Researcher Profile and Settings

Affiliation

• Central Institute of Isotope Science

Job Title

• Assistant Professor

Research funding number

• 90805194

ORCID ID

•  https://orcid.org/0000-0001-8740-2261

J-Global ID

• 201801014214058587

Research Interests

• ペプチド   多価効果   放射性医薬品   

Research Areas

• Life sciences / Radiology
• Life sciences / Pharmaceuticals - analytical and physicochemistry

Educational Organization

•  Master's degree program　Graduate School of Biomedical Science and Engineering
•  Doctoral (PhD) degree program　Graduate School of Biomedical Science and Engineering

Academic & Professional Experience

• 2020/04 - Today Hokkaido University Central Institute of Isotope Science
• 2017/04 - 2020/03 Showa Pharmaceutical University
• 2014/04 - 2017/03 日本学術振興会 特別研究員

Education

• 2014/04 - 2017/03  千葉大学大学院
• 2012/04 - 2014/03  千葉大学大学院
• 2008/04 - 2012/03  Chiba University  Faculty of Pharmaceutical Sciences

Association Memberships

• 日本分子イメージング学会   JAPANESE SOCIETY OF NUCLEAR MEDICINE   THE PHARMACEUTICAL SOCIETY OF JAPAN   

Research Activities

Published Papers

• Feasibility study of multimodal imaging for redox status and glucose metabolism in tumor.

  Kazuhiro Kato, Hironobu Yasui, Hideo Sato-Akaba, Miho C Emoto, Hirotada G Fujii, Maciej M Kmiec, Periannan Kuppusamy, Yuki Mizuno, Yuji Kuge, Masaki Nagane, Tadashi Yamashita, Osamu Inanami

  Free radical biology & medicine 2024/04/02 

  Understanding the tumor redox status is important for efficient cancer treatment. Here, we noninvasively detected changes in the redox environment of tumors before and after cancer treatment in the same individuals using a novel compact and portable electron paramagnetic resonance imaging (EPRI) device and compared the results with glycolytic information obtained through autoradiography using 2-deoxy-2-[18F]fluoro-d-glucose ([18F]FDG). Human colon cancer HCT116 xenografts were used in the mice. We used 3-carbamoyl-PROXYL (3CP) as a paramagnetic and redox status probe for the EPRI of tumors. The first EPRI was followed by the intraperitoneal administration of buthionine sulfoximine (BSO), an inhibitor of glutathione synthesis, or X-ray irradiation of the tumor. A second EPRI was performed on the following day. Autoradiography was performed after the second EPRI. After imaging, the tumor sections were evaluated by histological analysis and the amount of reducing substances in the tumor was measured. BSO treatment and X-ray irradiation significantly decreased the rate of 3CP reduction in tumors. Redox maps of tumors obtained from EPRI can be compared with tissue sections of approximately the same cross section. BSO treatment reduced glutathione levels in tumors, whereas X-ray irradiation did not alter the levels of any of the reducing substances. Comparison of the redox map with the autoradiography of [18F]FDG revealed that regions with high reducing power in the tumor were active in glucose metabolism; however, this correlation disappeared after X-ray irradiation. These results suggest that the novel compact and portable EPRI device is suitable for multimodal imaging, which can be used to study tumor redox status and therapeutic efficacy in cancer, and for combined analysis with other imaging modalities.
• Application of copper (I) selective ligands for PET imaging of reactive oxygen species through metabolic trapping

  Tetsuro Tada, Yuki Mizuno, Yuki Shibata, Hironobu Yasui, Yuji Kuge

  Nuclear Medicine and Biology 108914 - 108914 0969-8051 2024/04
• Intravenous Administration of Mesenchymal Stem Cell-Derived Exosome Alleviates Spinal Cord Injury by Regulating Neutrophil Extracellular Trap Formation through Exosomal miR-125a-3p.

  Yutaka Morishima, Masahito Kawabori, Kazuyoshi Yamazaki, Soichiro Takamiya, Sho Yamaguchi, Yo Nakahara, Hajime Senjo, Daigo Hashimoto, Sakiko Masuda, Yoichiro Fujioka, Yusuke Ohba, Yuki Mizuno, Yuji Kuge, Miki Fujimura

