KR102006890B1 - 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도 - Google Patents

췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR102006890B1
KR102006890B1 KR1020160180288A KR20160180288A KR102006890B1 KR 102006890 B1 KR102006890 B1 KR 102006890B1 KR 1020160180288 A KR1020160180288 A KR 1020160180288A KR 20160180288 A KR20160180288 A KR 20160180288A KR 102006890 B1 KR102006890 B1 KR 102006890B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pancreatic islet
group
peptide
islet cell
pancreatic
Prior art date
Application number
KR1020160180288A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180076421A (ko
Inventor
이동윤
김민준
남윤성
유정헌
Original Assignee
한양대학교 산학협력단
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한양대학교 산학협력단, 한국과학기술원 filed Critical 한양대학교 산학협력단
Priority to KR1020160180288A priority Critical patent/KR102006890B1/ko
Publication of KR20180076421A publication Critical patent/KR20180076421A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102006890B1 publication Critical patent/KR102006890B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • A61K47/64Drug-peptide, drug-protein or drug-polyamino acid conjugates, i.e. the modifying agent being a peptide, protein or polyamino acid which is covalently bonded or complexed to a therapeutically active agent
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/08Peptides having 5 to 11 amino acids
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00Preparations for testing in vivo
    • A61K49/06Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations
    • A61K49/08Nuclear magnetic resonance [NMR] contrast preparations; Magnetic resonance imaging [MRI] contrast preparations characterised by the carrier
    • A61K49/10Organic compounds
    • A61K49/14Peptides, e.g. proteins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/04Linear peptides containing only normal peptide links
    • C07K7/06Linear peptides containing only normal peptide links having 5 to 11 amino acids
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/55Design of synthesis routes, e.g. reducing the use of auxiliary or protecting groups

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

본 발명은 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펩타이드는 췌장 소도 세포와 우수한 결합 친화력을 지니며, 표지 물질 등과 같은 외부 약물을 결합시킨 경우에도 췌장 소도 세포와의 높은 결합 친화력을 유지함을 확인할 수 있었는바, 췌장 소도 세포를 표적으로 하는 치료 약물의 전달, 및 췌장 소도 세포의 영상화와 이에 따른 당뇨병 진단 분야 등에 폭넓게 적용될 수 있을 것이다.

Description

췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도 {Pancreatic islet cell-homing peptide and use thereof}
본 발명은 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것이다.
당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않는 등의 대사 질환의 일종으로, 혈중 포도당의 농도가 높아지는 고혈당을 특징으로 하며, 고혈당으로 인하여 여러 증상 및 징후를 나타내는 당뇨병 합병증을 수반한다. 당뇨병은 제1형과 제2형으로 구분되는데, 제1형 당뇨병은 이전에 '소아 당뇨병'이라고 불리고 있으며, 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 것이 원인이 되어 발생하는 질환이다. 인슐린이 상대적으로 부족한 제2형 당뇨병은 인슐린 저항성 (insulin resistance; 혈당을 낮추는 인슐린 기능이 떨어져 세포가 포도당을 효과적으로 연소하지 못하는 것)을 특징으로 한다. 제2형 당뇨병은 식생활의 서구화에 따른 고열량, 고지방, 고단백의 식단, 운동 부족, 스트레스 등 환경적인 요인이 크게 작용하는 것으로 보이지만, 이 외에 특정 유전자의 결함에 의해서도 당뇨병이 생길 수 있으며, 췌장 수술, 감염, 약제에 의해서도 생길 수 있다. Credit Suisse Research Institute의 보고에 따르면, 전 세계적으로 약 4억 명에 달하는 환자들이 제2형 당뇨병으로 고통을 받고 있으며, 상기 환자들의 수는 점차 증가하고 있는 경향을 보이고 있다. 우리나라의 경우에도 고령화의 진행, 식습관의 변화, 및 기대 여명의 증가 등으로 당뇨병과 같은 만성 질환의 발병률이 많이 증가함에 따라 개인과 사회의 의료비 부담이 증대되고 있다.
