JPH1036293A - Saccharide metabolism diagnostic agent - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject diagnostic agent useful for understanding morbid state based on the saccharide metabolism of tumor site(s) in neoplastic diseases, containing a specific glucose derivative as active ingredient. SOLUTION: This diagnostic agent contains a gluocose derivative of the formula [R<1> to R<4> are each H or an acyl; R<5> is X or NHCOR<6> (X is one selected from halogen atom's radioactive isotopes; R<6> is an arylene or 1-3C alkylene)] (pref. 1,3,4,6-tetra-o-acetyl-2-[F-[fluorodeoxyglucose) as an active ingredient. The derivative of the formula is obtained, pref. for example, by acetylating 2-[F-18]fluorodeoxyglucose.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、グルコース誘導体
を有効成分とする糖代謝機能診断剤であって、特に腫瘍
疾患における腫瘍部位の糖代謝機能により病態把握を行
うのに有用な診断薬に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diagnostic agent for a glucose metabolism function comprising a glucose derivative as an active ingredient, and more particularly to a diagnostic agent useful for grasping a disease state by a glucose metabolism function at a tumor site in a tumor disease.

【０００２】[0002]

【従来の技術】ヒトの活動に必要なエネルギーのうち、
特にグルコースは血液からグルコーストランスポーター
（以下GLUTと略す）を介して細胞内に取り込まれ、ヘキ
ソキナーゼによってグルコース-6- リン酸となって代謝
経路に入りアデノシン三リン酸（ATP ）等の高エネルギ
ーリン酸化合物を生成し生体のエネルギーとして用いら
れる。特に脳組織においてはグルコースは唯一の重要な
エネルギーである。脳においては、GLUTの変化は少なく
ヘキソキナーゼの活性が糖代謝の律速段階であるとされ
ている。そこで、脳におけるグルコース代謝の診断は、
脳血液関門の通過およびヘキソキナーゼによる６−リン
酸化合物への代謝がグルコースと同様の挙動を示す放射
性フルオロデオキシグルコースを用いたポジトロンエミ
ッショントモグラフィー（PET ）による診断が行われて
きた。一方腫瘍細胞の如く異常の生じた細胞において
も、必要なエネルギーはグルコースから供給され、糖代
謝に対する血糖値の影響も大きいことが知られている。
しかし、膜輸送およびリン酸化双方の変化がより複雑な
ため、腫瘍の悪性度の一つの指標である成長速度がヘキ
ソキナーゼ活性と正の相関を示すとの報告が多いにも拘
わらず、その病態のFDG による質的診断は困難であると
されてきた。2. Description of the Related Art Among the energy required for human activities,
In particular, glucose is taken from blood into cells via a glucose transporter (hereinafter abbreviated as GLUT), converted into glucose-6-phosphate by hexokinase, enters the metabolic pathway, and contains high-energy phosphorus such as adenosine triphosphate (ATP). It produces an acid compound and is used as energy for living organisms. Glucose is the only important energy, especially in brain tissue. In the brain, GLUT changes are small and hexokinase activity is considered to be the rate-limiting step in glucose metabolism. So, the diagnosis of glucose metabolism in the brain,
Diagnosis has been made by positron emission tomography (PET) using radioactive fluorodeoxyglucose, which shows the same behavior as glucose in transit through the blood-brain barrier and metabolism of 6-phosphate compounds by hexokinase. On the other hand, it is known that even in abnormal cells such as tumor cells, necessary energy is supplied from glucose, and the blood glucose level greatly affects glucose metabolism.
However, due to the more complex changes in both membrane trafficking and phosphorylation, despite the many reports that growth rate, an indicator of tumor malignancy, is positively correlated with hexokinase activity, Qualitative diagnosis by FDG has been difficult.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】2-[F-18]フルオロデオ
キシグルコース（以下FDG と略す）は、糖代謝系におい
てグルコースと同様な挙動を示すことはよく知られてお
り、GLUTを介して細胞内に入り、ヘキソキナーゼによっ
てリン酸化される。一方、FDG をアセチル化した1,3,4,
6-テトラ-O- アセチル-2-[F-18] フルオロデオキシグル
コース（以下AFDGと略す）はGLUTを介さずに細胞内に取
り込まれエステラーゼにより加水分解を受けてFDG とな
り、GLUTを介して細胞内に取り込まれたFDG と同様にヘ
キソキナーゼによってリン酸化を受けることが予想され
ている。これらの挙動を模式的に示すと図８の如く示す
ことができる。本発明者等は、腫瘍細胞内におけるAFDG
とFDG の代謝の挙動を鋭意検討した結果、AFDGがGLUTを
介することなく細胞内に取り込まれ、急速にエステラー
ゼにより加水分解をうけてFDG となり、細胞外のグルコ
ース濃度に関係なくヘキソキナーゼによりリン酸化を受
けることからヘキソキナーゼ活性の変化を知ることがで
きることを見出し本発明を完成した。本発明はGLUTを介
することなく細胞内に取り込まれ、直ちにヘキソキナー
ゼの基質となりグルコースと同様の代謝が行われ、その
代謝におけるヘキソキナーゼ活性を指標とした糖代謝機
能の診断、特に腫瘍疾患における腫瘍部位の糖代謝機能
の病態把握に有用な糖代謝機能診断剤を提供することを
目的とする。It is well known that 2- [F-18] fluorodeoxyglucose (hereinafter abbreviated as FDG) behaves similarly to glucose in a glucose metabolic system, and is known via GLUT. It enters cells and is phosphorylated by hexokinase. On the other hand, acetylated FDG 1,3,4,
6-Tetra-O-acetyl-2- [F-18] fluorodeoxyglucose (hereinafter abbreviated as AFDG) is taken into cells without GLUT and hydrolyzed by esterase to form FDG. It is expected to be phosphorylated by hexokinase in the same manner as FDG incorporated into the cell. These behaviors can be schematically shown in FIG. We have identified AFDG in tumor cells.
After a thorough study of the metabolic behavior of FDG and AFDG, AFDG was taken up into cells without the intervention of GLUT, rapidly hydrolyzed by esterase to FDG, and phosphorylated by hexokinase regardless of the extracellular glucose concentration. Thus, the present inventors have found that a change in hexokinase activity can be known from the treatment, and completed the present invention. The present invention is taken up into cells without GLUT, immediately becomes a substrate for hexokinase, performs the same metabolism as glucose, and diagnoses the sugar metabolism function using the hexokinase activity in the metabolism as an index. An object of the present invention is to provide a sugar metabolism function diagnostic agent useful for grasping the pathological state of the sugar metabolism function.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、下記式Ｉで表
されるグルコース誘導体を有効成分とする糖代謝機能診
断剤である。The present invention relates to a diagnostic agent for glucose metabolism function comprising a glucose derivative represented by the following formula I as an active ingredient.

