WO2010032833A1 - 膵島イメージング用分子プローブ前駆体及びその使用 - Google Patents

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islet
imaging
seq
islet imaging
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稲垣暢也
佐治英郎
豊田健太郎
木村寛之
平尾佳
永川健児
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国立大学法人京都大学
アークレイ株式会社
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    • C07K14/463—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from amphibians

Definitions

  • the present invention relates to a molecular probe precursor for islet imaging and use thereof.
  • pancreatic islets in the onset of diabetes, the amount of pancreatic islets (especially, the amount of ⁇ -cells in the pancreas) decreases prior to abnormal glucose tolerance. It has become a stage.
  • a decrease in the amount of pancreatic islets and / or pancreatic ⁇ cells can be detected at an early stage, diabetes may be prevented or treated. Therefore, a non-invasive islet imaging technique for performing diabetes prevention / diagnosis, in particular, a non-invasive islet imaging technique for measuring the amount of islets and / or pancreatic ⁇ cells is desired.
  • molecular probes that enable imaging of pancreatic islets, preferably pancreatic ⁇ cells, are particularly desired.
  • Exendin (9-39) one of the ligands of GLP-1R (glucagon-like peptide 1 receptor), is known as a molecular probe for imaging islets of sliced slices. Yes. That is, when 125 I-labeled exendin (9-39) is administered from the tail vein of a mouse, it selectively accumulates in the pancreas compared to other organs and selectively binds to islets in the pancreas. Is known (Non-Patent Document 1).
  • the present invention provides a molecular probe for islet imaging capable of non-invasive three-dimensional imaging of islets.
  • the present invention is a precursor of a molecular probe used for islet imaging, A polypeptide represented by any of the following formulas (1) to (12): A polypeptide in which one to several amino acids are deleted, added or substituted from the polypeptides of the following formulas (1) to (12), which can bind to islets after labeling and deprotection, or A polypeptide having 80% or more homology with the amino acid sequence of a polypeptide of the following formulas (1) to (12), comprising a polypeptide capable of binding to an islet after labeling and deprotection,
  • the molecular probe relates to a molecular probe precursor for islet imaging, which is a molecular probe used for islet imaging.
  • islet imaging preferably three-dimensional imaging of islets, more preferably non-invasive islet imaging can be performed by positron emission tomography (PET) or the like.
  • PET positron emission tomography
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of the result of binding assay in the example.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a result of a temporal change in the biodistribution of the molecular probe of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the results of an in vivo inhibition experiment using the molecular probe of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the results of islet imaging (PET) in the present invention.
  • PET islet imaging
  • FIG. 5 is a diagram showing another example of the result of the temporal change in the biodistribution of the molecular probe of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing another example of the result of islet imaging (PET) in the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of a result of a temporal change in the distribution of the molecular probe of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing another example of the result of the in vivo inhibition experiment using the molecular probe of the present invention.
  • 125 I-labeled exendin (9-39) labeled by the Bolton-Hunter labeling method has been known (for example, product code NEX335, manufactured by PerkinElmer).
  • 125 I-labeled exendin (9-39) is difficult to perform non-invasive three-dimensional imaging, and it is technically difficult to image and quantify human islets.
  • 125 I-labeled exendin (9-39) is known to specifically accumulate in the pancreas compared to other organs, and to bind selectively to the islets in the pancreas.
  • positron emission tomography PET
  • pancreatic islets can be three-dimensionally imaged and quantitative properties can be secured. That is, the present invention preferably exhibits the effect of enabling non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic islets.
  • the present invention preferably has the effect of being able to perform imaging for quantitative determination of pancreatic islets, and more preferably both imaging for quantitative determination of pancreatic islets and non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic islets, which has been difficult in the past. The effect that can be achieved.
  • the present invention it is possible to perform three-dimensional imaging of pancreatic islets, and it is preferable to measure the amount of pancreatic islets because the nuclide binding site of the molecular probe is one place. Furthermore, according to the present invention, non-invasive imaging is possible, and therefore preferably applicable to human examinations and diagnosis. That is, according to the present invention, a method for preventing, treating and diagnosing diabetes preferably based on the measurement of the amount of islets is possible.
  • pancreatic islets are reduced prior to abnormal glucose tolerance during the onset of diabetes. For this reason, by performing islet imaging and / or measurement of islet volume, for example, it is possible to detect minute changes in islets before and after the onset of diabetes, enabling ultra-early detection and diagnosis of diabetes. Become. Therefore, the precursor of the molecular probe for islet imaging of the present invention is useful for early detection / diagnosis of diabetes, preferably ultra-early detection / diagnosis of diabetes.
  • a molecular probe precursor for islet imaging comprising a polypeptide capable of binding to islets after labeling and deprotection, wherein the molecular probe is a molecular probe used for imaging of islets, * -DLSKQMEEEAVRLFIEWLK * NGGPSSGAPPPS-NH 2 (1) (SEQ ID NO: 1) * -LSKQMEEEAVRLFIEWLK * NGGPSSGAPPPS-NH 2 (2) (SEQ ID NO: 2) * -SKQMEEEAVRLFIEWLK * NGGPSSGAPPPS-
  • islet imaging is molecular imaging of an islet, and includes imaging a spatial and / or temporal distribution of the islet in vivo.
  • pancreatic islet imaging preferably uses pancreatic ⁇ cells as target molecules from the viewpoint of prevention, treatment, and diagnosis related to diabetes.
  • islet imaging is preferably non-invasive and three-dimensional imaging from the viewpoint of quantitative determination of islet volume and application to humans.
  • the imaging method is not particularly limited as long as noninvasive pancreatic islet imaging is possible. For example, a method using positron emission tomography (PET), single photon radiation computed tomography (SPECT), or the like. Can be mentioned.
  • PET is preferable from the viewpoint of quantifying the amount of pancreatic islets using the molecular probe precursor of the present invention.
  • the molecular probe precursor of the present invention is a polypeptide used for islet imaging, and includes a polypeptide represented by any one of the above formulas (1) to (12).
  • the amino acid sequences of the polypeptides of the above formulas (1) to (12) are the amino acid sequences described in SEQ ID NOs: 1 to 12 in the sequence listing, respectively.
  • a protecting group is bonded to the N-terminal amino group of the polypeptides of the above formulas (1) to (8) in order to protect the amino group.
  • the C-terminal carboxyl group of the polypeptides of the above formulas (1) to (12) is amidated with an amino group from the viewpoint of improving the binding property to pancreatic ⁇ cells.
  • the 19th polypeptide of the above formula (1), the 18th polypeptide of the above formula (2), the 17th polypeptide of the above formula (3) and the polypeptide of the above formula (4) The amino group of the side chain of the 16th lysine, the fourth of the polypeptide of the above formula (5), the third of the polypeptide of the above formula (6), the poly of the above formula (7) A protecting group is bonded to the amino group of the second side of the peptide and the side chain of the first lysine of the polypeptide of the formula (8) to protect the amino group.
  • the molecular probe precursor of the present invention containing the polypeptides of the above formulas (1) to (8) is labeled with a labeling system for labeling the amino group described later, the side of lysine to which no protecting group is bound.
  • the amino group of the chain can be labeled.
  • a protecting group is bonded to the amino groups of the 17th and side chains of the 1st and 16th lysines of the polypeptide of the above formula (12) to protect the amino group.
  • the molecular probe precursor of the present invention containing the polypeptides of the above formulas (9) to (12) is labeled with a labeling system for labeling the amino group described later, the N-terminal of the molecular probe precursor of the present invention is labeled.
  • the amino group of can be labeled.
  • the amino acid sequence of the above formula (1) (SEQ ID NO: 1 in the sequence listing), the above formula (5) (SEQ ID NO: 5 in the sequence listing) and the above formula (9) (SEQ ID NO: 9 in the sequence listing) is C Except that the terminal carboxyl group is amidated with an amino group and the amino group bonded to the protecting group is identical to the amino acid sequence of exendin (9-39).
  • Exendin (9-39) is known to bind to GLP-1R (glucagon-like peptide-1 receptor) expressed on pancreatic ⁇ cells.
  • GLP-1R glyco-like peptide-1 receptor
  • a molecular probe obtained by labeling and deprotecting the molecular probe precursor of the present invention (hereinafter also referred to as “molecular probe of the present invention”) can also bind to pancreatic islets, preferably pancreatic ⁇ cells.
  • pancreatic islets are easily imaged. Therefore, the N-terminal lysine, that is, the fourth lysine residue of SEQ ID NO: 5, the third of SEQ ID NO: 6, Protecting group for protecting the amino group on the lysine residue, the second lysine residue of SEQ ID NO: 7 and the amino group of the side chain of lysine corresponding to the first lysine residue of SEQ ID NO: 8 are preferably bonded.
  • lysine on the C-terminal side that is, the 19th lysine residue of the above formula (5) (SEQ ID NO: 5), the lysine of the above formula (6) (SEQ ID NO: 6), The 18th lysine residue, the 17th lysine residue of the above formula (7) (SEQ ID NO: 7), and the lysine corresponding to the 16th lysine residue of the above formula (8) (SEQ ID NO: 8) Is preferably labeled.
  • the molecular probe precursor of the present invention it is easier to image pancreatic islets, so that the protective group for protecting the amino group on the amino groups of all side chains of lysine contained in the polypeptide Is more preferably bonded. Therefore, in the molecular probe precursor of the present invention, the N-terminal amino group of the above formula (9) (SEQ ID NO: 9), the N-terminal amino group of the above formula (10) (SEQ ID NO: 10), the above formula (11) It is more preferable that the N-terminal amino group of (SEQ ID NO: 11) and the N-terminal amino group of the above formula (12) (SEQ ID NO: 12) are labeled.
  • the molecular probe precursor of the present invention is a polypeptide used for islet imaging, wherein one to several amino acid sequences are deleted or added from the polypeptides of the above formulas (1) to (12).
  • it can include a substituted polypeptide that can bind to the islet after labeling and deprotection.
  • the one to several pieces are 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, 1 to 2, and one piece. Can be included.
