WO2012046845A1 - ペプチド誘導体及びその使用 - Google Patents

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WO2012046845A1
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peptide derivative
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amino acid
seq
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佐治英郎
稲垣暢也
木村寛之
豊田健太郎
平尾佳
松田洋和
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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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    • G01N2800/04Endocrine or metabolic disorders
    • G01N2800/042Disorders of carbohydrate metabolism, e.g. diabetes, glucose metabolism

Definitions

  • the present invention relates to peptide derivatives and uses thereof.
  • type 2 diabetes in Japan exceeds an estimated 8.8 million people in 2007 statistics, and continues to increase further than in 2002.
  • intervention before the onset of diabetes based on the glucose tolerance test is performed, but sufficient results have not been obtained.
  • the cause of this is that islet damage has already progressed to a high degree at the borderline stage where functional abnormalities are revealed by a glucose tolerance test, and the start of intervention may be late.
  • pancreatic islets has already decreased at the time of onset in both domestic and overseas, and further reduction of pancreatic ⁇ cells after onset is considered to be one of treatment resistance for type 2 diabetes. ing. Therefore, if the amount of pancreatic islets and / or the amount of pancreatic ⁇ -cells can be detected, there is a possibility that the etiology of type 2 diabetes and type 1 diabetes can be elucidated, diagnosed at an extremely early stage, and the onset can be prevented. For this reason, research and development of molecular probes for imaging that enable measurement of the amount of pancreatic islets and / or the amount of pancreatic ⁇ cells has been carried out.
  • GLP-1R glycopeptide 1 receptor
  • the present invention provides peptide derivatives useful for pancreatic ⁇ cell imaging.
  • the present invention relates to a peptide derivative represented by the following general formula (I).
  • ExP is exendin-4: HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 1)
  • Ex4 (xy) represents the amino acid sequence from the x-position to the y-position of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1
  • x is an integer of 1 to 9
  • y is an integer of 30 to 39 Yes
  • K represents lysine
  • n is 0 or 1
  • the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP is unmodified, modified with a non-charged modifying group, or linked with an -LZ group;
  • the carboxyl group at the C-terminal of the polypeptide ExP is amidated
  • the -LZ group represents
  • the present invention relates to a peptide derivative represented by the following general formula (IV) (hereinafter, also simply referred to as “labeling precursor”), which is a labeling precursor of the peptide derivative of the present invention.
  • labeling precursor a labeling precursor of the peptide derivative of the present invention.
  • ExP-P is exendin-4: HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 1)
  • Ex4 (xy) represents the amino acid sequence from the x-position to the y-position of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1
  • x is an integer of 1 to 9
  • y is an integer of 30 to 39 Yes
  • K represents lysine
  • n is 0 or 1
  • peptide derivatives useful for pancreatic ⁇ -cell imaging preferably GLP-1R imaging of pancreatic ⁇ -cells, can be provided.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of changes over time in the biodistribution of the peptide derivative of Example 1.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a time-dependent change in the biodistribution of the peptide derivative of Reference Example 1.
  • FIG. 3 is an image showing an example of a result of two-dimensional imaging analysis using the peptide derivative of Example 1.
  • FIG. 4 is an image showing an example of the results of SPECT imaging using the peptide derivative of Example 2.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of changes over time in the biodistribution of the peptide derivative of Example 3.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of a change over time of the biodistribution of the peptide derivative of Reference Example 2.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of changes over time in the biodistribution of the peptide derivative of Example 1.
  • FIG. 2 is a graph showing an example of a time-dependent change in the biodistribution of the peptide
  • FIG. 7 is an image showing an example of the result of two-dimensional imaging analysis using the peptide derivative of Example 3.
  • FIG. 8 is an image showing an example of the results of SPECT imaging using the peptide derivative of Example 4.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of a change over time in the body distribution of Example 5.
  • FIG. 10 is an image showing an example of the result of the two-dimensional imaging analysis of the fifth embodiment.
  • FIG. 11 is an image illustrating an example of a result of SPECT imaging according to the sixth embodiment.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of a change over time in the body distribution of Example 7.
  • FIG. 13 is an image showing an example of the result of the two-dimensional imaging analysis of the seventh embodiment.
  • FIG. 14 is an image illustrating an example of a result of SPECT imaging according to the eighth embodiment.
  • FIG. 15 is a graph showing an example of a change over time in the body distribution of Example 9.
  • FIG. 16 is an image showing an example of the result of the two-dimensional imaging analysis of the ninth embodiment.
  • FIG. 17 is a graph showing an example of a temporal change of the in-vivo distribution of Example 10.
  • FIG. 18 is a graph showing an example of the radioactivity accumulation rate per gram of organ in Example 11.
  • the diameter of the islets is, for example, about 50 to 500 ⁇ m for humans.
  • a molecular probe that can specifically accumulate on the pancreatic islets and cause contrast with surrounding tissues is required. It is believed that. For this reason, research and development of various molecular probes as described above have been conducted, and from the viewpoint of clearer imaging or more accurate quantification, specific accumulation in the pancreas and organs around the pancreas Therefore, a new molecular probe capable of obtaining a desired contrast (S / N ratio) is demanded.
  • the peptide derivative represented by the general formula (I) improves the specificity to pancreatic ⁇ cells, preferably the specificity of pancreatic ⁇ cells to GLP-1R and / or blood clearance.
  • the S / N ratio is obtained based on the knowledge that, for example, a molecular probe useful for imaging by positron emission tomography (PET) or single photon radiation computed tomography (SPECT) can be provided.
  • PET positron emission tomography
  • SPECT single photon radiation computed tomography
  • the present invention can easily produce the peptide derivative represented by the above general formula (I) by using the peptide derivative represented by the general formula (IV) as a labeling precursor. Is based on the knowledge that the yield during labeling is improved and the time required for labeling can be shortened.
  • ExP is exendin-4: HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (SEQ ID NO: 1)
  • SEQ ID NO: 1 A polypeptide represented by the amino acid sequence of the following formula (1) having the amino acid sequence of Ex4 (xy) -K n (1)
  • Ex4 (xy) represents the amino acid sequence from the x-position to the y-position of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1
  • x is an integer of 1 to 9
  • y is an integer of 30 to 39 Yes
  • K represents lysine
  • n is 0 or 1
  • the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP is unmodified or modified by a non-charged modifying group
  • the -LZ group is bonded, the C-terminal carboxyl group of the polypeptide ExP is amidated, and the -LZ group is
  • Ex4 (xy) -K n is an amino acid sequence of any one of the following formulas (2) to (5), HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (2) (SEQ ID NO: 2) HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (3) (SEQ ID NO: 3) DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (4) (SEQ ID NO: 4) DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (5) (SEQ ID NO: 5) [3] The -LZ group is bonded to the amino group of the side chain of lysine corresponding to position 12 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or the amino group of the side chain of K in the formula (1).
  • the C-terminal carboxyl group of the polypeptide ExP-P is amidated, and the -LY group is the amino acid sequence of the above formula (1).
  • Ex4 (xy) -K n is an amino acid sequence of any one of the following formulas (2) to (5): HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (2) (SEQ ID NO: 2) HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (3) (SEQ ID NO: 3) DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (4) (SEQ ID NO: 4) DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (5) (SEQ ID NO: 5); [10] A kit for producing the peptide derivative according to [5], wherein Z is a labeling group containing a non-radioactive isotope of a radionuclide.
  • the peptide according to any one of [1] to [4] A kit containing the derivative and / or the peptide derivative according to [8] or [9]; [11] A method for imaging pancreatic ⁇ cells, which comprises detecting a radionuclide signal of the peptide derivative from a subject previously administered with the peptide derivative of [5]; [12] The imaging method according to [11], comprising: reconstructing the detected signal, converting it into an image, and displaying the image; [13] A method for measuring the amount of pancreatic islet comprising detecting a signal of the peptide derivative from a subject administered with the peptide derivative according to [5], and calculating the amount of pancreatic islet from the signal of the detected peptide derivative; [14] The method for measuring the amount of islet according to [13], comprising presenting the calculated amount of islet; About.
  • the present invention for example, there is an effect that it is possible to provide a molecular probe that is specifically accumulated in pancreatic ⁇ cells and is excellent in blood clearance and useful for imaging. Furthermore, according to the present invention, for example, since the amount of pancreatic ⁇ cells can be detected, it is possible to elucidate the etiology of diseases such as type 2 diabetes and type 1 diabetes, diagnose very early, and / or prevent the onset. It can have the effect.
  • the labeling yield when performing radiolabeling is high and the time required for labeling can be shortened, it is possible to efficiently provide a molecular probe useful for imaging at a low production cost.
  • the peptide derivative of the present invention has, for example, excellent specificity to pancreatic ⁇ cells, preferably excellent specificity of pancreatic ⁇ cells to GLP-1R. Moreover, the peptide derivative of the present invention is excellent in blood clearance. Therefore, the peptide derivative of the present invention can be used for imaging of pancreatic ⁇ cells, preferably quantification of pancreatic ⁇ cells, and / or GLP-1R of pancreatic ⁇ cells.
  • ExP represents a polypeptide represented by the amino acid sequence of the following formula (1) having the amino acid sequence of exendin-4 (SEQ ID NO: 1) completely or partially.
  • Ex4 (xy) -K n (1)
  • Ex4 (xy) is the amino acid sequence from the x-position to the y-position of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
  • Each of x and y represents the number of amino acid residues counted from the N-terminal side in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1
  • x is an integer of 1 to 9
  • y is an integer of 30 to 39.
  • the combination of x and y is not particularly limited and can be appropriately selected.
  • x is preferably 1 or 9, and y is preferably 39.
  • Ex4 (xy) is preferably Ex4 (1-39) or Ex4 (9-39), for example. When x is 9 and y is 39, the amino acid sequence of Ex4 (xy) matches the amino acid sequence of exendin (9-39), which is an antagonist of GLP-1R.
  • K represents a lysine residue capable of binding to the C-terminus of Ex4 (x-y), n is 0 or 1. That is, when n is 1 (K 1 ), this indicates that lysine is bound to the C-terminus of Ex4 (xy), and when n is 0 (K 0 ), Ex4 (xy) It shows that lysine is not bound to the C-terminal of.
  • the lysine that binds to the C-terminus may be either L-form (L-lysine) or D-form (D-lysine), but suppresses peptide degradation from the C-terminal side in vivo and detects signals from degradation products. From the viewpoint of suppression, D-form is preferred.
  • the -LZ group binds to the side chain of the amino acid of the polypeptide ExP (polypeptide having the amino acid sequence of the above formula (1)) or the ⁇ -amino group at the N-terminus, preferably the lysine of the polypeptide ExP.
  • l represents the number of methylene groups
  • m represents the number of oxyethylene groups.
  • n in formula (1) is 1, l is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1.
  • m is an integer of 1 to 30, m is 3 to 30 from the viewpoint of suppressing the accumulation of the peptide derivative in the liver, kidney, lung and intestine and improving the ratio of pancreatic liver and pancreas and kidney.
  • An integer of 4 or more, 6 or more, 8 or more, 10 or more, or 12 or more is more preferable.
  • the upper limit of m is preferably an integer of 28 or less, 26 or less, 24 or less, 22 or less, 20 or less, 18 or less, 16 or less, 14 or less, or 12 or less.
  • m is, for example, an integer of 1 to 14, preferably an integer of 2 to 12, more preferably an integer of 2 to 8 from the viewpoint of improving accumulation in the pancreas.
  • n in the formula (1) is 0, l is an integer of 0 to 8, preferably an integer of 0 to 5, more preferably an integer of 0 to 3, and further preferably 0 or 1.
  • m is an integer of 0 to 30, and m is 4 to 30 from the viewpoint of suppressing the accumulation of the peptide derivative in the liver, kidney, lung and intestine and improving the ratio of pancreatic liver and pancreas and kidney. Is more preferable, and an integer of 6 or more, 8 or more, or 10 or more is more preferable.
  • the upper limit of m is preferably an integer of 28 or less, 26 or less, 24 or less, 22 or less, 20 or less, 18 or less, 16 or less, or 14 or less. Further, m is, for example, an integer from 0 to 14, preferably an integer from 0 to 12, more preferably an integer from 2 to 8, from the viewpoint of improving accumulation in the pancreas.
  • Z represents a labeling group containing a radionuclide or its isotope.
  • the “labeling group containing a radionuclide or an isotope thereof” includes a radionuclide and an isotope thereof.
  • the isotopes include radioactive isotopes of radionuclides and non-radioactive isotopes.
  • the labeling group containing the radionuclide or its isotope is not particularly limited as long as it is a group capable of binding to an amino group as shown in the above formula (II), and various known labeling groups can be used.
  • radionuclide examples include 11 C, 13 N, 15 O, 18 F, 64 Cu, 67 Ga, 68 Ga, 75 Br, 76 Br, 77 Br, 82 Rb, 99m Tc, 111 In, 123 I, and 124. I, 125 I, 131 I, and 186 Re.
  • the radionuclide is preferably a positron emitting nuclide such as 11 C, 13 N, 15 O, 18 F, 62 Cu, 64 Cu, 68 Ga, 75 Br, 76 Br, 82 Rb, and 124 I. .
  • the radionuclide is preferably a ⁇ -ray emitting nuclide such as 67 Ga, 99m Tc, 77 Br, 111 In, 123 I, 125 I, more preferably 77 Br, 99m Tc, 111 In, 123 I or 125 I.
  • radionuclides such as 18 F, 75 Br, 76 Br, 77 Br, 123 I, and 124 I are more preferable, and 18 F, 123 I, and 124 I are particularly preferable.
  • the non-radioactive isotope of the radionuclide is a non-radioisotope of the above-described radionuclide, for example, 13 C, 14 N, 16 O, 17 F, 63 Cu, 70 Ga, 80 Br, 99m Tc, 115 In, And 127 I and the like.
  • the labeling group containing the radionuclide or its isotope is selected from, for example, the following formula (III) from the viewpoint of the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ cell, preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ cell GLP-1R. It is preferable that it is group represented by these.
  • Ar represents an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group.
  • the aromatic hydrocarbon group is preferably an aromatic hydrocarbon group having 6 to 18 carbon atoms, such as a phenyl group, o-tolyl group, m-tolyl group, p-tolyl group, 2,4-xylyl group, p- Cumenyl group, mesityl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group, 1-anthryl group, 2-anthryl group, 9-anthryl group, 1-phenanthryl group, 9-phenanthryl group, 1-acenaphthyl group, 2-azurenyl group 1-pyrenyl group, 2-triphenylenyl group, o-biphenylyl group, m-biphenylyl group, p-biphenylyl group, terphenyl group and the like.
  • the aromatic heterocyclic group has 1 or 2 nitrogen atoms, oxygen atoms or sulfur atoms, and is preferably a 5- to 10-membered heterocyclic group.
  • R 1 represents a radionuclide or a substituent containing an isotope thereof, for example, a radionuclide, a C 1 -C 3 alkyl group substituted by a radionuclide, a C 1 -C 3 alkoxy group substituted by a radionuclide, Examples thereof include radionuclide isotopes, C 1 -C 3 alkyl groups substituted by radionuclide isotopes, C 1 -C 3 alkoxy groups substituted by radionuclide isotopes, and the like.
  • the “C 1 -C 3 alkyl group” means an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the “C 1 -C 3 alkyl group substituted by a radionuclide or an isotope thereof” has 1 to 3 carbon atoms, and a hydrogen atom is defined by the radionuclide or an isotope thereof. Refers to a substituted alkyl group.
  • the “C 1 -C 3 alkoxy group” means an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, and a propoxy group.
  • the “C 1 -C 3 alkoxy group substituted by a radionuclide or an isotope thereof” has 1 to 3 carbon atoms, and a hydrogen atom is defined by the radionuclide or an isotope thereof. Refers to a substituted alkoxy group.
  • R 1 is preferably a substituent containing a radioactive halogen nuclide, and more preferably a substituent containing 18 F, 75/76/77 Br, or 123/124/125/131 I, for example.
  • R 1 is preferably a substituent containing a radiohalogenous species that emits positron, for example, a substituent containing 18 F, 75 Br, 76 Br, or 124 I.
  • R 1 is preferably a substituent containing a radioactive halogen nuclide that emits ⁇ rays, for example, a substituent containing 77 Br, 123 I, or 125 I.
  • R 1 may be any of ortho-position, meta-position and para-position, and when R 1 is 123/124/125/131 I or an isotope thereof, the meta-position is preferred, and R 1 is 18 F or an isotope thereof The para position is preferred.
  • 75/76/77 Br means 75 Br, 76 Br, or 77 Br
  • 123/124/125/131 I means 123 I, 124 I, 125 I, Or 131 I.
  • R 2 represents a hydrogen atom or one or more substituents different from R 1 .
  • R 2 may be a hydrogen atom or a substituent, but is preferably a hydrogen atom. That is, in the above formula (I), Ar is preferably not substituted with a substituent other than R 1 .
  • R 2 is two or more substituents, they may be the same or different. Examples of the substituent include a hydroxyl group, an electron withdrawing group, an electron donating group, a C 1 -C 6 alkyl group, a C 2 -C 6 alkenyl group, a C 2 -C 6 alkynyl group, and the like.
  • Examples of the electron withdrawing group include a cyano group, a nitro group, a halogen atom, a carbonyl group, a sulfonyl group, an acetyl group, and a phenyl group.
  • Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom.
  • C 1 -C 6 alkyl group refers to an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, Examples thereof include a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, and a hexyl group.
  • the “C 2 -C 6 alkenyl group” refers to an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, such as a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 1 -Butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group can be mentioned.
  • the “C 2 -C 6 alkynyl group” refers to an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms, such as an ethynyl group, a 1-propynyl group, a 2-propynyl group, a 1-butynyl group, Examples include 2-butynyl group and 3-butynyl group.
  • the substituent is preferably a hydroxyl group or an electron withdrawing group.
  • R 3 preferably represents a bond, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an oxyalkylene group having 1 to 6 carbon atoms.
  • alkylene group having 1 to 6 carbon atoms include linear or branched alkylene groups such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, and a hexylene group.
  • oxyalkylene group having 1 to 6 carbon atoms include an oxymethylene group, an oxyethylene group, an oxypropylene group, an oxybutylene group, and an oxypentylene group.
  • R 3 is a bond from the viewpoint of the affinity between the peptide derivative and pancreatic islets, preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ -cells, more preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ -cell GLP-1R.
  • a methylene group and an ethylene group are preferable, and a bond is more preferable.
  • the group represented by the formula (III) is represented by the formula (IIIa) from the viewpoint of the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ cell, preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ cell GLP-1R.
  • a group is preferable, and a group represented by the formula (IIIb) or (IIIc) is more preferable.
  • R 1 is as described above.
  • the group represented by the formula (III) is preferably a group represented by the formula (IIId) from the viewpoint of versatility.
  • the labeling group containing a radionuclide or its isotope may contain a radionuclide and a chelate moiety capable of chelating the radionuclide from the viewpoint of labeling with a metal radioisotope (radiometal nuclide). .
  • Examples of the compound capable of forming a chelate site include diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), 6-hydrazinopyridine-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-hydrazinopyridine-3-carboxylic acid
  • DTS dithisosemicarbazone
  • DADT diaminedithiol
  • MAG3 monoamidemonoaminedithiol
  • MAMA monoamidemonoaminedithiol
  • the carboxyl group at the C-terminal of polypeptide ExP is amidated with an amino group from the viewpoint of improving the binding property to pancreatic ⁇ cells and / or stability in vivo.
  • the amino acid located at the C-terminus may be either L-form (L-amino acid) or D-form (D-amino acid), from the viewpoint of inhibiting peptide degradation from the C-terminal side in vivo. Is preferably D-form.
  • a polypeptide polypeptide ExP is represented by Ex4 (x-y) -K 1 , if the -L-Z group is attached to K (lysine) of C-terminal, -L-Z group is bonded
  • the lysine to be used is preferably D-lysine from the viewpoint of suppressing peptide degradation from the C-terminal side in vivo and suppressing signal detection from degradation products.
  • the amino acid adjacent to the C-terminal lysine to which the -LZ group is bonded that is, the amino acid at the (y- (x-1)) position may be either L-form or D-form. D-form is more preferable from the viewpoint of inhibiting peptide degradation from the terminal side and inhibiting signal detection from degradation products.
  • the serine at the (40-x) position may be either L-serine or D-serine, and D-serine is preferred from the same points as described above.
  • the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP may be unmodified, or the charge may be reduced from the point of canceling the accumulation of the peptide derivative in the kidney by canceling the positive charge of the ⁇ -amino group at the N-terminus. It may be modified with a modifying group that does not have. Alternatively, the -LZ group may be bonded to the N-terminal ⁇ -amino group.
  • modifying group having no charge examples include 9-fluorenylmethyloxycarbonyl group (Fmoc), tert-butoxycarbonyl group (Boc), benzyloxycarbonyl group (Cbz), 2,2,2-trichloroethoxy.
  • the modifying group is acetyl group, benzyl group, benzyloxymethyl group, o-bromobenzyloxycarbonyl group, t-butyl group, t-butyldimethylsilyl group, 2-chlorobenzyl group, 2,6-dichlorobenzyl group.
  • a cyclohexyl group, a cyclopentyl group, an isopropyl group, a pivaloyl group, a tetrahydropyran-2-yl group, a tosyl group, a trimethylsilyl group and a trityl group are preferable, and an acetyl group is more preferable.
  • Ex4 (xy) -K n is, for example, preferably Ex4 (1-39), Ex4 (1-39) -K, Ex4 (9-39), or Ex4 (9-39) -K. Specifically, it is preferably an amino acid sequence of any one of the following formulas (2) to (5).
  • HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (2) (SEQ ID NO: 2)
  • HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (3) (SEQ ID NO: 3)
  • DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS (4) (SEQ ID NO: 4)
  • DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK (5) SEQ ID NO: 5
  • the —LZ group is, for example, an ⁇ -amino group at the N-terminal of the amino acid sequence of the formula (2) or a lysine at the 12th position. It is preferably bonded to the amino group of the side chain (hereinafter also referred to as “Lys12”), and more preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys12.
  • the -LZ group is a lysine at position 40 of the amino acid sequence of the formula (3) (hereinafter also referred to as “Lys40”).
  • Lys40 is D-lysine in that it suppresses peptide degradation from the C-terminal side in vivo and suppresses signal detection from degradation products.
  • the serine at position 39 is preferably D-serine from the same points as described above.
  • the -LZ group is, for example, the ⁇ -amino group at the N-terminal of the amino acid sequence of the formula (4) or the 4-position lysine It is preferably bonded to the amino group of the side chain (hereinafter also referred to as “Lys4”), and more preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys4.
