以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明は、光増感剤;シアリルラクトース;及び連結体として水溶性高分子からなることを特徴とするヘリコバクター・ピロリ認知用高分子複合体を提供することができる。
前記高分子複合体は、水溶性高分子のアミン基またはヒドロキシ基と光増感剤のカルボキシ基とが結合するものである。
前記高分子複合体は、水溶性高分子のアミン基とシアリルラクトースのヒドロキシ基とが結合するものである。
より詳細には、シアリルラクトースグルコース環(glucose ring)の中間体が有するアルデヒドと水溶性高分子のアミン基(aminegroup)とが結合して二重結合が形成され、この際、NaCNBH3添加剤によって二重結合が還元されながら単一結合に変わって、最終的にシアリルラクトースのヒドロキシ基と水溶性高分子のアミン基とが結合するものである。
前記高分子複合体は、光増感剤のカルボキシ基とシアリルラクトースのヒドロキシ基とが水溶性高分子の互いに異なるアミン基とそれぞれ結合するものであるか、光増感剤のカルボキシ基と水溶性高分子のヒドロキシ基とが結合し、シアリルラクトースのヒドロキシ基と水溶性高分子のアミン基とが結合するものであるが、これに制限されるものではない。
前記水溶性高分子は、ポリリジン、ポリエチレングリコール、ポリエチレンアミン、プルラン、コンドロイチンサルフェート、ヒアルロン酸、キトサン、ポリカプロラクトン、及びポリジオキサンからなる群から選択されうる。
前記光増感剤は、クロリン類(chlorins)、フォフィリン類(phophyrins)、及びフタロシアニン類(phthalocyanine)からなる群から選択され、より望ましくは、フェオホルビドa(Pheophorbide a)である。
前記シアリルラクトースは、3’-シアリルラクトース(sialyllactose)である。
より詳細には、前記3’-シアリルラクトースは、ヘリコバクター・ピロリ表面にあるSabAと相互作用して結合が可能であって、ヘリコバクター・ピロリをより正確に認知することができる。
本発明の実施例によれば、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)のヘリコバクター・ピロリの不活性化の効果を確認するために、混成化高分子内のヘリコバクター・ピロリ認知能を示す3’-シアリルラクトース(3SL)または前記3’-シアリルラクトースの異性体である6’-シアリルラクトース(6SL)が結合された混成化高分子間のヘリコバクター・ピロリ26695菌株に対する抗菌活性の効果を比較し、シアリルラクトースと競争的に相互作用するPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa実験群との比較を通じてHSPの3’-シアリルラクトース(3SL)の認知能がヘリコバクター・ピロリ抗菌作用に及ぼす影響を確認した。
その結果、図11のように、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が処理されたヘリコバクター・ピロリ26695菌株の場合、1.2J/cm2のレーザが照射された実験群は、陰性対照群と比較して、5×105~5×104CFU/mlのレベルのヘリコバクター・ピロリコロニー数が減少し、2.4J/cm2以上のレーザが照射された実験群では、ヘリコバクター・ピロリの成長がこれ以上確認されていない。
一方、同じ条件のレーザが照射されたブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoa及びPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa対照群の場合、いずれもヘリコバクター・ピロリと正しく相互作用することができず、洗浄段階でほとんど洗い流され、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)と比較して、非常に低い抗菌活性を示すことを確認することができた。
前記結果からブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)のヘリコバクター・ピロリの不活性化の効果が非常に優れていることが確認され、あらゆるシアリルラクトースが同じ効果を示すものではないことが確認された。
前記ヘリコバクター・ピロリ菌株は、ヘリコバクター・ピロリ26695、ヘリコバクター・ピロリSS1、ヘリコバクター・ピロリ51、及びヘリコバクター・ピロリ52からなる群から選択されうる。
前記ヘリコバクター・ピロリ認知用高分子複合体は、下記化学式1で表されるものである。
前記化学式1において、Xは、1~15の整数であり、より望ましくは、Xは、10であるが、これに限定されるものではない。
本発明は、光増感剤;シアリルラクトース;及び連結体として水溶性高分子からなることを特徴とするヘリコバクター・ピロリ認知用高分子複合体を含むヘリコバクター・ピロリによって誘導される胃疾患の光線力学治療用薬学組成物を提供することができる。
前記胃疾患は、十二指腸潰瘍、胃炎、胃潰瘍、胃下垂症、胃酸過多症、胃拡張症、無酸症、空気嚥下症、胃痙攣、幽門狭窄、胃軸捻転症、胃ポリープ、胃石、及び胃癌からなる群から選択されうる。
本発明の一具体例において、前記薬学組成物は、通常の方法によって注射剤、顆粒剤、散剤、錠剤、丸剤、カプセル剤、坐剤、ゲル、懸濁剤、乳剤、点滴剤または液剤からなる群から選択された何れか1つの剤型を使用することができる。
本発明の他の具体例において、前記化学式1のように表示される高分子を含むヘリコバクター・ピロリ関連胃疾患の光線力学治療用薬学組成物の製造に通常の適切な担体、賦形剤、崩壊剤、甘味剤、被覆剤、膨張剤、潤滑剤、滑沢剤、香味剤、抗酸化剤、緩衝液、静菌剤、希釈剤、分散剤、界面活性剤、結合剤、及び潤滑剤からなる群から選択される1つ以上の添加剤をさらに含みうる。
具体的に、担体、賦形剤及び希釈剤は、ラクトース、デキストロース、スクロース、ソルビトール、マンニトール、キシリトール、エリスリトール、マルチトール、澱粉、アカシアゴム、アルギン酸、ゼラチン、リン酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、セルロース、メチルセルロース、非晶質セルロース、ポリビニルピロリドン、水、ヒドロキシ安息香酸メチル、ヒドロキシ安息香酸プロピル、タルク、ステアリン酸マグネシウム及び鉱物油を使用し、経口投与のための固型製剤には、錠剤、丸剤、散剤、顆粒剤、カプセル剤などが含まれ、このような固型製剤は、前記組成物に少なくとも1つ以上の賦形剤、例えば、澱粉、炭酸カルシウム、スクロースまたはラクトース、ゼラチンなどを混ぜて調剤することができる。また、単純な賦形剤の以外に、ステアリン酸マグネシウム、タルクのような潤滑剤も使用することができる。経口のための液状製剤としては、懸濁剤、内用液剤、乳剤、シロップ剤などがあり、よく使われる単純希釈剤である水、流動パラフィンの以外に、さまざまな賦形剤、例えば、湿潤剤、甘味剤、芳香剤、保存剤などが含まれうる。非経口投与のための製剤には、滅菌された水溶液、非水性溶剤、懸濁剤、乳剤、凍結乾燥製剤、坐剤などが含まれる。非水性溶剤、懸濁剤としては、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、オリーブオイルのような植物性油、オレイン酸エチルのような注射可能なエステルなどが使われる。坐剤の基剤としては、ウイテプゾール(witepsol)、マクロゴール、トゥイーン(tween)61、カカオ脂、ラウリン脂、グリセロゼラチンなどが使われる。
本発明の一実施例によれば、前記薬学組成物は、静脈内、動脈内、腹腔内、筋肉内、動脈内、腹腔内、胸骨内、経皮、鼻側内、吸入、局所、直腸、経口、眼球内または皮内経路を通じて通常の方式で対象体に投与することができる。
前記化学式1のように表示される高分子の望ましい投与量は、対象体の状態及び体重、疾患の種類及び程度、薬物形態、投与経路及び期間によって変わり、当業者によって適切に選択されうる。本発明の一実施例によれば、これに制限されるものではないが、1日投与量が0.01~200mg/kg、具体的には、0.1~200mg/kg、より具体的には、0.1~100mg/kgである。投与は、一日一回投与することもでき、数回に分けて投与することもでき、これにより、本発明の範囲が制限されるものではない。
本発明において、前記「対象体」は、ヒトを含む哺乳動物であるが、これらに限定されるものではない。
また、本発明は、光増感剤;シアリルラクトース;及び連結体として水溶性高分子からなることを特徴とするヘリコバクター・ピロリ認知用高分子複合体を含むヘリコバクター・ピロリ感染診断用組成物を提供することができる。
以下、本発明の理解を助けるために、実施例を挙げて詳細に説明する。但し、下記の実施例は、本発明の内容を例示するものであり、本発明の範囲が、下記の実施例に限定されるものではない。本発明の実施例は、当業者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。
