KR101720458B1 - Self-assembled polymeric micelles composed of Glycol chitosan-dequalinium, preparation method and use thereof - Google Patents

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KR101720458B1 KR1020160036848A KR20160036848A KR101720458B1 KR 101720458 B1 KR101720458 B1 KR 101720458B1 KR 1020160036848 A KR1020160036848 A KR 1020160036848A KR 20160036848 A KR20160036848 A KR 20160036848A KR 101720458 B1 KR101720458 B1 KR 101720458B1
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최준식
수딥타 멀릭
송수정
배윤희
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충남대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to self-assembled polymeric micelles consisting of glycol chitosan-dequalinium (GC-DQA), a preparation method thereof and uses thereof. The micelles made of GC-DQA polymers have low cytotoxicity compared to a control group DQAsome, easily load hydrophobic drugs in the micelles, can be stably maintained at room temperature and when being kept under refrigeration, and have excellent targeting effects with respect to mitochondria.

Description

글리콜키토산-디쿠알리니움 자가조립 중합체 미셀, 이의 제조방법 및 이의 용도{Self-assembled polymeric micelles composed of Glycol chitosan-dequalinium, preparation method and use thereof}Glycol chitosan-Dicuarinium self-assembling polymer micelle, a process for its preparation and its use {

본 발명은 글리콜키토산-디쿠알리니움 자가조립 중합체성 미셀, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것으로, 상기 용도로는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물 또는 약물전달체로서 사용될 수 있다.The present invention relates to a glycol chitosan-dicuarinium self-assembling polymeric micelle, a method for producing the same, and a use thereof, and as such a pharmaceutical composition or a drug delivery vehicle for preventing or treating cancer.

환경과 사회적인 변화에 따른 바이오 의약 분야의 기술은 세대가 지날수록 더욱 발전해나가고 있다. 최근에는 치료용 유전자 전달체나 약물 전달체의 개발이 활발히 진행되고 있다.The technologies of biopharmaceuticals in accordance with environmental and social changes are getting better as the generation passes. In recent years, development of therapeutic gene carriers and drug delivery vehicles is actively under way.

본 발명에서 사용한 디쿠알리니움(dequalinium)은 리포좀(liposome) 형태의 DQAsome™으로 응용되어 다양한 유전자 전달 시스템으로 주로 연구되어왔다. 디쿠알리니움은 기능적으로 항균, 항암제로 쓰이며 말라리아 치료제로 사용되고, 미토콘드리아에 효과적으로 위치하는 것으로 알려진 화합물이다. 또한, 구조적으로는 열개의 소수성 메틸렌 체인에 의해 두 개의 친수성 퀴날디니움(quinaldinium) 유닛이 연결된 bolaform 형태를 갖고 있다. 디쿠알리니움은 퀴날디니움의 아미드기가 양이온을 띄는 cationic bola-amphiphile으로, bolaform surfactant로도 알려져 있어, 에멀션의 유화제로 효율적인 역할을 할 수 있다.The dequalinium used in the present invention has been studied as a liposome-type DQAsome ™ and various gene delivery systems. Dicualinium is an antimicrobial, anticancer drug that is functionally used as a treatment for malaria and is known to be effective in mitochondria. Also structurally, it has a bolaform morphology in which two hydrophilic quinaldinium units are connected by a series of ten hydrophobic methylene chains. DicuAluminium is a cationic bola-amphiphile with an amide group of quadrandinium, which is also known as a bolaform surfactant, and can play an effective role as an emulsifier in emulsions.

Figure 112016029497316-pat00001
Figure 112016029497316-pat00001

커큐민(Curcumin)은 울금(curcuma longa Linn)의 뿌리에서 추출된 물질로, 구조적으로는 링 구조의 페놀과 불포화의 카보닐기를 포함하는 소수성의 폴리페놀 물질이다. 또한, 항산화와 항염증 작용을 하며 항종양, 항아밀로이드 작용을 하는 것으로 잘 알려져 있다. 소수성의 커큐민은 수용액에 쉽게 용해되지 않는 반면, 오일상(oil phase)에 쉽게 용해되어 미토콘드리아 표적의 약물 전달이 가능하게 될 것이다.Curcumin is a substance extracted from the roots of curcuma longa Linn and is structurally a hydrophobic polyphenol material containing a ring structure of phenol and an unsaturated carbonyl group. It is also known to have antioxidant and anti-inflammatory actions and antitumor and anti-amyloid action. Hydrophobic curcumin will not readily dissolve in aqueous solution, but will readily dissolve in the oil phase and allow drug delivery of mitochondrial targets.

글리콜키토산은 친수성 및 무독성을 나타내는 물질로서 잘 알려져있다.Glycol chitosan is well known as a substance exhibiting hydrophilicity and non-toxicity.

본 발명의 발명자들은 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 미셀이 종래의 DQAsome에 비하여 세포독성이 현저히 낮고, 소수성 약물을 미셀 내부에 용이하게 탑재할 수 있으며, 상온 및 냉장 보관 상태에서 장기간 안정하게 유지되고, 미토콘드리아 타겟팅 효과가 우수한 것을 알아내고 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention have found that micelles formed from glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer have significantly lower cytotoxicity than conventional DQAsome, can easily mount hydrophobic drugs in micelles, State, and the mitochondrial targeting effect is excellent, and the present invention has been completed.

미국공개특허 2001/0001067A1U.S. Published Patent Application 2001/0001067 A1

본 발명의 목적은 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a glycol chitosan-dicuarinium (GC-DQA) polymer.

본 발명의 다른 목적은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a process for preparing the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer.

본 발명의 또 다른 목적은 소수성 약물 탑재 디쿠알리니움 에멀션의 제조방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method for producing a hydrophobic drug-loaded dicuarinium emulsion.

본 발명의 다른 목적은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelles formed of the above-mentioned glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 포함하는 약물전달체를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a drug delivery system comprising the above-mentioned glycol chitosan-dicuarinium (GC-DQA) micelles.

본 발명의 다른 목적은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀 내부에 커큐민이 탑재된 약물전달체를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, which comprises a drug delivery vehicle in which curcumin is loaded in the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle.

상기 목적을 달성하기 위하여,In order to achieve the above object,

본 발명은 디쿠알리니움(Dequalinium) 및 글리콜키토산이 링커로 결합된 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제공한다. 여기서, 상기 링커는 메틸아크릴레이트 등일 수 있다.The present invention provides glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymers in which Dequalinium and glycol chitosan are linked by a linker. Here, the linker may be methyl acrylate or the like.

또한, 본 발명은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,The present invention also relates to a process for producing a compound represented by the formula (1)

용매에서 글리콜키토산(GC)의 아민기에 메틸아크릴레이트(MA)를 마이클 첨가 반응시켜 글리콜키토산-메틸아크릴레이트(GC-MA)를 준비하는 단계(단계 1); 및(Step 1) of preparing glycol chitosan-methyl acrylate (GC-MA) by Michael addition of methyl acrylate (MA) to the amine group of glycol chitosan (GC) in a solvent; And

단계 1에서 준비한 GC-MA를 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드와 반응시켜 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제조하는 단계(단계 2);Reacting the GC-MA prepared in step 1 with decahalinium (DQA) chloride to prepare a glycol chitosan-dicuaninium (GC-DQA) polymer (step 2);

를 포함하는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체의 제조방법을 제공한다.(GC-DQA) polymer, comprising the steps of:

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112016029497316-pat00002
Figure 112016029497316-pat00002

상기 반응식 1에서,In the above Reaction Scheme 1,

a 및 b는 독립적으로 1-100000의 정수이다.a and b are independently an integer of 1-100000.

나아가, 본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 제공한다. 여기서, 상기 미셀은 내부에 소수성 약물을 탑재할 수 있고, 상기 소수성 약물의 예로는 커큐민을 들 수 있다.Further, the present invention provides a glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle formed from the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer. Here, the micelles can be loaded with a hydrophobic drug therein, and examples of the hydrophobic drug include curcumin.

또한, 본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 포함하는 약물전달체를 제공한다.In addition, the present invention provides a drug delivery system comprising the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle.

나아가, 본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀 내부에 커큐민이 탑재된 약물전달체를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 여기서, 상기 암은 자궁경부암 또는 간암일 수 있다.Furthermore, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, which comprises a drug carrier having curcumin on the inside of the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle. Here, the cancer may be cervical cancer or liver cancer.

본 발명에 따른 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 미셀은 대조군 DQAsome에 비하여 세포독성이 현저히 낮고, 소수성 약물을 미셀 내부에 용이하게 탑재할 수 있으며, 상온 및 냉장 보관 상태에서 장기간 안정하게 유지되고, 미토콘드리아 타겟팅 효과가 우수하다.The micelles formed from the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer according to the present invention have significantly lower cytotoxicity than the control DQAsome, can easily mount the hydrophobic drug in the micelle, It remains stable for a long time and has excellent mitochondrial targeting effect.