  • the -LZ group is a lysine at position 32 of the amino acid sequence of the formula (5) (hereinafter also referred to as “Lys32”).
  • Lys32 is D-lysine in that it suppresses peptide degradation from the C-terminal side in vivo and suppresses signal detection from degradation products.
  • the 31-position serine is preferably D-serine from the same point as described above.
  • the peptide derivative of the present invention can be used, for example, for pancreatic islet imaging, preferably for pancreatic ⁇ -cell imaging, and more preferably for a molecular probe for GLP-1R imaging of pancreatic ⁇ -cells.
  • the peptide derivative of this invention can be used for the imaging for the prevention, treatment, or diagnosis of diabetes, for example.
  • the peptide derivative of the present invention can be used as, for example, the above-described various imaging compositions, imaging reagents, contrast agents, diagnostic imaging agents, etc. containing the peptide derivative of the present invention as an active ingredient.
  • Possible forms of these compositions, diagnostic imaging agents, etc. include, for example, solutions, powders, etc. In consideration of the half-life of radionuclides and decay of radioactivity, solutions are preferable, and injection solutions are more preferable.
  • the present invention relates to a peptide derivative represented by the following general formula (IV).
  • the peptide derivative of this embodiment can be used, for example, as a labeling precursor for the peptide derivative of the present invention described above.
  • ExP-P represents a polypeptide represented by the amino acid sequence of the following formula (1) having the amino acid sequence of exendin-4 (SEQ ID NO: 1) completely or partially.
  • Ex4 (xy) -K n is the same as that of the peptide derivative of the present invention described above, among which Ex4 (1-39), Ex4 (1-39) -K, Ex4 (9-39), or Ex4 (9-39) -K is preferable, and specifically, an amino acid sequence of any one of the above formulas (2) to (5) is preferable.
  • the C-terminal carboxyl group of the polypeptide ExP-P is amidated.
  • the -LY group binds to the ⁇ -amino group at the side chain or N-terminal of the amino acid of the polypeptide ExP-P represented by the amino acid sequence of the above formula (1), preferably lysine of the polypeptide ExP-P A group bonded to the side chain amino group or the N-terminal ⁇ -amino group represented by the following formula (V):
  • the -L- group, l and m are the same as those of the peptide derivative of the present invention described above.
  • Y represents a hydrogen atom or a radioactive label-introducing group, and the peptide derivative of the present invention can be easily produced.
  • labeling can be performed in a short time, and further, the effect of excellent labeling yield can be achieved. Therefore, it is preferable to show a hydrogen atom.
  • the “radiolabel introduction group” means a radionuclide or a group into which a radiolabeling group containing a radionuclide can be introduced.
  • the radionuclide or a radiolabeling group containing a radionuclide can be introduced means that a radiolabeled specific functional group having a radiolabel introduction group or a radiolabel introduction group can be substituted by a radionuclide, It includes the ability to bind or chelate nuclides and the ability to bind to radiolabeling groups including radionuclides.
  • the radiolabel introduction group may contain a chelate moiety capable of chelating the radiometal nuclide from the viewpoint of labeling with the radiometal nuclide.
  • the chelate compound that forms the chelate site is as described above.
  • the radiolabeled introduction group is represented, for example, by the following formula (VI) from the viewpoint of the affinity between the peptide derivative obtained after labeling and pancreatic ⁇ -cells, preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ -cell GLP-1R. And the like.
  • R 4 is mesylate (OMs) group, tosylate (OTs) group, triflate (OTf) group, [ 80 Br] bromine atom, [ 127 I] iodine atom, chlorine atom, nitro group, trimethylammonium group, tin atom, alkyl tin represents a substituent having a group or an alkyl silicon group, preferably OMs group, OTs group, OTf group, [80 Br] bromine, [127 I] iodine, tin atom, alkyl tin group or an alkyl silicon group, more Preferred are [ 80 Br] bromine atom, [ 127 I] iodine atom, and tin atom.
  • the alkyltin group includes a C 1 -C 6 alkyl group substituted with a tin atom, and is preferably a tributyltin group (Sn (C 4 H 9 ) 3 ).
  • Examples of the alkyl silicon group include a C 1 -C 6 alkyl group substituted by a silicon atom, and a tributyl silicon group is preferable.
  • R 4 may be any of the ortho, meta and para positions. From the viewpoint of preparing a labeling precursor of a fluorine-labeled body, the para position is preferable. From the point of preparing a labeling precursor of an iodine labeling body, any of ortho, meta and para positions may be used.
  • the group represented by the formula (VI) is represented by the following formula (VIa) from the viewpoint of the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ -cells, preferably the affinity between the peptide derivative and pancreatic ⁇ -cell GLP-1R. More preferably, in formula (VIa), R 4 represents a [ 80 Br] bromine atom, [ 127 I] iodine atom or tin atom. In the formula (VIa), R 4 is as described above.
  • the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP-P has a protecting group or —LY group attached thereto, is modified by a modifying group having no charge, or is unmodified.
  • the ⁇ -amino group at the N-terminus is preferably protected with a protecting group or modified with a modifying group having no charge.
  • the modifying group having no charge is as described above.
  • the -LY group is, for example, the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP-P or the amino acid in the side chain of Lys12. It is preferably bonded to a group, and more preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys12.
  • the -LY group is preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys40, and Lys40 is From the viewpoint of obtaining a peptide derivative in which peptide degradation from the C-terminal side is suppressed and signal detection from the degradation product is suppressed, D-lysine is preferable.
  • the serine at position 39 is preferably D-serine from the same point as described above.
  • the -LY group is, for example, the ⁇ -amino group at the N-terminus of the polypeptide ExP-P or the amino acid in the side chain of Lys4. It is preferably bonded to a group, and more preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys4.
  • Ex4 (x-y) -K n is an amino acid sequence of the formula (5)
  • -L-Y group is preferably bonded to the amino group of the side chain of Lys32, Lys32, in vivo
  • D-lysine is preferable.
  • the 31-position serine is preferably D-serine from the same point as described above.
  • the side chain of the amino acid to which the -LY group is not bonded may or may not be protected by bonding of a protecting group.
  • the functional group of the side chain of the amino acid to which the —LY group is not bonded is protected by the bonding of a protecting group, more preferably. Is protected at the amino group of the side chain of lysine to which the -LY group is not bonded.
  • the side chain of the amino acid to which the —LY group is not bonded is in an unprotected free state.
  • the protecting group protects the functional group of the side chain of the amino acid to which the -LY group of the labeling precursor is not bound during the labeling, and preferably the -LY group is bound.
  • a known protecting group capable of performing such a function can be used.
  • the protective group is not particularly limited, and examples thereof include Fmoc, Boc, Cbz, Troc, Alloc, Mmt, amino group, alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, 9-fluoreneacetyl group, 1-fluorenecarboxylic acid group, 9-fluorenecarboxylic acid group, 9-fluorenone-1-carboxylic acid group, benzyloxycarbonyl group, Xan, Trt, Mtt, Mtr, Mts, Mbh, Tos, Pmc, MeBzl, MeOBzl, BzlO, Bzl, Bz, Npys, Examples include Dde, 2,6-DiCl-Bzl, 2-Cl
  • Ex4 (xy) -K n is the amino acid sequence of the formula (2)
  • the -LY group is bonded to the side chain amino group of Lys12 or the N-terminal ⁇ -amino group.
  • the -LY group is bonded to the side chain amino group of Lys12 or the N-terminal ⁇ -amino group
  • the protecting group is bonded to the -LY group. More preferably, it is bonded to the amino group of the side chain of lysine which is not.
  • the -LY group is bonded to the amino group of the side chain of Lys12, and the protective group is the side chain of lysine (Lys27) at position 27. More preferably, it is bonded to an amino group, more preferably an -LY group is bonded to an amino group on the side chain of Lys12, and a protective group is an amino group on the side chain of Lys27 and an ⁇ -amino group at the N-terminus. Bonded to the group.
  • Ex4 (x-y) -K n is an amino acid sequence of the formula (3)
  • -L-Y group is bonded to an amino group of the side chain of Lys40, more selective labeling
  • the -LY group is bonded to the amino group of the side chain of Lys40
  • the protective group is bonded to the amino group of the side chain of Lys12 and Lys27.
  • the -LY group is bonded to the amino group of the side chain of Lys40
  • the protecting group is bonded to the ⁇ -amino group at the N-terminus and the amino group of the side chain of Lys12 and Lys27.
  • Ex4 (x-y) -K n is an amino acid sequence of the formula (4)
  • -L-Y group is attached to the ⁇ - amino group of the amino group or N-terminal of the side chain of Lys4
  • the -LY group is bonded to the side chain amino group of Lys4 or the N-terminal ⁇ -amino group
  • the protective group is bonded to the -LY group. More preferably, it is bonded to the amino group of the side chain of lysine which is not.
  • the -LY group is bonded to the amino group of the side chain of Lys4, and the side chain of lysine (Lys19) at the 19th position is the protecting group. More preferably, it is bonded to an amino group, more preferably an -LY group is bonded to an amino group on the side chain of Lys4, and a protective group is an amino group on the side chain of Lys19 and an ⁇ -amino group at the N-terminus. Bonded to the group.
  • Ex4 (x-y) -K n is an amino acid sequence of the formula (5), preferably the -L-Y group is bonded to an amino group of the side chain of Lys32, more selective labeling From the viewpoint of enabling, it is more preferable that the -LY group is bonded to the amino group of the side chain of Lys32, and the protective group is bonded to the amino group of the side chain of Lys4 and Lys19.
  • the -LY group is bonded to the side chain amino group of Lys32, and the protecting group is bonded to the N-terminal ⁇ -amino group and the side chain amino groups of Lys4 and Lys19.
  • Examples of the form of the labeling precursor include solutions, powders, and the like. From the viewpoint of handling, powders are preferable, and lyophilized powders (lyophilized preparations) are more preferable.
  • the labeling precursor includes, for example, an amino acid in which the N-terminal ⁇ -amino group is protected by a protecting group (hereinafter, an amino acid in which the N-terminal ⁇ -amino group is protected by a protecting group is referred to as “protected amino acid”), From the viewpoint of synthesizing a labeling precursor that can be synthesized using a protected amino acid having an -LY group bonded to the chain and capable of more selective labeling, an -LY group is present on the side chain. It is preferable to synthesize using a bonded protected amino acid and a protected amino acid in which the functional group of the side chain is protected by a protecting group.
  • the polypeptide represented by the amino acid sequence of formula (1) is synthesized, and the functional group of the side chain of the amino acid to which the -LY group is not bonded in the synthesized polypeptide Remove the protective group of the functional group that can be labeled, re-protect the functional group of the deprotected amino acid with a protective group different from the protective group before the deprotection, and other than the functional group of the amino acid that has been protected again It is preferable to include deprotecting the protecting group of the functional group.
  • Y is a hydrogen atom
  • the terminal amino group of the -LY group is preferably protected.
  • the present invention relates to a method for producing a peptide derivative comprising labeling the labeling precursor of the present invention.
  • the peptide derivative of the present invention can be easily produced, and preferably, labeling can be performed in a short time, and further, the effect of excellent labeling yield can be achieved.
  • Y is preferably a hydrogen atom, and specifically, a peptide derivative represented by the following formula (VII) is preferred.
  • the peptide derivative represented by the formula (VII) is used as a labeling precursor, for example, labeling can be performed in a short time, and furthermore, the labeling yield is excellent. Can play.
  • the effect that the production of by-products during labeling can be suppressed can be preferably achieved.
  • the polypeptides ExP-P, l and m are as described above.
  • the labeling of the labeling precursor can be performed using, for example, a labeling compound having a group represented by the above formula (III).
  • a labeling compound having a group represented by the formula (III) for example, a group represented by the formula (III) is preferably a succinimidyl ester compound bonded to succinimide via an ester bond, Preferably, it is a succinimidyl ester compound represented by the following formula (VIII).
  • Ar is phenyl from the viewpoint of improving the affinity of the peptide derivative to be produced with pancreatic ⁇ cells, preferably the pancreatic ⁇ cells with GLP-1R.
  • R 2 is a hydrogen atom
  • R 3 is preferably a bond, more preferably Ar is a phenyl group
  • R 1 is a [ 18 F] fluorine atom or [ 123/124/125 / 131 I] an iodine atom
  • R 2 is a hydrogen atom
  • R 3 is a bond.
  • a compound represented by the following formula (VIIIa) is preferable, and a compound represented by the following formula (VIIIb) ([ 18 F] N-succinimidyl 4-fluorobenzoate) and a compound represented by the following formula (VIIIc) ([ 123/124/125 / 131I ] N-succinimidyl 3-iodobenzoate).
  • a compound represented by the following formula (VIIId) is preferable from the viewpoint of versatility.
  • the method for producing a peptide derivative of the present invention may include deprotecting the peptide derivative by removing a protecting group that binds to the labeled peptide derivative. Deprotection can be performed by a known method according to the type of the protecting group.
  • the method for producing a peptide derivative of the present invention may further include a step of purifying the labeled peptide derivative from the viewpoint of producing a radiolabeled highly pure peptide derivative.
  • Purification can be performed, for example, using a known separation operation for purifying a peptide or protein. Examples of the separation operation include ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, reverse phase chromatography, high performance liquid chromatography (HPLC) and the like, and these may be combined as necessary.
  • the method for producing a peptide derivative of the present invention may include a step of synthesizing a labeled compound having a group represented by the formula (III) used for labeling and / or a step of synthesizing a label precursor.
  • the synthesis of the labeling compound and the labeling of the labeling precursor may be performed by one automatic synthesizer, and the synthesis of the labeling precursor, the synthesis of the labeling compound and the labeling of the labeling precursor are performed by one automatic synthesis. It may be performed by a device.
  • Another embodiment of the method for producing a peptide derivative of the present invention relates to a method for producing a peptide derivative, which comprises labeling a labeling precursor in which Y is a radiolabeled introduction group in formula (IV).
  • the label precursor include a label precursor in which Y is a chelate moiety or a group represented by the above formula (VI).
  • the label precursor in which Y is a group represented by the formula (VI) include a label precursor represented by the following formula (IX).
  • formula (IX) the polypeptides ExP-P, 1, m and R 4 are as described above.
  • Examples of the labeling compound used for labeling in this embodiment include [ 18 F] F 2 , [ 18 F] KF, [ 123/124/125/131 I] NaI, [ 123/124/125/131 I] NH 4 I and the like compounds containing radionuclides, compounds containing radiometal nuclides, and the like.
  • the reaction used for labeling is not particularly limited, and can be performed using, for example, an electrophilic substitution reaction, a nucleophilic substitution reaction, or the like. In this embodiment, as described above, for example, the above-described deprotection step and / or purification step may be further included.
  • Imaging reagents In still another aspect, the present invention relates to an imaging reagent containing a peptide derivative represented by the general formula (I).
  • the imaging reagent of the present invention contains a peptide derivative represented by the general formula (I) as an active ingredient, and Z preferably contains a radionuclide in the general formula (I) from the viewpoint of imaging by PET or SPECT.
  • a peptide derivative that is a labeling group is included as an active ingredient.
  • the form of the imaging reagent is not particularly limited, and examples thereof include solutions and powders.
  • a solution is preferable from the viewpoint of the half-life and radioactivity decay of the radionuclide, and an injection solution is more preferable.
  • Z is a labeling group containing a non-radioactive isotope of a radionuclide
  • a powder is preferable, more preferably It is a lyophilized powder (lyophilized preparation).
  • the imaging reagent of the present invention may contain a pharmaceutical additive such as a carrier.
  • a pharmaceutical additive refers to a compound that has been approved as a pharmaceutical additive in the Japanese Pharmacopoeia, the American Pharmacopoeia, and / or the European Pharmacopoeia.
  • the carrier for example, an aqueous solvent and a non-aqueous solvent can be used.
  • the aqueous solvent include potassium phosphate buffer, physiological saline, Ringer's solution, and distilled water.
  • the non-aqueous solvent include polyethylene glycol, vegetable oil, ethanol, glycerin, dimethyl sulfoxide, and propylene glycol.
  • kits in still another aspect, relate to a kit comprising a peptide derivative represented by the general formula (I) and / or a labeled precursor represented by the general formula (IV).
  • kit embodiments include a kit for producing the peptide derivative of the present invention, a kit for imaging pancreatic ⁇ -cells, a kit for imaging GLP-1R of pancreatic ⁇ -cells, and measurement of islet volume And a kit for preventing or treating or diagnosing diabetes.
  • the kit of the present invention preferably includes an instruction manual according to each form. The instruction manual may be included in the kit or may be provided on the web.
  • the form of the peptide derivative represented by the general formula (I) is not particularly limited, and examples thereof include solutions and powders.
  • Z when Z is a labeling group containing a radionuclide, an injection solution is preferable from the viewpoint of the half-life of the radionuclide and attenuation of radioactivity.
  • Z when Z is a labeling group containing a non-radioactive isotope of a radionuclide, either a solution or a powder may be used, but from the viewpoint of handling and storage stability, a powder is preferable, more preferably It is a lyophilized powder (lyophilized preparation).
  • the form of the labeling precursor of the general formula (IV) is not particularly limited, and examples thereof include a solution and a powder. From the viewpoint of handling, a powder is preferable, and a freeze-dried powder (freeze-dried) is more preferable. Formulation).
  • the kit containing the labeling precursor may contain, for example, a labeling compound used for labeling the labeling precursor, a compound used as a starting material for the labeling compound, other reagents used for radioactive labeling, and the like.
  • the labeling compound is as described above, and among them, the compound represented by the formula (VIIIa) is preferable, and the compound represented by the formula (VIIIb) and the compound represented by the formula (VIIIc) are more preferable.
  • the starting material include a starting material for the labeled compound represented by the formula (VIIIb) and a starting material for the labeled compound represented by the formula (VIIIc).
  • Examples of the starting material for the labeled compound represented by the formula (VIIIb) include ester derivatives of 4- (trimethylammonium triflate) -benzoic acid.
  • Examples of ester derivatives of 4- (trimethylammonium triflate) benzoic acid include methyl ester, ethyl ester, t-butyl ester, and pentamethyl ester.
  • Examples of other starting materials for the labeled compound represented by the formula (VIIIb) include ethyl 4- (trimethylammonium triflate) benzoate, ethyl 4- (tosyloxy) benzoate, ethyl 4- (methylsulfonyloxy) benzoate and the like.
  • Examples of the starting material of the labeled compound represented by the formula (VIIIc) include 2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3- (tributylstannyl) benzoate, 2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-bromobenzoate, 2, 5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-chlorobenzoate, 2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-iodobenzoate, and the like.
  • Examples of other reagents used for radiolabeling include reagents containing radionuclides used for the synthesis of labeled compounds.
  • the kit of the present invention may further include a container for containing the peptide derivative represented by the general formula (I) and / or the labeled precursor of the general formula (IV).
  • the container include a syringe and a vial.
  • the kit of the present invention may further include, for example, a component for preparing a molecular probe such as a buffer and an osmotic pressure regulator, a device used for administration of a peptide derivative such as a syringe, and the like.
  • a component for preparing a molecular probe such as a buffer and an osmotic pressure regulator
  • a device used for administration of a peptide derivative such as a syringe, and the like.
  • the kit containing the labeling precursor may include, for example, an automatic synthesizer for synthesizing the labeling compound.
  • the automatic synthesizer can label the labeling precursor using the synthesized labeling compound, deprotect the peptide derivative after labeling, synthesize the labeling precursor, etc. Also good.
  • the present invention relates to a method for imaging pancreatic ⁇ cells, which comprises imaging pancreatic ⁇ cells using the peptide derivative represented by the general formula (I).
  • imaging method of the present invention since the peptide derivative of the present invention is used, imaging of pancreatic ⁇ cells, preferably imaging of GLP-1R of pancreatic ⁇ cells can be performed.
  • the subject include humans and / or mammals other than humans.
  • the peptide derivative is preferably a peptide derivative in which Z is a labeling group containing a radionuclide in the general formula (I).
  • the imaging method of the present invention includes, as a first aspect, detecting a radionuclide signal of a peptide derivative from a subject previously administered with the peptide derivative represented by the general formula (I).
  • the detection of the signal is preferably performed, for example, after administration of the peptide derivative and after a sufficient time has elapsed for detection of the signal.
  • the imaging method of the present invention may include, for example, reconstructing a detected signal to convert it into an image and displaying it, and / or quantifying the detected signal to present an accumulation amount.
  • the display includes, for example, displaying on a monitor and printing.
  • the presentation includes, for example, storing the calculated accumulation amount and outputting it to the outside.
  • the detection of the signal can be appropriately determined according to the type of radionuclide of the peptide derivative to be used, and can be performed using, for example, PET and SPECT.
  • SPECT includes, for example, measuring gamma rays emitted from a subject administered with the peptide derivative of the present invention with a gamma camera.
  • Measurement with a gamma camera includes, for example, measuring radiation ( ⁇ rays) emitted from the radionuclide of the peptide derivative in a certain unit of time, and preferably measuring the direction and quantity of radiation emitted in a certain unit of time. Including doing.
  • the imaging method of the present invention may further include representing the distribution of the measured peptide derivative obtained by measurement of radiation as a cross-sectional image and reconstructing the obtained cross-sectional image.
  • PET includes, for example, simultaneous counting of gamma rays generated by annihilation of positron and electrons from a subject administered with a peptide derivative with a PET detector, and further releases positrons based on the measurement results. It may include rendering a three-dimensional distribution of radionuclide positions.
  • X-ray CT and / or MRI measurement may be performed in accordance with measurement by SPECT or PET.
  • SPECT or PET a fused image obtained by fusing an image (functional image) obtained by SPECT or PET and an image (morphological image) obtained by CT or MRI can be obtained.
  • the peptide derivative represented by the general formula (I) is administered to the subject, and the radionuclide signal of the peptide derivative is detected from the administered subject.
  • Signal detection, reconstruction processing, and the like can be performed in the same manner as in the first embodiment.
  • Administration of the peptide derivative 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 dose (dose) of the peptide derivative is not particularly limited, and an amount sufficient to obtain a desired contrast for imaging may be administered, and may be, for example, 1 ⁇ g or less.
  • the peptide derivative is preferably administered together with a pharmaceutical additive such as a carrier.
  • the pharmaceutical additive is as described above.
  • the time from administration to measurement can be appropriately determined according to, for example, the binding time of the molecular probe to pancreatic ⁇ cells, the type of molecular probe, the degradation time of the molecular probe, and the like.
  • the imaging method of the second aspect may include determining the state of pancreatic islets or pancreatic ⁇ cells based on the results of imaging using the peptide derivative of the present invention. Determining the state of pancreatic islets or pancreatic ⁇ cells includes, for example, determining the presence or absence of pancreatic islets or pancreatic ⁇ cells by analyzing an image of pancreatic ⁇ cell imaging, and determining increase or decrease in the amount of pancreatic islets.