【化２】 （但し、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ は、水素原子またはア
シル基であり、各々同一または異なっていてもよい。ア
シル基は炭素数２〜８であり、かつＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、
Ｒ⁴ のうち少なくとも１は、アシル基である。Ｒ⁵ はＸ
またはＮＨＣＯＲ⁶ Ｘのいずれかを表し、Ｘはハロゲン
原子の放射性同位体から選ばれる一つであり、Ｒ⁶ はア
リーレン基または炭素数１〜３のアルキレン基よりなる
群から選ばれる一つである。） 本発明の他の態様は、上記グルコース誘導体に対するヘ
キソキナーゼ活性を指標として、糖代謝機能または腫瘍
の病態把握を行う糖代謝機能診断剤としてのグルコース
誘導体の使用である。Embedded image (However, R ¹ , R ² , R ³ , and R ⁴ are a hydrogen atom or an acyl group, which may be the same or different. The acyl group has 2 to 8 carbon atoms, and R ¹ , R ² , R ³ ,
At least one of R ⁴ is an acyl group. R ⁵ is X
Or NHCOR ⁶ X, wherein X is one selected from radioisotopes of halogen atoms, and R ⁶ is one selected from the group consisting of an arylene group or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. . Another aspect of the present invention is the use of a glucose derivative as a diagnostic agent for a glucose metabolism function for grasping a glucose metabolism function or a tumor condition using the hexokinase activity for the glucose derivative as an index.

【０００５】[0005]

【発明の実施の形態】本発明によるグルコース誘導体
は、GLUTを介さずに細胞内に入りヘキソキナーゼの基質
となってグルコースと同様の代謝挙動を示す。その結果
生成する代謝物のうち、リン酸化されたグルコース誘導
体の量を測定することにより、ヘキソキナーゼの活性を
知ることができ、そのヘキソキナーゼ活性を指標として
糖代謝機能の把握、さらには腫瘍の悪性度や成長速度、
即ち腫瘍の病態を把握することができる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The glucose derivative according to the present invention enters a cell without GLUT and serves as a substrate for hexokinase, exhibiting the same metabolic behavior as glucose. By measuring the amount of the phosphorylated glucose derivative among the metabolites generated as a result, the activity of hexokinase can be known, the glucose metabolism function can be grasped using the hexokinase activity as an index, and further, the malignancy of the tumor And growth rate,
That is, the pathological condition of the tumor can be grasped.

【０００６】FDG とAFDGの腫瘍細胞LS180 への集積を比
較したのが図１である。FDG はほぼ直線的に集積増加す
るのに対して、AFDGは非直線的に急速に細胞内に集積
し、60分後にはFDG に比べて約３倍以上の高い集積を示
す。さらにAFDGの細胞内への集積に対する温度の影響を
見ると（図２）、60分間インキュベーションしたものに
おいて、4 ℃という低温では37℃の場合の約1/4 の集積
となり、AFDGの集積には温度依存性があることがわか
る。さらに、AFDGの投与量を変化させたときのAFDGの細
胞内集積量の変化（図３）によれば、AFDGの腫瘍細胞へ
の集積は、AFDGの投与量の増加に応じて増加している。
AFDGのエステラーゼによる加水分解が代謝の律速段階に
なっているならば、その段階でAFDGの投与量に依存した
集積速度の低下が生じるはずであるが、実際にはそのよ
うな結果にならず、エステラーゼはAFDGの腫瘍細胞への
集積を制限するものではないことは明らかである。FIG. 1 compares the accumulation of FDG and AFDG in tumor cells LS180. While FDG increases almost linearly, AFDG rapidly and non-linearly accumulates in the cells, and after 60 minutes, shows about three times higher accumulation than FDG. Looking at the effect of temperature on the accumulation of AFDG in cells (Fig. 2), after 60 minutes of incubation, at a low temperature of 4 ° C, the accumulation was about 1/4 of that at 37 ° C. It turns out that there is a temperature dependency. Furthermore, according to the change in the amount of intracellular accumulation of AFDG when the dose of AFDG is changed (FIG. 3), the accumulation of AFDG in tumor cells increases as the dose of AFDG increases. .
If hydrolysis of AFDG by esterase is the rate-limiting step in metabolism, a dose-dependent decrease in the rate of accumulation of AFDG should occur at that step, but in practice this is not the case. It is clear that esterases do not limit the accumulation of AFDG in tumor cells.

【０００７】AFDGは、細胞外の媒液中では安定であるに
も拘わらず細胞内に取込まれると急速にエステラーゼに
より加水分解を受けてFDG に変換される。このことは図
４に示したAFDGの代謝実験で確認された。AFDGの細胞内
への取込み後５分ではその加水分解物であるFDG 及びFD
G の代謝物であるFDG の６−リン酸化物（以下FDG-6Pと
略す）は殆ど存在しないが、その後にFDG-6Pの集積が時
間と共に直線的に増加するのに対して、AFDGとFDG の集
積はほぼ横這いを示している。AFDG is stable in an extracellular medium, but is rapidly hydrolyzed by esterase to be converted to FDG when taken up into cells. This was confirmed in the metabolism experiment of AFDG shown in FIG. Five minutes after the incorporation of AFDG into cells, the hydrolyzates FDG and FD
FDG 6-phosphate (hereinafter abbreviated as FDG-6P), which is a metabolite of G, is almost nonexistent. After that, accumulation of FDG-6P increases linearly with time, whereas AFDG and FDG Accumulation is almost leveling off.

【０００８】FDG 又はAFDGの腫瘍細胞への集積が、細胞
外の媒体中のグルコース濃度の影響を受けるかどうかに
ついて検討した結果が図５である。FDG を投与したと
き、媒体中のグルコース濃度を２倍にすると細胞内への
FDG の集積は減少し、同時にFDG-6Pの生成量も減少す
る。一方AFDGを投与したとき、媒体中のグルコース濃度
を２倍にしても細胞内へのFDG （AFDGの加水分解物）の
集積およびFDG-6Pの生成には変化が見られない。即ち、
AFDGの加水分解により生じたFDG は細胞外の媒体中のグ
ルコース濃度に関係なくヘキソキナーゼによってリン酸
化を受ける。FIG. 5 shows the results of an investigation as to whether the accumulation of FDG or AFDG in tumor cells is affected by the glucose concentration in the extracellular medium. When FDG is administered, doubling the concentration of glucose in the medium will
FDG accumulation is reduced, and at the same time FDG-6P production is reduced. On the other hand, when AFDG was administered, no change was observed in the accumulation of FDG (hydrolyzate of AFDG) and the production of FDG-6P in cells even if the glucose concentration in the medium was doubled. That is,
FDG produced by hydrolysis of AFDG is phosphorylated by hexokinase regardless of the glucose concentration in the extracellular medium.

【０００９】AFDG投与量がごく微量（５μCi＝10μM ）
であること、AFDG投与により生じたFDG が細胞内に滞留
すること（図４）から、細胞内に取り込まれたAFDGの加
水分解速度はAFDG代謝の律速段階ではないことがわか
る。FDG の細胞への出入りはGLUTを介して行われるた
め、細胞内FDG の濃度の方が常に高い状態では、AFDGか
ら生じたFDG の細胞外媒体中への流出はあるが、再び細
胞内へ入ってくることはない。これらのことから、AFDG
の細胞内集積はヘキソキナーゼ活性に依存して変化する
と考えられる。A very small dose of AFDG (5 μCi = 10 μM)
The fact that FDG generated by AFDG administration stays in the cells (FIG. 4) indicates that the rate of hydrolysis of AFDG incorporated into the cells is not the rate-determining step of AFDG metabolism. Since FDG enters and exits the cell via the GLUT, if the concentration of intracellular FDG is always higher, the FDG generated from AFDG flows out into the extracellular medium but enters the cell again. Will not come. From these facts, AFDG
Is believed to change depending on hexokinase activity.