<実施例1>ポリリジン-フェオホルビドa光増感剤接合体とシアリルラクトース接合を利用した混成高分子の製造
1-1.NCA-カルボベンジルオキシ-L-リジン(NCA-Cbz-Lysine)の合成
テトラヒドロフラン(THF)50mlが入れられている200mlの丸底フラスコにN6-カルボベンジルオキシ-L-リジン(N6-Carbobenzyloxy-L-Lysine)3gを入れ、完全に溶解させた後、前記丸底フラスコにトリホスゲン(Triphosgene)3gを添加し、マグネチックバーを用いて混合しながら完全に溶解させた。
次いで、オイルバス(Oil bath)で60℃で4時間反応させた。以後、ガラスペーパー濾過紙(glass & paper filter)を用いて濾過した後に900mlのヘキサン(Hexane)を一滴ずつ落として沈殿反応を進行した。次いで、ガラスペーパー濾過紙を用いてもう一度濾過した後、真空ポンプを用いて反応物から12時間ヘキサンを完全に除去した。その結果、図2のように、約3gのNCA-カルボベンジルオキシ-L-リジン(NCA-Cbz-Lysine)を回収し、前記化合物を核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて確認された。
1-2.ポリ-カルボベンジルオキシ-L-リジン[Poly-Carbobenzyloxy-L-Lysine;poly(Cbz-Lysine)x]の合成
ポリ-カルボベンジルオキシ-L-リジンを作るために、反応開始剤としてブチル-アミン(Butyl-amine)90μlをDMF 10mlに溶解させ、前記実施例1-1から回収されたNCA-カルボベンジルオキシ-L-リジン3gをDMF 20mlに溶解させた。前記NCA-カルボベンジルオキシ-L-リジン溶液をブチル-アミン溶液に一滴ずつ落として反応を進行させ、48時間反応させた後、300mlのエーテル(Ether)に一滴ずつ落として沈殿反応を進行させた。
沈殿反応溶液を50mlのファルコンチューブ(falcon tube)に分けて入れ、3000rpmで5分間遠心分離した後に上澄み液を捨て、新たなエーテル溶液で5回繰り返して未反応物を除去した。
以後、真空ポンプを用いて12時間エーテルを完全に除去し、反応物を回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて確認した。
その結果、図3のような化合物を得て、xは、約10と確認された。
1-3.ポリリジン-フェオホルビドa接合体[poly-(Cbz-Lysine)10-Pheophorbide a]の合成
フェオホルビドa(Pheoa)250mgとDCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)108mg、NHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)66mgとをDMF(ジメチルホルムアミド)10mlに溶解させ、4時間混合して活性化させた後、前記実施例1-2から回収されたブチル-ポリ(カルボベンジルオキシ-リジン)10 1gを10mlのDMFに溶解させた。
次いで、0.45注射器フィルターを用いて、前記活性化されたフェオホルビドa溶液からDCU(ジシクロヘキシル尿素)を除去した後、ブチル-ポリ(カルボベンジルオキシ-リジン)x溶液を一滴ずつ添加した後、24時間反応させた。
24時間後、エーテルを添加して沈殿反応を進行させた後、50mlのファルコンチューブに移して入れ、3000rpmで5分間遠心分離した。遠心分離後に上澄み液を捨て、新たなエーテル溶液で再浮遊させ、前記過程を5回繰り返して未反応物を除去した。
以後、真空ポンプを用いて12時間エーテルを完全に除去した後、反応物であるブチル-ポリ(Cbz-リジン)10-Pheoaを回収し、図4のような核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)の結果を得た。
1-4.ポリ(リジン)10-Pheoa[poly(lysine)10-Pheoa]の製造
[反4]
前記実施例1-3から回収されたブチル-ポリ(Cbz-リジン)
10-Pheoa接合体からカルボベンジルオキシ基(carbobenzyloxy group;Cbz)を除去するために、500mgのブチル-ポリ(Cbz-リジン)
10-PheoaをTFA 3mlに溶解させ、酢酸3mlにHBrを33%の濃度で溶解させた後、20mlのバイアルに入れ、30分間混合した。
前記混合液にエーテル/エタノール溶液(50/50vol %)100mlを添加して沈殿反応を行った後、50mlのファルコンチューブに移して入れ、3000rpmで5分間遠心分離した後、上澄み液を捨て、新たなエーテル/エタノール溶液(50/50vol %)を添加して同じ過程を行った。
前記過程を5回繰り返して未反応物を除去し、真空ポンプを用いて12時間エーテル/エタノール溶液を完全に除去した後、反応物を回収した。
その結果、図5のような核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を示すブチル-ポリ(リジン)10-Pheoa接合体を確認した。
1-5.ポリリジン-フェオホルビドa接合体とシアリルラクトース接合を通じた混成化高分子の製造
前記1-4から回収されたブチル-ポリ(リジン)X-Pheoa 300mgをアセテート緩衝溶液10ml(pH5.5)に溶解させた。3’-シアリルラクトース(3SL)150mg(ブチル-ポリ(リジン)10-Pheoaモル数の1.5倍)を5mlのアセテート緩衝溶液(pH5.5)に溶解させ、NaCNBH3 15mg(ブチル-ポリ(リジン)10-Pheoaモル数の1.5倍)をDMSOに1mlに溶解させて準備した。
次いで、50mlの丸底フラスコに前記溶液を添加して混合した後、24時間反応させた。以後、反応溶液に蒸留水を混合し、透析膜(molecular weight cutoff size 1000 Da)を用いて72時間1次蒸留水で透析した。透析後、反応物を72時間凍結乾燥して、粉末形態の混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-pheoaを回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図6のように確認した。
<実施例2>ポリリジン-クロリンe6光増感剤接合体とシアリルラクトース接合を利用した混成高分子の製造
2-1.ブチル-ポリ-(Cbs-リジン)10-クロリンe6接合体[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-Chlorin e6]の製造
前記実施例1-3のような過程でブチル-ポリ-(Cbs-リジン)10-クロリンe6[Ce6]接合体を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図16のように確認した。
2-2.ブチル-ポリ(リジン)10-Ce6[Butyl-poly(Lysine)10-Ce6]の製造
前記実施例2-1から回収されたブチル-ポリ-(Cbs-リジン)10-クロリンe6接合体からカルボベンジルオキシ基(Cbz)を除去するために、実施例1-4のような過程を行って、ブチル-ポリ(リジン)10-Ce6接合体を回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を行って、図17のように確認した。
2-3.ポリ(リジン)10-Ce6とシアリルラクトースとの接合を利用した混成高分子の製造
前記実施例1-5のような過程で実施例2-2から回収されたブチル-ポリ(リジン)10-Ce6にシアリルラクトースを接合させ、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Ce6[Butyl-poly(3SL-Lysine)10-Ce6]混成高分子を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を用いて図18のように確認した。
<実施例3>ポリリジン-プロトポルフィリン光増感剤接合体とシアリルラクトース接合を利用した混成高分子の製造
3-1.ポリリジン-プロトポルフィリン接合体[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-Protoporphyrin IX(PPIX)]の合成
前記実施例1-3のような過程でブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-PPIX[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-PPIX]接合体を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図19のように確認した。
3-2.ブチル-ポリ(リジン)10-PPIX[Butyl-poly(Lysine)10-PPIX]の製造
