Sep. 2023, 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
水野雄貴

Mar. 2015, 日本薬学会, 日本薬学会第135年会優秀発表賞　　　　　　　　　　　　　　　
水野 雄貴

May 2014, 日本分子イメージング学会, 最優秀発表賞　　　　　　　　　　　　　　　
水野 雄貴

Aug. 2012, 物理系薬学部会, 若手研究者奨励賞　　　　　　　　　　　　　　　
水野 雄貴

Thymidine Phosphorylase Imaging Probe for Differential Diagnosis of Metabolic dysfunction-associated Steatohepatitis.
Kei Higashikawa, Riho Uehara, Sawako Horiguchi, Yuki Shibata, Naoto Okubo, Yuki Mizuno, Hironobu Yasui, Shunsuke Ohnishi, Hiroshi Takeda, Yuji Kuge
Molecular imaging and biology, 13 Nov. 2024, [Peer-reviewed], [International Magazine]
English, Scientific journal, PURPOSE: Metabolic dysfunction-associated steatotic liver disease (MASLD) comprises simple steatosis (SS), which has a low risk of mortality, and metabolic dysfunction-associated steatohepatitis (MASH), which can progress to liver cirrhosis and hepatocellular carcinoma. Because differentiation between MASH and SS is the most important issue in the diagnosis of MASLD, the establishment of noninvasive diagnostic methods is urgently needed. In this study, we evaluated the potential of [123I]IIMU, a thymidine phosphorylase (TYMP) targeted SPECT imaging probe, for differential diagnosis of MASLD in a preclinical animal model. PROCEDURES: SS and MASH mice were prepared by feeding db/db mice with a standard diet and a methionine/choline-deficient diet, respectively. Control mice were prepared by feeding m/m mice with a standard diet. TYMP expression in the liver was evaluated by RT-PCR, western blotting, and immunohistochemistry. The biodistribution of [125I]IIMU in the three model mice was evaluated at 30 min post-injection. SPECT/CT imaging studies of the three model mice were performed 30 min after injection of [123I]IIMU. RESULTS: Hepatic TYMP expression level was the highest in the SS mice and the lowest in the MASH mice at both mRNA and protein levels. The immunohistochemistry experiment showed a patchy distribution of TYMP only in the liver of MASH mice. In the biodistribution study, the hepatic accumulation of [125I]IIMU was the highest in the SS mice and the lowest in the MASH mice. The SPECT/CT imaging study showed similar results to the biodistribution experiment. CONCLUSION: Hepatic TYMP expression level may serve as a promising imaging biomarker for differential diagnosis of SS and MASH. SPECT imaging using [123I]IIMU potentially provides a novel noninvasive diagnostic method to differentiate MASH and SS.

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, 02 Apr. 2024, [Peer-reviewed], [International Magazine]
English, Scientific journal, 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, Elsevier BV, Apr. 2024, [Peer-reviewed], [Corresponding author]
Scientific journal

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, 18 Feb. 2024, [Peer-reviewed], [International Magazine]
English, Scientific journal, 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, Hindawi Limited, 31 Jul. 2022, [Peer-reviewed]
Scientific journal, 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, American Chemical Society (ACS), 03 Nov. 2021, [Peer-reviewed], [Lead author, Corresponding author]
Scientific journal

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, 18 Nov. 2020, [Peer-reviewed], [International Magazine]
English, Scientific journal, 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, Elsevier BV, Jul. 2020, [Peer-reviewed], [Lead author]
English, Scientific journal

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, American Chemical Society (ACS), 04 May 2020, [Peer-reviewed], [International Magazine]
English, Scientific journal, 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, Royal Society of Chemistry (RSC), 2019, [Peer-reviewed], [Lead author]
English, Scientific journal,

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, American Chemical Society (ACS), 19 Sep. 2018, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal

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, American Chemical Society (ACS), 21 Feb. 2018, [Peer-reviewed]
English, Scientific journal

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, American Chemical Society (ACS), 14 Apr. 2016, [Peer-reviewed], [Lead author], [International Magazine]
English, Scientific journal, 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.

