산 링거 주사액 등이 있다.
(스크리닝 방법)
본 발명의 일 실시양태는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방약의 스크리닝 방법이다. 이 방법은 영장류 생체에의 후보물질의 투여 전후에 있어서의 상기한 영상화 방법으로 얻을 수 있는 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터의 차이에 기초하여 후보물질을 선발하는 공정을 포함한다.
구체적으로는, 영장류 생체에의 후보물질의 투여 전후에 있어서의 뇌 내 AMPA 수용체의 발현량의 증가/감소폭이나 분포 이상(정상인을 정상으로 하였을 때)의 유형이나 정도의 변화에 기초하여, 후보물질을 AMPA 수용체 기능 활성화약/AMPA 수용체 길항약으로서 선발할 수 있다. 이에 의하여, 종래에는 일괄되어 온 상기 질환을 뇌 내 AMPA 수용체의 발현량 또는 분포에 따라 세세하게 분류하고, 분류마다 적절한 치료 또는 예방약을 제작하는 것을 기대할 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 선발된 후보물질이 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방 효과를 실제로 갖는지의 여부를 확인(동물실험, 인간에서의 시험 등)하고, 상기 효과를 실제로 가지는 것에 기초하여 더 선발할 수 있다.
(시스템)
본 발명의 일 실시양태에 따른 시스템은 입력 단말, 서버, 및 출력 단말을 구비한다.
입력 단말은 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보를 서버로 송신한다. 이 정보는 상기한 본 발명의 영상화 방법으로 취득할 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 서버는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태가 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스를 구비한다. 서버는 입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 데이터베이스 내의 데이터를 조회하고, 피험자의 질환의 상태에 관한 정보를 생성하고(정보 작성부), 이 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 더 구비한다. 이 서버를 구비하는 시스템은 피험자의 상기 질환의 상태를 정확하게 제시할 수 있다. 질환의 상태란 예를 들어, 질환의 이환 유무, 위독성, 발작 가능성을 포함한다.
예를 들어, 상기 정보 작성부는 데이터베이스로부터 피험자의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 동일 또는 유사한 데이터를 선별하고, 질환의 상태에 관한 정보를 생성할 수 있다.
다른 실시양태에 있어서, 서버는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태, 및 이전에 투여된 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약의 종류, 용량 및/또는 용법이 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스를 구비한다. 서버는 입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 상기 데이터를 조회하고, 피험자에게 추천되는 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 관한 정보를 생성하고(정보 작성부), 이 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 더 구비한다. 이 서버를 구비하는 시스템은 피험자에게 맞는 적절한 의약의 종류, 용량 및/또는 용법을 추천할 수 있다. 구체적인 양태는 동반 진단약 및 의약에 대하여 상기한 것과 마찬가지일 수 있다.
일 실시양태에 있어서, 서버의 데이터베이스는 추천된 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 따른 투여에 의한 피험자의 예방 또는 치료 성과에 관한 정보가 피드백되어, 이미 입력되어 있는 해당 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 관련지어진다. 이에 의해, 데이터베이스가 업데이트되어 추천 정밀도가 더 높아진다.
출력 단말은 상기 서버로부터 송신되는 정보를 출력하는 출력 단말이다.
본 발명의 실시양태에 따른 시스템의 구체적인 구성에 대하여, 도 1을 이용하여 설명한다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 시스템(1000)(도시하지 않음)은 입력 단말(200), 서버(300) 및 출력 단말(500)을 구비한다.
<1> 입력 단말(200)
입력 단말(200)은 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보를 서버로 송신하는 기능을 갖는다. 구체적으로는, 영상화 데이터 생성부(210), 메타 데이터 생성부(220), 합성부(250) 및 송신부(223)를 구비한다. 그리고 입력 단말(200)은 PET, 다광자 영상법, 2광자 영상법, 근적외형광 영상법, 자기방사법, SPECT 등의 분자 영상화 장치(100)로부터 송신되는 출력이 수신 단말(도시하지 않음)을 경유하여 영상화 데이터 생성부(210)에 입력된다. 입력되는 데이터는 본 발명의 영상화 방법에 의해 취득한 데이터이다. 이후, 분자 영상화 장치(100)는 PET로서 설명한다.
영상화 데이터 생성부(210)는 시스템(1000)의 외부에 있는 분자 영상화 장치(100)와 접속되어 이미지 데이터를 연속적 또는 간헐적으로 수신하고, 2단계의 데이터 변환처리를 수행하여 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 생성한다(생성된 데이터는 이후 영상화 데이터라고 칭한다).
제1 데이터 변환은 분자 영상화 장치(100)의 직접적인 출력을 좌표 변환하는 데이터 변환이다. 분자 영상화 장치(100)의 데이터 생성방식에 따라 다르지만, 분자 영상화 장치(100)의 직접출력은 예를 들어, 헬리컬(helical) 스캔한 스캔 시각 순의 연속된 휘도(계조) 데이터이다. 영상화 데이터 생성부(210)는 스캔 시각 순의 연속 데이터를 절대좌표 또는 뇌 내의 소정 위치를 원점으로 한 상대좌표로 변환한다. 그리고 뇌 내 좌표와 휘도(계조)에 관한 데이터를 생성한다. 일례로는 (Xi, Yj, Zk, Bl)의 양식으로 표현된다(X, Y, Z는 임의 기점의 3차원 좌표, B는 휘도(계조)를 나타내고, i, j, k, l은 정수). 이 데이터는 4차원 데이터이므로, 3차원 CAD 등, 3차원 공간을 취급할 수 있는 소프트웨어에 의해 뇌 내 공간에 휘도(계조)를 부여한 정보로서 가시화가 가능한 것이다. 구체적으로는, 뇌 내의 휘도(계조)를 분포로서 표현할 수 있는 것이며, 2차원을 불러오는 것도 가능한 것이다.
제2 데이터 변환은 제1 데이터 변환에 의해 얻어진 데이터 중 휘도(계조)에 관한 데이터를 소정의 연산에 의해 AMPA 수용체의 발현량으로 변환하는 데이터 변환이다. 이때, 연산에 이용하는 데이터는 예를 들어, 본 발명의 영상화 방법에 따른 PET 약제명, 이의 투여량, 본 발명의 제1 시간 및 제2 시간, 합성 완료로부터 투여까지의 소요 시간(PET 약제 합성 후의 방사능의 감쇠에 따른 시간)이다. 그리고 본 발명의 PET 약제의 뇌 내 이행성, AMPA 수용체 특이 흡착성, 핵종에 의존하는 합성 후부터의 방사선 감쇠 곡선, 측정시간(제1 시간 및 제2 시간) 등으로부터 휘도(계조)를 AMPA 수용체의 발현량으로 변환하고, AMPA 수용체의 발현량에 관한 데이터를 생성한다. 일례로서는, (Xi, Yj, Zk, Al)의 양식으로 표현된다(X, Y, Z는 임의 기점의 3차원 좌표, A는 AMPA 수용체의 발현량을 나타내고, i, j, k, l은 정수). 이 데이터는 뇌 내의 AMPA 수용체 발현량을 분포로서 표현할 수 있는 것이고, 2차원을 불러오는 것도 가능한 것이다.
메타 데이터 생성부(220)는 분자 영상화 장치(100)로부터 취득한 데이터에 관련된 부가적인 데이터를 생성한다. 데이터는 예를 들어, (1) 피험체에 관한 데이터(데이터 S), (2) 조합부위에 관한 데이터(데이터 R), (3) 영상화 조건에 관한 데이터(데이터 Z), (4) 일시(데이터 T), (5) 단말 식별번호 데이터(데이터 N)에 관한 데이터로 이루어진다.
(1) 피험체에 관한 데이터(데이터 S)
피험체에 관한 데이터(데이터 S)의 일례로는 피험체의 속성(분류), 식별번호, 인간의 경우에는 예를 들어, 진료기록에 기재된 환자 식별 코드, 성별, 연령, 체중, 질환명, 약의 복용 이력 등을 들 수 있다.
(2) 조합부위에 관한 데이터(데이터 R)
조합부위에 관한 데이터(데이터 R)란 서버(300)(정보 작성부(310), 조합부(350))에서 대조를 수행하는 뇌 내의 특정부위에 관한 것으로, 하나 또는 복수 개일 수 있다. 예를 들어, 진단을 수행할 때에 주목하는 뇌 내 부위(영역 X)를 지정하는 코드이다. 영역 X란 예를 들어, 전두엽, 치상피질, 해마, 편도체, 피각, 소뇌, 교(橋)이다.
(3) 영상화 조건에 관한 데이터(데이터 Z)
영상화 조건에 관한 데이터(데이터 Z)의 일례로는 분자 영상화 장치(100)의 기기명, 또는 미리 정한 기기 코드, 영상화에 이용한 PET 약제명, 핵종, 투여량, 투여방법, PET 약제의 합성일시 또는 출하일시(혹은 합성 또는 출하부터 투여까지의 소요 시간), 본 발명의 영상화 방법에서의 제1 시간 및 제2 시간으로부터 선택된다.
(4) 일시에 관한 데이터(데이터 T)
일시에 관한 데이터(데이터 T)는 메타 데이터의 생성 시각을 특정, 기록하기 위해서 취득하는 일시 데이터이고, 입력 단말(200)의 내부에 설치된 클록 메모리(도시하지 않음)로부터 취득할 수 있고, 입력 단말(200)의 외부에 설치된 클록(900)으로부터 취득할 수도 있다. 일시는 협정 세계시(UTC)나 UTC를 기준으로 한 소정 국가의 표준시각, 인터넷 시계의 시각일 수 있다.
(5) 단말 식별번호 데이터(데이터 N)
단말 식별번호 데이터(데이터 N)는 입력 단말(200)마다 개별적으로 부여된 독특한 식별번호이며, 사전에 서버(300)와 인증관계를 설정한 번호인 것이 바람직하다.
합성부(250)는 영상화 데이터 생성부(210)에서 생성된 영상화 데이터 및 메타 데이터 생성부(220)에서 생성된 메타 데이터를 연결하여 연결 데이터를 생성한다. 계속해서, 외부에 송신 가능한 양식으로 데이터 전체를 패키지화한다. 구체적으로는, 상기 영상화 데이터의 가장 마지막에 상기 메타 데이터의 시작 부분을 연결한 후, 전체의 시작 부분에 데이터의 맨 앞임을 나타내는 헤더, 가장 마지막에 데이터의 종료를 나타내는 푸터(footer)를 결합하여 데이터 패키지를 구성한다. 또한, 필요에 따라 데이터 송수신의 트리거가 되는 동기 신호나 에러 정정 부호를 부여해도 된다. 또한, 필요에 따라 데이터 패키지의 일부 또는 전체를 암호화해도 된다.
송신부(223)는 상기 데이터 패키지를 서버(300)에 송신하는 것이며, 기존의 통신 단말을 그대로 이용할 수 있다. 또한, 후술하는 서버(300)는 입력 단말(200)의 근방에 설치할 뿐만 아니라 원거리에 설치하여도 상관없는 것이므로, 송신부(223)는 인트라넷, 인터넷 대응의 통신 단말일 수 있다.
<2> 서버(300)
서버(300)는 수신부(332)(제1 수신부(332)), 분리부(333), 정보 작성부(310), 송신부(335)(제1 송신부(335)) 및 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))를 구비한다.
여기에서, 수신부(332)(제1 수신부(332))는 입력 단말(200)로부터의 데이터 패키지를 수신하는 것이며, 기존의 통신 단말을 그대로 이용할 수 있다. 여기에서, 전송을 위해 부여된 헤더, 푸터, 동기신호 등을 제거한다. 또한, 암호화된 경우에는 데이터를 복합(複合)한다. 이들 처리의 결과, 영상화 데이터와 메타 데이터가 연결된 연결 데이터를 복원한다.
분리부(333)는 상기 연결 데이터로부터 영상화 데이터와 메타 데이터를 분리한다. 그리고 다시 메타 데이터로부터 데이터 S, 데이터 R, 데이터 Z, 데이터 T, 데이터 N을 분리한다.
분리부(333)는 또한 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))에 대하여 데이터 S, 데이터 R, 데이터 Z, 데이터 T, 데이터 N으로부터 선택하여 송신한다(여기에서는, 일례로서 데이터 R을 송신함). 분리부(333)는 또한 정보 작성부(310)에 대하여 영상화 데이터와 메타 데이터의 일부 또는 전부를 송출한다.