한편, 췌장 소도 (Pancreatic islet)는 4 종류의 세포로 이루어지며, 이들 각각은 독특한 폴리펩타이드 호르몬, 즉 베타 세포에서 인슐린 (60%), 알파 세포에서 글루카곤 (25%), D 세포에서 소마토스타틴 (10%), 및 F 세포에서 췌장 폴리펩타이드 (5%)를 합성하고 분비한다. 특히, 췌장 소도를 구성하는 주요 세포인 베타 세포는, 제1형 당뇨병에서 반응성 T 림프구에 의해 파괴되며, 제2형 당뇨병에서 인슐린 저항성 관련된 베타 세포의 기능 장애를 수반하는바, 췌장 베타 세포의 기능 저하에 따른 췌장 소도 세포의 메스 감소는 제1형 및 제2형 당뇨병의 공통적인 병리적 소견 중 하나이다.
일례로서, 췌장 소도 세포의 메스에 대한 모니터링은 당뇨병의 발병 또는 진행을 평가하는데 유용한 수단으로 이용될 수 있다. 종래, 췌장 소도 세포의 기능을 평가하기 위하여, 포도당 내성 검사 (Glucose tolerance test), 혈중 포도당 (Blood glucose) 농도의 측정, 혈청 C-펩타이드 농도의 측정, 헤모글로빈 A1c (HbA1c) 농도의 측정과 같은 간접적 평가 방법들을 이용하여 왔으나, 이들은 당뇨병의 최종적인 상태에 대한 정보만을 제공할 뿐, 구체적인 당뇨병의 진행 과정에 대한 정보를 제공함에는 부족함이 있었다. 또한, 췌장 소도의 영상화를 위한 마커로서, glucokinase and glucose transporter 2 (GLUT2)와 같은 세포 운반체; 또는 glucagon-like peptide 1 receptor (GLP-1R) 및 sulfonylurea receptor (SUR)와 같은 세포 수용체를 이용한 바 있으나, 어떠한 마커들도 성공적으로 췌장 소도 세포의 메스를 영상화할 수 없었다. 특히, 췌장 소도 세포의 영상화는, 위장관 및 간으로 둘러싸여 있는 췌장의 해부학적 위치에 의해 어려움을 겪고 있는 실정이다.
이러한 배경하에서, 췌장 소도 세포의 표적 치료 또는 당뇨병 진단 등의 일환으로서, 비침습적이면서도 효과적으로 췌장 소도 세포를 표적화할 수 있는 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으나 (한국특허공개 번호 10-2006-0104984), 아직은 미비한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자들은, 파지 디스플레이 (Phage display) 기술을 이용하여 췌장 소도 세포와 높은 결합 친화력을 갖는 신규한 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 발굴하였으며, 상기 펩타이드와 표지 물질을 결합시킨 경우에도, 췌장 소도 세포와의 높은 결합 친화력을 유지함을 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에, 본 발명의 목적은 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드의 의약적 용도로서, 췌장 소도 세포 특이적 약물 전달, 췌장 소도 세포의 영상화, 및 당뇨병의 진단 또는 모니터링을 위한 상기 펩타이드의 용도를 제공하는데 있다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 포함하는, 췌장 소도 세포 특이적 약물 전달용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 펩타이드의 N- 또는 C- 말단은 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기, 및 폴리에틸렌글리콜 (PEG)로 이루어진 군으로부터 선택되는 보호기와 결합되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 약물은 췌장 소도 세포를 표적으로 하는 치료 약물로서, 상기 약물은 나테글리니드, 글리피지드, 글리벤클아미이드, 글리부리드, 글리메피리드, 타크로리무스, 사이클로스포린 A, 시롤리무스, 마이코페놀산, 마이코페놀레이트 모페틸, 아자티오프린, 리플루노마이드, 항-흉선세포 감마 글로불린, 티모글로불린, 항-CD3 단일클론항체, 인간 인터류킨-2 (Human interleukin-2 (IL-2H)), 다클리주맙, 항-CD154 단일클론항체, 데옥시스페르구알린, 부신피질 호르몬, 및 핀골리모드 (FTY720)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 약물은 표지 물질로서, 상기 췌장 소도 세포 표적 펩타이드에 결합되어 췌장 소도 세포를 영상화할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 표지 물질은 바람직하게 형광 물질, 발색 효소, 방사성 동위원소, 발광 물질, 상자성 입자, 및 초상자성 입자일 수 있고, 보다 바람직하게 카르복시테트라메틸로다민, 플루오레세인 이소티오시안산염, 로다민 B 이소티오시안산염, 로다민, 및 텍사스 레드로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
또한, 본 발명은 서열번호 1 내지 서열번호 3으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드; 상기 펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드; 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 벡터; 및 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공한다.
