PETのシグナル増幅のメカニズムとしてのP糖タンパク質の放射標識基質のリソソームトラップ

ラジオトラサー[（11）c] n-デスメチル - ロペラミド（DLOP）は、脳に基質である薬物の侵入をブロックするトランスポーターであるP糖タンパク質（P-gp）のin vivo関数を画像化します。P-gpが阻害されると、[（11）c]強力なオピエートアゴニストであるDlopが入り、脳に閉じ込められます。このトラップは、本質的には放射能を長期にわたって蓄積することにより、ペット信号を増幅するため、イメージングの観点から有益です。このトラップはアヘン剤受容体への結合によって引き起こされたものではないことを以前に実証したように、[（11）C]弱い塩基であるDLOPが酸性リソソームにイオン的に閉じ込められているかどうかを調べました。この仮説をテストするために、lysosomotopicsを使用してヒト細胞における[（3）h] dlop蓄積を測定しました。P-gp阻害後にDLOPのin vivoトラップが見られたため、P-gp阻害剤タリキダールで処理されたP-gp発現細胞での[（3）H] DLOP取り込みも測定しました。すべてのリソソモトロピーは、[（3）H] DLOPの蓄積が少なくとも50％減少しました。P-GP発現細胞では、タリキダール（および別のP-GP阻害剤）が驚くほど減少した[（3）H] DLOPの取り込み。その結果、P-gp KOマウスと人間のリソソームが豊富な臓器のタリキダール症状の前後の[（11）c] dlopの取り込みを測定しました。両方の種の酒類前処理の後、これらの臓器の放射能の取り込みは35％から40％減少しました。我々の結果は、DLOPがリソソームに閉じ込められており、タリキダールがin vitroおよびin vivoでのリソソーム蓄積のためにDLOPと競合することを示しています。TariquidarとDLOPは、末梢でのリソソームトラップのために競合していますが、タリキダールは脳への侵入が無視できるため、脳ではそのような競争は発生しません。要約すると、Tariquidarと[（11）C] DLOPを組み合わせて使用​​して、血液脳関門でP-GPの機能を選択的に測定できます。

The radiotracer [(11)C]N-desmethyl-loperamide (dLop) images the in vivo function of P-glycoprotein (P-gp), a transporter that blocks the entry of drugs that are substrates into brain. When P-gp is inhibited, [(11)C]dLop, a potent opiate agonist, enters and becomes trapped in the brain. This trapping is beneficial from an imaging perspective, because it amplifies the PET signal, essentially by accumulating radioactivity over time. As we previously demonstrated that this trapping was not caused by binding to opiate receptors, we examined whether [(11)C]dLop, a weak base, is ionically trapped in acidic lysosomes. To test this hypothesis, we measured [(3)H]dLop accumulation in human cells by using lysosomotropics. Because the in vivo trapping of dLop was seen after P-gp inhibition, we also measured [(3)H]dLop uptake in P-gp-expressing cells treated with the P-gp inhibitor tariquidar. All lysosomotropics decreased [(3)H]dLop accumulation by at least 50%. In P-gp-expressing cells, tariquidar (and another P-gp inhibitor) surprisingly decreased [(3)H]dLop uptake. Consequently, we measured [(11)C]dLop uptake before and after tariquidar preadministration in lysosome-rich organs of P-gp KO mice and humans. After tariquidar pretreatment in both species, radioactivity uptake in these organs decreased by 35% to 40%. Our results indicate that dLop is trapped in lysosomes and that tariquidar competes with dLop for lysosomal accumulation in vitro and in vivo. Although tariquidar and dLop compete for lysosomal trapping in the periphery, such competition does not occur in brain because tariquidar has negligible entry into brain. In summary, tariquidar and [(11)C]dLop can be used in combination to selectively measure the function of P-gp at the blood-brain barrier.