  • the polypeptide when the polypeptide is one in which one to several amino acid sequences are deleted, added or substituted from the polypeptides of the above formulas (1) to (8), Preferably includes N-terminal amino group protection, C-terminal carboxyl group amidation, including one lysine to be labeled and other lysine side chains if other The amino group is preferably protected by a protecting group.
  • the amino group on the side chain of lysine is preferably protected with a protecting group so that the N-terminal amino group can be labeled.
  • the molecular probe precursor of the present invention is a polypeptide used for pancreatic islet imaging as still another embodiment, and has 80% or more homology with the amino acid sequence of the polypeptides of the above formulas (1) to (12).
  • which may include a polypeptide capable of binding to the islet after labeling and deprotection.
  • the homology may be calculated by an algorithm usually used by those skilled in the art, for example, BLAST or FASTA.
  • the number of identical amino acid residues of two polypeptides to be compared is determined as one polypeptide. It may be based on the number obtained by dividing by the total length.
  • the homology may include 85% or more, 90% or more, or 95% or more.
  • the molecular probe precursor of the present invention of this embodiment when it is a polypeptide having 80% or more homology with the polypeptides of the above formulas (1) to (8), an N-terminal amino group by a protecting group Protection, and amidation of the C-terminal carboxyl group is preferred, and it contains one lysine to be labeled, and when it contains other lysine, the amino group in the side chain of the other lysine is It is preferably protected.
  • a polypeptide having 80% or more homology with the polypeptides of the above formulas (9) to (12) it preferably includes amidation of the C-terminal carboxyl group, and the N-terminal amino group has
  • the amino group of the side chain of lysine is preferably protected by a protecting group.
  • binding to pancreatic islets is preferably from the viewpoint of quantitative determination of pancreatic islet amount and use of examination / diagnosis, and the molecular probe of the present invention is preferably capable of binding to pancreatic ⁇ cells, and at least in the pancreas, it binds to pancreatic ⁇ cells. It is more preferable to be specific, and it is more preferable to be specific to the extent that signals do not overlap with other organs / tissues at least in the human body.
  • the molecular probe precursor of the present invention can be produced by peptide synthesis according to a conventional method, and the peptide synthesis method is not particularly limited.
  • the molecular probe precursor of the present invention is used for islet imaging, and is preferably used for noninvasive islet imaging from the viewpoint of human examination / diagnosis, from the same viewpoint. It is preferably used for islet imaging for quantifying the amount of islets. Furthermore, the molecular probe precursor of the present invention is preferably used for islet imaging for the prevention, treatment or diagnosis of diabetes. These islet imaging may be performed by positron emission tomography (PET).
  • PET positron emission tomography
  • the protecting group in the molecular probe precursor of the present invention is the specific amino group of the molecular probe of the present invention, that is, the amino group of the specific lysine side chain of the molecular probe precursor of the present invention or the molecular probe precursor of the present invention. While the amino group at the N-terminal is labeled, other amino groups are protected, and a known protecting group capable of performing such a function can be used.
  • the protecting group is not particularly limited, and for example, 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group (Fmoc), tert-butoxycarbonyl group (Boc), benzyloxycarbonyl group (Cbz), 2,2,2-trichloro Examples thereof include ethoxycarbonyl group (Troc) and allyloxycarbonyl group (Alloc), and Fmoc and Boc are preferable from the viewpoint of handling. Methods for deprotecting these protecting groups are known, and those skilled in the art can appropriately deprotect them.
  • the molecular probe precursor of the present invention has a specific amino group to be labeled, that is, an amino group of a specific lysine side chain of the molecular probe precursor of the present invention or an N-terminal amino group of the molecular probe precursor of the present invention.
  • a specific amino group to be labeled that is, an amino group of a specific lysine side chain of the molecular probe precursor of the present invention or an N-terminal amino group of the molecular probe precursor of the present invention.
  • fluorobenzoyl (FB) may be bonded.
  • the molecular probe precursor of the present invention has a linker moiety responsible for binding to a specific amino group to be labeled, for example, a chelate site capable of binding to a metal radioisotope (metal nuclide) or a peptide. May be combined.
  • Examples of the metal nuclide include 62 Cu, 64 Cu, 67 Ga, 68 Ga, 82 Rb, 99m Tc, 111 In, and the like.
  • Examples of chelate compounds include diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), 6-hydrazinooiridin-3-carboxylic acid (HYNIC), tetraazacyclododecanetetraacetic acid (DOTA), dithisosemicarbazone (DTS), diaminedithiol (DADT), mercaptoacetylglycylglycylglycine (MAG3), monoamidemonoaminedithiol (MAMA), diamidedithiol (DADS), propylene diamine dioxime (PnAO) and the like.
  • DTPA diethylenetriaminepentaacetic acid
  • HYNIC 6-hydrazinooiridin-3-carboxylic acid
  • DTS dithisosemicarbazone
  • DADT diaminedithiol
  • the molecular probe of the present invention can be prepared by labeling the molecular probe precursor of the present invention according to an imaging method and then deprotecting the protecting group.
  • nuclides used for labeling include positron emitting nuclides such as 11 C, 13 N, 15 O, 18 F, 62 Cu, 64 Cu, 68 Ga, and 82 Rb, 67 Ga, 99m Tc, and 111 In. Single photon emitting nuclides and the like.
  • positron emitting nuclides such as 11 C, 15 O, and 18 F are used, and when SPECT is performed, single photon emitting nuclides such as 99m Tc and 111 In are used.
  • labeling by a known method, for example, a method using SFB (N-succinimidyl 4-fluorobenzoate) or the like.
  • SFB N-succinimidyl 4-fluorobenzoate
  • labeling using the said chelate compound is mentioned, for example.
  • the labeling method in the present invention is not limited to these methods. Deprotection after labeling can be performed by a known method according to the type of the protecting group. Therefore, this invention relates to the manufacturing method of the molecular probe of this invention as another aspect, Comprising: Labeling and deprotecting the molecular probe precursor of this invention are related. In the method for producing a molecular probe of the present invention, the labeling of the molecular probe precursor of the present invention is preferably labeling of an N-terminal amino group.
  • the present invention relates to a noninvasive molecular probe for islet imaging that can be obtained by the method for producing a molecular probe of the present invention.
  • the molecular probe for islet imaging of the present invention non-invasive three-dimensional imaging of islets can be performed.
  • the molecular probe of the present invention includes, for example, metal nuclides such as 62 Cu, 64 Cu, 67 Ga, 68 Ga, 82 Rb, 99m Tc, and 111 In, and nuclides such as 11 C, 13 N, 15 O, and 18 F. It may be bonded.
  • the molecular probe of the present invention may be bonded to a specific amino group, for example, the chelate compound in which the metal nuclide is bound, or the linker moiety responsible for binding the peptide to the chelate site to which the metal nuclide is bound. Good.
  • the present invention relates to a method for imaging pancreatic islets comprising labeling the molecular probe precursor of the present invention and then deprotecting the protecting group.
  • the islet imaging method of the present invention may include imaging the islet using the molecular probe of the present invention.
  • the pancreatic islet imaging method of the present invention is preferably a pancreatic ⁇ cell imaging method from the viewpoint of examination / diagnosis applications. Precursor labeling and deprotection are as described above, and islet imaging is also as described above.
  • the islet imaging method of the present invention may further include determining the state of the islet from the result of islet imaging using the molecular probe. Determining the state of islets from the results of islet imaging using a molecular probe includes, for example, determining the presence or absence of islets by analyzing an image of islet imaging, determining increase or decrease in the amount of islets.
  • the method for imaging pancreatic islets comprises administering the prepared molecular probe of the present invention to a subject, and measuring by means such as positron emission tomography (PET) after a lapse of a certain time from the administration of the molecular probe. Can include doing.
  • PET positron emission tomography
  • the measurement using PET or the like includes, for example, taking an image, measuring the amount of islet, and the like.
  • Administration subjects include humans and / or mammals other than humans. Administration to the subject may be local or systemic.
  • the administration route can be appropriately determined according to the condition of the subject, and examples thereof include intravenous, arterial, intradermal, intraperitoneal injection or infusion.
  • the molecular probe of the present invention is preferably administered together with a carrier.
  • an aqueous solvent and a non-aqueous solvent can be used.
  • the aqueous solvent include potassium phosphate buffer, physiological saline, Ringer's solution, distilled water and the like.
  • the non-aqueous solvent include polyethylene glycol, vegetable oil, ethanol, glycerin, dimethyl sulfoxide, propylene glycol and the like.
  • the dose of the molecular probe of the present invention for islet imaging or islet amount measurement can be, for example, 1 ⁇ g or less.
  • the time from administration to measurement can be appropriately determined according to, for example, the binding time of the molecular probe to the islet, the type of the molecular probe, the decomposition time of the molecular probe, and the like.
  • the present invention provides a method for measuring the amount of pancreatic islets, wherein the molecular probe precursor of the present invention is labeled and deprotected to prepare the molecular probe of the present invention, and the molecular probe is used.
  • the present invention relates to a method for measuring the amount of islet including calculating the amount of islet from the result of the islet imaging.
  • the method for measuring the amount of islets of the present invention may include performing islet imaging using the prepared molecular probe of the present invention. Labeling and deprotection are as described above, and islet imaging is also as described above.
  • the calculation of the amount of islets from the result of islet imaging using a molecular probe can be performed, for example, by analyzing an image of islet imaging. Further, it is possible for a person skilled in the art to quantify the object to be imaged from the result of imaging, for example, using a calibration curve or an appropriate program.
  • the method for measuring the amount of pancreatic islets according to the present invention is preferably a method for measuring the amount of pancreatic ⁇ cells from the viewpoint of use for examination and diagnosis.
  • the method for measuring the amount of islets of the present invention may further include presenting the calculated amount of islets. Presenting the calculated amount of islets includes, for example, storing or outputting the calculated amount of islets to the outside. Outputting to the outside includes, for example, displaying on a monitor and printing.
  • the present invention relates to a method for preventing or treating or diagnosing diabetes.
