WO2014030709A1 - ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物 - Google Patents

ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物 Download PDF

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WO2014030709A1
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新吾 西山
典弘 原田
秀夫 塚田
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浜松ホトニクス株式会社
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/12—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings linked by a chain containing hetero atoms as chain links
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/041—Heterocyclic compounds
    • A61K51/044—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine, rifamycins
    • A61K51/0459—Heterocyclic compounds having nitrogen as a ring hetero atom, e.g. guanethidine, rifamycins having six-membered rings with two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, e.g. piperazine

Definitions

  • the present invention relates to a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1.
  • PET method positron emission tomography
  • SPECT method single photon tomography
  • Diagnosis of various neuropsychiatric disorders including dementia is currently performed by evaluating the glucose metabolism of nerve cells by the PET method. At this time, 18 F-fluorodeoxyglucose ([ 18 F] FDG) is used as a probe for PET.
  • 18 F-fluorodeoxyglucose [ 18 F] FDG
  • [18 F] When evaluating the rat cerebral infarction model by PET method using FDG, in [18 F] ischemic disorders site of brain integration has been expected to decrease in FDG by the onset of cerebral infarction, expected On the other hand, it was revealed that [ 18 F] FDG accumulation increased. This indicates that [ 18 F] FDG is not suitable as a PET probe for evaluation after neuropathy.
  • microglial cells that control immunity in the brain are activated, they accumulate at the site of ischemic injury where an inflammatory reaction is induced. Since this integrated microglia cells take up [18 F] FDG, that abnormal accumulation of [18 F] FDG in ischemic injury site of the brain is increased it has been confirmed.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1 that can be used as a labeling compound in the PET method.
  • the present invention provides a compound represented by the formula (1-0).
  • R represents —O (CH 2 ) n —, —O (CH 2 ) n OC 2 H 4 —, —CH 2 O (CH 2 ) n — or —CH 2 O ( CH 2 ) n OC 2 H 4 —, n represents an integer of 1 to 5, and Q 1 represents F or —OCH 3 )
  • the compound represented by the formula (1-0) is a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1.
  • Q 1 may be 18 F or —O 11 CH 3 .
  • the compound can release positrons.
  • the positron emitted from the compound immediately combines with the electron and emits ⁇ rays (annihilation radiation).
  • ⁇ rays annihilation radiation
  • the present invention provides a compound represented by formula (2-0).
  • R represents —O (CH 2 ) n —, —O (CH 2 ) n OC 2 H 4 —, —CH 2 O (CH 2 ) n — or —CH 2 O ( CH 2 ) n OC 2 H 4 —
  • n represents an integer of 1 to 5
  • Q 2 represents a removable substituent (such as a substituted sulfonyloxy group, a halogen atom or a hydroxyl group).
  • FIG. 3 is an NMR spectrum diagram of an intermediate of BMS-P. It is a graph which shows the binding affinity with respect to mitochondria Complex-1.
  • FIG. 3 is an image showing the binding inhibitory effect of a PET probe by a specific inhibitor of mitochondrial Complex-1 in a rat brain section. It is a graph which shows the binding inhibitory effect of a PET probe by a mitochondrial Complex-1 specific inhibitor in a rat brain section.
  • FIG. 2 is a PET image showing the binding inhibitory effect of a PET probe by a specific inhibitor of mitochondrial Complex-1 in the brain and heart of a living rat. 2 is a graph showing the binding inhibitory effect of a PET probe by a specific inhibitor of mitochondrial Complex-1 in the brain and heart of a living rat.
  • FIG. 2 is a PET image showing the binding inhibitory effect of a PET probe by a specific inhibitor of mitochondrial Complex-1 in the brain of a living monkey.
  • 2 is a graph showing the binding inhibitory effect of a PET probe by a specific inhibitor of mitochondrial Complex-1 in the brain of a living monkey.
  • FIG. 6 is a PET image diagram and graph showing the correlation between [ 18 F] BCPP-EF binding and aging in the brain of a living monkey. It is the figure and graph of PET image which show the coupling
  • a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1 is a compound represented by the formula (1-0) (hereinafter sometimes referred to as “compound (1-0)”).
  • R is, -O (CH 2) n - , - O (CH 2) n OC 2 H 4 -, - CH 2 O (CH 2) n - or -CH 2 O (CH 2) n OC 2 H 4 - It is. n is an integer of 1 to 5, and preferably 2 to 4.
  • Q 1 is F or —OCH 3 , and is preferably 18 F or —O 11 CH 3 . By setting Q 1 to —O 11 CH 3 or 18 F, the compound (1-0) can release a positron.
  • Q 1 is —O 11 CH 3
  • the half-life is as short as 20 minutes, so that it is possible to perform multiple measurements per day.
  • Q 1 is 18 F
  • the half-life is 110 minutes, which is longer than —O 11 CH 3 , so that one measurement time can be extended.
  • the bonding position of —OCH 2 — bonded to the pyridazine ring and the bonding position of R in the pyridine ring are not particularly limited, but the bonding position of —OCH 2 — bonded to the pyridazine ring is the 5-position of the pyridine ring. It is preferable that the bonding position of R is the 2-position of the pyridine ring.
  • the structural formula when the bonding position of —OCH 2 — bonded to the pyridazine ring is the 5-position of the pyridine ring and the bonding position of R is the 2-position of the pyridine ring is represented by the following formula (1-0 ′) Shown in
  • a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1 is a compound represented by the formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “compound (1)”). It is preferable.
  • Compound (1) is less lipophilic than [ 18 F] BMS. Therefore, nonspecific binding of compound (1) is suppressed, and the binding specificity for mitochondrial Complex-1 tends to be higher than that of [ 18 F] BMS.
  • a compound suitable for detection of mitochondrial Complex-1 may be a compound represented by the formula (1-2) (hereinafter referred to as “compound (1-2)”). .).
  • compound (2-0) is a precursor of the compound (1-0).
  • Q 2 is a detachable substituent (substituted sulfonyloxy group, halogen atom, hydroxyl group or the like).
  • substituted sulfonyloxy group examples include a tosyloxy group (—OTs), a methanesulfonyloxy group (—OMs), a trifluoromethanesulfonyloxy group (—OTf), and a nitrobenzenesulfonyloxy group (—ONs).
  • OTs are preferably used.
  • halogen atom examples include fluorine, chlorine, bromine and iodine.
  • the compound represented by the formula (2-0 ′) (hereinafter sometimes referred to as the compound (2-0 ′)) is a precursor of the compound (1-0 ′).
  • the compound represented by the formula (2) (hereinafter sometimes referred to as the compound (2)) is a precursor of the compound (1).
  • the compound represented by the formula (2-2) is a precursor of the compound (1-2).
  • the compound (2-0) in which R is —CH 2 O (CH 2 ) n —, n is 2, and Q 2 is a hydroxyl group can be synthesized from known compounds. For example, the synthesis can be performed through the synthesis scheme (Steps 1 to 10) described in Experiment 2 of Examples described later.
  • the compound (2-0) in which R is —CH 2 O (CH 2 ) n OC 2 H 4 — and Q 2 is a hydroxyl group is a synthetic scheme (steps 1 to 10) described in Experiment 2 of Examples described later. The synthesis is possible by referring to the synthesis scheme (c) described later.
  • the compound (2) in which Q 2 is a hydroxyl group can be synthesized from a known compound.
  • the synthesis can be performed via the synthesis schemes (a) to (h) described in Experiment 1 of Examples described later.
  • the compound (2) in which Q 2 is a tosyloxy group can be synthesized from a known compound.
  • the compound can be synthesized from the compound (2) in which Q 2 is a hydroxyl group via a synthesis scheme (i) described in Examples described later.
  • the method for producing compound (1) wherein Q 1 is F from compound (2) is carried out by a method for fluorinating compound (2).
  • a method for fluorinating compound (2) For example, when Q 2 is —OTs, the method for fluorinating the compound (2) is represented by the following synthesis scheme (A).
  • Q 2 is another substituted sulfonyloxy group or a halogen atom, the corresponding compound (1) can be synthesized by the same synthesis scheme.
  • the method for producing compound (1) wherein Q 1 is 18 F from compound (2) is carried out by a method of [ 18 F] fluorination of compound (2).
  • a method of [ 18 F] fluorination of compound (2) is represented by the following synthesis scheme (B).
  • Q 2 is another substituted sulfonyloxy group or a halogen atom
  • the corresponding compound (1) can be synthesized by the same synthesis scheme.
  • compound (2) is reacted with a complex of a macrocyclic ligand and [ 18 F] KF in a solvent to produce [ 18 F] fluorine. It is possible to
  • the solvent for fluorination is not particularly limited as long as it can dissolve the starting material to some extent, and examples thereof include acetonitrile, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Preferably used.
  • macrocyclic ligands examples include 4,7,13,16,21,24-hexaoxa-1,10-diazabicyclo [8.8.8] hexacosane (K [2.2.2]), 1, 4,7,10,13,16-hexaoxacyclooctadecane (18-crown-6) and the like, and K [2.2.2] is preferably used.
  • a method for producing a compound (1) in which Q 1 is —OCH 3 from a compound (2) in which Q 2 is a hydroxyl group is represented, for example, by the following synthesis scheme (C).
  • a method for producing a compound (1) in which Q 1 is —O 11 CH 3 from a compound (2) in which Q 2 is a hydroxyl group is represented, for example, by the following synthesis scheme (D).
  • 11 CH 3 OTf can be synthesized by a known method. For example, it can be synthesized via reaction formula (E).
  • Compound (1) tends to specifically bind to mitochondrial Complex-1 when administered to a living body.
  • Compound (1-2) tends to bind with high affinity to mitochondrial Complex-1 when administered to a living body. Therefore, compound (1-0) is suitable for detection of mitochondrial Complex-1. For example, if a fluorescent dye or the like is bound to compound (1-0), or positron labeling is performed on compound (1-0), it can be used as a labeled compound of mitochondrial Complex-1.
  • Q 1 of the compound (1-0) is —O 11 CH 3 or 18 F
  • the compound (1-0) can emit a positron.
  • the positron emitted from the compound (1-0) immediately combines with the electron and emits ⁇ rays.
  • the distribution of the compound (1-0) in the body can be quantitatively imaged over time. Therefore, by using compound (1-0), it is possible to detect a site where mitochondrial Complex-1 is present in the subject's living body and visualize the change over time.
  • Compound (1-0) is useful as a mitochondrial Complex-1 detection reagent.
  • the detection reagent contains the compound (1-0), and when administered to a living body, ⁇ -rays released from the compound (1-0) in the body are measured by the PET method, so that mitochondrial Complex-1 is present. Can be efficiently detected.