実施例1-4のような過程を行って、前記実施例3-1-1から回収されたブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-PPIX接合体からカルボベンジルオキシ基(Cbz)を除去して、ブチル-ポリ(リジン)10-PPIX接合体を回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を用いて図20のように確認した。
3-3.ブチル-ポリ(リジン)10-PPIX接合体とシアリルラクトース(3SL)の接合を利用した混成高分子の製造
実施例1-1-5のような過程で前記実施例3-1-2から回収されたブチル-ポリ(リジン)10-PPIX接合体にシアリルラクトースを接合させ、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図21のように確認した。
<実施例4>ポリリジン-ヘマトポルフィリン光増感剤接合体とシアリルラクトース接合を利用した混成高分子の製造
4-1.ポリリジン-ヘマトポルフィリン接合体[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-Hematoporphyrin(HPP)]の合成
前記実施例1-3のような過程でブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-ヘマトポルフィリン[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-HPP]接合体を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図22のように確認した。
4-2.ブチル-ポリ(リジン)10-ヘマトポルフィリン[Butyl-poly(Lysine)10-HPP]接合体の製造
実施例1-4のような過程を行って、前記実施例3-2-1から回収されたブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-ヘマトポルフィリン接合体からカルボベンジルオキシ基(Cbz)を除去して、ブチル-ポリ(リジン)10-HPP接合体を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図23のように確認した。
4-3.ブチル-ポリ(リジン)10-HPP接合体とシアリルラクトース(3SL)の接合を利用した混成高分子の製造
実施例1-5のような過程で前記実施例3-2-2から回収されたブチル-ポリ(リジン)10-HPP接合体にシアリルラクトースを接合させ、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図24のように確認した。
<実施例5>ポリリジン-フタロシアニン接合体とシアリルラクトース接合を利用した混成高分子の製造
5-1.スクシニル化シリコンフタロシアニンの合成
シリコンフタロシアニン(Silicon phthalocyanine:SiPC)200mgを100mlの反応器に入れ、ピリジン(pyridine)10mlに溶解させた。以後、無水コハク酸(Succinyl anhydride)348mgとDMAP(4-ジメチルアミノピリジン)213mgとをピリジン5mlに溶解させ、SiPC溶液に添加した後、100℃で24時間窒素パージさせながら反応させた。ピリジンをいずれも蒸発させた後、固形の反応物をエタノールに溶かし、低温の蒸留水に沈殿反応を進行させた。50mlのファルコンチューブに移して入れた後、3000rpmで5分間遠心分離した。上澄み液を捨て、新たな蒸留水で前記過程を3回繰り返して未反応物を除去した。以後、72時間凍結乾燥してスクシニル化されたSiPC(SSiPC)を回収した。その結果、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図25のように確認した。
5-2.ポリリジン-フタロシアニン接合体[Butyl-Poly-(Cbz-Lysine)10-silicon phthalocyanine(SiPC)]の合成
前記実施例4-1から回収されたスクシニル化されたSiPC(SSiPC)を用いて実施例1-3のような過程でブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-フタロシアニン接合体[Butyl-poly-(Cbz-Lysine)10-SiPC]を合成し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図26のように確認した。
5-3.ブチル-ポリ(リジン)10-SiPC[Butyl-poly(lysine)10-SiPC]の製造
実施例1-4のような過程を行って、前記実施例4-2から回収されたブチル-ポリ-(Cbz-リジン)10-フタロシアニン接合体からカルボベンジルオキシ基(Cbz)を除去して、ブチル-ポリ(リジン)10-SiPC接合体を製造し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図27のように確認した。
5-4.ブチル-ポリ(リジン)10-SiPC接合体とシアリルラクトース(3SL)の接合を利用した混成高分子の製造
実施例1-5のような過程で前記実施例4-3から回収されたブチル-ポリ(リジン)10-SiPC接合体にシアリルラクトースを接合させ、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図28のように確認した。
<実施例6>キトサンに基づいて光線力学治療が可能なヘリコバクター・ピロリ認知用複合体の製造
6-1.キトサン(Chitosan;Low molecular、LM)精製
キトサン(LM)671mgをウェイテイング(weighing)して、1% 酢酸溶液50mlに12時間撹拌させて完全に溶解させた。完壁に溶解されたキトサン溶液を透析膜(12k~14k)に移して入れ、72時間透析を進行した後、凍結乾燥を通じて精製されたキトサンを回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図29のように確認した。
6-2.キトサン-(3’-シアリルラクトース)[Chitosan-(3’-Sialyllactose)]接合体の合成
キトサンにヘリコバクター認知用3’-シアリルラクトース(3SL)を接合するために、精製されたキトサン90mgをウェイテイングした後、2mlの1% 酢酸溶液に撹拌して溶解させ、1次蒸留水を4mlを追加して混合した後、溶液のpHを確認(pH4~pH5)した。3SLとNaBH3CNとをそれぞれウェイテイングして、5mlのバイアルにそれぞれ1mlの1次蒸留水に溶解させ、オイルバス(55℃)dpに入れ、撹拌しながら48時間反応させた。以後、透析膜(12k~14k)に溶液を移し、3日間透析進行後、凍結乾燥させ、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図30のように確認した。
6-3.キトサン-シアリルラクトース-クロリン系光増感剤複合体の合成
凍結乾燥を通じて回収されたキトサン-シアリルラクトース接合体(Chitosan-3SL)とクロリン系光増感剤であるフェオホルビドa(Pheoa)との複合体の形成のために、まず、Pheoa、DCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)及びNHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)を1:1.2:1.2の比率で4時間常温でDMSO 5mlで溶かして反応させた。4時間後に3000rpmで5分間遠心分離を通じて発生した反応副産物DCU(ジシクロヘキシル尿素)を除去した。
前記Pheoa溶液と蒸留水20mlに溶かしたキトサン-3SL接合体300mgとを混合した後、24時間常温で反応させ、3日間透析(12k~14k)した。以後、Co-solventで沈殿された過度な遊離Pheoaを3000rpmで5分間遠心分離して未反応物を除去した後、凍結乾燥させてキトサン-3SL-Pheoaを回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図31のように確認した。
<実施例7>PEGに基づいて光線力学治療が可能なヘリコバクター・ピロリ認知用複合体の製造
3’-シアリルラクトース-ポリエチレングリコール-フェオホルビドa[3SL-PEG-Pheoa]複合体の製造
図32のような過程でポリエチレングリコール(PEG)6kにクロリン系光増感剤であるPheoaを接合するために、まず、Pheoa、DCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)及びNHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)を1:1.2:1.2の比率で4時間常温でDMF 5mlで溶かし、4時間後に3000rpmで5分間遠心分離して発生した反応副産物DCU(ジシクロヘキシル尿素)を除去した。前記PEGをPheoaと1:1.2の比率で反応させた後、疎水性カラム(LH20)を用いてPEG-Pheoaを精製した。