도 1은 자가조립 GC-DQA 미셀 및 이의 미토콘드리아 표적 단계를 나타낸 구성도이다.
도 2는 실시예 1에서 제조한 GC-DQA 중합체의 합성과정을 단계별로 나타낸 이미지이다.
도 3은 글리콜키토산(GC), 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드 및 실시예 1의 GC-DQA 중합체에 대한 1H NMR 데이터이다.
도 4는 글리콜키토산(GC), 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드 및 실시예 1의 GC-DQA 중합체에 대한 FT-IR 데이터이다.
도 5는 GC-DQA 미셀의 (a) AFM 이미지 및 (b) FE-SEM 이미지이다.
도 6은 (a) Nile Red 탑재 GC-DQA 중합체 농도에 따른 형광 강도를 측정한 그래프와, (b) GC-DQA 중합체의 임계응집농도를 나타내는 형광 강도(좌측 Y축)와 DLS(dynamic light scattering) 크기(우측 Y축)를 나타내는 그래프이다.
도 7은 GC-DQA 중합체, 대조군 글리콜키토산(GC) 및 대조군 DQAsome(비교예 1)의 세포독성을 MTT 평가 및 LDH 평가로 확인한 결과이다(위: HDF cells, 아래: HeLA cells).
도 8은 HeLa cells에서 Nile Red 로딩 GC-DQA 미셀의 미토콘드리아 타겟팅을 보여주는 공초점 주사 레이져 현미경 이미지이다.
도 9는 HeLa cells에서 Nile Red 탑재 GC-DQA의 리소좀 탈출을 보여주는 공초점 주사 레이져 현미경 이미지이다.
도 10은 커큐민과 GC-DQA에 탑재된 커큐민 제형의 사진이다.
도 11은 HeLa cells에서 GC-DQA에 탑재된 커큐민과 일반 커큐민(Free Curcumin)의 세포독성을 나타낸 그래프이다.
도 12는 GC-DQA에 탑재된 커큐민(GC-DQA Curcumin) 및 여러 대조군을 JC-1으로 염색하여, HeLa cells에서 미토콘드리아 막의 전위변동을 보여주는 공초점 이미지이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a block diagram illustrating self-assembled GC-DQA micelles and their mitochondrial targeting steps.
FIG. 2 is an image showing the step of synthesizing the GC-DQA polymer prepared in Example 1. FIG.
Figure 3 is 1 H NMR data for glycol chitosan (GC), dicaluminium (DQA) chloride, and GC-DQA polymer of Example 1.
Figure 4 is FT-IR data for glycol chitosan (GC), dicaluminium (DQA) chloride, and GC-DQA polymer of Example 1.
5 is (a) AFM image and (b) FE-SEM image of GC-DQA micelle.
FIG. 6 is a graph showing the fluorescence intensities according to the concentration of Nile Red-loaded GC-DQA polymer and (b) the fluorescence intensity (left Y-axis) indicating the critical aggregation concentration of GC-DQA polymer and dynamic light scattering ) Size (right Y axis).
FIG. 7 shows the cytotoxicity of the GC-DQA polymer, the control glycol chitosan (GC) and the control DQAsome (Comparative Example 1) by MTT evaluation and LDH evaluation (above: HDF cells, below: HeLA cells).
FIG. 8 is a confocal scanning laser microscope image showing mitochondrial targeting of Nile Red-loaded GC-DQA micelles in HeLa cells.
Figure 9 is a confocal scanning laser microscope image showing lysosome escape of Nile Red-loaded GC-DQA in HeLa cells.
10 is a photograph of a curcumin formulation loaded on curcumin and GC-DQA.
11 is a graph showing cytotoxicity of curcumin and general curcumin loaded on GC-DQA in HeLa cells.
12 is a confocal image showing the potential fluctuation of mitochondrial membrane in HeLa cells by staining with GC-DQA-loaded curcumin (GC-DQA Curcumin) and various control groups with JC-1.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

글리콜키토산Glycol chitosan -- 디쿠알리니움Diquariuminium (( GCGC -- DQADQA ) 중합체) Polymer

본 발명은 디쿠알리니움(Dequalinium) 및 글리콜키토산이 링커로 결합된 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제공한다.The present invention provides glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymers in which Dequalinium and glycol chitosan are linked by a linker.

상기 링커는 메틸아크릴레이트(사용가능한 링커 모두 기재) 등일 수 있다.The linker may be methyl acrylate (all of the linkers available) and the like.

본 발명에 따른 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체는 미토콘드리아 표적성인 것을 특징으로 한다.The glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer according to the present invention is characterized by being mitochondria-targeted.

본 발명에 따른 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 미셀은 대조군 DQAsome에 비하여 세포독성이 현저히 낮고, 소수성 약물을 미셀 내부에 용이하게 탑재할 수 있으며, 상온 및 냉장 보관 상태에서 장기간 안정하게 유지되고, 미토콘드리아 타겟팅 효과가 우수하다.The micelles formed from the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer according to the present invention have significantly lower cytotoxicity than the control DQAsome, can easily mount the hydrophobic drug in the micelle, It remains stable for a long time and has excellent mitochondrial targeting effect.

제법quite

본 발명은 하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,As shown in the following Reaction Scheme 1,

용매에서 글리콜키토산(GC)의 아민기에 메틸아크릴레이트(MA)를 마이클 첨가 반응시켜 글리콜키토산-메틸아크릴레이트(GC-MA)를 준비하는 단계(단계 1); 및(Step 1) of preparing glycol chitosan-methyl acrylate (GC-MA) by Michael addition of methyl acrylate (MA) to the amine group of glycol chitosan (GC) in a solvent; And

단계 1에서 준비한 GC-MA를 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드와 반응시켜 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제조하는 단계(단계 2);Reacting the GC-MA prepared in step 1 with decahalinium (DQA) chloride to prepare a glycol chitosan-dicuaninium (GC-DQA) polymer (step 2);

를 포함하는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체의 제조방법을 제공한다.(GC-DQA) polymer, comprising the steps of:

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure 112016029497316-pat00003
Figure 112016029497316-pat00003

상기 반응식 1에서,In the above Reaction Scheme 1,

a 및 b는 독립적으로 1-100000의 정수이다.a and b are independently an integer of 1-100000.

본 발명에 따른 제법에 있어서, 상기 단계 1은 용매에서 글리콜키토산(GC)의 아민기에 메틸아크릴레이트(MA)를 마이클 첨가 반응시켜 글리콜키토산-메틸아크릴레이트(GC-MA)를 준비하는 단계이다.In the preparation process according to the present invention, step 1 is a step of preparing glycol chitosan-methyl acrylate (GC-MA) by Michael addition of methyl acrylate (MA) to an amine group of glycol chitosan (GC) in a solvent.

상기 용매로는 물, 메탄올, 에탄올, 아세톤, DMF(dimethylformamide), DMSO(dimethyl sulfoxide), 아세토니트릴, THF(Tetrahydrofuran) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 물 및 에탄올을 혼합하여 사용할 수 있다.The solvent may be water, methanol, ethanol, acetone, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile, THF (tetrahydrofuran) or the like.

반응온도는 20-60℃, 바람직하게는 30-40℃일 수 있고, 반응시간은 1-5일, 바람직하게는 2-4일이다.The reaction temperature may be 20-60 캜, preferably 30-40 캜, and the reaction time is 1-5 days, preferably 2-4 days.

본 발명에 따른 제법에 있어서, 상기 단계 2는 단계 1에서 준비한 GC-MA를 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드와 반응시켜 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제조하는 단계이다.In the production process according to the present invention, the step 2 is a step of reacting the GC-MA prepared in the step 1 with decanoylium (DQA) chloride to prepare a glycol chitosan-dicuaninium (GC-DQA) polymer.

반응온도는 20-60℃, 바람직하게는 30-40℃일 수 있고, 반응시간은 1-5일, 바람직하게는 2-4일이다.The reaction temperature may be 20-60 캜, preferably 30-40 캜, and the reaction time is 1-5 days, preferably 2-4 days.

글리콜키토산Glycol chitosan -- 디쿠알리니움Diquariuminium (( GCGC -- DQADQA ) 미셀) Micelle

본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 제공한다.The present invention provides glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelles formed from the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer.

상기 미셀은 내부에 소수성 약물을 탑재할 수 있고, 상기 소수성 약물로는 커큐민 등을 탑재할 수 있다.The micelle may contain a hydrophobic drug therein, and the hydrophobic drug may include curcumin or the like.

약물전달체Drug delivery vehicle

본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 포함하는 약물전달체를 제공한다.The present invention provides a drug delivery system comprising the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelles.

약학적 조성물Pharmaceutical composition

본 발명은 상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀 내부에 커큐민이 탑재된 약물전달체를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, which comprises a drug delivery vehicle in which curcumin is loaded in the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle.

상기 암은 자궁경부암, 간암, 위암, 유방암, 폐암, 뇌암, 신경교종, 전립선암, 자궁암, 피부암 등일 수 있다.The cancer may be cervical cancer, liver cancer, stomach cancer, breast cancer, lung cancer, brain cancer, glioma, prostate cancer, uterine cancer, skin cancer and the like.

이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.

재료material

글리콜키토산(≥ 60%, titration, crystalline), 메틸아크릴레이트(99%), 메탄올(anahydrous 99.8%), 디쿠알리니움 클로라이드 수화물(≥ 95%), 및 3-(4,5-디메틸티아졸-2일)-2,5-디페닐-테트라졸리움 브로마이드 (MTT)는 Sigma Aldrich(서울, 대한민국)에서 구입하여 사용하였다. 커큐민(95%)는 Alfa Aesar(서울, 대한민국)에서 구입하여 사용하였다. LDH 세포독성 평가 키트는 Daeillab service(서울, 대한민국)에서 구입하여 사용하였다. DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium), FBS(fetal bovine serum), 100× 항생제-항진균제(antibiotic-antimycotic reagent)는 Gibco (Gaithersburgs, MD, USA)에서 구입하여 사용하였다. 초고순도 증류수(DW; Innovation Pure Water System)를 모든 용액 제조 및 실험에 사용하였다.(≥ 60%, titration, crystalline), methyl acrylate (99%), methanol (anahydrous 99.8%), dicaluminium chloride hydrate (≥95%), and 3- (4,5-dimethylthiazol- 2-yl) -2,5-diphenyl-tetrazolium bromide (MTT) was purchased from Sigma Aldrich (Seoul, Korea). Curcumin (95%) was purchased from Alfa Aesar (Seoul, Korea). The LDH cytotoxicity evaluation kit was purchased from Daeillab service (Seoul, Korea). DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium), FBS (fetal bovine serum) and 100 × antibiotic-antimycotic reagent were purchased from Gibco (Gaithersburgs, MD, USA). An innovative Pure Water System (DW) was used for the preparation and testing of all solutions.