  International journal of molecular sciences 25 (4) 2024/02/18 

  Spinal cord injury (SCI) leads to devastating sequelae, demanding effective treatments. Recent advancements have unveiled the role of neutrophil extracellular traps (NETs) produced by infiltrated neutrophils in exacerbating secondary inflammation after SCI, making it a potential target for treatment intervention. Previous research has established that intravenous administration of stem cell-derived exosomes can mitigate injuries. While stem cell-derived exosomes have demonstrated the ability to modulate microglial reactions and enhance blood-brain barrier integrity, their impact on neutrophil deactivation, especially in the context of NETs, remains poorly understood. This study aims to investigate the effects of intravenous administration of MSC-derived exosomes, with a specific focus on NET formation, and to elucidate the associated molecular mechanisms. Exosomes were isolated from the cell supernatants of amnion-derived mesenchymal stem cells using the ultracentrifugation method. Spinal cord injuries were induced in Sprague-Dawley rats (9 weeks old) using a clip injury model, and 100 μg of exosomes in 1 mL of PBS or PBS alone were intravenously administered 24 h post-injury. Motor function was assessed serially for up to 28 days following the injury. On Day 3 and Day 28, spinal cord specimens were analyzed to evaluate the extent of injury and the formation of NETs. Flow cytometry was employed to examine the formation of circulating neutrophil NETs. Exogenous miRNA was electroporated into neutrophil to evaluate the effect of inflammatory NET formation. Finally, the biodistribution of exosomes was assessed using 64Cu-labeled exosomes in animal positron emission tomography (PET). Rats treated with exosomes exhibited a substantial improvement in motor function recovery and a reduction in injury size. Notably, there was a significant decrease in neutrophil infiltration and NET formation within the spinal cord, as well as a reduction in neutrophils forming NETs in the circulation. In vitro investigations indicated that exosomes accumulated in the vicinity of the nuclei of activated neutrophils, and neutrophils electroporated with the miR-125a-3p mimic exhibited a significantly diminished NET formation, while miR-125a-3p inhibitor reversed the effect. PET studies revealed that, although the majority of the transplanted exosomes were sequestered in the liver and spleen, a notably high quantity of exosomes was detected in the damaged spinal cord when compared to normal rats. MSC-derived exosomes play a pivotal role in alleviating spinal cord injury, in part through the deactivation of NET formation via miR-125a-3p.
• Intracerebral Transplantation of Mesenchymal Stromal Cell Compounded with Recombinant Peptide Scaffold against Chronic Intracerebral Hemorrhage Model

  Soichiro Takamiya, Masahito Kawabori, Tsukasa Kitahashi, Kentaro Nakamura, Yuki Mizuno, Hironobu Yasui, Yuji Kuge, Aki Tanimori, Yasuyuki Takamatsu, Kohei Yuyama, Hideo Shichinohe, Miki Fujimura

  Stem Cells International 2022 1 - 10 1687-966X 2022/07/31 

  Background. Due to the lack of effective therapies, stem cell transplantation is an anticipated treatment for chronic intracerebral hemorrhage (ICH), and higher cell survival and engraftment are considered to be the key for recovery. Mesenchymal stromal cells (MSCs) compounded with recombinant human collagen type I scaffolds (CellSaics) have a higher potential for cell survival and engraftment compared with solo-MSCs, and we investigated the validity of intracerebral transplantation of CellSaic in a chronic ICH model. Methods. Rat CellSaics (rCellSaics) were produced by rat bone marrow-derived MSC (rBMSCs). The secretion potential of neurotrophic factors and the cell proliferation rate were compared under oxygen-glucose deprivation (OGD) conditions. rCellSaics, rBMSCs, or saline were transplanted into the hollow cavity of a rat chronic ICH model. Functional and histological analyses were evaluated, and single-photon emission computed tomography for benzodiazepine receptors was performed to monitor sequential changes in neuronal integrity. Furthermore, human CellSaics (hCellSaics) were transplanted into a chronic ICH model in immunodeficient rats. Antibodies neutralizing brain-derived neurotrophic factor (BDNF) were used to elucidate its mode of action. Results. rCellSaics demonstrated a higher secretion potential of trophic factors and showed better cell proliferation in the OGD condition. Animals receiving rCellSaics displayed better neurological recovery, higher intracerebral BDNF, and better cell engraftment; they also showed a tendency for less brain atrophy and higher benzodiazepine receptor preservation. hCellSaics also promoted significant functional recovery, which was reversed by BDNF neutralization. Conclusion. Intracerebral transplantation of CellSaics enabled neurological recovery in a chronic ICH model and may be a good option for clinical application.
• Influence of Linker Molecules in Hexavalent RGD Peptides on Their Multivalent Interactions with Integrin αvβ3

  Yuki Mizuno, Kohta Kimura, Satoru Onoe, Miho Shukuri, Yuji Kuge, Hiromichi Akizawa

  Journal of Medicinal Chemistry 0022-2623 2021/11/03 [Refereed]
  
• Renal Handling of ^99mTc-Labeled Antibody Fab Fragments with a Linkage Cleavable by Enzymes on Brush Border Membrane.

  Tomoya Uehara, Naoki Kanazawa, Chie Suzuki, Yuki Mizuno, Hiroyuki Suzuki, Hirofumi Hanaoka, Yasushi Arano

  Bioconjugate chemistry 31 (11) 2618 - 2627 2020/11/18 [Refereed]
   