분리부(333)는 또한 데이터 R에 기초하여 영역 X를 특정한 후, 상기 영상화 데이터로부터 영역 X의 영상화 데이터를 분리한다. 분리된 영역 X의 영상화 데이터는 정보 작성부(310)(특히, 조합부(350))에 출력된다.
[정보 작성부(310)]
정보 작성부(310)는 조합부(350) 및 지시부(360)를 구비한다. 그리고 조합부(350)와 지시부(360)는 직렬로 연결되어 있다.
조합부(350)에서는 분리부(333)로부터 받은 영역 X의 영상화 데이터 및 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))로부터 수신된 참조(reference) 데이터의 대조를 수행한다. 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))로부터 수신되는 참조 데이터에 대해서는 후술하겠지만, 진단시에 참조하기 위해 미리 준비된 영역 X에 대한 영상화 데이터이다. 참조 데이터의 일례로는 정상인 피험체 또는 모델 피험체에 대한 영역 X의 AMPA 수용체 발현량이다.
조합부(350)에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 영역 X에 대한 영상화 데이터와 마찬가지로 영역 X에 대한 참조 데이터를 비교하고, AMPA 수용체 발현량의 대소를 판정한다. 구체적으로는, 입력 단말(200)를 기원으로 하여 조합부(350)에 입력된 AMPA 수용체 발현량과 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))를 기원으로 하는 참조 데이터로서의 AMPA 수용체 발현량의 대소를 2단계에 걸쳐 비교, 판정한다. 제1 단계는 영상화 데이터의 발현량이 참조 데이터의 발현량보다 큰지 여부의 판정이며, 제2 단계는 영상화 데이터의 발현량이 참조 데이터의 발현량보다 작거나 동일할 때에 영상화 데이터의 발현량이 참조 데이터의 발현량보다 작은지 여부를 판정한다. 이 2단계의 비교에 의해, 영상화 데이터의 발현량이 참조 데이터의 발현량보다 크거나, 작거나, 동일한 3단계로 판정할 수 있다.
계속해서, 지시부(360)에서는 상기 3단계의 판정에 따른 지시를 제시한다. 구체적으로는, 영상화 데이터의 발현량보다 참조 데이터의 발현량이 큰 경우에 데이터 A를 출력하고, 영상화 데이터의 발현량보다 참조 데이터의 발현량이 작은 경우 데이터 B를 출력하고, 영상화 데이터의 발현량과 참조 데이터의 발현량이 동일한 경우 데이터 C를 출력한다. 이들 데이터 A 내지 C는 서버(300)의 내부 메모리(도시하지 않음)에 저장되고 읽혀진다.
이들 데이터 A 내지 C의 일례로는, 데이터 A는 "AMPA 수용체의 발현량이 기준보다 큰 레벨", 데이터 B는 "AMPA 수용체의 발현량이 기준보다 작은 레벨", 데이터 C는 "AMPA 수용체의 발현량이 기준과 동일한 레벨"이다.
또한, 다른 일례로는 AMPA 수용체의 발현량의 대소에 관한 것으로 질환 등의 진단결과의 제시이다. 또 다른 일례로는 AMPA 수용체의 발현량의 대소에 관한 것으로 투여하는 약제, 예를 들어 치료약의 제시이다. 구체적인 예로는, 데이터 A는 "AMPA 수용체 길항약의 처방」이고, 데이터 B는 "AMPA 수용체 촉진약의 처방"이고, 데이터 C는 무표시 혹은 "처방하지 않음" 혹은 "경과 관찰을 요함"이다.
이와 같이 하여 정보 작성부(310) 내에서는 입력 데이터와 참조 데이터의 대조을 수행하고, 대조 결과에 따른 지시를 결정한다. 결정된 결과는 정보 작성부(310)의 외부에 있는 송신부(335)(제1 송신부(335))에 출력한다.
송신부(335)(제1 송신부(335))는 정보 작성부(310)로부터 출력된 데이터(지시 데이터라 칭함) 및 분리부(335)에서 분리된 메타 데이터의 일부 또는 전부를 결합하고, 데이터 패키지로서 출력 단말(500)에 송신한다. 결합되는 메타 데이터는 적어도 (1) 피험체에 관한 데이터이며, 예를 들어 피험체의 인식번호일 수 있다.
또한, 데이터 패키지에는 헤더, 푸터를 포함할 수 있고, 동기 신호, 에러 정정 부호를 포함할 수도 있다. 또한, 필요에 따라 데이터 패키지 전체를 암호화할 수도 있다. 또한, 송신부(제1 송신부(335))는 기존의 통신단말을 그대로 이용할 수 있고, 인트라넷, 인터넷 대응의 통신 단말이어도 된다.
[데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))]
데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))는 선택부(410)(제1 선택부(410)) 및 참조 데이터 스토리지(450)를 구비한다. 선택부(410)(제1 선택부(410))와 참조 데이터 스토리지(450)는 직렬로 연결되어 있다.
선택부(410)(제1 선택부(410))는 데이터베이스(400)(제1 데이터베이스(400))의 외부에 있는 분리부(333)로부터 보내지는 데이터에 따라 리퀘스트 커맨드를 생성하고, 참조 데이터 스토리지(450)에 출력한다. 예를 들어, 분리부(333)로부터 데이터 R을 수신한 경우에는, 기술되어 있는 참조 부위에 관한 참조 데이터를 검색하고, 출력할 커맨드를 생성한다.
참조 데이터 스토리지(450)에는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태가 관련지어진 데이터가 보존되어 있다. 스토리지의 형태는 읽기 전용 메모리(read only memory, ROM)일 수 있고, 재기록 가능한 랜덤 엑세스 메모리(random access memory, RAM)일 수 있다. 데이터는 최신의 의학지식이나 의료정보에 기초하여 갱신되는 것이 바람직하므로, 랜덤 엑세스 메모리(RAM)가 바람직하다. 또한, 피험체, 특히 인간에 관해서는 질환의 진행 혹은 회복의 상황에 따라 반복하여 PET 영상화를 수행할 것으로 예상되기 때문에, 피험체 당 영상화 데이터도 매번 기록 혹은 덮어쓰기 기록을 할 수 있는 랜덤 액세스 메모리(RAM)가 역시 바람직하다.
참조 데이터 스토리지(450)에 보존되어 있는 데이터는 적어도 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태를 진단함에 있어 참조해야 할 영상화 데이터이다(이후, 참조 데이터라 칭함). 참조 데이터의 일례로는 건강한 피험체 또는 모델 피험체에 대한 AMPA 수용체 발현량이다. 질환마다 참조해야 할 뇌 내의 부위는 다르기 때문에, 참조 데이터는 뇌 내 부위마다 보존되어 있다. 예를 들어, 전두엽, 치상피질, 해마, 편도체, 피각, 소뇌, 교 등이고, 메타 데이터 중 데이터 R과 대응하고 있다. 따라서, 참조 데이터로서 영역 X가 지정되면, 대응하는 부위의 참조 데이터를 출력할 수 있도록 보존되어 있다.
그리고 참조 데이터 스토리지(450)는 선택부(410)(제1 선택부(410))가 생성하는 리퀘스트 커맨드에 따라 대응하는 참조 데이터를 조합부(350)로 송신한다.
또한, 참조 데이터는 건강한 피험체 또는 모델 피험체로 한정되는 것은 아니며, 질환의 전형적인 예에 대한 AMPA 수용체 발현량일 수 있다. 질환은 예를 들어, 우울증, 스트레스성 장애, 알츠하이머병, 파킨슨병, 노인성 기억장애, 내인성 수면장애 등이고, 메타 데이터 중 데이터 S와 대응하고 있다. 따라서, 참조하는 데이터로서 질환명이 지정되면, 대응하는 질환의 전형적인 참조 데이터를 출력할 수 있도록 보존되어 있다.
<3> 출력 단말(500)
출력 단말(500)은 서버(300)로부터의 데이터를 수신하고 표시하는 기능을 갖고, 출력 단말(500)은 구체적으로는 수신부(553), 분리부(520), 지시 표시부(540) 및 메타 데이터 표시부(530)를 구비한다.
수신부(553)는 전술한 서버(300)로부터 출력 단말(500)에 대하여 송신되는 데이터 패키지를 수신하는 것이며, 기존의 통신 단말을 그대로 이용할 수 있다. 데이터 패키지가 암호화되어 있는 경우에는 데이터를 복호화하고, 헤더, 푸터, 동기신호, 에러 정정 부호가 첨부되어 있던 경우에는 이들을 제거하여 데이터 열을 생성한다.
분리부(520)는 상기 데이터로부터 지시 데이터와 메타 데이터를 분리한다. 그리고 분리부(520)는 지시 데이터를 지시 표시부(540)에 송신하고, 메타 데이터를 메타 데이터 표시부(530)에 송신한다. 지시 표시부(540)는 예를 들어, 액정 디스플레이이고, 지시 데이터를 문자, 이미지 등 눈으로 실제로 확인하기 쉬운 형태로 표시한다. 또한, 메타 데이터 표시부(530)는 액정 디스플레이이며, 메타 데이터를 문자, 이미지 등 눈으로 실제로 확인하기 쉬운 형태로 표시한다. 지시 표시부(540)와 메타 데이터 표시부(530)는 서로 상이한 표시 장치(액정 디스플레이 등)이지만, 단일의 액정 디스플레이에 대하여 표시 영역을 나누어 표시할 수도, 화면 속 화면(picture in picture, PinP)으로서 중첩 표시할 수도 있다. 또한, 단일의 터치 센서 내장 액정 디스플레이이고, 클릭 조작에 의해 2 화면의 표시를 바꾸는 것일 수 있다.
이상, 입력 단말(200), 서버(300)(정보 작성부(310), 데이터베이스(400)를 포함함), 출력 단말(500)에 대하여 설명하였다. 본 발명의 시스템(1000)(도시하지 않음)은 입력 단말(200), 서버(300) 및 출력 단말(500)을 구비하는 것이다. 이들은 서로 송수신 가능한 통신 회선에 의해 접속되는 것이지만, 상시 접속할 필요는 없으며 필요에 따라 어느 하나의 기기가 발하는 커맨드에 의해, 임의의 시각에 접속되는 것이어도 된다. 또한, 입력 단말(200), 서버(300) 및 출력 단말(500)의 설치장소는 통신 회선에 의해 접속이 수립될 수 있는 환경이라면 어떠한 제약도 없으며, 각각의 기기가 원격지에 떨어져서 설치될 수도 있다. 또한, 하나의 서버(300)에 대하여 복수의 입력 단말(200), 복수의 출력 단말(500)이 접속될 수 있다.
다음으로, 본 발명의 시스템(1000)의 바람직한 구성에 대하여, 마찬가지로 도 1을 이용하여 설명한다. 상술한 가장 기본적인 구성에 더하여, 서버(300)의 내부에 ID 생성부(340)와 제2 송신부(323)를, 입력 단말(200)의 내부에 수신부(232)와 ID 인증부(240)를 갖고 있다. 서버(300) 내부의 ID 생성부(340)와 입력 단말(200) 내부의 ID 인증부(240)에 의해 상호 인증을 수립하는 것을 의도하고 있다.
구체적으로는, ID 생성부(340)는 분리부(333)에 제1 수신부(323)로부터의 데이터가 입력되고, 메타 데이터로부터 데이터 N을 생성한 시점에서 ID 생성부(340)에 데이터 N을 송신한다. 전술한 바와 같이, 데이터 N은 입력 단말(200)의 식별 번호이다. ID 생성부(340)는 데이터 N을 미리 정한 함수에 의해 부호화하고, 제2 송신부(323)에 출력한다. 계속해서, 제2 송신부(323)는 입력 단말(200)(수신부(232))에 대하여 부호화된 데이터(데이터 NN이라 칭함)를 송신한다.
입력 단말(200)의 수신부(232)는 데이터 NN을 수신하고, ID 인증부(240)에 데이터 NN을 출력한다. 다음으로, ID 인증부(240)는 미리 정한 함수에 의해 복호화하고, 인증을 수행한다. 구체적으로는, 데이터 NN은 복호화에 의해 데이터 N이 생성되고, 입력 단말(200)가 갖는 식별 번호(데이터 N)와 대조한다. 대조 결과, 양자가 일치하면 인증 관계가 수립한 것으로 간주하고, 입력 단말(200)와 서버(300)는 통신을 계속하고, 일치하지 않는 경우에는 통신을 중지하거나 또는 인증 재시도를 한정된 횟수로 수행한다.