<< 실시예Example 1>  1> 글리콜키토산Glycol chitosan -- 디쿠알리니움Diquariuminium ( ( GCGC -- DQADQA ) 중합체의 제조) Preparation of polymer

글리콜키토산을 메틸아크릴레이트와 마이클첨가반응(Michael addition reaction)시켜 글리콜키토산-디쿠알리니움 중합체를 제조하였다.Glycol chitosan was subjected to Michael addition reaction with methyl acrylate and Michael to prepare glycol chitosan-dicuaninium polymer.

구체적으로, 글리콜키토산 (10 mg)을 증류수 (DW, 5 mL)에 용해시킨 용액을 준비하였다. 다음으로, 둥근바닥 플라스크에 100배 과량의 메틸아크릴레이트를 무수 메탄올 (45 mL)과 혼합한 다음, 상기에서 준비한 글리콜키토산 용액을 점적 첨가하였다. 반응은 37℃의 불활성 분위기하에서 3일간 반응하였다. 다음으로, 메탄올과 과량의 메틸아크릴레이트는 감압하에 증발시키고, 24시간 투석하여 정제하였다. 상기 결과의 글리콜키토산-메틸아크릴레이트(5 mL in DW)를 20배 과량의 디쿠알리니움 클로라이드 (45 mL in MeOH)에 첨가하여 3일간 불활성 분위기하에서 반응시켰다. 다음으로, 셀룰로오즈 막 (MWCO = 1kD)을 이용하여 3일간 투석하여(against MeOH/DW (1:0, 1:1, 0:1 v/v)) 목적의 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 양친매성 중합체 용액을 얻었다. 상기 GC-DQA 중합체 용액을 동결건조하여 백색의 시료를 얻었다.Specifically, a solution prepared by dissolving glycol chitosan (10 mg) in distilled water (DW, 5 mL) was prepared. Next, a 100-fold excess of methyl acrylate was mixed with anhydrous methanol (45 mL) into a round bottom flask, and then the glycol chitosan solution prepared above was dropwise added. The reaction was carried out for 3 days under an inert atmosphere at 37 ° C. Next, methanol and excess methyl acrylate were evaporated under reduced pressure and purified by dialysis for 24 hours. The resulting glycol chitosan-methyl acrylate (5 mL in DW) was added to a 20-fold excess of dicaluminium chloride (45 mL in MeOH) and reacted under an inert atmosphere for 3 days. Next, the desired glycol chitosan-dicaluminium (GC-1) was dialyzed against cellulose membrane (MWCO = 1 kD) for 3 days (against MeOH / DQA) amphipathic polymer solution. The GC-DQA polymer solution was lyophilized to obtain a white sample.

<< 실시예Example 2> Nile Red (dye) 및  2> Nile Red (dye) and 커큐민Curcumin 로딩  loading GCGC -- DQADQA 미셀의Micelle 제조 Produce

커큐민/염료 로딩 GD-DQa 미셀은 간단한 투석 방법을 이용하여 제조하였다. 구체적으로, 커큐민/Nile Red (500μM)이 용해된 무수 메탄올을 실시예 1에서 제조한 5 mg의 GC-DQA가 용해된 증류수와 혼합하였다. MeOH/DW (9:1) 용액을 최종 용량이 2.5 mL이 되도록 모든 제형에 사용하였다. 상기 제조된 용액을 2분간 초음파처리한 다음, 투석막(MWCO = 1kD)을 이용하여 12시간 동안 투석(agianst 물)하였다. 잔류 커큐민을 제거하기 위해서, 상기에서 얻은 용액을 시린지필터(0.8 ㎛ pore size)로 여과하여 얻은 커큐민/염료 로딩 미셀을 동결건조하고 커큐민 표준곡선을 이용하여 커큐민 농도를 결정하였다.Curcumin / dye loading GD-DQa micelles were prepared using a simple dialysis method. Specifically, anhydrous methanol in which curcumin / Nile Red (500 μM) was dissolved was mixed with 5 mg of GC-DQA-prepared distilled water prepared in Example 1. A MeOH / DW (9: 1) solution was used for all formulations to a final volume of 2.5 mL. The prepared solution was ultrasonicated for 2 minutes and dialyzed for 12 hours using a dialysis membrane (MWCO = 1 kD). To remove the residual curcumin, the solution obtained above was filtered through a syringe filter (0.8 탆 pore size), and the curcumin / dye-loaded micelles obtained were lyophilized and the curcumin concentration was determined using a curcumin standard curve.

<< 비교예Comparative Example 1>  1> 디쿠알리니움Diquariuminium 리포좀Liposome ( ( DQAsomeDQAsome ™)의 제조&Lt; / RTI &gt;

대조군으로 이용한 DQAsome은 알려진 제조 방법을 참고하였다. 메탄올 5㎖과 디쿠알리니움 0.0528g을 둥근바닥 플라스크 정량해 넣어 디쿠알리니움을 완전히 녹인 다음 진공 펌프를 이용하여 메탄올 용매를 모두 날려주었다. 그 다음, HEPES buffer (N-(2-Hydroxyethyl)piperazine-N'-(2-ethanesulfonic acid)) (pH7.4, 5mM) 5㎖을 넣고 25℃ 이하에서 1시간 동안 초음파처리하였다. 초음파처리가 끝난 후 10,000rpm에서 5분간 원심 분리하여 용해되지 않은 디쿠알리니움을 제거하였다. 제조한 DQAsome은 0.8㎛ 여과장치로 여과하여 유리시약병에 상온에서 보관하였다.DQAsome was used as a control group. 5 ml of methanol and 0.0528 g of dicaluminium were weighed into a round bottom flask to completely dissolve dicualuminium and then all of the methanol solvent was blown off using a vacuum pump. Then, 5 ml of HEPES buffer (N- (2-Hydroxyethyl) piperazine-N '- (2-ethanesulfonic acid)) (pH 7.4, 5 mM) was added and sonicated at 25 ° C or lower for 1 hour. After the ultrasonic treatment, the undissolved dicuarinium was removed by centrifugation at 10,000 rpm for 5 minutes. The prepared DQAsome was filtered with a 0.8 μm filter and stored at room temperature in a glass vial.

<< 실험예Experimental Example 1>  1> 글리콜키토산Glycol chitosan -- 디쿠알리니움Diquariuminium ( ( GCGC -- DQADQA ) 중합체의 동정) Identification of polymer

실시예 1에서 제조한 GC-DQA 중합체를 H1 NMR으로 확인하였다.The GC-DQA polymer prepared in Example 1 was confirmed by H 1 NMR.

구체적으로, 글리콜키토산(GC), 디쿠알리니움(DQA) 및 GC-DQA 중합체를 D2O, 메탄올-d4 및 D2O/메탄올-d4 (1:1 v/v) 각각에 용해하여, H1 NMR (400 MHz) 시료를 준비하였다. 컨쥬게이션 수율은 각각의 재료 피크에 기초하여 계산하였다. 자가조립 나노입자의 크기는 입자크기분석기 ELS-Z (Photal, Otuka Electonics, Japan)를 통한 동적 광산란 테크닉(dynamic light scattering technique) 및 Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, UK)를 이용한 제타 전위로 결정하였다. GC(글리콜키토산) 및 DQAsome(비교예 1)을 대조군으로 사용하였다. 측정은 25℃에서 증류수에 총 시료 1 mg/mL 농도로 수행하였다. 모든 측정은 최소 3회 수행하여 평균을 구하였다. 나노입자의 형태학(morphology)은 원자력현미경 (Nanoscope MultiMode Atomic Force Microscope) 및 FE-SEM (JSM-7500F; JEOL, Tokyo, Japan)을 이용하여 확인하였다.Specifically, glycol chitosan (GC), dicaluminium (DQA) and GC-DQA polymers were dissolved in D 2 O, methanol-d4 and D 2 O / methanol-d4 (1: 1 v / v) 1 NMR (400 MHz) sample was prepared. The conjugation yield was calculated based on the respective material peaks. The size of the self-assembled nanoparticles was determined by the dynamic light scattering technique through a particle size analyzer ELS-Z (Photal, Otuka Electonics, Japan) and the zeta potential using a Zetasizer Nano ZS (Malvern Instruments, UK). GC (glycol chitosan) and DQAsome (Comparative Example 1) were used as controls. The measurement was carried out at 25 캜 in distilled water at a total concentration of 1 mg / mL. All measurements were performed at least 3 times and averaged. The morphology of the nanoparticles was confirmed using a Nanoscope MultiMode Atomic Force Microscope and FE-SEM (JSM-7500F; JEOL, Tokyo, Japan).

종래의 연구에서 양친매성 글리콜키토산은 다양한 항암제 전달체로 응용되었다. 자가조립 나노입자를 얻기 위해서 최근에는 글리콜 키토산에 소수성 부분으로서 FITC, 5β-콜란산 및 콜레스테롤을 화학적으로 결합시켜 사용하였다. In conventional studies, amphiphilic glycol chitosan has been applied to various anticancer drug delivery systems. To obtain self-assembled nanoparticles, FITC, 5β-cholanic acid and cholesterol were chemically bonded to glycol chitosan as hydrophobic moieties.