  The high and persistent renal radioactivity levels after injection of radiolabeled low-molecular-weight polypeptides constitute a significant problem for their diagnostic and therapeutic applications, especially when they are labeled with metallic radionuclides. To improve the renal radioactivity levels of technetium-99m (99mTc)-labeled Fab fragments, a mercaptoacetyltriglycine (MAG3)-based new bifunctional chelating agent with a cleavable glycyl-phenylalanyl-lysine (GFK) linkage, MAG3-GFK-suc-TFP, was designed, synthesized, and evaluated. 99mTc-labeled Fab was obtained by reacting MAG3-GFK-Fab conjugate with 99mTc-glucarate. The GFK linkage remained stable in plasma but was cleaved by enzymes on the renal brush border membrane. The comparative biodistribution studies with indium-111 (111In)-labeled Fab using SCN-CHX-A″-DTPA showed that while both radiolabeled Fabs exhibited similar elimination rates from the blood, [99mTc]Tc-MAG3-GFK-Fab registered much lower renal radioactivity levels from 30 min post-injection onward due to the release and subsequent urinary excretion of [99mTc]Tc-MAG3-Gly. However, [99mTc]Tc-MAG3-GFK-Fab showed an increase in the intestinal radioactivity levels with the time that was not observed with 111In-labeled Fab. The analysis of the intestinal contents suggested the redistribution of [99mTc]Tc-MAG3-Gly to the intestine. The retrospective comparison of [99mTc]Tc-MAG3-GFK-Fab with the radiolabeled Fabs so far prepared under the identical concept suggested that some portion of [99mTc]Tc-MAG3-Gly was generated after the coated vesicle formation and they were excreted into the blood, and subsequently redistributed in the intestine via hepatobiliary excretion. In conclusion, MAG3-GFK-suc-TFP provided 99mTc-labeled Fabs that exhibit low renal radioactivity shortly after injection by the post-labeling procedure. The present study indicated that, contrary to our earlier proposal, the generation of the radiometabolites would proceed not only during the internalization process of the parental antibody fragments but also after coated vesicle formation. This study also showed that the intracellular behaviors of radiometabolites played crucial roles in the elimination rates and the routes of the radioactivity from the kidney.
• Aryl isocyanide derivative for one-pot synthesis of purification-free ^99mTc-labeled hexavalent targeting probe

  Yuki Mizuno, Nagiho Komatsu, Tomoya Uehara, Yuka Shimoda, Kohta Kimura, Yasushi Arano, Hiromichi Akizawa

  Nuclear Medicine and Biology 86-87 30 - 36 0969-8051 2020/07 [Refereed][Not invited]
  
• Manipulating Pharmacokinetics of Purification-Free ^99mTc-Labeled Bivalent Probes for In Vivo Imaging of Saturable Targets

  Tomoya Uehara, Ayaka Sensui, Shiori Ishioka, Yuki Mizuno, Shiori Takahashi, Hideaki Takemori, Hiroyuki Suzuki, Yasushi Arano

  Molecular Pharmaceutics 17 (5) 1621 - 1628 1543-8384 2020/05/04 [Refereed][Not invited]
   

  The accumulation of 99mTc-labeled probes targeting saturable systems of the body is hindered by the presence of a large excess of unlabeled ligands needed to ensure high radiochemical yields in a short reaction time. To address the issue, we recently reported a novel concept of a metal-coordination-mediated synthesis of a bivalent 99mTc-labeled probe from a monovalent ligand using d-penicillamine (Pen) as a chelating molecule and c(RGDfK) as a model targeting device. The Pen-conjugated c(RGDfK) via a hexanoate linkage (Pen-Hx-c(RGDfK)) provided a bivalent [99mTc]Tc-[(Pen-Hx-c(RGDfK))2 that possessed much higher integrin αvβ3 binding affinity than Pen-Hx-c(RGDfK) and visualized a murine tumor without purification. However, high radioactivity levels were observed in the abdominal regions, which necessitated improved pharmacokinetics of the probes for practical applications. In this study, a pharmacokinetic (PK) modifier was introduced to manipulate the pharmacokinetics of the 99mTc-Pen2-based bivalent probe. The Hx linkage in Pen-Hx-c(RGDfK) was replaced with acetyl-d-serine-d-serine-glycine (Ac-ssG) or hexanoyl-d-serine-d-serine-d-serine (Hx-sss) to prepare Pen-Ac-ssG-c(RGDfK) or Pen-Hx-sss-c(RGDfK). Pen-Ac-ssG-c(RGDfK) impaired the complexation ability of Pen-Hx-c(RGDfK), and a monovalent 99mTc-labeled compound was generated at low ligand concentration. However, Pen-Hx-sss-c(RGDfK) provided the objective bivalent 99mTc-labeled probe in high radiochemical yields at a concentration similar to that of Pen-Hx-c(RGDfK). [99mTc]Tc-[Pen-Hx-sss-c(RGDfK)]2 also possessed stability and integrin αvβ3 binding affinity similar to those of [99mTc]Tc-[Pen-Hx-c(RGDfK)]2. As a result, [99mTc]Tc-[Pen-Hx-sss-c(RGDfK)]2 exhibited tumor and abdominal radioactivity levels similar to and significantly lower than those of [99mTc]Tc-[Pen-Hx-c(RGDfK)]2. These findings indicate the incorporation of a tripeptide PK modifier to Pen-Hx-c(RGDfK) preserved the complexation ability and improved the pharmacokinetics of the resulting 99mTc-labeled bivalent probe without impairing the targeting ability. Thus, the [Pen-Hx-(PK modifier)-(targeting device)] would constitute a basic formulation for preparing the 99mTc-Pen2-based bivalent probes for imaging saturable targets of the body.
• The synthesis of a ^99mTc-labeled tetravalent targeting probe upon isonitrile coordination to ^99mTc^I for enhanced target uptake in saturable systems

  Yuki Mizuno, Tomoya Uehara, Chun-wei Jen, Hiromichi Akizawa, Yasushi Arano

  RSC Advances 9 (45) 26126 - 26135 2019 [Refereed][Not invited]
   

  The difference in 2-proton's acidity between L_β and L_G led to dramatically different results of their reactions with [^99mTc][Tc(CO)₃(OH₂)₃]⁺.