  • the method for preventing or treating diabetes according to the present invention comprises preparing a molecular probe for islet imaging by labeling and deprotecting the molecular probe precursor for islet imaging according to the present invention, Imaging a pancreatic islet using a molecular probe, and determining the state of the pancreatic islet based on the obtained pancreatic islet image and / or the amount of the pancreatic islet, and diagnosing diabetes based on the diagnosis.
  • pancreatic islets As described above, in the onset of diabetes, the amount of pancreatic islets (especially the amount of ⁇ -cells in the pancreas) decreases prior to abnormal glucose tolerance, but diabetes has already been treated after dysfunction is detected and recognized. Is at a difficult stage.
  • a decrease in the amount of pancreatic islets and / or pancreatic ⁇ cells can be detected at an early stage.
  • Preventive, therapeutic and diagnostic methods can be established.
  • the target of diabetes prevention / treatment / diagnosis includes humans and / or mammals other than humans.
  • the method for preventing diabetes according to the present invention can include periodically measuring the amount of islets and checking for a tendency to decrease the amount of islets.
  • the treatment method of diabetes of this invention can include evaluating the therapeutic effect including the medication and diet therapy performed with respect to a subject paying attention to the change of the amount of islets.
  • the method for diagnosing diabetes according to the present invention can include imaging of islets or measuring the amount of islets, comparing with a reference size or amount, or determining the degree of progression of diabetes.
  • the present invention relates to a method for ultra-early diagnosis of diabetes as another preferred embodiment.
  • the ultra-early diagnosis method for diabetes according to the present invention is based on, for example, Ningen Dock, imaging of islets and / or measurement of islet amount by the method of the present invention in a health checkup, and the obtained islet image and / or islet amount. Determining the state of the islets can be included.
  • the method for treating diabetes according to the present invention comprises performing islet imaging and / or measurement of the amount of islets by the method of the present invention, and evaluating the functional recovery of the islets based on the obtained islet image and / or islet amount. Can be included.
  • kits in still another aspect, relate to a kit containing the molecular probe precursor of the present invention.
  • kits of the present invention include a kit for preparing the molecular probe of the present invention, a kit for performing the imaging method of the present invention, a kit for performing the method for measuring the amount of islets of the present invention, Examples include kits for the prevention or treatment or diagnosis of diabetes. In each of these embodiments, it is preferable to include an instruction manual according to each form.
  • the kit of the present invention can further include, for example, components for preparing a molecular probe such as a buffer and an osmotic pressure regulator, and instruments used for administration of the molecular probe such as a syringe.
  • components for preparing a molecular probe such as a buffer and an osmotic pressure regulator
  • instruments used for administration of the molecular probe such as a syringe.
  • the molecular probe precursor 200 ⁇ g was dissolved in each of Borate Buffer (pH 7.8), and [ 19 F] SFB was added thereto to adjust the reaction solution to pH 8.5 to 9.0 for labeling. .
  • three types of target molecular probes X, Y, and Z were obtained by performing deprotection reaction by adding DMF and Piperidine.
  • the molecular probe X is a molecular probe obtained by using the molecular probe precursor of the above formula (1), and [ 19 in the side chain of the fourth lysine in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
  • F A molecular probe in which a fluorobenzoyl group is bonded and the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • the molecular probe Y is a molecular probe obtained by using the molecular probe precursor of the above formula (5), and a [ 19 F] fluorobenzoyl group is present at the 19th lysine residue in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5. It is a molecular probe that binds and the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • the molecular probe Z is a molecular probe obtained by using the molecular probe precursor of the above formula (9), and in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 9, a [ 19 F] fluorobenzoyl group is bonded to the N-terminal amino group. And a molecular probe in which the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • pancreatic islets isolated from mice were dispersed into single cells and prepared to be 1.7 ⁇ 10 5 cells / sample.
  • a solution containing 125 I-labeled exendin (9-39) labeled with the Bolton-Hunter labeling method was added to the prepared cells, and the final concentration of 125 I-labeled exendin (9-39) was 0.1 ⁇ Ci (0.045 pmol; 0 .153 ng / 100 ⁇ l).
  • the reagent containing the prepared molecular probes X, Y and Z was added to the cells to which 125 I-labeled exendin had been added (final concentration of each molecular probe: 1 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1 ⁇ 10 ⁇ 12 M), Incubated for 1 hour at room temperature. The reaction was stopped by filtration, and the radioactivity was measured using a liquid scintillation analyzer. The results are shown in FIGS. 1A to 1C.
  • FIGS. 1A-C are graphs showing an example of the result of analysis by SigmaPlot 11 (trade name), FIG. 1A is an example of the result of the molecular probe X, and FIG. 1B is an example of the result of the molecular probe Y.
  • FIG. 1C is an example of the result of the molecular probe Z.
  • molecular probes X, Y and Z all inhibited the binding of GLP-1R and 125 I-labeled exendin (9-39) in a concentration-dependent manner.
  • the IC 50 of the molecular probe X is 2.35 ⁇ 10 ⁇ 8 M
  • the IC 50 of the molecular probe Y is 2.36 ⁇ 10 ⁇ 8 M
  • the IC 50 of the molecular probe Z is 1. It was 5 ⁇ 10 ⁇ 9 M.
  • Example 1 Measurement of biodistribution in mice using the molecular probe precursor of the present invention of the above formula (1) in which a protecting group is bonded to the N-terminus of SEQ ID NO: 1 and the 19th lysine residue, and three-dimensional islets of mice Imaging was performed.
  • the molecular probe of the present invention was prepared as follows.
  • [ 18 F] FB fluorobenzoyl group
  • [ 18 F] FB fluorobenzoyl group
  • FIG. 2A is a graph showing a change with time of accumulation of molecular probes in each organ
  • FIG. 2B is an enlarged graph of FIG. 2A.
  • accumulation of the molecular probe prepared in this example in the pancreas was 4% dose / g 5 minutes after administration, 4.9% dose / g 15 minutes after administration, and 30 minutes after administration. It was 4.7% dose / g.
  • the molecular probe prepared in this example accumulated more in the pancreas than the stomach and intestine, which are adjacent organs of the pancreas, between 5 and 40 minutes after administration, and a PET image with sufficient contrast for observation was obtained. It was suggested that it would be obtained.
  • the prepared molecular probe 52 ⁇ Ci
  • n 5
  • the weight and radioactivity of each organ were measured, and the accumulation amount (% dose / g) was calculated from the radioactivity per unit weight.
  • An example of the result is shown in FIG. 3 together with the result of pre-administration.
  • FIGS. 3A and B it was observed that pre-administration of the cold probe to inhibit binding to the receptor inhibited the uptake of the prepared molecular probe in the pancreas by about 15%.
  • FIG. 4 An example of the result is shown in FIG. The image is taken 8 minutes after administration of the molecular probe.
  • FIG. 4 is a coronal view of three-dimensional imaging, and FIG. 4A (accumulation time: 15 minutes) is an image of the whole mouse (without excision), and FIG. 4B (accumulation time: 10 minutes).
  • FIG. 4C integrated time: 10 minutes
  • FIG. 4D accumulation time: 15 minutes
  • -It is an image after excising the stomach.
  • the images in FIG. 4 are all from the same individual.
  • the white circles in FIGS. 4B to 4D indicate the position of the pancreas.
  • the contrasts in FIGS. 4A to 4D are the same.
  • Example 2 Measurement of biodistribution in mice using the molecular probe precursor of the present invention of the above formula (5) in which a protecting group is bonded to the N-terminus of SEQ ID NO: 5 and the amino group of the side chain of the fourth lysine residue And three-dimensional islet imaging of mice was performed.
  • the molecular probe of the present invention was prepared as follows.
  • the obtained molecular probe is a molecule in which [ 18 F] FB is bound to the amino group of the 19th lysine side chain in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5 and the C-terminal carboxyl group is amidated. It is a probe.
  • FIG. 5A is a graph showing the change over time of the accumulation of molecular probes in each organ
  • FIG. 5B is an enlarged graph of FIG. 5A.
  • accumulation of the molecular probe prepared in this example in the pancreas was 4% dose / g 5 minutes after administration, 4.1% dose / g 15 minutes after administration, and 30 minutes after administration. It was 3.9% dose / g.
  • the molecular probe prepared in Example 5 Compared to the biodistribution of the molecular probe prepared in Example 1 (molecular probe labeled with the fourth lysine residue of SEQ ID NO: 1), the molecular probe prepared in this example (19th of SEQ ID NO: 5) Although the accumulation in the liver in the body distribution of the molecular probe labeled with the lysine residue of the above is increased, the accumulation in the stomach and intestine, which are adjacent organs of the pancreas, is small, and the accumulation in the stomach and intestine The change with time is also significantly reduced.
  • FIGS. 6A to 6C indicate the position of the pancreas, and the organ that appears white on both sides of the pancreas (white circle) in FIG. 6C (transverse image) is the kidney.
  • the contrasts in FIGS. 6A to 6C are the same.
  • the molecular probe precursor of the present invention As shown in FIG. 6, by using the molecular probe precursor of the present invention of the above formula (5), the position of the pancreas could be clearly determined non-invasively. That is, the molecular probe precursor of the present invention enabled noninvasive three-dimensional imaging of islets.
  • FIG. 7A is a graph showing the change over time of the accumulation of molecular probes in each organ
  • FIG. 7B is an enlarged graph of FIG. 7A.
  • accumulation of the molecular probe prepared in this example in the pancreas was 5.4% dose / g 5 minutes after administration, 7.2% dose / g 15 minutes after administration, and 30 minutes after administration. It was 9.0% dose / g later, and 6.4% dose / g 60 minutes after administration.
  • accumulation in the pancreas exceeding 5% dose / g is maintained for a long time, and in particular, accumulation in the pancreas is 7% dose during 15 to 50 minutes after administration. / g was exceeded.
  • the molecular probe prepared in Example 3 was most frequently accumulated in the pancreas compared to the molecular probe of Example 1 (FIG.
  • the molecular probe labeled with the N-terminal amino group is suitable for imaging of PET images.
