放射性ランタニド元素による悪性腫瘍性描画の研究

金沢大学医学部研究課題/領域番号:X00095----867078, 研究期間(年度)1973出典：研究課題「放射性ランタニド元素による悪性腫瘍性描画の研究 」課題番号 X00095----867078（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-X00095----867078/）を加工して作

精神分裂病の客観的核医学画像診断法確立のための神経伝達物質マッピング基礎的研究

金沢大学医学部正常ラット脳を用いて脳内神経伝達に対する種々の受容体の定量的測定を脳ホモジネートを用いたインビトロ結合アッセイ法および受容体オートラジオグラフィ法により行い, 各部位の最大結合濃度および平衡時解離定数を求めた. 従来, 特にムスカリン様アセチルコリンレセプターにおいて両法で得られる値に差異がみられるとされていたが, インキュベーション温度, 反応時間, 加えるリガンドの濃度や受容量を至適に保てば両法でほぼ等しい値が得られることを発見した. また定量的受容体オートラジオグラフィ法のための新しい数学的解析法を開発し, 拮抗剤や作動薬が結合することにより異性化を受けた受容体とそれう受けていない受容体を分離して評価することに成功した. 標識物質の合成に関しては, ^Tcキレート剤の合成に成功し, これにパラハロベンゼンなどの種々の化合物を導入することにより血液脳関門を通過しうる種々の99mTc標識脳血流測定用剤等を開発中である. 精神疾患モデルの作製に関しては, メトアンフェタミンをミニ浸透圧ポンプを用いて一週間かけて皮下に投与する方法などにより分裂病モデルを作製した. このモデルでは生食投与のコントロール郡に比して明らかに活発な活動を示したが血流やグルコース代謝はコントロール郡と有差の変化を示さず引き続きレセプターの変化を検討中である. クロシプラミン投与郡では大脳皮質前頭葉のFrontal1において5-HT2レセプターがコントロール郡の20-30%減少していることを検出した. 得られたオートラジオグラムは新たに開発したパーソナルコンピュータとccDカメラを用いた安価な画像処理システムと核医学で使用される画像処理ソフトプログラムを応用し, 簡便, 迅速に濃度の定量化を行った. 多核種オートラジオグラフィ法についても検討し, 長半減期の二核種でも化学洗浄法により独立した像を得ることに成功し, さらに三核種オートラジオグラフィ法に応用している.A fundamental study was performed on a quantitative measurement of brain receptor using an autoradiographic technique in rats. Highly qualified autoradiograms were obtained using six different ligands labeled with tritium after the investigation of appropriate incubation time and washing time, and of presence or absence of saturation. In a comparative study in quantitation and manipulation among the following three systems for anlayzing autoradiograms:1)scanning densitometer, 2) drum scanner, 3)video digitizer system (VDS), the VDS system showed by far the most convenient manipulation without any significant differences in quantitation. Appropriate setting of conditions in the ligandreceptor interaction revealed the similarity of the hitherto discordant values for the maximum number of binding sites of the muscarinic acetylcholine receptor and equilibrium dissociation conastant of its antagonist, H-quinuclidinyl bezylate, between in -vitro receptor assay and receptor autoradiography in the conventional Scatchard analysis. It is said that ligand-muscarinic receptor complex shows a conformational change from low to high affinity from (isomerization). In this isomerization model four rate constants were estimated with the use of a mewly developed mathematical equation. The validity of this new analysis was confirmed from the observation that the apparent equilibrium dissociation rate constant from these rate constants was in a good agreement with that from non-isomerization model. Schizophrenic model rats were developed eutger by administrating methamphetamine or by injection of 6-OHDA to prefrontal cortex, of which cerebral blood flow and glucose metablolsm were not significantly different from controls. Further investigations are being carried out on receptor changes in these models. Twenty to thirty percent derease in the maximum number of binding sites of 5-HT2 receptor was demonstrated in a part of frontal cortex after administrating clomipramine in the receptor autoradiography. For single photon emission computed tomography, 99mTc-labeled chelating agent was developed which crosses the blood-brain barrier. A multi-tracer autoradiographic technique was also established for simulataneous evaluation of cererbral blood flow and its metabolism.研究課題/領域番号:61440045, 研究期間(年度):1986 – 1987出典：研究課題「精神分裂病の客観的核医学画像診断法確立のための神経伝達物質マッピング基礎的研究」課題番号61440045（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-61440045/614400451987kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作