• Coordination-Mediated Synthesis of ⁶⁷Ga-Labeled Purification-Free Trivalent Probes for in Vivo Imaging of Saturable Systems

  Holis A. Holik, Tomoya Uehara, Soki Nemoto, Takemi Rokugawa, Yuumi Tomizawa, Ayako Sakuma, Yuki Mizuno, Hiroyuki Suzuki, Yasushi Arano

  Bioconjugate Chemistry 29 (9) 2909 - 2919 1043-1802 2018/09/19 [Refereed][Not invited]
  
• Coordination-Mediated Synthesis of Purification-Free Bivalent ^99mTc-Labeled Probes for in Vivo Imaging of Saturable System

  Yuichiro Taira, Tomoya Uehara, Masao Tsuchiya, Hideaki Takemori, Yuki Mizuno, Shiori Takahashi, Hiroyuki Suzuki, Hirofumi Hanaoka, Hiromichi Akizawa, Yasushi Arano

  Bioconjugate Chemistry 29 (2) 459 - 466 1043-1802 2018/02/21 [Refereed][Not invited]
  
• Purification-Free Method for Preparing Technetium-99m-Labeled Multivalent Probes for Enhanced in Vivo Imaging of Saturable Systems

  Yuki Mizuno, Tomoya Uehara, Hirofumi Hanaoka, Yota Endo, Chun-Wei Jen, Yasushi Arano

  Journal of Medicinal Chemistry 59 (7) 3331 - 3339 0022-2623 2016/04/14 [Refereed]
   

  Metallic radionuclides provide target-specific radiolabeled probes for molecular imaging in radiochemical yields sufficient for administration to subjects without purification. However, unlabeled ligands in the injectate can compete for targeted molecules with radiolabeled probes, which eventually necessitates postlabeling purification. Herein we describe a "1 to 3" design to circumvent the issue by taking advantage of inherent coordination properties of technetium-99m ((99m)Tc). A monovalent RGD ligand possessing an isonitrile as a coordinating moiety (CN-RGD) was reacted with [(99m)Tc(CO)3(OH2)3](+) to prepare [(99m)Tc(CO)3(CN-RGD)3](+) in over 95% radiochemical yields. This complex exhibited higher integrin αvβ3 binding affinity than its unlabeled monovalent ligand, primarily due to its multivalency. This compound visualized a murine tumor without removing unlabeled ligands, while a (99m)Tc-labeled monovalent probe derived from a monovalent ligand could not. The metal coordination-mediated synthesis of radiolabeled multivalent probes thereby can be a useful approach for preparing ready-to-use target-specific probes labeled with (99m)Tc and other metallic radionuclides of interest.

Conference Activities & Talks

• 複数のintegrin αvβ3と同時結合可能な多価cRGDペプチドの開発と多様な放射性同位元素で標識可能な構造への展開  [Not invited]

  水野雄貴, 林龍昕, 尾江悟, 秋澤宏行, 久下裕司

  第6回日本核医学会分科会放射性薬品科学研究会／第22回放射性医薬品・画像診断薬研究会  2023/09
• 複数のintegrin αvβ3と同時結合可能な多価cRGDの化学構造：複数の細胞株を用いた検討

  水野雄貴, 林龍昕, 尾江悟, 秋澤宏行, 久下裕司

  バイオメディカル分析科学シンポジウム  2023/07
• 18F-FDG PET/MRI によるマウス網膜変性疾患モデルの評価

  松元慎吾, 須藤志保, 安井博宣, 水野雄貴, 久下裕司, 山田健一, 平田拓

  第17回分子イメージング学会総会・学術集会  2023/06
• Synthesis of [64Cu]Cu+ complex for redox imaging and evaluation of its reactivity with reactive oxygen species  [Not invited]

  Tetsuro Tada, Yuki Mizuno, Yuki Shibata, Hironobu Yasui, Yuji Kuge

  The 25th International Symposium of Radiopharmaceutical Sciences (iSRS 2023)  2023/05
• The synthesis and evaluation of [68Ga]Ga-HBED-CC-TfRB1G3 for TfR1 imaging  [Not invited]

  Longxin Lin, Yuki Mizuno, Yuki Shibata, Hironobu Yasui, Yuji Kuge

  The 25th International Symposium of Radiopharmaceutical Sciences (iSRS 2023)  2023/05
• Cystine-dense peptide TfRB1G3 のTfR1への親和性評価と68Ga標識に向けたHBED-CC結合体の合成  [Not invited]

  林 龍昕, 水野 雄貴, 久下 裕司, 柴田 悠貴, 安井 博宣

  日本薬学会第143年会  2023/03
• 多価RGDペプチドが複数のintegrin αvβ3と同時結合するために重要な化学構造の探索  [Not invited]

  水野 雄貴, 尾江 悟, 宿里 充穗, 秋澤 宏行, 久下 裕司

  日本薬学会第143年会  2023/03
• 導入したRGDペプチドの数がアルブミン二量体の体内動態挙動に及ぼす影響  [Not invited]

  杉田茉央, 尾江悟, 大井一生, 熊川由利香, 金子瑞希, 水野雄貴, 宿里充穗, 秋澤宏行

  日本薬学会第143年会  2023/03
• Glyoxalase I標的イメージングプローブの開発研究: 放射性ヨウ素導入グルタチオン類似体のジエステルの細胞内代謝挙動に関する検討  [Not invited]

  大庭 栞, 尾江 悟, 高堂 歌音, 水野 雄貴, 宿里 充穗, 秋澤 宏行

  日本薬学会第143年会  2023/03
• 視覚的効果を付与したRI-web教材の開発  [Not invited]