  • the present invention relates to a method for measuring the amount of pancreatic islets using a peptide derivative represented by the general formula (I).
  • the method for measuring the amount of pancreatic islets according to the present invention comprises detecting a signal of a peptide derivative from a subject administered with the peptide derivative represented by the general formula (I), and calculating the amount of islet from the detected signal of the peptide derivative. It is preferable to include.
  • the peptide derivative is preferably a peptide derivative in which Z is a labeling group containing a radionuclide in the general formula (I).
  • the amount of islet can be calculated, for example, by analyzing the amount of the detected signal, the imaging image obtained by reconstructing the signal, and the like. 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 imaging object is, for example, an islet, preferably a pancreatic ⁇ cell, more preferably a GLP-1R of pancreatic ⁇ cell.
  • 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 according to 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 amount of islets (especially the amount of ⁇ -cells in the pancreas) decreases prior to abnormal glucose tolerance in the onset of diabetes, but diabetes has already been treated after reaching the stage where functional abnormalities are 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.
  • the method for diagnosing diabetes of the present invention comprises imaging pancreatic ⁇ cells using the peptide derivative of the present invention, and determining the state of the islets based on the obtained islet image and / or islet amount. Furthermore, it may include performing a diagnosis of diabetes based on the determination result.
  • the determination of the islet state is performed by, for example, comparing the obtained islet image with the reference islet image, comparing the obtained islet amount with the reference islet amount, and the like. Including determining an increase or decrease or change.
  • the state of the islets may be determined using an information processing apparatus. When it is determined that the amount of islets is decreasing, the information is presented and it is determined that the amount of islets is increased or maintained. Sometimes it is preferable to present that information. Diagnosis of diabetes based on the determination result includes, for example, determining the risk of developing diabetes, determining that it is diabetes, determining the degree of progression of diabetes, and the like.
  • the method for treating diabetes according to the present invention includes the treatment of diabetes based on the diagnosis in addition to the diagnosis of pancreatic islet based on the imaging of pancreatic islets using the peptide derivative of the present invention.
  • Islet imaging and diabetes diagnosis can be performed in the same manner as in the method for diagnosing diabetes of the present invention.
  • the treatment method can include evaluating a therapeutic effect including medication and diet therapy performed on the subject by focusing on a change in the amount of islet.
  • the method for treating diabetes according to the present invention comprises performing islet imaging and / or measurement of islet amount by the method of the present invention, and restoring the function of the islet based on the obtained islet image and / or islet amount. It can include evaluating.
  • the method for preventing diabetes according to the present invention includes imaging of islets using the peptide derivative of the present invention, and determining the risk of developing diabetes by determining the state of the islets based on the imaging result.
  • the method for preventing diabetes according to the present invention can include, for example, periodically measuring the amount of islets and checking for a tendency to decrease the amount of islets.
  • 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 includes, for example, performing an islet imaging and / or measurement of an islet amount by a method of the present invention in a medical checkup, a health checkup, and an image of the obtained islet and / or an islet amount. Determining the state of the islets based on.
  • the peptide derivative of the present invention has completely or partially the amino acid sequence of exendin-4 (SEQ ID NO: 1).
  • exendin-4 is a GLP-1 analog and is known to bind to GLP-1R expressed on pancreatic ⁇ cells. Therefore, since the peptide derivative of the present invention can bind to GLP-1R, and preferably binds specifically to GLP-1R, for example, imaging and quantification of GLP-1R positive cells, GLP- It can be used for diagnosis and treatment of diseases involving 1R expression. Therefore, imaging and quantification of GLP-1R-positive cells, diagnosis and / or treatment of diseases involving GLP-1R expression, etc.
  • Examples of diseases involving GLP-1R expression include neuroendocrine tumors (NET).
  • Examples of neuroendocrine tumors include insulinoma, small cell bronchial cancer, pancreatic cancer and the like.
  • IB 3-iodobenzoyl Rink Amide MBHA Resin (trade name, manufactured by Merck): 4- (2 ', 4'-Dimethoxyphenyl-Fmoc-aminomethyl) -phenoxyacetamido-norleucyl-MBA HBTu: 1- [bisdimethylaminomethylene] -1H-benzotriazolium-3-oxide-hexafluorophosphate HOBt: 1-hydroxybenzotriazole DMF: dimethylformamide Boc-mini-PEG-3 TM (trade name, Peptide International Boc-11-Amino-3,6,9-trioxaundecanoic acid / DCHA Boc: Butoxycarbonyl group DCHA: Dicyclohexylamine WSCD: Water-soluble carbodiimide TFA: Tetrahydrofuran HOSu: N-hydroxysuccinimide IB-Cl: 3-Iodobenzoyl Rink Amide MBHA Resin (trade name, manufactured
  • Rink Amide MBHA Resin (0.39 mol / g, 0.25 mmol scal) was used as a starting resin carrier.
  • an amino acid raw material an Fmoc-amino acid derivative used in a usual Fmoc-peptide synthesis method was used.
  • amino acids having a functional group in the side chain are Asp (OBu), Ser (OBu), Gln (Trt), Glu (OBu), Trp (Boc), Arg (Pbf), and Asn, respectively.
  • Fmoc-Lys (Boc-PEG3) was used at the 4th position, and Fmoc-Lys (Mmt) was used at the 19th position.
  • the raw material Fmoc-amino acid derivative was set in the reaction vessel of the peptide synthesizer, dissolved in activators HBTu, HOBt and DMF, added to the reaction vessel, and reacted.
  • a protected peptide resin A1 represented by the following formula (8) was obtained.
  • the side chain protecting groups are omitted except for Lys (Mmt).
  • the amino acid is extended according to the sequence using Fmoc-Lys (Boc-PEG3), Fmoc-Ser (OBu), Fmoc-Leu, and Fmoc-Asp (OBu), and the protection represented by the following formula (9) Peptide resin A2 was obtained.
  • the side chain protecting groups are omitted except for Lys (Boc-PEG3) and Lys (Mmt).
  • Fmoc-DLSK (Boc-PEG3) QMEEEAVRLFIEWLK (Mmt) NGGPSSGAPPPS-Rink Amide MBHA (9) (SEQ ID NO: 9)
  • the side chain protecting group (Mmt) at position 19 in the protected peptide resin A2 was removed by treatment with TFA-TIS-DCM (1.5: 5: 93.5 v / v), and then the Lys at position 19 was removed.
  • the amino group of the side chain was converted to Fmoc using FmocOSu to obtain a protected peptide resin A represented by the formula (7).
  • the above Fmoc-Lys (Boc-PEG3) was prepared by the following method. Boc-mini-PEG-3 TM was dissolved in THF, and 0.5N HCl / ethyl acetate was added dropwise thereto (pH 3-5). After removing the precipitated DCHA salt, the obtained Boc-PEG3 was converted into an active ester using WSCD.HCl and HOSu. This active ester and Fmoc-Lys were stirred in DMF at room temperature (pH 7-8) to obtain Fmoc-Lys (Boc-PEG3).
  • a peptide derivative (410 ⁇ g) represented by the formula (10) is dissolved in acetonitryl, Borate Buffer (pH 7.8), and [ 125 I] N-succinimidyl3-iodobenzoate ([[ 125 I] SIB) was added, and the reaction solution was adjusted to pH 8.5 to 9.0 and reacted for 30 minutes for labeling. Thereafter, DMF and piperidine were added to perform a deprotection reaction, and the target product (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) (peptide derivative represented by the formula (6)) was obtained (radiation). Chemical yield: 48.6%, radiochemical purity:> 99%). The time required for labeling was 2.5 hours.
  • the time required for the labeling is the time required for labeling the labeling precursor to obtain the target labeled product, the reaction time with the labeling compound, and the deprotection reaction after the reaction with the labeling compound. Including time, LC purification time and concentration time (the same applies hereinafter).
  • a peptide derivative (SEQ ID NO: 11) represented by the following formula (11) was prepared.
  • [ 125 I] IB is directly bonded to the amino group of the side chain of the 4th-position lysine residue of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4, and the C-terminal The carboxyl group is amidated.
  • Labeling was carried out in the same manner as in Production Example 1 except that a labeling precursor (1050 ⁇ g) represented by the following formula (12) was used instead of the peptide derivative represented by the formula (10), and the target compound of the formula (11 ) was obtained (radiochemical yield: 18.4%, radiochemical purity: 96.4%). The time required for labeling was 5.5 hours.
  • Fmoc-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK Fmoc NGGPSSGAPPPS-CONH 2 (12) (SEQ ID NO: 12)
  • radiolabeling is performed using a peptide derivative represented by the formula (10) in which PEG3 is bonded to the amino group of the side chain of lysine as a linker as a labeling precursor.
  • the yield of the radiolabeled peptide derivative is greatly improved, The time required for this was significantly reduced. Specifically, the yield was improved from 18.4% to 48.6%, and the yield could be improved more than twice. Also, the time required for labeling was 5.5 hours to 2.5 hours, which could be shortened by 3 hours, and the labeling could be performed in half of the conventional time. Therefore, according to the labeling precursor of the present invention, since labeling can be performed efficiently, a peptide derivative that is efficiently radiolabeled can be provided.
  • (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) As shown below, a peptide derivative represented by formula (13) below (SEQ ID NO: 13) ( Hereinafter, “(IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39)”) was prepared.
  • (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) is [ 125 I] IB via the PEG3 linker to the amino group of the side chain of the 40th lysine residue of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5. And the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • a protected peptide resin B (SEQ ID NO: 14) represented by the following formula (14) was synthesized.
  • Synthesis of the protected peptide resin B is a production example except that Fmoc-Lys (Mmt) is used as the lysine at the 4th and 19th positions, and Fmoc-Lys (Boc-PEG3) is used as the lysine at the 32nd position. 1 was performed.
  • the side chain protecting groups are omitted except for Lys (Boc-PEG3) and Lys (Fmoc).
  • Fmoc-DLSK (Fmoc) QMEEEAVRLFIEWLK (Fmoc) NGGPSSGAPPPSK (Boc-PEG3) -Rink Amide MBHA (14) (SEQ ID NO: 14)
  • the obtained protected peptide resin B was subjected to deprotection, excision from the resin, and isolation and purification of the peptide derivative in the same manner as in Production Example 1, and the peptide derivative represented by the following formula (15) (SEQ ID NO: 15) Was obtained as a trifluoroacetate salt (lyophilized powder).
  • the peptide derivative represented by the formula (15) is a labeled precursor of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39).
  • the labeling is carried out in the same manner as in Production Example 1 except that the labeling precursor (400 ⁇ g) represented by the following formula (17) is used instead of the peptide derivative represented by the formula (10), and the above-mentioned formula which is the target product
  • the peptide derivative represented by (16) was obtained (radiochemical yield: 33.6%, radiochemical purity:> 99%).
  • the time required for labeling was 6 hours.
  • Example 1 Using a peptide derivative represented by the formula (6) ((IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39)), biodistribution experiments and two-dimensional imaging analysis were performed.
  • FIG. 1 is a graph showing an example of the change with time of accumulation of (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) in each organ.
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) As shown in Table 1 and FIG. 1, the accumulation of (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) in the pancreas reached a level exceeding 25% dose / g in the early stage after administration, and a high level thereafter. In particular, it exceeded 35% dose / g during the period of 15 to 60 minutes after administration.
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) accumulated most in the pancreas, except for the lungs, in the time zone after 15 minutes after administration, compared with the accumulation amount per unit weight.
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) did not show significant changes in accumulation in the thyroid, suggesting that peptide derivatives did not undergo deiodination metabolism in vivo. It was. From these points, (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) is suitable for noninvasive imaging, and is particularly suitable for imaging of noninvasive pancreatic ⁇ cells.
  • the peptide derivative represented by formula (6) ((IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39)) is compared with the peptide derivative represented by formula (11).
  • the accumulation in the liver which is an adjacent organ of the pancreas, was small, and the accumulation amount in the blood was small.
  • pancreas / liver ratio pancreas accumulation amount / liver accumulation amount
  • pancreas / kidney ratio pancreas accumulation amount / kidney
  • pancreas / blood ratio pancreas accumulation / blood accumulation
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) increased the pancreas / liver ratio and pancreas / kidney ratio over time, and the pancreas / liver ratio was increased early after administration. A value exceeding 2 was shown.
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) has a significantly higher pancreas / blood ratio over time compared to the peptide derivative represented by formula (11), The pancreatic / blood ratio of (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) showed a value of more than 3 early after administration, indicating good blood clearance.
  • pancreatic ⁇ -cell imaging is possible because of the high accumulation in the pancreas, but little accumulation in the surrounding organs of the pancreas and excellent blood clearance. It was suggested that a clear image could be obtained when
  • FIG. 3 is an example of the results of imaging analysis of pancreatic sections of MIP-GFP mice administered with (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39), and shows an image (upper diagram) and ( An image showing the radioactive signal of IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) (below) is shown.
  • a fluorescent GFP signal and a radioactive signal were detected in the pancreas section of the MIP-GFP mouse by the image analyzer.
  • the localization of the radioactive signal of (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) almost coincided with the GFP signal. From these results, it was confirmed that (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) was specifically accumulated in pancreatic ⁇ cells.
  • 125 I, 123 I and 131 I are all ⁇ -ray emitting nuclides. Furthermore, 125 I and 123 I have the same nuclear spin number. From these, even when the radioactive iodine atom of (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) is [ 123 I] iodine atom or [ 131 I] iodine atom, (IB-PEG 3 3 ) It is presumed to show almost the same behavior as 12-Ex (9-39). Even when [ 124 I] iodine atom is used, it is presumed that the same behavior as (IB-PEG 3 ) 12-Ex (9-39) is exhibited.
  • Example 2 As shown below, three-dimensional imaging by SPECT was performed using a peptide derivative (SEQ ID NO: 18) represented by the following formula (18). Note that the peptide derivative represented by the formula (18) has a [ 123 I] 3-iodobenzoyl group (via a PEG3 linker) on the side chain amino group of the fourth lysine residue of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 4. [ 123 I] IB) is bound, and the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • [Three-dimensional imaging] SPECT imaging of mice was performed using the peptide derivative represented by the formula (18).
  • a peptide derivative represented by the formula (18) (491 ⁇ Ci (18.2 MBq) / 190 ⁇ l) was administered intravenously to 6-week-old ddY mice (male, body weight about 30 g), and inhaled with influenza from 20 minutes after the administration of the peptide derivative. Anesthesia was started. Subsequently, SPECT imaging was performed 30 minutes after administration of the peptide derivative.
  • the SPECT imaging was performed using a gamma camera (product name: SPECT2000H-40, manufactured by Hitachi Medical Corporation) under the following imaging conditions. The obtained image was reconstructed under the following reconstruction conditions.
  • Imaging conditions ⁇ br/> Collimator LEPH Collimator collection range: 360 [deg.] Step angle: 11.25 ° Collection time: Collection time per direction: 60 seconds 1 frame x 32 frames every 60 seconds (32 minutes in total) Reconfiguration condition ⁇ br/> Pre-processing filter: Butterworth filter (order: 10, cutoff frequency: 0.10)
  • FIG. 4 An example of the result is shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 4 is 30 minutes after administration of the peptide derivative, and shows a transverse view, a coronal view, and a sagittal view in order from the left.
  • the position of the pancreas is indicated by a white arrow.
  • the position of the pancreas could be confirmed noninvasively in the mouse by SPECT imaging using the peptide derivative represented by the formula (18).
  • the position of the pancreas was confirmed non-invasively in a mouse with a smaller pancreas size and denser organs than humans. It has been suggested that, for example, a human who has not yet been able to determine the position and size of the pancreas more clearly, and furthermore, the amount of the peptide derivative that binds to GLP-1R of pancreatic ⁇ cells can be measured.
  • the peptide derivative of the present invention enables non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic islets in humans, and in particular, non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic ⁇ cells and pancreatic ⁇ cells GLP-1R. It was suggested that three-dimensional imaging is possible.
  • Example 3 Using a peptide derivative represented by formula (13) ((IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39)), biodistribution experiments and two-dimensional imaging analysis were performed.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the change with time of accumulation of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) in each organ.
  • (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) As shown in Table 6 and FIG. 5, the accumulation of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) in the pancreas reached a level exceeding 25% dose / g early after administration, and a high level thereafter. Maintained at. In addition, (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) showed no significant change in accumulation in the thyroid, suggesting that the peptide derivative did not undergo deiodination metabolism in vivo. It was. From these points, (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) is suitable for non-invasive imaging, especially for non-invasive pancreatic ⁇ -cell GLP-1R imaging. .
  • pancreas / liver ratio, pancreas / kidney ratio, and pancreas / blood ratio are shown in Tables 8, 9 and 10 below based on the amount accumulated in each organ in the in vivo distribution experiments of Example 3 and Reference Example 2, respectively.
  • pancreas / liver ratio of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) exceeded 5 at an early stage after administration.
  • the pancreas / liver ratio of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) is the pancreas / liver ratio of the peptide derivative represented by formula (16). The value exceeded 5 times.
  • the pancreas / kidney ratio of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) reached nearly 1 early after administration.
  • the pancreas / blood ratio of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) is very high compared to that of the peptide derivative represented by formula (16), and after administration The value exceeded 3.5 at an early stage, indicating good blood clearance.
  • (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) which has a high accumulation amount in the pancreas, a small accumulation in the peripheral organs of the pancreas, and excellent blood clearance, It was suggested that a clear image can be obtained when imaging.
  • FIG. 7 is an example of the results of imaging analysis of pancreatic sections of MIP-GFP mice administered with (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39), and shows an image (upper figure) and ( An image (lower figure) showing the radioactive signal of IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) is shown.
  • a fluorescent GFP signal and a radioactive signal were detected by the image analyzer in the pancreas section of the MIP-GFP mouse.
  • the localization of the radioactive signal of (IB-PEG 3 ) 40-Ex (9-39) was almost consistent with the GFP signal.
  • Example 4 As shown below, three-dimensional imaging by SPECT was performed using a peptide derivative (SEQ ID NO: 19) represented by the following formula (19).
  • the peptide derivative represented by the formula (19) has a [ 123 I] 3-iodobenzoyl group (via a PEG3 linker to the side chain amino group of the lysine residue at position 32 of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 5). [ 123 I] IB) is bound, and the C-terminal carboxyl group is amidated.
  • [Three-dimensional imaging] SPECT imaging of mice was performed using the peptide derivative represented by the formula (19).
  • a peptide derivative represented by the formula (18) (500 ⁇ Ci (18.5 MBq)) was administered intravenously to 6-week-old ddY mice (male, body weight about 30 g), and influrane inhalation anesthesia was started 20 minutes after the administration of the peptide derivative. Started.
  • SPECT imaging was performed 30 minutes after administration of the peptide derivative.
  • the SPECT imaging was performed using a gamma camera (product name: SPECT2000H-40, manufactured by Hitachi Medical Corporation) under the following imaging conditions. The obtained image was reconstructed under the following reconstruction conditions.
  • Imaging conditions ⁇ br/> Collimator LEPH Collimator collection range: 360 [deg.] Step angle: 11.25 ° Collection time: Collection time per direction 60 seconds 1 frame x 32 frames every 60 seconds (total 32 minutes) Reconstruction condition ⁇ br/> Preprocessing filter: Butterworth filter (order: 10, cutoff frequency: 0.14)
  • FIG. 8 An example of the result is shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 8 is 30 minutes after administration of the peptide derivative, and shows a transverse image, a coronal image, and a sagittal image in order from the left.
  • the position surrounded by the white line in the coronal image in FIG. 8 indicates the position of the pancreas.
  • the position of the pancreas could be confirmed noninvasively in the mouse by SPECT imaging using the peptide derivative represented by the formula (19).
  • the position of the pancreas was confirmed non-invasively in a mouse with a smaller pancreas size and denser organs than humans. It has been suggested that, for example, a human who has not yet been able to determine the position and size of the pancreas more clearly, and furthermore, the amount of the peptide derivative that binds to GLP-1R of pancreatic ⁇ cells can be measured.
  • the peptide derivative of the present invention enables non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic islets in humans, and in particular, non-invasive three-dimensional imaging of pancreatic ⁇ cells and pancreatic ⁇ cells GLP-1R. It was suggested that three-dimensional imaging is possible.
  • the peptide derivative (470 ⁇ g) represented by the formula (22) is dissolved in Borate Buffer (pH 7.8), and [ 18 F] N-succinimidyl 4-fluorobenzoate ([ 18 F] SFB) is added to the reaction solution.
  • DMF and piperidine were added to perform a deprotection reaction to obtain the target product (FB-PEG 3 ) 12 -Ex4 (peptide derivative represented by the formula (20)) (radiochemical yield: 10). 0.0%, radiochemical purity:> 99%).
  • the time required for labeling was 2 hours.
  • the peptide derivative (labeled precursor) in which PEG3 was linked to the amino group of the side chain of Lys12 was radiolabeled to bind to the amino group of the side chain of lysine.
  • the yield of the radiolabeled peptide derivative was improved by 7 times or more, and the time required for labeling could be shortened by about 1 hour. Therefore, according to the labeling precursor of the present invention, it is possible to efficiently produce a radiolabeled peptide derivative.
  • the peptide derivative of the formula (22) in which PEG3 was bonded to the amino group of the side chain of Lys12 was radiolabeled so that PEG3 was attached to the amino group of the side chain of lysine.
  • the unlabeled labeling precursor of formula (23) was used, the purity of the obtained radiolabeled peptide derivative could be improved and the time required for labeling could be shortened by 1.1 hours.
  • radiolabeling was performed using a peptide derivative of the formula (28) in which PEG3 was bonded to the amino group of the side chain of lysine as a labeling precursor, whereby Compared with the case where a labeled precursor of formula (29) in which PEG3 was not bonded to the amino group of the chain, the yield of the radiolabeled peptide derivative could be improved.
  • Binding assays were performed using the four types of polypeptides shown in Table 11 below (formulas (31) to (34), all of which are cold forms).
  • Binding Assay procedure The Binding Assay was performed according to the following procedure. First, islets isolated from mice were collected in a 50 ml tube, centrifuged (2000 rpm, 2 minutes), and then washed once with 20 ml of cold PBS. Add 15 mL trypsin-EDTA (3 mL trypsin-EDTA (0.05% / 0.53 mM) plus 12 mL 0.53 mM EDTA (pH 7.4 (NaOH)) containing PBS) and shake at 37 ° C. Incubate for 1 minute and place immediately on ice.