도 2는 실시예 1에서 제조한 GC-DQA 중합체의 합성과정을 단계별로 나타낸 이미지이다.FIG. 2 is an image showing the step of synthesizing the GC-DQA polymer prepared in Example 1. FIG.

처음에 메틸아크릴레이트(MA)는 메탄올에 용해된 글리콜키토산의 1차아민 작용기와 공유결합으로 반응하였다. 다음으로, 생성물은 디쿠알리니움(DQA)과 반응하여 양친매성 GC-DQA 중합체를 형성하였다. Initially, methyl acrylate (MA) reacted covalently with primary amine functional groups of glycol chitosan dissolved in methanol. Next, the product reacted with dicualinium (DQA) to form an amphiphilic GC-DQA polymer.

도 3은 글리콜키토산(GC), 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드 및 실시예 1의 GC-DQA 중합체에 대한 1H NMR 데이터이다.Figure 3 is 1 H NMR data for glycol chitosan (GC), dicaluminium (DQA) chloride, and GC-DQA polymer of Example 1.

도 3에 나타난 바와 같이, 글리콜키토산과 비교하여, 벤젠 고리의 CH 프로톤 및 디쿠알리니움의 메틸렌 프로톤에 각각 대응하는 7.5-8.5 ppm 및 1.3 ppm에서 특징적인 피크가 나타났다.As shown in Fig. 3, characteristic peaks at 7.5-8.5 ppm and 1.3 ppm corresponding to the CH protons of the benzene ring and the methylen proton of the dicaluminium, respectively, as compared with the glycol chitosan.

도 4는 글리콜키토산(GC), 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드 및 실시예 1의 GC-DQA 중합체에 대한 FT-IR 데이터이다.Figure 4 is FT-IR data for glycol chitosan (GC), dicaluminium (DQA) chloride, and GC-DQA polymer of Example 1.

도 4에 나타난 바와 같이, 글리콜키토산의 피크는 다음과 같다: 1057(C-O stretch), 1420-1376 (C-H bend), 1619 (amide I band, C=O stretch of acetyl group, 2879 (C-H stretch), 3341 (O-H stretch overlapped with N-H stretch).As shown in Figure 4, the peaks of glycol chitosan are as follows: 1057 (CO stretch), 1420-1376 (CH bend), 1619 (amide I band, C = O stretch of acetyl group, 2879 3341 (OH stretch overlapped with NH stretch).

그러나, GC-DQA에서는 메틸아크릴레이트의 메틸아실 작용기과 디쿠알리니움의 아민 작용기 사이에 형성되는 아민 결합의 카보닐 스트레칭을 나타내는 1726 cm-1에서 새로운 피크가 확인되었다.However, in GC-DQA, a new peak was identified at 1726 cm &lt; -1 &gt; indicating carbonyl stretching of the amine bond formed between the methyl acyl functional group of methyl acrylate and the amine functional group of dicaluminium.

<< 실험예Experimental Example 2>  2> GCGC -- DQADQA 미셀의Micelle 물리화학적 특성 평가 및 임계응집농도(Critical Aggregate Concentration,  Physicochemical characterization and critical aggregation concentration (Critical Aggregate Concentration, CACCAC ) 계산) Calculation

크기 평가Size rating

GC-DQA 미셀, 대조군으로서 글리콜키토산(GC) 및 대조군으로서 DQAsome(비교예 1)의 크기를 DLS(Dynamic light scattering), SEM(scanning electron microscope) 및 AFM(Atomic Force Microscope)으로 확인하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The sizes of GC-DQA micelles, glycol chitosan (GC) as a control group and DQAsome (control 1) as a control group were confirmed by dynamic light scattering (DLS), scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM) Are shown in Table 1 below.

DLS(Dynamic light scattering)을 통해서는 1mg/ml (in DW) 용액에서 315 nm 크기의 응집체를 확인하였고, SEM 및 AFM을 통해서는 이보다 작은 약 260 nm 크기의 응집체를 확인하였다. 이는 시료의 건조 상태 분석에 따른 흔한 결과이다. Through DLS (dynamic light scattering), aggregates of 315 nm in 1 mg / ml (in DW) solution were identified. Agglomerates of about 260 nm smaller than SEM and AFM were observed. This is a common result of analyzing the dryness of the sample.

도 5는 GC-DQA 미셀의 (a) AFM 이미지 및 (b) FE-SEM 이미지이다.5 is (a) AFM image and (b) FE-SEM image of GC-DQA micelle.

도 5에 나타난 바와 같이, (a) AFM 이미지 및 (b) FE-SEM 이미지 모두에서 GC-DQA 미셀의 표면 형태학(morphology)은 구 모양으로 확인되었다. As shown in Fig. 5, the morphology of the GC-DQA micelles in (a) AFM image and (b) FE-SEM image was confirmed to be spherical.

제타 전위 평가Zeta potential evaluation

제타 전위를 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.The zeta potential was measured and is shown in Table 1 below.

크기 (nm)Size (nm) 제타전위 (mV)Zeta potential (mV) 대조군
(글리콜키토산, GC)
Control group
(Glycol chitosan, GC)
N/AN / A 23.7±223.7 ± 2
비교예 1
(DQAsome)
Comparative Example 1
(DQAsome)
169.9±2169.9 ± 2 62.2±362.2 ± 3
실시예 1
(GC-DQA 미셀)
Example 1
(GC-DQA micelle)
315.1±1315.1 ± 1 29.1±129.1 ± 1

표 1에 나타난 바와 같이, 제타 전위에서 GC 및 GC-DQA 미셀 사이에는 확연한 차이가 없지만, 비교예 1(DQAsome)의 경우 62 mV의 높은 양전하를 나타냈다. 따라서, 글리콜키토산과 디쿠알리니움이 결합하면, 디쿠알리니움(DQA)은 GC-DQA 중합체의 표면 전하에 어떠한 기여도 하지 않는 것으로 보인다. 이는, 디쿠알리니움(DQA)의 소수성에 기인하여, DQA는 미셀의 코어 내부에 위치하여 전체 중합체의 표면 전하에 기여하는 바가 없기 때문인 것으로 사료된다. As shown in Table 1, there was no significant difference between the GC and GC-DQA micelles at the zeta potential, but a high positive charge of 62 mV was shown for the DQAsome of Comparative Example 1. Thus, when glycol chitosan and dicualinium are combined, dicaluminium (DQA) appears to have no contribution to the surface charge of the GC-DQA polymer. This is because DQA is located inside the core of the micelle due to the hydrophobicity of dicalcium aluminium (DQA) and there is no contribution to the surface charge of the whole polymer.

GCGC -- DQADQA 미셀의Micelle 임계응집농도 Critical aggregation concentration

GC-DQA 미셀의 임계응집농도는 형광 테크닉을 통해 소수성 형광프로브 Nile Red를 이용하여 계산하였다.The critical aggregation concentration of GC-DQA micelles was calculated using the fluorescent protein Nile Red through the fluorescent technique.

구체적으로, 5 ㎕의 Nile Red (25 ㎕ in MeOH)를 1 mL의 GC-DQA 용액에 0.05 - 0.5 mg/mL 농도로 첨가하였다. 다음으로, 용액을 와류(vortexed)하고 Cary Eclipse fluorescence Spectroscopy(Santa Clara, Unites states)을 이용하여 분석하였다(여기 파장 550 nm, 발광파장 560-760 nm). 650 nm에서의 형광 강도를 GC-DQA 미셀의 임계응집농도 값으로 계산하였다. 또한, GC-DQA 현탁액의 임계응집농도를 DLS(Dynamic light scattering) 테크닉으로 측정하였다. 특정 농도에서 응집 형성을 확인하기 위해서 동일한 GC-DQA 현탁액 농도가 측정되었다. 모든 DLS 측정값은 최소 3번 측정하여 평균을 구하였다.Specifically, 5 μl of Nile Red (25 μl in MeOH) was added to 1 mL of GC-DQA solution at a concentration of 0.05-0.5 mg / mL. Next, the solution was vortexed and analyzed using Cary Eclipse fluorescence spectroscopy (Santa Clara, Unites states) (excitation wavelength 550 nm, emission wavelength 560-760 nm). The fluorescence intensity at 650 nm was calculated as the critical aggregation concentration of GC-DQA micelles. In addition, the critical aggregation concentration of the GC-DQA suspension was measured by DLS (dynamic light scattering) technique. The same GC-DQA suspension concentration was measured to confirm coagulation formation at specific concentrations. All DLS measurements were averaged at least three measurements.

도 6은 (a) Nile Red 탑재 GC-DQA 중합체 농도에 따른 형광 강도를 측정한 그래프와, (b) GC-DQA 중합체의 임계응집농도를 나타내는 형광 강도(좌측 Y축)와 DLS(dynamic light scattering) 크기(우측 Y축)를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing the fluorescence intensities according to the concentration of Nile Red-loaded GC-DQA polymer and (b) the fluorescence intensity (left Y-axis) and dynamic light scattering (DLS) representing the critical aggregation concentration of GC- ) Size (right Y axis).

도 6(a)에 나타난 바와 같이, 0.15-0.2 mg/ml 사이의 중합체 농도에서 Nile Red의 샤프한 형광 강도가 관찰되었다. As shown in Fig. 6 (a), a sharp fluorescence intensity of Nile Red was observed at polymer concentrations between 0.15 and 0.2 mg / ml.