  阿保憲史, 水野雄貴, 吉井勇治, 久下裕司

  第4回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会
• 多目的用途に使用可能な放射線測定校正用治具の開発  [Not invited]

  阿保憲史, 吉井勇治, 水野雄貴, 久下裕司

  第4回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会
• β線被ばくに対する放射線教育を支援する教材の開発  [Not invited]

  吉井勇治, 阿保憲史, 水野雄貴, 久下裕司

  第4回日本保健物理学会・日本放射線安全管理学会合同大会
• Cystine-dense peptideを母体としたTfR1イメージング薬剤開発に向けた基礎的検討  [Not invited]

  林 龍昕, 水野 雄貴, 柴田 悠貴, 安井 博宣, 久下 裕司

  第8回 北大・部局横断シンポジウム  2022/10
• レドックスイメージングを目的とした[64Cu][CuI(BCS)2]+の合成とROSとの反応性評価  [Not invited]

  多田哲朗, 水野雄貴, 柴田悠貴, 安井博宣, 久下裕司

  第5回日本核医学会分科会 放射性薬品科学研究会  2022/09
• Development of 99mTc-labeled hexavalent c(RGDfK) peptide with optimized linker structure for in vivo imaging of integrin αvβ3.  [Not invited]

  Yuki Mizuno, Kohta Kimura, Satoru Onoe, Miho Shukuri, Yuji Kuge, Hiromichi Akizawa

  The Fourth International Symposium on Technetium and Other Radiometals in Chemistry and Medicine  2022/09
• 自動合成装置で製造した68Ga-PSMA-11 注射液に含まれる不純物  [Not invited]

  菊池 康子, 水野 雄貴, 多田 哲朗, 富田 翔, 田沢 周作, 鷲野 弘明, 菅原 雄一郎, 久下 裕司

  第62回⽇本核医学会学術総会  2022/09
• ROSイメージングを目的とした[64Cu]Cu+錯体の合成と評価：配位子構造が錯体の安定性に与える影響  [Not invited]

  多田 哲朗, 水野 雄貴, 柴田 悠貴, 安井 博宣, 久下 裕司

  第62回日本核医学会学術総会  2022/09
• トランスポーター高発現細胞を用いたチミジンホスホリラーゼ標的放射性プローブ[123I]IIMUの取り込み機構に関する検討

  長谷川舞衣, 宿里充穗, 尾江 悟, 水野雄貴, 久下裕司, 秋澤 宏行

  日本薬学会第142年会  2022/03
• トランスフェリン受容体認識直鎖ペプチドを母体とした68Ga標識プローブの合成と評価

  水野 雄貴, 三浦春香, 安井博宣, 柴田悠貴, 大久保直登, 前原経, 武田宏司, 大西俊介, 久下裕司

  日本薬学会第142年会  2022/03
• ROSイメージングを目的としたメタボリックトラップ型PETプローブの開発：CuI-BCA錯体の利用

  多田哲朗, 水野雄貴, 柴田悠貴, 安井博宣, 久下裕司

  日本薬学会第142年会  2022/03
• ⁶⁸Ga標識反応の収率に影響を及ぼす鉄濃度︓⁶⁸Ge/⁶⁸Gaジェネレータ溶出液中に含まれる鉄濃度との⽐較  [Not invited]

  多田 哲朗, 富田 翔, 水野 雄貴, 田沢 周作, 久下 裕司

  第61回⽇本核医学会学術総会  2021/11
• ROSイメージングを目的としたメタボリックトラップ型PETプローブの開発：Cu^I-イソニトリル錯体の利用  [Not invited]

  多田 哲朗, 水野 雄貴, 柴田 悠貴, 安井 博宣, 久下 裕司

  第7回北大・部局横断シンポジウム  2021/10
• ⁶⁸Ga標識トランスフェリン受容体認識ペプチドによるがんイメージングの検討  [Not invited]

  三浦 春香, 水野 雄貴, 髙橋 春香, 大久保 直登, 前原 経, 久下 裕司, 武田 宏司, 大西 俊介

  第7回北大・部局横断シンポジウム  2021/10
• 2価環状RGDペプチドのスペーサ構造がintegrin α_vβ₃陽性細胞との相互作用に与える影響  [Not invited]

  水野雄貴, 宮本莉里, 尾江悟, 宿里充穂, 久下裕司, 秋澤宏行

  第4回日本核医学会分科会 放射性薬品科学研究会  2021/09
• 非アルコール性脂肪肝炎におけるチミジンホスホリラーゼの機能解析  [Not invited]

  髙橋春香, 前原経, 水野雄貴, 三浦春香, 上原里穂, 大久保直登, 須田剛生, 森川賢一, 坂本直哉, 久下裕司, 武田宏司, 大西俊介

  第34回北海道薬物作用談話会  2021/09
• Influence of linker structure of multivalent RGD peptides on the interaction with integrin α_vβ₃ positive tumors  [Not invited]

  Yuki Mizuno, Kohta Kimura, Satoru Onoe, Miho Shukuri, Yuji Kuge, Hiromichi Akizawa

  日本薬学会 第141年会  2021/03
• Synthesis and evaluation of a 99mTc-labeled hexavalent targeting probe from a monovalent ligand for in vivo imaging of saturable systems  [Not invited]