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, 15 Mar. 2022, [Peer-reviewed]
Japan Radioisotope Association, Japanese, Introduction scientific journal

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, Jun. 2021, [Peer-reviewed]
Japanese, Technical report

Theranostics in Nuclear Medicine Practice　　　　　　　　　　　　　　　
MIZUNO Yuki, Akizawa Hiromichi, ぶんせき, 11, 505, 509, Nov. 2019, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author]
Japanese, Introduction scientific journal

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, Jul. 2019, [Peer-reviewed], [Lead author]
Elsevier BV, English, Summary international conference

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, May 2015, [Peer-reviewed], [Lead author]
English, Summary international conference

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, [Peer-reviewed], [Invited], [Lead author]
Japanese, Report scientific journal

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 09 Sep. 2023, Oral presentation
09 Sep. 2023 - 09 Sep. 2023

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, 28 Jul. 2023, Oral presentation
28 Jul. 2023 - 29 Jul. 2023

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, 08 Jun. 2023, Poster presentation
08 Jun. 2023 - 09 Jun. 2023

Synthesis of [64Cu]Cu+ complex for redox imaging and evaluation of its reactivity with reactive oxygen species　　　　　　　　　　　　　　　
Tetsuro Tada, Yuki Mizuno, Yuki Shibata, Hironobu Yasui, Yuji Kuge
The 25th International Symposium of Radiopharmaceutical Sciences (iSRS 2023), 24 May 2023, Poster presentation
22 May 2023 - 26 May 2023

The synthesis and evaluation of [68Ga]Ga-HBED-CC-TfRB1G3 for TfR1 imaging　　　　　　　　　　　　　　　
Longxin Lin, Yuki Mizuno, Yuki Shibata, Hironobu Yasui, Yuji Kuge
The 25th International Symposium of Radiopharmaceutical Sciences (iSRS 2023), 24 May 2023, Poster presentation
22 May 2023 - 26 May 2023

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 26 Mar. 2023, Poster presentation
26 Mar. 2023 - 28 Mar. 2023

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 26 Mar. 2023, Poster presentation
26 Mar. 2023 - 28 Mar. 2023

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 26 Mar. 2023, Poster presentation
26 Mar. 2023 - 28 Mar. 2023

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 26 Mar. 2023, Poster presentation
26 Mar. 2023 - 28 Mar. 2023

視覚的効果を付与したRI-web教材の開発　　　　　　　　　　　　　　　
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
24 Nov. 2022 - 26 Nov. 2022

多目的用途に使用可能な放射線測定校正用治具の開発　　　　　　　　　　　　　　　
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
24 Nov. 2022 - 26 Nov. 2022

β線被ばくに対する放射線教育を支援する教材の開発　　　　　　　　　　　　　　　
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
24 Nov. 2022 - 26 Nov. 2022

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 28 Oct. 2022, Poster presentation

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 17 Sep. 2022, Oral presentation
17 Sep. 2022 - 17 Sep. 2022

Development of 99mTc-labeled hexavalent c(RGDfK) peptide with optimized linker structure for in vivo imaging of integrin αvβ3.　　　　　　　　　　　　　　　
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, 15 Sep. 2022, Oral presentation
14 Sep. 2022 - 17 Sep. 2022

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 11 Sep. 2022, Oral presentation
09 Sep. 2022 - 11 Sep. 2022

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 11 Sep. 2022, Oral presentation
09 Sep. 2022 - 11 Sep. 2022

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, 27 Mar. 2022, Poster presentation
25 Mar. 2022 - 28 Mar. 2022

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, 27 Mar. 2022, Poster presentation
25 Mar. 2022 - 28 Mar. 2022

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, 27 Mar. 2022, Poster presentation
25 Mar. 2022 - 28 Mar. 2022

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 04 Nov. 2021, Oral presentation
04 Nov. 2021 - 06 Nov. 2021

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 01 Oct. 2021, Poster presentation
01 Oct. 2021 - 01 Oct. 2021

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 01 Oct. 2021, Poster presentation
01 Oct. 2021 - 01 Oct. 2021

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 25 Sep. 2021, Japanese, Oral presentation
25 Sep. 2021 - 25 Sep. 2021

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　　　　　　　　　　　　　　　
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, 11 Sep. 2021, Oral presentation
11 Sep. 2021 - 11 Sep. 2021