  • the detection reagent is particularly suitable for the detection of mitochondrial Complex-1 in the brain.
  • Compound (1-0) is also useful as a diagnostic agent for Parkinson's disease. According to the diagnostic agent, Parkinson's disease can be diagnosed by efficiently detecting a site where mitochondrial Complex-1 is present in the living body.
  • the mitochondrial Complex-1 detection reagent and the Parkinson's disease diagnostic agent can be produced, for example, by dissolving the compound (1-0) in an arbitrary buffer solution.
  • the detection reagent and the diagnostic agent are provided as a solution and may contain other components such as a surfactant, a preservative, and a stabilizer in addition to the buffer component.
  • the administration method is usually intravenous administration.
  • Examples of the mitochondrial Complex-1 detection reagent and the diagnostic agent for Parkinson's disease include, but are not limited to, humans, monkeys, mice, and rats.
  • the measurement method is not particularly limited, and can be performed according to a known method.
  • Silica Gel 60N (for flash chromatography) 40-50 ⁇ m manufactured by Kanto Chemical Co., Inc. was used as the silica gel used for silica gel column chromatography.
  • Mucochloric acid 1 (50 g, 0.29 mol) was dissolved in water (440 mL), and sodium carbonate (15.3 g, 0.14 mol) was added. To the solution was added tert-butylhydrazine hydrochloride (36.9 g, 0.29 mol) at 0 ° C. The resulting reaction solution was stirred for 2.5 hours. The precipitated solid was filtered, washed with cold water, and then the precipitated solid was dried under reduced pressure to obtain Intermediate 2.
  • Step 6 Compound 11 was synthesized according to synthesis scheme (f).
  • Step 7 Compound 12 was synthesized according to the synthesis scheme (g).
  • Process 8 Compound 13 was synthesized according to synthesis scheme (h).
  • Step 9 Compound 14 was synthesized according to synthesis scheme (i).
  • Step 10 Compound 15 (BCPP-EF) was synthesized according to synthesis scheme (j).
  • Step 11 Compound 16 was synthesized according to synthesis scheme (k).
  • a radioactivity peak with a retention time of 17.4 minutes was collected, and the collected solution was concentrated to dryness with an evaporator. Thereafter, the concentrated and dried product was redissolved in 0.1% Tween 80 / saline (5 mL) to recover [ 18 F] BCPP-EF (2.36 GBq).
  • the proton was accelerated to 18 MeV in a cyclotron (HM-18, Sumitomo Heavy Industries, Tokyo). Meanwhile, a target gas in which pure nitrogen gas (G grade, Japan Fine Products, Kanagawa) was sealed at a pressure of approximately 17 kg / cm 2 was prepared. The target gas was irradiated with the proton at a current value of approximately 20 ⁇ A, and [ 11 C] was produced by 14 N (p, ⁇ ) 11 C nuclear reaction. Within the target gas, [ 11 C] was present in the chemical form [ 11 C] CO 2 .
  • the precursor (compound 13, 2 mg) was dissolved in 2-butanone (Wako Pure Chemical Industries, Tokyo, 0.3 mL). It was prepared by adding NaH (about 2 mg) to the obtained precursor solution. The [ 11 C] methyl triflate that had been distilled was introduced into the resulting precursor solution, and the introduction of the [ 11 C] methyl triflate was stopped when the radioactivity reached equilibrium. Then, the methylation reaction of the precursor was performed on the conditions for 5 minutes at 40 degreeC.
  • the production amount of [ 11 C] BCPP-EM was 0.26 to 2.01 GBq, and the radiochemical purity was 93.6% or more.
  • the retention time of the precursor of [ 11 C] BCPP-EM was 5.2 minutes, and the retention time of [ 11 C] BCPP-EM was 10 minutes.
  • the retention time of [ 11 C] BCPP-EM in analytical HPLC was 4.0 minutes.
  • the target compound was extracted with ethyl acetate (1 L ⁇ 2).
  • the organic layer was washed successively with water (1 L) and saturated brine (1 L). After drying the organic layer with magnesium sulfate, the solvent of the organic layer was distilled off under reduced pressure to obtain Compound 9 ′ (16.12 g, yield 66.0%) as a pale tan solid.
  • the obtained filtrate was washed with saturated brine (300 mL) and dried over sodium sulfate. Thereafter, the solvent of the filtrate was distilled off under reduced pressure.
  • Step 7 Under an Ar atmosphere, sodium hydride (2.430 g, 60.74 mmol as 60% equivalent) was added separately to a dioxane solution (100 mL) of compound 18 ′ (10.76 g, 51.91 mmol) under ice cooling, The reaction was stirred at room temperature for 15 minutes. Subsequently, a dioxane solution (60 mL) of compound 5b (18.24 g, 60.74 mmol) was added, and the reaction solution was stirred at 50 ° C. for 2 hours. Ice water (300 mL) was added to the reaction solution, and the target compound was extracted with ethyl acetate (200 mL ⁇ 2).
  • Step 9 Under an Ar atmosphere, a THF solution (200 mL) of compound 4 (3.185 g, 15.72 mmol), compound 11 ′′ (4.201 g, 15.72 mmol) and triphenylphosphine (6.185 g, 23.58 mmol) was added. Under ice cooling, a THF solution (23 mL) of diisopropyl azodicarboxylate (DIAD, 4.768 g, 23.58 mmol) was added dropwise, and the reaction solution was stirred at room temperature for 16 hours.
  • DIAD diisopropyl azodicarboxylate
  • Step 11 To a solution of compound 13 ′′ (140.6 mg, 0.3822 mmol), triethylamine (386.7 mg, 3.822 mmol) and 4-dimethylaminopyridine (4.67 mg, 0.03822 mmol) in methylene chloride (3 mL) was added ⁇ 10 P-Toluenesulfonyl chloride (109.3 mg, 0.5734 mmol) was added at ° C. After adding p-toluenesulfonyl chloride, the reaction solution was stirred at ⁇ 10 ° C. for 16 hours. Ice water (20 mL) was poured into the reaction solution, and the target compound was extracted with methylene chloride (20 mL).
  • One compound 15 ′′ (BMS-P) (47.6 mg, yield 25.4%) was obtained.
  • a dose-response curve of a test substance and a positive substance is prepared, and the concentration at which the test substance and the positive substance inhibit the binding between the tracer and the mitochondrial Complex-1 (receptor) by 50% (IC 50 value) and absolute inhibition constant (Ki).
  • test substances BMS, BCPP-EF, BCPP-BF, BCPP-PF, BCPP-EM and BMS-P were used. Details are shown below.
  • the mitochondrial fraction stock solution was diluted with a buffer solution to prepare a mitochondrial fraction solution having a concentration twice the final concentration (prepared when used).
  • the final concentration of the mitochondrial fraction solution was 45 ⁇ g protein / mL.
  • test substance solution A solution having a concentration 100 times the final concentration was prepared by serially diluting the test substance with DMSO. Further, a test substance solution having a concentration 10 times the final concentration was prepared by diluting the prepared solution of each concentration 10 times with Milli-Q water (preparation before use).
  • the final concentration of the test substance was in the following concentration range: BMS: 3 ⁇ 10 ⁇ 11 to 3 ⁇ 10 ⁇ 8 mol / L BCPP-EF: 1 ⁇ 10 ⁇ 10 to 1 ⁇ 10 ⁇ 7 mol / L BCPP-BF: 3 ⁇ 10 ⁇ 11 to 3 ⁇ 10 ⁇ 8 mol / L BCPP-PF: 1 ⁇ 10 ⁇ 10 to 1 ⁇ 10 ⁇ 7 mol / L BCPP-EM; 3 ⁇ 10 ⁇ 10 to 3 ⁇ 10 ⁇ 7 mol / L BMS-P: 1 ⁇ 10 ⁇ 7 to 1 ⁇ 10 ⁇ 4 mol / L.
  • Positive substances were weighed and dissolved in DMSO.
  • a solution having a concentration 100 times the final concentration was prepared by serial dilution of the resulting solution with DMSO. Furthermore, the solution of each concentration prepared was diluted 10-fold with Milli-Q water to prepare a positive substance solution having a concentration 10 times the final concentration (prepared at the time of use). Rotenone was used as a positive substance.
  • the final concentration of the positive substance was 3 ⁇ 10 ⁇ 11 to 3 ⁇ 10 ⁇ 8 mol / L.
  • substitution substance solution A substitution substance was weighed and dissolved in DMSO to prepare a solution having a concentration 100 times the final concentration. Further, the prepared solution was diluted 10-fold with Milli-Q water to prepare a substitution substance solution having a concentration 10 times the final concentration (prepared at the time of use). Rotenone was used as the substitute substance. The final concentration of the substitution substance was 1 ⁇ 10 ⁇ 5 mol / L.
  • tracer solution having a concentration 10 times the final concentration was prepared by diluting the tracer stock solution with a buffer solution (preparation at the time of use). Tracer, was used Dihydrorotenone [2-isopropyl- 3 H ( N)]. The final concentration of the tracer was 4.5 nmol / L for the first time, 4.4 nmol / L for the second time, and 4.5 nmol / L for the third time.
  • Measurement procedure Measurement was carried out in the following order. Two sample samples were prepared at each concentration and measured three times. 1: To the tube for calculating non-specific binding, 100 ⁇ L of a displacement substance solution was added (final concentration of DMSO: 1%). To the tube for calculating total binding, 100 ⁇ L of 10% DMSO was added (final concentration of DMSO: 1%). 100 ⁇ L each of the test substance solution and the positive substance solution was added to the tube for calculating the inhibition rate of the test substance or positive substance (final concentration of DMSO: 1%). 2: Buffer solution (300 ⁇ L) was added to each tube. 3: Tracer solution (100 ⁇ L) was added to each tube. 4: Mitochondrial fraction solution (500 ⁇ L) was added to each tube.
  • reaction solution contained in each tube was incubated at 22 ° C. for 30 minutes.
  • 6 The reaction solution was filtered through a cell harvester (GF / C, Whatman), and the filtered filter paper was washed three times with 50 mmol / L Tris-HCl buffer (pH, 7.40, 3 mL).
  • 7 The filter paper was transferred to a vial for measurement, a liquid scintillator (PICO-FLUOR TM PLUS, 5 mL) was added, and the amount of radioactivity was measured with a liquid scintillation counter (measurement time, 2 minutes).