【００１０】AFDG投与時にはグルコースの集積は阻害さ
れないことから、本実験で用いたAFDG投与量は糖代謝に
は何ら影響を与えない。投与後60分におけるAFDGのLS18
0 細胞へ集積はFDG の集積と比較して約3.3 倍高い価を
示すこと（図１）、AFDG投与後60分の FDG-6P 生成量
は、細胞内の全放射能の約50% 近くを占め、FDG 投与後
60分のFDG-6P生成量よりかなり多い（1.63倍）こと（図
４、図９）、又グルコース濃度のAFDGの集積に関する影
響を検討した実験では、代謝物のFDG-6Pの生成量には全
く変化は見られないこと（図５）等から、FDG-6Pの生成
量がFDG のリン酸化段階までの取込み経路の違い、即ち
GLUTを介するか否かにより異なることが分かる。[0010] Since the accumulation of glucose is not inhibited when AFDG is administered, the dose of AFDG used in this experiment has no effect on glucose metabolism. AFDG LS18 60 min after administration
0 Accumulation in cells shows a value about 3.3 times higher than FDG accumulation (Fig. 1), and the amount of FDG-6P produced 60 minutes after AFDG administration is about 50% of total intracellular radioactivity. Occupancy, after FDG administration
The amount of FDG-6P produced was significantly higher (1.63 times) than the amount of FDG-6P produced at 60 minutes (Figs. 4 and 9). From the fact that there is no change (Fig. 5), the amount of FDG-6P produced differs depending on the uptake pathway up to the FDG phosphorylation stage.
It can be seen that it differs depending on whether or not via GLUT.

【００１１】ヘキソキナーゼの阻害剤であるヨードアセ
テート（以下IAA と略す）を用いてヘキソキナーゼを阻
害し、FDG とAFDGの集積変化を調べた結果（図６）、AF
DGの集積は大きく低下し、AFDGの細胞内集積はヘキソキ
ナーゼの活性低下に大きく影響されることがわかった。
一方FDG 投与時のFDG の集積も大きく低下したことから
わかるように、IAA は、ヘキソキナーゼ活性をGLUTのFD
G 取り込み能力以下にまで大きく低下させる。このこと
はFDG の集積、代謝の過程の律速段階がGLUTによる輸送
からヘキソキナーゼ活性に変動したことを示すものであ
る。[0012] Hexokinase was inhibited using iodoacetate (hereinafter abbreviated as IAA), which is a hexokinase inhibitor, and changes in the accumulation of FDG and AFDG were examined (FIG. 6).
It was found that the accumulation of DG was greatly reduced, and the intracellular accumulation of AFDG was greatly affected by the decrease in hexokinase activity.
On the other hand, as can be seen from the fact that the accumulation of FDG during FDG administration also decreased significantly, IAA
G Significantly reduced to below incorporation capacity. This indicates that the rate-limiting step of FDG accumulation and metabolism changed from GLUT transport to hexokinase activity.

【００１２】ミトコンドリア脱共役剤2,4-ジニトロフェ
ノール（以下DNP と略す）は、正常細胞に対して、一過
性の細胞内ATP の低下を引き金としてGLUTの細胞膜上へ
の発現を引き起こすことが知られているが、腫瘍細胞に
おいても同様の効果を示すことはまだ確認されていな
い。そこで、DNP 処理した腫瘍細胞においてサイトカラ
シンＢによるGULTの阻害のあり、なし、それぞれのケー
スについて[H-3]-3-O-メチルグルコースの輸送を調べ
た。[H-3]-3-O-メチルグルコースは、細胞内に取り込ま
れた後、リン酸化等の代謝を受けないD-グルコースの誘
導体であり、GLUTの輸送能を調べる実験において好適に
用いられる。DNP で処理を行った場合、DNPで処理を行
わない場合に比べて、約70% の[H-3]-3-O-メチルグルコ
ースの集積上昇が見られ（表１）、DNP 処理によって細
胞膜上に発現するGLUT量が70％増加したと考えられる。
この増加量は、正常細胞で報告されている量よりもはる
かに少ない。これはもともと腫瘍細胞に発現しているGL
UTの量が正常細胞に比してはるかに大きいためである。
このように腫瘍細胞膜上へのGLUTの発現を上昇させた場
合、FDG の取込みは約80％上昇したが、AFDGより生成す
るFDG-6Pは約20％減少した（図７）。このことより、腫
瘍細胞においてAFDG由来のFDG は、GLUTの発現量が増加
してグルコースの取り込みが活発になる結果集積したグ
ルコースと拮抗し、AFDGより生成するFDG-6Pが減少する
と考えられる。[0012] The mitochondrial uncoupler 2,4-dinitrophenol (hereinafter abbreviated as DNP) can cause the expression of GLUT on the cell membrane by triggering a transient decrease in intracellular ATP in normal cells. Although it is known, it has not yet been confirmed that a similar effect is exerted on tumor cells. Therefore, GNP was inhibited by cytochalasin B in tumor cells treated with DNP, and transport of [H-3] -3-O-methylglucose was examined in each case. [H-3] -3-O-methylglucose is a derivative of D-glucose that is not subject to metabolism such as phosphorylation after being taken up into cells, and is suitably used in experiments for examining the transport ability of GLUT. . When treated with DNP, the accumulation of [H-3] -3-O-methylglucose was increased by about 70% compared with the case without treatment with DNP (Table 1). It is considered that the amount of GLUT expressed above increased by 70%.
This increase is much less than that reported for normal cells. This is GL originally expressed in tumor cells
This is because the amount of UT is much larger than that of normal cells.
When the expression of GLUT on the tumor cell membrane was increased in this way, FDG uptake increased by about 80%, but FDG-6P produced from AFDG decreased by about 20% (FIG. 7). This suggests that AFDG-derived FDG in tumor cells antagonizes accumulated glucose as a result of increased GLUT expression and increased glucose uptake, and decreases FDG-6P produced from AFDG.

【００１３】以上述べたように、グルコース代謝の律速
段階は、その細胞におけるGLUT発現量とヘキソキナーゼ
活性のいずれかに依存し、細胞の病態によってGLUTによ
る輸送段階とヘキソキナーゼによる代謝の段階との間で
変動することが明らかになった。即ち、腫瘍においては
FDG の投与時のFDG の集積量はヘキソキナーゼによるリ
ン酸化能力そのものを反映せず、GLUTによる取込みによ
って制限を受け、GLUTによるFDG の輸送が解糖系の律速
段階と考えられる。これらの検討から、FDG はGLUTを介
して細胞内に取り込まれ、ヘキソキナーゼによりFDG-6P
に代謝されるのに対して、AFDGはGLUTを介さずに単純拡
散によって取込まれ、ヘキソキナーゼ活性に依存してFD
G-6Pに代謝されると考えられる。即ち、AFDGは次のよう
な細胞内集積メカニズムを有すると考えられる。 i ） 細胞内には単純拡散により取り込まれ、GLUTを介
さない。 ii） 細胞内に取り込まれたAFDGのアセチル基は急速に
加水分解されFDG を生ずるが、その速度はFDG のリン酸
化速度よりも高い。 iii ）生じたFDG はヘキソキナーゼによりリン酸化を受
ける。 iv） 60分後には、細胞内に存在するAFDG、FDG 、FDG-
6Pのうちの約50％が最終代謝物であるFDG-6Pである。As described above, the rate-limiting step of glucose metabolism depends on either the GLUT expression level in the cell or the hexokinase activity, and depends on the pathological state of the cell between the GLUT transport step and the hexokinase metabolism step. It was found to fluctuate. That is, in tumors
The amount of FDG accumulation upon administration of FDG does not reflect the phosphorylation ability itself by hexokinase, but is limited by the uptake by GLUT, and FDG transport by GLUT is considered to be the rate-limiting step in the glycolysis. From these studies, FDG was taken up into cells via GLUT, and FDG-6P
AFDG is taken up by simple diffusion without GLUT, and depends on hexokinase activity.
It is considered to be metabolized to G-6P. That is, AFDG is considered to have the following intracellular accumulation mechanism. i) It is taken into cells by simple diffusion and does not pass through GLUT. ii) The acetyl group of AFDG incorporated into cells is rapidly hydrolyzed to produce FDG, which is faster than the phosphorylation rate of FDG. iii) The resulting FDG is phosphorylated by hexokinase. iv) After 60 minutes, AFDG, FDG, FDG-
About 50% of the 6P is FDG-6P, the final metabolite.