精製されたPEG-Pheoaと3SLとを1:1.2の比率で1% 酢酸(pH5.2)に溶かして、60℃で24時間反応させた後、透析(12k~14k)して未反応物を除去し、凍結乾燥を通じて最終3SL-PEG-Pheoa複合体を回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図33のように確認した。
<実施例8>プルランに基づいて光線力学治療が可能なヘリコバクター・ピロリ認知用複合体の製造
8-1.プルラン-フェオホルビドa[PU-Pheoa]複合体の製造
PU-Pheoa接合体を製造するために、PU(50mg)及びPheoa(10mg)をDMSO(10ml)にそれぞれ溶解させた。触媒及びカップリング試薬としてDMAP及びDCCをそれぞれ1:1:1.5のmol比でPheoa溶液に添加した。4時間後、Pheo A溶液をPU溶液に滴加し、2日間撹拌した。
反応していない物質は、3日間12,000~14,000MWCOの膜を使用して透析して除去し、精製されたPU-Pheoa接合体を凍結乾燥させた後、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)を通じて図34のように確認した。
8-2.プルラン-フェオホルビドa[PU-Pheoa]複合体のアミン化
100mlの反応器にプルラン-フェオホルビドa複合体を(PU-Pheoa)500mgをDMF(ジメチルホルムアミド)10mlに溶解させ、ピリジン100μlを添加した。以後、フード内で塩化チオニル(SOCl2)90μlを添加し、3時間反応させた。この際、反応器をゴム栓で塞いだ後、針2本を刺した。
反応後、反応物をエーテルに添加して沈殿反応を進行させた後、50mlのファルコンチューブに移して入れ、3000rpmで5分間遠心分離した。遠心分離後に上澄み液を捨て、新たなエーテル溶媒で再浮遊させ、前記過程を3回繰り返して未反応物を除去した。以後、真空ポンプを用いて12時間エーテルを完全に除去した後、反応物を回収した。回収した反応物をDMF 10mlに溶解させた後、DMF 15mlにエチレンジアミン(C2H4(NH2)2)1mlを添加した。次いで、反応物溶液にエチレンジアミン溶液を一滴ずつ添加した後、2時間反応させた。反応後、反応物をエーテルに添加して沈殿反応を進行させた後、50mlのファルコンチューブに移して入れ、3000rpmで5分間遠心分離した。遠心分離後に上澄み液を捨て、新たなエーテル溶液で同じ過程を行った。以後、真空ポンプを用いて12時間エーテルを完全に除去した後、反応物を回収し、核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)分析を進行して、図35のように確認した。
8-3.3SL-プルラン-フェオホルビドa[3SL-PU-Pheoa]複合体の製造
精製したアミン-PU-Pheoaと3SLとを1:1.2の比率でそれぞれDMSOと1% 酢酸(pH5.2)とに溶解させた。NaCNBH3(amine-PU-pheoaモル数の1.5倍)をDMSOに溶解させ、60℃で24時間反応させた後、透析膜(MWCO:12k~14k)を利用した透析を進行して未反応物を除去し、凍結乾燥させて、最終3SL-PEG-Pheoa複合体を回収した。回収された複合体を核磁気共鳴スペクトル(1H-NMR)で分析して、図36のように確認した。
<実験例1>ヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子の一重項酸素(SOG)の生成能の確認
実施例1のように製造されたヘリコバクター・ピロリ認知能混成化過分子が水上でレーザ照射によって一重項酸素を生成するかを確認した。
実施例1で製造した混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-PheoaとフェオホルビドaとをUV spectrophotometerを用いて1μg/mLの濃度で希釈した後、SOSG(singlet oxygen sensorgreen)溶液と1:1(v/v)に混合し、20mWの強度のレーザを20秒ずつ照射し、蛍光分光光度計を用いて一重項酸素(SOG)の生成能を確認した。
その結果、図7のように、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaは、400秒までレーザを照射した時、時間経過に比例して蛍光強度値が増加して、一重項酸素の生成が増加することが確認された一方、フェオホルビドaは、レーザを照射しても蛍光強度値がほとんど増加しなかった。
前記結果から実施例1で製造した混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaは、水上で難溶性を有するフェオホルビドaと比較して、非常に優れた一重項酸素の生成能を有することが確認されることによって、従来のフェオホルビドaが有した難溶性問題を効果的に解決することができると判断される。
<実験例2>共焦点顕微鏡を通じたヘリコバクター・ピロリ認知能混成化高分子の相互作用及び不活性化の確認
実施例1のように合成されたヘリコバクター・ピロリ認知能混成化高分子が生体外でヘリコバクター・ピロリと相互作用し、レーザ照射によってヘリコバクター・ピロリの不活性化を誘導できるか否かを確認した。
実施例1で製造した混成化高分子であるブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaをフェオホルビドa 1μg/mlの基準にUV spectrophotometerを用いて定量後、蒸留水を用いて希釈した。
ヘリコバクター・ピロリ(26695菌株)1×106CFU/mlにブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa溶液を混合して、37℃、2時間インキュベーションした。
対照群として3’-シアリルラクトース(3’-Sialyllactose;3SL)5mg/mlをあらかじめ30分間ヘリコバクター・ピロリ 1ml(1×106CFU/ml)に添加してインキュベーションした後、遠心分離(4000rpm、2分)して上澄み液を除去した。以後、蒸留水で再分散させ、前記過程を2回繰り返し行い、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaを処理して、37℃、2時間インキュベーションした。また、対照群としてヘリコバクター・ピロリ認知能を有さないブチル-ポリ(Cbz-リジン)10-Pheoa(Cbz=carbobenzyloxy、nHSPと表記)を37℃、2時間インキュベーションした。
前記インキュベーション後、各実験群を遠心分離(400rpm、2分)して上澄み液を除去し、蒸留水(D.W)で再分散させ、前記過程を2回繰り返した。以後、50mWのレーザ強度で合計10J/cm2のレーザを照射した。
また、ヘリコバクター・ピロリをSYTO 9とヨウ化プロピジウム(Propidium iodide)とを用いて染色し、SYTO 9(Green、Ex/Em 485/498)、ヨウ化プロピジウム(Red、Ex/Em 535/617)、Cy5(pupple、Ex/Em 650/670)の条件で蛍光イメージを共焦点顕微鏡で観察した。
その結果、図8のように、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が処理されたヘリコバクター・ピロリ群では、正常ヘリコバクター・ピロリ細胞で表われるSYTO 9(Green)とHSPのフェオホルビドaのCy5(pupple)との蛍光がほとんど一致することが確認されることによって、HSPがヘリコバクター・ピロリと相互作用することが確認された。
一方、ブチル-(Cbz-リジン)10-Pheoa(nHSP)が処理されたヘリコバクター・ピロリ群では、SYTO 9(Green)蛍光が表われたが、フェオホルビドaのCy5(pupple)蛍光が表われないことが確認されることによって、nHSPは、ヘリコバクター・ピロリと相互作用しないことが確認された。
また、3’-シアリルラクトース(3SL)を30分間前処理した後、HSP処理したヘリコバクター・ピロリ群(Pre3+HSP)では、正常ヘリコバクター・ピロリ細胞で表われるSYTO 9(Green)が確認されたが、フェオホルビドaのCy5(pupple)蛍光が表われないことが確認されることによって、前記HSPが単独処理された場合とは異なってヘリコバクター・ピロリとHSPとが相互作用しないことが確認された。
一方、レーザ照射によるヘリコバクター・ピロリの不活性化能を確認した結果、図8のように、HSPが処理されたヘリコバクター・ピロリ群にレーザを照射[Laser(+)]した場合、HSPとヘリコバクター・ピロリとの相互作用後、レーザ照射によってフェオホルビドaから発生した一重項酸素によるヘリコバクター・ピロリ細胞膜の損傷を示すヨウ化プロピジウム(Red)蛍光が確認された。