  • the islet cell sample was suspended in Buffer (20 mM HEPES (pH 7.4), 1 mM MgCl 2 , 1 mg / ml bacitracin, 1 mg / ml BSA) so as to be 100 ⁇ L / tube.
  • Buffer (20 mM HEPES (pH 7.4), 1 mM MgCl 2 , 1 mg / ml bacitracin, 1 mg / ml BSA) so as to be 100 ⁇ L / tube.
  • Example 5 Using the peptide derivative represented by formula (25) ((IB-PEG 3 ) 12-Ex4), biodistribution experiments and two-dimensional imaging analysis were performed.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of a change with time of accumulation of (IB-PEG 3 ) 12-Ex4 in each organ.
  • (IB-PEG 3 ) 12-Ex4 showed a pancreatic / liver ratio exceeding 10 early after administration.
  • the pancreatic / blood ratio of (IB-PEG 3 ) 12-Ex4 exceeded 5 at an early stage after administration, indicating good blood clearance.
  • pancreatic ⁇ cell imaging preferably pancreatic ⁇ cell GLP It was suggested that a clear image could be obtained when -1R imaging was performed.
  • unlabeled exendin (9-39) (cold probe, SEQ ID NO: 20) was pre-administered intravenously (50 ⁇ g / 100 ⁇ l) to unanesthetized MIP-GFP mice (male, body weight 20 g). Fluorescence and radioactivity were measured in the same manner as described above except that (IB-PEG 3 ) 12 -Ex4 (5.6 ⁇ Ci / 100 ⁇ l) was administered intravenously 30 minutes later. An example of the result is shown in Blocking (+) of FIG.
  • FIG. 10 is an example of the results of imaging analysis of pancreatic sections of MIP-GFP mice administered with (IB-PEG 3 ) 12-Ex4, and shows an image showing a fluorescent signal (upper figure) and an image showing a radioactive signal ( Shown below). As shown in FIG. 10, since the localization of the radioactive signal almost coincided with the GFP signal, it was confirmed that (IB-PEG 3 ) 12 -Ex4 was specifically accumulated in pancreatic ⁇ cells.
  • the peptide derivative represented by the formula (35) was prepared in the same procedure as in Production Example 4 except that [ 123 I] SIB was used instead of [ 125 I] SIB.
  • a peptide derivative represented by the formula (35) (153 ⁇ Ci (5.66 MBq) / 250 ⁇ l) was administered intravenously to 6-week-old ddY mice (male, body weight about 30 g), and inhaled with influenza from 20 minutes after administration of the peptide derivative. Anesthesia was started. Subsequently, SPECT imaging was performed 30 minutes after administration of the peptide derivative. The SPECT imaging was performed using a gamma camera (product name: SPECT2000H-40, manufactured by Hitachi Medical Corporation) under the following imaging conditions. The obtained image was reconstructed under the following reconstruction conditions.
  • Imaging conditions ⁇ br/> Collimator LEPH Collimator collection range: 360 [deg.] Step angle: 11.25 ° Collection time: Collection time per direction: 60 seconds 1 frame x 32 frames every 60 seconds (32 minutes in total) Reconfiguration condition ⁇ br/> Pre-processing filter: Butterworth filter (order: 10, cutoff frequency: 0.10)
  • FIG. 11 An example of the obtained image is shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 11 is a coronal view 30 minutes after administration of the peptide derivative, and the position surrounded by a white line indicates the position of the pancreas.
  • the position of the pancreas could be confirmed noninvasively in the mouse by SPECT imaging using the peptide derivative represented by the formula (35). In this way, the position of the pancreas was confirmed non-invasively in a mouse with a smaller pancreas size and denser organs than humans.
  • Example 7 Using the peptide derivative represented by formula (27) ((IB-PEG 3 ) 40-Ex4), biodistribution experiments and two-dimensional imaging analysis were performed.
  • FIG. 12 is a graph showing an example of a change with time of accumulation of (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 in each organ.
  • (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 showed a value of pancreatic / liver ratio exceeding 10 early after administration.
  • the pancreatic / blood ratio of (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 showed a value exceeding 5 at an early stage after administration, indicating good blood clearance.
  • the pancreas / liver ratio is high and the blood clearance is excellent (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 enables imaging of pancreatic ⁇ cells, preferably GLP of pancreatic ⁇ cells It was suggested that a clear image could be obtained when -1R imaging was performed.
  • unlabeled exendin (9-39) (cold probe, SEQ ID NO: 20) was pre-administered intravenously (50 ⁇ g / 100 ⁇ l) to unanesthetized MIP-GFP mice (male, body weight 20 g). Fluorescence and radioactivity were measured in the same manner as described above except that (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 (5.6 ⁇ Ci / 100 ⁇ l) was administered intravenously after 30 minutes. An example of the result is shown in Blocking (+) of FIG.
  • FIG. 13 is an example of the results of imaging analysis of pancreatic sections of MIP-GFP mice administered with (IB-PEG 3 ) 40-Ex4, and shows an image showing a fluorescent signal (upper figure) and an image showing a radioactive signal ( Shown below).
  • Blocking (-) in Fig. 13 the localization of the radioactive signal almost coincided with the GFP signal, confirming that (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 specifically accumulates in pancreatic ⁇ cells. did it.
  • Blocking (+) of FIG. 13 by blocking the receptor, almost no radioactive signal of (IB-PEG 3 ) 40-Ex4 was detected. Therefore, (IB-PEG 3 ) 40 It was suggested that -Ex4 was specifically accumulated in GLP-1R of pancreatic ⁇ cells.
  • the peptide derivative represented by the formula (36) was prepared in the same procedure as in Production Example 5 except that [ 123 I] SIB was used instead of [ 125 I] SIB.
  • Imaging conditions ⁇ br/> Collimator LEPH Collimator collection range: 360 [deg.] Step angle: 11.25 ° Collection time: Collection time per direction: 60 seconds 1 frame x 32 frames every 60 seconds (32 minutes in total) Reconfiguration condition ⁇ br/> Pre-processing filter: Butterworth filter (order: 10, cutoff frequency: 0.10)
  • FIG. 14 An example of the obtained image is shown in FIG.
  • the image shown in FIG. 14 is a coronal view 30 minutes after administration of the peptide derivative, and the position surrounded by a white line indicates the position of the pancreas.
  • the position of the pancreas could be confirmed noninvasively in the mouse by SPECT imaging using the peptide derivative represented by the formula (36).
  • Example 9 Using the peptide derivative represented by formula (24) ((FB-PEG 3 ) 12-Ex4), biodistribution experiments and two-dimensional imaging analysis were performed.
  • FIG. 15 is a graph showing an example of the change with time of accumulation of (FB-PEG 3 ) 12 -Ex 4 in each organ.
  • (FB-PEG 3 ) 12-Ex4 showed a pancreatic / liver ratio exceeding 10 early after administration.
  • the pancreatic / blood ratio of (FB-PEG 3 ) 12-Ex4 showed a value exceeding 5 at an early stage after administration, indicating a good blood clearance.
  • the pancreas / liver ratio is high and the blood clearance is excellent (FB-PEG 3 ) 12-Ex4. It was suggested that a clear image could be obtained when -1R imaging was performed.
  • FIG. 16 is an example of the results of imaging analysis of pancreatic sections of MIP-GFP mice administered with (FB-PEG 3 ) 12 -Ex4, and shows an image showing a fluorescent signal (upper figure) and an image showing a radioactive signal ( Shown below). As shown in FIG. 16, since the localization of the radioactive signal almost coincided with the GFP signal, it was confirmed that (FB-PEG 3 ) 12 -Ex4 was specifically accumulated in pancreatic ⁇ cells.
  • the time required for labeling was 2.75 hours.
  • the time required for labeling includes reaction time with the labeled compound, HPLC purification time, deprotection reaction time after reaction with the labeled compound, LC purification time, and concentration time.
  • Example 10 A biodistribution experiment was performed using a peptide derivative represented by formula (37) ((IB-ePEG 12 ) 12-Ex4).
  • FIG. 17 is a graph showing an example of a change with time of accumulation of (IB-ePEG 12 ) 12 -Ex4 in each organ.
  • (IB-ePEG 12 ) 12-Ex4 showed a pancreatic / liver ratio that exceeded 10 early after administration and was maintained at a high level beyond that. Moreover, the pancreatic / blood ratio of (IB-ePEG 12 ) 12-Ex4 showed a value exceeding 5 at an early stage after administration, and thereafter maintained at a high level exceeding that, indicating a good blood clearance.
  • pancreatic ⁇ -cell imaging preferably GLP of pancreatic ⁇ -cells, according to (IB-ePEG 12 ) 12-Ex4, which has a high amount of accumulation in the pancreas but a high pancreatic / liver ratio and excellent blood clearance It was suggested that a clear image could be obtained when -1R imaging was performed.
  • the peptide derivative represented by the formula (39) was prepared in the same procedure as in Production Example 6 except that [ 123 I] SIB was used instead of [ 125 I] SIB.
  • FIG. 18 is a graph showing an example of the ratio per radiogram of organ (radioactivity accumulation rate per g of organ (% dose / g)) to the radioactivity administered in the imaged mouse. As shown in FIG. 18, accumulation in the liver, large intestine and the like was hardly observed, and good results were obtained. In addition, in the captured image, the position of the pancreas could be confirmed non-invasively (data not shown).
  • the present invention is useful in, for example, the medical field, the field of molecular imaging, and the field related to diabetes.
  • SEQ ID NO: 1 amino acid sequence of exendin-4
  • SEQ ID NO: 2 example of amino acid sequence of peptide derivative of the present invention
  • SEQ ID NO: 3 example of amino acid sequence of peptide derivative of the present invention
  • SEQ ID NO: 4 amino acid sequence of peptide derivative of the present invention
  • An example of SEQ ID NO: 5 An example of an amino acid sequence of the peptide derivative of the present invention
  • SEQ ID NO: 6 An amino acid sequence of the peptide derivative produced in Production Example 1
  • SEQ ID NO: 7 An amino acid sequence of the protected peptide resin A produced in Production Example 1
  • SEQ ID NO: 9 Amino acid sequence of the protected peptide resin A2 produced in Production Example 1
  • SEQ ID NO: 10 Amino acid sequence of the labeled precursor produced in Production Example 1
  • 11 Amino acid sequence of the peptide derivative produced in Reference Production Example 1
  • SEQ ID NO: 12 Standard used in Reference Production Example 1 Amino

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Abstract

下記一般式(I)で表されるペプチド誘導体の提供。 式(I)において、ポリペプチドExPは、exendin-4のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有するポリペプチドを示し、-L-Z基は、ポリペプチドExPのアミノ酸の側鎖又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(II)で表される基である。

Description

ペプチド誘導体及びその使用
 本発明は、ペプチド誘導体及びその使用に関する。
 現在、日本における2型糖尿病は平成19年度の統計で推定880万人を越え、平成14年度よりもさらに増加し続けている。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。
 近年、国内外において、2型糖尿病においても発症時にすでに膵島量が減少していることが報告され、また、発症後の膵β細胞のさらなる減少が2型糖尿病の治療抵抗性の一つと考えられている。このため、膵島量及び/又は膵β細胞量を検知することができれば、2型糖尿病や1型糖尿病の病因解明、超早期の診断、及び、発症を予防することができる可能性がある。このため、膵島量及び/又は膵β細胞量を測定可能とするイメージング用分子プローブの研究開発が行われている。
 イメージング用分子プローブの設計において、β細胞に特異的な機能性タンパク質を中心に、膵島細胞における様々な標的分子が検討されている。中でも、標的分子として、膵β細胞に分布し、かつ、7回膜貫通型のG-タンパク質共役受容体であるGLP-1R(グルカゴン様ペプチド1受容体)が検討されている。
 GLP-1Rを標的分子とするイメージング用分子プローブとして、標識化分子がC末端に結合したGLP-1のペプチド誘導体、Exendin-3のペプチド誘導体及びExendin-4のペプチド誘導体が検討されている(例えば、特許文献1、非特許文献1及び2)。また、その他には、exendin(9-39)の誘導体が提案されている(例えば、特許文献2、非特許文献2及び3)。
特表2008-511557号公報 WO2010/032509
M. Gotthardt et al. A new technique for in vivo imaging of specific GLP-1 binding sites: First results in small rodents, Regulatory Peptides 137 (2006) 162-267 M. Beche et al. Are radiolabeled GLP-1 receptor antagonists useful for scintigraphy? 2009 SNM Annual Meeting, abstract, Oral Presentations No.327 H. Kimura et al. Development of in vivo imaging agents targeting glucagons-like peptide-1 receptor (GLP-1R) in pancreatic islets. 2009 SNM Annual Meeting, abstract, Oral Presentations No.326
 本発明は、膵β細胞のイメージングに有用なペプチド誘導体を提供する。
 本発明は、下記一般式(I)で表されるペプチド誘導体に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
式(I)中、
ExPは、exendin-4:
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
 Ex4(x-y)-K   (1)
式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、
ポリペプチドExPのN末端のα-アミノ基は、非修飾であるか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、又は-L-Z基が結合しており、
ポリペプチドExPのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、
-L-Z基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(II)で表される基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
式(II)中、
式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、
Zは、放射性核種又はその同位体を含む標識基を示す。
 本発明は、その他の態様として、上記本発明のペプチド誘導体の標識前駆体となる、下記一般式(IV)で表されるペプチド誘導体(以下、単に「標識前駆体」ともいう)に関する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
式(IV)中、
ExP-Pは、exendin-4:
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
 Ex4(x-y)-K   (1)
式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、
ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基は、保護基又は-L-Y基が結合しているか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、若しくは非修飾であり、
ポリペプチドExP-PのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、
-L-Y基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(V)で表される基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
式(V)中、
式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、Yは、水素原子、又は放射性標識導入基を示す。
 本発明によれば、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングに有用なペプチド誘導体を提供できる。
図1は、実施例1のペプチド誘導体の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図2は、参考例1のペプチド誘導体の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図3は、実施例1のペプチド誘導体を用いた2次元イメージング解析の結果の一例を示す画像である。 図4は、実施例2のペプチド誘導体を用いたSPECT撮像の結果の一例を示す画像である。 図5は、実施例3のペプチド誘導体の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図6は、参考例2のペプチド誘導体の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図7は、実施例3のペプチド誘導体を用いた2次元イメージング解析の結果の一例を示す画像である。 図8は、実施例4のペプチド誘導体を用いたSPECT撮像の結果の一例を示す画像である。 図9は、実施例5の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図10は、実施例5の2次元イメージング解析の結果の一例を示す画像である。 図11は、実施例6のSPECT撮像の結果の一例を示す画像である。 図12は、実施例7の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図13は、実施例7の2次元イメージング解析の結果の一例を示す画像である。 図14は、実施例8のSPECT撮像の結果の一例を示す画像である。 図15は、実施例9の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図16は、実施例9の2次元イメージング解析の結果の一例を示す画像である。 図17は、実施例10の体内分布の経時変化の一例を示すグラフである。 図18は、実施例11における臓器1g当たりの放射能集積率の一例を示すグラフである
 膵島の直径は、例えば、ヒトの場合、50~500μm程度である。このような膵島を生体内において非侵襲的に画像化又は定量化するためには、例えば、膵島に特異的に集積して周囲組織とのコントラストを生じさせることが可能な分子プローブが必要であると考えられている。このため、上述のような様々な分子プローブの研究・開発が行われており、より鮮明な画像化又はより正確な定量化を行う観点から、膵臓により特異的に集積し、膵臓の周辺の臓器に対して所望のコントラスト(S/N比)が得られることが可能な新たな分子プローブが求められている。
 本発明は、一般式(I)で表されるペプチド誘導体であれば、膵β細胞への特異性、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rへの特異性及び/又は血液クリアランスが向上し、所望のS/N比が得られ、例えば、ポジトロン放射断層撮影法(PET)やシングルフォトン放射線コンピュータ断層撮影法(SPECT)によるイメージングに有用な分子プローブを提供できる、という知見に基づく。