等感度スキャニングによる臓器機能(病巣代謝)の定量化とその診断基準への応用

金沢大学医学部研究課題/領域番号:X00070----044036, 研究期間(年度):1975出典：「等感度スキャニングによる臓器機能(病巣代謝)の定量化とその診断基準への応用」研究成果報告書　課題番号：X00070----044036（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-X00070----044036/）を加工して作

核医学画像によるコリン作動系神経伝達物質・受容体マッピングの基礎的研究

金沢大学医学部痴呆モデル動物の学習、記憶能力の評価のため、電撃ショックによる受動的回避学習装置を作製した。この学習装置を用いて受動的回避の潜時を測定したところ、モデル動物はシャムコントロールに比べ回避潜時の有意の短縮がみられた。各種神経伝達物質のTc-99m標識化のためジアミノジチオール類を用いてTc-99m配位子を合成し、その血液脳関門通過姓を確認した。既に購入した画像処理装置によりCCDカメラからオートラジオグラムを読み取り、ディジタル変換し、その後われわれが開発したソフトウェアにより核医学画像処理システムに転送し、種々の処理を行った。インビトロ、およびインビボによる受容体オートラジオグライフィを確立し、オートラジオグラムの定量化から数学的手法により脳血流、代謝量、脳内受容体数の脳局所での測定を行った。その結果、痴呆モデル動物ではムスカリン性アセチルコリン受容体数には変化はみられなかったものの、アセチルコリンのシナプス小胞への貯蔵を選択的、非競合的に阻害することによりシナプス前神経支配を表現するAH5183の結合が大脳皮質において低下していた。さらに、ラット脳におけるムスカリン性アセチルコリン受容体をコードしている遺伝子のメッセンジャーRNAに相補的なオリゴヌクレオチドを合成し、これを標識してプローブとすることにより脳内の様々な部位におけるこれらの遺伝子の発現をIn Situハイブリダイゼーション法を用いて、オートラジオグラムにより可視的しかも定量的に測定することに成功した。この方法によりメッセンジャーRNAが実際にある特定の神経細胞で作られたものか、それとも単なる神経細胞内での貯留や他の細胞から取り込まれたものかを区別出来る。A fundamental study was performed on the nuclear medicine imaging of cholinergic innervation in the brain. A cholinergic denervation model was experimentally prepared by producing an ibotenic acid lesion in the unilateral basal forebrain. To assess the passive avoidance performance in terms of acquisition of new responses and long term retention, a step-through apparatus with high precision was newly developed. In-vitro quantitative receptor autoradiography was performed to look for a promising ligand for mapping cholinergic innervation in the brain using a dedicated image processing system. No significant differences were observed in total,M_1, and M_2 muscarinic acetylcholine receptors in the cortices between the ipsilateral and contralateral sites in the model. Simultaneously mapping of presynaptic cholinergic innervation was carried out using ^3H-2-(4-phenylpiperidino)cyclohexanol (AH5183). Statistically significant 14% decrease of AH5183 binding on an average was demonstrated in the cortices of the ipsilateral site, relative to the contralateral site in models. These results may imply that AH5183 is a sensitive presynaptic marker of acetylcholine levels. To develop a new useful ligand for SPECT, an N-p-iodophenethyl diaminodithiol (DADT-IPE), an analog of N-isopropyl-p-iodoamphetamine(IMP), was synthesized and subsequently complexioned with ^Tc,using stannous chloride as a reducing agent. Two complexes (a and b) were separated from ^Tc-DADT-IPE by HPLC. Competitive inhibition studies showed that the IC_ value of DADT-IPE was similar to that of IMP. Biodistribution studies of one of the complexes [^Tc-DADT-IPE(a)] in rats show that 0.65% of the injected dose of the tracer remained in the brain at 5 min after intravenous injection, with 0.53% of the dose remaining in the brain at 60 min post-injection, whereas the corresponding values for the other complex [^Tc-DADT-IPE(b)] were 0.34% dose in the brain at 5 min and 0.28% dose in the brain 60 min post-injection. The half-life for clearance of ^Tc-DADT-IPE(a) from rat brain was found to be more than 5h. These results suggest that ^Tc-DADT-IPE(a) has characteristics which are suitable for cerebral perfusion imaging. Moreover in-situ hybridization technique was applied to this model for imaging of gene expression of messenger RNA for muscarinic acetylcholine receptors using oligonucleotide DNA probes.研究課題/領域番号:03454280, 研究期間(年度):1991 – 1992出典：研究課題「核医学画像によるコリン作動系神経伝達物質・受容体マッピングの基礎的研究」課題番号03454280（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-03454280/034542801992kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作