또한, 여기에서 부호화 함수와 복호화 함수는 미리 정해 두는 것이다. 전형적인 예로는 부호화 함수를 f(x), 복호화 함수를 부호화 함수의 역함수인 f-1(x)로 정한다.
다음으로, 본 발명의 시스템의 더욱 바람직한 구성에 대하여, 도 3을 이용하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 시스템(1000)의 바람직한 양태를 나타내는 도면이고, 제2 데이터베이스(600)가 설치되어 있는 것 외에는 도 1의 구성과 동일하다.
[제2 데이터베이스(600)]
제2 데이터베이스(600)는 제2 선택부(610)와 지시 데이터 스토리지(650)를 구비한다. 제2 선택부(610)와 지시 데이터 스토리지(650)는 직렬로 연결되어 있다.
제2 선택부(610)는 분리부(333)로부터 보내지는 데이터에 따라 리퀘스트 커맨드를 생성하고, 지시 데이터 스토리지(650)에 출력한다. 예를 들어, 분리부(333)로부터 데이터 R을 수신한 경우에는, 기술되어 있는 부위에 관한 지시 데이터를 검색하고, 출력하는 커맨드를 생성한다.
지시 데이터 스토리지(650)에는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태와 피험체에게 추천되는 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 관한 정보가 관련지어진 데이터가 보존되어 있다. 제1 데이터베이스(400)와 마찬가지로 스토리지의 형태는 읽기 전용 메모리(ROM)일 수 있고, 재기록 가능한 랜덤 엑세스 메모리(RAM)일 수 있으며. 랜덤 액세스 메모리(RAM)가 바람직하다.
지시 데이터 스토리지(650)에 보존되어 있는 데이터는 적어도 피험체에게 추천되는 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 관한 정보이다(이후 지시 데이터라 칭함). 지시 데이터의 일례로는 질환에 관하여 추천하는 의약이고, 용법이나 용량을 수반한다. 질환마다 추천하는 의약은 상이하므로, 지시 데이터는 질환마다 보존되어 있다.
그리고 지시 데이터 스토리지(650)는 제2 선택부(610)가 생성하는 리퀘스트 커맨드에 따라 대응하는 지시 데이터를 지시부(360)에 송신한다. 조합부(350)에서 판단된 AMPA 수용체의 발현량의 대소에 관한 것으로, 예를 들어 전술한 데이터 A로서 "AMPA 수용체 길항약 AA의 처방"이며, 데이터 B로서 "AMPA 수용체 촉진약 BB의 처방"이고, 데이터 C로서 "처방하지 않음"이며, 이들 데이터 A 내지 C가 세트로 지시부(360)에 출력된다. 이때, AMPA 수용체의 발현량의 대소뿐만 아니라 지시에 있어서 참작(加味)해야 할 정보가 필요한 경우에는, 제2 선택부는 분리부(333)에 대하여 데이터를 요구할 수 있다. 예를 들어, 약의 제시에 있어서 용법, 용량을 제시하는 경우에는 데이터 S를 요구하고, 피험체의 성별, 연령, 체중, 약의 복용 이력의 정보를 얻는다. 그리고 이들 피험체에 관한 정보를 가미하고, 소정의 알고리즘에 의해 용법, 용량을 결정하고, 추가 데이터로서 출력한다.
또한, 조합부(350)에 제1 데이터베이스(400)를 접속하고 지시부(360)에 제2 데이터베이스(600)를 접속함으로써, 진단 및 처방에 관하여 제시하는 정보의 변형(variation)은 확대되어 정밀도가 높은 정보를 제공할 수 있다. 또한, 추천된 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 따른 투여에 의한 피험자의 치료나 예방 성과에 관한 정보를 상시 피드백함으로써, 참조 데이터 스토리지(450), 지시 데이터 스토리지(650)가 모두 업데이트 되어 추천 정밀도를 높일 수 있다.
실시예
( 합성예 1)
(K-1 및 K-2의 합성)
하기 반응식에 따라 2-[2,6-디플루오로-4-({2-[(페닐설포닐)아미노]에틸}티오)페녹시]아세트아미드(K-1, PEPA) 및 {4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트아미드(K-2)를 합성하였다.
각 화합물의 1H NMR 스펙트럼은 TMS를 내부 표준으로서 사용하고, Bruker Avance Ⅲ 400 MHz 또는 Varian Mercury plus-300 MHz로 기록하였다.
Figure pct00015
공정 (ⅰ): (2,6-디플루오로-페녹시)-아세트산메틸에스테르(2)의 합성
Figure pct00016
2,6-디플루오로-페놀(1)(5.00 g, 38.5 mmol)의 아세톤 용액(75 mL)에 K2CO3(8.40 g, 60.7 mmol)를 첨가하고, 10분 후 반응 용액에 브로모아세트산메틸(5.80 g, 38.5 mmol)을 첨가하였다. 해당 반응 용액을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 혼합액을 진한 염산(20 mL)과 얼음물(200 ml)의 혼합액에 붓고, EtOAc(100 mL×3)로 추출하고, 유기층을 물(50 mL×3) 및 염수(100 mL×2)로 세정하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하였다. 그 후, 진공하에서 농축하여 화합물 (2)를 황색 오일로서 수득하였다(7.50 g, 97%).
1H NMR(300 MHz, CDCl3): δ 3.78(s, 3H), 4.74(s, 2H), 6.86-6.99(m, 3H).
공정 (ⅱ): (4-클로로설포닐-2,6-디플루오로-페녹시)-아세트산메틸에스테르(3)의 합성
Figure pct00017
(2,6-디플루오로-페녹시)-아세트산메틸에스테르(2)(5.00 g, 24.7 mmol)의 DCM 용액에 클로로설폰산(17.2 g, 24.7 mmol)을 얼음 수조하에서 적하하여 첨가하고, 반응 용액을 45℃로 가열하고, 1.5시간 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 혼합액을 50 mL의 얼음물로 ?칭하고, 유기층을 분리하고, 또한 물(300 mL×3)로 세정하였다. Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 그 후 진공하에서 농축함으로써 화합물 (3)을 황색 오일로서 수득하였다(5.50 g, 74%).
1H NMR(300 MHz, CDCl3): δ 3.81 (s, 3H), 4.96(s, 2H), 7.61(s, 1H), 7.64(s, 1H).
공정 (ⅲ): (2,6-디플루오로-4-메르캅토-페녹시)-아세트산메틸에스테르(4)의 합성
Figure pct00018
(4-클로로설포닐-2,6-디플루오로-페녹시)-아세트산메틸에스테르(3)(5.50 g, 18.3 mmol), SnCl2(14.5 g, 64.2 mmol) 및 메탄올(50 mL)의 혼합액에 진한 염산(25 mL)을 적하하여 첨가하였다. 반응 혼합액을 환류 온도로 가열하고, 2시간 교반하였다. 냉각 후에 해당 반응 혼합액을 얼음물(100 mL)에 붓고, DCM(100 mL×3)으로 추출하였다. 유기층을 물(100 mL×3) 및 염수(100 mL×2)로 세정하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 그 후 진공하에서 농축함으로써 화합물 (4)를 황색 오일로서 수득하였다(3.30 g, 77%).
1H NMR(300 MHz, CDCl3): δ 3.52(s, 1H), 3.77(s, 3H), 4.71(s, 2H), 6.83(s, 1H), 6.86(s, 1H).
공정 (ⅳ): [4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-아세트산메틸에스테르(5)의 합성
Figure pct00019
(2,6-디플루오로-4-메르캅토-페녹시)-아세트산메틸에스테르(4)(1.10 g, 4.7 mmol), 탄산칼륨(778 mg, 5.6 mmol) 및 아세톤(15 mL)의 혼합액을 N2 하 실온에서 20분간 교반하였다. 해당 반응 용액에 N-(2-브로모-에틸)-벤젠설폰아미드(9)(1.30 g, 4.90 mmol)를 첨가하고, 해당 반응 용액을 실온에서 하룻밤 교반하였다. 반응 종료 후에 해당 반응 용액을 30 mL의 2N HCl에 붓고, EtOAc(50 mL×3)로 추출하였다. 유기층을 물(50 mL×3) 및 염수(100 mL×2)로 세정하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 그 후 진공하에서 농축함으로써 잔사를 수득하였다. 해당 잔사를 실리카겔 컬럼크로마토그래피(PE/EA=10/1 to 3/1, v/v)에 의해 정제하여 화합물 (5)를 황색 오일로서 수득하였다(1.60 g, 84%).
1HNMR(300 MHz, CDCl3): δ 2.95(t, J=6.6Hz, 2H), 3.12(q, J=6.3Hz, 2H), 3.78(s, 3H), 4.72(s, 2H), 5.20(t, J=6.0Hz, 1H), 6.76-6.83(m, 2H), 7.47-7.60(m, 3H), 7.82-7.84(m, 2H).
공정 (ⅴ): {4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트산메틸에스테르(6)의 합성
Figure pct00020
[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-아세트산메틸에스테르(5)(300 mg, 0.72 mmol) 및 K2CO3(397 mg, 2.88 mmol)의 10 mL DMF 혼합액에 0℃에서 MeI(255 mg, 1.80 mmol)를 첨가하였다. 그 후, 반응 용액을 실온에서 1시간 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 용액을 20 ml의 물로 희석하고, EtOAc(30 mL×3)로 추출하였다. 유기층을 물(30 mL×3) 및 염수(20 mL×2)로 세정하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 그 후 진공하에서 농축함으로써 화합물 (6)을 황색 오일로서 수득하였다(285 mg, 92%).
1HNMR(300 MHz, CDCl3): δ 2.81(s, 3H), 3.04-3.09(m, 2H), 3.19-3.24(m, 2H), 3.79(s, 3H), 4.74(s, 2H), 6.90-6.94(m, 2H), 7.50-7.60(m, 3H), 7.74-7.77(m, 2H).
공정 (ⅵ): {4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트아미드(K-2)의 합성
Figure pct00021
{4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트산메틸에스테르(6)(40.0 mg, 0.09 mmol) 및 13 mL의 4N MeOH/NH3의 혼합액을 실온에서 18시간 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 혼합액을 진공하에서 농축함으로써 잔사를 얻었다. 해당 잔사를 분취 HPLC에 의해 정제하여 화합물 (K-2)를 백색 고체로서 수득하였다(22.0 mg, 57%).
1HNMR(300 MHz, CDCl3): δ 2.82(s, 3H), 3.08-3.13(m, 2H), 3.20-3.26(m, 2H), 4.58(s, 2H), 6.93-6.99(m, 2H), 7.50-7.63(m, 3H), 7.75-7.78(m, 2H).
{4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-N,N-디메틸아세트아미드(K-4)의 합성
Figure pct00022
{4-[2-(벤젠설포닐-메틸-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트산메틸에스테르(6)(9 g, 27.7 mmol) 및 240 mL의 5N 디메틸아민/메탄올의 혼합액을 실온에서 2시간 교반하였다. 반응 종료 후, 감압하에서 농축하고, 실리카겔 크로마토그래피에 의해 정제하여 화합물 (K-4)를 무색 유상 물질로서 수득하였다(12 g, 97%).
1H NMR(CDCl3, 400 MHz): δ 2.82(s, 3H), 2.98(s, 3H), 3.05-3.09(m, 5H), 3.19-3.22(m, 2H), 4.80(s, 2H), 6.89-6.92(m, 2H), 7.53-7.55(m, 2H), 7.58-7.60(m, 1H), 7.75-7.77(m, 2H).
LCMS[이동상: 55% 물(0.05% 포름산) 및 45% 아세트니트릴(0.05% 포름산)로 6.5분간 분석] 순도＞95%, 유지시간 = 3.445분; MS Calcd.:444.5; MS Found:445.0[M+1]+.
공정 (ⅶ): 2-[2,6-디플루오로-4-({2-[(페닐설포닐)아미노]에틸}티오)페녹시]아세트아미드(K-1)의 합성
Figure pct00023
[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-아세트산메틸에스테르(5)(200 mg, 0.48 mmol) 및 10 mL의 4N MeOH/NH3의 혼합액을 실온에서 18시간 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 혼합액을 진공하에서 농축함으로써 잔사를 얻었다. 해당 잔사를 분취 HPLC에 의해 정제하여 화합물 K-1을 백색 고체로서 수득하였다(110 mg, 57%).