また、他の実験群では、レーザ照射有無によって正常なヘリコバクター・ピロリで表われるSYTO 9(Green)蛍光が表われた一方、ヨウ化プロピジウム(Red)蛍光は確認されていない。
前記結果からブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)は、ヘリコバクター・ピロリを正確に認知して相互作用し、レーザ照射時に、相互作用されたHSPの光増感剤で発生する一重項酸素を通じてヘリコバクター・ピロリを効果的に不活性化させることが確認された。
<実験例3>ヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子の細胞毒性の確認
前記実施例1のように合成された混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)の細胞毒性を確認するために、AGS細胞(ヒト胃癌細胞)を96ウェルプレートに5×103cells/wellの濃度で100μlずつ各ウェルに分注し、24時間37℃、5% CO2条件で培養した。24時間後、各ウェルに前記実施例1で製造した認知能混成化高分子を0.5~50μg/mLの濃度で処理し、4時間37℃、5% CO2条件で反応させ、MTT試験法を行った後、蛍光強度を570nmでマルチリーダー機(Synergy H1 Multi-mode Reader、Biotek)を用いて確認し、フェオホルビドaのみ処理され、対照群と比較して細胞生存率を計算した。
その結果、図9のように、HSPは、フェオホルビドa 0.5μg/mlの以下の濃度で細胞毒性をほとんど表わさないことを確認することができた。
<実験例4>ヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子の細胞光毒性の確認
前記実施例1のように合成された混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が抗菌活性を示す濃度及びレーザ強度で細胞毒性を確認した。
24ウェルプレートにAGS細胞を2×104cells/wellの濃度で1mlずつ各ウェルに分注し、24時間37℃、5% CO2条件で培養した。24時間後、UV spectrophotometerを用いて、各ウェルに高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)をフェオホルビドa基準0.5μg/mLの濃度で無血清RPMI培地を用いて処理し、抗菌活性実験時に効能を表わした30分間、37℃、5% CO2条件で反応させた。
反応後、50mWの強度のレーザを用いて0~4.0J/cm2の範囲でレーザを照射し、MTTアッセイを行って、細胞生存率を対照群と比較して計算した。
対照群は、前記高分子と同じ濃度でフェオホルビドaのみを処理し、MTT溶液処理後、表われる蛍光強度を570nmでマルチリーダー機(Synergy H1 Multi-mode Reader、Biotek)を用いて確認した。
その結果、図10のように、0.5μg/mLの濃度のフェオホルビドaを処理して30分間インキュベーションした後、レーザを照射した対照群では、0.8J/cm2のレーザ強度から細胞毒性が表われ、レーザ照射量の増加によって、4.0J/cm2では、約50%レベルの細胞毒性が確認された。
一方、混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)は、2.4J/cm2のレーザ照射までは、細胞毒性がほとんど表われず、3.2J/cm2のレーザ照射から若干の細胞毒性が確認されて、4.0J/cm2では、約30%レベルの細胞毒性が確認された。
前記結果からブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaは、フェオホルビドaよりも低い細胞毒性が表われることが確認された。
<実験例5>ヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子の細胞吸収の確認
実施例1から製造された混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が細胞内に吸収されるレベルを確認した。
ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaとフェオホルビドaとの濃度を同様にフェオホルビドa基準0.5mLの濃度で合わせ、AGS細胞にそれぞれ処理して、36℃で30分間インキュベーションした。インキュベーション後、DPBSで2回洗浄し、トリプシン処理して細胞を収集した後、遠心分離(1500rpm、3分)して上澄み液を除去した。
次いで、AGS細胞を1×105cell/mLの濃度でDPBS 1mlに分散させ、FACSを用いてAGS細胞に吸収されたフェオホルビドaとブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaとの細胞吸収程度をフェオホルビドa蛍光強度で確認した。
その結果、図13のように、フェオホルビドaは、対照群と比較して7×102程度さらに多く細胞内に吸収されることが確認された一方、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaは、対照群とほぼ類似したレベルのフェオホルビドa蛍光強度を表わした。
<実験例6>ヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子のヘリコバクター・ピロリの抗菌活性の確認
前記実施例1のように合成された混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)のヘリコバクター・ピロリの不活性化の効果を確認した。
また、前記混成化高分子内のヘリコバクター・ピロリ認知能を示す3’-シアリルラクトース(3SL)または前記3’-シアリルラクトースの異性体である6’-シアリルラクトース(6SL)が結合された混成化高分子間の抗菌活性の効果を比較し、シアリルラクトースと競争的に相互作用するPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa実験群との比較を通じてHSPの3’-シアリルラクトース(3SL)の認知能がヘリコバクター・ピロリ抗菌作用に及ぼす影響を確認した。
ヘリコバクター・ピロリ26695菌株(H.pylori strain 26695)とヘリコバクター・ピロリSS1菌株(H.pylori strain SS1)とをヘリコバクター・ピロリ菌株銀行から分譲された。前記菌株を10% ウマ血清(Welgene、Korea)を添加したブルセラブロス(brucellabroth;Difco、USA;bacto tryptone 10g、bacto peptamin 10g、bacto dextrose 1g、bacto yeast extract 2g、sodium chloride 5g、sodium bisulfite 0.1g)を用いて、10%のCO2、95%以上の湿度及び37℃のインキュベーターで嫌気性条件を保持して培養した。
それぞれ培養されたヘリコバクター・ピロリ菌株1ml(5×105CFU/m)にブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(フェオホルビドa基準0.5μg/mLの濃度)を添加して混合し、37℃で30分間インキュベーションした。インキュベーション後、遠心分離(4000rpm、2分)して上澄み液を除去し、蒸留水(D.W)1mlを用いて分散させ、前記過程2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応しないブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaを除去し、CFUアッセイを行って、抗菌活性を評価した。
6’-シアリルラクトース(6SL)が結合された混成化高分子ブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoaも、前記と同じ方法で抗菌活性を評価した。
また、3’-シアリルラクトース(3SL)との競争的認知能の阻害効果を確認するために、3SL 5mg/mlを蒸留水に溶解させて、ヘリコバクター・ピロリと37℃、30分間事前インキュベーションを進行した。インキュベーション後、遠心分離(4000rpm、2分)して上澄み液を除去し、1mlの蒸留水を用いて分散させ、この過程2回繰り返した後、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaを添加して、37℃、30分間インキュベーションした。