 また、本発明は、一般式(IV)で表されるペプチド誘導体を標識前駆体として使用することにより、上述した一般式(I)で表されるペプチド誘導体を容易に製造することができ、さらには標識の際の収率が向上し、また標識に要する時間の短縮が可能となる、という知見に基づく。
 すなわち、本発明は、
〔1〕 下記一般式(I)で表されるペプチド誘導体;
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
式(I)中、ExPは、exendin-4:
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
 Ex4(x-y)-K   (1)
式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、ポリペプチドExPのN末端のα-アミノ基は、非修飾であるか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、又は-L-Z基が結合しており、ポリペプチドExPのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、-L-Z基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(II)で表される基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
式(II)中、
式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、Zは、放射性核種又はその同位体を含む標識基を示す;
〔2〕 Ex4(x-y)-Kは、下記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列である〔1〕記載のペプチド誘導体、
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (2)  (配列番号2)
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (3)  (配列番号3)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (4)  (配列番号4)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (5)  (配列番号5)
〔3〕 -L-Z基は、配列番号1のアミノ酸配列の12位に相当するリジンの側鎖のアミノ基、又は式(1)のKの側鎖のアミノ基に結合している、〔1〕又は〔2〕に記載のペプチド誘導体;
〔4〕 Zは、下記式(III)で表される基である〔1〕から〔3〕のいずれかに記載のペプチド誘導体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
式(III)中、Arは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示し、Rは、放射性核種又はその同位体を含む置換基を示し、Rは、水素原子、若しくはRとは異なる1又は複数の置換基を示し、Rは、結合手、1~6個の炭素原子を有するアルキレン基又は1~6個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を示す;
〔5〕 Zは、放射性核種を含む標識基である、〔1〕から〔4〕のいずれかに記載のペプチド誘導体;
〔6〕 〔1〕から〔5〕のいずれかに記載のペプチド誘導体を含む組成物;
〔7〕 〔5〕に記載のペプチド誘導体を含むイメージング用試薬;
〔8〕下記一般式(IV)で表されるペプチド誘導体、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
式(IV)中、ExP-Pは、exendin-4:
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
 Ex4(x-y)-K   (1)
式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基は、保護基又は-L-Y基が結合しているか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、若しくは非修飾であり、ポリペプチドExP-PのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、-L-Y基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(V)で表される基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
式(V)中、
式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、Yは、水素原子、又は放射性標識導入基を示す;
〔9〕Ex4(x-y)-Kは、下記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列である、請求項8記載のペプチド誘導体、
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (2)  (配列番号2)
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (3)  (配列番号3)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (4)  (配列番号4)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (5)  (配列番号5);
〔10〕 〔5〕に記載のペプチド誘導体を製造するためのキットであって、Zが放射性核種の非放射性同位体を含む標識基である〔1〕から〔4〕のいずれかに記載のペプチド誘導体、及び/若しくは〔8〕又は〔9〕に記載のペプチド誘導体を含むキット;
〔11〕 膵β細胞をイメージングするための方法であって、〔5〕記載のペプチド誘導体を予め投与された被検体から前記ペプチド誘導体の放射性核種のシグナルを検出することを含むイメージング方法;
〔12〕 前記検出されたシグナルを再構成処理して画像に変換し表示することを含む〔11〕記載のイメージング方法;
〔13〕 〔5〕記載のペプチド誘導体を投与された被検体から前記ペプチド誘導体のシグナルを検出すること、及び検出したペプチド誘導体のシグナルから膵島量を算出することを含む膵島量の測定方法;
〔14〕 算出した膵島量を提示することを含む〔13〕記載の膵島量の測定方法;
に関する。
 本発明によれば、例えば、膵β細胞に特異的に集積し、血液クリアランスに優れる、イメージングに有用な分子プローブを提供できるという効果を奏する。さらに、本発明によれば、例えば、膵β細胞量を検知することができることから、2型糖尿病や1型糖尿病といった疾患の病因解明、超早期の診断、及び/又は発症の予防を可能にしうるという効果を奏しうる。
 また、本発明によれば、放射性標識を行う際の標識収率が高く、標識に要する時間を短縮できることから、イメージングに有用な分子プローブを、低い製造コストで効率よく提供できるという効果を奏する。
 [ペプチド誘導体]
 本発明のペプチド誘導体は、下記一般式(I)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 本発明のペプチド誘導体は、例えば、膵β細胞への特異性に優れ、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rへの特異性に優れる。また、本発明のペプチド誘導体は、血液クリアランスに優れる。このため、本発明のペプチド誘導体は、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞の定量、及び/又は膵β細胞のGLP-1Rのイメージングに用いることができる。
 一般式(I)において、ExPは、exendin-4のアミノ酸配列(配列番号1)を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示す。
 Ex4(x-y)-K   (1)
 Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列である。x及びyは、いずれも、配列番号1のアミノ酸配列においてN末端側から数えたアミノ酸残基の数を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数である。xとyの組み合わせは特に制限されず適宜選択できるが、xは1又は9であることが好ましく、yは39であることが好ましい。Ex4(x-y)としては、例えばEx4(1-39)、又はEx4(9-39)が好ましい。xが9であり、yが39の場合、Ex4(x-y)のアミノ酸配列は、GLP-1Rのアンタゴニストであるexendin(9-39)のアミノ酸配列に一致する。
 Kにおいて、Kは、Ex4(x-y)のC末端に結合し得るリジン残基を示し、nは、0又は1である。すなわち、nが1である(K)場合、Ex4(x-y)のC末端にリジンが結合していることを示し、nが0である(K)場合、Ex4(x-y)のC末端にリジンが結合していないことを示す。C末端に結合するリジンは、L体(L-リジン)及びD体(D-リジン)のいずれでもよいが、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制し、分解産物からのシグナル検出を抑制する点からはD体が好ましい。
 -L-Z基は、ポリペプチドExP(上記式(1)のアミノ酸配列を有するポリペプチド)のアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合し、好ましくはポリペプチドExPのリジンの側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合する基であって、下記式(II)で表される基を示す。具体的には、-L-基は、下記式(II’)で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 式(II)において、lは、メチレン基の個数を示し、mは、オキシエチレン基の個数を示す。式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、好ましくは0又は1である。同様の場合、mは1~30の整数であり、ペプチド誘導体の肝臓、腎臓、肺及び腸への集積を抑制し、かつ膵肝比及び膵腎比を向上させる点からは、mは3~30の整数が好ましく、より好ましくは4以上、6以上、8以上、10以上、又は12以上の整数である。mの上限は、好ましくは28以下、26以下、24以下、22以下、20以下、18以下、16以下、14以下、又は12以下の整数である。また、mは、膵臓への集積を向上させる点からは、例えば、1~14の整数であり、好ましくは2~12の整数、より好ましくは2~8の整数である。また、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、好ましくは0~5の整数、より好ましくは0~3の整数、さらに好ましくは0又は1である。同様の場合、mは0~30の整数であり、ペプチド誘導体の肝臓、腎臓、肺及び腸への集積を抑制し、かつ膵肝比及び膵腎比を向上させる点からは、mは4~30の整数が好ましく、より好ましくは6以上、8以上、10以上の整数である。mの上限は、好ましくは28以下、26以下、24以下、22以下、20以下、18以下、16以下、14以下の整数である。また、mは、膵臓への集積を向上させる点からは、例えば、0~14の整数であり、好ましくは0~12の整数、より好ましくは2~8の整数である。
 Zは、放射性核種又はその同位体を含む標識基を示す。本明細書において「放射性核種又はその同位体を含む標識基」とは、放射性核種及びその同位体を含む。その同位体には、放射性核種の放射性同位元素及び非放射性同位元素を含む。放射性核種又はその同位体を含む標識基としては、上記式(II)に示すようにアミノ基と結合可能な基であれば特に制限されず、公知の様々な標識基が使用できる。
 放射性核種としては、例えば、11C、13N、15O、18F、64Cu、67Ga、68Ga、75Br、76Br、77Br、82Rb、99mTc、111In、123I、124I、125I、131I、186Reが挙げられる。PETを行う観点からは、放射性核種は、11C、13N、15O、18F、62Cu、64Cu、68Ga、75Br、76Br、82Rb、124Iなどのポジトロン放出核種が好ましい。SPECTを行う観点からは、放射性核種は、67Ga、99mTc、77Br、111In、123I、125Iなどのγ線放出核種が好ましく、より好ましくは77Br、99mTc、111In、123I又は125Iである。放射性核種としては、これらの中でも、18F、75Br、76Br、77Br、123I、124Iなどの放射性ハロゲン核種がより好ましく、特に好ましくは18F、123I、124Iである。放射性核種の非放射性同位元素は、上述する放射性核種の非放射性同位元素であり、例えば、13C、14N、16O、17F、63Cu、70Ga、80Br、99mTc、115In、及び127I等が挙げられる。
 放射性核種又はその同位体を含む標識基は、ペプチド誘導体と膵β細胞との親和性、好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の点から、例えば、下記式(III)で表される基であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 Arは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示す。芳香族炭化水素基は、炭素数6~18の芳香族炭化水素基が好ましく、例えば、フェニル基、o-トリル基、m-トリル基、p-トリル基、2,4-キシリル基、p-クメニル基、メシチル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、1-アントリル基、2-アントリル基、9-アントリル基、1-フェナントリル基、9-フェナントリル基、1-アセナフチル基、2-アズレニル基、1-ピレニル基、2-トリフェニレニル基、o-ビフェニリル基、m-ビフェニリル基、p-ビフェニリル基、ターフェニル基等が挙げられる。芳香族複素環基は、窒素原子、酸素原子又は硫黄原子を1又は2個有し、かつ、5~10員の複素環基が好ましく、例えば、トリアゾリル基、3-オキサジアゾリル基、2-フリル基、3-フリル基、2-チエニル基、3-チエニル基、1-ピロリル基、2-ピロリル基、3-ピロリル基、2-ピリジル基、3-ピリジル基、4-ピリジル基、2-ピラジル基、2-オキサゾリル基、3-イソオキサゾリル基、2-チアゾリル基、3-イソチアゾリル基、2-イミダゾリル基、3-ピラゾリル基、2-キノリル基、3-キノリル基、4-キノリル基、5-キノリル基、6-キノリル基、7-キノリル基、8-キノリル基、1-イソキノリル基、2-キノキサリニル基、2-ベンゾフリル基、2-ベンゾチエニル基、N-インドリル基、N-カルバゾリル基等が挙げられる。これらの中でも、Arは、フェニル基、トリアゾリル基、ピリジル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 Rは、放射性核種又はその同位体を含む置換基を示し、例えば、放射性核種、放射性核種により置換されたC-Cアルキル基、放射性核種により置換されたC-Cアルコキシ基、放射性核種の同位体、放射性核種の同位体により置換されたC-Cアルキル基、放射性核種の同位体により置換されたC-Cアルコキシ基等が挙げられる。
 本明細書において「C-Cアルキル基」とは、1~3個の炭素原子を有するアルキル基をいい、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。本明細書において「放射性核種又はその同位体により置換されたC-Cアルキル基」とは、1~3個の炭素原子を有し、かつ、水素原子が上記放射性核種又はその同位体によって置換されたアルキル基をいう。本明細書において「C-Cアルコキシ基」とは、1~3個の炭素原子を有するアルコキシ基をいい、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基等が挙げられる。本明細書において「放射性核種又はその同位体により置換されたC-Cアルコキシ基」とは、1~3個の炭素原子を有し、かつ、水素原子が上記放射性核種又はその同位体によって置換されたアルコキシ基をいう。
 Rは、放射性ハロゲン核種を含む置換基が好ましく、例えば、18F、75/76/77Br、又は123/124/125/131Iを含む置換基がより好ましい。PETを行う観点からは、Rは、ポジトロンを放出する放射性ハロゲン核種を含む置換基が好ましく、例えば、18F、75Br、76Br又は124Iを含む置換基が好ましい。SPECTを行う観点からは、Rは、γ線を放出する放射性ハロゲン核種を含む置換基が好ましく、例えば、77Br、123I又は125Iを含む置換基が好ましい。Rは、オルト位、メタ位及びパラ位のいずれでもよく、R123/124/125/131I又はその同位体である場合、メタ位が好ましく、R18F又はその同位体である場合、パラ位が好ましい。なお、本明細書において、「75/76/77Br」は、75Br、76Br又は77Brを意味し、「123/124/125/131I」は、123I、124I、125I、又は131Iを意味する。
 Rは、水素原子若しくはRとは異なる1又は複数の置換基を示す。Rは、水素原子であっても、置換基であってもよいが、水素原子であることが好ましい。つまり、上記式(I)において、Arは、R以外の置換基で置換されていないことが好ましい。Rが2以上の置換基である場合、それらは、同一であっても良いし、異なっていてもよい。置換基としては、例えば、水酸基、電子求引性基、電子供与性基、C-Cアルキル基、C-Cアルケニル基、C-Cアルキニル基等が挙げられる。電子求引性基としては、シアノ基、ニトロ基、ハロゲン原子、カルボニル基、スルホニル基、アセチル基、フェニル基等が挙げられる。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。本明細書において「C-Cアルキル基」とは、1~6個の炭素原子を有するアルキル基をいい、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。本明細書において「C-Cアルケニル基」とは、2~6個の炭素原子を有するアルケニル基をいい、例えば、ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基が挙げられる。本明細書において「C-Cアルキニル基」とは、2~6個の炭素原子を有するアルキニル基をいい、例えば、エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基が挙げられる。これらの中でも、置換基は、水酸基及び電子求引性基が好ましい。
 Rは、結合手、1~6個の炭素原子を有するアルキレン基又は1~6個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を示すことが好ましい。1~6個の炭素原子を有するアルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基等の直鎖状または分岐状のアルキレン基が挙げられる。1~6個の炭素原子を有するオキシアルキレン基としては、例えば、オキシメチレン基、オキシエチレン基、オキシプロピレン基、オキシブチレン基、オキシペンチレン基等が挙げられる。Rとしては、ペプチド誘導体と膵島との親和性、好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞との親和性、より好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の点から、結合手、メチレン基、エチレン基が好ましく、より好ましくは結合手である。
 式(III)で表される基は、ペプチド誘導体と膵β細胞との親和性、好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の点から、式(IIIa)で表される基が好ましく、より好ましくは式(IIIb)又は(IIIc)で表される基である。なお、式(IIIa)において、Rは上記のとおりである。また、式(III)で表される基は、汎用性の点からは、式(IIId)で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 放射性核種又はその同位体を含む標識基は、金属放射性同位元素(放射性金属核種)で標識化する観点からは、放射性金属核種とその放射性金属核種をキレート可能なキレート部位とを含んでいてもよい。キレート部位を形成しうる化合物としては、例えば、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、6-ヒドラジノピリジン-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。
 ポリペプチドExPのC末端のカルボキシル基は、膵β細胞との結合性及び/又は生体内での安定性向上の点から、アミノ基によりアミド化されている。また、ポリペプチドExPにおいて、C末端に位置するアミノ酸は、L体(L-アミノ酸)及びD体(D-アミノ酸)のいずれでもよく、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制する点からはD体が好ましい。
 ポリペプチドExPがEx4(x-y)-Kで表されるポリペプチドであって、-L-Z基がC末端のK(リジン)に結合している場合、-L-Z基が結合するリジンは、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制し、分解産物からのシグナル検出を抑制する点から、D-リジンが好ましい。この場合、-L-Z基が結合するC末端のリジンに隣接するアミノ酸、すなわち(y-(x-1))位のアミノ酸は、L体及びD体のいずれでもよいが、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制し、分解産物からのシグナル検出を抑制する点からはD体がより好ましい。例えばyが39の場合、(40-x)位のセリンは、L-セリン及びD-セリンのいずれでもよく、上記と同様の点からは、D-セリンが好ましい。
 ポリペプチドExPのN末端のα-アミノ基は、非修飾であってもよいし、N末端のα-アミノ基の正電荷を打ち消してペプチド誘導体の腎臓への集積を抑制する点から、電荷を有さない修飾基により修飾されていてもよい。又は、N末端のα-アミノ基は、-L-Z基が結合していてもよい。
 電荷を有さない修飾基としては、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)、4-メトキシトリチル基(Mmt)、アミノ基、炭素数3から20個のアルキル基、9-フルオレンアセチル基、1-フルオレンカルボン酸基、9-フルオレンカルボン酸基、9-フルオレノン-1-カルボン酸基、ベンジルオキシカルボニル基、キサンチル基(Xan)、トリチル基(Trt)、4-メチルトリチル基(Mtt)、4-メトキシ2,3,6-トリメチル-ベンゼンスルホニル基(Mtr)、メシチレン-2-スルホニル基(Mts)、4,4-ジメトキシベンゾヒドリル基(Mbh)、トシル基(Tos)、2,2,5,7,8-ペンタメチルクロマン-6-スルホニル基(Pmc)、4-メチルベンジル基(MeBzl)、4-メトキシベンジル基(MeOBzl)、ベンジルオキシ基(BzlO)、ベンジル基(Bzl)、ベンゾイル基(Bz)、3-ニトロ-2-ピリジンスルフェニル基(Npys)、1-(4,4-ジメチル-2,6-ジアキソシクロヘキシリデン)エチル基(Dde)、2,6-ジクロロベンジル基(2,6-DiCl-Bzl)、2-クロロベンジルオキシカルボニル基(2-Cl-Z)、2-ブロモベンジルオキシカルボニル基(2-Br-Z)、ベンジルオキシメチル基(Bom)、シクロヘキシルオキシ基(cHxO)、t-ブトキシメチル基(Bum)、t-ブトキシ基(tBuO)、t-ブチル基(tBu)、アセチル基(Ac)、トリフルオロアセチル基(TFA)o-ブロモベンジルオキシカルボニル基、t-ブチルジメチルシリル基、2-クロロベンジル(Cl-z)基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、イソプロピル基、ピバロイル基、テトラヒドロピラン-2-イル基、トリメチルシリル基等が挙げられる。中でも、修飾基は、アセチル基、ベンジル基、ベンジルオキシメチル基、o-ブロモベンジルオキシカルボニル基、t-ブチル基、t-ブチルジメチルシリル基、2-クロロベンジル基、2,6-ジクロロベンジル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、イソプロピル基、ピバロイル基、テトラヒドロピラン-2-イル基、トシル基、トリメチルシリル基及びトリチル基が好ましく、より好ましくはアセチル基である。
 Ex4(x-y)-Kとしては、例えば、Ex4(1-39)、Ex4(1-39)-K、Ex4(9-39)、又はEx4(9-39)-Kが好ましく、具体的には下記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列であることが好ましい。
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (2)  (配列番号2)
HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (3)  (配列番号3)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (4)  (配列番号4)
        DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (5)  (配列番号5)
 Ex4(x-y)-Kが式(2)のアミノ酸配列である場合、-L-Z基は、例えば、式(2)のアミノ酸配列のN末端のα-アミノ基又は12位のリジン(以下、「Lys12」ともいう)の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys12の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。Ex4(x-y)-Kが式(3)のアミノ酸配列である場合、-L-Z基は、式(3)のアミノ酸配列の40位のリジン(以下、「Lys40」ともいう)の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys40は、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制し、分解産物からのシグナル検出を抑制する点からは、D-リジンであることが好ましい。この場合、39位のセリンは、上記と同様の点から、D-セリンであることが好ましい。
 Ex4(x-y)-Kが式(4)のアミノ酸配列である場合、-L-Z基は、例えば、式(4)のアミノ酸配列のN末端のα-アミノ基又は4位のリジン(以下、「Lys4」ともいう)の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys4の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。Ex4(x-y)-Kが式(5)のアミノ酸配列である場合、-L-Z基は、式(5)のアミノ酸配列の32位のリジン(以下、「Lys32」ともいう)の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys32は、生体内においてC末端側からのペプチド分解を抑制し、分解産物からのシグナル検出を抑制する点からは、D-リジンであることが好ましい。この場合、31位のセリンは、上記と同様の点からは、D-セリンが好ましい。
 本発明のペプチド誘導体は、例えば、膵島イメージングに用いることができ、好ましくは膵β細胞のイメージング、より好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージング用分子プローブに用いることができる。また、本発明のペプチド誘導体は、例えば、糖尿病の予防、治療又は診断のためのイメージングに用いることができる。また、本発明のペプチド誘導体は、例えば、有効成分として本発明のペプチド誘導体を含む、上述する各種イメージングに用いる組成物、イメージング用試薬、造影剤、画像診断剤等として用いることができる。これらの組成物、画像診断剤等の取り得る形態としては、例えば、溶液、粉末等が挙げられ、放射性核種の半減期及び放射能減衰等を考慮すると、溶液が好ましく、注射液がより好ましい。
 [標識前駆体]
 本発明は、その他の態様として、下記一般式(IV)で表されるペプチド誘導体に関する。本態様のペプチド誘導体は、例えば、上記の本発明のペプチド誘導体の標識前駆体として利用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 ExP-Pは、exendin-4のアミノ酸配列(配列番号1)を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示す。
 Ex4(x-y)-K   (1)
 Ex4(x-y)-Kは、上述の本発明のペプチド誘導体と同様であり、中でも、Ex4(1-39)、Ex4(1-39)-K、Ex4(9-39)、又はEx4(9-39)-Kが好ましく、具体的には上記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列であることが好ましい。また、ポリペプチドExP-PのC末端のカルボキシル基は、アミド化されている。
 -L-Y基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドExP-Pのアミノ酸の側鎖又はN末端のα-アミノ基に結合し、好ましくはポリペプチドExP-Pのリジンの側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合する基であって、下記式(V)で表される基を示す。-L-基、l及びmは、上述の本発明のペプチド誘導体と同様である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 Yは、水素原子、又は放射性標識導入基を示し、本発明のペプチド誘導体を容易に製造でき、好ましくは標識を短時間で行うことができ、さらには標識収率に優れるという効果を奏しうる点から、水素原子を示すことが好ましい。
 本明細書において「放射性標識導入基」とは、放射性核種、又は放射性核種を含む放射性標識基を導入可能な基をいう。本明細書において「放射性核種、又は放射性核種を含む放射性標識基を導入可能」とは、放射性標識導入基又は放射性標識導入基を有する特定の官能基が、放射性核種により置換可能であること、放射性核種を結合又はキレート可能であること、及び放射性核種を含む放射性標識基と結合可能であること等を含む。
 放射性標識導入基は、放射性金属核種で標識化する観点からは、放射性金属核種をキレート可能なキレート部位を含んでいてもよい。キレート部位を形成するキレート化合物は、上述のとおりである。
 放射性標識導入基は、標識後に得られるペプチド誘導体と膵β細胞との親和性、好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の点から、例えば、下記式(VI)で表される基等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 式(VI)において、Ar、R及びRは、式(III)と同様である。Rは、メシラート(OMs)基、トシラート(OTs)基、トリフラート(OTf)基、[80Br]臭素原子、[127I]ヨウ素原子、塩素原子、ニトロ基、トリメチルアンモニウム基、スズ原子、アルキルスズ基又はアルキルケイ素基を有する置換基を示し、好ましくはOMs基、OTs基、OTf基、[80Br]臭素原子、[127I]ヨウ素原子、スズ原子、アルキルスズ基又はアルキルケイ素基であり、より好ましくは[80Br]臭素原子、[127I]ヨウ素原子、スズ原子である。アルキルスズ基としては、スズ原子により置換されたC-Cアルキル基が挙げられ、好ましくはトリブチルスズ基(Sn(C)である。アルキルケイ素基としては、ケイ素原子により置換されたC-Cアルキル基が挙げられ、好ましくはトリブチルケイ素基である。Rは、オルト位、メタ位及びパラ位のいずれでもよい。フッ素標識体の標識前駆体を作成する点からは、パラ位が好ましい。ヨウ素標識体の標識前駆体を作成する点からは、オルト位、メタ位及びパラ位のいずれでもよい。
 式(VI)で表される基は、ペプチド誘導体と膵β細胞との親和性、好ましくはペプチド誘導体と膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の点から、下記式(VIa)で表される基が好ましく、より好ましくは式(VIa)において、Rが[80Br]臭素原子、[127I]ヨウ素原子又はスズ原子を示す基である。なお、式(VIa)において、Rは上記のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
 ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基は、保護基又は-L-Y基が結合しているか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、若しくは非修飾である。より選択的な標識化を可能にする点からは、N末端のα-アミノ基は、保護基により保護されているか、又は電荷を有さない修飾基により修飾されていることが好ましい。電荷を有さない修飾基は、上述のとおりである。
 Ex4(x-y)-Kが式(2)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基は、例えば、ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基又はLys12の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys12の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。Ex4(x-y)-Kが式(3)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基は、Lys40の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys40は、生体内においてC末端側からのペプチド分解が抑制され、分解産物からのシグナル検出が抑制されたペプチド誘導体を得る点からは、D-リジンであることが好ましい。この場合、39位のセリンは、上記と同様の点からは、D-セリンであることが好ましい。
 Ex4(x-y)-Kが式(4)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基は、例えば、ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基又はLys4の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys4の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。Ex4(x-y)-Kが式(5)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基は、Lys32の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、Lys32は、生体内においてC末端側からのペプチド分解が抑制され、分解産物からのシグナル検出が抑制されたペプチド誘導体を得る点からは、D-リジンであることが好ましい。この場合、31位のセリンは、上記と同様の点からは、D-セリンが好ましい。
 ポリペプチドExP-Pにおいて、-L-Y基が結合していないアミノ酸の側鎖は、保護基が結合することによって保護されていてもよいし、保護されていなくてもよい。より選択的な標識化を可能にする点からは、-L-Y基が結合していないアミノ酸の側鎖の官能基が、保護基が結合することによって保護されていることが好ましく、より好ましくは-L-Y基が結合していないリジンの側鎖のアミノ基が保護されている。標識処理後の操作をより簡略化して製造時間を短縮する点からは、-L-Y基が結合していないアミノ酸の側鎖は、保護されていないフリーの状態であることが好ましい。保護基は、標識化する間に、標識前駆体の-L-Y基が結合していないアミノ酸の側鎖の官能基を保護するものであって、好ましくは-L-Y基が結合していないアミノ基を保護するものであり、そのような機能を果たしうる公知の保護基を使用できる。保護基としては、特に制限されず、例えば、Fmoc、Boc、Cbz、Troc、Alloc、Mmt、アミノ基、炭素数3から20個のアルキル基、9-フルオレンアセチル基、1-フルオレンカルボン酸基、9-フルオレンカルボン酸基、9-フルオレノン-1-カルボン酸基、ベンジルオキシカルボニル基、Xan、Trt、Mtt、Mtr、Mts、Mbh、Tos、Pmc、MeBzl、MeOBzl、BzlO、Bzl、Bz、Npys、Dde、2,6-DiCl-Bzl、2-Cl-Z、2-Br-Z、Bom、cHxO、Bum、tBuO、tBu、Ac及びTFAなどが挙げられ、取扱いの点から、Fmoc及びBocが好ましい。
 Ex4(x-y)-Kが式(2)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基がLys12の側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合していることが好ましく、選択的な標識化を可能にする点からは、-L-Y基がLys12の側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合し、かつ保護基が-L-Y基が結合していないリジンの側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。膵β細胞への特異性に優れるポリペプチド誘導体を得る点からは、-L-Y基がLys12の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基が27位のリジン(Lys27)の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましく、さらに好ましくは-L-Y基がLys12の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がLys27の側鎖のアミノ基及びN末端のα-アミノ基に結合している。
 Ex4(x-y)-Kが式(3)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基がLys40の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、より選択的な標識化を可能にする点からは、-L-Y基がLys40の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がLys12及びLys27の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましく、さらに好ましくは-L-Y基がLys40の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がN末端のα-アミノ基並びにLys12及びLys27の側鎖のアミノ基に結合している。
 Ex4(x-y)-Kが式(4)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基がLys4の側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合していることが好ましく、選択的な標識化を可能にする点からは、-L-Y基がLys4の側鎖のアミノ基又はN末端のα-アミノ基に結合し、かつ保護基が-L-Y基が結合していないリジンの側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましい。膵β細胞への特異性に優れるポリペプチド誘導体を得る点からは、-L-Y基がLys4の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基が19位のリジン(Lys19)の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましく、さらに好ましくは-L-Y基がLys4の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がLys19の側鎖のアミノ基及びN末端のα-アミノ基に結合している。
 Ex4(x-y)-Kが式(5)のアミノ酸配列である場合、-L-Y基がLys32の側鎖のアミノ基に結合していることが好ましく、より選択的な標識化を可能にする点からは、-L-Y基がLys32の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がLys4及びLys19の側鎖のアミノ基に結合していることがより好ましく、さらに好ましくは-L-Y基がLys32の側鎖のアミノ基に結合し、かつ保護基がN末端のα-アミノ基並びにLys4及びLys19の側鎖のアミノ基に結合している。
 標識前駆体の形態としては、例えば、溶液、粉末等が挙げられ、取扱いの点からは、粉末が好ましく、より好ましくは凍結乾燥された粉末(凍結乾燥製剤)である。
 標識前駆体は、例えば、N末端のα-アミノ基が保護基によって保護されたアミノ酸(以下、N末端のα-アミノ基が保護基によって保護されたアミノ酸を「保護アミノ酸」という)と、側鎖に-L-Y基が結合した保護アミノ酸とを用いて合成することができ、より選択的な標識化が可能な標識前駆体を合成する点からは、側鎖に-L-Y基が結合した保護アミノ酸と、側鎖の官能基が保護基によって保護された保護アミノ酸とを用いて合成することが好ましい。標識前駆体の合成において、式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを合成すること、合成したポリペプチドにおいて-L-Y基が結合していないアミノ酸の側鎖の官能基であって標識可能な官能基の保護基を除去すること、脱保護したアミノ酸の官能基を脱保護前の保護基とは異なる保護基によって再度保護すること、及び再度の保護を行ったアミノ酸の官能基以外の官能基の保護基を脱保護することを含むことが好ましい。Yが水素原子である場合、-L-Y基の末端のアミノ基は保護されていることが好ましい。
 [ペプチド誘導体の製造方法]
 本発明は、さらにその他の態様として、本発明の標識前駆体を標識化することを含むペプチド誘導体の製造方法に関する。
 本発明のペプチド誘導体の製造方法において、本発明のペプチド誘導体を容易に製造することができ、好ましくは短時間で標識を行うことができ、さらには標識収率に優れるという効果を奏しうる点から、式(IV)で表される標識前駆体において、Yが水素原子であることが好ましく、具体的には下記式(VII)で表されるペプチド誘導体が好ましい。本態様の製造方法によれば、式(VII)で表されるペプチド誘導体を標識前駆体として用いることから、例えば、短時間で標識を行うことができ、さらには標識収率に優れるという効果を奏しうる。さらに、本態様の製造方法によれば、例えば、標識の際の副生成物の生成を抑制できるという効果を好ましくは奏しうる。式(VII)において、ポリペプチドExP-P、l及びmは、上記のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 標識前駆体の標識は、例えば、上記式(III)で表される基を有する標識化合物を用いて行うことができる。式(III)で表される基を有する標識化合物としては、例えば、式(III)で表される基が、エステル結合を介してスクシンイミドと結合したスクシンイミジルエステル化合物であることが好ましく、より好ましくは下記式(VIII)で表されるスクシンイミジルエステル化合物である。式(VIII)で表されるスクシンイミジルエステル化合物において、製造するペプチド誘導体における膵β細胞との親和性、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rとの親和性の向上の点から、Arがフェニル基であり、Rが水素原子であり、Rが結合手であることが好ましく、より好ましくはArがフェニル基であり、Rが[18F]フッ素原子又は[123/124/125/131I]ヨウ素原子であり、Rが水素原子であり、Rが結合手である。式(III)で表される基を有する標識化合物としては、下記式(VIIIa)で表される化合物が好ましく、より好ましくは下記式(VIIIb)で表される化合物([18F]N-succinimidyl 4-fluorobenzoate)及び下記式(VIIIc)で表される化合物([123/124/125/131I]N-succinimidyl 3-iodobenzoate)である。また、式(III)で表される基を有する標識化合物としては、汎用性の点からは、下記式(VIIId)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 本発明のペプチド誘導体の製造方法は、標識後のペプチド誘導体に結合する保護基を除去してペプチド誘導体を脱保護することを含んでいてもよい。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。
 本発明のペプチド誘導体の製造方法は、放射性標識された純度の高いペプチド誘導体を製造する点から、標識後のペプチド誘導体を精製する工程をさらに含んでいてもよい。精製は、例えば、ペプチド又はタンパク質を精製するための公知の分離操作を用いて行うことができる。分離操作としては、例えば、イオン交換クロマトグラフィー、疎水性クロマトグラフィー、逆相クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)等が挙げられ、必要に応じてこれらを組み合わせて行ってもよい。
 本発明のペプチド誘導体の製造方法は、標識に用いる式(III)で表される基を有する標識化合物を合成する工程、及び/又は標識前駆体を合成する工程を含んでいてもよい。この場合、標識化合物の合成と標識前駆体の標識とを1つの自動合成装置によって行ってもよく、また、標識前駆体の合成、標識化合物の合成と標識前駆体の標識とを1つの自動合成装置によって行ってもよい。
 本発明のペプチド誘導体の製造方法のその他の態様として、式(IV)においてYが放射性標識導入基である標識前駆体を標識化することを含むペプチド誘導体の製造方法に関する。本態様のペプチドの製造方法において、標識前駆体としては、例えば、Yがキレート部位や上記式(VI)で表される基である標識前駆体が挙げられる。Yが式(VI)で表される基である標識前駆体としては、例えば、下記式(IX)で表される標識前駆体が挙げられる。式(IX)において、ポリペプチドExP-P、l、m及びRは、上記のとおりである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 本態様の標識に使用する標識化合物としては、例えば、[18F]F、[18F]KF、[123/124/125/131I]NaI、[123/124/125/131I]NHI等の放射性ハロゲン核種を含む化合物、放射性金属核種を含む化合物等が挙げられる。標識化に用いる反応としては、特に制限されず、例えば、求電子置換反応、求核置換反応等を用いて行うことができる。本態様においても、上記と同様に、例えば、上述する脱保護工程及び/又は精製工程等をさらに含んでいてもよい。
 [イメージング用試薬]
 本発明は、さらにその他の態様として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を含むイメージング用試薬に関する。
 本発明のイメージング用試薬は、有効成分として一般式(I)で表されるペプチド誘導体を含み、PETやSPECTによるイメージングを行う点からは、好ましくは一般式(I)においてZが放射性核種を含む標識基であるペプチド誘導体を有効成分として含む。
 イメージング用試薬の形態は、特に制限されず、例えば、溶液、及び粉末等が挙げられる。一般式(I)においてZが放射性核種を含む標識基である場合、放射性核種の半減期及び放射能減衰の点からは、溶液が好ましく、より好ましくは注射液である。一般式(I)においてZが放射性核種の非放射性同位体を含む標識基である場合、溶液、及び粉末のいずれでもよいが、取扱い及び保存安定性の点からは、粉末が好ましく、より好ましくは凍結乾燥された粉末(凍結乾燥製剤)である。
 本発明のイメージング用試薬は、担体等の医薬品添加物を含んでいてもよい。本明細書において医薬品添加物は、日本薬局方、アメリカ薬局方及び/又はヨーロッパ薬局方等で医薬品添加物として許認可を受けている化合物をいう。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、及び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、及びプロピレングリコール等が挙げられる。
 [キット]
 本発明は、さらにその他の態様として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体及び/又は一般式(IV)の標識前駆体を含むキットに関する。キットの態様としては、例えば、本発明のペプチド誘導体を製造するためのキット、膵β細胞のイメージングを行うためのキット、膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行うためのキット、膵島量の測定を行うためのキット、及び糖尿病の予防又は治療又は診断のためのキット等が挙げられる。本発明のキットは、これらの各態様において、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。取扱い説明書は、キットに同梱されてもよいし、ウェブ上で提供されてもよい。
 一般式(I)で表されるペプチド誘導体の形態は、特に制限されず、例えば、溶液、及び粉末等が挙げられる。一般式(I)においてZが放射性核種を含む標識基である場合、放射性核種の半減期及び放射能減衰の点からは、注射液が好ましい。一般式(I)においてZが放射性核種の非放射性同位体を含む標識基である場合、溶液、及び粉末のいずれでもよいが、取扱い及び保存安定性の点からは、粉末が好ましく、より好ましくは凍結乾燥された粉末(凍結乾燥製剤)である。
 一般式(IV)の標識前駆体の形態は、特に制限されず、例えば、溶液、及び粉末等が挙げられ、取扱いの点からは、粉末が好ましく、より好ましくは凍結乾燥された粉末(凍結乾燥製剤)である。
 標識前駆体を含むキットは、例えば、標識前駆体の標識に使用する標識化合物、標識化合物の出発原料となる化合物、放射性標識に用いるその他の試薬等を含んでいてもよい。標識化合物は、上述のとおりであり、中でも式(VIIIa)で表される化合物が好ましく、より好ましくは式(VIIIb)で表される化合物及び式(VIIIc)で表される化合物である。出発原料としては、例えば、式(VIIIb)で表される標識化合物の出発原料、式(VIIIc)で表される標識化合物の出発原料が挙げられる。
 式(VIIIb)で表される標識化合物の出発原料としては、例えば、4-(trimethylammonium triflate) benzoic acidのエステル誘導体が挙げられる。4-(trimethylammonium triflate) benzoic acidのエステル誘導体としては、例えば、メチルエステル、エチルエステル、t-ブチルエステル及びペンタメチルエステル等が挙げられる。式(VIIIb)で表される標識化合物のその他の出発原料としては、例えば、ethyl 4-(trimethylammonium triflate) benzoate、ethyl 4-(tosyloxy)benzoate、ethyl 4-(methylsulfonyloxy)benzoate等が挙げられる。前記式(VIIIc)で表される標識化合物の出発原料としては、例えば、2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-(tributylstannyl)benzoate、2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-bromobenzoate、2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-chlorobenzoate、及び2,5-dioxopyrrolidin-1-yl 3-iodobenzoate等が挙げられる。放射性標識に用いるその他の試薬としては、例えば、標識化合物の合成に使用する放射性核種を含む試薬等が挙げられる。
 本発明のキットは、一般式(I)で表されるペプチド誘導体及び/又は一般式(IV)の標識前駆体を入れるための容器をさらに含んでいてもよい。容器としては、例えば、シリンジやバイアル瓶等が挙げられる。
 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、注射器等のペプチド誘導体の投与に使用する器具等をさらに含んでいてもよい。
 標識前駆体を含むキットは、例えば、標識化合物を合成するための自動合成装置を含んでいてもよい。自動合成装置は、標識化合物の合成に加えて、例えば、合成した標識化合物を用いた標識前駆体の標識化、標識後のペプチド誘導体の脱保護、及び標識前駆体の合成等が可能であってもよい。
 [イメージング方法]
 本発明は、さらにその他の態様として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を用いて膵β細胞をイメージングすることを含む膵β細胞のイメージング方法に関する。本発明のイメージング方法によれば、本発明のペプチド誘導体を用いることから、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行うことができる。被検体としては、例えば、ヒト及び/又はヒト以外の哺乳類が挙げられる。ペプチド誘導体は、一般式(I)においてZが放射性核種を含む標識基であるペプチド誘導体が好ましい。
 本発明のイメージング方法は、第1の態様として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を予め投与された被検体からペプチド誘導体の放射性核種のシグナルを検出することを含む。シグナルの検出は、例えば、ペプチド誘導体を投与後、シグナルの検出に十分な時間が経過後に行うことが好ましい。
 本発明のイメージング方法は、例えば、検出されたシグナルを再構成処理して画像に変換し表示すること、及び/又は検出されたシグナルを数値化して集積量を提示することを含んでいてもよい。表示には、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。提示には、例えば、算出した集積量を保存すること、及び外部に出力することを含む。
 シグナルの検出は、使用するペプチド誘導体の放射性核種の種類に応じて適宜決定でき、例えば、PET及びSPECT等を用いて行うことができる。SPECTは、例えば、本発明のペプチド誘導体を投与された被検体から放出されるγ線をガンマカメラにより測定することを含む。ガンマカメラによる測定は、例えば、ペプチド誘導体の放射性核種から放出される放射線(γ線)を一定時間単位で測定することを含み、好ましくは放射線が放出される方向及び放射線数量を一定時間単位で測定することを含む。本発明のイメージング方法は、放射線の測定により得られた測定されたペプチド誘導体の分布を断面画像として表すこと、及び得られた断面画像を再構成することをさらに含んでいてもよい。
 PETは、例えば、ペプチド誘導体を投与された被検体から、ポジトロンと電子との対消滅により生成するガンマ線をPET用検出器で同時計数することを含み、さらに、計測した結果に基づきポジトロンを放出する放射性核種の位置の三次元分布を描写することを含んでいてもよい。
 SPECT又はPETによる測定にあわせて、X線CT及び/又はMRIの測定を行ってもよい。これにより、例えば、SPECT又はPETにより得られた画像(機能画像)と、CT又はMRIにより得られた画像(形態画像)とを融合させた融合画像を得ることができる。
 本発明のイメージング方法は、第2の形態として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を被検体に投与すること、及び投与された被検体からペプチド誘導体の放射性核種のシグナルを検出することを含む。シグナルの検出、及び再構成処理等は、第1の態様と同様に行うことができる。
 被検体へのペプチド誘導体の投与は、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、被検体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。ペプチド誘導体の投与量(用量)は、特に制限されず、イメージングのために所望のコントラストを得るために十分な量を投与すればよく、例えば、1μg以下とすることができる。ペプチド誘導体は、担体等の医薬品添加物とともに投与することが好ましい。医薬品添加物としては、上述のとおりである。投与から測定までの時間は、例えば、分子プローブの膵β細胞への結合時間、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。
 第2の態様のイメージング方法は、本発明のペプチド誘導体を用いたイメージングの結果に基づき、膵島又は膵β細胞の状態を判定することを含んでもよい。膵島又は膵β細胞の状態を判定することは、例えば、膵β細胞イメージングの画像を解析することにより膵島又は膵β細胞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。
 [膵島量の測定方法]
 本発明は、さらにその他の態様として、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を用いて膵島量を測定する方法に関する。本発明の膵島量の測定方法は、一般式(I)で表されるペプチド誘導体を投与された被検体からペプチド誘導体のシグナルを検出すること、及び検出したペプチド誘導体のシグナルから膵島量を算出することを含むことが好ましい。ペプチド誘導体は、一般式(I)においてZが放射性核種を含む標識基であるペプチド誘導体が好ましい。
 膵島量の算出は、例えば、検出したシグナルの量、シグナルを再構成して得られたイメージング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。イメージングの対象物としては、例えば、膵島であり、好ましくは膵β細胞、より好ましくは膵β細胞のGLP-1Rである。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。
 本発明の膵島量の測定方法は、算出した膵島量を提示することをさらに含んでいてもよい。算出した膵島量を提示することは、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。上記のとおり、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、本発明のペプチド誘導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(被検体)としては、ヒト及び/又はヒト以外の哺乳類が挙げられる。
 本発明の糖尿病の診断方法は、本発明のペプチド誘導体を用いて膵β細胞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み、さらに、判定結果に基づき糖尿病の診断を行うことを含んでいてもよい。膵島の状態の判定は、例えば、得られた膵島の画像と基準となる膵島の画像とを比較すること、得られた膵島量と基準となる膵島量とを比較すること等により、膵島量の増減又は変化を判定することを含む。また、膵島の状態の判定は、情報処理装置を用いて行ってもよく、膵島量が減少していると判定したときには、その情報を提示し、膵島量が増加又は維持されていると判定したときには、その情報を提示することが好ましい。判定結果に基づく糖尿病の診断は、例えば、糖尿病発症のリスクを判定すること、糖尿病と判断すること、糖尿病の進行度合いを判断すること等を含む。
 本発明の糖尿病の治療方法は、本発明のペプチド誘導体を用いた膵島のイメージング及びイメージング結果に基づく糖尿病の診断に加えて、診断に基づき糖尿病の治療することを含む。膵島のイメージング及び糖尿病の診断は、本発明の糖尿病の診断方法と同様に行うことができる。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。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。
 本発明の糖尿病の予防方法は、本発明のペプチド誘導体を用いた膵島のイメージング、及びイメージング結果に基づき膵島の状態を判定して糖尿病発症のリスクを判定することを含む。本発明の糖尿病の予防方法は、例えば、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が含むことができる。
 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。
 [その他の用途]
 本発明のペプチド誘導体は、エキセンジン-4のアミノ酸配列(配列番号1)を完全に又は部分的に有する。上記の通り、エキセンジン-4は、GLP-1類似体であり、膵β細胞上に発現するGLP-1Rに結合することが知られている。このため、本発明のペプチド誘導体は、GLP-1Rに結合可能であり、好ましくはGLP-1Rに特異的に結合可能であることから、例えば、GLP-1R陽性の細胞のイメージング及び定量、GLP-1Rの発現が関与する疾患の診断及び治療等に利用できる。したがって、上記膵島のイメージング・定量等と同様に、GLP-1R陽性の細胞のイメージング及び定量、GLP-1Rの発現が関与する疾患の診断及び/又は治療等を行うことができる。GLP-1Rの発現が関与する疾患としては、例えば、神経内分泌腫瘍(NET)等が挙げられる。神経内分泌腫瘍としては、例えば、インスリノーマ、小細胞気管支癌、膵癌等が挙げられる。
 以下に、実施例及び参考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。
 なお、本明細書の記載において、以下の略語を使用する。
IB:3-iodobenzoyl
Rink Amide MBHA Resin(商品名、Merck製):4-(2’,4’-Dimethoxyphenyl-Fmoc-aminomethyl)-phenoxyacetamido-norleucyl-MBA
HBTu:1-[ビスジメチルアミノメチレン]-1H-ベンゾトリアゾリウムー3-オキシドーヘキサフルオロホスフェイト
HOBt:1-ヒドロキシベンゾトリアゾール
DMF:ジメチルホルムアミド
Boc-mini-PEG-3TM(商品名、Peptide International製):Boc-11-Amino-3,6,9-trioxaundecanoic acid・DCHA
Boc:ブトキシカルボニル基
DCHA:ジシクロヘキシルアミン
WSCD:水溶性カルボジイミド
TFA:テトラフドロフラン
HOSu:N-ヒドロキシスクシンイミド
IB-Cl:3-Iodobenzoyl chloride
DIEA:N,N-ジイソプロピルエチルアミン
OBu:ブチルエステル基
Trt:トリチル基
Pdf:2,2,4,6,7-ペンタメチルジヒドロベンゾフラン-5-スルホニル基
Mmt:4-メトキシトリチル基
Fmoc:9-フルオレニルメチルオキシカルボニル基
PEG3:-C(O)-CH-(OC-NH-
ePEG12:-C(O)-C-(OC12-NH-
なお、アミノ酸は、特に言及しない限り、L体を使用した。
 (製造例1)
 式(6)で表されるペプチド誘導体:(IB-PEG 3 )12-Ex(9-39)の合成
 以下に示すように、下記式(6)で表されるペプチド誘導体(配列番号6)(以下、「(IB-PEG3)12-Ex(9-39)」ともいう)を調製した。なお、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、配列番号4のアミノ酸配列の第4位のリジン残基の側鎖のアミノ基に、リンカーであるPEG3を介して[125I]3-iodobenzoyl基([125I]IB)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 (1)保護ペプチド樹脂Aの合成
Fmoc-DLSK(Boc-PEG3)QMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPS-Rink Amide MBHA   (7)(配列番号7)
 上記式(7)で表される保護ペプチド樹脂Aの合成は、アドバンスケムテック社製のペプチド合成機(ACT90)を用いて固相合成法により行った。なお、式(7)において、Lys(Boc-PEG3)及びLys(Fmoc)以外は側鎖の保護基の表記を省略した。
 出発樹脂担体として、Rink Amide MBHA Resin(0.39mol/g、0.25mmol scal)を使用した。アミノ酸の原料としては、通常のFmoc-ペプチド合成法に使われるFmoc-アミノ酸誘導体を使用した。使用したFmocアミノ酸誘導体のうち、側鎖に官能基のあるアミノ酸はそれぞれAsp(OBu)、Ser(OBu)、Gln(Trt)、Glu(OBu)、Trp(Boc)、Arg(Pbf)、及び Asn(Trt)を用い、リジンについては第4位にはFmoc-Lys(Boc-PEG3)を使用し、第19位にはFmoc-Lys(Mmt)を使用した。原料となるFmoc-アミノ酸誘導体を上記ペプチド合成機の反応容器にセットし、活性化剤であるHBTu及びHOBtとDMFに溶解して反応槽に加えて反応させた。得られた樹脂をピペリジン含有N-メチルピロリドン中で緩やかに攪拌してFmoc基を脱離し、洗浄後、次のアミノ酸誘導体の縮合に進み、ペプチドの配列に従い逐次ペプチド鎖の延長を行うことにより、下記式(8)で表される保護ペプチド樹脂A1を得た。なお、式(8)において、Lys(Mmt)以外は側鎖の保護基の表記を省略した。
Fmoc-QMEEEAVRLFIEWLK(Mmt)NGGPSSGAPPPS- Rink Amide MBHA   (8)(配列番号8)