  • the inhibition rate was calculated by the formula of "100-binding rate". Coupling rate: [(B ⁇ N) / (B 0 ⁇ N)] ⁇ 100 (%) B: Bound radioactivity in the presence of test substance (individual value) B 0 : Total bound radioactivity in the absence of test substance (average value) N: Non-specific binding radioactivity (average value) The inhibition rate was calculated as 0% when the inhibition rate was 0% or less, and as 100% when the inhibition rate exceeded 100%. For the positive substance, the inhibition rate was calculated in the same manner as the test substance.
  • Dose-response curve creation (IC 50 value calculation)
  • the dose-response curve is the ratio ((BN) / (Bn) of the specific binding activity (BN) in the presence of the test substance to the total binding activity (B 0 -N) in the absence. 0- N)) was converted to a logit and then applied to a logit-log model that plots against the common logarithm of the final concentration of the test substance. The following regression equation was used for regression of dose-response curve.
  • Rats were anesthetized with chloral hydrate (400 mg / kg; IP) and decapitated. Thereafter, the brain was immediately sampled and cooled, and immersed in a sherbet-like ACSF (artificial cerebrospinal fluid). Necessary blocks of the obtained brain were cut out and adhered to a fixed base of a vibration microtome HM650V (Thermo Fisher Scientific, Waltham, USA). Thereafter, brain slices having a thickness of 300 ⁇ m were prepared. The excised brain slices were soaked in 24 ml ACSF bubbled with O 2 for 30 minutes to calm the cell activity.
  • ACSF artificial cerebrospinal fluid
  • the OHP sheet on which the brain slices were arranged was placed on an imaging plate (ST-VI, Fuji Film, Tokyo) having sensitivity to radiation and allowed to stand (contact) for about 1 hour in a dark place. .
  • the imaging plate was detected with a fluoro image analyzer FLA-7000 (Fuji Film, Tokyo).
  • FLA-7000 Fluji Film, Tokyo.
  • FIGS. It was found that [ 18 F] BCPP-EF is more susceptible to the binding inhibition effect by rotenone than [ 18 F] BMS. This suggests that [ 18 F] BCPP-EF is more specific for mitochondrial Complex-1 than [ 18 F] BMS.
  • a similar experiment was performed on [ 18 F] BCPP-BF, [ 18 F] BCPP-PF, and [ 18 F] BCPP-EM, and it was confirmed that it was affected by the binding inhibition effect by rotenone.
  • a cephalic vein or saphenous vein was secured as a route for intravenous administration of the test animal, and a femoral artery or posterior tibial artery was secured as a route for collecting arterial blood, respectively.
  • the amount of radioactivity of [ 18 F] BMS, [ 18 F] BCPP-EF or [ 11 C] BCPP-EM was measured.
  • the entire dose was administered intravenously over about 30 seconds.
  • emission measurement (10 seconds 6 frames, 30 seconds 6 frames, 1 minute 12 frames, 3 minutes 25 frames, 5 minutes 6 frames, 121 minutes, 55 frames) was started.
  • FIG. 10 shows the PET measurement results of young monkeys (5 years old) and old monkeys (22 years old).
  • [ 18 F] BCPP-EF was used as a PET probe. It was found that young monkeys accumulated more PET probes in the brain than older monkeys. This suggests that aging reduces the activity of mitochondrial Complex-1 in the brain.

Abstract

本発明は、式（１－０）で表される化合物を提供する。（式（１－０）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ１は、Ｆ又は－ＯＣＨ３を示す。）

Description

ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物
　本発明は、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物に関する。
　陽電子（ポジトロン）放出型断層撮影法（ＰＥＴ法）は、シングルフォトン断層撮影法（ＳＰＥＣＴ法）よりも、感度、解像度及び定量性に優れていることから近年特に注目されている。
　認知症をはじめとした各種の神経精神疾患の診断は、ＰＥＴ法による神経細胞のグルコース代謝の評価によって、現在行われている。このときＰＥＴ用プローブとして、１８Ｆ－フルオロデオキシグルコース（［１８Ｆ］ＦＤＧ）が用いられている。
特表２０１１－５１３３０６号公報
Yalamanchili　P　et　al.,　J　Nucl　Cardiol　14　(2007)　782-788;　Huisman　et　al.,　J　Nucl　Med,　49:630-636.
　しかしながら、［１８Ｆ］ＦＤＧを用いたＰＥＴ法によって脳梗塞モデルのラットを評価すると、脳梗塞の発症によって［１８Ｆ］ＦＤＧの集積が低下すると予想されていた脳の虚血障害部位において、予想に反して［１８Ｆ］ＦＤＧの集積が増加していることが明らかになった。このことは、［１８Ｆ］ＦＤＧが神経障害後の評価用ＰＥＴプローブとして適していない事を示している。脳内の免疫を司っているミクログリア細胞が活性化されると、炎症反応が惹起された虚血障害部位に集積する。この集積したミクログリア細胞が［１８Ｆ］ＦＤＧを取り込むため、脳の虚血障害部位において［１８Ｆ］ＦＤＧの異常な集積が増加することが確認されている。
　一方、ミトコンドリアのＣｏｍｐｌｅｘ－１（以下、「ＭＣ－１」という場合がある。）を認識するＰＥＴプローブとして、［１８Ｆ］ＢＭＳ－７４７１５８－０２（２－ｔｅｒｔ－ブチル－４－クロロ－５－［４－（２－フルオロ－エトキシメチル）－ベンジルオキシ］－２Ｈ－ピリダジン－３－オン、［１８Ｆ］ＢＭＳ）が報告されており、脳又は心臓の機能評価に用いられている（特許文献１、非特許文献１）。ラットの脳切片を用いたオートラジオグラフィ法によるインビトロの評価、及び、生きたラットの脳を用いたＰＥＴ法によるインビボの評価では、［１８Ｆ］ＢＭＳは脂溶性が比較的高いため（ｌｏｇＰ＝１．４２）、血液脳関門の透過性が高く、脳内移行性が良いことがわかっている。［１８Ｆ］ＢＭＳは、その高い脂溶性のため非特異的な結合能が高く、Ｃｏｍｐｌｅｘ－１への特異的な阻害薬であるロテノンによる阻害実験で阻害効果が十分確認できない事が判明した。
　本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ＰＥＴ法の標識化合物としても利用可能な、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物を提供することを目的とする。
　本発明は、式（１－０）で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 （式（１－０）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ１は、Ｆ又は－ＯＣＨ３を示す。）
　式（１－０）で表される化合物は、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物である。
　上記化合物（１－０）において、Ｑ１は１８Ｆ又は－Ｏ１１ＣＨ３であってもよい。このようにすることで、上記化合物はポジトロンを放出することが可能になる。上記化合物から放出されたポジトロンは、すぐに電子と結合してγ線（消滅放射線）を放出する。このγ線をＰＥＴ法に用いられる装置で測定することによって、上記化合物の体内分布を定量的かつ経時的に画像化することができる。すなわち、ＰＥＴ法の標識化合物としても利用可能になる。
　本発明は、式（２－０）で表される化合物を提供する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 （式（２－０）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ２は、脱離可能な置換基（置換スルホニルオキシ基、ハロゲン原子又は水酸基等）を示す。）
　式（２－０）で表される化合物を用いることで、式（１－０）で表される化合物を効率良く合成することが可能になる。
　本発明によれば、ＰＥＴ法の標識化合物としても利用可能な、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物を提供することが可能になる。