도 6(b)에 나타난 바와 같이, DLS(dynamic light scattering) 결과 0.01 mg/ml 농도에서 GC-DQA 중합체가 응집을 시작하는 것으로 나타났다. 따라서, GC-DQA 중합체의 임계응집농도는 대략 0.097 mg/mL인 것으로 계산되었고, 이 결과는 종래의 콜레스테롤로 개질된 글리콜키토산과 유사한 값이다.As shown in FIG. 6 (b), DLS (dynamic light scattering) showed that the GC-DQA polymer started to aggregate at a concentration of 0.01 mg / ml. Thus, the critical aggregation concentration of the GC-DQA polymer was calculated to be approximately 0.097 mg / mL, which is similar to the conventional cholesterol-modified glycol chitosan.

<< 실험예Experimental Example 3>  3> MTTMTT 평가 및 세포독성 평가 Evaluation and Cytotoxicity Assessment

MTTMTT 평가 evaluation

암세포 및 정상세포에 대한 GC-DQA 미셀의 세포 생존도는 MTT 비색 절차를 이용하여 산출하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다.The cell viability of GC-DQA micelles on cancer cells and normal cells was calculated using the MTT colorimetric procedure, and the results are shown in FIG.

구체적으로, 인간 자궁경부암세포(HeLa cell) 및 인간 피부섬유아세포(HDF cells) (출처: ATCC, Rockville, MD, USA)를 10% (v/v) FBS(Gibco, Grand Island, NY) 및 1% (w/v) 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM medium에서 5 % CO2의 습한 분위기, 37℃에서 24시간 배양하였다. 세포독성 평가를 위해서 세포들을 96 편평바닥 웰 플레이트(SPL Life Sciences, Seoul, Korea)에 1.5x104 cells/well 농도로 분주하고 24시간 동안 같은 조건을 유지하였다. 다음으로, GC-DQA 중합체, 대조군 글리콜키토산(GC) 및 대조군 DQAsome(비교예 1)을 다양한 농도로 첨가하고 24시간 배양 후에, 배지를 제거하고 세포를 DPBS로 2회 세척하였다. MTT 용액(5 mg/ml)을 새로운 배지에 0.5 mg/ml 농도가 되도록 희석한 다음, MTT 시약을 포함하는 DMEM 배지 100 ㎕를 세포에 첨가하고, 37℃에서 2시간 배양하였다. 다음으로, 배지를 폐기하여 파란 포르마잔 결정을 DMSO에 용해하였다. 마이크로플레이트 리더(VERSAMA XTM, Molecular Devices Corp., Sunnyvale, CA)를 이용하여 UV 흡광을 측정하였고, 데이터는 대조군과 비교하여 생존세포의 백분율로 해석하였다.Specifically, human cervical cancer cells (HeLa cell) and human skin fibroblast cells (HDF cells) (source: ATCC, Rockville, MD, USA) were inoculated into 10% (v / v) FBS (Gibco, Grand Island, and cultured in DMEM medium containing 10% (w / v) penicillin / streptomycin in a humidified atmosphere of 5% CO 2 at 37 ° C for 24 hours. To assess cytotoxicity, cells were seeded at a density of 1.5x10 4 cells / well in a 96-well bottom well plate (SPL Life Sciences, Seoul, Korea) and the same conditions were maintained for 24 hours. Next, after adding the GC-DQA polymer, the control glycol chitosan (GC) and the control DQAsome (Comparative Example 1) at various concentrations and culturing for 24 hours, the medium was removed and the cells were washed twice with DPBS. The MTT solution (5 mg / ml) was diluted to a concentration of 0.5 mg / ml in the fresh medium, and then 100 μl of the DMEM medium containing the MTT reagent was added to the cells and cultured at 37 ° C for 2 hours. Next, the blue formazan crystals were dissolved in DMSO by discarding the medium. UV absorbance was measured using a microplate reader (VERSAMA XTM, Molecular Devices Corp., Sunnyvale, Calif.) And the data were interpreted as a percentage of viable cells as compared to the control.

또한, HeLa 세포에서 커큐민 로딩 미셀과 대조군으로서 커큐민 단독의 세폭독성을 측정하였다. 약물 로딩 GC-DQA 미셀의 세포독성 평가를 수행하면서, DQAsome(비교예 1)은 낮은 커큐민 로딩율(encapsulation efficiency, EE)로 인해서 대조군에서 제외하였다. 또한, 약물을 로딩하지 않은 DQAsome(비교예 1) 자체가 높은 독성을 나타내어, 약물 유효성 측정에 적합하지 않았다.In addition, the curcumin-loaded micelles in HeLa cells and the narrow-cut toxicity of curcumin alone as a control group were measured. DQAsome (Comparative Example 1) was excluded from the control group due to low encapsulation efficiency (EE), while performing a cytotoxicity assay of drug loaded GC-DQA micelles. In addition, DQAsome (Comparative Example 1) itself without drug loading showed high toxicity and was not suitable for drug efficacy measurement.

디쿠알리니움은 양전하를 띄고, 높은 독성을 나타내며, 미토콘드리아 표적 유전자 전달체로 잘 알려져 있다. 디쿠알리니움의 표적 능력을 독성 없이 이용하하는 것은 실용적인 도전이다. 그래서, 글리콜키토산(GC)와 같은 생체적합성 고분자가 디쿠알리니움의 독성을 억제할 것으로 보였다. Dicualinium is positively charged, highly toxic, and well known as a mitochondrial target gene delivery vehicle. It is a practical challenge to use the target capacity of dicaluminium without toxicity. Thus, biocompatible polymers such as glycol chitosan (GC) appeared to inhibit the toxicity of dicaluminium.

종래의 연구에서, 암세포에서 디쿠알리니움 클로라이드의 세포독성 효과는 미토콘드리아 전위의 변화 및 K+ 채널 폐색과 관련 있는 것으로 보고되었다. 그렇기는 하지만, 디쿠알리니움 클로라이드의 존재하에 암세포의 세포자살을 매개하는 미토콘드리아 내의 활성산소의 과잉생산 역시 중요한 역할을 한다. 게다가, 미토콘드리아 및 세포자살 저항과 관련이 있는 Warburg 효과 가설은 DQAsome과 암세포에서 높은 독성을 나타내는 것에 의해 영향을 받을 수 있다. 본 발명자의 연구에서, 미토콘드리아 연관(mitochondria mediated) 및 막 교란 경로(membrane disruptive pathway) 모두에서 GC-DQA 중합체는 무독성이다. 미셀 형태에서 글리콜키토산의 생체적합성 및 디쿠알리니움 코어는 GC-DQA 중합체의 독성을 억제 가능하다.In conventional studies, cytotoxic effects of dicaluminium chloride in cancer cells have been reported to be related to changes in mitochondrial potential and K + channel occlusion. However, the overproduction of active oxygen in mitochondria, which mediate the cellular apoptosis of cancer cells in the presence of dicu- alinium chloride, also plays an important role. In addition, the Warburg effect hypothesis, which is associated with mitochondria and apoptosis resistance, can be influenced by high toxicity in DQAsome and cancer cells. In our study, GC-DQA polymers are non-toxic in both mitochondria mediated and membrane disruptive pathways. Biocompatibility of glycol chitosan in the micelle form and dicu- alium core can inhibit the toxicity of GC-DQA polymer.

LDHLDH (Lactate (Lactate dehydrogenasedehydrogenase ) 평가) evaluation

HeLa 세포 및 HDF 세포에서 나노입자(미셀)의 독성을 알아보기 위하여 대조군과 함께 LDH 방출 평가를 통해 측정하였고, 그 결과를 도 7에 나타내었다. LDH 평가는 막 교란을 측정한다. LDH의 방출은 막의 용리를 의미하고 LDH 방출량 증가는 높은 독성을 의미한다.In order to examine the toxicity of nanoparticles (micelles) in HeLa cells and HDF cells, LDH release measurements were taken together with the control group, and the results are shown in FIG. LDH assessment measures membrane perturbation. The release of LDH means elution of the membrane and the increase in LDH release means high toxicity.

구체적으로, 인간 자궁경부암세포(HeLa cell) 및 인간 피부섬유아세포(HDF cells) (출처: ATCC, Rockville, MD, USA)를 1.0x104 cells/well 농도로 10% (v/v) FBS 및 1% (w/v) 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM medium에서 5 % CO2의 습한 분위기, 37℃에서 24시간 배양하였다. GC-DQA 미셀, 대조군 글리콜키토산(GC) 및 대조군 DQAsome(비교예 1)을 다양한 농도로 10 ㎕ 처리하였다. 24시간 배양 후, 96 웰플레이트의 웰에서 0.2 mM NADH 및 2.5 mM sodium pyruvate를 함유하는 작동시약의 100 ㎕ 부분표본에 10 ㎕의 상청액(supernatant)을 첨가하였다. 미처리 세포 및 20% Tween-20 처리한 세포를 각각 생존도 100% 및 0%로 여기고 함께 LDH 활성을 측정하였다. 평가는 시료 각각에 대하여 3회씩 수행하여 평균을 구하였다. 나노입자(미셀) 처리한 세포의 생존도는 미처리 세포 대비 백분율로 표현하였다.Specifically, the human cervical cancer cells (HeLa cell) and human dermal fibroblasts (HDF cells) (Source: ATCC, Rockville, MD, USA) to 10% (v / v) FBS and 1 to 1.0x10 4 cells / well density and cultured in DMEM medium containing 10% (w / v) penicillin / streptomycin in a humidified atmosphere of 5% CO 2 at 37 ° C for 24 hours. GC-DQA micelles, control glycol chitosan (GC), and control DQAsome (Comparative Example 1) were treated at various concentrations in 10 μl. After 24 hours of incubation, 10 [mu] l supernatant was added to a 100 [mu] l aliquot of the working reagent containing 0.2 mM NADH and 2.5 mM sodium pyruvate in wells of a 96 well plate. Untreated cells and 20% Tween-20 treated cells were regarded as 100% and 0%, respectively, and their LDH activity was measured. The evaluation was carried out three times for each sample to obtain an average. The viability of cells treated with nanoparticles (micelles) was expressed as a percentage of untreated cells.