 さらに、Fmoc-Lys(Boc-PEG3)、Fmoc-Ser(OBu)、Fmoc-Leu、及びFmoc-Asp(OBu)を用いて配列に従ってアミノ酸を延長して、下記式(9)で表される保護ペプチド樹脂A2を得た。なお、式(9)において、Lys(Boc-PEG3)及びLys(Mmt)以外は側鎖の保護基の表記を省略した。
Fmoc-DLSK(Boc-PEG3)QMEEEAVRLFIEWLK(Mmt)NGGPSSGAPPPS-Rink Amide MBHA   (9)(配列番号9)
 その後、TFA-TIS-DCM(1.5:5:93.5v/v)処理によって、保護ペプチド樹脂A2における19位のLysの側鎖の保護基(Mmt)を除去し、ついで19位のLysの側鎖のアミノ基をFmocOSuを用いてFmoc化して式(7)で表される保護ペプチド樹脂Aを得た。
 なお、上記Fmoc-Lys(Boc-PEG3)は以下の方法で調製した。Boc-mini-PEG-3TMをTHFに溶解し、これに0.5N HCl/酢酸エチルを滴下した(pH3-5)。析出したDCHA塩を除去した後、得られたBoc-PEG3をWSCD・HCl及びHOSuを用いて活性エステル体とした。この活性エステル体とFmoc-LysとをDMF中で室温で撹拌し(pH7-8)、Fmoc-Lys(Boc-PEG3)を得た。
 (2)脱保護及び樹脂からの切り出し
 得られた保護ペプチド樹脂Aを、トリフルオロ酢酸を用いる定法の脱保護条件(TFA-TIS-HO-DT(95/2.5/2.5/2.5,v/v))で、室温で2時間処理して脱保護と樹脂からのペプチドの切り離しとを同時に行った。反応液から担体樹脂をろ別した後、TFAを留去し、残渣にエーテルを加えて得られる粗生成物の沈殿をろ取した。
 (3)粗生成ペプチドの単離精製
 得られた粗生成ペプチドを、HPLC分取装置(商品名:LC-8A-2、島津製作所製、カラム:ODS30x250mm)を用いて0.1%トリフルオロ酢酸を含む水―アセトニトリルの系で分取精製し、目的のペプチドの分画を得た。ついで、アセトニトリルを留去した後、凍結乾燥粉末とし、下記式(10)で表されるペプチド誘導体(配列番号10)をトリフルオロ酢酸塩として得た。下記式(10)で表されるペプチド誘導体は、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の標識前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 (4)標識前駆体の標識
 式(10)で表されるペプチド誘導体(410μg)を、アセト二トリル、Borate Buffer(pH7.8)に溶解させ、それに[125I]N-succinimidyl3-iodobenzoate([125I]SIB)を加え反応溶液をpH8.5~9.0に調整して30分間反応させることにより標識化を行った。その後、DMF及びピペリジンを加えることで脱保護反応を行い、目的物である(IB-PEG3)12-Ex(9-39)(式(6)で表されるペプチド誘導体)を得た(放射化学的収率:48.6%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は2.5時間であった。なお、標識化に要した時間とは、標識前駆体を標識化して目的物である標識体を得るまでの時間であって、標識化合物との反応時間、標識化合物との反応後の脱保護反応時間、LC精製時間及び濃縮時間を含む(以下同様)。
 (参考製造例1)
 下記式(11)で表されるペプチド誘導体(配列番号11)を調製した。なお、式(11)で表されるペプチド誘導体は、配列番号4のアミノ酸配列の第4位のリジン残基の側鎖のアミノ基に[125I]IBが直接結合し、かつ、C末端のカルボキシル基がアミド化されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 式(10)で表されるペプチド誘導体に替えて下記式(12)で表される標識前駆体(1050μg)を用いた以外は製造例1と同様に標識化を行い、目的物の式(11)で表されるペプチド誘導体を得た(放射化学的収率:18.4%、放射化学的純度:96.4%)。また、標識化に要した時間は5.5時間であった。
Fmoc-DLSKQMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPS-CONH2  (12)  (配列番号12)
 製造例1及び参考製造例1に示すように、リジンの側鎖のアミノ基にリンカーとしてPEG3を結合させた式(10)で表されるペプチド誘導体を標識前駆体として用いて放射性標識を行うことにより、リジンの側鎖のアミノ基にこれが結合していない式(12)で表される標識前駆体を用いた場合と比較して、放射性標識されたペプチド誘導体の収率が大幅向上し、標識に要する時間を大幅に短縮できた。具体的には、収率は18.4%から48.6%にまで向上し、収率を2倍以上向上させることができた。また、標識に要する時間についても、5.5時間から2.5時間になり3時間も短縮することができ、従来の半分の時間で標識することができた。したがって、本発明の標識前駆体によれば、効率よく標識を行うことができることから、効率よく放射性標識されたペプチド誘導体を提供することができる。
 (製造例2)
 式(13)で表されるペプチド誘導体:(IB-PEG 3 )40-Ex(9-39)の合成
 以下に示すように、下記式(13)で表されるペプチド誘導体(配列番号13)(以下、「(IB-PEG3)40-Ex(9-39)」ともいう)を調製した。なお、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)は、配列番号5のアミノ酸配列の第40位のリジン残基の側鎖のアミノ基に、PEG3リンカーを介して[125I]IB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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
 まず、下記式(14)で表される保護ペプチド樹脂B(配列番号14)を合成した。保護ペプチド樹脂Bの合成は、第4位及び第19位のリジンとしてFmoc-Lys(Mmt)を使用し、第32位のリジンとしてFmoc-Lys(Boc-PEG3)を使用した以外は、製造例1と同様に行った。なお、式(14)において、Lys(Boc-PEG3)及びLys(Fmoc)以外は側鎖の保護基の表記を省略した。
Fmoc-DLSK(Fmoc)QMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPSK(Boc-PEG3)-Rink Amide MBHA   (14)(配列番号14)
 得られた保護ペプチド樹脂Bを、製造例1と同様に、脱保護及び樹脂からの切り出し、並びにペプチド誘導体の単離精製を行い、下記式(15)で表されるペプチド誘導体(配列番号15)をトリフルオロ酢酸塩(凍結乾燥粉末)として得た。式(15)で表されるペプチド誘導体は、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の標識前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
 ついで、製造例1と同様の方法で、式(15)で表されるペプチド誘導体(580μg)の標識化及び脱保護を行い、目的物である(IB-PEG3)40-Ex(9-39)(式(11)で表されるペプチド誘導体)を得た(放射化学的収率:30.1%、放射化学的純度:96.7%)。また、標識化に要した時間は4時間であった。
 (参考製造例2)
 下記式(16)で表されるペプチド誘導体(配列番号16)を調製した。なお、式(16)で表されるペプチド誘導体は、配列番号5のアミノ酸配列の第32位のリジン残基の側鎖のアミノ基に[125I]IBが直接結合し、かつ、C末端のカルボキシル基がアミド化されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
 式(10)で表されるペプチド誘導体に替えて下記式(17)で表される標識前駆体(400μg)を用いた以外は製造例1と同様に標識化を行い、目的物である上記式(16)で表されるペプチド誘導体を得た(放射化学的収率:33.6%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は6時間であった。
Fmoc-DLSK(Fmoc)QMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPSK-CONH2  (17)  (配列番号17)
 (実施例1)
 式(6)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)12-Ex(9-39))を用いて、体内分布実験、及び二次元イメージング解析を行った。
 [体内分布]
 (IB-PEG3)12-Ex(9-39)(0.93μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表1及び図1に示す。図1は、各臓器への(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
 表1及び図1に示すとおり、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の膵臓への集積は、投与後早期に25%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持され、特に、投与後15分~60分の時間帯では35%dose/gを超えていた。(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、単位重量あたりの集積量で比較すると、投与後15分以降の時間帯では、肺を除けば、膵臓に最も多く集積した。また、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、甲状腺への集積に大きな変化が見られなかったことから、生体内でペプチド誘導体が脱ヨウ素代謝を受けていないことが示唆された。これらの点から、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、非侵襲のイメージングに適しており、とりわけ非侵襲の膵β細胞のイメージングに適していると考えられる。
 (参考例1)
 参考例1として、参考製造例1で調製した式(11)で表されるペプチド誘導体を用い、実施例1と同様にマウスの体内分布の測定を行った。その結果の一例を下記表2及び図2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
 表1及び2に示すとおり、式(6)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)12-Ex(9-39))は、式(11)で表されるペプチド誘導体と比較して、投与後早期の段階における膵臓の隣接臓器である肝臓への集積が少なく、血液への集積量が少なかった。
 実施例1及び参考例1の体内分布実験の各臓器への集積量に基づき、それらの膵臓/肝臓比(膵臓の集積量/肝臓の集積量)、膵臓/腎臓比(膵臓の集積量/腎臓の集積量)、膵臓/血液比(膵臓の集積量/血液の集積量)を下記表3、4及び5にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 表3及び4に示すように、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、膵臓/肝臓比及び膵臓/腎臓比が経時的に高くなり、膵臓/肝臓比は投与後早期で2を超える値を示した。表5に示すように、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)は、式(11)で表されるペプチド誘導体と比較して膵臓/血液比が経時的に顕著に高くなり、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の膵臓/血液比は投与後早期で3を超える値を示し、良好な血液クリアランスを示した。このように膵臓への集積量が高い一方で、膵臓の周辺臓器への集積が少なく、血液クリアランスに優れる(IB-PEG3)12-Ex(9-39)によれば、膵β細胞のイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 [2次元イメージング解析]
 (IB-PEG3)12-Ex(9-39)(5μCi/100μl)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により投与し、投与30分後及び60分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、切片をスライドガラス上に置き、その上にカバーガラスを載せた。切片の蛍光及び放射能(オートラジオグラフィー)は、画像解析装置(商品名:Typhoon 9410、GEヘルスケア社製)を用いて測定した(露光時間:21時間)。その結果の一例を図3レーン3~8に示す。
 また、標識化していないexendin(9-39)(コールドプローブ、配列番号21)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により前投与した(50μg/100μl)。前投与から30分後に上記(IB-PEG3)12-Ex(9-39)(5μCi/100μl)を静脈注射により投与し、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の投与から30分後に膵臓を摘出した(n=2)。摘出した膵臓から切片を切り出し、得られた切片について、上記と同様にして蛍光及び放射能の測定を行った。その結果の一例を図3のレーン1及び2に示す。
 図3は、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)を投与したMIP-GFPマウスの膵臓切片のイメージング解析の結果の一例であって、蛍光シグナルを示す画像(上図)及び(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の放射性シグナルを示す画像(下図)を示す。図3に示すように、MIP-GFPマウスの膵臓切片において、画像解析装置によって蛍光GFPシグナル及び放射性シグナルがそれぞれ検出された。また、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の放射性シグナルの局在性は、GFPシグナルとほぼ一致していた。これらのことから、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)が、膵β細胞に特異的に集積することが確認できた。また、コールドプローブを前投与して受容体をブロッキングすることにより、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の放射性シグナルはほとんど検出されなかった。したがって、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)が、膵β細胞のGLP-1Rに特異的に集積していることが示唆された。
 ここで、125I、123I及び131Iはいずれもγ線放出核種である。さらに、125I及び123Iは核スピン数も同一である。これらのことから、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)の放射性ヨウ素原子を、[123I]ヨウ素原子又は[131I]ヨウ素原子とした場合であっても、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)とほぼ同様の挙動を示すことが推測される。また、[124I]ヨウ素原子とした場合であっても、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)とほぼ同様の挙動を示すと推測される。したがって、(IB-PEG3)12-Ex(9-39)において[125I]ヨウ素原子が、[123/124/131I]ヨウ素原子であるペプチド誘導体を使用することにより、例えば、SPECTやPET等での膵β細胞のGLP-1Rの非侵襲の三次元イメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rの定量が可能なことが示唆された。
 (実施例2)
 以下に示すように、下記式(18)で表されるペプチド誘導体(配列番号18)を用いて、SPECTによる三次元イメージングを行った。なお、式(18)で表されるペプチド誘導体は、配列番号4のアミノ酸配列の第4位のリジン残基の側鎖のアミノ基に、PEG3リンカーを介して[123I]3-iodobenzoyl基([123I]IB)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
 [ペプチド誘導体の調製]
 式(18)で表されるペプチド誘導体は、[125I]SIBに替えて[123I]SIBを用いた以外は、製造例1と同様の手順で調製した。
 [三次元イメージング]
 式(18)で表されるペプチド誘導体を用いてマウスのSPECT撮像を行った。式(18)で表されるペプチド誘導体(491μCi(18.2MBq)/190μl)を6週齢ddYマウス(雄性、体重約30g)に静脈注射により投与し、ペプチド誘導体の投与後20分からインフルラン吸入麻酔を開始した。ついで、ペプチド誘導体投与後30分からSPECT撮像を行った。SPECT撮像は、ガンマカメラ(製品名:SPECT2000H-40、日立メディコ製)を用いて下記の撮像条件で行った。得られた画像を下記の再構成条件で再構成処理を行った。
撮像条件
コリメータ   :LEPH コリメータ
収集範囲    :360°
ステップ角度  :11.25°
収集時間    :1方向あたりの収集時間60秒
         60秒ごと1フレーム×32フレーム(計32分間)
再構成条件
前処理フィルタ:Butterworthフィルタ(order:10、cutoff周波数:0.10)
 その結果の一例を図4に示す。図4に示す画像は、ペプチド誘導体投与30分後のものであり、左から順に、横断像(transverse view)、冠状断像(coronal view)、及び矢状断像(sagittal view)を示す。図4の冠状断像において膵臓の位置を白矢印で示す。
 図4に示すとおり、式(18)で表されるペプチド誘導体を用いたSPECT撮像によって、マウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認することができた。このように、ヒトよりも膵臓のサイズが小さく、かつ臓器が密集しているマウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認できたことから、マウスよりも膵臓のサイズが大きく、かつ臓器が密集していないヒトであれば、例えば、膵臓の位置及びサイズをより明確に判別でき、さらには、膵β細胞のGLP-1Rに結合するペプチド誘導体の量を測定できることが示唆された。
 これらの結果より、本発明のペプチド誘導体であれば、ヒトにおいて非侵襲的な膵島の三次元イメージングが可能であり、とりわけ膵β細胞の三次元イメージングや膵β細胞のGLP-1Rを非侵襲的に三次元イメージングすることが可能なことが示唆された。
 (実施例3)
 式(13)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)40-Ex(9-39))を用いて、体内分布実験、及び二次元イメージング解析を行った。
 [体内分布]
 (IB-PEG3)40-Ex(9-39)(0.69μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表6及び図5に示す。図5は、各臓器への(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
 表6及び図5に示すとおり、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の膵臓への集積は、投与後早期に25%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持された。また、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)は、甲状腺への集積に大きな変化が見られなかったことから、ペプチド誘導体が生体内で脱ヨウ素代謝を受けていないことが示唆された。これらの点から、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)は、非侵襲のイメージングに適しており、とりわけ非侵襲の膵β細胞のGLP-1Rのイメージングに適していると考えられる。
 (参考例2)
 参考例2として、参考製造例2で製造した式(16)で表されるペプチド誘導体を用い、実施例2と同様にマウスの体内分布の測定を行った。その結果の一例を下記表7及び図6に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 表6及び7に示すとおり、式(13)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)40-Ex(9-39))は、式(16)で表されるペプチド誘導体と比較して、膵臓への集積が極めて高い一方で、膵臓の隣接臓器である肝臓への集積が少なかった。この結果から、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)は、式(16)で表されるペプチド誘導体と比較して、膵臓への臓器特異性に優れるといえる。
 実施例3及び参考例2の体内分布実験の各臓器への集積量に基づき、それらの膵臓/肝臓比、膵臓/腎臓比、膵臓/血液比を下記表8、9及び10にそれぞれ示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000042
 表8に示すように、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の膵臓/肝臓比は、投与後早期で5を越えるという結果が得られた。特に、投与後5分~30分の時間帯では、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の膵臓/肝臓比は、式(16)で表されるペプチド誘導体の膵臓/肝臓比の5倍を超える値を示した。また、表9に示すように、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の膵臓/腎臓比は、投与後早期で1近くにまで達した。表10に示すように、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の膵臓/血液比は、式(16)で表されるペプチド誘導体のそれと比較して極めて高く、また、投与後早期で3.5を超える値となり、良好な血液クリアランスを示した。このように、膵臓への集積量が高い一方で、膵臓の周辺臓器への集積が少なく、血液クリアランスに優れる(IB-PEG3)40-Ex(9-39)によれば、膵β細胞のイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 [2次元イメージング解析]
 (IB-PEG3)40-Ex(9-39)(5μCi/100μl)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により投与し、投与30分後及び60分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、切片をスライドガラス上に置き、その上にカバーガラスを載せた。切片の蛍光及び放射能(オートラジオグラフィー)は、画像解析装置(商品名:Typhoon 9410、GEヘルスケア社製)を用いて測定した(露光時間:19時間)。その結果の一例を図7のレーン3、4、7及び8に示す。
 また、標識化していないexendin(9-39)(コールドプローブ、配列番号20)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により前投与した(50μg/100μl)。前投与から30分後に(IB-PEG3)40-Ex(9-39)(5μCi/100μl)を静脈注射により投与し、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の投与から30分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、得られた切片について、上記と同様にして蛍光及び放射能の測定を行った。その結果の一例を図7のレーン1、2、5及び6に示す。
 図7は、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)を投与したMIP-GFPマウスの膵臓切片のイメージング解析の結果の一例であって、蛍光シグナルを示す画像(上図)及び(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の放射性シグナルを示す画像(下図)を示す。図7に示すように、MIP-GFPマウスの膵臓切片において、画像解析装置によって蛍光GFPシグナル及び放射性シグナルがそれぞれ検出された。また、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の放射性シグナルの局在性は、GFPシグナルとほぼ一致していた。これらのことから(IB-PEG3)40-Ex(9-39)が、膵β細胞に特異的に集積することが確認できた。また、コールドプローブを前投与して受容体をブロッキングすることにより、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の放射性シグナルはほとんど検出されなかった。したがって、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)が、膵β細胞のGLP-1Rに特異的に集積していることが示唆された。
 以上の結果より、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)についても(IB-PEG3)12-Ex(9-39)と同様に、(IB-PEG3)40-Ex(9-39)の[125I]ヨウ素原子が、[123/124/131I]ヨウ素原子であるペプチド誘導体を使用することにより、例えば、SPECTやPET等での膵β細胞のGLP-1Rの非侵襲の三次元イメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rの定量が可能なことが示唆された。
 (実施例4)
 以下に示すように、下記式(19)で表されるペプチド誘導体(配列番号19)を用いて、SPECTによる三次元イメージングを行った。なお、式(19)で表されるペプチド誘導体は、配列番号5のアミノ酸配列の第32位のリジン残基の側鎖のアミノ基に、PEG3リンカーを介して[123I]3-iodobenzoyl基([123I]IB)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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
 [ペプチド誘導体の調製]
 式(19)で表されるペプチド誘導体は、[125I]SIBに替えて[123I]SIBを用いた以外は、製造例2と同様の手順で調製した。
 [三次元イメージング]
 式(19)で表されるペプチド誘導体を用いてマウスのSPECT撮像を行った。式(18)で表されるペプチド誘導体(500μCi(18.5MBq))を6週齢ddYマウス(雄性、体重約30g)に静脈注射により投与し、ペプチド誘導体の投与後20分からインフルラン吸入麻酔を開始した。ついで、ペプチド誘導体投与後30分からSPECT撮像を行った。SPECT撮像は、ガンマカメラ(製品名:SPECT2000H-40、日立メディコ製)を用いて下記の撮像条件で行った。得られた画像を下記の再構成条件で再構成処理を行った。
撮像条件
コリメータ   :LEPH コリメータ
収集範囲    :360°
ステップ角度  :11.25°
収集時間    :1方向あたりの収集時間60秒
         60秒ごと1フレーム×32フレーム(計32分間)
再構成条件
前処理フィルタ:Butterworthフィルタ(order:10、cutoff周波数:0.14)
 その結果の一例を図8に示す。図8に示す画像は、ペプチド誘導体投与30分後のものであり、左から順に、横断像(transverse view)、冠状断像(coronal view)、及び矢状断像(sagittal view)を示す。図8の冠状断像において白線で囲んだ位置が膵臓の位置を示す。
 図8に示すとおり、式(19)で表されるペプチド誘導体を用いたSPECT撮像によって、マウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認することができた。このように、ヒトよりも膵臓のサイズが小さく、かつ臓器が密集しているマウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認できたことから、マウスよりも膵臓のサイズが大きく、かつ臓器が密集していないヒトであれば、例えば、膵臓の位置及びサイズをより明確に判別でき、さらには、膵β細胞のGLP-1Rに結合するペプチド誘導体の量を測定できることが示唆された。
 これらの結果より、本発明のペプチド誘導体であれば、ヒトにおいて非侵襲的な膵島の三次元イメージングが可能であり、とりわけ膵β細胞の三次元イメージングや膵β細胞のGLP-1Rを非侵襲的に三次元イメージングすることが可能なことが示唆された。
 (製造例3)
 式(21)で表されるペプチド誘導体:(FB-PEG 3 )12-Ex4の合成
 下記式(21)で表されるペプチド誘導体(配列番号21)(以下、「(FB-PEG3)12-Ex4」ともいう)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 まず、合成するペプチドの塩基配列をexendin4のアミノ酸配列(配列番号1)とした以外は、製造例1の(1)~(3)と同様の手順で下記式(22)で表されるペプチド誘導体(配列番号22、標識前駆体)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 つぎに、式(22)で表されるペプチド誘導体(470μg)をBorate Buffer(pH7.8)に溶解させ、それに[18F]N-succinimidyl 4-fluorobenzoate([18F]SFB)を加え反応溶液をpH8.5~9.0に調整して40分間反応させて標識化を行った。その後、DMF及びピペリジンを加えて脱保護反応を行い、目的物である(FB-PEG3)12-Ex4(式(20)で表されるペプチド誘導体)を得た(放射化学的収率:10.0%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は2時間であった。
 (参考製造例3)
 式(22)で表されるペプチド誘導体に替えて下記式(23)で表される標識前駆体(220μg)を使用し、[18F]SFBとの反応時間を73分間にした以外は、製造例3と同様に標識化を行い、目的の式(24)で表されるペプチド誘導体(配列番号24)を得た(放射化学的収率:1.3%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は2.9時間であった。
Fmoc-HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPS-CONH2   (23)  (配列番号23)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 製造例3及び参考製造例3に示すように、Lys12の側鎖のアミノ基にPEG3を結合させたペプチド誘導体(標識前駆体)を放射性標識することにより、リジンの側鎖のアミノ基にこれが結合していない式(23)の標識前駆体と比較して、放射性標識されたペプチド誘導体の収率が7倍以上向上し、標識に要する時間を略1時間短縮できた。したがって、本発明の標識前駆体によれば、効率よく放射性標識されたペプチド誘導体を製造することができる。
 (製造例4)
 式(25)で表されるペプチド誘導体:(IB-PEG 3 )12-Ex4の合成
 式(10)で表されるペプチド誘導体に替えて式(22)で表されるペプチド誘導体(240μg)を標識前駆体として使用した以外は、製造例1の(4)と同様に標識化を行い、目的物である(IB-PEG3)12-Ex4(式(25)で表されるペプチド誘導体、配列番号25)を得た(放射化学的収率:18.7%、放射化学的純度:95.1%)。また、標識化に要した時間は3.5時間であった。なお、標識化に要した時間には、標識化合物との反応時間、HPLC精製時間、標識化合物との反応後の脱保護反応時間、LC精製時間及び濃縮時間を含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 (参考製造例4)
 式(22)で表されるペプチド誘導体に替えて式(23)で表される標識前駆体(570μg)を使用し、[125I]SIBとの反応時間を174分間にした以外は、製造例4と同様に標識化を行い、目的の式(26)で表されるペプチド誘導体(配列番号26)を得た(放射化学的収率:18.4%、放射化学的純度:97.2%)。また、標識化に要した時間は4.6時間であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 製造例4及び参考製造例4に示すように、Lys12の側鎖のアミノ基にPEG3を結合させた式(22)のペプチド誘導体を放射性標識することにより、リジンの側鎖のアミノ基にPEG3が結合していない式(23)の標識前駆体を用いた場合と比較して、得られた放射性標識されたペプチド誘導体の純度が向上でき、また標識に要する時間を1.1時間短縮できた。