ＢＭＳ－Ｐの中間体のＮＭＲスペクトル図である。 ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する結合親和性を示すグラフである。 ラットの脳切片における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示す画像の図である。 ラットの脳切片における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示すグラフである。 生きているラットの脳及び心臓における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示すＰＥＴ画像の図である。 生きているラットの脳及び心臓における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示すグラフである。 ラットの脳梗塞モデルの障害部位における、グルコース代謝及びミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性の経時変化を示すＰＥＴ画像の図である。 生きているサルの脳における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示すＰＥＴ画像の図である。 生きているサルの脳における、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異的阻害薬によるＰＥＴプローブの結合阻害効果を示すグラフである。 生きているサルの脳における、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの結合と老化との相関を示すＰＥＴ画像の図及びグラフである。 正常なサルとパーキンソン病モデルサルとの脳内における、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの結合を示すＰＥＴ画像の図及びグラフである。
　以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
　本実施形態に係るミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物は、式（１－０）で表される化合物（以下、「化合物（１－０）」という場合がある。）である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
　Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－である。ｎは１～５の整数であり、２～４であることが好ましい。Ｑ１は、Ｆ又は－ＯＣＨ３であり、１８Ｆ又は－Ｏ１１ＣＨ３であることが好ましい。Ｑ１を－Ｏ１１ＣＨ３又は１８Ｆとすることで、化合物（１－０）は、ポジトロンを放出することが可能になる。Ｑ１が－Ｏ１１ＣＨ３である場合、半減期が２０分と短いため、１日に複数回の計測を行うことも可能になる。Ｑ１が１８Ｆである場合、半減期が１１０分と－Ｏ１１ＣＨ３よりも長いため、１回の計測時間を長くすることが可能になる。
　ピリジン環における、ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ２－の結合位置及びＲの結合位置は特に制限されないが、ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ２－の結合位置がピリジン環の５位であり、Ｒの結合位置がピリジン環の２位であることが好ましい。ピリダジン環と結合している－ＯＣＨ２－の結合位置がピリジン環の５位であり、Ｒの結合位置がピリジン環の２位であるときの構造式を、式（１－０’）として以下に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
　ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する結合特異性という観点から、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物は、式（１）で表される化合物（以下、「化合物（１）」という場合がある。）であることが好ましい。化合物（１）は、［１８Ｆ］ＢＭＳと比較して脂溶性が低い。そのため、化合物（１）の非特異的な結合が抑えられ、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する結合特異性が［１８Ｆ］ＢＭＳと比較して高くなる傾向がある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
　ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する結合親和性という観点から、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適した化合物は、式（１－２）で表される化合物（以下、「化合物（１－２）」という場合がある。）であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
　式（２－０）で表される化合物（以下、「化合物（２－０）」という場合がある。）は、上記化合物（１－０）の前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
　Ｑ２は、脱離可能な置換基（置換スルホニルオキシ基、ハロゲン原子又は水酸基等）である。
　上記置換スルホニルオキシ基としては、例えば、トシルオキシ基（－ＯＴｓ）、メタンスルホニルオキシ基（－ＯＭｓ）、トリフルオロメタンスルホニルオキシ基（－ＯＴｆ）、ニトロベンゼンスルホニルオキシ基（－ＯＮｓ）が挙げられるが、－ＯＴｓが好ましく用いられる。
　ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素が挙げられる。
　式（２－０’）で表される化合物（以下、化合物（２－０’）という場合がある）は、上記化合物（１－０’）の前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
　式（２）で表される化合物（以下、化合物（２）という場合がある）は、上記化合物（１）の前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
　式（２－２）で表される化合物は、上記化合物（１－２）の前駆体である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
（前駆体の合成方法）
　Ｒが－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－であり、ｎが２であり、Ｑ２が水酸基である化合物（２－０）は、公知の化合物から合成可能である。例えば、後述する実施例の実験２に記載の合成スキーム（工程１～１０）を経て合成が可能である。Ｒが－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－でありＱ２が水酸基である化合物（２－０）は、後述する実施例の実験２に記載の合成スキーム（工程１～１０）及び後述する合成スキーム（ｃ）を参照することで、合成が可能である。
　Ｑ２が水酸基である化合物（２）は、公知の化合物から合成可能である。例えば、後述する実施例の実験１に記載の合成スキーム（ａ）～（ｈ）を経て合成が可能である。
　Ｑ２がトシルオキシ基である化合物（２）は、公知の化合物から合成可能である。例えば、上記Ｑ２が水酸基である化合物（２）から後述する実施例に記載の合成スキーム（ｉ）を経て合成が可能である。
　化合物（２）からＱ１がＦである化合物（１）を製造する方法は、化合物（２）をフッ素化する方法によって行われる。例えば、Ｑ２が－ＯＴｓである場合、化合物（２）をフッ素化する方法は以下の合成スキーム（Ａ）で表される。Ｑ２が、他の置換スルホニルオキシ基又はハロゲン原子である場合にも同様の合成スキームで対応する化合物（１）が合成可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
　化合物（２）からＱ１が１８Ｆである化合物（１）を製造する方法は、化合物（２）を［１８Ｆ］フッ素化する方法によって行われる。例えば、Ｑ２が－ＯＴｓである場合、化合物（２）を［１８Ｆ］フッ素化する方法は以下の合成スキーム（Ｂ）で表される。Ｑ２が、他の置換スルホニルオキシ基又はハロゲン原子である場合にも同様の合成スキームで対応する化合物（１）が合成可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
　化合物（２）を［１８Ｆ］フッ素化する方法としては、化合物（２）を溶媒中、大環状配位子と［１８Ｆ］ＫＦとの複合体と反応させることで、［１８Ｆ］フッ素化することが可能である。
　［１８Ｆ］フッ素化するときの溶媒としては、出発物質をある程度溶解できるものであれば特に限定されず、例えば、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等が挙げられ、アセトニトリルが好ましく用いられる。
　大環状配位子としては、例えば、４，７，１３，１６，２１，２４－ヘキサオキサ－１，１０－ジアザビシクロ［８．８．８］ヘキサコサン（Ｋ［２．２．２］）、１，４，７，１０，１３，１６－ヘキサオキサシクロオクタデカン（１８－クラウン－６）等が挙げられ、Ｋ［２．２．２］が好ましく用いられる。
　Ｑ２が水酸基である化合物（２）からＱ１が－ＯＣＨ３である化合物（１）を製造する方法は、例えば、以下の合成スキーム（Ｃ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
　Ｑ２が水酸基である化合物（２）からＱ１が－Ｏ１１ＣＨ３である化合物（１）を製造する方法は、例えば、以下の合成スキーム（Ｄ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
　上記合成スキーム（Ｄ）において、１１ＣＨ３ＯＴｆは、公知の方法によって合成が可能である。例えば、反応式（Ｅ）を経て合成できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　化合物（１）は、生体に投与した場合、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に特異的に結合する傾向がある。化合物（１－２）は、生体に投与した場合、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に高い親和性で結合する傾向がある。したがって、化合物（１－０）は、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に適している。例えば、蛍光色素等を化合物（１－０）に結合させる、又はポジトロン標識を化合物（１－０）に行えば、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の標識化合物として使用できる。特に化合物（１－０）のＱ１が－Ｏ１１ＣＨ３又は１８Ｆである場合、化合物（１－０）はポジトロンを放出することが可能になる。上記化合物（１－０）から放出されたポジトロンは、すぐに電子と結合してγ線を放出する。このγ線をＰＥＴ法に用いられる装置で測定することによって、化合物（１－０）の体内分布を定量的かつ経時的に画像化することができる。したがって、化合物（１－０）を用いることで、被験者の生体内のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１が存在する部位を検出し、その変化を経時的に可視化できる。
　化合物（１－０）は、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１検出試薬として有用である。上記検出試薬は、化合物（１－０）を含み、生体に投与されると、体内の化合物（１－０）から放出されるγ線をＰＥＴ法で計測することによって、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１が存在する部位を効率良く検出できる。上記検出試薬は、脳内のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の検出に特に適している。
　化合物（１－０）は、パーキンソン病の診断薬としても有用である。上記診断薬によれば、生体中のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１が存在する部位を効率良く検出することによって、パーキンソン病の診断が可能になる。
