[发明专利]使胱氨酸/谷氨酸反向转运蛋白和氧化应力成像的3H或18F‑标记的试剂

说明书

发明背景

总的来说，本发明涉及标记的分子成像剂，更具体地，本发明涉及经由胱氨酸/谷氨酸转运蛋白被细胞吸收的成像剂。

分子成像的观念保证病理学分子标签的比对比度(specific contrast)增强，并且要求在某些病理指征中被特异性调节的可靶向生物标记。虽然这样的特异性分子造影剂在成像和诊断疾病中可具有很大的实用性，但是真正特异性生物标记的验证已经证明是非常困难的。即使试剂产生这样的特异性生物标记，此类试剂的市场也将限于该指征的发生率。因此，在开发可用于使多种病理指征成像的分子造影剂中存在极大的兴趣。大多数成像剂靶向特定的组织或细胞类型或特定的治疗，或者它们随着时间快速降解。指向较宽应用的试剂的一个实例为利用葡萄糖转运蛋白的¹⁸F-氟脱氧葡萄糖(FDG)。¹⁸F-FDG优先被对葡萄糖的需求提高的细胞吸收，随后被捕获在细胞内。FDG可在临床上用于许多癌症的诊断、分期和监测以及用于监测心脏和脑中的代谢。¹⁸F-FDG不是在肾小管中发现的钠-依赖性葡萄糖转运蛋白的底物，钠-依赖性葡萄糖转运蛋白防止它的肾再吸收和增强清除。

体内氧化应力被认为是细胞应力的指标。使该应力成像的努力已经涉及使用电子顺磁共振(EPR)使动物成像。EPR为用于检测未配对电子的技术，随着氧化应力中自由基的产生，未配对电子会出现。主要使用认为是EPR探针的试剂，EPR探针对器官抗氧化活性敏感，作为氧化应力的度量。

其它的努力已经寻求使用13-C-甘氨酸化学位移MRI来检测甘氨酸吸收，和在体内肿瘤化疗治疗的动物模型中转化为谷胱甘肽。还其它的努力已经开发检测体内凋亡细胞的成像剂，用于监测化疗治疗(例如，通过Neurosurvival技术标记的膜联蛋白V，其为相当大的小分子家族蛋白质Aposense，据报道其仅特异性进入凋亡细胞)。

还报道了利用在细胞氧化应力条件下激活的细胞氨基酸转运蛋白(胱氨酸/谷氨酸反向转运蛋白，x_c^-)的成像剂。这描述于2009年4月27日提交的题为“Labeled Molecular Imaging Agents, Methods of Making and Methods of Use (标记的分子成像剂、制备方法及使用方法)”的美国专利申请序号12/430573，其通过引用而全文结合到本文中。

也可能有利的是使用利用转运机理的其它底物，采用胱氨酸/谷氨酸反向转运蛋白转运机理。因此，与胱氨酸竞争吸收的小分子可为成像剂的良好候选者。此外，竞争机理可提供与其代谢相关的细胞或其组织的状况相关的信息。因此，使用与胱氨酸竞争的标记的分子，可为鉴定用于设计有效的治疗疗法的肿瘤类型提供有价值的工具。

发明概述

本发明的成像剂和方法利用在细胞氧化应力条件下激活的细胞氨基酸转运蛋白(胱氨酸/谷氨酸反向转运蛋白，x_c^-)。此外，胱氨酸/谷氨酸转运蛋白的上调也与在一些肿瘤中的化疗抗性关联。因此，具有高胱氨酸吸收的肿瘤的非侵入性成像可导致鉴定可能对某些治疗具有抗性的肿瘤；这可导致治疗方案的有效改变。

本发明的一个实施方案包含成像剂，所述成像剂包含式I的¹⁸F或³H标记的衍生物

I

其中X每次出现时独立地为H、-(CH₂)_mH或-O-(CH₂)_mH；n为3-7的整数；和m为1-3的整数。

本发明的另一个实施方案包含使用式I的¹⁸F或³H标记的衍生物使细胞成像的方法。所述方法的一个实例通常包括经由胱氨酸/谷氨酸转运蛋白，向靶中引入包含式I的¹⁸F或³H标记的衍生物的成像剂；和使用以下技术的一种或多种检测成像剂：正电子发射层析成像正电子发射断层显像(PET)、自动射线照相术、闪烁检测或它们的组合。

再一个实施方案包括通过胱氨酸/谷氨酸转运蛋白引入式I的¹⁸F或³H标记的衍生物，来检测细胞中的氧化应力的方法。

附图

当参考附图，阅读以下详细说明时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解，其中在整个附图中，相同的附图标记代表相同的部件，其中：