1HNMR(300 MHz, CDCl3+D2O): δ 2.97-3.02(m, 2H), 3.11-3.16(m, 2H), 4.56(s, 2H), 6.82-6.90(m, 2H), 7.48-7.61(m, 3H), 7.82-7.87(m, 2H).
{4-[2-(벤젠설포닐-아미노)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-N,N-디메틸-아세트아미드(K-5)의 합성
Figure pct00024
K-1(159.4 mg, 0.396 mmol)을 1, 4-디옥산(3 mL) 중에 용해시키고, 6M 염산(1 mL)을 첨가하고, 80℃에서 2시간 가열하였다.
물을 첨가하여 반응을 정지하고, 아세트산에틸로 생성물을 추출한 후, 이 아세트산에틸 용액에 포화탄산수소나트륨 수용액을 첨가하고, 수층에 생성물을 추출하고, 다시 염산을 첨가하여 산성화한 후에 다시 아세트산에틸로 추출하고, 포화 식염수로 세정한 후, 무수황산나트륨을 첨가하여 수분을 제거하였다. 이 용액을 감압 증류 제거하고, 얻어진 잔사를 디클로로메탄 용액으로 용해하고, 이 용액에 디메틸아민·염산염(94.5 mg), WSC·HCl(150.8 mg), 디이소프로필에틸아민(265 μL)을 첨가하고, 실온에서 2시간 교반하였다. 이에 염산을 첨가하여 반응을 정지하고, 아세트산에틸로 생성물을 추출하였다. 이를 포화탄산수소나트륨 수용액, 포화 식염수로 세정하고, 용매를 감압 증류 제거하였다. 잔사를 실리카겔 크로마토그래피에 의해 정제하여 목적으로 하는 K-5를 백색 고체(148.1 mg, 84%)로서 수득하였다.
공정 (ⅷ): N-(2-브로모-에틸)-벤젠설폰아미드(9)의 합성
Figure pct00025
벤젠설포닐 클로라이드(7)(3.00 g, 17.0 mmol) 및 2-브로모에틸아민 하이드로브로마이드(8)(3.80 g, 18.7 mmol)의 DCM(30 mL) 용액에 얼음 수조하에서 DIPEA(4.80 g, 37.4 mmol)를 첨가하였다. 그 후, 반응 용액을 동일한 온도에서 1.5시간 교반하였다. 반응 종료 후에, 해당 반응 용액을 20 mL의 물로 희석하고, EtOAc(30 mL×3)로 추출하였다. 유기층을 물(30 mL×3) 및 염수(20 mL×2)로 세정하고, Na2SO4로 건조시키고, 여과하고, 그 후 진공하에서 농축함으로써 화합물 (9)를 백색 고체로서 수득하였다(4.40 g, 98%).
1HNMR(300 MHz, CDCl3): δ 3.36-3.39(m, 4H), 5.09(s, 1H), 7.50-7.63(s, 3H), 7.87-7.89(s, 2H).
( 합성예 2)
(M-1, M-2 및 M-3의 합성)
하기 반응식에 따라 2-[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-N-메틸-아세트아미드(M-1), 2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-플루오로-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드(M-2) 및 2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-메틸-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드(M-3)를 합성하였다.
각 화합물의 1H NMR 스펙트럼은 TMS를 내부 표준으로서 사용하고, Varian Mercury plus-400 MHz로 기록하였다. LCMS는 하기의 것을 사용하였다: Agilent 1200A, 컬럼: C18; 컬럼 사이즈: 4.6*50분; 이동상: B(ACN), A(0.05% NH3의 물); 구배(B%): 합성예에 나타내는 바와 같음.
Figure pct00026
공정 (ⅰ): 3,5-디플루오로-4-하이드록시-벤젠설포닐클로라이드(10)의 합성
Figure pct00027
화합물 (1)(5.0g)의 DCM(50 mL) 용액에 클로로설폰산(15 mL)을 적하하여 첨가하였다. 반응 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하였다. TLC(석유 에테르/EtOAc:20/1)는 반응이 완료된 것을 나타냈다. 그 후, 해당 용액을 잘게 부순 얼음에 부었다. 유기층을 분리하고, 셀라이트를 통해 여과하였다. 여과액을 건조시키고, 진공하에서 증류 제거하여, 화합물 (10)을 황색 오일로서 수득하였다: 5g(57%).
1H-NMR(400 MHz, CDCl3): δ 6.30(s, 1H), 7.66-7.68(m, 2H).
공정 (ⅱ): 2,6-디플루오로-4-메르캅토-페놀(11)의 합성
Figure pct00028
트리페닐포스핀(3.4 g, 13.1 mmol) 및 DMF(0.1 mL)의 DCM(3 mL) 용액에 질소하 0℃에서 화합물 (10)(1.0 g, 4.3 mmol)의 DCM(4 mL) 용액을 적하하여 첨가하였다. 반응 혼합액을 25℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 해당 혼합액에 1 N HCl를 첨가하여 pH = 3으로 조정하고, EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거하여 조 화합물 (11)을 황색 오일로서 수득하였다.
공정 (ⅲ): 2-[2-(3,5-디플루오로-4-하이드록시-페닐술파닐)-에틸]-이소인돌-1,3-디온(12)의 합성
Figure pct00029
조 화합물 (11)(14 g, 86 mmol)의 DMF(100 mL) 용액에 2-(2-브로모-에틸)-이소인돌-1,3-디온(13.2 g, 51.8 mmol) 및 K2CO3(23.8 g, 172.4 mmol)을 첨가하였다. 혼합액을 25℃에서 하룻밤 교반하였다. 그 후, 해당 혼합액에 1N HCl을 첨가하여 pH=3으로 조정하고, EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거하여 화합물 (12)를 황색 고체로서 수득하였다(8 g, 27%).
1H-NMR(400 MHz, DMSO_d6): δ 3.20-3.23(t, 2H), 3.75-3.79(t, 2H), 7.08-7.10(d, 2H), 7.84(s, 4H).
공정 (ⅳ): {4-[2-(1,3-디옥소-1,3-디하이드로-이소인돌-2-일)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트산에틸에스테르(13)의 합성
Figure pct00030
화합물 (12)(5.0 g, 15 mmol)를 DMF(30 mL)에 용해한 용액에 3-브로모-프로피온산에틸에스테르(2.5 g, 15 mmol) 및 K2CO3(3.0 g, 22.5 mmol)을 첨가하였다. 혼합액을 25℃에서 하룻밤 교반하였다. 그 후, 해당 혼합액을 EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 용매를 제거하여 화합물 (13)을 백색 고체로서 수득하였다(6 g, 97%).
1H-NMR(400 MHz, CDCl3): δ 1.21-1.24(t, 3H), 3.11-3.14(t, 2H), 3.84-3.88(t, 2H), 4.18-4.20(d, 2H), 4.61(s, 2H), 6.91-6.94(d, 2H), 7.66-7.68(m, 2H), 7.77-7.79(m, 2H).
공정 (ⅴ): 2-{4-[2-(1,3-디옥소-1,3-디하이드로-이소인돌-2-일)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-N-메틸-아세트아미드(14)의 합성
Figure pct00031
화합물 (13)(0.5 g, 1.2 mmol)의 메틸아민알코올 용액(10 mL)을 100℃에서 30분간 교반하였다. 그 후, 혼합액을 농축하여 조 화합물 (14)를 황색 오일로서 수득하였다(1 g).
공정 (ⅵ): 2-[4-(2-아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-N-메틸-아세트아미드(15)의 합성
Figure pct00032
하이드라진 수화물(0.25 g, 5 mmol)을 조 화합물 (14)(1 g, 2.5 mmol)의 EtOH(10 mL) 용액에 90℃에서 첨가하였다. 용액을 90℃로 가열하고, 30분간 교반하고, 그 후 실온으로 냉각하였다. 생성물을 여과하고, EtOH로 세정하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 농축하여 조 화합물 (15)를 황색 오일로서 수득하였다(0.5 g).
공정 (ⅶ): 2-[4-(2-벤젠설포닐아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-N-메틸-아세트아미드(M-1)의 합성
Figure pct00033
벤젠설포닐클로라이드(0.4 g, 2.2 mmol) 및 트리에틸아민(0.2 g, 2.2 mmol)을 조 화합물 (15)(0.5 g, 1.8 mmol)의 DCM(10 mL) 용액에 첨가하였다. 그 후 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하고, EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 잔사를 플래시 크로마토그래피에 의해 정제하여 화합물 (M-1)을 백색 고체로서 수득하였다(20 mg).
1H-NMR(400 MHz, DMSO_d6): δ 2.65-2.66(d, 3H), 2.91-2.94(t, 2H), 2.01-3.04(t, 2H), 4.50(s, 2H), 7.10-7.12(d, 2H), 7.57-7.65(m, 3H), 7.76-7.78(d, 2H), 7.92-7.95(t, 1H), 8.05(s, 1H).
MS: m/z 417(M+1)+
LCMS[이동상: 90% 물(0.1% NH4OH) 및 10% CH3CN으로부터 5% 물(0.1% NH4OH) 및 95% CH3CN, 6.0분, 최종적으로 이들 조건 하 0.5분] 순도 97.4%, Rt=3.341분; MS Calcd.:416; MS Found:417([M+1]+).
공정 (ⅷ): 2-{4-[2-(1,3-디옥소-1,3-디하이드로-이소인돌-2-일)-에틸설파닐]-2,6-디플루오로-페녹시}-아세트아미드(16)의 합성
Figure pct00034
화합물 (13)(5.0 g, 11.8 mmol)의 NH3/EtOH(100 mL) 용액을 25℃에서 2시간 교반하였다. 그 후, 해당 용액을 농축하여 조 화합물 (16)을 황색 오일로서 수득하였다(6.0 g).
공정 (ⅸ): 2-[4-(2-아미노-에틸설파닐)-2,6-디플루오로-페녹시]-아세트아미드(17)의 합성
Figure pct00035
하이드라진 수화물(1.5 g, 30 mmol)을 조 화합물 (16)(6.0 g, 15.3 mmol)의 EtOH(50 mL) 용액에 90℃에서 첨가하였다. 용액을 90℃로 가열하고, 30분간 교반하고, 그 후 실온으로 냉각하였다. 생성물을 여과하고, EtOH로 세정하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 농축하여 조 화합물 (17)을 황색 오일로서 수득하였다(4.0 g).
공정 (ⅹ): 2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-플루오로-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드(M-2)의 합성
Figure pct00036
4-플루오로-벤젠설포닐클로라이드(0.4 g, 2.3 mmol) 및 트리에틸아민(0.2 g, 2.2 mmol)을 조 화합물 17(0.5 g, 1.9 mmol)의 DMF(10 mL) 용액에 첨가하였다. 그 후 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하고, EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 잔사를 플래시크로마토그래피로 정제하여 화합물 (M-2)를 백색 고체로서 수득하였다(20 mg).
1H-NMR(400 MHz, DMSO_d6): δ 2.92-2.95(t, 2H), 3.01-3.04(t, 2H), 4.45(s, 2H), 7.09-7.11(d, 2H), 7.40-7.44(m, 3H), 7.47(s, 1H), 7.81-7.85(m, 2H), 7.95-7.98(t, 1H).
MS: m/z 421(M+1)+
LCMS[이동상: 90% 물(0.1% NH4OH) 및 10% CH3CN으로부터 5% 물(0.1% NH4OH) 및 95% CH3CN, 6분, 최종적으로 이들 조건 하 0.5분] 순도 95.1%, Rt=3.284분; MS Calcd.:420; MS Found:421([M+1]+).
공정 (ⅹⅰ): 2-{2,6-디플루오로-4-[2-(4-메틸-벤젠설포닐아미노)-에틸설파닐]-페녹시}-아세트아미드(M-3)의 합성
Figure pct00037
4-메틸-벤젠설포닐클로라이드(0.5 g, 2.3 mmol) 및 트리에틸아민(0.2 g, 2.2 mmol)을 조 화합물 (17)(0.5 g, 1.9 mmol)의 DMF(10 mL) 용액에 첨가하였다. 그 후 혼합액을 25℃에서 1시간 교반하고, EA로 추출하였다. 유기층을 황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 잔사를 플래시 크로마토그래피로 정제하여 화합물 (M-3)을 백색 고체로서 수득하였다(20 mg).