　上記ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１検出試薬及びパーキンソン病の診断薬は、例えば、化合物（１－０）を任意の緩衝液に溶解することによって製造することができる。この場合、上記検出試薬及び診断薬は、溶液として提供され、上記緩衝成分の他、界面活性剤、防腐剤、安定化剤等のその他の成分を含有してもよい。投与方法は、通常、静脈内投与である。
　上記ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１検出試薬及びパーキンソン病の診断薬の対象としては、例えば、ヒト、サル、マウス及びラットが挙げられるがこれらに限定されるものではない。本実施形態に係る化合物（１－０）を用いて、ＰＥＴ測定を行うに際し、その測定方法は特に制限されず、公知の方法に準じて実施することができる。
　以下、本発明について、実施例を挙げて更に詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
　なお、以下の実施例において、特に断りがない限り、シリカゲルカラムクロマトグラフィに用いたシリカゲルは、関東化学社製のＳｉｌｉｃａ　Ｇｅｌ　６０Ｎ（フラッシュクロマトグラフィー用）４０～５０μｍを用いた。
＜実験１＞
ＢＣＰＰ－ＥＦの合成
　ＢＣＰＰ－ＥＦを下記工程１～工程１０に従って合成した。以下、各工程を説明する。
工程１
　合成スキーム（ａ）に従って、化合物３を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
　ムコクロル酸１（５０ｇ、０．２９ｍｏｌ）を水（４４０ｍＬ）に溶解し、炭酸ナトリウム（１５．３ｇ、０．１４ｍｏｌ）を加えた。その溶液に０℃にて、ｔｅｒｔ－ブチルヒドラジン塩酸塩（３６．９ｇ、０．２９ｍｏｌ）を加えた。得られた反応液を２．５時間撹拌した。析出した固体をろ過し、冷水で洗浄後、減圧下で析出した固体を乾燥し中間体２を得た。
　中間体２に酢酸（５００ｍＬ）を加え、反応液を３０分間還流した。反応液中の酢酸を減圧下で留去した後、塩化メチレン及び炭酸水素ナトリウム水溶液にて分液した。有機層を水洗後、無水硫酸マグネシウムで乾燥し、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：クロロホルム＝７：３～０：１０）にて精製し、淡黄色固体である化合物３（５２．９ｇ、収率８０％）を得た。
工程２
　合成スキーム（ｂ）に従って、化合物４を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
　化合物３（２ｇ、９ｍｍｏｌ）の１，４－ジオキサン溶液に、水酸化カリウム（１．５ｇ、２７ｍｍｏｌ）水溶液（１５ｍＬ）を加え、混合液を５時間還流した。得られた混合液を氷水に注ぎ、濃塩酸を加えて、析出した固体（粗体）をろ取した。粗体を水、ヘプタンの順に洗浄し、化合物４（１．６ｇ、収率９１％）を得た。
工程３
　合成スキーム（ｃ）に従って、化合物６を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
　ジエチレングリコール（２２．８ｍＬ、０．２４ｍｏｌ）及び３，４－ジヒドロ－２Ｈ－ピラン（２１．７ｍＬ、０．２４ｍｏｌ）のＴＨＦ（４０ｍＬ）と塩化メチレン（４００ｍＬ）との混合溶液に、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（４．５７ｇ、２４ｍｍｏｌ）を－１０℃にて加え、反応液を１時間撹拌した。反応液に水を加え、エーテルにて分液した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝５０：５０～０：１００）にて精製し、無色液体である化合物６（１４ｇ、収率３１％）を得た。
工程４
　合成スキーム（ｄ）に従って、化合物９を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
　アルゴン雰囲下、０℃にて水素化ナトリウム（１．５１ｇ、３７．８ｍｍｏｌ（６０％　ｉｎ　ｏｉｌ））に、６－クロロ－３－ピリジンメタノール７（５ｇ、３４．８ｍｍｏｌ）のＤＭＦ溶液（３０ｍＬ）をゆっくり加えた。その後、反応液に１－クロロ－３－メチル－２－ブテン８（４．１１ｍＬ、３６．５ｍｍｏｌ）を更に加え、２５℃にて反応液を１時間撹拌した。残存している原料に対し、１－クロロ－３－メチル－２－ブテン（２．０ｍＬ、１７．７ｍｍｏｌ）を更に加え、５０℃にて反応液を１時間撹拌した。
　残存している原料に対し、水素化ナトリウム（１．５１ｇ、３７．８ｍｍｏｌ（６０％　ｉｎ　ｏｉｌ））と１－クロロ－３－メチル－２－ブテン（８．０ｍＬ、７１．１ｍｍｏｌ）とを加え、５０℃にて反応液を３０分間撹拌した。反応液に水を加え、酢酸エチルにて分液した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝９５：５～８５：１５）にて精製し、無色液体である化合物９（７．０ｇ、収率９６％）を得た。
工程５
　合成スキーム（ｅ）に従って、化合物１０を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　アルゴン雰囲下、０℃にて水素化ナトリウム（３２０ｍｇ、８ｍｍｏｌ（６０％　ｉｎ　ｏｉｌ））に、化合物６（１．９０ｇ、１０ｍｍｏｌ）の１，４―ジオキサン溶液（８ｍＬ）をゆっくり加え、６０℃にて反応液を３０分間撹拌した。その後、化合物９（０．８４ｇ、４ｍｍｏｌ）の１，４―ジオキサン溶液（４ｍＬ）を反応液に加え、マイクロウェーブで１７０℃にて３０分間反応液を撹拌した。反応液を冷却した後、反応液に飽和塩化アンモニウム水溶液を加え、クロロホルムにて分液した。有機層を水と飽和食塩水とで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝９５：５～８５：１５）にて精製し、化合物１０（４．９ｇ、収率９６％）を得た。
工程６
　合成スキーム（ｆ）に従って、化合物１１を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
　アルゴン雰囲下、カリウムｔｅｒｔ－ブトキシド（１５．３ｇ、０．１３ｍｏｌ）のＤＭＳＯ溶液（１３０ｍＬ）に、化合物１０（５ｇ、１３．６ｍｍｏｌ）をゆっくり加え、６０℃にて反応液を４０分間撹拌した。反応液を冷却した後、反応液に飽和塩化アンモニウム水溶水を加え、酢酸エチルにて分液した。有機層を水と飽和食塩水とで洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝８０：２０）にて精製し、淡黄色液体である化合物１１（２．７ｇ、収率６８％）を得た。
工程７
　合成スキーム（ｇ）に従って、化合物１２を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
　アルゴン雰囲下、化合物４（１．４３ｇ、７．０４ｍｍｏｌ）、化合物１１（２．３ｇ、７．７４ｍｍｏｌ）及びトリフェニルホスフィン（２．７７ｇ、１０．６ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（１００ｍＬ）に、アゾジカルボン酸ジイソプロピル（２．０９ｍＬ、１０．６ｍｍｏｌ）を加え、２５℃にて反応液を１６時間撹拌した。反応液に水を加え、酢酸エチルにて分液した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（１回目、ヘプタン：酢酸エチル＝９０：１０～６０：４０、２回目、クロロホルム：メタノール＝９９：１）にて精製し、化合物１２（２．７ｇ、収率８０％）を得た。
工程８
　合成スキーム（ｈ）に従って、化合物１３を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
　化合物１２（９６ｍｇ、７．２ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１ｍＬ）に、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（２ｍｇ、０．０１ｍｍｏｌ）を加え、２５℃にて反応液を１６時間撹拌した。減圧下で反応液を濃縮した後、濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝７０：３０～２０：８０）にて精製し、無色固体である化合物１３（９６．９ｍｇ、収率９９％）を得た。
工程９
　合成スキーム（ｉ）に従って、化合物１４を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
　化合物１３（４５０ｍｇ、１．１３ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１．５８ｍＬ、１１．３ｍｍｏｌ）及び４－ジメチルアミノピリジン（１３．８ｍｇ、０．１１ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１０ｍＬ）に、ｐ－トルエンスルホニルクロリド（０．３２ｇ、１．６９ｍｍｏｌ）を－１０℃以下にて加え、反応液を１６時間撹拌した。反応液に水を加え、塩化メチレンにて目的化合物を２回抽出した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝９０：１０～４０：６０）にて精製し、化合物１４（６１０ｍｇ、収率９７％）を得た。
工程１０
　合成スキーム（ｊ）に従って、化合物１５（ＢＣＰＰ－ＥＦ）を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
　アルゴン雰囲気下、化合物１４（１１０ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）及びテトラブチルアンモニウムフルオリド（０．６ｍＬ、０．６ｍｍｏｌ（ＴＨＦ中、１．０ｍｏｌ／Ｌ））の混合溶液を２５℃にて１６時間撹拌した。反応液を減圧下で濃縮した後、濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝９０：１０～５０：５０）にて精製し、ＢＣＰＰ－ＥＦである化合物１５（７０ｍｇ、収率８８％）を得た。
ＢＣＰＰ－ＥＭの合成
　ＢＣＰＰ－ＥＭを上記工程１～工程８及び下記工程１１に従って合成した。以下、工程１１について説明する。
工程１１
　合成スキーム（ｋ）に従って、化合物１６を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
　アルゴン雰囲下、０℃にて水素化ナトリウム（１２ｍｇ、０．３ｍｍｏｌ（６０％　ｉｎ　ｏｉｌ））に、化合物１３（８０ｍｇ、０．２ｍｍｏｌ）の１，４―ジオキサン溶液（２ｍＬ）を加えた。その後反応液にヨウ化メチル（１２５μＬ、２ｍｍｏｌ）を加え、封管容器内２５℃にて反応液を１時間撹拌した。反応液を冷却した後、反応液に水を加え、酢酸エチルにて分液した。有機層を飽和食塩水で洗浄し、無水硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、減圧下で有機層を濃縮した。濃縮した残渣をシリカゲルクロマトグラフィ（ヘプタン：酢酸エチル＝７０：３０～３０：７０）にて精製し、化合物１６（６２ｍｇ、収率７５％）を得た。
［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの合成
　［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ（化合物１７）を上記工程１～工程９及び下記合成スキーム（ｌ）に従って合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
　標識合成は［１８Ｆ］標識化合物自動合成装置（Ｆ－１１０、Ｆ－１２０、住友重機械工業、東京）を用いて行った。ターゲットから回収し、陰イオン交換樹脂ＡＧ１－Ｘ８（バイオラッドラボラトリーズ、ヘラクレス、米国）にトラップした［１８Ｆ］Ｆ－を４０ｍＭ　Ｋ２ＣＯ３水溶液（０．５ｍＬ、２０μｍｏｌ）で脱着した。得られた溶液に、Ｋ［２，２，２］（Ｍｅｒｃｋ、Ｄａｒｍｓｔａｄｔ、Ｇｅｒｍａｎｙ）（１５ｍｇ、２０μｍｏｌ）のＣＨ３ＣＮ（Ａｌｄｒｉｃｈ、Ｓｔ．　Ｌｏｕｉｓ、ＭＯ、ＵＳＡ）溶液（２ｍＬ）を加えて、Ｈｅ気流下で反応液を共沸脱水した。残渣にＣＨ３ＣＮ（１ｍＬ）を加えて共沸脱水を２度繰り返し、水分が除去された［１８Ｆ］ＫＦ／Ｋ［２，２，２］を調製した。［１８Ｆ］ＫＦ／Ｋ［２，２，２］に、前駆体（化合物１４、６．２９ｍｇ、１１．３μｍｏｌ）のＣＨ３ＣＮ（シグマアルドリッチ、セントルイス、米国）溶液（１．５ｍＬ）を加え、８０℃で１０分間フッ素化を行った。得られた反応混合物にＣＨ３ＣＮとＨ２Ｏとの混合液（ＣＨ３ＣＮ：Ｈ２Ｏ＝３：７、１．５ｍＬ）を加えて反応を停止させた。その後、反応液をＨＰＬＣインジェクターに移送した。さらに反応容器をＣＨ３ＣＮとＨ２Ｏとの混合液（ＣＨ３ＣＮ：Ｈ２Ｏ＝３：７、１．５ｍＬ）で共洗いし、同様に上記混合液をＨＰＬＣインジェクターに移送した。粗生成物をＨＰＬＣ［カラム　Ｉｎｅｒｔｓｉｌ　ＯＤＳ－３（５μ、１０．０ｘ２５０ｍｍ、ＧＬサイエンス、東京）、移動相ＣＨ３ＣＮ：Ｈ２Ｏ＝５００：５００、流速６ｍＬ／ｍｉｎ、波長２５４ｎｍ］によって精製した。保持時間１７．４分の放射能ピークを分取し、分収した溶液をエバポレータで濃縮乾固した。その後、濃縮乾固した生成物を０．１％Ｔｗｅｅｎ８０／生理食塩水（５ｍＬ）に再溶解し、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ（２．３６ＧＢｑ）を回収した。
