인듐-111 표지 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸 아미노산 유도체의 종양 영상 평가

Abstract

Purpose: I evaluated new 111In-labeled amino acid derivatives, in which the amino acids are conjugated with 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA), 1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,7-diacetic acid (DO2A), or1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triacetic acid (DO3A).

Methods: DOTA-alanine (DOTA-A), DOTA-homoalanine (DOTA-H), DOTA-lysine (DOTA-L), DO2A-alanine (DO2A-A), DO3A-alanine (DO3A-A), and DO3A-homoalanine (DO3A-H) were labeled with 111In. In vitro cell uptake assays were performed using Hep3B (a human hepatoma cell line), CT26 (a mouse colon cancer cell line) and U87MG (a human glioma cell line). In vitro cell uptake inhibition assays were performed using U87MG and 111In-DO3A-H. U87MG bearing xenograft mice were used for biodistribution, SPECT imaging, autoradiography, and immunohistochemistry studies.

Results: Of the amino acid derivatives and cell lines examined, U87MG and 111In-DO3A-H showed highest uptake in vitro. This uptake was blocked by 2-aminobicyclo-[2,2,1] heptane-2-carboxylic acid (BCH) and by tryptophan. 111In-DO3A-H SPECT imaging of U87MG bearing xenograft mice visualized tumors (mean tumor to muscle ratio: 3.16±0.74). Autoradiography and immunohistochemistry revealed that 111In-DO3A-H uptake matched L-type amino acid transporter 1 expression.

Conclusion: Tumor uptake was successfully imaged using 111In-DO3A-H in U87MG bearing xenografted mice. 111In-DO3A-H appears to be useful for imaging tumors expressing L-type amino acid transporter.

목적: 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7,10-테트라아세트산(DOTA), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,7-다이아세트산(DO2A), 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7-트라이아세트산(DO3A)과 아미노산을 결합시킨 새로운 1,4,7,10- 테트라아자사이클로도데칸 아미노산 유도체들을 인듐-111으로 표지한 후 생체 내와 시험관 내 평가를 하였다.

연구 방법: DOTA-알라닌, DOTA-호모알라닌, DOTA-라이신, DO2A-알라닌, DO3A-알라닌, DO3A-호모알라닌을 인듐-111으로 표지하였다. Hep3B(사람 간암 세포주), CT26(쥐 대장암 세포주), U87MG(사람 뇌교종 세포주)의 3가지 세포주를 대상으로 각각의 화합물에 대하여 시험관 내 세포 섭취 평가를 시행하였다. U87MG 세포주와 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌의 조합이 세포 내 섭취가 가장 높았으므로, 아미노산 전달체를 식별하기 위하여 U87MG 세포주와 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌을 대상으로 시험관 내 세포 섭취 경합 억제 평가를 시행하였다. U87MG 세포를 이식한 이종 쥐 모델을 만들어 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌의 생체 분포, 단일 광자 방출 단층 영상을 보았고, 종양 조직을 적출하여 자가 방사 기록법과 L형 아미노산 전달체 항체를 이용한 면역 조직 화학 검사를 하였다. 결과: 시험관 내 세포 섭취 평가에서 U87MG 세포주의 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌의 섭취가 가장 높았다. 시험관 내 세포 섭취 경합 억제 평가에서 U87MG 세포주의 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌 섭취는 L형 아미노산 전달체 억제제인 2-아미노바이사이클로-[2,2,1]헵탄-2-카르복시산과 트립토판에 의하여 감소되었다. U87MG 세포를 이식한 이종 쥐 모델은 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌 주사 후 단일 광자 방출 단층 영상에서 잘 보였으며, 근육 대 종양의 섭취비는 3.16±0.74이었다. 자가 방사 기록법과 면역 조직 화학 검사상 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌 섭취는 L형 아미노산 전달체 발현과 상응하는 결과를 보였다.

결론: 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌은 U87MG 세포를 이식한 쥐에서 성공적으로 영상화되었다. 또한, 인듐-111 표지 DO3A-호모알라닌의 종양 섭취는 L형 아미노산 전달체에 의한 것임을 확인하였다.

주요어: 인듐-111; 1,4,7,10-테트라아자사이클로도데칸-1,4,7-트라이아세트산; 아미노산; 호모알라닌; L형 아미노산 전달체