  MIZUNO Yuki, KOMATSU Nagiho, UEHARA Tomoya, AKIZAWA Hiromichi, ARANO Yasushi

  The 3rd International Symposium on Technetium and Other Radiometals in Chemistry and Medicine  2018/09
• In-situ preparation of trivalent 99mTc/186/188Re-labeled compounds from monovalent ligand for ready-to-use theranostic radiopharmaceuticals: Factors affecting radiochemical yields of isonitrile-based trivalent 99mTc/186/188Re-labeled compounds.  [Not invited]

  Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Tomoya Uehara, Yasushi Arano

  THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACHIFIC BASIN SOCIETIES 2015  2015/12
• Factors affecting radiochemical yields of isonitrile-based ^99mTc-labeled trivalent probes for molecular imaging.  [Not invited]

  Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Tomoya Uehara, Yasushi Arano

  Ninth Japan-China Joint Seminar on Radiopharmaceutical Chemistry  2015/11
• Design of a Trivalent 99mTc-Probe for High Avidity Receptor Targeting and Enhanced Target Uptake.  [Not invited]

  Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Hirofumi Hanaoka, Tomoya Uehara, Yasushi Arano

  The 21th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences  2015/05

MISC

• Long-Term Radiation Safety Evaluation of ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga Generator

  Sho Tomita, Kei Higashikawa, Yuki Mizuno, Tetsuroh Tada, Shusaku Tazawa, Yuji Kuge  RADIOISOTOPES  71-  (1)  1  -8  2022/03/15  [Refereed]
  
• ⁶⁸Ge/⁶⁸Ga ジェネレータの長期間の品質検査

  富田 翔, 東川 桂, 上野 悟史, 水野 雄貴, 田沢 周作, 久下 裕司  核医学  58-  (1)  47  -58  2021/06  [Refereed][Not invited]
  
• Theranostics in Nuclear Medicine Practice

  MIZUNO Yuki, Akizawa Hiromichi  ぶんせき  (11)  505  -509  2019/11  [Refereed][Invited]
  
• Synthesis and evaluation of a ^99mTc-labeled hexavalent targeting probe from a monovalent ligand for in vivo imaging of saturable systems

  Y. Mizuno, N. Komatsu, T. Uehara, H. Akizawa, Y. Arano  Nuclear Medicine and Biology  72-73-  S3  -S3  2019/07  [Refereed][Not invited]
  
• Design of a Trivalent Tc-99m-Probe for High Avidity Receptor Targeting and Enhanced Target Uptake

  Mizuno Yuki, Jen Chun-wei, Hanaoka Hirofumi, Uehara Tomoya, Arano Yasushi  JOURNAL OF LABELLED COMPOUNDS & RADIOPHARMACEUTICALS  58-  S119  2015/05  [Refereed][Not invited]
  
• 錯形成により多価効果を発揮する新たな^99mTc標識薬剤の設計

  水野 雄貴, 任 鈞緯, 上原 知也, 花岡 宏史, 荒野 泰  日本分子イメージング学会機関紙  8-  (1)  64  -65  2014  [Refereed][Invited]
  

Awards & Honors

• 2023/09 第6回放射性薬品科学研究会 若手研究者部門 優秀発表賞
   複数のintegrin αvβ3と同時結合可能な多価cRGDペプチドの開発と多様な放射性同位元素で標識可能な構造への展開 

  受賞者: 水野雄貴
• 2015/03 日本薬学会 日本薬学会第135年会優秀発表賞
   

  受賞者: 水野 雄貴
• 2014/05 日本分子イメージング学会 最優秀発表賞
   

  受賞者: 水野 雄貴
• 2012/08 物理系薬学部会 若手研究者奨励賞
   

  受賞者: 水野 雄貴

Research Grants & Projects

• 多価効果と代謝性リンカーの融合による革新的核医学治療薬の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(B)

  Date (from‐to) : 2022/04 -2027/03 

  Author : 水野 雄貴, 上原 知也, 安井 博宣, 西嶋 剣一
• セラノスティクスを目的とした放射性標識ソマトスタチンアナログの体内動態の最適化

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 

  Author : 秋澤 宏行, 上原 知也, 宿里 充穗, 尾江 悟, 水野 雄貴
• 血管新生因子PD-ECGFを標的としたAt-211標識治療用放射性薬剤の基礎検討

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  Date (from‐to) : 2022/04 -2025/03 

  Author : 西嶋 剣一, 久下 裕司, 趙 松吉, 水野 雄貴
• PET imaging for cancer treatment inducing ferrotosis

  Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

  Date (from‐to) : 2021/04 -2025/03 

  Author : 久下 裕司, 安井 博宣, 小川 美香子, 平田 健司, 水野 雄貴

   