도 7은 GC-DQA 중합체, 대조군 글리콜키토산(GC) 및 대조군 DQAsome(비교예 1)의 세포독성을 MTT 평가 및 LDH 평가로 확인한 결과이다(위: HDF cells, 아래: HeLA cells).FIG. 7 shows the cytotoxicity of the GC-DQA polymer, the control glycol chitosan (GC) and the control DQAsome (Comparative Example 1) by MTT evaluation and LDH evaluation (above: HDF cells, below: HeLA cells).

도 7에 나타난 바와 같이, GC-DQA 미셀은 암세포(HeLa) 및 정상세포(HDF)에서 모두 무독성이었다. 하지만, HDF 세포주에 비하여 HeLa 세포주에서 DQAsome(비교예 1)의 경우 더 낮은 세포 생존도를 나타냈다.As shown in Fig. 7, GC-DQA micelles were non-toxic in both cancer cells (HeLa) and normal cells (HDF). However, DQAsome (Comparative Example 1) showed lower cell viability in HeLa cell line than HDF cell line.

커큐민Curcumin 로딩  loading GCGC -- DQADQA ( ( GCGC -- DQADQA -Cur) -Cur) 미셀의Micelle 세포독성 Cytotoxicity

커큐민 단독 및 커큐민 로딩 GC-DQA의 세포독성 효과를 HeLa 세포에서 평가하였다. 상술한 바와 같이, 약물을 로딩하지 않은 GC-DQA 미셀은 암세포 및 정상세포 모두에서 무독성을 나타내는 반면에, DQAsome(비교예 1)은 높은 독성을 나타냈다(도 7 참조). 종래의 연구에서 커큐민은 에너지 생산 기작을 방해하여 세포자살에 이르게 하는 암세포의 미토콘드리아 전위에 손상을 줄 수 있는 것으로 보고되었다. 그러나, 낮은 농도의 커큐민은 확연한 효과를 나타내지 않는다.The cytotoxic effect of curcumin alone and curcumin loading GC-DQA was evaluated in HeLa cells. As described above, the GC-DQA micelles not loaded with drug showed non-toxicity in both cancer cells and normal cells, while DQ Asome (Comparative Example 1) showed high toxicity (see FIG. 7). Previous studies have reported that curcumin can impair the mitochondrial potential of cancer cells that interfere with energy production mechanisms and lead to apoptosis. However, low concentrations of curcumin have no obvious effect.

도 10은 커큐민과 GC-DQA에 탑재된 커큐민 제형의 사진이다.10 is a photograph of a curcumin formulation loaded on curcumin and GC-DQA.

도 11은 HeLa cells에서 GC-DQA에 탑재된 커큐민과 일반 커큐민(Free Curcumin)의 세포독성을 나타낸 그래프이다.11 is a graph showing cytotoxicity of curcumin and general curcumin loaded on GC-DQA in HeLa cells.

도 11에 나타난 바와 같이, 커큐민이 GC-DQA 미셀에 탑재되고(encapsulated) 5 μM 농도로 처리될 경우 50% 생존도가 관찰되었다. 그러나, 동일 농도의 커큐민 단독은 HeLa 세포에서 미미한 효과를 나타내었다. 이러한 결과는 GC-DQA-Cur 미셀이 소수성의 커큐민을 효과적으로 전달하는 것이 분명하고, 커큐민의 생체이용가능성을 향상시킨다. 게다가, 디쿠알리니움으로부터 가해지는 독성이 커큐민과 함께 상승효과를 나타내어 암세포의 세포자살 기작을 용이하게 하는 것으로 사료된다.As shown in Fig. 11, when curcumin was encapsulated in GC-DQA micelles and treated at a concentration of 5 [mu] M, 50% viability was observed. However, curcumin alone at the same concentration showed a slight effect in HeLa cells. These results clearly demonstrate that GC-DQA-Cur micelles effectively deliver hydrophobic curcumin and improve the bioavailability of curcumin. In addition, it is considered that the toxicity from dicuarinium is synergistic with curcumin, which facilitates the apoptosis mechanism of cancer cells.

<< 실험예Experimental Example 4> 세포 흡수(Cell uptake) 및 미토콘드리아  4> Cell uptake and mitochondria 타겟팅Targeting 평가 evaluation

Nile Red 로딩 나노입자(미셀)의 세포 흡수는 공초점 레이저 주사 현미경으로 평가하였다. 나노입자의 분산을 확인하기 위하여, HeLa 세포를 5x103 cells/mL 농도로 공초점 접시(μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea)에 분주하고, 10% (v/v) FBS 및 1% (w/v) 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM medium에서 5 % CO2의 습한 분위기, 37℃에서 24시간 배양하였다. 다음으로, Nile Red 로딩 나노입자(미셀)을 20 ㎕ 첨가하고 4시간 배양하였다. 미토콘드리아를 MitoTracker Green으로 염색한 다음, 핵을 bisbenzimide (Hoechst 33342)으로 염색하였다. 배지를 제거하고, 세포를 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline)로 세척한 다음, 세포를 Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope를 이용하여 관찰하였다.Cellular uptake of Nile Red loading nanoparticles (micelles) was assessed by confocal laser scanning microscopy. To confirm the dispersion of the nanoparticles, HeLa cells were suspended in 5 x 10 &lt; 3 &gt; cells were cultured in DMEM medium containing 10% (v / v) FBS and 1% (w / v) penicillin / streptomycin in a confluent dish (μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea) And cultured in a humidified atmosphere of% CO 2 at 37 캜 for 24 hours. Next, 20 μl of Nile Red loading nanoparticles (micelle) was added and cultured for 4 hours. Mitochondria were stained with MitoTracker Green, and nuclei were stained with bisbenzimide (Hoechst 33342). After the medium was removed, the cells were washed with DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) and the cells were observed using a Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope.

글리콜키토산(GC)에 대해 종래에 보고된 연구에서, GC 기반의 나노전달체가 세포막과 높은 결합 친화력을 갖고 몇몇 식균작용 경로(예를 들어, clathrin-mediated endocytosis, caveolae-mediated endocytosis, and micropinocytosis)를 통해 흡수될 수 있음이 설명되었다. 그럼에도 불구하고, GC 기반의 나노전달체의 세포내 교환(intracellular trafficking) 연구는 1시간 배양 후에 곧 세포질에서 입자가 발견되고, 리소좀에 포획되는 경우는 거의 없었다. 그래서, GC-DQA 미셀의 세포흡수 및 미토콘드리아 타겟팅을 공초점 레이저 주사 현미경으로 확인하였다.Previously reported studies on glycol chitosan (GC) have shown that GC-based nanoreversors have a high affinity for cell membranes and some pathways of phagocytosis (eg, clathrin-mediated endocytosis, caveolae-mediated endocytosis, and micropinocytosis) Lt; / RTI &gt; Nonetheless, intracellular trafficking studies of GC-based nanotransports have found particles in the cytoplasm shortly after 1 hour incubation and rarely captured by lysosomes. Thus, cell uptake and mitochondrial targeting of GC-DQA micelles were confirmed by confocal laser scanning microscopy.

도 8은 HeLa cells에서 Nile Red 로딩 GC-DQA 미셀의 미토콘드리아 타겟팅을 보여주는 공초점 주사 레이져 현미경 이미지이다.FIG. 8 is a confocal scanning laser microscope image showing mitochondrial targeting of Nile Red-loaded GC-DQA micelles in HeLa cells.

도 8에 나타난 바와 같이, Nile Red 로딩 GC-DQA 미셀은 HeLa 세포에서 4시간 배양 후에 흡수되고 미토콘드리아 내에 선택적으로 축적되는 것으로 나타났다. MiTo-tracker green으로부터의 형광 신호는 Nile Red로부터 나오는 적색 형광과 완전히 통합되어 노란점으로 표시되었다. 게다가, GC-DQA 미셀의 무독성을 나타내는 타원형 핵과 함께 세포가 관찰되었다. As shown in FIG. 8, Nile Red loaded GC-DQA micelles were absorbed after 4 hours of incubation in HeLa cells and selectively accumulated in mitochondria. The fluorescence signal from MiTo-tracker green is fully integrated with the red fluorescence from Nile Red and marked with a yellow dot. In addition, cells were observed with elliptical nuclei indicating the non-toxicity of GC-DQA micelles.