【００１４】このようにAFDGはGLUTの発現量とは関係な
く、細胞内に取込まれて急速にFDGに加水分解され、ヘ
キソキナーゼの基質となりヘキソキナーゼによるリン酸
化過程を律速段階とした糖代謝が行われる。したがって
AFDGは、糖代謝の律速段階がGLUTによる輸送とヘキソキ
ナーゼによるリン酸化との間で変動するような複雑な病
態においてもGLUTの影響を受けないので、PET を用いた
ヒトの腫瘍病態把握に極めて有効な診断剤として利用し
うることが明らかとなった。Thus, regardless of the expression level of GLUT, AFDG is taken up into cells and rapidly hydrolyzed to FDG, becomes a substrate for hexokinase, and performs sugar metabolism at the rate-limiting step of phosphorylation by hexokinase. Will be Therefore
AFDG is extremely effective in understanding the pathogenesis of human tumors using PET, since it is not affected by GLUT even in complicated conditions in which the rate-limiting step of glucose metabolism fluctuates between transport by GLUT and phosphorylation by hexokinase. It has been clarified that it can be used as a novel diagnostic agent.

【００１５】本発明において用いられるグルコース誘導
体は、GLUTの発現量とは関係なく細胞内に取り込まれる
ものが用いられる。式ＩにおいてＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ
⁴ は水素またはアシル基でそのうち少なくとも一つはア
シル基である。アシル基としてはアセチル基、プロピオ
ニル基、ブチリル基、ベンゾイル基等が挙げられ、アセ
チル基は最も好適に用いられる。ハロゲン原子の放射性
同位体としてはフッ素、臭素、ヨウ素の放射性同位体が
好適で、中でもフッ素の放射性同位体が好ましい。ハロ
ゲン原子の放射性同位体は２位の位置に直接標識してよ
いが、グルコース誘導体の一つであるグルコサミンにア
ミド結合を介して付加してもよい。即ち、Ｒ⁵ として−
ＮＨＣＯＲ⁶ Ｘを用いることができる。Ｒ⁶ としては、
アルキレン基またはアリーレン基が用いられ、アルキレ
ン基としてメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、
アリーレン基としてはフェニレン基が挙げられる。Ｒ⁶
がフェニレン基の場合、ハロゲン原子Ｘはアミド結合に
対してオルソ、メタ、パラのいずれの位置に結合しても
よいが、好ましくはメタ又はパラ位である。[0015] As the glucose derivative used in the present invention, one that is taken up into cells regardless of the expression level of GLUT is used. In formula I, R ¹ , R ² , R ³ , R
⁴ is hydrogen or an acyl group, at least one of which is an acyl group. Examples of the acyl group include an acetyl group, a propionyl group, a butyryl group, and a benzoyl group, and the acetyl group is most preferably used. As the radioisotope of the halogen atom, radioisotopes of fluorine, bromine and iodine are preferable, and among them, the radioisotope of fluorine is preferable. The radioisotope of the halogen atom may be directly labeled at the 2-position, or may be added to glucosamine, one of the glucose derivatives, via an amide bond. In other words, as the R ⁵ -
NHCOR ⁶ X can be used. As R ⁶ ,
An alkylene group or an arylene group is used, and a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group,
Arylene groups include phenylene groups. R ⁶
Is a phenylene group, the halogen atom X may be bonded to any of ortho, meta and para positions with respect to the amide bond, but is preferably at the meta or para position.

【００１６】具体的には、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル
-2- フルオロデオキシグルコース、1,3,4-トリ-O- アセ
チル-2- フルオロデオキシグルコース、1,3,4-トリ-O-
アセチル-6-O- ブチリル-2- フルオロデオキシグルコー
ス、6-O-アセチル-2- フルオロデオキシグルコース、1,
3-ジ-O- アセチル-6-O- ブチリル-2- フルオロデオキシ
グルコース、1-O-ベンゾイル-2- フルオロデオキシグル
コース、3,4,6-トリ-O- アセチル-2- フルオロデオキシ
グルコース、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-N-（フルオ
ロベンゾイル）- グルコサミン、1,3,4,6-テトラ-O- ア
セチル-N- （フルオロアセチル）- グルコサミン、1,3,
4,6-テトラ-O- アセチル-N- （フルオロブチリル）- グ
ルコサミン、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-2- ブロモデ
オキシグルコース、1,3,4-トリ-O- アセチル-2- ブロモ
デオキシグルコース、1,3,4-トリ-O- アセチル-6-O- ブ
チリル-2- ブロモデオキシグルコース、6-O-アセチル-2
-ブロモデオキシグルコース、1,3-ジ-O- アセチル-6-O-
ブチリル-2- ブロモデオキシグルコース、1-O-ベンゾ
イル-2- ブロモデオキシグルコース、3,4,6-トリ-O- ア
セチル-2- ブロモデオキシグルコース、1,3,4,6-テトラ
-O- アセチル-N- （ブロモベンゾイル）- グルコサミ
ン、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-N- （ブロモアセチ
ル）- グルコサミン、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-N-
（ブロモブチリル）- グルコサミン、1,3,4,6-テトラ-O
- アセチル-2- ヨードデオキシグルコース、1,3,4-トリ
-O- アセチル-2- ヨードデオキシグルコース、1,3,4-ト
リ-O- アセチル-6-O- ブチリル-2- ヨードデオキシグル
コース、6-O-アセチル-2- ヨードデオキシグルコース、
1,3-ジ-O- アセチル-6-O- ブチリル-2- ヨードデオキシ
グルコース、1-O-ベンゾイル-2- ヨードデオキシグルコ
ース、3,4,6-トリ-O- アセチル-2- ヨードデオキシグル
コース、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-N- （ヨードベン
ゾイル）- グルコサミン、1,3,4,6-テトラ-O- アセチル
-N- （ヨードアセチル）- グルコサミン、1,3,4,6-テト
ラ-O- アセチル-N- （ヨードブチリル）- グルコサミン
等及びその他のハロゲン放射性同位体置換化合物が挙げ
られる。中でも1,3,4,6-テトラ-O- アセチル-[F-18] フ
ルオロデオキシグルコースが好ましい。Specifically, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl
-2-fluorodeoxyglucose, 1,3,4-tri-O-acetyl-2-fluorodeoxyglucose, 1,3,4-tri-O-
Acetyl-6-O-butyryl-2-fluorodeoxyglucose, 6-O-acetyl-2-fluorodeoxyglucose, 1,
3-di-O-acetyl-6-O-butyryl-2-fluorodeoxyglucose, 1-O-benzoyl-2-fluorodeoxyglucose, 3,4,6-tri-O-acetyl-2-fluorodeoxyglucose, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-N- (fluorobenzoyl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-N- (fluoroacetyl) -glucosamine, 1,3,
4,6-tetra-O-acetyl-N- (fluorobutyryl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-2-bromodeoxyglucose, 1,3,4-tri-O- Acetyl-2-bromodeoxyglucose, 1,3,4-tri-O-acetyl-6-O-butyryl-2-bromodeoxyglucose, 6-O-acetyl-2
-Bromodeoxyglucose, 1,3-di-O-acetyl-6-O-
Butyryl-2-bromodeoxyglucose, 1-O-benzoyl-2-bromodeoxyglucose, 3,4,6-tri-O-acetyl-2-bromodeoxyglucose, 1,3,4,6-tetra
-O-Acetyl-N- (bromobenzoyl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-N- (bromoacetyl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl -N-
(Bromobutyryl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O
-Acetyl-2-iododeoxyglucose, 1,3,4-tri
-O-acetyl-2-iododeoxyglucose, 1,3,4-tri-O-acetyl-6-O-butyryl-2-iododeoxyglucose, 6-O-acetyl-2-iododeoxyglucose,
1,3-di-O-acetyl-6-O-butyryl-2-iododeoxyglucose, 1-O-benzoyl-2-iododeoxyglucose, 3,4,6-tri-O-acetyl-2-iododeoxy Glucose, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-N- (iodobenzoyl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl
-N- (iodoacetyl) -glucosamine, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl-N- (iodobutyryl) -glucosamine, and other halogen radioisotope-substituted compounds. Among them, 1,3,4,6-tetra-O-acetyl- [F-18] fluorodeoxyglucose is preferable.

