ポジトロン放出断層撮影による脳腫瘍イメージングのトレーサーとしての11C標識ロイシンアナログL-α-[5-11C]メチルロイシンの特徴的な評価

アミノ酸輸送体は、多くの癌細胞で上方制御されており、特にLAMINO輸送体（LAT1-4）、特にLAT1は、大型、中性、分岐した側鎖アミノ酸を優先的に輸送することは、がん陽電子の主要な標的と見なされます。排出断層撮影（PET）トレーサーの開発。最近、PD0を介した11Cメチル化とマイクロ流体水素化の連続2段階の反応を介して、11C標識ロイシンアナログL-α-[5-11C]メチルロイシン（[5-11C] MELEU）を開発しました。この研究では、[5-11C] MELEUの特徴を評価し、脳腫瘍とL- [11C]メチオニン（[11C] Met）と脳腫瘍と炎症に対する感受性を比較して、脳腫瘍イメージングの可能性を判断しました。[5-11C] MELEUの競合阻害実験、タンパク質の取り込み、および細胞毒性実験をin vitroで実施しました。さらに、[5-11C] MELEUの代謝分析は、薄層クロマトグラムを使用して実行されました。脳の腫瘍および炎症を起こした領域における[5-11C] MELEUの蓄積を、それぞれPETイメージングごとに[11C] METおよび11C標識（S） - ケトプロフェンメチルエステルと比較しました。さまざまな阻害剤を伴う輸送体アッセイにより、[5-11c] Meleuが主にシステムLアミノ酸トランスポーター、特にLAT1を介してA431細胞に輸送されることが明らかになりました。in vivoでのタンパク質取り込みアッセイと代謝アッセイは、[5-11C] Meleuがタンパク質合成に使用されていないことも代謝もないことを示しました。これらの結果は、メルーがin vivoで非常に安定していることを示しています。さらに、さまざまな濃度のメルーを伴うA431細胞の処理は、高濃度（〜10 mM）であっても、生存率を変化させませんでした。脳腫瘍では、[5-11C] MELEUの腫瘍と正常な比率は、[11C] METの腫瘍よりも上昇しました。ただし、[5-11C] MELEUの蓄積レベルは、[11c] Met（[5-11C] MELEUおよび[11C] METの標準化された取り込み値（SUV）が0.48±0.08および0.63±0.06であったものよりも低かった。それぞれ）。脳の炎症では、炎症を起こした脳領域で[5-11C] MELEUの有意な蓄積は観察されませんでした。これらのデータは、[5-11C] MeleuがPETトレーサーの安定した安全な剤として特定され、LAT1トランスポーターを過剰発現する脳腫瘍の検出に役立つことを示唆しました。

Amino acid transporters are upregulated in many cancer cells, and system L amino acid transporters (LAT1-4), in particular, LAT1, which preferentially transports large, neutral, and branched side-chain amino acids, are considered a primary target for cancer positron emission tomography (PET) tracer development. Recently, we developed a 11C-labeled leucine analog, l-α-[5-11C]methylleucine ([5-11C]MeLeu), via a continuous two-step reaction of Pd0-mediated 11C-methylation and microfluidic hydrogenation. In this study, we evaluated the characteristics of [5-11C]MeLeu and also compared the sensitivity to brain tumors and inflammation with l-[11C]methionine ([11C]Met) to determine its potential for brain tumor imaging. Competitive inhibition experiments, protein incorporation, and cytotoxicity experiments of [5-11C]MeLeu were performed in vitro. Further, metabolic analyses of [5-11C]MeLeu were performed using a thin-layer chromatogram. The accumulation of [5-11C]MeLeu in tumor and inflamed regions of the brain was compared with [11C]Met and 11C-labeled (S)-ketoprofen methyl ester by PET imaging, respectively. Transporter assay with various inhibitors revealed that [5-11C]MeLeu is mainly transported via system L amino acid transporters, especially LAT1, into A431 cells. The protein incorporation assay and metabolic assay in vivo demonstrated that [5-11C]MeLeu was neither used for protein synthesis nor metabolized. These results indicate that MeLeu is very stable in vivo. Furthermore, the treatment of A431 cells with various concentrations of MeLeu did not change their viability, even at high concentrations (∼10 mM). In brain tumors, the tumor-to-normal ratio of [5-11C]MeLeu was more elevated than that of [11C]Met. However, the accumulation levels of [5-11C]MeLeu were lower than those of [11C]Met (the standardized uptake value (SUV) of [5-11C]MeLeu and [11C]Met was 0.48 ± 0.08 and 0.63 ± 0.06, respectively). In brain inflammation, no significant accumulation of [5-11C]MeLeu was observed at the inflamed brain area. These data suggested that [5-11C]MeLeu was identified as a stable and safe agent for PET tracers and could help detect brain tumors, which overexpress the LAT1 transporter.