インキュベーション後、遠心分離(4000rpm、2分)して上澄み液を除去し、1mlの蒸留水を用いて分散させ、前記過程2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応していないブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaを除去した。以後、ヘリコバクター・ピロリ26695菌株実験群に50mWの強度で0、24、48、72及び96秒間レーザ照射した後、CFUアッセイを行い、ヘリコバクター・ピロリSS1菌株実験群には、50mWの強度で0、12、48及び60秒間レーザを照射してCFUアッセイを行った。
その結果、図11のように、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が処理されたヘリコバクター・ピロリ26695菌株の場合、1.2J/cm2のレーザが照射された実験群は、陰性対照群と比較して5×105~5×104CFU/mlのレベルのヘリコバクター・ピロリコロニー数が減少し、2.4J/cm2以上のレーザが照射された実験群では、ヘリコバクター・ピロリの成長がこれ以上確認されていない。
一方、同じ条件のレーザが照射されたブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoa及びPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa対照群の場合、いずれもヘリコバクター・ピロリと正しく相互作用することができず、洗浄段階でほとんど洗い流され、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)と比較して、非常に低い抗菌活性を示すことを確認することができた。
また、図12のように、ヘリコバクター・ピロリSS1菌株の場合、陰性対照群(NC)とレーザのみ照射された実験群と比較して、混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)が処理された実験群では、1.2J/cm2のレーザが照射された実験群からCFUが減少して、2.4J/cm2が照射された実験群では、ヘリコバクター・ピロリコロニーが表われず、抗菌活性を示すレーザ照射量と確認された。一方、ブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoa及びPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa対照群では、陰性対照群と類似したレベルのヘリコバクター・ピロリ個体数が保持されることが確認された。
前記結果から2.4J/cm2の強度でレーザが照射される場合、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaが非常に優れたヘリコバクター・ピロリの抗菌活性を示すことが確認され、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)は、ブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoa及びPre3SL+ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa対照群よりもヘリコバクター・ピロリと非常に優れているように相互作用することが確認された。
<実験例7>共焦点顕微鏡分析を利用したヘリコバクター・ピロリ認知能混成化物質の相互作用及び不活性化の確認
実施例1のように合成されたヘリコバクター・ピロリ認知能混成化高分子が生体外でヘリコバクター・ピロリSS1菌株と相互作用し、レーザ照射によってヘリコバクター・ピロリの不活性化を誘導できるか否かを確認した。
前記実施例1で製造した混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(HSP)をフェオホルビドa(1μg/ml)基準にUV spectrophotometerを用いて定量後、蒸留水を用いて希釈し、ヘリコバクター・ピロリSS1菌株1×106CFU/mlと混合して、37℃、2時間インキュベーションした。
また、ヘリコバクター・ピロリ認知能を有さないブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoaを前記と同じ過程でヘリコバクター・ピロリSS1菌株と混合して、37℃、2時間インキュベーションした後、前記対照群を6SL-LRPと表記した。
さらに他の対照群として3’-シアリルラクトース(Pre3SL)5mg/mlをあらかじめ30分間ヘリコバクター・ピロリSS1菌株1ml(1×106CFU/ml)とインキュベーションした後、遠心分離(4000rpm、2分)して上澄み液を除去した。以後、D.Wで再分散させ、前記過程を2回繰り返し実施した。以後、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaを処理し、37℃、2時間インキュベーションし、前記対照群を3SL-LRHSPと表記した。
各実験群のインキュベーション終了後、それぞれの実験群を遠心分離(4000rpm、2分)した後、上澄み液を除去した。以後、D.Wで再分散させ、前記過程を2回繰り返した。
次いで、50mWのレーザ強度で合計10J/cm2のレーザを照射し、ヘリコバクター・ピロリをSYTO 9とヨウ化プロピジウムとで染色した後、SYTO 9(Green、Ex/Em 485/498)、ヨウ化プロピジウム(Red、Ex/Em 535/617)、Cy5(pupple、Ex/Em 650/670)の条件で蛍光イメージを確認した。
その結果、図14のように、HSPの場合、正常なヘリコバクター・ピロリで表われるSYTO 9(Green)の蛍光と3SL-LRHSPのフェオホルビドaのCy5(pupple)蛍光とがほとんど一致することが確認されることによって、3SL-LRHSPがヘリコバクター・ピロリと相互作用することを確認した。一方、ブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoaが処理された実験群(6SL-LRP)の場合には、正常なヘリコバクター・ピロリでは、SYTO 9(Green)の蛍光を示すが、HSPのフェオホルビドaのCy5(pupple)蛍光が表われず、さらに他の実験群として3’-シアリルラクトースを30分間前処理した後、HSPを処理した実験群(Pre3SL+LRHSP)も、正常なヘリコバクター・ピロリでは、SYTO 9(Green)の蛍光が表われたが、HSPのフェオホルビドaのCy5(pupple)蛍光は表われていない。
前記結果からブチル-ポリ(6SL-リジン)10-Pheoaと3’-シアリルラクトース前処理後、処理されたブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoaは、ヘリコバクター・ピロリと相互作用しないことが確認された。
一方、レーザ照射した実験群[Laser(+)と表記]とレーザを照射していない実験群[Laser(-)と表記]とを比較した場合、3SL-LRHSP実験群は、3SL-LRHSPがヘリコバクター・ピロリと相互作用するために、レーザ照射によって3SL-LRHSPのフェオホルビドaで発生した一重項酸素によってヘリコバクター・ピロリ細胞膜の損傷で誘導され、これにより、ヘリコバクター・ピロリの内部に入って蛍光値を示すヨウ化プロピジウム(Red)が確認された。
しかし、他の6SL-LRP Laser(+)、Laser(-)、Pre3SL+3SL-LRHSP Laser(+)、Laser(-)実験群では、レーザ照射有無によって正常なヘリコバクター・ピロリで表われるSYTO 9(Green)蛍光のみ確認されただけであり、ヨウ化プロピジウム(赤色)蛍光は、確認されていない。
前記結果から3SL-LRHSPは、ヘリコバクター・ピロリを認知して成功的に相互作用することによって、レーザ照射時に、フェオホルビドaで発生した一重項酸素によってヘリコバクター・ピロリが効果的に不活性化されることが確認された。
<実験例8>生体内(in vivo)ヘリコバクター・ピロリ認知能混成化高分子のヘリコバクター・ピロリ感染治療の効果確認
実施例1のように製造されたヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(3SL-LRHSP)のヘリコバクター・ピロリ感染治療の効果を確認するために、生体内で確認した。
ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)SS1菌株を10% ウマ血清(Welgene、Korea)が添加されたブルセラブロス(bacto tryptone 10g、bacto peptamin 10g、bacto dextrose 1g、bacto yeast extract 2g、sodium chloride 5g、sodium bisulfite 0.1g;Difco、USA)を用いて培養した。嫌気性条件を保持させるために、インキュベーターは、10%のCO2、95%以上の湿度を保持し、温度は、37℃を保持した。
また、ヘリコバクター・ピロリ(H.pylori)SS1菌株200μl(3×108CFU/m)をbalb cマウスに一週間二日間隔で合計3回経口投与して接種及び感染を誘発させた。