　生成物の一部を採り、ＨＰＬＣ［カラム　Ｆｉｎｅｐａｋ　ＳＩＬ　Ｃ１８Ｓ　（５μ、４．６ｘ１５０ｍｍ、日本分光、東京）、移動相　ＣＨ３ＣＮ：３０ｍＭ　ＣＨ３ＯＮＨ４：ＣＨ３ＣＯＯＨ＝５００：５００：２、流速２ｍＬ／ｍｉｎ、波長２５４ｎｍ］によって分析した。放射化学的収率、比放射能、及び放射化学的純度はそれぞれ１６．９８％（ｄｅｃａｙ　ｃｏｒｒｅｃｔｅｄ）、８４．３ＧＢｑ／μｍｏｌ、１００％であった。全合成時間は照射終了時（Ｅｎｄ　ｏｆ　ｂｏｍｂａｒｄｍｅｎｔ、ＥＯＢ）から約６３分であった。
　［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦについて、前駆体（化合物１４）３．５４ｍｇで合成した場合は、放射化学的収率が４．０２％であった。上記前駆体を６．２９ｍｇに増やすことで放射化学的収率が１６．９８％まで向上した。得られた最終生成物の放射化学的純度は１００％、比放射能は８４．３ＧＢｑ／μｍｏｌであり、ＰＥＴ実験に十分な純度と収量を得ることができた。
［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの合成
　［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭを上記工程１～工程８及び下記合成スキーム（ｍ）に従って合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
　サイクロトロン（ＨＭ－１８、住友重機械工業、東京）にて、陽子を１８ＭｅＶに加速した。一方で、純窒素ガス（Ｇグレード、ジャパンファインプロダクツ、神奈川）をおよそ１７ｋｇ／ｃｍ２の圧力で封入したターゲットガスを準備した。上記ターゲットガスに、上記陽子をおよそ２０μＡの電流値で照射して、１４Ｎ（ｐ，α）１１Ｃ核反応によって［１１Ｃ］を製造した。ターゲットガス内で、［１１Ｃ］は［１１Ｃ］ＣＯ２の化学形で存在した。上記［１１Ｃ］ＣＯ２を含むターゲットガスを自動合成装置（住友重機械工業、東京）で、冷却した０．１Ｍ　ＬｉＡｌＨ４／テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）溶液（５００μＬ）（ＡＢＸアドバンストバイオケミカルズコンパウンズ、ドイツ）に導入した。このときの上記ターゲットガスの流量は、４００ｍＬ／ｍｉｎであった。上記ターゲットガスを導入した後、得られた反応溶液に窒素ガス（ガス流量、２００ｍＬ／ｍｉｎ）をバブリングし、２００℃に加熱してＴＨＦを留去した。ＴＨＦを留去した後、反応器を一旦冷却し、ヨウ化水素酸（ナカライテスク、京都、０．５ｍｌ）を反応溶液に加え１５０℃に加熱した。生成した［１１Ｃ］ヨウ化メチルを蒸留し、２００℃に加熱したＡｇＯＴｆ（シグマアルドリッチ、米国）カラムを通過させることで［１１Ｃ］メチルトリフレートとした。カラムを通過した［１１Ｃ］メチルトリフレートは、直ちに前駆体（化合物１３）の溶液に導入した。
　前駆体（化合物１３、２ｍｇ）を２－ブタノン（和光純薬工業、東京、０．３ｍＬ）に溶解した。得られた前駆体溶液にＮａＨ（約２ｍｇ）を加えて調製した。得られた前駆体溶液に、蒸留されてきた上記［１１Ｃ］メチルトリフレートを導入し、放射能が平衡に達した時点で上記［１１Ｃ］メチルトリフレートの導入を停止した。その後、４０℃で５分間の条件で前駆体のメチル化反応を行った。
　高速液体クロマトグラフィー（固定相　Ｍｅｇａｐａｋ　ＳＩＬ　Ｃ１８－１０　７．６×２５０ｍｍ（日本分光、東京）、移動相　アセトニトリル（和光純薬工業、大阪）：３０ｍＭ　酢酸アンモニウム水溶液（和光純薬工業、大阪）＝４５０：５５０、流速６ｍＬ／ｍｉｎ、波長２５４ｎｍ）にて、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの溶液を分取した。分取した溶液をエバポレーター（住友重機械工業、東京）にて溶離液を留去し、残渣に生理食塩溶液（大塚製薬、東京）を加え、最終製剤とした。
　最終製剤の放射能を測定した（アロカ、東京）。最終製剤の一部を高速液体クロマトグラフィー（固定相　Ｆｉｎｅｐａｃｋ　Ｃ１８－Ｓ　４．６×１５０ｍｍ（日本分光、東京）、移動相　アセトニトリル（和光純薬工業、大阪）：３０ｍＭ　酢酸アンモニウム（ナカライテスク、京都）：酢酸（和光純薬工業、大阪）＝５００：５００：２、流速２ｍＬ／ｍｉｎ、波長２５４ｎｍ）にて分析した。
　およそ６０分間、上記陽子を上記ターゲットガスに照射した場合、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの生産量は、０．２６－２．０１ＧＢｑ、放射化学的純度は９３．６％以上であった。
　分離ＨＰＬＣにおける、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの前駆体（化合物１３）の保持時間は５．２分、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの保持時間は１０分であった。分析ＨＰＬＣにおける、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの保持時間は４．０分であった。
＜実験２＞
ＢＭＳ－Ｐの合成
　ＢＭＳ－Ｐ（化合物１５’’）を下記工程１～工程１２に従って合成した。以下、各工程を説明する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
工程１
　化合物５ａ（１０．００ｇ、６８．４１ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（１０．３８ｇ、１０２．６ｍｍｏｌ）及び４－ジメチルアミノピリジン（８３６ｍｇ、６．８４１ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（１００ｍＬ）に、氷冷下でｐ－トルエンスルホニルクロライド（１３．６９ｇ、７１．８３ｍｍｏｌ）を分けて添加した。添加後、氷冷下で反応液を１６時間撹拌した。反応液に氷水（２００ｍＬ）を注ぎ込み、塩化メチレン（１００ｍＬ）で、目的化合物を抽出した。有機層を飽和食塩水（１００ｍＬ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、有機層の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル１２０ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝５／１～１／１）で精製し、無色液体である化合物５ｂ（１８．３８ｇ、収率８９．４％）を得た。
工程２
　Ａｒ雰囲気下、塩化カルシウム（２９．９２ｇ、２６９．６ｍｍｏｌ）、エタノール（３９０ｍＬ）及びＴＨＦ（３９０ｍＬ）を、反応器に仕込み、続いて氷冷下、水素化ホウ素ナトリウム（２０．４０ｇ、５３９．２ｍｍｏｌ）を分割して反応器に投入した。水素化ホウ素ナトリウムを投入した後、氷冷下で反応液を２．５時間撹拌した。反応液に氷冷下、化合物７’（３０．０９ｇ、１３４．８ｍｍｏｌ）を分割して投入し、氷冷下で反応液を３０分間攪拌した。反応液を氷水（１．５Ｌ）に注ぎ込んだ後、塩化アンモニウム（３００ｇ）を撹拌しながら反応液に加えた。目的化合物を酢酸エチル（１Ｌ×２）で抽出した。有機層を水（１Ｌ）、飽和食塩水（１Ｌ）で順次洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥した後、有機層の溶媒を減圧留去し、淡黄褐色固体である化合物９’（１６．１２ｇ、収率６６．０％）を得た。
工程３
　化合物９’（１７．０７ｇ、９４．２１ｍｍｏｌ）及びｐ－トルエンスルホン酸一水和物（１８．１１ｇ、９４．２１ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（５００ｍＬ）に、氷冷下、３，４－ジヒドロ－２Ｈ－ピラン（２３．５５ｍＬ、２５９．２ｍｍｏｌ）を加え、室温で反応液を１８時間攪拌した。有機層を飽和重曹水（５００ｍＬ）、飽和食塩水（５００ｍＬ）で順次洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥した後、有機層の溶媒を減圧留去することで、淡黄褐色液体である化合物１０’’’（４２．７２ｇ、粗収率１７０．９％）を得た。化合物１０’’’はクルードのまま次工程に供した。
工程４
　Ａｒ雰囲気下、水素化アルミニウムリチウム（７．９８８ｇ、２１０．５ｍｍｏｌ）のＴＨＦ懸濁液（１００ｍＬ）に、クルードの化合物１０’’’（４２．７２ｇ、Ｎｅｔ＝２４．９９ｇ，９４．２１ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（２００ｍＬ）を氷冷下で滴下した。その後、室温で反応液を１時間攪拌した。氷冷下、反応液に水（８ｍＬ）、１５％水酸化ナトリウム水溶液（８ｍＬ）、水（２４ｍＬ）を順次滴下して反応を停止した。得られた混合物をろ過し、スラリーを酢酸エチル（６００ｍＬ）で洗浄した。得られたろ液を飽和食塩水（３００ｍＬ）で洗浄、硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、ろ液の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝１／１～酢酸エチルｏｎｌｙ）で精製し、淡黄褐色液体である化合物１６’（１４．９８ｇ、化合物９’からの収率７１．２％）を得た。
工程５
　Ａｒ雰囲気下、化合物１６’（１４．９８ｇ、６７．０９ｍｍｏｌ）のＤＭＦ溶液（６０ｍＬ）に氷冷下、水素化ナトリウム（３．４８９ｇ、６０％換算として８７．２２ｍｍｏｌ）を分けて添加し、室温で反応液を１時間攪拌した。続いて化合物８（１０．５３ｇ、１００．７ｍｍｏｌ）を、反応液に加え、５０℃で３時間攪拌した。反応液に氷水（３００ｍＬ）を加え、酢酸エチル（３００ｍＬ）で目的化合物を抽出した。有機層を水（３００ｍＬ）、飽和食塩水（３００ｍＬ）で順次洗浄した。硫酸マグネシウムで有機層を乾燥した後、有機層の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝１０／１～１／１）で精製し、淡黄褐色液体である化合物１７’（１５．４０ｇ、収率７８．８％）を得た。
工程６
　化合物１７’（１５．４０ｇ、５２．８５ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１５４ｍＬ）に、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（５０２．７ｍｇ、２．６４３ｍｍｏｌ）を加え、室温で反応液を１８時間攪拌した。その後、反応液を８時間加熱還流した。反応液を濃縮し、得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝１／１～酢酸エチルｏｎｌｙ）で精製し、淡黄褐色液体である化合物１８’（１０．７８ｇ、収率９８．４％）を得た。
工程７
　Ａｒ雰囲気下、化合物１８’（１０．７６ｇ、５１．９１ｍｍｏｌ）のジオキサン溶液（１００ｍＬ）に、氷冷下、水素化ナトリウム（２．４３０ｇ、６０％換算として６０．７４ｍｍｏｌ）を分けて添加し、室温で反応液を１５分攪拌した。続いて化合物５ｂ（１８．２４ｇ、６０．７４ｍｍｏｌ）のジオキサン溶液（６０ｍＬ）を加え、５０℃で反応液を２時間攪拌した。反応液に氷水（３００ｍＬ）を加え、酢酸エチル（２００ｍＬ×２）で目的化合物を抽出した。有機層を飽和食塩水（２００ｍＬ）で洗浄した。有機層を硫酸ナトリウムで乾燥した後、有機層の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝４／１～酢酸エチルｏｎｌｙ）で精製し、淡黄褐色液体である化合物１９（１４．２１ｇ、収率８１．６％）を得た。
工程８