【００１７】本発明によるグルコース誘導体は、薬学的
に許容される添加物と混合することにより診断剤に調製
することができる。かかる添加物としては、薬学的に許
容されるアスコルビン酸、P-アミノ安息香酸等の安定化
剤、塩酸、水酸化ナトリウム等のｐＨ調整剤、リン酸緩
衝液等の適当な緩衝剤、生理食塩水等の等張剤等があげ
られる。本発明による糖代謝診断剤は、ボーラス投与に
よる静脈注射等の一般的に用いられる非経口投与手段に
より投与することができ、その投与量は患者の体重、年
齢、性別その他放射線イメージング装置等の諸条件を考
慮して決定される。ヒトを対象とする場合、37MBq 〜55
5MBqであり、好ましくは111MBq〜370MBqである。The glucose derivative according to the present invention can be prepared as a diagnostic agent by mixing with a pharmaceutically acceptable additive. Examples of such additives include pharmaceutically acceptable stabilizers such as ascorbic acid and P-aminobenzoic acid, pH adjusters such as hydrochloric acid and sodium hydroxide, suitable buffers such as phosphate buffers, and physiological saline. And isotonic agents such as water. The diagnostic agent for glucose metabolism according to the present invention can be administered by commonly used parenteral administration means such as intravenous injection by bolus administration. Determined in consideration of conditions. 37MBq to 55 for human
It is 5 MBq, preferably 111 MBq to 370 MBq.

【００１８】[0018]

【実施例】以下に本発明について、実施例によりさらに
具体的に説明する。また、実施例に用いたFDG 、AFDGの
合成、分析方法および腫瘍細胞の培養方法を参考例に示
す。また、GLUTの細胞膜上への発現を引き起こすDNP の
腫瘍細胞への影響を検討した実験の結果も参考例に示
す。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In addition, FDG and AFDG synthesis and analysis methods and tumor cell culture methods used in Examples are shown in Reference Examples. The results of experiments examining the effect of DNP, which causes GLUT on the cell membrane, on tumor cells are also shown in Reference Examples.

【００１９】（参考例１） FDG 、AFDGの合成 FDG 、AFDGの合成はFDG 自動合成装置（NKK 社製）を用
いて、Hamacherらによって報告されている方法で行った
（J. Nucl. Med. 27, 235-238, 1986 ）。医療用小型サ
イクロトロン（NKK 社製）を用いて、[O-18]H₂O より¹⁸
O （p,n ）¹⁸F反応によりF-18イオンを得て、26mgのア
ミノポリエーテルカリウム錯体（Kriptofix2.2.2）を含
有するアセトニトリル溶液を加え、反応容器にて混ぜ合
わせた。その混合液を蒸発乾固し、20mgの1,3,4,6-テト
ラアセチル-2-O- トリフルオロメタンスルフォニル- β
-D- マンノピラノース（トリフレート）にアセトニトリ
ル溶液を加え、5 分間置換反応を行った。反応終了時、
水を加え、その溶液をSep-pakC18カラムに通すことによ
り反応物を精製した。Sep-pakC18カラムよりアセトニト
リルで抽出した反応物を含む溶液を２回蒸発乾固させ、
AFDGの合成には蒸発乾固した反応物に2ml のジメチルス
ルホオキシド（DMSO）を加え合成を終了した。FDG の合
成には蒸発乾固した反応物に３mlの2N塩酸を加え、130
℃で５分間加水分解反応を行った。さらに、イオン遅滞
樹脂カラムを通し、蒸発乾固により溶媒を水に替えてFD
G の合成を終了した。Reference Example 1 Synthesis of FDG and AFDG The synthesis of FDG and AFDG was carried out using an automatic FDG synthesizer (manufactured by NKK) according to the method reported by Hamacher et al. (J. Nucl. Med. 27 , 235-238, 1986). Using medical cyclotron (NKK Corp.), [O-18] H 2 O from ¹⁸
O (p, n) ¹⁸ to obtain the F-18 ion by F reaction, it was added an acetonitrile solution containing amino polyether potassium complex 26mg (Kriptofix2.2.2), were combined in a reaction vessel. The mixture was evaporated to dryness and 20 mg of 1,3,4,6-tetraacetyl-2-O-trifluoromethanesulfonyl-β
-D- Acetonitrile solution was added to mannopyranose (triflate), and a substitution reaction was performed for 5 minutes. At the end of the reaction,
The reaction was purified by adding water and passing the solution through a Sep-pak C18 column. The solution containing the reaction product extracted with acetonitrile from the Sep-pak C18 column was evaporated to dryness twice,
For the synthesis of AFDG, 2 ml of dimethylsulfoxide (DMSO) was added to the reaction product evaporated to dryness to complete the synthesis. For the synthesis of FDG, 3 ml of 2N hydrochloric acid was added to the reaction product which was evaporated to dryness, and the reaction mixture was treated with
The hydrolysis reaction was performed at 5 ° C. for 5 minutes. In addition, pass through an ion-delay resin column and evaporate to dryness to change the solvent to water.
Finished synthesis of G.

【００２０】（参考例２） FDG 、AFDGの分析 FDG 、AFDGは炭水化物分析用カラム（WATERS, 3.9 ×30
0mm , アセトニトリル／水＝95/5、流速2ml/min ）を用
いたラジオ高速液体クロマトグラフィーにより、放射性
純度を確認した。FDG 、AFDGはおよそ、流量4.1ml およ
び2.5ml にピークが検出された。(Reference Example 2) Analysis of FDG and AFDG FDG and AFDG were carbohydrate analysis columns (WATERS, 3.9 × 30).
Radioactive high-performance liquid chromatography using 0 mm, acetonitrile / water = 95/5, flow rate 2 ml / min) confirmed the radioactive purity. For FDG and AFDG, peaks were detected at flow rates of approximately 4.1 ml and 2.5 ml.