<< 실험예Experimental Example 5> 동일위치( 5> same position ( colocalizationcolocalization ) 연구 및 나노입자 추적Research and nano particle tracking

식균작용 과정으로 내재화된 후의 나노재료는 산성의 리소좀 구획에서 분해되는 경향이 있다. 효과적인 치료 효능이 갖기 위해서, 나노재료는 엔도좀(endosome)으로부터 쉽게 탈출할 수 있어야 한다. 세포 흡수 후에 GC-DQA 미셀의 세포 간 죽음(intracellular fate)을 평가하기 위해, HeLa 세포를 5x103 cells/mL 농도로 공초점 접시(μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea)에 분주하고, 10% (v/v) FBS 및 1% (w/v) 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM medium에서 5 % CO2의 습한 분위기, 37℃에서 24시간 배양하였다. 다음으로, 20 ㎕의 GC-DQA 나노입자, 대조군 글리콜키토산(GC) 및 DQAsome(비교예 1)을 각각 첨가하였다. 4시간 배양 후에, 세포를 세척하고 LysoTracker Green으로 30분간 염색하고 acridine orange (AO, 5 μM)으로 15분 염색하였다. 세포를 DPBS(Dulbecco's phosphate buffered saline)로 세척한 다음, 세포를 Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope를 이용하여 관찰하였다.Nanomaterials after internalization by the phagocyte process tend to degrade in acidic lysosomal compartments. For effective therapeutic efficacy, nanomaterials should be able to escape easily from the endosome. To assess the intracellular fate of GC-DQA micelles after cell uptake, HeLa cells were plated at 5 x 10 &lt; 3 &gt; cells were cultured in DMEM medium containing 10% (v / v) FBS and 1% (w / v) penicillin / streptomycin in a confluent dish (μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea) And cultured in a humidified atmosphere of% CO 2 at 37 캜 for 24 hours. Next, 20 μl of GC-DQA nanoparticles, control glycol chitosan (GC) and DQAsome (Comparative Example 1) were added, respectively. After 4 hours of incubation, the cells were washed, stained with LysoTracker Green for 30 minutes and stained with acridine orange (AO, 5 μM) for 15 minutes. Cells were washed with DPBS (Dulbecco's phosphate buffered saline) and the cells were observed using a Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope.

치료제 응용을 위한 나노전달체 설계에 있어서, 나노입자의 운명은 중요한 인자이다. 리소좀 구획에서 세포외 재료의 분해는 세포의 흔한 청소 기작이다. 엔도좀 탈출을 확인하기 위해, Nile Red 로딩 GC-DQA 미셀을 이용하여 동일위치(colocalization) 연구를 수행하였다. 리소좀 및 핵을 각각 LysoTracker green 및 Hoechst로 염색하였다. 4시간 배양 후에, 리소좀 내부에 포획되지 않고 세포질에서 Nile Red 로딩 GC-DQA 미셀이 관찰되었다. 리소좀 내부에 나노입자가 동일위치에 있을때, 녹색 및 적색 형광이 합쳐져 노란점으로 보였다.In nanosuper design for therapeutic applications, the fate of nanoparticles is an important factor. The degradation of extracellular material in lysosomal compartments is a common cleaning mechanism of cells. Colocalization studies were performed using Nile Red loading GC-DQA micelles to confirm endosomal escape. Lysosomes and nuclei were stained with LysoTracker green and Hoechst, respectively. After 4 hours of incubation, Nile Red loaded GC-DQA micelles were observed in the cytoplasm without being captured inside the lysosomes. When the nanoparticles were in the same position in the lysosomes, the green and red fluorescence were combined and appeared as yellow dots.

도 9는 HeLa cells에서 Nile Red 탑재 GC-DQA의 리소좀 탈출을 보여주는 공초점 주사 레이져 현미경 이미지이다.Figure 9 is a confocal scanning laser microscope image showing lysosome escape of Nile Red-loaded GC-DQA in HeLa cells.

도 9에 나타난 바와 같이, 리소좀의 형광은 Nile Red 형광과 합쳐지지 않아, 4시간 배양 후 엔도좀 탈출을 확인하였다. 소수성으로 개질된 글리콜키토산 나노입자에 관한 종래의 보고에서는 단지 1시간 배양 후에 세포질에서 약 80%의 나노입자가 관찰되는 결과를 나타냈다.As shown in Fig. 9, fluorescence of lysosome was not combined with Nile Red fluorescence, and endosomal escape was confirmed after incubation for 4 hours. Previous reports on hydrophobically modified glycol chitosan nanoparticles have shown that about 80% of the nanoparticles are observed in the cytoplasm after only 1 hour of incubation.

<< 실험예Experimental Example 6>  6> JCJC -1 염색을 통한 미토콘드리아 전위(△-1 staining of mitochondrial translocation (△ ΨmΨm )의 평가)

HeLa 세포에서 형광 프로브 JC-1 (5,59,6,69-tetrachloro-1,19,3,39-tetraethylbenzimidazol carbocyanine iodide)을 이용하여 미토콘드리아 막 전위를 측정하였다. JC-1은 미토콘드리아 전위가 온전할 때 응집체 형태(j-aggregates)로 존재하는 양이온성 염료로서, 적색 형광(590±10 nm)을 낸다. 미토콘드리아 막 전위가 낮을 경우, 프로브 모너머는 미토콘드리아에 효율적으로 포함될 수 없어, 세포질에서 녹색 형광(525±10 nm)을 내는 것이 일반적 결과이다. 커큐민 로딩 GC-DQA 미셀의 미토콘드리아 막 전위를 평가하기 위해, HeLa 세포를 5x103 cells/mL 농도로 공초점 접시(μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea)에 분주하고, 10% (v/v) FBS 및 1% (w/v) 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM medium에서 5 % CO2의 습한 분위기, 37℃에서 24시간 배양하였다. 시료를 처리하고 4시간 후의 세포를 세척하고 10 mM의 JC-1과 함께 37℃에서 10분간 배양하였다. 다음으로, 세포를 PBS로 2회 세척하고, Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope을 이용하여 분석하였다.The mitochondrial membrane potential was measured in HeLa cells using fluorescent probe JC-1 (5,59,6,69-tetrachloro-1,19,3,39-tetraethylbenzimidazole carbocyanine iodide). JC-1 is a cationic dye present in j-aggregates when the mitochondrial potential is intact, yielding red fluorescence (590 ± 10 nm). When the mitochondrial membrane potential is low, the probe monomers can not efficiently be incorporated into the mitochondria, resulting in green fluorescence (525 ± 10 nm) in the cytoplasm. To evaluate the mitochondrial membrane potential of curcumin loading GC-DQA micelles, HeLa cells were plated at 5 x 10 &lt; 3 &gt; cells were cultured in DMEM medium containing 10% (v / v) FBS and 1% (w / v) penicillin / streptomycin in a confluent dish (μ slide 8 well, ibiTreat, South Korea) And cultured in a humidified atmosphere of% CO 2 at 37 캜 for 24 hours. After 4 hours of treatment, the cells were washed and incubated with 10 mM JC-1 for 10 minutes at 37 ° C. Next, the cells were washed twice with PBS and analyzed using a Zeiss LSM 5 Live confocal laser microscope.

미토콘드리아 막 전위(Mitochondria membrane potential, MMP, △Ψm)는 세포 생존 및 사망 사이에서 '마스터 신호'로 여겨진다. 종래의 보고에서, 몇몇 동시에 발생하는 기작에 의한 손상된 미토콘드리아 막 전위로부터 발생하는 암세포로부터의 항세포자살 신호가 확인되었다. 그러므로, MMP 및 다음의 세포자살을 유도할 수 있는 다양한 외인성 인자/시약이 이용된다. 친유성 양이온은 미토콘드리아의 내부 막에서 축적되어 MMP 감소를 야기하는 것으로 보고되었다.The mitochondrial membrane potential (MMP, △ Ψm) is considered a 'master signal' between cell survival and death. In conventional reports, anti-apoptotic signals from cancer cells arising from damaged mitochondrial membrane potentials due to several simultaneously occurring mechanisms have been identified. Therefore, a variety of extrinsic factors / reagents are available that can induce MMP and subsequent cell suicide. It has been reported that lipophilic cations accumulate in the inner membrane of mitochondria causing MMP reduction.

GC-DQA 중합체 및 GC-DQA-Cur 처리된 HeLa 세포에서 MMP를 검출하기 위해 형광 프로브 JC-1을 사용하였다. Fluorescence probe JC-1 was used to detect MMP in GC-DQA polymer and GC-DQA-Cur treated HeLa cells.

도 12는 GC-DQA에 탑재된 커큐민(GC-DQA Curcumin) 및 여러 대조군을 JC-1으로 염색하여, HeLa 세포에서 미토콘드리아 막의 전위변동을 보여주는 공초점 이미지이다.12 is a confocal image showing the potential variation of the mitochondrial membrane in HeLa cells by staining with GC-DQA-loaded curcumin (GC-DQA Curcumin) and various control groups with JC-1.

도 12에 나타난 바와 같이, GC-DQA-Cur 및 DQAsome(비교예 1) 처리한 세포는 4시가 배양 후에, 다른 대조군에 비해 더 강한 녹색 형광 강도가 관찰되었다. GC-DQA-Cur 및 DQAsome의 독성은 세포자살의 주요한 지시인 MMP에 영향을 줄 수 있다. 세포독성 평가에서 확인된 바와 같이, GC, GC-DQA 미셀 및 커큐민(10μM) 단독은 MMP에 어떤 확연한 효과를 나타내지 않았다. 상기 결과는 암세포에서 미토콘드리아 매개 세포자살을 야기하는 커큐민을 GC-DQA 미셀이 미토콘드리아로 효율적으로 전달하는 것을 설명한다. As shown in Fig. 12, the cells treated with GC-DQA-Cur and DQAsome (Comparative Example 1) showed stronger green fluorescence intensity after incubation at 4 o'clock compared to the other control. The toxicity of GC-DQA-Cur and DQAsome can affect MMP, a major directive of apoptosis. As confirmed in the cytotoxicity assays, GC, GC-DQA micelles and curcumin (10 μM) alone did not show any significant effect on MMP. These results demonstrate that curcumin, which causes mitochondrial mediated cell suicide in cancer cells, is efficiently delivered to the mitochondria by GC-DQA micelles.