 (製造例5)
 式(27)で表されるペプチド誘導体:(IB-PEG 3 )40-Ex4の合成
 式(10)で表されるペプチド誘導体に替えて下記式(28)で表されるペプチド誘導体(配列番号28)(320μg)を標識前駆体として使用し、[125I]SIBとの反応時間を40分間にした以外は、製造例1の(4)と同様に標識化を行い、目的物である(IB-PEG3)40-Ex4(式(27)で表されるペプチド誘導体、配列番号27)を得た(放射化学的収率:32.4%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は4.3時間であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 (参考製造例5)
 式(28)で表されるペプチド誘導体に替えて式(29)で表される標識前駆体(510μg)を使用し、[125I]SIBとの反応時間を61分間にした以外は、製造例5と同様に標識化を行い、目的の式(30)で表されるペプチド誘導体(配列番号30)を得た(放射化学的収率:28.3%、放射化学的純度:>99%)。また、標識化に要した時間は4.5時間であった。
Fmoc-HGEGTFTSDLSK(Fmoc)QMEEEAVRLFIEWLK(Fmoc)NGGPSSGAPPPSK-CONH2   (29)  (配列番号29)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 製造例5及び参考製造例5に示すように、リジンの側鎖のアミノ基にPEG3を結合させた式(28)のペプチド誘導体を標識前駆体として用いて放射性標識を行うことにより、リジンの側鎖のアミノ基にPEG3が結合していない式(29)の標識前駆体を用いた場合と比較して、放射性標識されたペプチド誘導体の収率を向上させることができた。
 [Binding Assay]
 下記表11に示す4種類のポリペプチド(式(31)~(34)、いずれもコールド体)を用いてBinding Assayを行った。
 (Binding Assayの手順)
 Binding Assayは以下の手順で行った.まず、マウスから単離した膵島を50mlチューブに回収し、遠心(2000rpm、2分)した後、冷PBS20mLで1回洗浄した。トリプシン-EDTA(トリプシン-EDTA(0.05%/0.53mM)3mLに、PBSを含む0.53mM EDTA(pH7.4(NaOH))12mLを加えたもの)を15mL加え、37℃で振とうしながら1分間インキュベートした後、直ちに氷上に置いた。ついで、スポイト付10mLピペットで泡立てることなく勢いよく20回ピペッティングした後、冷PBSを最終量が30mLになるように加えた。遠心(3000rpm、2分)した後、冷PBS 30mLで2回洗浄した。上清を除去して膵島細胞サンプルを得た。得られた膵島細胞サンプルは-80℃で保存した。
 100μL/チューブとなるように膵島細胞サンプルをBuffer(20mM HEPES(pH7.4)、1mM MgCl2、1mg/ml bacitracin、1mg/ml BSA)で懸濁した。ついでBuffer 880μL、各ポリペプチドを含む溶液(ポリペプチドの終濃度:0、1×10-6~1×10-12M)10μL、[125I]Bolton-Hunter標識Exendin(9-39)を含む溶液([125I]Bolton-Hunter標識Exendin(9-39)(製品コード:NEX335、1.85MBq/mL=50μCi/mL,22.73pmol/mL=76.57ng/mL、Perkin Elmer社製)10μLにBuffer90μLを添加したもの)10μLを添加し、室温で60分インキュベーションした。なお、[125I]標識Bolton-HunterExendin(9-39)の終濃度は0.05μCi/チューブとした。ついで予め湿らせたガラス繊維フィルタ(Whatman GF/C filter)をセットした吸引装置を用い、吸引によりB/F分離した後、フィルタを氷冷のPBS5mlで3回洗浄した。フィルタをチューブに入れ、γカウンターにより放射能の測定を行った。得られた結果(各ポリペプチドのIC50)を下記表11に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000051
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
 式(31)~(34)のポリペプチドはいずれも、膵島のGLP-1Rと[125I]Bolton-Hunter標識Exendin(9-39)との結合を濃度依存的に阻害した。特に、(127IB-PEG3)12-Ex4及び(127IB-PEG3)40-Ex4は、膵島のGLP-1Rに対して高い親和性を示した。
 (実施例5)
 式(25)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)12-Ex4)を用いて、体内分布実験、及び二次元イメージング解析を行った。
 [体内分布実験]
 (IB-PEG3)12-Ex4(0.77μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表12及び13、並びに図9に示す。図9は、各臓器への(IB-PEG3)12-Ex4の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000053
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000054
 表12及び図9に示すとおり、(IB-PEG3)12-Ex4の膵臓への集積は、投与後早期に25%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持された。また、(IB-PEG3)12-Ex4は、甲状腺への集積に大きな変化が見られなかったことから、生体内において(IB-PEG3)12-Ex4が脱ヨウ素代謝を受けていないことが示唆された。
 表13に示すように、(IB-PEG3)12-Ex4は、膵/肝比が投与後早期に10を越える値を示した。また、(IB-PEG3)12-Ex4の膵/血比が投与後早期で5を越える値を示し、良好な血液クリアランスを示した。このように膵臓への集積量が高い一方で、膵/肝比が高く、血液クリアランスに優れる(IB-PEG3)12-Ex4によれば、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 [2次元イメージング解析]
 (IB-PEG3)12-Ex4(5.6μCi/100μl)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により投与し、投与30分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、切片をスライドガラス上に置き、その上にカバーガラスを載せた。切片の蛍光及び放射能(オートラジオグラフィー)は、画像解析装置(商品名:Typhoon 9410、GEヘルスケア社製)を用いて測定した(露光時間:24時間)。その結果の一例を図10のBlocking(-)に示す。
 また、標識化していないexendin(9-39)(コールドプローブ、配列番号20)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により前投与し(50μg/100μl)、前投与から30分後に(IB-PEG3)12-Ex4(5.6μCi/100μl)を静脈注射により投与した以外は、上記と同様にして蛍光及び放射能の測定を行った。その結果の一例を図10のBlocking(+)に示す。
 図10は、(IB-PEG3)12-Ex4を投与したMIP-GFPマウスの膵臓切片のイメージング解析の結果の一例であって、蛍光シグナルを示す画像(上図)及び放射性シグナルを示す画像(下図)を示す。図10に示すように、放射性シグナルの局在性がGFPシグナルとほぼ一致したことから、(IB-PEG3)12-Ex4が膵β細胞に特異的に集積することが確認できた。
 (実施例6)
 下記式(35)で表されるペプチド誘導体(配列番号35)を用いて、SPECTによる三次元イメージングを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 [ペプチド誘導体の調製]
 式(35)で表されるペプチド誘導体は、[125I]SIBに替えて[123I]SIBを用いた以外は、製造例4と同様の手順で調製した。
 [三次元イメージング]
 式(35)で表されるペプチド誘導体(153μCi(5.66MBq)/250μl)を6週齢ddYマウス(雄性、体重約30g)に静脈注射により投与し、ペプチド誘導体の投与後20分からインフルラン吸入麻酔を開始した。ついで、ペプチド誘導体投与後30分からSPECT撮像を行った。SPECT撮像は、ガンマカメラ(製品名:SPECT2000H-40、日立メディコ製)を用いて下記の撮像条件で行った。得られた画像を下記の再構成条件で再構成処理を行った。
撮像条件
コリメータ   :LEPH コリメータ
収集範囲    :360°
ステップ角度  :11.25°
収集時間    :1方向あたりの収集時間60秒
         60秒ごと1フレーム×32フレーム(計32分間)
再構成条件
前処理フィルタ:Butterworthフィルタ(order:10、cutoff周波数:0.10)
 得られた画像の一例を図11に示す。図11に示す画像は、ペプチド誘導体投与30分後の冠状断像(coronal view)であり、白線で囲んだ位置が膵臓の位置を示す。図11に示すとおり、式(35)で表されるペプチド誘導体を用いたSPECT撮像によって、マウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認することができた。このように、ヒトよりも膵臓のサイズが小さく、かつ臓器が密集しているマウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認できたことから、マウスよりも膵臓のサイズが大きく、かつ臓器が密集していないヒトであれば、例えば、膵臓の位置及びサイズをより明確に判別でき、さらには、膵β細胞のGLP-1Rに結合するペプチド誘導体の量を測定できることが示唆された。
 (実施例7)
 式(27)で表されるペプチド誘導体((IB-PEG3)40-Ex4)を用いて、体内分布実験、及び二次元イメージング解析を行った。
 [体内分布実験]
 (IB-PEG3)40-Ex4(0.74μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表14及び15、並びに図12に示す。図12は、各臓器への(IB-PEG3)40-Ex4の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000056
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000057
 表14及び図12に示すとおり、(IB-PEG3)40-Ex4の膵臓への集積は、投与後早期に25%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持された。また、(IB-PEG3)40-Ex4は、甲状腺への集積に大きな変化が見られなかったことから、生体内において(IB-PEG3)40-Ex4が脱ヨウ素代謝を受けていないことが示唆された。
 表15に示すように、(IB-PEG3)40-Ex4は、膵/肝比が投与後早期に10を越える値を示した。また、(IB-PEG3)40-Ex4の膵/血比が投与後早期で5を越える値を示し、良好な血液クリアランスを示した。このように膵臓への集積量が高い一方で、膵/肝比が高く、血液クリアランスに優れる(IB-PEG3)40-Ex4によれば、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 [2次元イメージング解析]
 (IB-PEG3)40-Ex4(5.6μCi/100μl)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により投与し、投与30分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、切片をスライドガラス上に置き、その上にカバーガラスを載せた。切片の蛍光及び放射能(オートラジオグラフィー)は、画像解析装置(商品名:Typhoon 9410、GEヘルスケア社製)を用いて測定した(露光時間:48時間)。その結果の一例を図13のBlocking(-)に示す。
 また、標識化していないexendin(9-39)(コールドプローブ、配列番号20)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により前投与し(50μg/100μl)、前投与から30分後に(IB-PEG3)40-Ex4(5.6μCi/100μl)を静脈注射により投与した以外は、上記と同様にして蛍光及び放射能の測定を行った。その結果の一例を図13のBlocking(+)に示す。
 図13は、(IB-PEG3)40-Ex4を投与したMIP-GFPマウスの膵臓切片のイメージング解析の結果の一例であって、蛍光シグナルを示す画像(上図)及び放射性シグナルを示す画像(下図)を示す。図13のBlocking(-)に示すように、放射性シグナルの局在性がGFPシグナルとほぼ一致したことから、(IB-PEG3)40-Ex4が膵β細胞に特異的に集積することが確認できた。また、図13のBlocking(+)に示すように、受容体をブロッキングすることにより、(IB-PEG3)40-Ex4の放射性シグナルはほとんど検出されなかったことから、(IB-PEG3)40-Ex4が、膵β細胞のGLP-1Rに特異的に集積していることが示唆された。
 (実施例8)
 下記式(36)で表されるペプチド誘導体(配列番号36)を用いて、SPECTによる三次元イメージングを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
 [ペプチド誘導体の調製]
 式(36)で表されるペプチド誘導体は、[125I]SIBに替えて[123I]SIBを用いた以外は、製造例5と同様の手順で調製した。
 [三次元イメージング]
 式(36)で表されるペプチド誘導体(154μCi(5.7MBq)/100μl)を6週齢ddYマウス(雄性、体重約30g)に静脈注射により投与し、ペプチド誘導体の投与後20分からインフルラン吸入麻酔を開始した。ついで、ペプチド誘導体投与後30分からSPECT撮像を行った。SPECT撮像は、ガンマカメラ(製品名:SPECT2000H-40、日立メディコ製)を用いて下記の撮像条件で行った。得られた画像を下記の再構成条件で再構成処理を行った。
撮像条件
コリメータ   :LEPH コリメータ
収集範囲    :360°
ステップ角度  :11.25°
収集時間    :1方向あたりの収集時間60秒
         60秒ごと1フレーム×32フレーム(計32分間)
再構成条件
前処理フィルタ:Butterworthフィルタ(order:10、cutoff周波数:0.10)
 得られた画像の一例を図14に示す。図14に示す画像は、ペプチド誘導体投与30分後の冠状断像(coronal view)であり、白線で囲んだ位置が膵臓の位置を示す。図14に示すとおり、式(36)で表されるペプチド誘導体を用いたSPECT撮像によって、マウスにおいて非侵襲的に膵臓の位置を確認することができた。
 (実施例9)
 式(24)で表されるペプチド誘導体((FB-PEG3)12-Ex4)を用いて、体内分布実験、及び二次元イメージング解析を行った。
 [体内分布実験]
 (FB-PEG3)12-Ex4(5μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表16及び17、並びに図15に示す。図15は、各臓器への(FB-PEG3)12-Ex4の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000059
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000060
 表16及び図15に示すとおり、(FB-PEG3)12-Ex4の膵臓への集積は、投与後早期に15%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持された。また、(FB-PEG3)12-Ex4は、骨への放射能集積が低く、生体内で脱フッ素代謝を受けていないことが示唆された。
 表17に示すように、(FB-PEG3)12-Ex4は、膵/肝比が投与後早期に10を越える値を示した。また、(FB-PEG3)12-Ex4の膵/血比が投与後早期で5を越える値を示し、良好な血液クリアランスを示した。このように膵臓への集積量が高い一方で、膵/肝比が高く、血液クリアランスに優れる(FB-PEG3)12-Ex4によれば、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 [2次元イメージング解析]
 (FB-PEG3)12-Ex4(292μCi/220μl)を無麻酔のMIP-GFPマウス(雄性、体重20g)に静脈注射により投与し、投与15分後に膵臓を摘出した(n=1)。摘出した膵臓から切片を切り出し、切片をスライドガラス上に置き、その上にカバーガラスを載せた。切片の蛍光及び放射能(オートラジオグラフィー)は、画像解析装置(商品名:Typhoon 9410、GEヘルスケア社製)を用いて測定した(露光時間:24時間)。その結果の一例を図16に示す。
 図16は、(FB-PEG3)12-Ex4を投与したMIP-GFPマウスの膵臓切片のイメージング解析の結果の一例であって、蛍光シグナルを示す画像(上図)及び放射性シグナルを示す画像(下図)を示す。図16に示すように、放射性シグナルの局在性がGFPシグナルとほぼ一致したことから、(FB-PEG3)12-Ex4が膵β細胞に特異的に集積することが確認できた。
 (製造例6)
 式(37)で表されるペプチド誘導体:(IB-ePEG12)12-Ex4の合成
 Fmoc-Lys(Boc-ePEG12)をFmoc-Lys(Boc-PEG3)に替えて使用した以外は、製造例3と同様に式(38)で表されるペプチド誘導体(配列番号38)を製造した。ついで、得られた式(38)で表されるペプチド誘導体(540μg)を式(10)で表されるペプチド誘導体に替えて使用した以外は、製造例1の(4)と同様に標識化を行い、目的物である(IB-ePEG12)12-Ex4(式(37)で表されるペプチド誘導体、配列番号37)を得た(放射化学的収率:41.8%、放射化学的純度:95.7%)。また、標識化に要した時間は2.75時間であった。なお、標識化に要した時間には、標識化合物との反応時間、HPLC精製時間、標識化合物との反応後の脱保護反応時間、LC精製時間及び濃縮時間を含む。
 (実施例10)
 式(37)で表されるペプチド誘導体((IB-ePEG12)12-Ex4)を用いて体内分布実験を行った。
 [体内分布実験]
 (IB-ePEG12)12-Ex4(0.21μCi)を無麻酔の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。その結果の一例を下記表18及び19、並びに図17に示す。図17は、各臓器への(IB-ePEG12)12-Ex4の集積の経時変化の一例を示すグラフである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000062
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000063
 表18及び図17に示すとおり、(IB-ePEG12)12-Ex4の膵臓への集積は、投与後早期に25%dose/gを超えるレベルに達し、それ以降も高いレベルで維持された。また、(IB-ePEG12)12-Ex4は、甲状腺への集積に大きな変化が見られなかったことから、生体内において(IB-ePEG12)12-Ex4が脱ヨウ素代謝を受けていないことが示唆された。
 表19に示すように、(IB-ePEG12)12-Ex4は、膵/肝比が投与後早期に10を越える値を示し、それ以降もそれを越える高いレベルで維持された。また、(IB-ePEG12)12-Ex4の膵/血比が投与後早期で5を越える値を示し、それ以降もそれを越える高いレベルで維持され、良好な血液クリアランスを示した。このように膵臓への集積量が高い一方で、膵/肝比が高く、血液クリアランスに優れる(IB-ePEG12)12-Ex4によれば、膵β細胞のイメージング、好ましくは膵β細胞のGLP-1Rのイメージングを行った際に、明瞭な画像が得られることが示唆された。
 (実施例11)
 下記式(39)で表されるペプチド誘導体(配列番号39)を用いて、SPECTによる三次元イメージングを行った。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 [ペプチド誘導体の調製]
 式(39)で表されるペプチド誘導体は、[125I]SIBに替えて[123I]SIBを用いた以外は、製造例6と同様の手順で調製した。
 [三次元イメージング]
 式(36)のペプチド誘導体に替えて式(39)で表されるペプチド誘導体を使用し、投与量を233μCi(8.6MBq)/120μl)とした以外は、実施例8と同様の条件でSPECT撮像を行った。その結果の一例を図18に示す。図18は、撮像したマウスにおける投与した放射能に対する臓器1g当たりの割合(臓器1g当たりの放射能集積率(%dose/g))の一例を示すグラフである。図18に示すように、肝臓及び大腸などでの集積がほとんど見られず良好な結果が得られた。また、撮像した画像において、非侵襲的に膵臓の位置を確認することができた(データ示さず)。
 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:exendin-4のアミノ酸配列
配列番号2:本発明のペプチド誘導体のアミノ酸配列の一例
配列番号3:本発明のペプチド誘導体のアミノ酸配列の一例
配列番号4:本発明のペプチド誘導体のアミノ酸配列の一例
配列番号5:本発明のペプチド誘導体のアミノ酸配列の一例
配列番号6:製造例1で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号7:製造例1で製造した保護ペプチド樹脂Aのアミノ酸配列
配列番号8:製造例1で製造した保護ペプチド樹脂A1のアミノ酸配列
配列番号9:製造例1で製造した保護ペプチド樹脂A2のアミノ酸配列
配列番号10:製造例1で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号11:参考製造例1で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号12:参考製造例1で使用した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号13:製造例2で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号14:製造例2で製造した保護ペプチド樹脂Bのアミノ酸配列
配列番号15:製造例2で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号16:参考製造例2で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号17:参考製造例2で使用した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号18:実施例2で使用したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号19:実施例4で使用したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号20:exendin(9-39)のアミノ酸配列
配列番号21:製造例3で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号22:製造例3で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号23:参考製造例3で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号24:参考製造例3で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号25:製造例4で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号26:参考製造例4で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号27:製造例5で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号28:製造例5で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号29:参考製造例5で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号30:参考製造例5で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号31:Binding Assayで使用したポリペプチドのアミノ酸配列
配列番号32:Binding Assayで使用したポリペプチドのアミノ酸配列
配列番号33:Binding Assayで使用したポリペプチドのアミノ酸配列
配列番号34:Binding Assayで使用したポリペプチドのアミノ酸配列
配列番号35:実施例6で使用したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号36:実施例8で使用したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号37:製造例6で製造したペプチド誘導体のアミノ酸配列
配列番号38:製造例6で製造した標識前駆体のアミノ酸配列
配列番号39:実施例10で使用したペプチド誘導体のアミノ酸配列

Claims (14)

  1. 下記一般式(I)で表されるペプチド誘導体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    式(I)中、
    ExPは、exendin-4:
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
    のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
     Ex4(x-y)-K   (1)
    式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、
    ポリペプチドExPのN末端のα-アミノ基は、非修飾であるか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、又は-L-Z基が結合しており、
    ポリペプチドExPのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、
    -L-Z基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(II)で表される基を示し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    式(II)中、
    式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、
    Zは、放射性核種又はその同位体を含む標識基を示す。
  2. Ex4(x-y)-Kは、下記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列である、請求項1記載のペプチド誘導体。
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (2)  (配列番号2)
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (3)  (配列番号3)
            DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (4)  (配列番号4)
            DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (5)  (配列番号5)
  3. -L-Z基は、配列番号1のアミノ酸配列の12位に相当するリジンの側鎖のアミノ基、又は式(1)のKの側鎖のアミノ基に結合している、請求項1又は2に記載のペプチド誘導体。
  4. Zは、下記式(III)で表される基である、請求項1から3のいずれかに記載のペプチド誘導体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    式(III)中、
    Arは、芳香族炭化水素基又は芳香族複素環基を示し、Rは、放射性核種又はその同位体を含む置換基を示し、Rは、水素原子、若しくはRとは異なる1又は複数の置換基を示し、Rは、結合手、1~6個の炭素原子を有するアルキレン基又は1~6個の炭素原子を有するオキシアルキレン基を示す。
  5. Zは、放射性核種を含む標識基である、請求項1から4のいずれかに記載のペプチド誘導体。
  6. 請求項1から5のいずれかに記載のペプチド誘導体を含む組成物。
  7. 請求項5に記載のペプチド誘導体を含むイメージング用試薬。
  8. 下記一般式(IV)で表されるペプチド誘導体。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    式(IV)中、
    ExP-Pは、exendin-4:
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (配列番号1)
    のアミノ酸配列を完全に又は部分的に有する下記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドを示し、
     Ex4(x-y)-K   (1)
    式(1)において、Ex4(x-y)は、配列番号1のアミノ酸配列のx位からy位のアミノ酸配列を示し、xは1~9の整数であり、yは30~39の整数であり、Kは、リジンを示し、nは、0又は1であり、
    ポリペプチドExP-PのN末端のα-アミノ基は、保護基又は-L-Y基が結合しているか、電荷を有さない修飾基により修飾されているか、若しくは非修飾であり、
    ポリペプチドExP-PのC末端のカルボキシル基は、アミド化されており、
    -L-Y基は、上記式(1)のアミノ酸配列で表されるポリペプチドのアミノ酸の側鎖、又はN末端のα-アミノ基に結合する下記式(V)で表される基を示し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    式(V)中、
    式(1)におけるnが1である場合、lは0、1又は2であり、mは1~30の整数であり、式(1)におけるnが0である場合、lは0~8の整数であり、mは0~30の整数であり、
    Yは、水素原子、又は放射性標識導入基を示す。
  9. Ex4(x-y)-Kは、下記式(2)~(5)のいずれかのアミノ酸配列である、請求項8記載のペプチド誘導体。
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (2)  (配列番号2)
    HGEGTFTSDLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (3)  (配列番号3)
            DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPS   (4)  (配列番号4)
            DLSKQMEEEAVRLFIEWLKNGGPSSGAPPPSK  (5)  (配列番号5)
  10. 請求項5に記載のペプチド誘導体を製造するためのキットであって、
    Zが放射性核種の非放射性同位体を含む標識基である請求項1から4のいずれかに記載のペプチド誘導体、及び/若しくは請求項8又は9に記載のペプチド誘導体を含む、キット。
  11. 膵β細胞をイメージングするための方法であって、
    請求項5記載のペプチド誘導体を予め投与された被検体から前記ペプチド誘導体の放射性核種のシグナルを検出することを含む、イメージング方法。
  12. 前記検出されたシグナルを再構成処理して画像に変換し表示することを含む、請求項11記載のイメージング方法。
  13. 請求項5記載のペプチド誘導体を投与された被検体から前記ペプチド誘導体のシグナルを検出すること、及び、
    検出したペプチド誘導体のシグナルから膵島量を算出することを含む、膵島量の測定方法。
  14. 算出した膵島量を提示することを含む、請求項13記載の膵島量の測定方法。
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