  • this molecular probe it is possible to obtain a PET image with high contrast in observing the pancreas. Sex was suggested.
  • FIGS. 8A and B it was observed that pre-administration of the cold probe to inhibit binding to the receptor inhibited the uptake of the prepared molecular probe in the pancreas by 75% or more.
  • the molecular probe precursor of the present invention enables non-invasive three-dimensional imaging of the pancreas, particularly non-invasive pancreatic ⁇ cells.
  • the present invention is useful in, for example, the medical field, the field of molecular imaging, and the field related to diabetes.
  • SEQ ID Nos: 1-12 Amino acid sequence of the molecular probe precursor of the present invention

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Abstract

　膵島イメージング用分子プローブ前駆体を提供する。下記式(１)～(１２)のいずれかで表されるポリペプチド又は前記ポリペプチドと相同性を有するポリペプチド。 *-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPS-NH2(1) *-LSKQMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPS-NH2(2) *-SKQMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPS-NH2(3) *-KQMEEEAVRLFIEWLK*NGGPSSGAPPPS-NH2(4) *-DLSK*QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2(5) *-LSK*QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2(6) *-SK*QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2(7) *-K*QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2(8) DLSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2(9) LSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2(10) SK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2(11) K* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2(12)

Description

膵島イメージング用分子プローブ前駆体及びその使用
　本発明は、膵島イメージング用分子プローブ前駆体及びその使用に関する。
　現在、日本における２型糖尿病は推定８２０万人を越えて増加し続けている。この対策として耐糖能検査を基準とした糖尿病発症前の介入が行われているが、充分な成果が得られていない。その原因として、耐糖能検査で機能異常が明らかとなる境界型の段階では膵島の障害はすでに高度に進行しており、介入開始時期としては遅い可能性がある。
　すなわち、糖尿病の発症過程では、膵島量（とりわけ、膵β細胞量）が耐糖能異常に先行して減少するため、機能異常が検出・自覚される段階に至ってからでは、糖尿病はすでに治療が難しい段階となっている。一方、膵島量及び／又は膵β細胞量の減少を早期に発見することができれば、糖尿病を予防・治療できる可能性がある。したがって、糖尿病の予防・診断を行うために非侵襲の膵島イメージング技術、とりわけ膵島量及び又は膵β細胞量を測定するための非侵襲の膵島イメージング技術が望まれている。その中でも、膵島、好ましくは、膵β細胞のイメージングを可能とする分子プローブが特に望まれている。
　スライス切片の膵島をイメージングするための分子プローブとしては、ＧＬＰ－１Ｒ（グルカゴン様ペプチド１受容体）のリガンドの１つであるエキセンジン（９－３９）（Ｅｘｅｎｄｉｎ（９－３９））が知られている。すなわち、１２５Ｉ標識したエキセンジン（９－３９）をマウス尾静脈より投与すると、他の臓器に比べて膵臓へ特異的に選択的に集積し、かつ、膵臓の中でも膵島に選択的に結合することが知られている（非特許文献１）。
E. Mukai et al. Non-invasive imaging of pancreatic islets targeting glucagon-like peptide-1 receptors, 44thEASD Annual Meeting Rome 2008, abstract, Presentation No.359 [on line]
　しかしながら、上述した１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）では非侵襲の三次元イメージングを行うことが困難であった。そこで、本発明は、非侵襲的な膵島の三次元イメージングが可能な膵島イメージング用分子プローブを提供する。
　本発明は、膵島のイメージングに用いられる分子プローブの前駆体であって、
　下記式(１)～(１２)のいずれかで表されるポリペプチド、
　下記式(１)～(１２)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸が欠失、付加又は置換したポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチド、又は、
　下記式(１)～(１２)のポリペプチドのアミノ酸配列と８０％以上の相同性を有するポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチドからなり、
　前記分子プローブは、膵島のイメージングに用いられる分子プローブである、膵島イメージング用分子プローブ前駆体に関する。
*-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (1)  （配列番号１）
 *-LSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (2)  （配列番号２）
  *-SKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (3)  （配列番号３）
   *-KQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (4)  （配列番号４）
*-DLSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (5)  （配列番号５）
 *-LSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (6)  （配列番号６）
  *-SK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (7)  （配列番号７）
   *-K* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (8)  （配列番号８）
 DLSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (9)  （配列番号９）
  LSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (10) （配列番号１０）
   SK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (11) （配列番号１１）
    K* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (12) （配列番号１２）
［上記式(１)～(８)において、「*-」はＮ末端のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、上記式(１)～(１２)において、「K*」はリジン（lysine）の側鎖のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、「-NH2」はＣ末端のカルボキシル基がアミド化されていることを示す。］
　本発明の膵島イメージング用分子プローブ前駆体であれば、例えば、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）などにより、膵島のイメージング、好ましくは膵島の三次元イメージング、より好ましくは非侵襲の膵島イメージングが可能となる。
図１は、実施例におけるbinding assayの結果の一例を示す図である。 図２は、本発明の分子プローブの体内分布の経時変化の結果の一例を示す図である。 図３は、本発明の分子プローブを用いたin vivo阻害実験の結果の一例を示す図である。 図４は、本発明における膵島イメージング（ＰＥＴ）の結果の一例を示す図である。 図５は、本発明の分子プローブの体内分布の経時変化の結果のその他の例を示す図である。 図６は、本発明における膵島イメージング（ＰＥＴ）の結果のその他の例を示す図である。 図７は、本発明の分子プローブの体内分布の経時変化の結果の一例を示す図である。 図８は、本発明の分子プローブを用いたin vivo阻害実験の結果のその他の例を示す図である。
　従来、Ｂｏｌｔｏｎ－Ｈｕｎｔｅｒ標識法で標識された１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）は公知であった（例えば、商品コードＮＥＸ３３５、パーキンエルマー社製）。しかしながら、１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）では非侵襲で三次元イメージングすることは困難であり、ヒトの膵島をイメージングして定量することは技術的に困難であった。また、上述したとおり、１２５Ｉ標識したエキセンジン（９－３９）は他の臓器に比べて膵臓へ特異的に選択的に集積し、かつ、膵臓の中でも膵島に選択的に結合することが知られていたが（非特許文献１）、例えば、ポジトロン放出核種による標識をした場合であっても同様の挙動を示すかは不明であった。
　本発明は、エキセンジン（９－３９）に由来するポリペプチドのリジン側鎖のアミノ基又はＮ末端のアミノ基にポジトロン放出核種を標識すれば、例えば、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）により非侵襲で膵島の三次元イメージングが可能となり、かつ定量性を確保できる、という知見に基づく。すなわち、本発明は、膵島の非侵襲的な三次元イメージングを可能にするという効果を好ましくは奏する。また、本発明は、好ましくは、膵島の定量用イメージングを行うことができるという効果を奏し、より好ましくは従来困難であった膵島の定量用イメージングと膵島の非侵襲的な三次元イメージングとの双方を達成できるという効果を奏する。
　本発明によれば膵島の三次元イメージングが可能となり、かつ、分子プローブの核種の結合部位が一箇所であるから、好ましくは、膵島量の測定が可能となる。さらに、本発明によれば非侵襲のイメージングが可能となるから、好ましくは、ヒトの検査や診断にも適用可能となる。すなわち、本発明によれば、好ましくは、膵島量の測定に基づく糖尿病の予防、治療、診断方法が可能となる。
　また、上述した通り、糖尿病の発症過程では、耐糖能異常に先行して膵島量が減少することが知られている。このため、膵島イメージング及び又は膵島量の測定を行うことにより、例えば、糖尿病の発症前や初期の状態で、膵島の微小な変化を見つけることができることから、糖尿病の超早期発見・診断が可能になる。このため、本発明の膵島イメージング用分子プローブの前駆体は、糖尿病の早期発見・診断、好ましくは糖尿病の超早期発見・診断に有用である。
　すなわち、本発明は、