【００２１】（参考例３） 腫瘍細胞の培養方法 細胞培養ヒト大腸ガン細胞LS180 を、10％牛胎児血清を
含むRPMI1640（GIBCO-BRL ）により10cmシャーレを用い
て細胞培養を行って用いた。Reference Example 3 Culture Method of Tumor Cells Cell culture human colon cancer cells LS180 were used by performing cell culture using RPMI1640 (GIBCO-BRL) containing 10% fetal calf serum in a 10 cm petri dish.

【００２２】（参考例４）3-OMG の取込速度におけるDN
P の影響の検討 [H-3] -3-O- メチルグルコース（3-OMG ）の非特異的結
合を除いた細胞内取込を調べるために通常サイトカラシ
ンＢが用いられる。10⁶ 個のLS180 細胞を24穴プレート
にて200 μMDNPを含む培養液でインキュベートした後、
その培養液をそれぞれ、５μCi3-OMG 、200 μMDNPを含
み、 さらに50μM サイトカラシンＢを加えた培養液およ
び、サイトカラシンＢを加えない培養液に変え、60秒間
インキュベートした。その後、直ちに培養液を除き、0.
1mM フロレチンを含む冷PBS で3回洗浄後、0.2NNaOH溶
液500 μl で細胞を溶解した。溶解後200 μl は、タン
パク定量に用い、残りの300 μl をシンチレーターと混
合し、液体シンチレーションカウンター（LSC5000 、ア
ロカ社製）にて、放射能を測定した。サイトカラシンＢ
によって阻害を受けうる3-OMG の取込量は、サイトカラ
シンＢ非存在下の、3-OMG 取込のプレート10穴の平均の
差から積算した。実験結果を表１に示す。腫瘍細胞にお
いてもDNP 処理によりGLUTの発現量は増加し、その増加
率はDNP処理を行わないときに対して1.7 倍であった。(Reference Example 4) DN at 3-OMG uptake speed
Examination of the effect of P Cytochalasin B is usually used to examine the cellular uptake of non-specific binding of [H-3] -3-O-methylglucose (3-OMG). After incubating 10 ⁶ LS180 cells in a culture medium containing 200 μMDNP in a 24-well plate,
The culture solution was changed to a culture solution containing 5 μCi3-OMG and 200 μMDNP and further containing 50 μM cytochalasin B and a culture solution not containing cytochalasin B, and incubated for 60 seconds. After that, remove the culture solution immediately and
After washing three times with cold PBS containing 1 mM phloretin, the cells were lysed with 500 μl of 0.2 N NaOH solution. After dissolution, 200 μl was used for protein quantification, the remaining 300 μl was mixed with a scintillator, and the radioactivity was measured with a liquid scintillation counter (LSC5000, manufactured by Aloka). Cytochalasin B
The uptake of 3-OMG that could be inhibited by the above was integrated from the average difference of 10 wells of 3-OMG uptake in the absence of cytochalasin B. Table 1 shows the experimental results. DNP treatment also increased the expression of GLUT in tumor cells, and the rate of increase was 1.7 times that in the absence of DNP treatment.

【００２３】[0023]

【表１】 ─────────────────────────────────── [H-3]3-OMGの集積（dpm/min/100 μg protein ） ──────────────────────── コントロール DNP 処理 ─────────────────────────────────── サイトカラシンＢ なし 3235±307 4763±669 あり 1511±231 1303±229 差 2014（1.00） 3460（1.71） ───────────────────────────────────[Table 1] 集 積 [H-3] 3-OMG accumulation ( dpm / min / 100 μg protein) ──────────────────────── Control DNP treatment ─────────────── ──────────────────── Cytochalasin B Without 3235 ± 307 4763 ± 669 With 1511 ± 231 1303 ± 229 Difference 2014 (1.00) 3460 (1.71) ──── ───────────────────────────────

【００２４】（実施例１） 腫瘍細胞LS180 におけるFD
G およびAFDG集積の検討実験１： LS180細胞をトリプシンによりシャーレよりは
がし、20×10⁴cells/ml の濃度で24穴プレートに蒔き、
24時間後に取込み実験を行った。FDG 、AFDGをそれぞれ
５μCi投与し、それぞれ２、５、10、30、60分間インキ
ュベートした。インキュベート後、培養液を取り除き、
リン酸緩衝生理食塩液（PBS ）にて２回洗浄後、500 μ
l の0.2NNaOH溶液で細胞を溶解した。溶解後の放射能を
オートウエルガンマーカウンター（ARC -2000 、アロカ
社製）にて測定した。結果を図１に示す。FDG がほぼ直
線的に集積増加するのに対して、AFDGは非直線的に急速
に細胞内に集積し、60分後にはFDG に比して約3 倍以上
の高い集積を示した。(Example 1) FD in tumor cell LS180
Investigation of G and AFDG accumulation Experiment 1: LS180 cells were detached from a petri dish with trypsin, and seeded on a 24-well plate at a concentration of 20 × 10 ⁴ cells / ml.
Uptake experiments were performed 24 hours later. FDG and AFDG were each administered at 5 μCi and incubated for 2, 5, 10, 30, and 60 minutes, respectively. After incubation, remove the culture solution,
After washing twice with phosphate buffered saline (PBS),
Cells were lysed with l of 0.2 N NaOH solution. The radioactivity after dissolution was measured with an autowell gamma counter (ARC-2000, manufactured by Aloka). The results are shown in FIG. While FDG increased almost linearly, AFDG rapidly and non-linearly accumulated in the cells, and after 60 minutes, showed about 3 times higher accumulation than FDG.

【００２５】実験２：AFDGの細胞内集積の温度依存性を
検討するために、実験１とは別の取込み実験を行った。
細胞を1 ×10⁶cells/ml の濃度で培養液に懸濁させ、1m
l ごとに分けて、15分間4 ℃および37℃でインキュベー
トした。その後、５μCiのAFDGを加え、それぞれ２、
５、10、30、60分間インキュベートした。各々の時間に
細胞を遠心分離器によりぺレットにし、冷PBS にて洗浄
した。２回洗浄した後、ぺレットを0.2NNaOH溶液で溶解
し、溶解後の放射能を測定した。結果を図２に示す。投
与後60分におけるAFDGの集積は4 ℃の場合でも、37℃の
場合の約1/4 程度みられた。このことから、AFDGの細胞
内への集積は温度依存性があることが示唆された。 Experiment 2: In order to examine the temperature dependence of intracellular accumulation of AFDG, an uptake experiment different from Experiment 1 was performed.
Suspend cells in culture at a concentration of 1 × 10 ⁶ cells / ml,
Incubated at 4 ° C and 37 ° C for 15 minutes. Then, 5 μCi of AFDG was added, and 2,
Incubated for 5, 10, 30, and 60 minutes. At each time the cells were pelleted with a centrifuge and washed with cold PBS. After washing twice, the pellet was dissolved in a 0.2NNaOH solution, and the radioactivity after dissolution was measured. The results are shown in FIG. AFDG accumulation at 60 minutes after administration was about 1/4 of that at 37 ° C even at 4 ° C. This suggested that the accumulation of AFDG into cells was temperature-dependent.

【００２６】実験３：同様にして培養液へのAFDGの投与
量を変化させたときのAFDGの細胞内集積量に対する影響
を調べた。結果を図３に示す。AFDGの腫瘍細胞への集積
はAFDGの投与量の増加に応じて増加している。この結果
より、AFDGの代謝の律速段階がエステラーゼによる加水
分解ではないことが明らかとなった。 Experiment 3: In the same manner, the effect of changing the dose of AFDG to the culture solution on the amount of intracellular accumulation of AFDG was examined. The results are shown in FIG. Accumulation of AFDG in tumor cells increases with increasing doses of AFDG. These results revealed that the rate-limiting step of AFDG metabolism was not hydrolysis by esterase.