  近年、フェロトーシスと呼ばれる新しい細胞死様式が報告され、フェロトーシスを誘導する薬剤が新たながん治療薬として注目されている。このフェロトーシスの進行には、トランスフェリン受容体1 (TfR1) が深く関与することが知られている。本研究の目的は、TfR1の特異的イメージングを可能とする新たなPETイメージング剤を合成し、PETによるTfR1イメージングがフェロトーシス誘導剤の治療効果予測/判定やフェロトーシス誘導剤の開発に有効な手段となるか否かを明らかにすることにある。 本目的達成のため、これまでに主に新たなPETイメージング剤の合成検討、及びIn vitro細胞実験を行った。その結果、TfR1への親和性を有する7残基直鎖ペプチド (DT7) を母体とした68Ga標識プローブ（68Ga-DT7）が、T98G (TfR1高発現細胞株) に対してTfR1特異的に集積することを見出した。一方で、その集積量はやや低かったことから、分子内に2つのDT7ペプチドを有する2価DT7を新たに設計し、合成に成功した。しかし、68Gaで標識した2価DT7のT98Gへの集積量は予想に反して低かった。さらに、直鎖上のDT7ペプチドを環状化した環化ペプチドを合成し、T98Gへの集積量を評価したが、TfR1特異的集積量の向上には繋がらなかった。 上記検討結果から、TfR1への親和性がより高いリガンドを母体としたプローブを開発する必要性が示唆された。そこで、cystine dense peptideの１種でありTfR1との高い結合親和性を有するTfRB1G3を母体としたプローブの開発を開始した。
• Ferroptosis imaging with PET: Challenge to assess vulnerability of atherosclerotic plaques

  Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

  Date (from‐to) : 2021/07 -2024/03 

  Author : 久下 裕司, 安井 博宣, 小川 美香子, 横田 千晶, 水野 雄貴

   

  動脈硬化病変の評価においては、早期治療を必要とする“破綻しやすいプラーク（不安定プラーク）”を的確に診断することが重要である。最近、鉄依存性酸化ストレスに起因するフェロトーシスと呼ばれる細胞死の様式が、動脈硬化の病態にも深く関与していることが報告された。本研究の目的は、フェロトーシス関連分子のPETイメージングにより、不安定プラークの診断が可能となるか検証することにある。 フェロトーシスの進行には、トランスフェリン受容体1 (TfR1) が深く関与することが知られている。令和3年度は、TfR1への高い結合親和性を有する直鎖ペプチド (DT7) を母体とした68Ga標識プローブ（68Ga-DT7）を合成し、in vitro実験条件下でTfR1イメージング剤としての有用性を評価した。その結果、68Ga-DT7は、TfR1特異的に集積したが、細胞集積量は十分ではなかった。そこで、細胞集積量の向上を目指してペプチドの多量体化や環状化などを実施したが、68Ga-DT7の細胞集積量を上回る誘導体の創成には至らなかった。 一方、不安定プラークにおけるフェロトーシスの関与をより多角的に評価するため、プラークにおける酸化ストレスを可視化できるプローブの合成と評価を開始した。合成した標識体は活性酸素種 (ROS)との反応によって錯体が崩壊し、酸化ストレスイメージング剤として機能する可能性が示された。 以上の検討結果から、TfR1への結合親和性がより高いリガンドの68Ga標識体を作製する必要性が示唆された。今後、cystine dense peptideの1種であるTfRB1G3の68Ga標識体を合成し、TfR1イメージング剤としての評価を行う。また、フェロトーシス関連分子のイメージングによる不安定プラークの多角的評価に向けて、酸化ストレスイメージング剤の開発も継続する。
• 個別化医療を志向したがんに選択的なチミジンホスホリラーゼイメージング技術の開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  Date (from‐to) : 2019/04 -2022/03 

  Author : 秋澤 宏行, 宿里 充穗, 久下 裕司, 趙 松吉, 尾江 悟, 水野 雄貴

   

  私達は以前、5-フルオロウラシル系抗がん剤の治療効果予測を目的とし、チミジンホスホリラーゼ（TP）の核医学イメージング剤としてIIMUを開発した。しかし、IIMUは正常な肝臓に集積することが問題となる。そこで本研究では、①生物学的手法と②化学的手法により、がん選択的なTP核医学イメージング技術を開発することを目的とする。 ①生物学的手法では、肝細胞とがん細胞におけるIIMUの取り込みと排出に関わるトランスポーターの解明とその制御により、IIMUのがん選択的集積性の向上を目指す。令和2年度はまず、MATE1とよばれるトランスポーターの関与について検討した。MATE1の発現の高い細胞と低い細胞を用いた検討から、IIMUの輸送過程にMATE1が関与する可能性があることが示された。 ②化学的手法では、IIMUとは異なるトランスポーターに認識されるために肝臓に集まりにくく、がんにより選択的に集積するTPイメージング剤の開発を目指す。令和2年度は、昨年度は目的物を得るに至らなかった新規放射性標識化合物ITPTの合成に引き続き取り組み、その合成に成功した。In vitroでのTP高発現細胞とTP低発現細胞を用いた検討から、ITPTの腫瘍への集積はIIMUと比べて低いものの、腫瘍でのTP発現量に依存する可能性が示された。また、in vivoの検討から、ITPTの腫瘍への集積は低いものの、その集積量は速やかに低減することなく維持される可能性があること、また、ITPTは投与後早期に肝臓に高い集積を示すが、その量はIIMUと比べて低く、速やかに低減する可能性があることが示された。
• 細胞周期制御因子CDK2を標的とした放射性プローブの開発

  日本学術振興会：科学研究費助成事業 基盤研究(C)

  Date (from‐to) : 2017/04 -2022/03 

  Author : 北浦 廣剛, 大倉 一枝, 大島 伸宏, 久下 裕司, 東川 桂, 水野 雄貴

   