[１] 下記式(１)～(１２)のいずれかで表されるポリペプチド、下記式(１)～(１２)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸が欠失、付加又は置換したポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチド、又は、下記式(１)～(１２)のポリペプチドのアミノ酸配列と８０％以上の相同性を有するポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチドからなり、前記分子プローブは、膵島のイメージングに用いられる分子プローブである、膵島イメージング用分子プローブ前駆体、
*-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (1)  （配列番号１）
 *-LSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (2)  （配列番号２）
  *-SKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (3)  （配列番号３）
   *-KQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (4)  （配列番号４）
*-DLSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (5)  （配列番号５）
 *-LSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (6)  （配列番号６）
  *-SK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (7)  （配列番号７）
   *-K* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (8)  （配列番号８）
 DLSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (9)  （配列番号９）
  LSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (10) （配列番号１０）
   SK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (11) （配列番号１１）
    K* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (12) （配列番号１２）
［上記式(１)～(８)において、「*-」はＮ末端のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、上記式(１)～(１２)において、「K*」はリジン（lysine）の側鎖のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、「-NH2」はＣ末端のカルボキシル基がアミド化されていることを示す。］；
[２] 非侵襲性の膵島イメージングに用いられる、[１]記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体；
[３] 膵島量を定量するための膵島イメージングに用いられる、[１]又は[２]記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体；
[４] 糖尿病の予防、治療又は診断のための膵島イメージングに用いられる、[１]～[３]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体；
[５] Ｎ末端のアミノ基又はリジンが標識化される、[１]～[４]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体；
[６] 膵島イメージングが、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）により行われる、[１]～[５]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体；
[７] [１]～[６]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護することを含む、膵島のイメージング方法；
[８] さらに、前記分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島の状態を判定することを含む、[７]記載の膵島のイメージング方法；
[９] [１]～[６]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して膵島イメージング用分子プローブを調製すること、及び、前記分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島量を算出することを含む、膵島量の測定方法；
[１０] 膵島イメージング用分子プローブの製造方法であって、[１]～[６]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護することを含む、製造方法；
[１１] 前記膵島イメージング用分子プローブ前駆体の標識化が、Ｎ末端のアミノ基又はリジン残基の標識化である、[１０]記載の製造方法；
[１２] 膵島イメージング用分子プローブを調製するためのキットであって、[１]～[６]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を含む、キット；
[１３] 膵島イメージング用分子プローブであって、[１０]又は[１１]記載の製造方法により得られうる、非侵襲性の膵島イメージング用分子プローブ；
[１４] [１]から[６]のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して膵島イメージング用分子プローブを調製すること、前記膵島イメージング用分子プローブを用いて膵島のイメージングを行うこと、及び、得られた膵島の画像及び又は膵島量に基づき膵島の状態を判定することを含む、糖尿病の診断方法；
[１５] さらに、算出した膵島量を提示することを含む、[９]記載の膵島量の測定方法;
に関する。
　［膵島イメージング］
　本発明において、膵島イメージングとは、膵島の分子イメージング（molecular imaging）であって、in vivoの膵島の空間的及び／又は時間的分布を画像化することを含む。また、本発明において、膵島イメージングは、糖尿病に関する予防・治療・診断の観点から、膵β細胞を標的分子とすることが好ましい。さらに、本発明において、膵島イメージングは、膵島量の定量性及びヒトに適用するという観点から、非侵襲で三次元のイメージングであることが好ましい。イメージングの方法としては、非侵襲の膵島イメージングが可能な方法であれば特に制限されず、例えば、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）、単光子放射線コンピュータ断層撮影法（ＳＰＥＣＴ）などを利用する方法が挙げられる。これらの中でも、本発明の分子プローブ前駆体を利用し、膵島量の定量を行なう観点からはＰＥＴが好ましい。
　［本発明の分子プローブ前駆体］
　本発明の分子プローブ前駆体は、膵島イメージングに用いるポリペプチドであって、上記式(１)～(１２)のいずれかで表されるポリペプチドを含む。上記式(１)～(１２)のポリペプチドのアミノ酸配列は、それぞれ、配列表の配列番号１～１２に記載のアミノ酸配列である。ただし、上記式(１)～(８)のポリペプチドのＮ末端のアミノ基には、該アミノ基を保護するために保護基が結合している。上記式(１)～(１２)のポリペプチドのＣ末端のカルボキシル基は、膵β細胞との結合性の向上の観点から、アミノ基によりアミド化されている。また、上記式(１)のポリペプチドの第１９番目、上記式(２)のポリペプチドの第１８番目、上記式(３)のポリペプチドの第１７番目及び上記式(４)のポリペプチドの第１６番目のリジン（lysine）の側鎖のアミノ基、並びに、上記式(５)のポリペプチドの第４番目、上記式(６)のポリペプチドの第３番目、上記式(７)のポリペプチドの第２番目及び上記式(８)のポリペプチドの第１番目のリジン（lysine）の側鎖のアミノ基には、アミノ基を保護するために保護基が結合している。このため、後述するアミノ基を標識化する標識システムで上記式(１)～(８)のポリペプチドを含む本発明の分子プローブ前駆体を標識化すると、保護基が結合していないリジンの側鎖のアミノ基が標識化されうる。また、上記式(９)のポリペプチドの第４番目及び第１９番目、上記式(１０)のポリペプチドの第３番目及び第１８番目、上記式(１１)のポリペプチドの第２番目及び第１７番目、並びに上記式(１２)のポリペプチドの第１番目及び第１６番目のリジンの側鎖のアミノ基には、アミノ基を保護するために保護基が結合している。このため、後述するアミノ基を標識化する標識システムで上記式(９)～(１２)のポリペプチドを含む本発明の分子プローブ前駆体を標識化すると、本発明の分子プローブ前駆体のＮ末端のアミノ基が標識化されうる。
　ここで、上記式(１)（配列表の配列番号１）、上記式(５)（配列表の配列番号５）及び上記式(９)（配列表の配列番号９）のアミノ酸配列は、Ｃ末端のカルボキシル基がアミノ基によりアミド化されていること及び保護基と結合したアミノ基を除けば、エキセンジン（９－３９）のアミノ酸配列と一致する。エキセンジン（９－３９）は、膵β細胞上に発現するＧＬＰ－１Ｒ（グルカゴン様ペプチド－１の受容体）に結合することが知られている。本発明の分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して得られる分子プローブ（以下、「本発明の分子プローブ」ともいう。）も、膵島、好ましくは膵β細胞に結合可能である。
　本発明の分子プローブ前駆体のより好ましい実施形態において、膵島をイメージングしやすいことから、Ｎ末端側のリジン、すなわち、配列番号５の第４番目のリジン残基、配列番号６の第３番目のリジン残基、配列番号７の第２番目のリジン残基、及び、配列番号８の第１番目のリジン残基に相当するリジンの側鎖のアミノ基に、アミノ基を保護するための保護基が結合していることが好ましい。したがって、本発明の分子プローブ前駆体において、Ｃ末端側のリジン、すなわち、上記式(５)（配列番号５）の第１９番目のリジン残基、上記式(６)（配列番号６）の第１８番目のリジン残基、上記式(７)（配列番号７）の第１７番目のリジン残基、及び、上記式(８)（配列番号８）の第１６番目のリジン残基に相当するリジンが標識化されることが好ましい。
　本発明の分子プローブ前駆体のさらにより好ましい実施形態において、膵島をよりイメージングしやすくなることから、ポリペプチドに含まれるすべてのリジンの側鎖のアミノ基に、アミノ基を保護するための保護基が結合していることがより好ましい。したがって、本発明の分子プローブ前駆体において、上記式(９)（配列番号９）のＮ末端のアミノ基、上記式(１０)（配列番号１０）のＮ末端のアミノ基、上記式(１１)（配列番号１１）のＮ末端のアミノ基、及び、上記式(１２)（配列番号１２）のＮ末端のアミノ基が標識されることがより好ましい。
　本発明の分子プローブ前駆体は、その他の実施形態として、膵島イメージングに用いるポリペプチドであって、上記式(１)～(１２)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸配列が欠失、付加又は置換したポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチドを含み得る。ここで、前記１～数個とは、１～１０、１～９、１～８、１～７、１～６、１～５、１～４、１～３、１～２、及び１個を含みうる。この実施形態の本発明の分子プローブ前駆体においても、上記式(１)～(８)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸配列が欠失、付加又は置換したポリペプチドである場合は、保護基によるＮ末端のアミノ基の保護、Ｃ末端のカルボキシル基のアミド化を含むことが好ましく、標識化されるリジン（lysine）を１つ含み、その他のリジンを含む場合はその他のリジンの側鎖のアミノ基は保護基により保護されていることが好ましい。また、上記式(９)～(１２)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸配列が欠失、付加又は置換したポリペプチドである場合は、Ｃ末端のカルボキシル基のアミド化を含むことが好ましく、また、Ｎ末端のアミノ基が標識化されうるように、リジンを含む場合はリジンの側鎖のアミノ基は保護基により保護されていることが好ましい。