따라서, 본 발명에 따른 미토콘드리아 타겟팅 부위와 약물의 조합은 암 치료분야에서 응용될 가능성이 높다.Therefore, the combination of the mitochondrial targeting site and the drug according to the present invention is highly likely to be applied in the field of cancer treatment.

<< 실험예Experimental Example 7>  7> GCGC -- DQADQA 미셀의Micelle 약물 포획 효율(Encapsulation Efficiency,  Drug capture efficiency (Encapsulation Efficiency, EEEE ) 평가) evaluation

상술한 실험결과에서 보듯이, GC-DQA 미셀은 상온 및 냉장 보관 상태에서 6개월 이상 안정할 수 있는 응집체를 수성 용매에서 약 315 nm 크기로 형성할 수 있다. 약물전달체 또는 제형의 안정성은 필수조건이기 때문에, 커큐민을 더 포획할 수 있는 GC-DQA-Cur 미셀을 준비하였다. 커큐민은 항산화, 항염증 및 항암과 같은 다양한 치료 효과를 나타내는 폴리페놀성 화합물이다. 하지만, 커큐민은 물에 용해되지 않아 치료제로의 응용에 장애물이 된다.As shown in the above-mentioned experimental results, the GC-DQA micelle can form an aggregate of about 315 nm in an aqueous solvent which can be stabilized at room temperature and in a refrigerated state for 6 months or more. Since the stability of the drug delivery or formulation is a prerequisite, GC-DQA-Cur micelles are prepared which can further capture curcumin. Curcumin is a polyphenolic compound that exhibits various therapeutic effects such as antioxidant, anti-inflammatory and anti-cancer. However, curcumin is not soluble in water and is an obstacle to its application as a therapeutic agent.

실시예 2에서와 같이 GC-DQA-Cur를 제조하였고, 이의 약물 로딩효율을 평가한 결과를 하기 표 2에 나타내었다.GC-DQA-Cur was prepared as in Example 2, and its drug loading efficiency was evaluated. The results are shown in Table 2 below.

실시예 1의 GC-DQA 중합체 함량 (mg)GC-DQA polymer content (mg) of Example 1 커큐민 (μM)Curcumin (μM) 포획효율
(Encapsulation Efficiency, EE, %)
Capture efficiency
(Encapsulation Efficiency, EE,%)
로딩효율Loading efficiency 크기 (nm)Size (nm)
1One 100100 1.23±61.23 6 0.00060.0006 352352 22 100100 3.3±33.3 ± 3 0.00160.0016 349349 33 100100 2.1±52.1 ± 5 0.0010.001 280280 44 100100 1.7±31.7 ± 3 0.00050.0005 299299 55 100100 10±510 ± 5 0.0050.005 308308 33 200200 2.18±62.18 ± 6 0.0170.017 N/AN / A 55 200200 5.34±35.34 ± 3 0.0080.008 N/AN / A 55 500500 25.7±425.7 ± 4 0.180.18 N/AN / A

상기 표 2에 나타난 바와 같이, 포획효율이 가장 높은 경우 25% 효율을 나타냈다. 본 실험결과에 따라서, 상술한 in vitro 실험들에서 포획효율이 가장 높은 제형을 이용하였다.As shown in Table 2, 25% efficiency was exhibited when the trapping efficiency was the highest. Based on the results of this experiment, the above-mentioned in vitro experiments used the formulation with the highest capture efficiency.

<제제예 1> 약학적 제제의 제조&Lt; Formulation Example 1 > Preparation of pharmaceutical preparation

<1-1> 산제의 제조<1-1> Preparation of powder

GC-DQA-Cur 미셀 2 gGC-DQA-Cur Micelle 2 g

유당 1 gLactose 1 g

상기의 성분을 혼합한 후, 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.After mixing the above components, the mixture was packed in an airtight container to prepare a powder.

<1-2> 정제의 제조<1-2> Preparation of tablets

GC-DQA-Cur 미셀 100 ㎎GC-DQA-Cur micelles 100 mg

옥수수전분 100 ㎎Corn starch 100 mg

유 당 100 ㎎100 mg of milk

스테아린산 마그네슘 2 ㎎2 mg of magnesium stearate

상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.After mixing the above components, tablets were prepared by tableting according to a conventional method for producing tablets.

<1-3> 캡슐제의 제조&Lt; 1-3 > Preparation of capsules

GC-DQA-Cur 미셀 100 ㎎GC-DQA-Cur micelles 100 mg

옥수수전분 100 ㎎Corn starch 100 mg

유 당 100 ㎎100 mg of milk

스테아린산 마그네슘 2 ㎎2 mg of magnesium stearate

상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 캡슐제의 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.After mixing the above components, the capsules were filled in gelatin capsules according to the conventional preparation method of capsules.

<1-4> 주사액제의 제조<1-4> Preparation of Injection Solution

GC-DQA-Cur 미셀 10 ㎍/㎖GC-DQA-Cur micelles 10 占 퐂 / ml

묽은 염산 BP pH 3.5로 될 때까지Until dilute hydrochloric acid BP pH 3.5

주사용 염화나트륨 BP 최대 1 ㎖Sodium chloride BP injected up to 1 ml

적당한 용적의 주사용 염화나트륨 BP 중에 본 발명에 따른 화합물을 용해시키고, 생성된 용액의 pH를 묽은 염산 BP를 사용하여 pH 3.5로 조절하고, 주사용 염화나트륨 BP를 사용하여 용적을 조절하고 충분히 혼합하였다. 용액을 투명 유리로 된 5 ㎖ 타입 I 앰플 중에 충전시키고, 유리를 용해시킴으로써 공기의 상부 격자하에 봉입시키고, 120℃에서 15분 이상 오토클래이브로 살균하여 주사액제를 제조하였다.The compound according to the invention was dissolved in a suitable volume of injected sodium chloride BP and the pH of the resulting solution was adjusted to pH 3.5 using dilute hydrochloric acid BP and the volume was adjusted using injectable sodium chloride BP and mixed thoroughly. The solution was filled in 5 ml type I ampoule made of transparent glass, sealed in the upper lattice of the air by dissolving the glass, and sterilized by autoclave at 120 캜 for 15 minutes or longer to prepare an injection solution.

Claims (11)

디쿠알리니움(Dequalinium) 및 글리콜키토산이 메틸아크릴레이트 링커로 결합된 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체.
Dequalinium and glycol Chitosan-Dicuallinium (GC-DQA) polymers with glycol chitosan attached to a methyl acrylate linker.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체는 미토콘드리아 표적성인 것을 특징으로 하는 중합체.
The method according to claim 1,
Wherein the glycol chitosan-dicalaninium (GC-DQA) polymer is mitochondrial-targeted.
하기 반응식 1에 나타난 바와 같이,
용매에서 글리콜키토산(GC)의 아민기에 메틸아크릴레이트(MA)를 마이클 첨가 반응시켜 글리콜키토산-메틸아크릴레이트(GC-MA)를 준비하는 단계(단계 1); 및
단계 1에서 준비한 GC-MA를 디쿠알리니움(DQA) 클로라이드와 반응시켜 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체를 제조하는 단계(단계 2);
를 포함하는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체의 제조방법:
[반응식 1]
Figure 112016029497316-pat00004

상기 반응식 1에서,
a 및 b는 독립적으로 1-100000의 정수이다.
As shown in Scheme 1 below,
(Step 1) of preparing glycol chitosan-methyl acrylate (GC-MA) by Michael addition of methyl acrylate (MA) to the amine group of glycol chitosan (GC) in a solvent; And
Reacting the GC-MA prepared in step 1 with decahalinium (DQA) chloride to prepare a glycol chitosan-dicuaninium (GC-DQA) polymer (step 2);
(GC-DQA) &lt; / RTI &gt; polymer comprising:
[Reaction Scheme 1]
Figure 112016029497316-pat00004

In the above Reaction Scheme 1,
a and b are independently an integer of 1-100000.
제4항에 있어서,
상기 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 아세톤, DMF(dimethylformamide), DMSO(dimethyl sulfoxide), 아세토니트릴 및 THF(Tetrahydrofuran)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 제조방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the solvent is at least one selected from the group consisting of water, methanol, ethanol, acetone, dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), acetonitrile and THF (tetrahydrofuran).
제1항의 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 중합체로 형성되는 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀.
A glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle formed from the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) polymer of claim 1.
제6항에 있어서,
상기 미셀은 내부에 소수성 약물을 탑재하는 것을 특징으로 하는 미셀.
The method according to claim 6,
Wherein the micelles are loaded with a hydrophobic drug therein.
제7항에 있어서,
상기 소수성 약물은 커큐민인 것을 특징으로 하는 미셀.
8. The method of claim 7,
Wherein the hydrophobic drug is curcumin.
제6항의 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀을 포함하는 약물전달체.
A drug delivery system comprising the glycol chitosan-dicuaninium (GC-DQA) micelle of claim 6.
제6항의 글리콜키토산-디쿠알리니움(GC-DQA) 미셀 내부에 커큐민이 탑재된 약물전달체를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating cancer, which comprises a drug carrier having curcumin on the inside of the glycol chitosan-dicaluminium (GC-DQA) micelle of claim 6.
제10항에 있어서,
상기 암은 자궁경부암, 간암, 위암, 유방암, 폐암, 뇌암, 신경교종, 전립선암, 자궁암 또는 피부암인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
11. The method of claim 10,
Wherein said cancer is cervical cancer, liver cancer, stomach cancer, breast cancer, lung cancer, brain cancer, glioma, prostate cancer, uterine cancer or skin cancer.
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