1H-NMR(400 MHz, DMSO_d6): δ 2.38(s, 3H), 2.88-2.91(t, 2H), 2.99-3.02(t, 2H), 4.49(s, 2H), 7.08-7.10(d, 2H), 7.37-7.48(m, 4H), 7.64-7.66(d, 2H), 7.81-7.84(t, 1H).
MS: m/z 417(M+1)+
LCMS[이동상: 90% 물(0.1% NH4OH) 및 10% CH3CN으로부터 5% 물(0.1% NH4OH) 및 95% CH3CN, 6.0분, 최종적으로 이들 조건 하 0.5분] 순도 96.6%, Rt=3.365분; MS Calcd.:416; MS Found:417([M+1]+).
(합성예 3)
(M- 3pre의 합성)
하기 반응식에 따라 2-(2,6-디플루오로-4-((2-(4-(트리부틸스탄일)페닐설폰아미드)에틸)티오)페녹시)아세트아미드(M-3 pre)를 합성하였다.
각 화합물의 1H NMR 스펙트럼은 TMS를 내부 표준으로서 사용하고, Bruker Avance Ⅲ 400 MHz 및 Bruker Fourier 300 MHz로 기록하였다. LCMS는 하기의 것을 사용하였다: 사중극 질량분석계, Agilent LC/MSD1200 시리즈(컬럼:ODS2000(50×4.6 mm, 5 μm) ES (+) 또는 (-) 이온화 모드로 조작; T=30℃; 유속=1.5 mL/분; 검출 파장:254 nm.
Figure pct00038
공정 (ⅰ): 에틸 2-(2,6-디플루오로페녹시)아세테이트(19)의 합성
Figure pct00039
화합물 (1)(39.0 g, 0.30 mol), K2CO3(62.0 g, 0.45 mol), 화합물 (18)(50.1 g, 0.30 mol) 및 아세톤(200 mL)의 혼합액을 약 16시간 실온에서 교반하였다. 반응 혼합액을 3% HCl에 붓고, 아세트산에틸(90 mL×3)로 추출하였다. 합한 유기층을 무수황산나트륨으로 건조시키고, 여과하고, 농축하였다. 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(PE:EA=10:1)로 정제하여 화합물 (19)를 수득하였다(57 g, 87%).
1H NMR(CDCl3, 300 MHz): δ 1.19(t, J=7.2Hz, 3H), 4.17(q, J=7.2Hz, 2H), 4.82(s, 2H), 7.06-7.13(m, 3H).
공정 (ⅱ): 에틸 2-(4-(클로로설포닐)-2,6-디플루오로페녹시)아세테이트(20)의 합성
Figure pct00040
화합물 (19)(50 g, 0.23 mol)의 DCM(180 mL) 용액에 35℃에서 ClSO3H(106 mL, 1.38 mol)를 첨가하였다. 반응 혼합액을 환류 온도로 가열하고, 약 1.5시간 교반하였다. 그 후, 얼음에 부었다. 유기층을 분리하고, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 농축하여 화합물 20을 수득하였다(37 g, 50%).
1H NMR(CDCl3, 300 MHz): δ 1.18(t, J=6.9Hz, 3H), 4.16(q, J=6.9Hz, 2H), 4.83(s, 2H), 7.18-7.21(m, 2H).
공정 (ⅲ): 메틸 2-(2,6-디플루오로-4-메르캅토페녹시)아세테이트(21)의 합성
Figure pct00041
화합물 (20)(25.0 g, 0.08 mol), SnCl2(63.3 g, 0.28 mol), 진한 HCl(46.6 mL, 0.56 mol) 및 MeOH(333 mL)의 혼합액을 환류 온도로 가열하고, 약 1.5시간 교반하였다. 그 후, 반응 혼합액을 얼음에 붓고, 톨루엔으로 추출하였다. 유기층을 12% HCl로 3회 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(PE:EA=2:1)로 정제하여 화합물 (21)을 수득하였다(14 g, 75%).
1H NMR(CDCl3, 300 MHz): δ 3.52(s, 1H), 3.79(s, 3H), 4.72(s, 2H), 6.88(d, J=6.3Hz, 2H).
공정 (ⅳ): 4-브로모-N-(2-브로모에틸)벤젠설폰아미드(24)의 합성
Figure pct00042
화합물 (23)(1.35 g, 11.0 mmol)을 화합물 (22)(2.54 g, 10.0 mmol)의 DCM(40 mL) 용액에 첨가하고, 계속해서 TEA(1.52 g, 15.0 mmol)를 첨가하였다. 그 후, 반응 혼합액을 실온에서 약 3시간 교반하고, 물로 희석하였다. 해당 용액을 DCM(80 mL×3)으로 추출하였다. 유기층을 염수로 세정하고, 무수황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 조 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(PE:EA=5:1)로 정제하여 화합물 (24)를 수득하였다(2.45 g, 72%).
1H NMR(DMSO-d6, 300 MHz): δ 3.12-3.16(m, 2H), 3.43(t, J=3.6Hz, 2H), 7.69-7.73(m, 2H), 7.79-7.82(m, 2H), 8.13(t, J=3.9Hz, 1H).
공정 (ⅴ): 메틸 2-(4-((2-(4-브로모페닐술폰아미드)에틸)티오)-2,6-디플루오로페녹시)아세테이트(25)의 합성
Figure pct00043
화합물 (21)(1.25 g, 5.36 mmol), K2CO3(905 mg, 6.55 mmol), 화합물 (24)(1.88 g, 5.50 mmol) 및 아세톤(50 mL)의 혼합액을 약 16시간 실온에서 교반하였다. 반응 혼합액을 3% HCl에 붓고, 아세트산에틸(90 mL×3)로 추출하였다. 유기층을 무수황산나트륨으로 건조시키고, 농축하였다. 조 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(PE:EA=5:1)로 정제하여 화합물 (25)를 수득하였다(2 g, 76%).
1H NMR(CDCl3, 300 MHz): δ 2.94-2.98(m, 2H), 3.08-3.14(m, 2H), 3.77(s, 3H), 4.73(s, 2H), 5.33(t, J=6.0Hz, 1H), 6.78-6.84(m, 2H), 7.61-7.70(m, 4H).
공정 (ⅵ): 2-(4-((2-(4-브로모페닐술폰아미드)에틸)티오)-2,6-디플루오로페녹시)아세트아미드(26)의 합성
Figure pct00044
화합물 (25)(3.00 g, 6.06 mmol) 및 2M NH3/MeOH(150 mL, 300 mmol)의 혼합액을 약 16시간 실온에서 교반하였다. 얻어진 침전물을 여과에 의해 회수하여 화합물 (26)을 수득하였다(2.3 g, 80%).
1H NMR(DMSO-d6, 400 MHz): δ 2.93-2.96(m, 2H), 3.00-3.03(m, 2H), 4.48(s, 2H), 7.10(d, J=9.2Hz, 2H), 7.40-7.45(m, 2H), 7.70(d, J=8.4Hz, 2H), 7.80(d, J=8.4Hz, 2H), 8.01(brs, 1H).
공정 (ⅶ): 2-(2,6-디플루오로-4-((2-(4-(트리부틸스탄일)페닐술폰아미드)에틸)티오)페녹시)아세트아미드(M-3pre)의 합성
Figure pct00045
화합물 (26)(670 mg, 1.39 mmol)의 자일렌(50 mL) 용액에 비스(트리부틸주석)(0.87 mL, 1.81 mmol) 및 Pd(PPh3)4(40 mg)를 첨가하였다. 반응 혼합액을 N2 하 120℃에서 약 1시간 교반하였다. 그 후, 해당 반응 혼합액을 진공하에서 농축하고, 잔사를 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(PE:EA=3:1)로 정제하여 화합물 (M-3pre)를 황색 오일로서 수득하였다(180 mg, 18%).
1H NMR(CD3OD, 300 MHz): δ 0.94(t, J=7.2Hz, 9H), 1.12-1.17(m, 5H), 1.29-1.39(m, 8H), 1.52-1.60(m, 5H), 2.98-3.06(m, 4H), 4.55(s, 2H), 7.01(d, J=9.0Hz, 2H), 7.68(d, J=8.1Hz, 2H), 7.77(d, J=8.1Hz, 2H);
LCMS[이동상: 30% 물(0.02% NH4OAc) 및 70% CH3CN으로부터 5% 물(0.02% NH4OAc) 및 95% CH3CN, 6분, 최종적으로 이들 조건 하 0.5분] 순도＞95%, Rt=4.259분; MS Calcd.:692; MS Found:693([M+H]+).
( 합성예 4)
(방사성 표지화 K-2의 합성)
방사성 표지화 K-2를 하기와 같이 합성하였다.
Figure pct00046
PEPA 1 mg(ca2.5 μmol)을 DMF(0.3 mL)에 용해하고, 0.5N-NaOHaq(7 μL)를 첨가, 혼합하고, 핫 셀(hot cell) 내의 반응 용기에 넣었다. 통상의 방법에 의해 [11C]요오드화메틸을 포집한 후, 80℃에서 5분간 반응시켰다. 실온 부근까지 냉각하고, 500 μl의 LC 용매(CH3CN:H2O=1:1)로 희석하여 LC 분리를 수행하였다. 컬럼에 CapcellPak UG-80(10X250)(시세이도, 일본)을 이용하고, 유속 5.0 ml/분으로 분리를 수행하고, 검출은 UV 254 nm와 RI를 이용하여 수행하였다. 약 8분 부근의 RI 피크부분을 분취하고, Tween 80(최종 농도 0.8%) 및 2.5 mg 아스코르브산 첨가하에서 증발기를 이용하여 농축하였다. 잔사를 2.5 ml 생리 식염수를 첨가하여 용해하였다.
HPLC를 이용하여 방사성 표지화 K-2와 비표지 K-2의 비교를 수행하였다. HPLC 분석은 컬럼에 CapcellPak UG-80(4.6X250)(시세이도, 일본)을 이용하여 유속 1.0 ml/분으로 전개하고, 검출은 UV 254 nm와 RI를 이용하여 수행하였다. 비표지 K-2(UV 검출)와 방사성 표지화 K-2(RI 검출)는 유지시간 8분의 시점에서 동일한 피크를 나타냈다. 이는 2개가 동일물질이며, 방사성 표지화 K-2를 제조할 수 있었음을 나타내고 있다.
반응시킨 요오드화메틸은 100% PEPA의 술폰아미드에 결합하는 것으로 나타났고, 방사성 표지화 K-2의 합성은 매우 간소하면서 높은 수율을 나타내는 것으로 나타났다.
( 합성예 5)
(방사성 표지화 M-3의 합성)
1 mL의 유리 바이알에 Pd2(dba)3(1.74 mg), 염화제일구리(1.7 mg), 탄산칼륨(2.25 mg)을 계량하고, 그 혼합물에 P(o-tol)3(1.7 mg)의 DMF(300 μL) 용액을 질소 분위기하에서 첨가하였다. 실온하에서 약 5분 정도 교반하고 나서, 본 용액을 표지용 반응 용기로 옮겼다. [11C]CH3I를 냉각하에서 포집하고, 방사능이 포화된 후에 원료의 트리부틸주석체(preM-3)(1.6 mg)의 DMF 용액(300 μL)을 첨가하고, 80℃에서 약 5분간 반응시켰다. 반응 혼합물을 PTFE 필터를 통과시켜 고형물을 제거하고 나서 HPLC 분리를 수행하고, 약 7분 부근의 RI 피크 부분을 분취, 농축, 조제화하였다.
Pd2(dba)3: 트리스(디벤질리덴아세톤)디팔라듐
P(o-tolyl)3: 트리(o-톨릴)포스핀
( 참고예 1)
(시험관 내 자기방사법)
래트는 2 내지 3주령의 수컷 성체 SD 래트(찰스리버, 일본)를 사용하였다. 선조체를 포함하는 두께 200 μm의 급성 뇌 절편을 작성하고, 셀 스트레이너(Cell Strainer) 상에 두고, 산소화 ACSF(인공 뇌척수액) 중에서 60분간 정치하였다.
100 μM PEPA(1% DMSO 함유 ACSF)를 12 ml분 조정하고, 거기에 20 nM이 되도록 [11C]K-2를 첨가하고, 60분간 정치하였다. 반응 후, ACSF로 10초간 세정을 3회 수행하고, 마지막으로 증류수로 10초간 세정을 수행하였다. 반응 후의 뇌 절편보다 약간 크게 셀 스트레이너를 절제하고, 영상화 플레이트에 2시간 감광시켰다. 감광 후의 영상화 플레이트는 Typhoon(GE 헬스케어·재팬)으로 촬상하였다(분해능 25 pixel).