　また、本発明の分子プローブ前駆体は、さらにその他の実施形態として、膵島イメージングに用いるポリペプチドであって、上記式(１)～(１２)のポリペプチドのアミノ酸配列と８０％以上の相同性を有するポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチドを含み得る。ここで、前記相同性とは、当業者が通常用いるアルゴリズム、例えば、ＢＬＡＳＴ又はＦＡＳＴＡなどで算出されるものでよく、あるいは、比較する２つのポリペプチドの同一アミノ酸残基の数を一方のポリペプチド全長で除して得られる数に基づいてもよい。前記相同性は、８５％以上、９０％以上、９５％以上を含みうる。この実施形態の本発明の分子プローブ前駆体においても、上記式(１)～(８)のポリペプチドと８０％以上の相同性を有するポリペプチドである場合は、保護基によるＮ末端のアミノ基の保護、Ｃ末端のカルボキシル基のアミド化を含むことが好ましく、標識化されるリジン（lysine）を１つ含み、その他のリジンを含む場合はその他のリジンの側鎖のアミノ基は保護基により保護されていることが好ましい。上記式(９)～(１２)のポリペプチドと８０％以上の相同性を有するポリペプチドである場合は、Ｃ末端のカルボキシル基のアミド化を含むことが好ましく、また、Ｎ末端のアミノ基が標識化されうるように、上述したリジン以外のリジンを含む場合はリジンの側鎖のアミノ基は保護基により保護されていることが好ましい。
　本発明において膵島に結合可能とは、膵島量の定量性及び検査・診断の用途の観点から、本発明の分子プローブが膵β細胞に結合可能であることが好ましく、少なくとも膵臓において膵β細胞に特異的であることがより好ましく、少なくともヒトの体内において他の器官・組織とシグナルが重ならない程度に特異的であることがさらに好ましい。
　なお、本発明の分子プローブ前駆体は、定法に従ったペプチド合成により製造することができ、そのペプチド合成方法は特に制限されない。
　本発明の分子プローブ前駆体は、上述のとおり、膵島イメージングに用いられるものであって、ヒトの検査・診断の用途の観点から非侵襲性の膵島イメージングに用いられることが好ましく、同様の観点から膵島量を定量するための膵島イメージングに用いられることが好ましい。さらに、本発明の分子プローブ前駆体は、糖尿病の予防、治療又は診断のための膵島イメージングに用いられることが好ましい。これらの膵島イメージングは、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）により行われてもよい。
　［保護基］
　本発明の分子プローブ前駆体における保護基は、本発明の分子プローブの特定のアミノ基、すなわち、本発明の分子プローブ前駆体の特定のリジン側鎖のアミノ基又は本発明の分子プローブ前駆体のＮ末端のアミノ基を標識化する間に、その他のアミノ基を保護するものであって、そのような機能を果たせる公知の保護基を使用できる。前記保護基としては、特に制限されず、例えば、９－フルオレニルメチルオキシカルボニル基（Ｆｍｏｃ）、ｔｅｒｔ-ブトキシカルボニル基（Ｂｏｃ）、ベンジルオキシカルボニル基（Ｃｂｚ）、２，２，２-トリクロロエトキシカルボニル基（Ｔｒｏｃ）、アリルオキシカルボニル基（Ａｌｌｏｃ）などがあげられ、取扱いの点から、Ｆｍｏｃ及びＢｏｃが好ましい。これらの保護基の脱保護の方法は、それぞれ公知であって、当業者であれば適宜脱保護できる。
　本発明の分子プローブ前駆体は、標識化される特定のアミノ基、すなわち、本発明の分子プローブ前駆体の特定のリジン側鎖のアミノ基又は本発明の分子プローブ前駆体のＮ末端のアミノ基に、例えば、フルオロベンゾイル（ＦＢ）が結合していてもよい。また、その他に、本発明の分子プローブ前駆体は、標識化される特定のアミノ基に、例えば、金属放射性同位元素（金属核種）と結合可能なキレート部位や、ペプチドとの結合を担うリンカー部が結合していてもよい。金属核種としては、例えば、６２Ｃｕ、６４Ｃｕ、６７Ｇａ、６８Ｇａ、８２Ｒｂ、９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎ等が挙げられる。キレート化合物としては、例えば、ジエチレントリアミン五酢酸（ＤＴＰＡ）、６－ヒドラジノオイリジン－３－カルボン酸（ＨＹＮＩＣ）、テトラアザシクロドデカン四酢酸（ＤＯＴＡ）、dithisosemicarbazone（ＤＴＳ）、diaminedithiol（ＤＡＤＴ）、mercaptoacetylglycylglycylglycine（ＭＡＧ３）、monoamidemonoaminedithiol（ＭＡＭＡ）、diamidedithiol（ＤＡＤＳ）、propylene diamine dioxime（ＰｎＡＯ）等が挙げられる。
　［本発明の分子プローブの調製方法］
　本発明の分子プローブは、本発明の分子プローブ前駆体をイメージング方法に応じた標識化を行い、その後、保護基の脱保護をすることで調製することができる。標識化に用いられる核種としては、例えば、１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏ、１８Ｆ、６２Ｃｕ、６４Ｃｕ、６８Ｇａ、８２Ｒｂなどのポジトロン放出核種、６７Ｇａ、９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎなどのシングルフォトン放出核種等が挙げられる。標識化の手順としては、例えば、ＰＥＴを行う場合には、１１Ｃ、１５Ｏ、１８Ｆなどのポジトロン放出核種を、ＳＰＥＣＴを行う場合には、９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎなどのシングルフォトン放出核種を、公知の方法、例えば、ＳＦＢ（N-succinimidyl 4-fluorobenzoate）などを用いる方法により標識化することが挙げられる。また、金属核種を用いて標識化する場合は、例えば、上記キレート化合物を用いて標識化することが挙げられる。これらの方法で上記式(１)～(８)のポリペプチドを標識すると、上記式(１)のポリペプチドの第４番目、上記式(２)のポリペプチドの第３番目、上記式(３)のポリペプチドの第２番目及び上記式(４)のポリペプチドの第１番目のリジン（lysine）の側鎖のアミノ基、並びに、上記式(５)のポリペプチドの第１９番目、上記式(６)のポリペプチドの第１８番目、上記式(７)のポリペプチドの第１７番目及び上記式(８)のポリペプチドの第１６番目のリジン（lysine）の側鎖のアミノ基が標識される。また、この方法で上記式(９)～(１２)のポリペプチドを標識すると、上記式(９)～(１２)のポリペプチドのＮ末端のアミノ基が標識される。但し、本発明における標識化の方法はこれらの方法に限定されない。標識後の脱保護は、保護基の種類に応じた公知の方法で行うことができる。したがって、本発明は、その他の態様として、本発明の分子プローブの製造方法であって、本発明の分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護することを含む製造方法に関する。また、本発明の分子プローブの製造方法において、本発明の分子プローブ前駆体の標識化が、Ｎ末端のアミノ基の標識化であることが好ましい。
　本発明は、さらにその他の態様として、本発明の分子プローブの製造方法により得られうる非侵襲性の膵島イメージング用分子プローブに関する。本発明の膵島イメージング用分子プローブによれば、非侵襲的な膵島の三次元イメージングを行うことができる。本発明の分子プローブは、例えば、６２Ｃｕ、６４Ｃｕ、６７Ｇａ、６８Ｇａ、８２Ｒｂ、９９ｍＴｃ、１１１Ｉｎ等の金属核種や、１１Ｃ、１３Ｎ、１５Ｏ、１８Ｆ等の核種が結合していてもよい。また、本発明の分子プローブは、特定のアミノ基に、例えば、上記金属核種が結合した上記キレート化合物や、金属核種が結合したキレート部位とペプチドとの結合を担うリンカー部が結合していてもよい。
　［イメージング方法］
　本発明は、さらにその他の態様として、本発明の分子プローブ前駆体を標識化し、その後、保護基を脱保護することを含む膵島のイメージング方法に関する。本発明の膵島イメージング方法は、本発明の分子プローブを用いて膵島をイメージングすることを含んでもよい。本発明の膵島イメージング方法は、検査・診断の用途の観点から、膵β細胞のイメージング方法であることが好ましい。前駆体の標識化及び脱保護については上述のとおりであって、膵島イメージングについても上述のとおりである。また、本発明の膵島のイメージング方法は、さらに、前記分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島の状態を判定することを含んでもよい。分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島の状態を判定することは、例えば、膵島イメージングの画像を解析することにより膵島の有無を判断すること、膵島量の増減を判断すること等を含む。
　本発明の膵島のイメージング方法は、前記調製した本発明の分子プローブを対象に投与すること、及び、分子プローブの投与から一定時間経過後、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）等の手段による測定を行うことを含むことができる。ＰＥＴ等による測定には、例えば、イメージの撮影、膵島量の測定等を含む。投与対象としては、ヒト及び又はヒト以外の哺乳類が挙げられる。対象への投与は、局所的であってもよく、全身的であってもよい。投与経路は、対象の状態等に応じて適宜決定できるが、例えば、静脈、動脈、皮内、腹腔内への注射又は輸液等が挙げられる。本発明の分子プローブは、担体とともに投与することが好ましい。担体としては、例えば、水性溶媒及び非水性溶媒が使用できる。水性溶媒としては、例えば、リン酸カリウム緩衝液、生理食塩水、リンゲル液、蒸留水等が挙げられる。非水性溶媒としては、例えば、ポリエチレングリコール、植物性油脂、エタノール、グリセリン、ジメチルスルホキサイド、プロピレングリコール等が挙げられる。膵島のイメージング又は膵島量の測定のための本発明の分子プローブの用量は、例えば、１μｇ以下とすることができる。投与から測定までの時間は、例えば、分子プローブの膵島への結合時間、分子プローブの種類及び分子プローブの分解時間等に応じて適宜決定できる。
　［膵島量の測定方法］
　本発明は、さらにその他の態様として、膵島量の測定方法であって、本発明の分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して本発明の分子プローブを調製すること、及び、分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島量を算出することを含む膵島量の測定方法に関する。本発明の膵島量の測定方法は、調製した本発明の分子プローブを用いて膵島イメージングを行うことを含んでもよい。標識化及び脱保護については上述のとおりであって、膵島イメージングについても上述のとおりである。分子プローブを用いた膵島イメージングの結果からの膵島量の算出は、例えば、膵島イメージングの画像を解析すること等により行うことができる。また、イメージングの結果からイメージングの対象物の定量を行うことは、当業者であれば、例えば、検量線や適当なプログラムを用いて容易に行うことができる。本発明の膵島量の測定方法は、検査・診断の用途の観点から、膵β細胞量の測定方法であることが好ましい。また、本発明の膵島量の測定方法は、さらに、算出した膵島量を提示することを含んでいてもよい。算出した膵島量提示することは、例えば、算出した膵島量を保存又は外部に出力することを含む。外部に出力することは、例えば、モニタに表示すること、及び、印字すること等を含む。
　［糖尿病の予防、治療、診断方法］
　本発明は、さらにその他の態様として、糖尿病の予防又は治療又は診断方法に関する。本発明の糖尿病の予防又は治療又は診断方法は、具体的には、本発明の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して膵島イメージング用分子プローブを調製すること、前記膵島イメージング用分子プローブを用いて膵島のイメージングを行うこと、及び、得られた膵島の画像及び又は膵島量に基づき膵島の状態を判定して糖尿病の診断することを含み、前記診断に基づき糖尿病の予防又は治療することを含みうる。上述したとおり、糖尿病の発症過程では、膵島量（とりわけ、膵β細胞量）が耐糖能異常に先行して減少するが、機能異常が検出・自覚される段階に至ってからでは、糖尿病はすでに治療が難しい段階となっている。しかし、本発明の分子プローブ前駆体を用いたイメージング方法及び又は膵島量の測定方法によれば、膵島量及び又は膵β細胞量の減少を早期に発見することができ、ひいては、新たな糖尿病の予防・治療・診断法が構築できる。糖尿病の予防・治療・診断の対象としては、ヒト及び又はヒト以外の哺乳類が挙げられる。例えば、本発明の糖尿病の予防方法は、定期的に膵島量の測定を行い、膵島量の減少傾向の有無をチェックすることを含むことができる。また、本発明の糖尿病の治療方法は、対象に対して行われる投薬や食事療法を含む治療効果を膵島量の変化に着目して評価することを含むことができる。そして、本発明の糖尿病の診断方法は、膵島のイメージング又は膵島量の測定を行い、基準となる大きさ又は量との比較、あるいは、糖尿病の進行度を判断することを含むことができる。