以後、2週間感染発達を進行させ、ヘリコバクター・ピロリ感染治療に効果がある抗争制基盤の3剤療法[OCA;オメプラゾール400μmol/kg、アモキシシリン68μmol/kg、及びクラリスロマイシン19.1μmol/kg)を3日間1日間隔で経口投与し(経口投与6時間前からbalb cは節食)、3SL-LRHSP[ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Pheoa(pheophorbide a基準0.5μg/mLの濃度)]を3番目のOCA投与時に、共に投与し、30分後、微細繊維レーザ(micro fiber laser)を用いて胃内にレーザを照射した。
レーザ照射は、40mWのレーザを250秒間合計10J/cm2照射し、対照群としてPBSとOCAとが投与された動物実験群にも同じ量のレーザを照射して追加比較した(レーザを照射したグループは、(+)と表記、レーザを照射していないグループは、(-)と表記)、最終薬物投与以後、二日後、balb cの胃を取り外して半分に分け、PBS 10mlで胃組織を洗浄し、セルストレーナー(cell strainer)を用いて胃内浮遊物をフィルタリングし、残ったヘリコバクター・ピロリSS1菌株(H.pylori SS1 strain)溶液を用いてCFUアッセイを行った。
CFUアッセイに使われた培地は、Skirrow´s supplement[バンコマイシン(10mg/l)、ポリミキシンB(2~5IU/ml)、トリメトプリム(5mg/l)]が含まれ、2~3日後、培地に表われたコロニー数を数えて、CFUアッセイを通じて最終的なヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質の感染治療の効果を確認した。
その結果、図15のように、PBS(-)及びPBS(+)グループの場合、それぞれ約1.1×107CFU/stomach、1.4×107CFU/stomachのヘリコバクター・ピロリコロニーが確認され、OCA(-)及びOCA(+)実験群では、それぞれ2.6×106及び4.4×106CFU/stomachのヘリコバクター・ピロリコロニーが確認された。最後に、3SL-LRHSP(-)及び3SL-LRHSP(+)実験群では、それぞれ1.6×107及び6.7×104CFU/stomachのヘリコバクター・ピロリコロニーを確認することができた。
前記結果からPBS(-)、PBS(+)及び3SL-LRHSP(-)実験群のCFUアッセイ結果が類似したレベルに確認されることによって、前記実験群では、レーザ照射有無によるヘリコバクター・ピロリの感染レベルの減少影響は大きな差がないと確認された。また、従来のヘリコバクター・ピロリを治療する抗生剤基盤の方法であるOCA(-)及びOCA(+)対照群でも、レーザ照射有無による影響はほとんど表われないことが確認された。
一方、3SL-LRHSPが処理された実験群では、PBS(-)、PBS(+)及び3SL-LRHSP(-)と比較して、約1.5×102~2.3×102倍のコロニーが減少し、従来のヘリコバクター・ピロリ治療剤が処理されたOCA(-)及びOCA(+)実験群よりも、3.8~6.5倍のコロニーが減少したことが確認された。
コロニー減少は、胃腸官内の感染力を有するヘリコバクター・ピロリ数が減少したことを意味するが、前記実施例1のように製造されたヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化高分子は、従来の抗生剤を利用したヘリコバクター・ピロリ治療効果よりも約3.8~6.8倍程度さらに優れた感染治療の効果を示すと確認された。
<実験例9>ポリリジン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質の生体外ヘリコバクター・ピロリの抗菌活性の確認
前記実施例2、実施例3、実施例4及び実施例5から製造されたポリリジン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Ce6、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-PPIX、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-HPP及びブチル-ポリ(3SL-リジン)10-SSiPCが、ヘリコバクター・ピロリの不活性の効果を示す濃度及び抗菌活性を生体外で確認した。
1.実験方法
ヘリコバクター・ピロリSS1(Helicobacter pylori strain SS1)をヘリコバクター・ピロリ菌株銀行から分譲されて使用した。菌の培養には、10% ウマ血清(Welgene、Korea)を添加したブルセラブロス(Difco、USA)を利用し、培地の組成は、bacto tryptone 10g、bacto peptamin 10g、bactodextrose 1g、bacto yeast extract 2g、sodium chloride 5g、sodium bisulfite 0.1gで構成された。嫌気性条件を保持させるために、インキュベーターは、10%のCO2、95%以上の湿度を保持し、温度は、37℃を保持した。
また、ヘリコバクター・ピロリ(SS1 strain)1ml(5*105CFU/ml)に3’-シアリルラクトース(3SLと表記)のヘリコバクター・ピロリ認知能の効果を確認するために、同じ濃度の遊離光応答剤(Ce6、PPIX、HPP、SSiPC)をDMSOに過量溶かして蒸留水で希釈して、ヘリコバクター・ピロリ認知用複合体と各濃度を合わせた。
また、それぞれの物質は、ヘリコバクター・ピロリとあらかじめ37℃、30分間インキュベーションした。インキュベーション後、4000rpmで2分間遠心分離して上澄み液を除去し、1mlのPBSを用いて分散させた。前記過程を2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応していない未反応物を除去した後、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Ce6、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-PPIX、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-HPP、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-SSiPC(それぞれの光応答剤Ce6、PPIX、HPP、SSiPC基準0~50μg/mLの濃度)と混合し、37℃、30分間インキュベーションした。インキュベーション後、4000rpmで2分間遠心分離して上澄み液を除去し、以後、PBS 1mlを用いて再分散させた。前記過程2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応しない未反応物を除去した。
以後、それぞれの実験群に50mWの強度でそれぞれ200秒間レーザを照射した後、希釈してCFUアッセイを進行した。
2.実験結果
図37のように、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Ce6は、Ce6濃度基準0.5μg/mlからヘリコバクター・ピロリコロニー数が減少して、1.0μg/mlでは、コロニーがほとんど表われないことが確認されることによって、レーザ(10.0J/cm2)照射時に、抗菌活性を示す適正濃度であることが確認された。また、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-PPIXは、PPIX濃度基準5.0μg/mlからヘリコバクター・ピロリコロニー数が減少して、10.0μg/mlは、コロニーがほとんど表われないことが確認されることによって、レーザ(10.0J/cm2)照射時に、抗菌活性を示す適正濃度であることが確認された。
一方、対照群として遊離Ce6及びPPIXがそれぞれ処理されたヘリコバクター・ピロリコロニーでは、遊離Ce6及びPPIX濃度基準50.0μg/mlでNC群に比べて、半分を上回るコロニー結果値を確認した。
一方、図38を参照すれば、[ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-HPP]は、HPP濃度基準10.0μg/mlでありながら10.0J/cm2のレーザが照射された時、1*105CFU/mlから3*103CFU/mlにヘリコバクター・ピロリコロニーの数が減少し、特に、HPP濃度基準25.0μg/ml以上の濃度では、対照実験群である遊離HPP比較群に比べて、ヘリコバクター・ピロリがこれ以上育たないことが確認された。また、[ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-SSiPC]は、SSiPC濃度基準25.0μg/mlでありながら10.0J/cm2のレーザを照射した時、1*105CFU/mlから4*103CFU/mlにヘリコバクター・ピロリコロニーの数が減少することが確認され、50.0μg/mlは、コロニーが表われず、レーザ(10.0J/cm2)照射時に、抗菌活性を示す適正濃度であることが確認された。