(생물학적 실시예)
( AMPA 수용체 결합 화합물의 조제 및 투여)
강제수영 시험에서는 AMPA 수용체 결합 화합물 K-2 및 K-4를 100% DMSO(나카라이테스크, 일본)에 2.1 mM의 농도가 되도록 용해하고, 투여 직전에 생리 식염수로 희석하고(15% DMSO, 320 μM), 5 μl/체중(g)의 투여량으로 1 mg/kg 내지 1.5 mg/kg이 되도록 래트에게 경정맥으로 투여하였다.
(동물실험)
모든 동물실험은 요코하마 시립대학의 동물실험 위원회의 심의 및 승인을 받았다(승인번호: F-A-15-051).
래트는 6 내지 10주령의 수컷 성체 위스타 래트 및 우울증 모델 래트인 위스타 쿄토 래트(WKY 래트)(찰스리버, 일본)를 사용하였다.
반복해서 K-2 투여를 수행하는 경로를 확보하기 위하여, 실험을 실시하기 1주일 전에 경정맥 캐뉼라 유치수술을 수행하였다. 경정맥 캐뉼라 유치수술은 이소플루란(DS파마 애니멀 헬스, 일본)으로 래트를 마취한 후, 1.5%의 이소플루란 농도(공기 2L/분)로 마취를 유지하여 수행하였다. 경부의 피부를 약 3 cm 절개하고, 피하지방을 개창하고, 경정맥을 노출시켰다. 캐뉼라 튜브를 장착한 바늘로 경정맥을 관통시킨 후, 캐뉼라 튜브를 바늘로부터 제거하고, 캐뉼라 튜브의 선단을 경정맥내에 2.5 cm 삽입하고, 봉합사로 삽입부 부근에 고정하였다. 캐뉼라 튜브의 반대측은 래트 등부분으로부터 체외로 노출시키고, 역류를 막기 위해서 마개를 장착하고, 절개한 피부를 봉합하였다. 수술 종료후, 래트는 홈케이지에 되돌려보냈다.
( 래트를 이용한 생체 내 PET 촬상)
PET 촬상은 microPET(Focus 220; Siemens Medical Solution)를 이용하여 수행하였다.
래트를 이용한 PET 촬상 실험: 이소플루란(DS파마 애니멀 헬스, 일본)을 충전한 마취 상자 안에서 래트를 마취한 후, 1.5%의 이소플루란 농도(공기 2L/분)로 마취를 유지하고, 꼬리 정맥으로부터 24G 서플로 유치침(데루모, 일본)으로 정맥로를 확보하였다. 래트를 PET 촬영대에 고정한 후, 촬상 전에 감쇠 보정을 위한 방사 촬상을 수행하고, 그 후 방사성 표지한 K-2(약 40 MBq)를 투여하였다. PET 촬상중에는 체온을 피드백형 가온반(BWT-100A; 바이오 리서치 센터, 일본)을 이용하여 37±0.5℃로 유지하였다. 촬상 후, 정맥로를 빼고, 이소플루란 투여를 중지한 후에 래트를 PET 대로부터 빼어 홈 케이지로 되돌려보냈다. 래트는 촬상 후 1주간 촬상한 방에서 사육하고, 그 후 통상의 래트 집단 사육실로 되돌려보냈다.
가산(Summation) 이미지를 구성함과 함께 0.5 mm 해닝(Hanning) 필터로 뒷면 비침을 제거하여 다이나믹 이미지를 재구성하였다. 재구성 이미지는 PMOD 이미지분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 해마, 내측 전두전피질, 측좌핵, 선조체, 시상, 소뇌 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 주형 MRI 이미지 위에 작성한 것과 통합하여 해석하였다. 정량에 이용한 산출값은 %SUV(% of standardized uptake value)이고, 다음의 식으로 구하였다;
％SUV = VOI로 둘러싸인 각 조직의 방사선량(kBq/cc)/투여한 방사선량(MBq)×체중(kg)×100
( 래트를 이용한 강제 수영 시험)
강제 수영 시험은 약제 투여 전날의 투여 전 실험, 약제 투여 1일째의 급성 투여 실험, 약제 투여 7일째의 만성 투여 실험을 수행하였다.
강제 수영 시험(투여 전 실험, 급성 투여 실험, 만성 투여 실험)에서는 래트를 실험을 실시하는 방에 순화시키기 위하여 1시간 두었다. 투여 전 실험은 순화 후 즉시 강제 수영 시험을 수행하였다. 급성 투여 실험은 강제 수영 시험을 개시하기 30분전에 15% DMSO 또는 15% DMSO에 용해한 K-2 및 K-4를 경정맥으로 투여하였다. 만성 투여 실험은 15% DMSO 또는 15% DMSO에 용해한 K-2 및 K-4의 경정맥 투여를 7일간 수행하고, 투여 7일째의 투여 30분 후에 강제 수영 시험을 수행하였다.
강제 수영 시험은 직경 20 cm 높이 50 cm의 원통 케이지를 이용하여, 수온 26±0.5℃의 수돗물을 수위 40 cm까지 부어 수행하였다. 이 원통 케이지 내에 래트를 투입하고, 10분간 헤엄치는 모습을 디지털 비디오 카메라(HC-V750, 파나소닉, 일본)를 이용하여 촬영하였다. 촬영 후, 페이퍼 타올로 래트의 물방울을 닦아내고, 홈 케이지에 되돌려보냈다.
해석은 급성 투여 실험 및 만성 투여 실험에 있어서, 촬영된 동영상의 2 내지 10분간(0 내지 2분은 래트의 환경 적응 시간으로 함)에서의 래트가 사지를 움직이지 않는 시간을 부동 시간(immobility time)으로서 계측하였다. 15% DMSO를 투여한 래트와 15% DMSO에 용해한 K-2 및 K-4를 투여한 래트에서 부동 시간을 비교하였다.
(실험결과)
(AMPA 수용체 결합성 시험결과)
시험관 내 자기방사법에 의해 K-2는 AMPA 수용체에 결합 친화성을 나타내는 것이 확인되었고, 그 Kd 값은 47.9 nM이었다(도 4).
전기생리학적 검증에 의해 K-2 및 K-4는 AMPA 수용체에 결합 친화성을 나타내는 것이 확인되었다(도 5).
( AMPA 수용체 표지 화합물 K-2를 이용한 래트에서의 PET 촬상)
방사성 표지화 K-2([11C]K-2)를 위스타 래트와 WKY 래트에게 투여하고, 생체 내에서의 PET 촬상을 수행하였다(도 6, 7). 다음으로, 이들 이미지에 대하여 PMOD 이미지 분석 소프트웨어를 이용하여 해석을 수행하였다. 그 결과, WKY 래트의 내측 전두전피질, 선조체, 대뇌피질, 시상에서 방사성 표지화 K-2의 유의하게 낮은 뇌 내로의 혼입을 나타내고(도 8), 이들 부위에서 AMPA 수용체의 집적량의 저하가 시사되었다. 이들 결과로부터 우울증 모델 래트인 WKY 래트에서는 특정 뇌 영역에서 AMPA 수용체의 발현량이 저하되어 있음을 알았다.
( AMPA 수용체 결합 화합물 K-2를 이용한 래트에서의 강제 수영 시험)
급성 투여 실험에서, 15% DMSO를 투여한 래트와 K-2를 투여한 래트 사이에서 부동 시간의 변화는 관찰되지 않았다(도 9). 만성 투여 실험에서, K-2 투여 래트에서는 부동 시간의 유의한 저하가 관찰되었고, 그 효과는 1 mg/kg보다 1.5 mg/kg에서 유의하게 높았다(도 10). 또한, 마찬가지로 K-4 투여 래트에서도 부동 시간의 유의한 저하가 관찰되었고, 1 mg/kg 투여 간에 비교하면 K-4는 K-2에 비하여 유의하게 부동 시간을 저하시켰다(도 10). 이 결과로부터, 우울증 모델 래트인 WKY 래트에서의 K-2 및 K-4 만성 투여는 항우울 효과를 나타내는 것이 시사되었다.
AMPA 수용체에 결합 친화성을 나타내는 K-2나 K-4라는 화합물과 AMPA 수용체의 관련이 알려져 있는 우울증의 관련(Jingli Zhang 등, Rev. Neurosci. 2013; 24(5): 499-505, Simon E Ward 등, British Journal of Pharmacology(2010), 160, 181-190)이 확인된 점으로부터, 상기 항우울 효과는 AMPA 수용체 기능 활성화에 기인한다고 시사된다. 이 때문에, K-2와 K-4, 및 이들과 유사한 본 발명의 화합물은 우울증에 한정하지 않고 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료에 유용하다는 것이 시사된다.
이들은 포유류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화 결과에 기초하여 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단, 상기 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반 진단, 상기 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약의 투여 계획의 책정, 상기 질환의 치료 또는 예방약의 스크리닝이 가능하다는 것을 시사한다.
( 실시예 1)
(인간에서의 PET 촬상)
2명의 피험자를 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누워있는 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22 게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT 촬상을 수행한 후, PET 약제로서 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후, 120분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터(list data)는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 전두엽, 치상피질, 해마, 편도체, 피각, 소뇌, 교 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 주형 MRI 이미지 상에 작성한 것과 통합하여 해석하였다.
도 11은 PET 약제투여 0분 후부터 30분 후까지의 30분간에 관한 이미지(전반 이미지라 칭함) 및 PET 약제투여 60분 후(제1 시간의 일례)부터 120분 후(제2 시간의 일례)까지의 60분간에 관한 이미지(후반 이미지라 칭함)이다.
양 피험자 모두 전반 이미지에서는 [11C]K-2의 해마집적에 좌우 차가 약간 확인되지만, 명확하게는 확인하기 어려웠으나 후반 이미지(우측)에서는 해마집적에 좌우 차가 확인되고, 피험자 A에서는 오른쪽 해마에 피험자 B에서는 왼쪽 해마에 높은 집적을 보였다. 이 결과는 PET 약제투여의 30분 후 내지 60분 후의 사이에 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하지 않은 PET 약제에 의한 비특이적인 집적이 현저하게 씻겨내진 것을 나타낸다. 따라서, PET 약제로서 [11C]K-2를 사용하는 경우에는 특별히 한정되지 않지만, 적어도 투여 후 30분, 특히 60분 정도 경과한 후에 검지 및 검출을 수행하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.
얻어지는 이미지는 뇌 내 AMPA 수용체 결합 영역이 AMPA 수용체 비결합 영역과 비교하여 명료하게 구별될 수 있는 고해상이며 콘트라스트가 높은 이미지이고, 따라서 AMPA 수용체 결합에 관련되는 질환의 진단에 적합한 것이라고 할 수 있다. 또한, PET 약제투여 0분 후부터 30분 후까지의 전반 이미지에서는 뇌 내 AMPA 수용체에 결합한 PET 약제와 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하지 않은 PET 약제 모두가 혼합되어 검출되고 있고, 전체적으로 휘도는 높지만 해상도가 낮은(성긴) 이미지가 되기 때문에, 뇌 내 AMPA 수용체 결합 영역을 명확하게 판단하려면 개선의 여지가 있는 이미지라 할 수 있다. 또한, PET 약제투여 0분 후부터 120분 후까지 연속해서 이미지를 취득하는 것은 원리상은 가능하다. 그러나 그 연속 이미지는 저해상도인 전반 이미지와 고해상도인 후반 이미지를 포함하는 가산 이미지이고, 나아가 방사선량이 높은 전반 이미지 쪽이 이미지에의 휘도의 기여가 높기 때문에 전체적으로는 저 해상도인 이미지가 되어 진단에는 다소의 스킬을 필요로 한다.
또한, 고해상도이면서 다계조(多階調)의 이미지를 얻기 위한 제1 시간의 설정 방법의 일례는 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하지 않은 PET 약제가 현저하게 씻겨내지는 시간 또는 그 이후이기 때문에, 적어도 뇌 내 전체의 방사선 검출량 총량이 최대치가 되는 시간 이후일 수 있다.
또한, 상기 전반 이미지와 후반 이미지의 차이에 대해서는, 인간의 예 이외에 원숭이에서도 확인하고 있다(데이터를 나타내지 않음).