　本発明は、好ましいその他の態様として、糖尿病の超早期診断方法に関する。本発明の糖尿病の超早期診断方法は、例えば、人間ドック、健康診断において本発明の方法により膵島のイメージング及び又は膵島量の測定を行うこと、及び、得られた膵島の画像及び又は膵島量に基づき膵島の状態を判定することを含むことができる。また、本発明の糖尿病の治療方法は、本発明の方法により膵島のイメージング及び又は膵島量の測定を行うこと、及び、得られた膵島の画像及び又は膵島量に基づき膵島の機能回復を評価することを含むことができる。
　［キット］
　本発明は、さらにその他の態様として、本発明の分子プローブ前駆体を含むキットに関する。本発明のキットの実施形態としては、本発明の分子プローブを調製するためのキット、本発明のイメージング方法を行うためのキット、本発明の膵島量の測定方法を行うためのキット、本発明の糖尿病の予防又は治療又は診断のキットなどが挙げられる。これらの各実施形態において、それぞれの形態に応じた取扱い説明書を含むことが好ましい。
　本発明のキットは、例えば、バッファー、浸透圧調整剤等の分子プローブを調製するための成分や、注射器等の分子プローブの投与に使用する器具等をさらに含むことができる。
　以下に、実施例を用いて本発明をさらに説明する。但し、本発明は以下の実施例に限定して解釈されない。
　［binding assay］
　まず、３種類の分子プローブ前駆体（配列番号１の第１９番目のリジン残基に保護基が結合している上記式(１)の分子プローブ前駆体、配列番号５の第４番目のリジン残基に保護基が結合している上記式(５)の分子プローブ前駆体、並びに、配列番号９の第４番目及び第１９番目のリジン残基に保護基が結合している上記式(９)の分子プローブ前駆体）を準備した。なお、保護基としては、Ｆｍｏｃを使用した。また、各分子プローブ前駆体のＣ末端のカルボキシル基はアミド化されている。
　つぎに、上記分子プローブ前駆体（２００μｇ）をそれぞれＢｏｒａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．８）に溶解させ、それに［１９Ｆ］ＳＦＢを加え反応溶液をｐＨ８．５～９．０に調整し標識化を行った。その後、ＤＭＦ、Ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅを加えることで脱保護反応を行うことにより、３種類の目的の分子プローブＸ、Ｙ及びＺを得た。具体的には、分子プローブＸは、上記式(１)の分子プローブ前駆体を用いて得られた分子プローブであって、配列番号１のアミノ酸配列において第４番目のリジンの側鎖に［１９Ｆ］フルオロベンゾイル基が結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。分子プローブＹは、上記式(５)の分子プローブ前駆体を用いて得られた分子プローブであって、配列番号５のアミノ酸配列において第１９番目のリジン残基に［１９Ｆ］フルオロベンゾイル基が結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。分子プローブＺは、上記式(９)の分子プローブ前駆体を用いて得られた分子プローブであって、配列番号９のアミノ酸配列においてＮ末端のアミノ基に［１９Ｆ］フルオロベンゾイル基が結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。
　つぎに、マウスから単離した膵島を単一細胞に分散し、１．７×１０５個／サンプルとなるように用意した。調製した細胞に、Ｂｏｌｔｏｎ－Ｈｕｎｔｅｒ標識法で標識された１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）を含む溶液を、１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）の終濃度が０．１μＣｉ（０．０４５ｐｍｏｌ；０．１５３ｎｇ／１００μｌ）となるように添加した。ついで、１２５Ｉ標識エキセンジンを添加した細胞に、調製した分子プローブＸ、Ｙ及びＺを含む試薬をそれぞれ添加し（各分子プローブの終濃度：１×１０－６～１×１０－１２Ｍ）、室温で１時間インキュベーションした。フィルタレーションにより反応停止を行い、液体シンチレーションアナライザーを用いて放射能の測定を行った。その結果を図１Ａ～Ｃに示す。
　図１Ａ～Ｃは、ＳｉｇｍａＰｌｏｔ１１（商品名）で解析した結果の一例を示すグラフであり、図１Ａは、分子プローブＸの結果の一例であり、図１Ｂは、分子プローブＹの結果の一例であり、図１Ｃは、分子プローブＺの結果の一例である。図１Ａ～Ｃに示すように、分子プローブＸ、Ｙ及びＺはいずれも、ＧＬＰ－１Ｒと１２５Ｉ標識エキセンジン（９－３９）との結合を濃度依存的に阻害した。また、分子プローブＸのＩＣ５０は、２．３５×１０－８Ｍであり、分子プローブＹのＩＣ５０は、２．３６×１０－８Ｍであり、分子プローブＺのＩＣ５０は、１．５×１０－９Ｍであった。
　（実施例１）
　配列番号１のＮ末端と第１９番目のリジン残基に保護基が結合している上記式(１)の本発明の分子プローブ前駆体を用いてマウスの体内分布の測定及びマウスの三次元膵島イメージングを行った。まず、以下のようにして本発明の分子プローブを調製した。
　［分子プローブの調製］
　Ｆｍｏｃを保護基として使用した上記式(１)の分子プローブ前駆体（５００μｇ）をＢｏｒａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．８）に溶解させ、それに［１８Ｆ］ＳＦＢを加え反応溶液をｐＨ８．５～９．０に調整し標識化を行った。その後、ＤＭＦ、Ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅを加えることで脱保護反応を行い、目的物（配列番号１の第４番目のリジン残基が標識化された分子プローブ）を得た。すなわち、得られた分子プローブは、配列番号１のアミノ酸配列において第４番目のリジンの側鎖のアミノ基に［１８Ｆ］ＦＢ（フルオロベンゾイル基）が結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。
　［体内分布］
　調製した分子プローブ（６９μＣｉ）を無麻酔下の６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）に静脈注射（尾静脈）により投与した。投与５分後、１５分後、３０分後、６０分後、１２０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を図２に示す。図２Ａは、各臓器への分子プローブの集積の経時変化を示すグラフであり、図２Ｂは図２Ａを拡大したグラフである。
　図２に示すとおり、本実施例で調製した分子プローブの膵臓への集積は、投与５分後で４%dose/g、投与１５分後で４．９%dose/g、投与３０分後で４．７%dose/gであった。また、本実施例で調製した分子プローブは、投与後５～４０分の間では、膵臓の隣接臓器である胃や腸よりも膵臓に多く集積し、観察する上で十分なコントラストのＰＥＴ画像が得られるものと示唆された。
　［in vivo阻害実験］
　上述のように調製した分子プローブ（配列表の配列番号１のアミノ酸配列において第４番目のリジンの側鎖のアミノ基が標識化され、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブ）を用い、in vivo阻害実験を行った。マウスは、６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）を使用した。
　まず、無麻酔下のマウスに、標識化していないＥｘｅｎｄｉｎ（９－３９）（コールドプローブ）を静脈注射により前投与した（０．５ｍｇ／ｍＬを０．１ｍＬ）。前投与から３０分後に、調製した分子プローブ（５２μＣｉ）を静脈注射により投与した。分子プローブの投与から３０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を図３に示す。
　コントロールとして、コールドプローブを前投与することなく、調製した分子プローブ（５２μＣｉ）を無麻酔下のマウスに静脈注射により投与した。投与から３０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を前投与した結果とあわせて図３に示す。
　図３Ａは、前投与ありの集積量（%dose/g）及びコントロールの集積量（%dose/g）を示すグラフであり、図３Ｂは、コールドプローブを前投与したことに伴う抑制率（＝｛（前投与ありの集積量）－（コントロールの集積量）｝／（コントロールの集積量）×１００）を示すグラフである。図３Ａ及びＢに示すように、コールドプローブを前投与して受容体への結合を阻害することにより、膵臓における調製した分子プローブの取り込みが約１５％阻害されたことが観察された。
　［三次元イメージング］
　調製した分子プローブ（８２μＣｉ）を麻酔した６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）に静脈注射により投与し、下記のＰＥＴ装置及び条件で三次元イメージングを行った。
撮像装置：Ｅｘｐｌｏｒｅ　Ｖｉｓｔａ（商品名、ＧＥ社製）
撮像方法：Ｓｔａｔｉｃ　Ｓｃａｎ
リコンストラクション：２ＤＯＳＥＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ　ＯＳ－ＥＭ）
　その結果の一例を図４に示す。画像は分子プローブ投与８分後のものである。図４は、三次元イメージングの冠状断像（coronal view）であって、図４Ａ（積算時間：１５分）は、マウス全体（切除無し）の画像であり、図４Ｂ（積算時間：１０分）は、肝臓を削除した後の画像であり、図４Ｃ（積算時間：１０分）は、肝臓に加え腎臓を切除した後の画像であり、図４Ｄ（積算時間：１５分）は、肝臓・腎臓・胃を切除した後の画像である。図４の画像は、すべて同一個体のものである。図４Ｂ～Ｄにおける白丸が膵臓の位置を示す。図４Ａ～Ｄのコントラストは同一である。
　図４に示すとおり、本発明の分子プローブ前駆体を用いて膵島の三次元イメージングが可能となった。なお、マウスの場合、図４Ａに示すとおり、肝臓と膵臓とが非常に密接しており、また使用したＰＥＴの分解能が１．４ｍｍであったため、膵臓の位置が判別しにくいが、ヒトの場合には、臓器自体の大きさも大きく、臓器の位置も独立している。したがって、本発明の分子プローブ前駆体であれば、ヒトにおいて非侵襲の三次元膵島イメージングが可能なことが示唆された。
　（実施例２）
　配列番号５のＮ末端と第４番目のリジン残基の側鎖のアミノ基に保護基が結合している上記式(５)の本発明の分子プローブ前駆体を用いてマウスの体内分布の測定及びマウスの三次元膵島イメージングを行った。まず、以下のようにして本発明の分子プローブを調製した。
　［分子プローブの調製］
　Ｆｍｏｃを保護基として使用した上記式(５)の分子プローブ前駆体（５００μｇ）をＢｏｒａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．８）に溶解させ、それに［１８Ｆ］ＳＦＢを加え反応溶液をｐＨ８．５～９．０に調整し標識化を行った。その後、ＤＭＦ、Ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅを加えることで脱保護反応を行い、目的物（配列番号５の第１９番目のリジン残基が標識化された分子プローブ）を得た。すなわち、得られた分子プローブは、配列番号５のアミノ酸配列において第１９番目のリジンの側鎖のアミノ基に［１８Ｆ］ＦＢが結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。
　［体内分布］
　調製した分子プローブ（６７μＣｉ）を無麻酔下の６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）に静脈注射（尾静脈）により投与した。投与５分後、１５分後、３０分後、６０分後、１２０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を図５に示す。図５Ａは、各臓器への分子プローブの集積の経時変化を示すグラフであり、図５Ｂは図５Ａを拡大したグラフである。
　図５に示すとおり、本実施例で調製した分子プローブの膵臓への集積は、投与５分後で４%dose/g、投与１５分後で４．１%dose/g、投与３０分後で３．９%dose/gであった。実施例１で調製した分子プローブ（配列番号１の第４番目のリジン残基が標識化された分子プローブ）の体内分布に比べ、本実施例で調製した分子プローブ（配列番号５の第１９番目のリジン残基が標識化された分子プローブ）の体内分布における肝臓への集積は多くなっているものの、膵臓の隣接臓器である胃及び腸への集積が少ない上、胃及び腸への集積の経時変化も顕著に小さくなっている。これらのことから、配列番号５の第１９番目のリジン残基が標識された分子プローブ、さらには、Ｃ末端側のリジン残基に相当するリジンが標識された分子プローブを使用することにより、膵島を観察する上で、更にコントラストの高いＰＥＴ画像が得られる可能性が示唆された。