【００２７】（実施例２） LS180 細胞中におけるAFDG
の代謝の検討 実験１の実験を行った後、細胞を100 μl の50％エタノ
ール溶液を用いてプレートからはがし、溶解液を15000
回転で遠心分離した。その上清の25μl を用いて薄層ク
ロマトグラフィー（TLC ）により代謝物分析を行った。
展開溶媒としてアセトニトリル／水＝95/5、担体として
シリカゲル60を用いた。展開後のプレートを５mm幅で切
り、ガンマーカウンターで放射能を測定した。各々の代
謝物の全体の放射能はTLC により得られた代謝物の割合
により換算した。実験結果のうちAFDGの代謝について図
４に示す。AFDG投与後5 分では、AFDGの加水分解物であ
るFDG 及びFDG の代謝物であるFDG-6Pは細胞内に殆ど存
在しない。その後、時間経過と共にFDG-6Pの集積が直線
的に増加するのに対して、AFDGとFDG の集積は横這いを
示している。これは、AFDGからFDG への代謝が速やかで
あるのに対し、FDG からFDG-6Pへの代謝が緩やかである
ためである。また、AFDG、FDG 投与後60分の代謝の様子
を比較するため、同様にして実験をおこなった。結果を
図９に示す。投与後60分において、AFDGはFDG の約３倍
の集積があり、AFDGから生成したFDG-6Pも、FDG から生
成したFDG-6Pよりかなり多い(1.63 倍) 。このことか
ら、AFDGとFDG では細胞内への取り込みの経路や、代謝
の律速段階が異なることがわかる。(Example 2) AFDG in LS180 cells
Investigation of the metabolism of the cells After performing the experiment of Experiment 1, the cells were detached from the plate using 100 μl of a 50% ethanol solution, and the lysate was removed for 15,000
Centrifuged by rotation. Using 25 μl of the supernatant, metabolite analysis was performed by thin layer chromatography (TLC).
Acetonitrile / water = 95/5 as a developing solvent, and silica gel 60 as a carrier. The developed plate was cut into a width of 5 mm, and the radioactivity was measured with a gamma counter. The total radioactivity of each metabolite was converted by the percentage of metabolite obtained by TLC. FIG. 4 shows the metabolism of AFDG in the experimental results. Five minutes after AFDG administration, FDG, which is a hydrolyzate of AFDG, and FDG-6P, which is a metabolite of FDG, hardly exist in cells. Thereafter, the accumulation of FDG-6P increased linearly with time, whereas the accumulation of AFDG and FDG showed a plateau. This is because the metabolism from AFDG to FDG is rapid, while the metabolism from FDG to FDG-6P is slow. In addition, an experiment was performed in the same manner to compare the state of metabolism 60 minutes after administration of AFDG and FDG. FIG. 9 shows the results. At 60 minutes post-dose, AFDG had about 3-fold accumulation of FDG, and FDG-6P produced from AFDG was also significantly higher (1.63 fold) than FDG-6P produced from FDG. This indicates that AFDG and FDG have different uptake pathways into cells and the rate-limiting steps of metabolism.

【００２８】（実施例３） LS180 細胞へのFDG 、AFDG
の集積および代謝に対する細胞外グルコース濃度の影響
の検討 FDG 、AFDGの細胞内集積における培養液中のグルコース
濃度の影響を調べるため、11.2mMおよび22.4mMの２種類
のグルコース濃度の異なる培養液を調製した。細胞をそ
れぞれ11.2mMおよび22.4mMのグルコース濃度の培養液中
で、５μCiのFDG 、AFDGを60分間インキュベートした。
その後細胞を冷PBS で３回洗浄後、50％エタノールで溶
解し、代謝物分析を行った。図５に示した実験結果よ
り、FDG の細胞への集積とFDG-6Pへの代謝は、培養液中
のグルコース濃度の影響によって減少するのに対し、AF
DGはほとんどグルコース濃度の影響を受けないことがわ
かる。このことはAFDGの加水分解により生じたFDG は細
胞外のグルコース濃度に関係なくFDG-6Pに代謝されるこ
とを示している。Example 3 FDG and AFDG on LS180 cells
Of the effect of extracellular glucose concentration on the accumulation and metabolism of glucose In order to investigate the effect of glucose concentration in the culture solution on the intracellular accumulation of FDG and AFDG, two culture solutions with different glucose concentrations of 11.2 mM and 22.4 mM were prepared. did. The cells were incubated with 5 μCi of FDG and AFDG for 60 minutes in culture medium at a glucose concentration of 11.2 mM and 22.4 mM, respectively.
Thereafter, the cells were washed three times with cold PBS, lysed with 50% ethanol, and analyzed for metabolites. From the experimental results shown in FIG. 5, the accumulation of FDG in cells and the metabolism to FDG-6P are reduced by the influence of the glucose concentration in the culture solution, whereas those of AFDG are decreased.
It turns out that DG is hardly affected by glucose concentration. This indicates that FDG produced by AFDG hydrolysis is metabolized to FDG-6P regardless of the extracellular glucose concentration.

【００２９】（実施例４） FDG 、AFDGの集積および代
謝物に対するヘキソキナーゼ活性の影響の検討 細胞を5 μM IAA 又は200 μM DNP となるように培養液
に投与し、同時に５μCiのFDG 又はAFDGをそれぞれ投与
し、37℃でインキュベートした。その後細胞を冷PBS で
３回洗浄後、50％エタノールで溶解し、代謝物分析を行
った。実験結果を図６および図７に示す。IAA の存在下
ではFDG 、AFDGともに細胞への集積量が著しく低下し、
FDG 、AFDGの代謝がヘキソキナーゼによるリン酸化の過
程に律速段階があることがわかる。一方、DNP の存在下
では、FDG の集積量は上昇したが、AFDGの集積量は低下
した。これはFDG がGLUTを介して細胞内に取り込まれる
のに対し、AFDGはGLUTを介さないこと、及びGLUTの発現
増加により大量に取り込まれたグルコースとAFDGの加水
分解物であるFDG が拮抗して、AFDGより生成するFDG-6P
は減少すると考えられる。Example 4 Investigation of the Effect of Hexokinase Activity on Accumulation and Metabolites of FDG and AFDG Cells were administered to a culture solution at a concentration of 5 μM IAA or 200 μM DNP, and 5 μCi of FDG or AFDG were simultaneously administered, respectively. And incubated at 37 ° C. Thereafter, the cells were washed three times with cold PBS, lysed with 50% ethanol, and analyzed for metabolites. The experimental results are shown in FIGS. In the presence of IAA, both FDG and AFDG significantly reduced the amount of accumulation in cells,
It can be seen that the metabolism of FDG and AFDG has a rate-limiting step in the phosphorylation process by hexokinase. On the other hand, in the presence of DNP, FDG accumulation increased, but AFDG accumulation decreased. This is because FDG is taken up into the cell via GLUT, whereas AFDG is not mediated by GLUT, and glucose taken up by the increased expression of GLUT and FDG, a hydrolyzate of AFDG, antagonize. , FDG-6P generated from AFDG
Is thought to decrease.