또한, 본 발명은 당뇨병을 포함하는 췌장 질환의 치료를 위한 상기 약물 전달용 조성물의 용도; 및 상기 약물 전달용 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 췌장 질환의 치료 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 췌장 소도 세포 영상화를 위한 상기 약물 전달용 조성물의 용도; 및 상기 약물 전달용 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 췌장 소도 세포의 영상화 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 당뇨병 진단을 위한 상기 약물 전달용 조성물의 용도; 및 상기 약물 전달용 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 당뇨병의 진단 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 펩타이드는 췌장 소도 세포와 우수한 결합 친화력을 지니며, 표지 물질 등과 같은 외부 약물을 결합시킨 경우에도 췌장 소도 세포와의 높은 결합 친화력을 유지함을 확인할 수 있었는바, 췌장 소도 세포를 표적으로 하는 치료 약물의 전달, 및 췌장 소도 세포의 영상화와 이에 따른 당뇨병의 진단 분야 등에 폭넓게 적용될 수 있을 것이다.
도 1은, 췌장 소도 세포에 대한 ex vivo 바이오 패닝 과정을 개략적으로 나타낸 모식도 이다.
도 2는, 바이오 패닝 과정의 반복 (n=1-4)에 의한 췌장 소도 세포와 결합된 파지의 수 변화를 확인한 결과이다.
도 3은, 4 번의 바이오 패닝에 따른 7-mer 펩타이드 서열의 조합을 나타낸 것으로서, 도 3a는 상기 7-mer 펩타이드 서열을 나열한 결과이고; 도 3b는 7-mer 펩타이드 내 7개의 아미노산 위치에서 반복되는 아미노산을 나타낸 것이고; 및 도 3c는 7-mer 펩타이드 내 7개의 아미노산 위치에서 반복되는 아미노산을 물리적 특성에 따라 분류한 결과이다 (핑크색: 극성 비전하 곁사슬, 녹색: 소수성 곁사슬, 주황색: 전하적 양성 곁사슬, 황색: 전하적 음성 곁사슬, 회색: 특수한 곁사슬 (시스테인, 글리신 및 프롤린)).
도 4는, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 후보들의 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력을 형광 현미경을 통해 확인한 결과이다 (스케일 바 = 100 μm).
도 5는, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 후보들의 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력을 형광 세기의 정량적 분석을 통해 확인한 결과이다 (n = 5, * P <0.05).
도 6은, 본 발명의 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 중 하나인 LSALPRT에 형광 염료인 TAMRA (Carboxytetramethylrhodamine)을 결합시킨, TAMRA-LSALPRT 접합체의 화학 구조를 나타낸 것이다.
도 7은, TAMRA-LSALPRT 접합체의 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력을 확인한 것으로서, 도 7a는 TAMRA-LSALPRT 접합체를 이용하여 췌장 소도 세포의 근적외선 이미징을 실시한 결과이고 (스케일 바 = 100 μm), 도 7b는 TAMRA 형광 양성 췌장 소도 세포를 유동 세포 계측법으로 평가한 결과이다.
도 8은, TAMRA-LSALPRT 접합체의 췌장 조직 내 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력을 면역조직화학 분석을 통해 확인한 결과이다 (스케일 바 = 100 μm).
이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드; 상기 펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드; 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 벡터; 및 상기 벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공한다.
본 발명에서 사용되는 용어, “펩타이드 (peptide)”는 아마이드 결합 (또는 펩타이드 결합)으로 연결된 2개 이상의 아미노산으로 이루어진 폴리머를 의미하며, 본 발명의 목적상, 췌장 소도 세포와 특이적으로 결합하는 펩타이드를 의미한다. 만일 펩타이드 자체의 크기가 너무 큰 경우, 표적 장기인 췌장, 또는 췌장 소도 세포에 효과적으로 유입되지 못하거나 반감기가 짧아 단시간 내에 체내에서 분해될 우려가 있으나, 10개 이하의 아미노산으로 이루어지는 본 발명의 펩타이드는 매우 짧은 서열로 이루어지면서도 췌장 소도 세포와 특이적으로 결합을 형성할 수 있다는 점에 기술적 의의가 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, “표적” 또는 “특이적”은 다른 정상 조직에 결합하지 않고 췌장 조직, 특히 췌장 소도 세포에 한하여 특이적으로 결합하는 능력을 의미한다. 상기 췌장 소도 세포 표적 펩타이드는 췌장 소도 세포의 내부 또는 외부에 특이적으로 결합할 수 있다.