  1. がん動物モデル作成のためのがん細胞株の選定 前年度の研究より、CDK2への強い結合活性が認められたI-KAN化合物につき、代表的な他のCDKファミリーメンバーであるCDK1、4、5、6、7への結合特異性の解析を行ったところ、CDK2への結合活性が一番強力なものの、CDK1とCDK6に対してもその0.4～0.6倍の結合能を有することが判明している。よってI-KAN化合物は、標的としていたCDK2以外にCDK1、CDK6にも結合し、担がん動物モデルを用いた画像診断に影響を与える可能性がある。そこで、ウェスタンブロット法を用いて、種々のがん細胞株でのCDKファミリータンパク質の発現量を比較解析した。 担がんマウス作製に用いられる代表的なヒトがん細胞株5種の全細胞抽出液を調製し調べたところ、CDK2タンパク質の発現量は細胞間で2.4倍の差が存在し、CDK1では4.8倍、CDK6では4.5倍もの発現量の差が個々の細胞種間で認められた。CDK2発現量の高いものを第一の条件として選択し、125ヨウ素標識したI-KAN化合物を用いた細胞取り込み実験にて、CDK2やその他のCDKファミリーメンバーの発現量と細胞取り込み活性との相関を解析した。その結果、125I-KAN化合物の細胞取り込み活性が高く、かつ非標識CDK2阻害剤による細胞取り込み阻害効果が高くCDK2への特異的な取り込みが認められるヒト胃がん細胞株MKN45が、担がんモデル動物の作成に適していると考察された。ヒトがん細胞株の選定は、現在も引き続き検討を進めている。
• 効果的な核医学治療・診断を可能とする腫瘍滞留性に優れた多価RGDペプチドの開発

  Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

  Date (from‐to) : 2020/04 -2022/03 

  Author : Mizuno Yuki

   

  In this study, we synthesized several radiolabeled multivalent RGD peptides targeting integrin αvβ3 and evaluated how the difference in their molecular structures affects their interactions with integrin αvβ3. As a result, we found that the difference in their scaffold structures connecting each RGD peptide substantially affected their dissociation kinetics from integrin αvβ3 positive cells. Furthermore, our results also suggested that multivalent RGD peptides whose scaffold structure is an octahedral metal complex could simultaneously bind with more than one integrin αvβ3 receptors.
• 多価効果を利用したがんの診断・治療用放射性医薬品の開発

  The Japan Science Society：The Sasakawa Scientific Research Grant

  Date (from‐to) : 2019/04 -2020/02 

  Author : MIZUNO Yuki
• The development of 99mTc-labeled melanoma targeting imaging agents based on chelation mediated multivalency

  Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity start-up

  Date (from‐to) : 2017/08 -2019/03 

  Author : MIZUNO Yuki, AKIZAWA hiromichi

   

  In this study, we have developed α-MSH peptide based molecular imaging agents which target MC1R, overexpressed on metastatic melanoma. At the beginning of this project, we had planned to synthesize 99mTc-labeled hexavalent α-MSH peptides from monovalent isonitrile ligands. However, because we could not obtain the objective 99mTc-labeled hexavalent α-MSH probes due to unexpected side reactions, we instead synthesized DOTA conjugated bivalent MSH analogues and evaluated them in vitro. We compared linear MSH peptides and cyclic MSH peptides as an α-MSH analogue, and the results showed that 111In-labeled bivalent cyclic MSH peptides possessed superior targeting capability to melanoma compared with the linear MSH counterparts. These results show the potential of 111In-labeled bivalent cyclic MSH peptides as a novel melanoma imaging agent.
• 錯形成により多価効果を発揮する新たなテクネチウム－９９ｍ標識薬剤の設計

  Japan Society for the Promotion of Science：Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows

  Date (from‐to) : 2014/04 -2017/03 

  Author : 水野 雄貴

   

  2016年度に実施した実験項目は、99mTc標識4価及び6価RGD体の作製とその評価である。99mTc標識4価体は、[99mTc(CO)3(OH2)3]+と1価イソニトリル配位子をpH8の水溶液中において加熱することで作製した。対応する非放射性Re錯体を用いてintegrin αvβ3に対する親和性 (IC50値) を算出したところ、4価RGD体と3価RGD体は同程度の結合親和性を有していることを認めた。また、腫瘍モデルマウスを用いたインビボ腫瘍集積においても、3価RGD体と4価RGD体は同程度の集積を示した。 99mTc標識6価RGD体の作製は、SnCl2を還元剤として用い、99mTcO4-と1価イソニトリル配位子をpH5の水溶液中において加熱することで行った。また、6価RGD体のIC50値は3価及び4価RGD体と類似した値を示した一方で、過剰の非標識配位子混在下での投与における6価RGD体の腫瘍集積は、99mTc標識3価及び4価RGD体に比べ高い値を示した。更に、99mTc標識6価RGD作製時に必要とされた配位子濃度は100μMであり、3価及び4価RGD作製時に必要とされた配位子濃度に比べ低い濃度での作製が可能であることを明らかにした。 今年度は、申請時に計画していた多価効果におけるスペーサ構造の影響検討や代謝性リンカー導入による腎集積低減までは実験が及ばなかった。一方これまでに得られた成果は、イソニトリルを母体とした99mTc標識多価化合物の設計に重要な知見を与えるものであると考えられ、今後、本薬剤設計をもとにリンカー構造の検討や腎集積低減に着手し、より高い腫瘍集積と低い腎集積を併せ持つ新たなプローブの開発に取り組むことを予定している。

Educational Activities

Teaching Experience