　［三次元イメージング］
　本実施例で調製した分子プローブ（１７４μＣｉ）を麻酔した７週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３２ｇ）に静脈注射により投与し、実施例１と同様の条件で三次元イメージングを行った。その結果の一例を図６に示す。画像は分子プローブ投与３０分後のものである（積算時間：１０分）。図６Ａは、三次元イメージングの冠状断像（coronal view）であり、図６Ｂは、三次元イメージングの矢状断像（sagittal view）であり、図６Ｃは、三次元イメージングの横断像（transverse view）である。図６Ａ～Ｃにおける白丸が膵臓の位置を示し、図６Ｃ（横断像）において膵臓（白丸）の両サイドに白く見える臓器は腎臓である。なお、図６Ａ～Ｃのコントラストは同一である。
　図６に示すとおり、上記式(５)の本発明の分子プローブ前駆体を用いることによって、非侵襲的に膵臓の位置を明確に判別することができた。つまり、本発明の分子プローブ前駆体によって非侵襲的な膵島の三次元イメージングが可能となった。
　（実施例３）
　第４番目及び第１９番目のリジン残基に保護基が結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化されている配列番号９のポリペプチドからなる上記式(９)の本発明の分子プローブ前駆体を用い、以下のようにして本発明の分子プローブを調製した。
　［分子プローブの調製］
　Ｆｍｏｃを保護基として使用した上記式(９)の分子プローブ前駆体（５００μｇ）をＢｏｒａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒ（ｐＨ７．８）に溶解させ、それに［１８Ｆ］ＳＦＢを加え反応溶液をｐＨ８．５～９．０に調整し標識化を行った。その後、ＤＭＦ、Ｐｉｐｅｒｉｄｉｎｅを加えることで脱保護反応を行い、目的物（配列表の配列番号９のアミノ酸配列においてＮ末端のアミノ基が標識化された分子プローブ）を得た。すなわち、得られた分子プローブは、配列番号９のアミノ酸配列においてＮ末端のアミノ基に［１８Ｆ］ＦＢが結合し、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブである。
　上述のように調製した分子プローブを用いて、マウスの体内分布測定及びin vivo阻害実験を行った。
　［体内分布］
　調製した分子プローブ（１３μＣｉ）を無麻酔下の６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）に尾静脈より投与した。投与５分後、１５分後、３０分後、６０分後、１２０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を図７に示す。図７Ａは、各臓器への分子プローブの集積の経時変化を示すグラフであり、図７Ｂは図７Ａを拡大したグラフである。
　図７に示すとおり、本実施例で調製した分子プローブの膵臓への集積は、投与５分後で５．４%dose/g、投与１５分後で７．２%dose/g、投与３０分後で９．０%dose/g、投与６０分後で６．４%dose/gであった。そして、本実施例で調製した分子プローブによれば、５%dose/gを超える膵臓への集積が長い時間維持され、特に、投与後１５から５０分の間では膵臓への集積が７%dose/gを超えていた。また、実施例１の分子プローブ（図２）及び実施例２の分子プローブ（図５）と比較して、実施例３で調製した分子プローブの膵臓への集積が最も多かった。これらのことから、Ｎ末端のアミノ基が標識された分子プローブはＰＥＴ画像の撮像に適しており、この分子プローブを使用することにより、膵臓を観察する上でコントラストの高いＰＥＴ画像が得られる可能性が示唆された。
　［in vivo阻害実験］
　上述のように調製した分子プローブ（配列表の配列番号９のアミノ酸配列においてＮ末端のアミノ基が標識化され、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブ）を用い、in vivo阻害実験を行った。マウスは、６週齢ｄｄＹマウス（雄性、体重３０ｇ）を使用した。
　まず、無麻酔下のマウスに、標識化していないＥｘｅｎｄｉｎ（９－３９）を静脈注射により前投与した（０．５ｍｇ／ｍＬを０．１ｍＬ）。前投与から３０分後に、調製した分子プローブ（１７μＣｉ）を静脈注射により投与した。分子プローブの投与から３０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を図８に示す。
　コントロールとして、コールドプローブを前投与することなく、調製した分子プローブ（１７μＣｉ）を無麻酔下のマウスに静脈注射により投与した。投与から３０分後に各臓器を摘出した（ｎ＝５）。各臓器の重量と放射能とを測定し、単位重量あたりの放射能から集積量（%dose/g）を算出した。その結果の一例を前投与した結果とあわせて図８に示す。
　図８Ａは、前投与ありの集積量（%dose/g）及びコントロールの集積量（%dose/g）を示すグラフであり、図８Ｂは、コールドプローブを前投与したことに伴う抑制率（＝｛（前投与ありの集積量）－（コントロールの集積量）｝／（コントロールの集積量）×１００）を示すグラフである。図８Ａ及びＢに示すように、コールドプローブを前投与して受容体への結合を阻害することにより、膵臓における調製した分子プローブの取り込みが７５％以上阻害されたことが観察された。したがって、配列表の配列番号９のアミノ酸配列においてＮ末端のアミノ基が標識化され、かつ、Ｃ末端のカルボキシル基がアミド化された分子プローブが、マウス体内の膵β細胞に特異的に取り込まれていることが確認できた。
　以上の結果より、本発明の分子プローブ前駆体であれば、ヒトにおいて非侵襲的膵臓の三次元イメージング、とりわけ非侵襲的膵β細胞の三次元イメージングが可能なことが示唆された。
　以上説明したとおり、本発明は、例えば、医療分野、分子イメージングの分野、糖尿病に関する分野などで有用である。
配列番号１～１２：本発明の分子プローブ前駆体のアミノ酸配列

Claims (15)

  1. 　分子プローブの前駆体であって、
    　下記式(１)～(１２)のいずれかで表されるポリペプチド、
    　下記式(１)～(１２)のポリペプチドから１～数個のアミノ酸が欠失、付加又は置換したポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチド、又は、
    　下記式(１)～(１２)のポリペプチドのアミノ酸配列と８０％以上の相同性を有するポリペプチドであって、標識化及び脱保護後に膵島に結合可能なポリペプチドからなり、
    　前記分子プローブは、膵島のイメージングに用いられる分子プローブである、膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
    　*-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (1)  （配列番号１）
    　 *-LSKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (2)  （配列番号２）
    　  *-SKQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (3)  （配列番号３）
    　   *-KQMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (4)  （配列番号４）
    　*-DLSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (5)  （配列番号５）
    　 *-LSK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (6)  （配列番号６）
    　  *-SK* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (7)  （配列番号７）
    　   *-K* QMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS-NH2  (8)  （配列番号８）
    　 DLSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (9)  （配列番号９）
    　  LSK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (10)（配列番号１０）
    　   SK* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (11)（配列番号１１）
    　    K* QMEEEAVRLFIEWLK* NGGPSSGAPPPS-NH2  (12)（配列番号１２）
    ［上記式(１)～(８)において、「*-」はＮ末端のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、
    上記式(１)～(１２)において、「K*」はリジン（lysine）の側鎖のアミノ基が保護基により保護されていることを示し、「-NH2」はＣ末端のカルボキシル基がアミド化されていることを示す。］
  2. 　非侵襲性の膵島イメージングに用いられる、請求項１記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
  3. 　膵島量を定量するための膵島イメージングに用いられる、請求項１又は２記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
  4. 　糖尿病の予防、治療又は診断のための膵島イメージングに用いられる、請求項１から３のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
  5. 　Ｎ末端のアミノ基又はリジンが標識化される、請求項１から４のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
  6. 　膵島イメージングが、ポジトロン放射断層撮影法（ＰＥＴ）により行われる、請求項１から５のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体。
  7. 　請求項１から６のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護することを含む、膵島のイメージング方法。
  8. 　さらに、前記分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島の状態を判定することを含む、請求項７記載の膵島のイメージング方法。
  9. 　請求項１から６のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して膵島イメージング用分子プローブを調製すること、及び、
    　前記分子プローブを用いた膵島イメージングの結果から膵島量を算出することを含む、膵島量の測定方法。
  10. 　膵島イメージング用分子プローブの製造方法であって、請求項１から６のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護することを含む、製造方法。
  11. 　前記膵島イメージング用分子プローブ前駆体の標識化が、Ｎ末端のアミノ基又はリジン残基の標識化である、請求項１０記載の製造方法。
  12. 　膵島イメージング用分子プローブを調製するためのキットであって、請求項１から６のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を含む、キット。
  13. 　膵島イメージング用分子プローブであって、請求項１０又は１１記載の製造方法により得られうる、非侵襲性の膵島イメージング用分子プローブ。
  14. 　請求項１から６のいずれかに記載の膵島イメージング用分子プローブ前駆体を標識化及び脱保護して膵島イメージング用分子プローブを調製すること、
    　前記膵島イメージング用分子プローブを用いて膵島のイメージングを行うこと、及び、
    　得られた膵島の画像及び又は膵島量に基づき膵島の状態を判定することを含む、糖尿病の診断方法。
  15. 　さらに、算出した膵島量を提示することを含む、請求項９記載の膵島量の測定方法。
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