본 발명의 펩타이드는 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산으로 이루어질 수 있고, 상기 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열과 각각 75% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는 아미노산 서열을 포함할 수 있으며, 표적화 서열, 태그 (tag), 표지된 잔기, 반감기 또는 펩타이드 안정성을 증가시키기 위한 특정 목적으로 제조된 아미노산 서열도 추가적으로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 펩타이드는 당해 분야에서 널리 공지된 다양한 방법으로 획득할 수 있다. 일례로서, 폴리뉴클레오타이드 재조합과 단백질 발현 시스템을 이용하여 제조하거나 펩타이드 합성과 같은 화학적 합성을 통하여 시험관 내에서 합성하는 방법, 및 무세포 단백질 합성법 등으로 제조될 수 있다.
또한, 보다 나은 화학적 안정성, 강화된 약리 특성 (반감기, 흡수성, 역가, 효능 등), 변경된 특이성 (예를 들어, 광범위한 생물학적 활성 스펙트럼), 감소된 항원성을 획득하기 위하여, 펩타이드의 N- 또는 C-말단에 보호기가 결합되어 있을 수 있다. 바람직하게, 상기 보호기는 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기 또는 폴리에틸렌글리콜(PEG)일 수 있으나, 펩타이드의 개질, 특히 펩타이드의 안정성 증진시킬 수 있는 성분이라면, 제한없이 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어, "안정성"은 생체 내 단백질 절단효소의 공격으로부터 본 발명의 펩타이드를 보호하는 인 비보 안정성뿐만 아니라, 저장 안정성 (예컨대, 상온 저장 안정성)도 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어, “폴리뉴클레오타이드 (polynucleotide)”는 단일가닥 또는 이중가닥 형태로 존재하는 디옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드의 중합체이다. RNA 게놈 서열, DNA (gDNA 및 cDNA) 및 이로부터 전사되는 RNA 서열을 포괄하며, 특별하게 다른 언급이 없는 한 천연의 폴리뉴클레오타이드의 유사체를 포함한다. 본 발명의 목적상, 상기 폴리뉴클레오타이드는 상기 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열뿐만 아니라, 그 서열에 상보적인 (complementary) 서열도 포함한다. 예를 들어, 상기 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드 서열과 각각 75% 이상, 바람직하게는 85% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 가장 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 가지는폴리뉴클레오타이드 서열을 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "상동성"은 야생형 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오타이드 서열과의 유사한 정도를 나타내기 위한 것으로서, 이러한 상동성의 비교는 당업계에서 널리 알려진 비교 프로그램을 이용하여 수행할 수 있으며, 2개 이상의 서열간 상동성을 백분율 (%)로 계산할 수 있다.
본 발명에서, 벡터는 본 발명의 벡터는 플라스미드 벡터, 코즈미드 벡터, 박테리오파아지 벡터 및 바이러스 벡터 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 벡터는 통상의 클로닝 벡터 또는 발현벡터일 수 있으며, 발현벡터는 프로모터, 오퍼레이터, 개시코돈, 종결코돈, 폴리아데닐화 시그널 및 인핸서 (촉진 유전자) 같은 발현 조절 서열 외에도 막 표적화 또는 분비를 위한 시그널 서열 또는 리더 서열을 포함하며 목적에 따라 다양하게 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 상기 폴리뉴클레오타이드 서열은 발현 조절 서열에 작동 가능하게 연결될 수 있으며, 상기 작동 가능하게 연결된 유전자 서열과 발현 조절 서열은 선택 마커 및 복제 개시점 (replication origin)을 같이 포함하고 있는 하나의 발현 벡터 내에 포함될 수 있다. "작동 가능하게 연결 (operably linked)" 된다는 것은 적절한 분자가 발현 조절 서열에 결합될 때 유전자 발현을 가능하게 하는 방식으로 연결된 유전자 및 발현 조절 서열일 수 있다. "발현 조절 서열 (expression control sequence)"이란 특정한 숙주 세포에서 작동 가능하게 연결된 폴리뉴클레오타이드 서열의 발현을 조절하는 DNA 서열을 의미한다. 그러한 조절 서열은 전사를 실시하기 위한 프로모터, 전사를 조절하기 위한 임의의 오퍼레이터 서열, 적합한 mRNA 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열 및 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함한다. 또한, 상기 벡터는 벡터를 함유하는 숙주 세포를 선택하기 위한 선택 마커를 포함하고, 복제 가능한 벡터인 경우 복제기원을 포함한다.