Influence of linker structure of multivalent RGD peptides on the interaction with integrin α_vβ₃ positive tumors　　　　　　　　　　　　　　　
Yuki Mizuno, Kohta Kimura, Satoru Onoe, Miho Shukuri, Yuji Kuge, Hiromichi Akizawa
日本薬学会 第141年会, 27 Mar. 2021, Japanese, Oral presentation
26 Mar. 2021 - 29 Mar. 2021

Synthesis and evaluation of a 99mTc-labeled hexavalent targeting probe from a monovalent ligand for in vivo imaging of saturable systems　　　　　　　　　　　　　　　
MIZUNO Yuki, KOMATSU Nagiho, UEHARA Tomoya, AKIZAWA Hiromichi, ARANO Yasushi
The 3rd International Symposium on Technetium and Other Radiometals in Chemistry and Medicine, 27 Sep. 2018, English, Oral presentation
[International presentation]

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.　　　　　　　　　　　　　　　
Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Tomoya Uehara, Yasushi Arano
THE INTERNATIONAL CHEMICAL CONGRESS OF PACHIFIC BASIN SOCIETIES 2015, Dec. 2015, English, Poster presentation
[International presentation]

Factors affecting radiochemical yields of isonitrile-based ^99mTc-labeled trivalent probes for molecular imaging.　　　　　　　　　　　　　　　
Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Tomoya Uehara, Yasushi Arano
Ninth Japan-China Joint Seminar on Radiopharmaceutical Chemistry, Nov. 2015, English, Oral presentation
[International presentation]

Design of a Trivalent 99mTc-Probe for High Avidity Receptor Targeting and Enhanced Target Uptake.　　　　　　　　　　　　　　　
Yuki Mizuno, Chun-Wei Jen, Hirofumi Hanaoka, Tomoya Uehara, Yasushi Arano
The 21th International Symposium on Radiopharmaceutical Sciences, May 2015, English, Poster presentation
[International presentation]

Development of a New Dosimetry Technique Using Air Dose Rates for Nuclear Medicine Theranostics
Grants-in-Aid for Scientific Research
Apr. 2024 - Mar. 2027
渡邊 史郎, 安井 博宣, 水野 雄貴
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (C), Hokkaido University, 24K10753

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
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
Apr. 2022 - Mar. 2027
水野 雄貴, 上原 知也, 安井 博宣, 西嶋 剣一
日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, Principal investigator, 22H03007

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
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
秋澤 宏行, 上原 知也, 宿里 充穗, 尾江 悟, 水野 雄貴
日本学術振興会, 基盤研究(C), 昭和薬科大学, 22K07677

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
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
01 Apr. 2022 - 31 Mar. 2025
西嶋 剣一, 久下 裕司, 趙 松吉, 水野 雄貴
日本学術振興会, 基盤研究(C), 福島県立医科大学, 22K07800

PET imaging for cancer treatment inducing ferrotosis
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
01 Apr. 2021 - 31 Mar. 2025
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。
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Scientific Research (B), Hokkaido University, 21H02858

Ferroptosis imaging with PET: Challenge to assess vulnerability of atherosclerotic plaques
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
09 Jul. 2021 - 31 Mar. 2024
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。
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory), Hokkaido University, 21K19433

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
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
01 Apr. 2019 - 31 Mar. 2022
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。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 昭和薬科大学, 19K08105

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
科学研究費助成事業 基盤研究(C)
01 Apr. 2017 - 31 Mar. 2022
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。
日本学術振興会, 基盤研究(C), 北海道医療大学, 17K10369

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
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Apr. 2020 - Mar. 2022
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.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Early-Career Scientists, Hokkaido University, Principal investigator, 20K16803

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 Sasakawa Scientific Research Grant
Apr. 2019 - Feb. 2020
MIZUNO Yuki
The Japan Science Society, Principal investigator, Competitive research funding

The development of 99mTc-labeled melanoma targeting imaging agents based on chelation mediated multivalency
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for Research Activity start-up
Aug. 2017 - Mar. 2019
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.
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for Research Activity start-up, Showa Pharmaceutical University, 17H07110

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
Grants-in-Aid for Scientific Research Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Apr. 2014 - Mar. 2017
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。
Japan Society for the Promotion of Science, Grant-in-Aid for JSPS Fellows, Chiba University, 14J04896