一方、対照群として遊離HPP及びSSiPCがそれぞれ処理されたヘリコバクター・ピロリコロニーでは、遊離HPP及びSSiPC濃度基準50.0μg/mlでNC群に比べて、半分を上回るコロニー結果値を確認した。
前記結果からブチル-ポリ(3SL-リジン)10-Ce6、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-PPIX、ブチル-ポリ(3SL-リジン)10-HPP及びブチル-ポリ(3SL-リジン)10-SSiPC混成化物質は、優れたヘリコバクター・ピロリの不活性化の効果を示すことが確認された一方、遊離Ce6、PPIX、HPP及びSSiPCは、同じレーザ量を照射した時、ヘリコバクター・ピロリと相互作用するシアリルラクトース(3SL)が存在しなくて、ヘリコバクター・ピロリと正しく相互作用することができず、抗菌活性の効果がほとんど表われないことが確認されることによって、前記混成化物質は、優れたヘリコバクター・ピロリ認知能を表わして、抗菌活性の効果を向上させることができることが確認された。
<実験例10>キトサン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質の生体外ヘリコバクター・ピロリの抗菌活性の確認
前記実施例6から製造されたキトサン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質3’-Sialyllactose-Chitosan-Pheophorbide a(3SL-Chitosan-Pheoa)のヘリコバクター・ピロリの不活性の効果を示す濃度及び抗菌活性を生体外で確認した。
前記進行した実験例9の実験方法と同じ過程でCFUアッセイを行って、ヘリコバクター・ピロリ(SS1 strain)5*105CFU/mlの基準にNegative control(NCと表記)とレーザのみ照射した実験群(Only laserと表記)に比べて、キトサン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知用光増感混成化物質3SL-Chitosan-Pheoaと遊離Pheoa比較群のコロニー数を確認した。
その結果、図39のように、3SL-Chitosan-Pheoaの場合、Pheoa濃度基準10.0μg/mlからヘリコバクター・ピロリコロニー数が減少し始めて、25.0μg/mlは、コロニーが表われず、一定量のレーザ(10.0J/cm2)を照射した時、抗菌活性を示す適正濃度であることが確認された。一方、対照実験群遊離Pheoaでは、Pheoa濃度基準50.0μg/mlである時、NCに比べて、半分に僅かに及ばないコロニー結果値を確認した。
前記結果からPheoa濃度基準25.0μg/ml以上の濃度では、対照実験群である遊離Pheoa比較群よりもヘリコバクター・ピロリがこれ以上育たないと見て、3SL-Chitosan-Pheoaの優れた抗菌活性能を示すことが確認された一方、遊離Pheoaは、同じレーザ量を照射した時、ヘリコバクター・ピロリと相互作用するシアリルラクトース(3SL)が存在しなくて、ヘリコバクター・ピロリと正しく相互作用することができず、以後、洗浄段階でヘリコバクター・ピロリと相互作用することができなかった物質がほとんど洗わせられて、ヘリコバクター・ピロリ混成化物質3SL-Chitosan-Pheoaに比べて、抗菌活性能力をほとんど表わすことができないことが確認された。
<実験例11>ポリエチレングリコール(PEG)基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質の生体外ヘリコバクター・ピロリの抗菌活性の確認
前記実施例7から製造されたPEG基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質3’-Sialyllactose-PEG-Pheophorbide a(3SL-PEG-Pheoa)のヘリコバクター・ピロリの不活性の効果を示す濃度及び抗菌活性を生体外で確認した。
1.実験方法
ヘリコバクター・ピロリSS1をヘリコバクター・ピロリ菌株銀行から分譲されて使用した。菌の培養には、10% ウマ血清(horse serum)(Welgene、Korea)を添加したブルセラブロス(Difco、USA)を利用し、培地の組成は、bacto tryptone 10g、bacto peptamin 10g、bactodextrose 1g、bacto yeast extract 2g、sodium chloride 5g、sodium bisulfite 0.1gで構成された。嫌気性条件を保持させるために、インキュベーターは、10%のCO2、95%以上の湿度を保持し、温度は、37℃を保持した。
また、ヘリコバクター・ピロリ(26695 strain)1ml(1*105CFU/ml)に3SL-PEG-Pheoaの濃度を固定(50μg/ml)後、レーザ強度による光線力学抗菌治療の効果を確認した。また、それぞれの物質は、ヘリコバクター・ピロリとあらかじめ37℃、30分間インキュベーションした。
インキュベーション後、4000rpmで2分間遠心分離して上澄み液を除去し、1mlのPBSを用いて分散させた。前記過程2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応していない未反応物を除去した後、3SL-PEG-Pheoa(Pheoa基準50μg/mLの濃度)と混合し、37℃、30分間インキュベーションした。インキュベーション後に4000rpmで2分間遠心分離して上澄み液を除去し、PBS 1mlを用いて再分散させた。前記過程を2回繰り返してヘリコバクター・ピロリと反応しない未反応物を除去した。
以後、Brucellebroth寒天培地に反応ヘリコバクター・ピロリをプレートに均一に接菌した後、それぞれの実験群に100mWの強度でそれぞれ0~50J/cm2のレーザを照射し、二日後、プレートに3SL-PEG-Pheoaによる光線力学治療の効果で抑制領域の形成を確認した。
2.実験結果
図40のように、3SL-PEG-Pheoaの場合、Pheoa濃度基準(50.0μg/ml)で10J/cm2でヘリコバクター・ピロリが育たない抑制領域が確認され、30、40、50J/cm2のレーザ強度でも、抑制領域が確認された。一方、レーザが照射されていない比較群では、抑制領域が表われていない。
前記結果から3SL-PEG-Pheoa混成化物質は、優れたヘリコバクター・ピロリの不活性化の効果を示すことができ、特に、ヘリコバクター・ピロリ光線力学的不活性化が可能な混成化物質の潜在性を有したことが確認された。
<実験例12>プルラン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質の生体外ヘリコバクター・ピロリの抗菌活性の確認
前記実施例8から製造されたプルラン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知能光増感混成化物質3’-Sialyllactose-Pullulan-Pheophorbide a(3SL-PU-Pheoa)のヘリコバクター・ピロリの不活性の効果を示す濃度及び抗菌活性を生体外で確認した。
前記進行した実験例9の実験方法と同じ過程でCFUアッセイを行って、ヘリコバクター・ピロリ(SS1 strain)5*105CFU/mlの基準にNegative control(NCと表記)とレーザのみ照射した実験群(Only laserと表記)に比べて、プルラン基盤のヘリコバクター・ピロリ認知用光増感混成化物質3SL-PU-Pheoaと遊離光増感剤Pheoa比較群のコロニー数を確認した。
その結果、図41のように、3SL-PU-Pheoaの場合、Pheoa濃度基準20.0μg/mlに10.0J/cm2のレーザ照射した時、1*105CFU/mlから5*103CFU/mlにヘリコバクター・ピロリコロニーの数が減少することが確認された。一方、Pheoa濃度基準50.0μg/ml以上の濃度では、対照実験群である遊離Pheoa比較群よりもヘリコバクター・ピロリがこれ以上育たないことが確認された。
一方、比較群遊離Pheoaでは、同じレーザ量を照射した時、Pheoa濃度基準50.0μg/mlでも、9*102CFU/mlのヘリコバクター・ピロリコロニーを確認することができた。
前記結果から3SL-Chitosan-Pheoa混成化物質は、優れたヘリコバクター・ピロリの抗菌活性能を示すことが確認された。
以上、本発明の特定の部分を詳しく記述したところ、当業者にとって、このような具体的な記述は、単に望ましい実施形態に過ぎず、これにより、本発明の範囲が制限されるものではないという点は明白である。したがって、本発明の実質的な範囲は、特許請求の範囲とそれらの等価物とによって定義される。