痴呆の客観的核医学画像診断法確立のための神経伝達物質マッピングの基礎的研究

金沢大学医学部コリン作動性中枢神経支配の核医学的画像化の基礎的研究として、アルツハイマ-病の疾患動物モデルのひとつとされている一側前脳基底部破壊によるコリン作動性神経支配除去ラットを作製した。自作した実験装置により受動的回避学習における反応の獲得と保持について検討した。獲得試行の反応潜時には手術群と偽手術群で差異はみられなかったが、保持テストでは手術群は偽手術群に比べ回避潜時の短縮を示した。組織学的検索では破壊部位の淡蒼球腹側部、無名質、および内包の神経細胞脱落とグリオ-シスが顕著であり、投射部位の破壊側前頭、頭頂、側頭葉皮質においてアセチルコリンエステラ-ゼ(AchE)染色性の低下がみられた。頭頂葉皮質において破壊側は非破壊側に比べ、コリンアセチルトランスフェラ-ゼ(CAT)活性が平均46%、AchE活性が平均40%低下していた。以上より、このコリン作動性神経支配除去手術群は実験的アルツハイマ-病の一モデルとして是認し得うると考えられた。さらにこの一側前脳基底部破壊によるコリン作動性神経支配除去ラットにおいて、頭頂葉皮質におけるアセチルコリンの定量を行った。破壊側は非破壊側に比べ、平均31%有意に低下していた。また大脳皮質におけるムスカリン性アセチルコリン受容体をインビトロ受容体オ-トラジオグラフィ-により定量した。総受容体数、M_1受容体数、M_2受容体数のいずれも破壊側、非破壊側間で有意な差は認められなかった。さらに^3H標識2-(4-phenylpiperidino)cyclohexanol(AH5183)を用いて、シナプス前コリン作動性神経支配の描出を試みたところ、AH5183の結合は破壊側前頭・頭頂・側頭葉皮質において、非破壊側よりも平均14%有意に低下していた。AH5183は脳におけるコリン作動性神経支配画像化のための有力なリガンドと考えられ、^Iや^Tc標識化によりSPECTへの応用が期待される。A fundamental study was performed on the nuclear medicine imaging of cholinertic innervation in the brain. A cholinergic denervation model was experimentally prepared by producing an ibotenic acid lesion in unilateral basaltorebrain in the rat, which is reported to be one of animal models of Alzheiner\u27s disease. To assess the passive avoidance performance in terms of acquisition of new responses and long tern retention, a step-through apparatuswith high precision was newly developed. Acquisition latencies showed no significant differences between models and sham-controls. However, models revealed statistically significant shorter retention latencies than sham-controls. Histochemical investigation disclosed neuronal cell loss, gliosis, and diminished acetylcholine esterase (AchE) staining in a ventral renon of globus pallidus, substantial innominata, and internal capsule in the basal forebrain lesion. Furthermore decreased AchE staining was observed in the frontal, parietal, and temporal projection cortices ipsilateral to the lesion in models. Quantitative determination of chorine acetyltransferase (CAT) and AchE in parietal cortices showed statistically significant 46% and 40% decrease on an average, respectively,in the ipsilateral side compared to the contralateral side. These results suggest that this animal model is approved as an appropriate experimental model of Alzheimer\u27s disease. Quantitative determination of acetylcholine in parietal cortices revealed statisticallysigniticant 31% decrease on an average in the ipsilateral side relative to the contralateral side to the lesion. In-vitro receptor autoradlography showed no significant differences in total, M_1, and M_2 muscarinic acetylcholine receptors between the ipsllateral and contralateral cortices to the lesion. Simultaneous sapping of presynaptic cholinertic innervation using ^3H-2-(4-phenylpiperidino)cyclohexanol (AH5183) demonstrated sitniticant 14% decrease of AH5183 bindint on an averate in the ipsilateral relative to the contralateral fronto-parieto-temporal cortices to the lesion. These results suggest that AH5183 is a promissint ligand for tapping cholinersic innervation. The ^I or ^Tc labelling of AH5183 is to be expected in view of application to a SPECT study.研究課題/領域番号:63440040, 研究期間(年度):1988 – 1989出典：研究課題「痴呆の客観的核医学画像診断法確立のための神経伝達物質マッピングの基礎的研究」課題番号63440040（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/report/KAKENHI-PROJECT-63440040/634400401989kenkyu_seika_hokoku_gaiyo/）を加工して作