　Ａｒ雰囲気下、化合物１９（１４．２１ｇ、４３．６７ｍｍｏｌ）のＤＭＳＯ溶液（３７５ｍＬ）に、カリウムｔ－ブトキシド（４９．００ｇ、４３６．７ｍｍｏｌ）を添加し、６０℃で反応液を３０分間攪拌した。反応液を氷水中（１Ｌ）に注ぎ込み、酢酸エチル（５００ｍＬ×４）で目的化合物を抽出した。有機層を飽和食塩水（５００ｍＬ）で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、有機層の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝１／１～酢酸エチルｏｎｌｙ）で精製し、淡黄色液体である化合物１１’’、（４．２０１ｇ、収率３７．１％）を得た。
工程９
　Ａｒ雰囲気下、化合物４（３．１８５ｇ、１５．７２ｍｍｏｌ）、化合物１１’’（４．２０１ｇ、１５．７２ｍｍｏｌ）及びトリフェニルホスフィン（６．１８５ｇ、２３．５８ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（２００ｍＬ）に、氷冷下、アゾジカルボン酸ジイソプロピル（ＤＩＡＤ、４．７６８ｇ、２３．５８ｍｍｏｌ）のＴＨＦ溶液（２３ｍＬ）を滴下し、室温で反応液を１６時間攪拌した。反応液を濃縮し、得られた残渣を中圧分取（シリカゲル２００ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝４／１～１／１、２回）で精製し、微黄色液体である化合物１２’’、（４３１ｍｇ、収率６．１％）を得た。
工程１０
　化合物１２’’（４３０ｍｇ、０．９５１５ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（４．３ｍＬ）に、ｐ－トルエンスルホン酸一水和物（９．０５ｍｇ、０．０４５７ｍｍｏｌ）を加え、室温で反応液を１８時間攪拌した。反応液を更に６０℃で４時間撹拌した。反応液を濃縮し、得られた残渣を中圧分取（シリカゲル６０ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝３／１～酢酸エチルｏｎｌｙ）で精製し、無色液体である化合物１３’’、（２４２ｍｇ、収率６９．２％）を得た。化合物１３’’のＮＭＲスペクトルを図１に示す。
工程１１
　化合物１３’’（１４０．６ｍｇ、０．３８２２ｍｍｏｌ）、トリエチルアミン（３８６．７ｍｇ、３．８２２ｍｍｏｌ）及び４－ジメチルアミノピリジン（４．６７ｍｇ、０．０３８２２ｍｍｏｌ）の塩化メチレン溶液（３ｍＬ）に、－１０℃でｐ－トルエンスルホニルクロライド（１０９．３ｍｇ、０．５７３４ｍｍｏｌ）を添加した。ｐ－トルエンスルホニルクロライドを添加した後、－１０℃で反応液を１６時間撹拌した。反応液に氷水（２０ｍＬ）を注ぎ込み、塩化メチレン（２０ｍＬ）で目的化合物を抽出した。有機層を飽和食塩水（１０ｍＬ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、有機層の溶媒を減圧留去し、赤褐色で粘稠な液体である化合物１４’’（２０１．２ｍｇ、粗収率１００．８％）を得た。化合物１４’’は、クルードのまま直ちに次工程に供した。
工程１２
　クルードな化合物１４’’（１９５ｍｇ、Ｎｅｔ＝１９３．５ｍｇ，０．３７０６ｍｍｏｌ）をＴＨＦ（２ｍＬ）に溶解し、１ＭのＴＢＡＦ／ＴＨＦ（２ｍＬ）、ＴＢＡＦ・ｘＨ２Ｏ（５００ｍｇ）を加え、室温で反応液を２時間攪拌した。反応液に氷水（５０ｍＬ）を注ぎ込み、酢酸エチル（５０ｍＬ）で目的化合物を抽出した。有機層を飽和食塩水（２０ｍＬ）で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。その後、有機層の溶媒を減圧留去した。得られた残渣を中圧分取（シリカゲル６０ｇ、ヘキサン／酢酸エチル＝４／１～１／１）で精製し、化合物１３’’（５０ｍｇ）から別途調製及び精製したロットとあわせて赤褐色液体である化合物１５’’（ＢＭＳ－Ｐ）（４７．６ｍｇ、収率２５．４％）を得た。
ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する結合親和性の評価
　被験物質及び陽性物質のｄｏｓｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｕｒｖｅを作成し，被験物質及び陽性物質がトレーサーとミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１（レセプター）との結合を５０％抑制する濃度（ＩＣ５０値）及び絶対阻害定数（Ｋｉ）を算出した。被験物質としては、ＢＭＳ、ＢＣＰＰ－ＥＦ、ＢＣＰＰ－ＢＦ、ＢＣＰＰ－ＰＦ、ＢＣＰＰ－ＥＭ及びＢＭＳ－Ｐを用いた。詳細を以下に示す。
ミトコンドリア画分原液の調製
　動物組織を秤量（湿重量）し、２倍量のホモジネート緩衝液（２５０ｍｍｏｌ／Ｌのスクロース、１ｍｍｏｌ／Ｌのコハク酸及び０．２ｍｍｏｌ／ＬのＥＤＴＡの１０ｍｍｏｌ／ＬのＴｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ、７．４０））を加え、氷冷下でホモジナイズした。その後、ホモジナイズした懸濁液を遠心分離した（１２００×ｇ、４°Ｃ、２０分間）。上清を採取し、遠心分離した（２６０００×ｇ、４°Ｃ、１５分間）。沈殿している残渣を採取し、１００ｍｇ　ｔｉｓｓｕｅ　ｅｑ．／ｍＬとなるようにホモジネート緩衝液を加えホモジナイズした。得られたミトコンドリア画分原液は使用時まで－８０°Ｃに保存した。ミトコンドリア画分のタンパク質濃度はＢＣＡ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　Ａｓｓａｙ　Ｒｅａｇｅｎｔ（ＰＩＥＲＣＥ社製）を用いて測定した。動物組織は、ラットの脳及びウシの心臓を用いた。
ミトコンドリア画分溶液の調製
　上記ミトコンドリア画分原液を緩衝液で希釈することによって、最終濃度の２倍濃度のミトコンドリア画分溶液を調製した（用時調製）。ミトコンドリア画分溶液の最終濃度は、４５μｇ　ｐｒｏｔｅｉｎ／ｍＬとした。
被験物質溶液の調製
　被験物質をＤＭＳＯで段階希釈することによって、最終濃度の１００倍濃度の溶液を調製した。さらに、調製した各濃度の溶液を、Ｍｉｌｌｉ－Ｑ水で１０倍希釈することによって最終濃度の１０倍濃度の被験物質溶液を調製した（用時調製）。
被験物質の最終濃度は、以下の濃度範囲とした：
ＢＭＳ　　　　　　；３×１０－１１～３×１０－８ｍｏｌ／Ｌ
ＢＣＰＰ－ＥＦ　　；１×１０－１０～１×１０－７ｍｏｌ／Ｌ
ＢＣＰＰ－ＢＦ　　；３×１０－１１～３×１０－８ｍｏｌ／Ｌ
ＢＣＰＰ－ＰＦ　　；１×１０－１０～１×１０－７ｍｏｌ／Ｌ
ＢＣＰＰ－ＥＭ　　；３×１０－１０～３×１０－７ｍｏｌ／Ｌ
ＢＭＳ―Ｐ　　　　；１×１０－７～１×１０－４ｍｏｌ／Ｌ。
陽性物質溶液の調製
　陽性物質を秤量し、ＤＭＳＯで溶解した。得られた溶液をＤＭＳＯで段階希釈することによって、最終濃度の１００倍濃度の溶液を調製した。さらに、調製した各濃度の溶液を、Ｍｉｌｌｉ－Ｑ水で１０倍希釈することによって、最終濃度の１０倍濃度の陽性物質溶液を調製した（用時調製）。陽性物質は、ロテノンを用いた。陽性物質の最終濃度は、３×１０－１１～３×１０－８ｍｏｌ／Ｌとした。
置換物質溶液の調製
　置換物質を秤量し、ＤＭＳＯで溶解することによって、最終濃度の１００倍濃度の溶液を調製した。さらに、調製した溶液を、Ｍｉｌｌｉ－Ｑ水で１０倍希釈することによって最終濃度の１０倍濃度の置換物質溶液を調製した（用時調製）。置換物質は、ロテノンを用いた。置換物質の最終濃度は、１×１０－５ｍｏｌ／Ｌとした。
トレーサー溶液の調製
　トレーサー原液を緩衝液で希釈することによって、最終濃度の１０倍濃度のトレーサー溶液を調製した（用時調製）。トレーサーは、Ｄｉｈｙｄｒｏｒｏｔｅｎｏｎｅ　［２－ｉｓｏｐｒｏｐｙｌ－３Ｈ（Ｎ）］を用いた。
トレーサーの最終濃度は、１回目が４．５ｎｍｏｌ／Ｌであり、２回目が４．４ｎｍｏｌ／Ｌであり、３回目が４．５ｎｍｏｌ／Ｌであった。
測定手順
　以下の順序に従い測定を実施した。各濃度において２例サンプルを調製し、それぞれ３回測定した。
１：非特異的結合を算出するためのチューブには、置換物質溶液を１００μＬ添加した（ＤＭＳＯの最終濃度：１％）。総結合を算出するためのチューブには、１０％ＤＭＳＯを１００μＬ添加した（ＤＭＳＯの最終濃度：１％）。被験物質又は陽性物質の阻害率を算出するためのチューブには、被験物質溶液又は陽性物質溶液を、それぞれ１００μＬ添加した（ＤＭＳＯの最終濃度：１％）。
２：各チューブに緩衝液（３００μＬ）を添加した。
３：各チューブにトレーサー溶液（１００μＬ）を添加した。
４：各チューブにミトコンドリア画分溶液（５００μＬ）を添加した。
５：各チューブ含まれる反応液を２２°Ｃで３０分間インキュベートした。
６：反応液をセルハーベスターによって濾過（ＧＦ／Ｃ、Ｗｈａｔｍａｎ）し、濾過した濾紙を５０ｍｍｏｌ／ＬのＴｒｉｓ－ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ、７．４０、３ｍＬ）で３回洗浄した。
７：測定するためのバイアルビンに、濾紙を移し、液体シンチレーター（ＰＩＣＯ－ＦＬＵＯＲＴＭ　ＰＬＵＳ、５ｍＬ）を添加し、液体シンチレーションカウンターで、放射能量を測定（測定時間、２分間）した。
阻害率の算出
阻害率は、「１００－結合率」の式によって算出した。
結合率：［（Ｂ－Ｎ）／（Ｂ０－Ｎ）］×１００（％）
Ｂ　　：被験物質存在下での結合放射能量（個別値）
Ｂ０　　：被験物質非存在下での総結合放射能量（平均値）
Ｎ　　：非特異的結合放射能量（平均値）
阻害率が０％以下の場合には０％として、１００％を超えた場合には１００％として阻害率を算出した。
陽性物質に関しても被験物質と同様に阻害率を算出した。
Ｄｏｓｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｕｒｖｅの作成（ＩＣ５０値の算出）
　Ｄｏｓｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｕｒｖｅは、被験物質存在下での特異的結合放射能（Ｂ－Ｎ）と非存在下での総結合放射能（Ｂ０－Ｎ）との比（（Ｂ－Ｎ）／（Ｂ０－Ｎ））をｌｏｇｉｔ変換した後、被験物質の最終濃度の常用対数値に対してプロットするｌｏｇｉｔ－ｌｏｇモデルにあてはめて作成した。
　Ｄｏｓｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｕｒｖｅの回帰は、次の回帰式を用いた。
Ｙ＝ａＸ＋ｂ
（Ｙ＝ｌｏｇｉｔ　ｙ＝ｌｎ（ｙ／（１－ｙ））、ｙ＝（Ｂ－Ｎ）／（Ｂ０－Ｎ））
（Ｘ＝ｌｏｇ　ｘ、ｘは被験物質の最終濃度を示す。）
（ａ＝定数、ｂ＝定数）
　得られた回帰式から、ＩＣ５０値を算出した。回帰の際、被験物質の最終濃度における阻害率平均が５％～９５％の範囲を超えたものについては採用せず、範囲内の連続して増加する阻害率を用いてＩＣ５０値を算出することとした。
Ｋｉ値の算出
　ＩＣ５０値の算出の試験に用いたトレーサー濃度（Ｌ）、得られたＩＣ５０値及び、Ｓｃａｔｃｈａｒｄ解析の試験により求めたトレーサーのミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対するＫｄ値を用いて、次式より被験物質及び陽性物質のＫｉ値を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
　Ｄｏｓｅ－ｒｅｓｐｏｎｓｅ　ｃｕｒｖｅを図２に示す。いずれの被験物質においても、濃度依存的にミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に結合することが分かった。ＢＣＰＰ－ＢＦが、最も低いＩＣ５０を示しており、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に対する親和性が高いことが示唆された。一方、ＢＭＳ－Ｐは、他の被験物質よりも高いＩＣ５０を示しており、弱い親和性でミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１に結合することが示唆された。
ラットのリビングスライスを用いた評価