( 실시예 2)
(인간에서의 PET 촬상)
20대의 건강한 남성(Y5, Y14, Y16)을 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누운 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22 게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT 촬상을 수행한 후, 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후, 120분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 전두엽, 치상피질, 해마, 편도체, 피각, 소뇌, 교 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 주형 MRI 이미지상에 작성한 것과 통합하여 해석하였다. 정량에 이용한 산출값은 %SUV(% of standardized uptake value)를 사용하였다. 또한, 실시예 1의 결과에 입각하여 정상인 3명분의 %SUV는 PET 약제투여 50분 후(제1 시간의 일례)부터 120분 후(제2 시간의 일례)까지의 70분간의 평균값을 산출하여 해석에 이용하였다.
도 12 및 13에 나타나는 바와 같이, 뇌 내 영역 간의 검출값 격차에 대하여 개체차가 적은 것으로 나타났다. 특히, 도 12로부터 뇌로의 혼입이 높고, 뇌 영역간 격차도 명확하면서, AMPA 수용체가 존재하지 않는 백질에는 거의 시그널이 없는 것으로 나타났다. 즉, 인간 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화를 적절히 수행할 수 있는 것으로 나타났다.
또한, 포유류의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환과 포유류 생체의 AMPA 수용체의 발현량 및 국재(局在)의 상관성을 나타내는 도 6 및 7의 결과를 함께 고려하면, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하면서 방사성 표지를 갖는 물질을 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단약 또는 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반 진단약의 유효성분으로서 사용할 수 있음이 시사되었다. 마찬가지로, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약의 투여 계획이나 치료 또는 예방약의 스크리닝 방법에 있어서 본 발명의 영상화 방법에 의한 결과를 사용할 수 있음 또한 시사되었다.
( 실시예 3)
실시예 2에서 정상인 6명분의 %SUV로서 PET 약제투여 50분 후(제1 시간의 일례)부터 60분 후(제2 시간의 일례)까지의 10분간(전기라 칭함)의 평균값 및 PET 약제투여 60분 후(제1 시간의 일례)부터 90분 후(제2 시간의 일례)까지의 30분간(후기라 칭함)의 평균값을 산출하여 해석에 이용하였다. 이 결과를 도 14에 나타낸다. 또한, 도 14의 세로축은 후두엽의 %SUV를 1로 하였을 때의 각 뇌 영역의 %SUV의 상대값이다. 후두엽은 비교적 혈류성분이 많아 참조 부위로서 적합하다.
후기에서는 방사선량이 현저하게 감쇠되었기 때문에, 정상인 사이에서의 값에 큰 편차가 생겨 표준편차가 커졌다. 값의 편차가 커지면 통계해석상의 유의차를 검출하기가 어려워지기 쉽다. 따라서, PET 약제로서 약 370 MBq의 [11C]K-2를 사용하는 경우에는, 특별히 한정되지 않지만, 투여 후 60분 이내에 검지 및 검출을 수행하는 것이 바람직한 것으로 나타났다.
( 실시예 4)
(간질 초점이 내측 측두엽에 국한되어 있는 간질환자의 AMPA-PET-내측 측두엽 간질환자에서의 PET 촬상)
3명의 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누운 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT촬상을 수행한 후, 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후 90분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 PET 이미지를 표준화 MRI 이미지상에 통합하여 해석하였다. 재구성 이미지에는 SUVR(standardized uptake value ratio) 이미지를 이용하였다. SUVR 이미지는 PET 약제투여 30분 내지 50분 후까지의 20분간의 가산평균 이미지로부터 참조 영역인 뇌량에 집적되는 동 시간의 방사능 량의 평균값으로 나눔으로써 작성하였다.
도 15에 나타나는 바와 같이, 초점측에 있어서 내측 측두엽에 [11C]K-2의 높은 집적을 보였다(흰색 화살표). 이 결과는 PET 약제투여 30분 후(제1 시간의 일례)부터 50분 후(제2 시간의 일례)의 SUVR 이미지를 이용함으로써 내측 측두엽의 초점 부위에 국한적으로 AMPA 수용체가 집적되어 있다는 것을 알게 되었다.
(실시예 5)
(간질환자를 대상으로 한 감산 이미지 해석)
3명의 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누운 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT촬상을 수행한 후, 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후, 90분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 PET 이미지를 표준화 MRI 이미지상에 통합하여 해석하였다. 재구성 이미지에는 감산 이미지를 이용하여 이하와 같이 작성하였다.
PET 약제투여 30분 후(제1 시간의 일례) 내지 50분 후(제2 시간의 일례)의 20분간의 평균 이미지(AMPA 수용체에의 특이적 결합을 많이 포함하는 이미지)와 1.5분 내지 2.5분 후까지의 1분간의 평균 이미지(혈류 성분을 많이 포함하는 이미지)를 산출하였다. 각각의 시간대에서 뇌 전체에 집적되는 방사능량의 평균값으로 나누어 뇌 전체를 참조 영역으로 한 SUVR 이미지를 산출하였다. PET 약제투여 30분 내지 50분 후의 20분간의 SUVR 이미지로부터 1.5분 내지 2.5분 후의 1분간의 SUVR 이미지를 빼서 차를 산출함으로써 감산 이미지를 작성하였다.
도 16에 나타나는 바와 같이, 초점 측에서 내측 측두엽에 [11C]K-2의 높은 집적을 보였다(흰색 화살표). 그 결과는 감산 이미지를 이용함으로써 내측 측두엽의 초점 부위에 국한적으로 AMPA 수용체가 집적고 있는 것을 알 수 있다.
( 실시예 6)
(정상인 및 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 한 비대칭 치수 비교)
6명의 정상인과 3명의 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누운 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT촬상을 수행한 후, 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후 90분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 전두엽, 측두엽, 후두엽, 두정엽, 해마, 편도체, 피각, 뇌량, 소뇌, 교 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 표준화 MRI 이미지상에 작성한 것과 통합하여 해석하였다. 재구성 이미지에는 감산 이미지를 이용하여 다음과 같이 작성하였다.
PET 약제투여 30분 후(제1 시간의 일례) 내지 50분 후(제2 시간의 일례)의 20분간의 평균 이미지와 1.5분 내지 2.5분 후까지의 1분간의 평균 이미지(혈류 성분을 많이 포함하는 이미지)을 산출하였다. 각각의 시간대에서 뇌 전체에 집적되는 방사능량의 평균값으로 나누어 뇌 전체를 참조 영역으로 한 SUVR 이미지를 산출하였다. PET 약제투여 30분 내지 50분 후의 20분간의 SUVR 이미지로부터 1.5분 내지 2.5분 후의 1분간의 SUVR 이미지를 빼서 차를 산출함으로써 감산 이미지를 작성하였다.
정상인과 내측 측두엽 간질환자의 감산 이미지에서 좌우의 측두엽의 VOI를 이용하여 이미지 값을 산출하고, 비대칭 치수(AI)를 구하였다. AI는 다음의 계산식으로부터 산출하였다.
정상인; AI=200×(좌측두엽 VOI값-우측두엽 VOI값)/(좌측두엽 VOI값+우측두엽 VOI값)
내측 측두엽 간질환자; AI=200×(초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값-비초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값)/(초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값+비초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값)
도 17에 나타나는 바와 같이 정상인과 내측 측두엽 간질환자에 있어서의 AI를 비교한 결과, 내측 측두엽 간질환자에서 유의하게 높은 AI를 나타냈다. AI를 이용함으로써 내측 측두엽 간질환자에 있어서 초점측의 내측 측두엽에 AMPA 수용체가 고집적되어 있는 것을 알았다.
( 실시예 7)
(내측 측두엽 간질환자를 대상으로 한 K-2 촬상과 FDG 촬상의 비교)
3명의 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 하여 18F-FDG(플루오로데옥시글루코스)를 이용한 PET 촬상을 수행하였다. 전실에서 아래팔 내지 손등에 22 게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 185 MBq의 18F-FDG를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후 60분간 정치한 후, 20분간의 촬상을 수행하였다(약 1분간의 흡수 보정용 CT 촬상을 수행한 후). 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지로 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 전두엽, 측두엽, 후두엽, 두정엽, 해마, 편도체, 피각, 뇌량, 소뇌, 교 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 표준화 MRI 이미지상에 작성한 것과 통합하여 해석하였다. 재구성 이미지에는 SUVR(standardized uptake value ratio) 이미지를 이용하였다. SUVR 이미지는 PET 약제투여 후 전체 시간의 가산평균 이미지로부터 참조 영역인 뇌량에 집적되는 방사능량의 평균값으로 나눔으로써 작성하였다.
내측 측두엽 간질환자의 [11C]K-2의 감산 이미지에서(실시예 6에서 3명의 내측 측두엽 간질환자를 대상으로 하여 취득한 이미지) 및 FDG의 SUVR 이미지로부터 비대칭 치수(AI)를 구하였다. AI는 다음의 계산식으로부터 산출하였다.
FDG 이미지; AI=200×(초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 방사능량(MBq/cc))-비초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 방사능량(MBq/cc))/(초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 방사능량(MBq/cc)+비초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 방사능량(MBq/cc))
[11C]K-2 감산 이미지; AI=200×(초점측 측두엽의 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값-비초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값)/(초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값+비초점측 측두엽 VOI로 둘러싸인 감산 이미지값)
도 18에 나타나는 바와 같이, 내측 측두엽 간질환자의 [11C]K-2의 감산 이미지 및 FDG의 SUVR 이미지로부터 산출한 AI를 비교한 결과, [11C]K-2의 감산 이미지로부터 산출한 AI에 있어서 유의하게 높은 값을 나타내었다. 즉, [11C]K-2의 감산 이미지를 이용하여 AI를 측정함으로써 FDG에 비하여 초점부위로서 높은 감도로 검출할 수 있는 것을 알았다.
( 실시예 8)
(우울증 환자의 우울증 상태와 관해기의 AMPA -PET 비교)
우울증환자와 동환자의 관해기의 우울증환자를 대상으로 하여 PET 촬상을 수행하였다. 촬상대 위에서 누운 자세를 취하고, 아래팔 내지 손등에 22 게이지 서플로 바늘로 정맥로를 확보하였다. 약 1분간의 흡수 보정용 CT 촬상을 수행한 후, 약 370 MBq의 [11C]K-2를 1분간에 걸쳐 정맥 투여하였다. 그 후 60분간의 촬상을 수행하였다. 촬상에는 PET/CT장치 aquiduo(도시바 메디컬 시스템즈)를 이용하였다. 수집된 리스트 데이터는 OS-EM법으로 다이나믹 이미지를 재구성하였다.
재구성 이미지는 PMOD 이미지 분석 소프트웨어(PMOD technologies)를 이용하여 전두엽, 측두엽, 후두엽, 두정엽, 해마, 편도체, 피각, 뇌량, 소뇌, 교 등의 복수의 영역을 포함하는 VOI를 표준화 MRI 이미지상에 작성한 것과 통합하여 해석하였다. 재구성 이미지에는 SUVR(standardized uptake value ratio) 이미지를 이용하였다. SUVR 이미지는 PET 약제투여 30분 내지 50분 후까지의 20분간의 가산평균 이미지로부터 참조 영역인 뇌량에 집적되는 동 시간의 방사능량의 평균값으로 나눔으로써 작성하였다.
도 19에 나타나는 바와 같이, 우울증 환자에서는 복수의 뇌 영역에 있어서 [11C]K-2의 낮은 집적을 보였다. 이 결과는 PET 약제투여 30 내지 50분 후의 SUVR 이미지를 이용함으로써 우울증 환자에 있어서의 AMPA 수용체 밀도의 저하를 명확히 할 수 있었다. 한편, 관해기의 우울증 환자에서는 우울증 환자에 비하여 대부분의 뇌 영역에 있어서 [11C]K-2의 높은 집적을 보이고, 정상인과 동등한 레벨까지 AMPA 수용체 밀도가 회복되어 있는 것을 알았다. 이 결과는 PET 약제투여 30분 후(제1 시간의 일례) 내지 50분 후(제2 시간의 일례)의 SUVR 이미지를 이용함으로써 우울증 환자에서의 임상증상에 따른 변화를 AMPA 수용체 밀도의 차이로부터 검출할 수 있었다.
이상의 실시예 1 내지 8은 영장류, 특히 인간에 대하여 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화를 수행하고, 그 이미지를 이용함으로써 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단이 가능한 것 및 상기 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반 진단이 가능한 것을 나타내고 있다. 또한, 특히 실시예 8은 질환의 치료 효과나 치유까지의 회복 상황을 영상 이미지로부터 알 수 있음을 나타내는 것으로, 치료 또는 예방을 위한 의약의 투여 계획의 책정이 가능하다고 할 수 있다. 또한, 상기 질환의 치료 또는 예방약의 스크리닝이 가능함을 시사하고 있다고 할 수 있다.