【００３０】[0030]

【発明の効果】グルコース或いはFDG は、GLUTを介して
細胞内に取り込まれ代謝を受けるため、病態により代謝
の律速段階がGLUTによる輸送又はヘキソキナーゼによる
リン酸化のいずれかの段階に変動し、病態を示すヘキソ
キナーゼ活性の把握が困難であったが、本発明における
グルコース誘導体はGLUTを介さずに細胞内に取り込ま
れ、ヘキソキナーゼにより代謝を受けるために、PET を
用いた病態把握に極めて有効である。EFFECT OF THE INVENTION Since glucose or FDG is taken into cells via GLUT and metabolized, the rate-limiting step of metabolism changes to either GLUT transport or phosphorylation by hexokinase depending on the disease state, and the disease state changes. Although it was difficult to grasp the indicated hexokinase activity, the glucose derivative of the present invention is taken into cells without GLUT and metabolized by hexokinase, which is extremely effective for grasping the pathological condition using PET.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】FDG およびAFDGのLS180 細胞への集積の時間経
緯を示す図。FIG. 1 is a diagram showing the time course of accumulation of FDG and AFDG in LS180 cells.

【図２】AFDGのLS180 細胞への集積の時間経緯に対する
温度の影響を示す図。FIG. 2 shows the effect of temperature on the time course of accumulation of AFDG in LS180 cells.

【図３】LS180 細胞へのAFDGの集積に対するAFDG投与量
の影響を示す図。FIG. 3 is a graph showing the effect of the dose of AFDG on the accumulation of AFDG in LS180 cells.

【図４】LS180 細胞中でのAFDG代謝物の分析結果と時間
経過を示す図。FIG. 4 shows the results of analysis of AFDG metabolites in LS180 cells and the time course.

【図５】LS180 細胞へのFDG 、AFDGの集積および代謝に
対する媒体液中のグルコース濃度の影響を示す図。FIG. 5 is a graph showing the effect of glucose concentration in a medium on accumulation and metabolism of FDG and AFDG in LS180 cells.

【図６】LS180 細胞へのFDG 、AFDGの集積および代謝に
対するIAA の影響を示す図。FIG. 6 shows the effects of IAA on the accumulation and metabolism of FDG and AFDG in LS180 cells.

【図７】LS180 細胞へのFDG 、AFDGの集積および代謝に
対するDNP の影響を示す図。FIG. 7 shows the effects of DNP on the accumulation and metabolism of FDG and AFDG in LS180 cells.

【図８】FDG とAFDGの細胞内への取り込みとその後の代
謝挙動を示した図。FIG. 8 is a diagram showing the uptake of FDG and AFDG into cells and the subsequent metabolic behavior.

【図９】LS180 細胞中でのFDG およびAFDG代謝物の分析
結果（投与から60分後）を示す図。FIG. 9 shows the results of analyzing FDG and AFDG metabolites in LS180 cells (60 minutes after administration).

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 下記式Ｉで表されるグルコース誘導体を
有効成分とする糖代謝機能診断剤。 【化１】 （但し、Ｒ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、Ｒ⁴ は、水素原子またはア
シル基であり、各々同一または異なっていてもよい。ア
シル基は炭素数２〜８であり、かつＲ¹ 、Ｒ² 、Ｒ³ 、
Ｒ⁴ のうち少なくとも１は、アシル基である。Ｒ⁵ はＸ
またはＮＨＣＯＲ⁶ Ｘのいずれかを表し、Ｘはハロゲン
原子の放射性同位体から選ばれる一つであり、Ｒ⁶ はア
リーレン基または炭素数１〜３のアルキレン基よりなる
群から選ばれる一つである。）An agent for diagnosing a sugar metabolism function comprising a glucose derivative represented by the following formula I as an active ingredient: Embedded image (However, R ¹ , R ² , R ³ , and R ⁴ are a hydrogen atom or an acyl group, which may be the same or different. The acyl group has 2 to 8 carbon atoms, and R ¹ , R ² , R ³ ,
At least one of R ⁴ is an acyl group. R ⁵ is X
Or NHCOR ⁶ X, wherein X is one selected from radioisotopes of halogen atoms, and R ⁶ is one selected from the group consisting of an arylene group or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms. . ) 【請求項２】 前記Ｒ⁵ がＸであり、Ｘがフッ素、臭
素、ヨウ素の放射性同位体からなる群より選ばれる一つ
であるグルコース誘導体を有効成分とする請求項１記載
の糖代謝機能診断剤。2. The glucose metabolic function diagnosis according to claim 1, wherein R ⁵ is X, and X is a glucose derivative selected from the group consisting of radioisotopes of fluorine, bromine and iodine as an active ingredient. Agent. 【請求項３】 前記Ｒ⁵ が−ＮＨＣＯＲ⁶ ＸでありＲ⁶
がアリーレン基または炭素数１〜３のアルキレン基より
なる群から選ばれる一つであり、かつＸがフッ素、臭
素、ヨウ素の放射性同位体よりなる群から選ばれる一つ
であるグルコース誘導体を有効成分とする請求項１記載
の糖代謝機能診断剤。3. The method according to claim 2, wherein R ⁵ is —NHCOR ⁶ X and R ^{6 is}
Is one selected from the group consisting of an arylene group or an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, and X is one selected from the group consisting of radioisotopes of fluorine, bromine and iodine. The diagnostic agent for sugar metabolism function according to claim 1, wherein 【請求項４】 請求項２記載のグルコース誘導体を有効
成分とし、該グルコース誘導体に対するヘキソキナーゼ
活性を指標とする糖代謝機能診断剤。4. A diagnostic agent for glucose metabolism function comprising the glucose derivative according to claim 2 as an active ingredient, and using the hexokinase activity for the glucose derivative as an index. 【請求項５】 請求項３記載のグルコース誘導体を有効
成分とし、該グルコース誘導体に対するヘキソキナーゼ
活性を指標とする糖代謝機能診断剤。5. A diagnostic agent for glucose metabolism function comprising the glucose derivative according to claim 3 as an active ingredient, and using the hexokinase activity for the glucose derivative as an index. 【請求項６】 請求項２記載のグルコース誘導体を有効
成分とし、該グルコース誘導体に対するヘキソキナーゼ
活性を指標として腫瘍病態把握を行う糖代謝機能診断
剤。6. A glucose metabolic function diagnostic agent comprising the glucose derivative according to claim 2 as an active ingredient, and using a hexokinase activity with respect to the glucose derivative as an index to ascertain a tumor pathological condition. 【請求項７】 請求項３記載のグルコース誘導体を有効
成分とし、該グルコース誘導体に対するヘキソキナーゼ
活性を指標として腫瘍病態把握を行う糖代謝機能診断
剤。7. A diagnostic agent for glucose metabolism, comprising the glucose derivative according to claim 3 as an active ingredient, and using a hexokinase activity for the glucose derivative as an index to determine a tumor pathological condition. 【請求項８】 グルコース誘導体が1,3,4,6-テトラ-O-
アセチル-2-[F-18]フルオロデオキシグルコースである
請求項１、２、４または６記載の糖代謝機能診断剤。8. The method according to claim 1, wherein the glucose derivative is 1,3,4,6-tetra-O-.
7. The diagnostic agent for sugar metabolism function according to claim 1, which is acetyl-2- [F-18] fluorodeoxyglucose. 【請求項９】 グルコース誘導体に対するヘキソキナー
ゼ活性を指標とする糖代謝機能診断剤としての請求項
１、２または３記載のグルコース誘導体の使用。9. Use of the glucose derivative according to claim 1, 2 or 3 as a diagnostic agent for glucose metabolism function using hexokinase activity for the glucose derivative as an index.