　ラットを抱水クロラール（４００ｍｇ／ｋｇ；Ｉ．Ｐ．）で麻酔し断頭した。その後、直ちに脳をサンプリングしてよく冷やし、シャーベット状のＡＣＳＦ（人工脳脊髄液）に浸けた。得られた脳の必要なブロックを切り出し、バイブレーションミクロトームＨＭ６５０Ｖ（サーモフィッシャーサイエンティフィック、ウォルサム、米国）の固定台に接着した。その後、３００μｍ厚の脳のスライスを作製した。切り出された脳のスライスは、Ｏ２でバブリングしている２４ｍｌのＡＣＳＦに３０分間浸けて細胞の活動を落ち着かせた。その後、ＡＣＳＦに、ベヒクル（Ｖｅｈｉｃｌｅ）又はロテノン（Ｒｏｔｅｎｏｎｅ、各ビーカーに２ｎＭ、２０ｎＭ、２００ｎＭ、２００００ｎＭの濃度になるよう調整した。）を２０μＬ加え３０分間バブリングした。さらに、ＡＣＳＦに、［１８Ｆ］ＢＭＳ又は［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを１ＭＢｑ／ｍｌ加え３０分間バブリングを続けた。バブリング終了後、脳のスライスを取り出し、１００ｍｌの新しいＡＣＳＦに移した。その後、更に３０分間、ＡＣＳＦをバブリングすることによって余分なＲＩを洗浄した。その後、ＯＨＰシート上に上記脳のスライスを並べ、スキャナー（ＥＰＳＯＮ：ＧＴ－６００）で画像を撮影した。その後、上記脳のスライスが並べられたＯＨＰシートを、放射線に対して感度を有するイメージングプレート（ＳＴ－ＶＩ、富士フィルム、東京）の上に置いて、暗所で１時間程度放置（コンタクト）した。上記イメージングプレートはフルオロ・イメージアナライザーＦＬＡ－７０００（富士フィルム、東京）で検出を行った。結果を図３及び４に示す。［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの方が、［１８Ｆ］ＢＭＳよりも、ロテノンによる結合阻害効果の影響を受けやすいことが分かった。このことは、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの方が、［１８Ｆ］ＢＭＳよりもミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異性が高いことを示唆している。［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＢＦ、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＰＦ及び［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＭについても同様の実験を行ったところ、ロテノンによる結合阻害効果の影響を受けることが確認された。
ロテノン投与ラットのＰＥＴ計測
　ラットを抱水クロラール（４００ｍｇ／ｋｇ；Ｉ．Ｐ．）で麻酔し、計測用ベッドに固定した。その直後、ロテノン（０．１ｍｇ／ｋｇ／ｈ）又はベヒクルを上記ラットの尾静脈から投与した。投与中に脳の位置を同定するためにＣｌａｉｒｖｉｖｏ－ＣＴ（島津製作所）による計測を実施した。その後、Ｃｌａｉｒｖｉｖｏ　ＰＥＴへ計測用ベッドを移動した。ロテノン（０．１ｍｇ／ｋｇ／ｈ）又はベヒクルの投与が終了した後、直ちに上記ラットの尾静脈から［１８Ｆ］ＢＭＳ又は［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを約８ＭＢｑ／匹でボーラス投与し、６０分間計測を行った。計測中は上記ラットの尾静脈から抱水クロラール（１００ｍｇ／ｋｇ／ｈｒ）持続投与することでラットを非動化させた。上記ラットの小脳、大脳皮質、線条体及び心臓において、ロテノンによる結合阻害効果を観察した。その結果を図５及び６に示す。いずれの組織においても、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦの方が、［１８Ｆ］ＢＭＳよりも、ロテノンの投与によって、取り込み量が減少していることが分かった。
中大脳動脈を閉塞したラットの脳梗塞モデルの作製及びＰＥＴ計測
　光増感反応を利用してヒトと同様に実際に血栓で中大脳動脈（ｍｉｄｄｌｅ　ｃｅｒｅｂｒａｌ　ａｒｔｅｒｙ　：ＭＣＡ）を閉塞したラットの脳梗塞（Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ｉｎｄｕｃｅｄ　ｔｈｒｏｍｂｏｓｉｓ　：ＰＩＴ）モデルを用いて実験を行った。ラットは４％ハロセン（３０％Ｏ２、７０％Ｒｏｏｍ　Ａｉｒ）にて麻酔導入し、術中は１．５～２％のハロセン濃度で維持した。手術用顕微鏡下で左眼窩縁に沿って皮膚を切開し、頭骸底を歯科用ドリルで左側中大脳動脈が硬膜下に見えるように約３ｍｍの楕円形の窓（穴）を削開した。光増感剤であるローズベンガル（２０ｍｇ／ｋｇ）を上記ラットの尾静脈から投与し、５４０ｎｍの波長の緑色光を上記中大脳動脈に１０分間照射することで、ラットに脳梗塞を発症させた。
　脳梗塞発症前（Ｎｏｒｍａｌ）、脳梗塞発症後１日（Ｄａｙ－１）及び脳梗塞発症後７日（Ｄａｙ－７）のラットそれぞれにおいて、脳の虚血障害部位におけるグルコース代謝（プローブとして［１８Ｆ］ＦＤＧを使用）及びミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性（プローブとして、［１８Ｆ］ＢＭＳ又は［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを使用）をＰＥＴ法でモニターした。具体的には、上記ラットの尾静脈から上記プローブを６～８ＭＢｑ／匹でボーラス投与し、６０分間計測を行った。計測中は上記ラットの尾静脈から抱水クロラール（１００ｍｇ／ｋｇ／ｈｒ）持続投与することでラットを非動化させた。その結果を図７に示す。プローブとして［１８Ｆ］ＦＤＧを用いた場合、虚血障害部位において、［１８Ｆ］ＦＤＧの集積が増加していることが明らかになった。このことは、［１８Ｆ］ＦＤＧが神経障害後の評価用ＰＥＴプローブとして適していないことを示唆している。一方、プローブとして［１８Ｆ］ＢＭＳ又は［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを用いた場合、虚血障害部位においてプローブの集積がなく、ミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性を正確に評価できることがわかった。特にプローブとして［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを用いた場合では、虚血障害部位と正常な部位との間で、プローブの集積の度合いが、［１８Ｆ］ＢＭＳに比べてよりはっきりと分かれることが分かった。このことは、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦが脳内の機能を評価するプローブとして適していることを示している。
サルを用いたＰＥＴ計測
　サルの脳内におけるロテノン投与によるＰＥＴプローブの結合阻害実験、老化に伴う脳内のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性の変化、及び、パーキンソン病モデルのサルの脳内におけるミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性の評価を行った。いずれの実験においてもＰＥＴ計測は以下の方法によって行った。
　被験動物の静脈内投与の経路として橈側皮静脈脈又は伏在静脈を、動脈血採血用の経路として大腿動脈又は後頚骨動脈をそれぞれ確保した。まず、［１８Ｆ］ＢＭＳ、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ又は［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの放射能量を計測した。被験動物に留置した留置針から放射性薬剤として［１８Ｆ］ＢＭＳ及び［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦは３００～５００ＭＢｑの投与量で、［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭは、８００～１２００ＭＢｑの投与量で、約３０秒かけて全量を静脈内に投与した。上記放射性薬剤の投与開始と同時にエミッション計測（１０秒６フレーム、３０秒６フレーム、１分１２フレーム、３分２５フレーム、５分６フレーム計１２１分間、５５フレーム）を開始した。
ロテノン投与によるミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１への結合阻害実験
　サルの脳内におけるロテノン投与によるＰＥＴプローブの結合阻害実験では、ロテノンは０．１ｍｇ／ｋｇ／ｈｒとなるように静脈内注射によって被験動物に投与した。その後、プローブとして［１８Ｆ］ＢＭＳ、［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ又は［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭを投与してＰＥＴ計測した。結果を図８及び９に示す。［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ及び［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの方が、［１８Ｆ］ＢＭＳよりも、ロテノンによる結合阻害効果の影響を受けやすいことが分かった。サルの場合でも［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦ及び［１１Ｃ］ＢＣＰＰ－ＥＭの方が、［１８Ｆ］ＢＭＳよりもミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の特異性が高いことが分かった。
老化に伴う脳内のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性の変化
　若齢サル（５歳）と老齢サル（２２歳）とのＰＥＴ計測結果を図１０に示す。ＰＥＴプローブとして［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを用いた。若齢サルの方が老齢サルよりもＰＥＴプローブが多く脳内に集積していることが分かった。このことは、老化によって脳内のミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性が減少していることを示唆している。
パーキンソン病モデルのサルの脳内におけるミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性の評価
　正常なサルとパーキンソン病モデルのサルとの脳内におけるミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性をＰＥＴ計測によって比較した。ＰＥＴプローブとして［１８Ｆ］ＢＣＰＰ－ＥＦを用いた。パーキンソン病モデルのサルは、以下の様にして準備した。雄の若齢カニクイザル（体重３～６ｋｇ）に、ドパミン神経を選択的に障害するＭＰＴＰ（１－メチル－４－フェニル－１，２，３，６－テトラヒドロピリジン）を毎週１回のペースで６ヶ月間に渡り、ＭＰＴＰの総量として１５～２０ｍｇ投与した。ＭＰＴＰの投与にあたっては、上記カニクイザルの健康状態を確認しながら行った。上記カニクイザルが餌をつまみ上げる様子を観察することで、四肢の運動機能障害の度合いを評価すると同時に、ＰＥＴ計測を用いてドパミン再吸収部位の低下を計測することによって、最終的にパーキンソン病状態である事を確認した。結果を図１１に示す。パーキンソン病モデルのサルでは、正常なサルに比べて、脳内に集積しているＰＥＴプローブの量が少ないことが分かった。このことは、パーキンソン病の発症とミトコンドリアＣｏｍｐｌｅｘ－１の活性とに相関関係があることを示唆している。

Claims (3)

  1. 　式（１－０）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式（１－０）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ１は、Ｆ又は－ＯＣＨ３を示す。）
  2. 　Ｑ１が１８Ｆ又は－Ｏ１１ＣＨ３である、請求項１に記載の化合物。
  3. 　式（２－０）で表される化合物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式（２－０）中、Ｒは、－Ｏ（ＣＨ２）ｎ－、－Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－、－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎ－又は－ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）ｎＯＣ２Ｈ４－を示し、ｎは１～５の整数を示し、Ｑ２は、置換スルホニルオキシ基、ハロゲン原子又は水酸基を示す。）
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