近赤外光シングルトレーサーによるアルツハイマー病の二大病理像の同時イメージング

本研究課題は、アルツハイマー病の二大病理像である凝集した(βシート構造を持った)アミロイド-β(Aβ)・タウ蛋白質に結合した際に近赤外光領域の蛍光シグナルを発する化合物群を見いだし、その蛍光スペクトルの違いから脳内のAβとタウ蛋白質を個別に画像化する手法を開発することである。これまでのスクリーニングおよび化学構造-薬理活性相関研究により見出されたベンゾイミダゾール骨格を有する化合物BF-188は標的(アミロイド-βおよびタウ)に結合することにより異なる蛍光波長のシフトが観察され、マルチスペクトルイメージングにより両病理像を選択的に抽出することに成功した。BF-188の蛍光特性が生体透過性の高い近赤外光領域まで達していなかったので、さらに蛍光プローブのスクリーニングを実施した。スクリーニングの結果、In vivo計測も可能な近赤外領域の蛍光特性を有する新たな蛍光プローブのリード化合物を同定し、さらなる探索および最適化を進めた。波長シフトは不十分ではあったが、蛍光波長が近赤外領域に達していた蛍光プローブの開発に成功した。そこで、動物モデルを用いてIn vivoイメージングを行い、蛍光プローブの検証を行った。蛍光プローブを静脈から投与し、近赤外蛍光イメージング装置を用いて撮影すると、標的部位への蛍光プローブ集積が確認でき、βシート構造を有する蛋白質のイメージングに成功した。

本研究課題は、アルツハイマー病の二大病理像である凝集した(βシート構造を持った)アミロイド-β(Aβ)・タウ蛋白質に結合した際に近赤外光領域の蛍光シグナルを発する化合物群を見いだし、その蛍光スペクトルの違いから脳内のAβとタウ蛋白質を個別に画像化する手法を開発することである。これまでのスクリーニングおよび化学構造-薬理活性相関研究により見出されたベンゾイミダゾール骨格を有する化合物BF-188は標的(アミロイド-βおよびタウ)に結合することにより異なる蛍光波長のシフトが観察され、マルチスペクトルイメージングにより両病理像を選択的に抽出することに成功した。BF-188の蛍光特性が生体透過性の高い近赤外光領域まで達していなかったので、さらに蛍光プローブのスクリーニングを実施した。スクリーニングの結果、In vivo計測も可能な近赤外領域の蛍光特性を有する新たな蛍光プローブのリード化合物を同定し、さらなる探索および最適化を進めた。波長シフトは不十分ではあったが、蛍光波長が近赤外領域に達していた蛍光プローブの開発に成功した。そこで、動物モデルを用いてIn vivoイメージングを行い、蛍光プローブの検証を行った。蛍光プローブを静脈から投与し、近赤外蛍光イメージング装置を用いて撮影すると、標的部位への蛍光プローブ集積が確認でき、βシート構造を有する蛋白質のイメージングに成功した。