核医学画像によるコリン作動系神経伝達物質・受容体マッピングの基礎研究

金沢大学医学部・核医学講座わが国は高齢化を抑えて、今後老年性痴呆増加が大きな社会問題となることは避けられない。その一因をなすアルツハイマー病は原因が不明であり、現在脳核医学はその早期診断や経過観察に脳血流や脳代謝で貢献しているが、その結果をみているに過ぎない。一方、アルツハイマー病の記憶障害が脳内コリン系の機能低下に深く関与することが示唆されており、この病態を画像化できれば病気の早期発見、治療法の改善に大きく貢献するものと期待されている。本研究の開始までに、アルツハイマー病モデルラットのムスカリン性アセチルコリン受容体タンパクのサブタイプであるm1,m2,m3のメッセンジャーRNAの局在をこれに相補的塩基配列を有するDNAを用いて検出するIn Situ ハイブリダイゼーション法により測定し、メッセンジャーRNAに変化がないことを確認しており、本研究ではさらに残りサブタイプであるm4,m5のメッセンジャーRNAを測定したが、m4,m5のメッセンジャーRNAにも変化はなかった。アルツハイマー病モデルの受容体RNAに関して低下するという報告と変化がないという報告があり、まだ結論は出ていない。本研究は現在の形態学の極致ともいえる遺伝子発現に関与するメッセンジャーRNAの分布を動物モデルにおいて定量的オートラジオグラフィーによりとらえ、動的情報伝達機構の画像化を試みるもので、またこの研究の成果は現在臨床に用いられているPETやSPECTを用いての伝達機構の画像化の基礎となるものである。今後は血管性痴呆との比較のため、脳梗塞モデルラットでの同メッセンジャーRNA測定も必要であり、血管性痴呆との比較によりアルツハイマー病の病因にせまることが期待される。研究課題/領域番号:06670909, 研究期間(年度):1994出典：研究課題「核医学画像によるコリン作動系神経伝達物質・受容体マッピングの基礎研究」課題番号06670909（KAKEN：科学研究費助成事業データベース（国立情報学研究所）） （https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-06670909/）を加工して作