또한 PET 약제로서는 FDG보다 본 발명의 화합물, 특히 K-2를 일례로 하는 R2가 알킬인 화합물이 바람직한 것으로 나타났다.
( 약호의 설명)
AMPA: α-아미노-3-하이드록시-5-메틸-4-이속사졸-프로피온산
DIPEA: 디이소프로필에틸아민
DCM: 디클로로메탄
EA, EtOAc: 아세트산에틸
FDG: 플루오로데옥시글루코스
PE: 석유 에테르
PEPA: 2-[2,6-디플루오로-4-({2-[(페닐설포닐)아미노]에틸}티오)페녹시]아세트아미드
PET: 양전자단층촬영법
TEA: 테트라에틸암모늄
TMS: 테트라메틸실란
MeOH: 메탄올
EtOH: 에탄올
DMF: N,N-디메틸포름아미드
MeI: 요오드화메틸
WSC·HCl: 수용성 카르보디이미드염산염
DMSO: 디메틸술폭시드
ACFS: 인공 뇌척수액
100: 분자 영상화 장치 200: 입력 단말
210: 영상화 데이터 생성부 220: 메타 데이터 생성부
300: 서버 310: 정보 작성부
350: 조합부 360: 지시부
400: 데이터베이스(제1 데이터베이스) 500: 출력 단말
600: 제2 데이터베이스 900: 클록
1000: 시스템

Claims (13)

  1. 영장류 생체에 투여된, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하며 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 뇌 내로 이행(移行)시켜 상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합시키고,
    상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합된 상기 물질로부터 방출되는 방사선을 검지함으로써 상기 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 데이터를 취득하는 공정을 포함하는 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 영상화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물질이 뇌 내로 이행된 후 소요 시간을 확보하여 상기 뇌 내 AMPA 수용체에 결합하고 있지 않은 상기 물질의 뇌 외 배출을 촉진한 후, 상기 검지를 수행하는 것인 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 물질이 뇌 내로 이행된 후 제1 시간 경과 후와 제1 시간보다 긴 제2 시간 경과 후에 각각 상기 검출을 수행하고,
    각각의 검출 값에 기초하여 상기 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 양에 관한 데이터를 취득하는 것인 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 물질은 식 (Ⅰ)의 화합물 또는 이의 의약으로서 허용 가능한 염 혹은 용매화물을 포함하는 것인 방법:
    Figure pct00047

    (식 중,
    A 및 Z는 각각 독립적으로 CO, SO 또는 SO2이고;
    X 및 Y는 각각 독립적으로 S 또는 O이고;
    R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
    R5는 출현할 때마다 각각 독립적으로 알킬, 알케닐, 알키닐 또는 할로이고;
    n은 0 내지 4의 정수이고;
    1개 또는 그 이상의 원자가 해당 원자의 방사성 동위 원소임).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법을 컴퓨터에 실행시키기 위한 프로그램.
  6. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하며 또한 방사성 표지를 갖는 물질을 유효성분으로 하는, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 진단약 또는 상기 질환의 치료 또는 예방을 위한 동반(companion) 진단약.
  7. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약으로,
    영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체에 선택적으로 결합하는 물질을 유효성분으로 하고, 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 방법으로 얻어지는 상기 데이터에 기초한 투여 계획으로 투여되는 것인 의약.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 질환은 정신질환 또는 신경질환인 것인 의약.
  9. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방약의 스크리닝 방법으로,
    상기 영장류 생체로의 후보 물질의 투여 전후에서, 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 기재된 방법으로 얻어지는 상기 데이터의 차이에 기초하여 상기 후보 물질을 선발하는 공정을 포함하는 방법.
  10. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보를 서버로 송신하는 입력 단말.
  11. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량과 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태가 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스, 및
    입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 상기 데이터를 조회하고, 상기 피험자의 상기 질환의 상태에 관한 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 구비하는 서버.
  12. 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량, 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 상태, 및 이전에 투여된 영장류 생체의 뇌 내 AMPA 수용체가 관련된 질환의 치료 또는 예방을 위한 의약의 종류, 용량 및/또는 용법이 관련지어진 데이터를 저장하는 데이터베이스, 및
    입력된 피험자의 생체의 뇌 내 AMPA 수용체의 분포 및/또는 발현량에 관한 정보와 상기 데이터를 조회하고, 상기 피험자에의 추천되는 의약의 종류, 용량 및/또는 용법에 관한 정보를 출력 단말로 송신하는 수단을 구비하는 서버.
  13. 제10항에 기재된 입력 단말,
    제11항 또는 제12항에 기재된 서버, 및
    제11항 또는 제12항에 기재된 서버로부터 송신된 상기 정보를 출력하는 출력 단말을 구비하는 시스템.
KR1020197022967A 2017-01-11 2018-01-11 영장류 생체의 뇌 내 ａｍｐａ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템 KR20190104575A (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2017-002960 2017-01-11
JP2017002960 2017-01-11
JP2017059301A JP6241974B1 (ja) 2017-01-11 2017-03-24 霊長類生体の脳内ａｍｐａ受容体のイメージング方法、プログラム、及びスクリーニング方法
JPJP-P-2017-059301 2017-03-24
PCT/JP2018/000532 WO2018131663A1 (ja) 2017-01-11 2018-01-11 霊長類生体の脳内ａｍｐａ受容体のイメージング方法、プログラム、診断薬、コンパニオン診断薬、医薬、スクリーニング方法、入力端末、サーバ及びシステム

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190104575A true KR20190104575A (ko) 2019-09-10

Family

ID=60570420

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197022967A KR20190104575A (ko) 2017-01-11 2018-01-11 영장류 생체의 뇌 내 ａｍｐａ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200384134A1 (ko)
EP (1) EP3569255A4 (ko)
JP (2) JP6241974B1 (ko)
KR (1) KR20190104575A (ko)
CN (1) CN110461369A (ko)
CA (1) CA3053581A1 (ko)
RU (1) RU2019124658A (ko)
WO (1) WO2018131663A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2020013302A1 (ja) * 2018-07-13 2021-06-03 株式会社生命科学インスティテュート 精神・神経系疾患の推定システム、推定プログラムおよび推定方法
WO2022138943A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 公立大学法人横浜市立大学 精神疾患若しくは神経疾患のモデル非ヒト動物の製造方法、前記モデル非ヒト動物、及び、前記精神疾患若しくは神経疾患の予防又は治療剤をスクリーニングする方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006525292A (ja) 2003-05-05 2006-11-09 レ ラボラトワール セルヴィエ チアジアジン誘導体及びポジティブａｍｐａ受容体モジュレーターとしてのそれらの使用
JP2010202525A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Tomoyuki Nishizaki プロテインホスファターゼ−１阻害剤
JP2012207021A (ja) 2000-06-12 2012-10-25 Eisai R & D Management Co Ltd １，２−ジヒドロピリジン化合物、その製造法およびその用途
JP2016522786A (ja) 2013-04-04 2016-08-04 エーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社 ［１１ｃ］及び［１８ｆ］標識化１，３−ジフェニルー５−（ピリミジン−２−イル）−ピリジン−２（１ｈ）−オン誘導体並びにａｍｐａ受容体のｐｅｔイメージングのためのそれらの使用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69611437T2 (de) * 1995-02-21 2001-08-23 Nippon Suisan Kaisha Ltd Gluteminsäurerezeptor agonisten
JP3460150B2 (ja) * 2001-11-28 2003-10-27 財団法人新産業創造研究機構 医用画像編集プログラム及び医用画像編集装置
EP2283442A1 (en) * 2008-05-09 2011-02-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and system for personalized guideline-based therapy augmented by imaging information
EP2450354B1 (en) * 2009-07-03 2016-08-17 Riken Labeling compound for pet
WO2015066456A1 (en) * 2013-10-31 2015-05-07 Bristol-Myers Squibb Company Radioligands for imaging the lpa-1 receptor
US10335503B2 (en) * 2015-07-06 2019-07-02 Public University Corporation Yokohama City University Compound that specifically binds to AMPA receptor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012207021A (ja) 2000-06-12 2012-10-25 Eisai R & D Management Co Ltd １，２−ジヒドロピリジン化合物、その製造法およびその用途
JP2006525292A (ja) 2003-05-05 2006-11-09 レ ラボラトワール セルヴィエ チアジアジン誘導体及びポジティブａｍｐａ受容体モジュレーターとしてのそれらの使用
JP2010202525A (ja) 2009-02-27 2010-09-16 Tomoyuki Nishizaki プロテインホスファターゼ−１阻害剤
JP2016522786A (ja) 2013-04-04 2016-08-04 エーザイ・アール・アンド・ディー・マネジメント株式会社 ［１１ｃ］及び［１８ｆ］標識化１，３−ジフェニルー５−（ピリミジン−２−イル）−ピリジン−２（１ｈ）−オン誘導体並びにａｍｐａ受容体のｐｅｔイメージングのためのそれらの使用

Also Published As

Publication number Publication date
EP3569255A4 (en) 2020-10-28
JPWO2018131663A1 (ja) 2020-04-09
RU2019124658A (ru) 2021-02-12
WO2018131663A1 (ja) 2018-07-19
JP2018111682A (ja) 2018-07-19
CA3053581A1 (en) 2018-07-19
CN110461369A (zh) 2019-11-15
EP3569255A1 (en) 2019-11-20
US20200384134A1 (en) 2020-12-10
JP6241974B1 (ja) 2017-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1328247C (zh) 用作缓激肽拮抗剂的在其甲基上具有取代基的n－联苯甲基氨基环烷烃羧酰胺衍生物
CN104159890A (zh) 用于合成和使用显像剂的组合物、方法和系统
EA019252B1 (ru) ЗАМЕЩЕННЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ (1,2,3,4-ТЕТРАГИДРОЦИКЛОПЕНТА[b]ИНДОЛ-3-ИЛ)УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ, ПРИМЕНИМЫЕ В ЛЕЧЕНИИ АУТОИММУННЫХ И ВОСПАЛИТЕЛЬНЫХ РАССТРОЙСТВ
CN103002924A (zh) 用于合成和使用造影剂的组合物、方法和系统
JP2010241788A (ja) 退行性脳疾患の診断用または治療用の医薬組成物
WO2018218696A1 (zh) α7烟碱型乙酰胆碱受体的配体化合物及其应用
KR20190104575A (ko) 영장류 생체의 뇌 내 ａｍｐａ 수용체의 영상화 방법, 프로그램, 진단약, 동반 진단약, 의약, 스크리닝 방법, 입력 단말, 서버 및 시스템
JP4467307B2 (ja) ５−ｈｔ受容体アンタゴニストとしてのピリジルスルホン誘導体
KR20110025226A (ko) 신규한 테트라메틸 치환된 피페리딘 유도체 및 모노아민 신경전달물질 재흡수 억제제로서의 이의 용도
KR101997699B1 (ko) Ampa 수용체에 특이적으로 결합하는 신규 화합물
BR112021012950A2 (pt) Métodos e materiais para aumentar os níveis de polipeptídeo do fator de transcrição eb
JP6253668B2 (ja) 認識障害の処置のためのヒスタミンｈ３受容体調節因子としてのビフェニル−エチル−ピロリジン誘導体
CN103596950A (zh) 对淀粉状蛋白具有亲和性的新化合物
JP2003527377A (ja) ５−置換アリルピリミジン
JP7008299B2 (ja) 神経難病の画像診断薬及び体外診断薬
JP7219091B2 (ja) パーキンソン病に伴う非運動症状の治療薬
RU2512529C2 (ru) Меченные радиоактивной меткой ингибиторы переносчика глицина 1
WO2023278729A1 (en) Chromane imaging ligands
JP2018531978A (ja) タウイメージングのための新規化合物
CN116003402A (zh) 一种三环类化合物、其中间体、制备方法和应用
EP3569229A1 (en) Prophylactic and/or therapeutic agent for diseases associated with ampa receptors
US20110098326A1 (en) 2-fluorothiazole derivatives useful as imaging agents; methods of synthesis, and methods of use
CN106349211A (zh) 2‑甲基‑3‑芳氧基‑3‑杂芳基丙胺类化合物及应用