新しいPETプローブ18F-BCPP-EFを使用したミトコンドリア複合体I活性の監視により、マウス扁平上皮癌における放射線療法効果の早期検出が可能になります

目的：腫瘍におけるエネルギー生成の主な経路（ウォーバーグ効果）である好気性解糖により、18F-Fluoro-2-デオキシ-D-グルコース（18F-FDG）を使用した陽電子放出断層撮影（PET）による腫瘍の検出が可能になります。イオン化放射線（IR）は好気性解糖をミトコンドリア酸化リン酸化に切り替えることが報告されているため、放射線療法効果はミトコンドリア複合体I（MC-I）の活性によって監視され、新しいPETプローブ18F-BCPP-EF、18F-2-TERTTを使用して監視されました。-butyl-4-クロロ-5- {6- [2-（2-フルオロ - エトキシ） - エトキシ] - ピリジン-3-イルメトキシ} -2H-ピリダジン-3-オン、18F-FDG取り込みおよびアポトーシスと比較して索引。 方法：18F-BCPP-FDGまたは18F-FDGの腫瘍摂取は、0、6、15、または30で1回のX線照射の後、さまざまな時点でマウス扁平上皮癌SCCVIIを接種したC3H/HENマウスで検査しましたgy。アポトーシスの発生率は、切除された腫瘍組織におけるTUNEL染色によって決定されました。 結果：腫瘍の成長抑制は用量依存的でした。腫瘍は10倍（0 gy）、5倍（6 gy）、2倍（15 gy）、および治療後14日後の体積（30 gy）の半分に減少しました。腫瘍サイズとアポトーシス指数が放射線量間に違いを示さなかった場合、18F-BCPP-EFの取り込みは15 Gyまたは30 Gyの3日後に著しく増加しました。対照的に、18F-FDGの取り込みは最初に用量依存的に増加し、7日間まで上昇したままで、最終的には30 GYの後10日間、腫瘍サイズがすでに減少した15 GYの14日後に減少しました。アポトーシス指数は照射後に増加したが、腫瘍反応と相関することができなかった。 結論：18F-FDGの取り込みとアポトーシスの発生率が腫瘍反応を示すものではなく、有効用量のIRの投与後、18F-BCPP-EFの腫瘍摂取量が用量依存的に早期に増加しました。結果は、18F-BCPP-EFが腫瘍放射線療法の有効性を早期に検出するための有望な「陽性」MC-IイメージングPETプローブであることを示唆しています。

OBJECTIVES: Aerobic glycolysis, the main pathway of energy production in tumors (Warburg effect) allows detection of tumors by positron emission tomography (PET) using 18F-fluoro-2-deoxy-D-glucose (18F-FDG). Since ionizing radiation (IR) is reported to switch aerobic glycolysis to mitochondrial oxidative phosphorylation, radiotherapeutic efficacy was monitored by the activity of mitochondrial complex I (MC-I), using a new PET probe 18F-BCPP-EF, 18F-2-tert-butyl-4-chloro-5-{6-[2-(2-fluoro-ethoxy)-ethoxy] -pyridine-3-ylmethoxy}-2H-pyridazin-3-one, compared with 18F-FDG uptake and the apoptosis index. METHODS: Tumor uptake of 18F-BCPP-EF or 18F-FDG was examined in C3H/HeN mice inoculated with murine squamous cell carcinoma SCCVII at various time points after a single dose of x-ray irradiation at 0, 6, 15, or 30 Gy. Apoptosis incidence was determined by TUNEL staining in excised tumor tissue. RESULTS: Tumor growth suppression was dose-dependent; tumor grew 10-fold (0 Gy), 5-fold (6 Gy), 2-fold (15 Gy), and reduced to half in its volume (30 Gy) 14 days after treatment. 18F-BCPP-EF uptake was significantly increased as early as 3 days after 15 Gy or 30 Gy, when tumor size and apoptosis index showed no difference among radiation doses. In contrast, 18F-FDG uptake was initially increased dose-dependently, remained elevated up to 7 days, and eventually decreased 10 days after 30 Gy and also 14 days after 15 Gy when tumor size was already reduced. Apoptosis index was increased after irradiation but failed to correlate with tumor response. CONCLUSION: Tumor uptake of 18F-BCPP-EF was increased dose-dependently early after effective doses of IR when 18F-FDG uptake as well as apoptosis incidence were not indicative of tumor response. The results suggest that 18F-BCPP-EF is a promising "positive" MC-I imaging PET probe for early detection of efficacy of tumor radiotherapy.