3-[11C]-OHB の検証

バックグラウンド：

ケトン体は、3-ヒドロキシブチラート、アセトアセテート、およびアセトンで構成されています。 それらは高レベルの脂肪酸で肝臓で生成され、断食中の心臓、脳、骨格筋の重要なエネルギー源として機能します. ケトン代謝によるエネルギー産生は、グルコースおよび脂肪酸代謝の両方よりも酸素集約的ではないため、ケトン物質はエネルギー効率の高い基質となります。 インスリン抵抗性の個人や心疾患のある人は、インスリン抵抗性の状態のために心臓でグルコースを利用することが困難であるため、遊離脂肪酸やケトンなどの他のエネルギー源に依存しています. ケトンは脂肪酸に比べて酸素を節約する性質があるため、ケトン体のレベルを高める介入により、冠動脈が狭くなっている患者の心臓の酸素需要を減らすことができる可能性があります。 これにより、特に心血管疾患を含む多くの疾患の治療におけるケトン体の可能性に注目が集まっています.

私たちのグループは、インスリンとグルコースによる最大の刺激にもかかわらず、ケトン体が心臓によって効率的に吸収されることを示しました. この研究では、健康な被験者は、継続的なケトン注入で循環ケトン体のレベルを約 4 ミリモルに増加させ、その結果、心臓のブドウ糖消費量が 50% 減少しました。 実験での遊離脂肪酸の消費量は変化せず、心臓の全体的な働きも同じだったので、心臓のエネルギー消費量の 50% までがケトン体によってカバーされました。 さらに、高レベルのケトン体は心臓への血流を著しく増加させ、冠状動脈が狭くなっている患者にさらに利益をもたらす可能性があります.

PET/CT は機能的で非侵襲的な画像診断法であり、腫瘍学的病期分類および治療モニタリングにおいて十分に確立されています。 この技術は、ほとんどの基質または代謝物を適切な PET 同位体で標識できるため、代謝物の運命を非侵襲的に追跡するのにも適しています。 PET は十分な空間分解能と時間分解能を備えているため、 取り込み率と酸化率であり、心臓効率、酸素消費量、脂肪酸代謝を評価するために当科で使用されています。

目的 この研究では、研究者は健康な個人のケトン体の代謝を決定し、3-[11C]-OHB と呼ばれるヒトで使用するために新しく開発されたケトン PET トレーサーを検証したいと考えています。 私たちと他のグループによって行われた以前の研究は、心臓へのケトン体の取り込みを間接的に推定することしかできませんでした. 3-[11C]-OHB を使用すると、研究者は静脈内投与と経口投与の両方で、組織特異的なケトンの取り込みを直接測定できます。

研究者は、最先端の PET/CT トレーサー技術と確立されたモデルを適用して、ケトン代謝 (動力学) とトレーサーの放射線被ばくを推定します。 将来の 11C-3-OHB トレーサーの実装により、研究者はさまざまなレベルのケトン体が臓器機能、特に心臓に及ぼす影響をより直接的に推定できるようになります。

この研究では、研究者は具体的に

• トレーサー 3-[11C]-OHB の体内分布と動力学を調査するには
• トレーサーの静脈内および経口投与による 3-[11C]-OHB の放射線被曝を推定する

方法:

50～70 歳の健康で過体重 (BMI: 28～40 kg/m^2) の 6 人が、3-[11C]-OHB を使用した 2 回の PET/CT スキャンを受けます。 1 つのスキャンは 200 MBq のトレーサーを注入して実行され、もう 1 つのスキャンは被験者が 100 MBq のトレーサーを経口摂取して実行されます。 トレーサーの投与に続いて、全身のダイナミック PET スキャンを実行して、トレーサーの体内分布と放射線被曝を測定します。