상기 벡터로 형질전환하는 것은 당업자에게 공지된 형질전환기술에 의해 수행될 수 있다. 바람직하게는 미세사출법 (microprojectile bombardment), 전기충격유전자전달법 (electroporation), 인산 칼슘 (CaPO4) 침전, 염화칼슘 (CaCl2) 침전, PEG-매개 융합법 (PEG-mediated fusion), 미세주입법 (microinjection) 및 리포좀 매개법 (liposome-mediated method)을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, “형질전환”은 본래의 세포가 가지고 있던 것과 다른 종류의 외래 유전자가 있는 DNA사슬 조각 또는 플라스미드가 세포들 사이에 침투되어 원래 세포에 존재하던 DNA와 결합함으로써 세포의 유전형질을 변화시키는 분자생물학적 기술을 의미하며, 본 발명의 목적상, 상기 형질전환은 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드가 생산 균주 내로 도입되는 것을 의미한다.
상기 용어 "형질전환체"는 "숙주세포" 등과 호환성 있게 사용될 수 있으며, 임의의 수단(예: 전기충격법, 칼슘 포스파타제 침전법, 미세주입법, 형질전환법, 바이러스 감염 등)에 의해 세포 내로 도입된 이종성 DNA를 포함하는 원핵 또는 진핵 세포를 의미한다.
본 발명에서 상기 형질전환체는 클로닝 분야에서 통상적으로 사용되는 모든 종류의 단세포 유기체, 예컨대 각종 박테리아 (예컨대, Clostridia 속, 대장균, 등) 등의 원핵세포 미생물, 효모 등의 하등 진핵세포 미생물과 곤충 세포, 식물 세포, 포유동물 세포 등을 포함하는 고등 진핵생물 유래의 세포를 숙주세포로 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 숙주세포에 따라서 단백질의 발현량과 수식 등이 다르게 나타나므로, 당업자가 목적하는 바에 가장 적합한 숙주세포를 선택하여 사용할 수 있다. 일례로 본 발명에서 형질전환체로 이용되는 미생물은 대장균 (Escherichia coli), 바실러스 서브틸리스 (Bacillus subtilis), 스트렙토마이세스 속 미생물 (Streptomyces spp.), 슈도모나스 속 미생물 (Pseudomonas spp.), 프로테우스 미라빌리스 (Proteus mirabilis), 스타필로코쿠스 속 미생물(Staphylococcus spp.), 아그로박테리움 투메파시엔스 (Agrobacterium tumefaciens) 등일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 포함하는, 췌장 소도 세포 특이적 약물 전달용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 펩타이드는 약물을 선택적으로 전달하는 지능형 약물 전달체로 사용될 수 있다. 본 발명의 펩타이드를 종래의 공지의 약물과 연결하여 이용한다면, 본 발명의 펩타이드에 의해 약물이 췌장 조직, 구체적으로 췌장 소도 세포에만 선택적으로 전달되기 때문에 약물의 고유의 효력을 증가시킬 수 있고, 동시에 정상 조직에 미치는 약물의 부작용을 현저히 줄일 수 있다. 본 발명에서, 상기 펩타이드와 약물의 연결은 공유 결합일 수 있으며, 보다 구체적으로, 비분해성 아마이드 결합, 우레탄 결합, 산분해성 에스터 결합, 하이드라존 결합, 아세탈 결합, 환원제 분해성 이황화 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 펩타이드에 약물을 접합 또는 연결시킬 수 있는 결합이라면 제한없이 포함될수 있다.
본 발명의 약물 전달용 조성물은 상술한 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 이용하기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
한 구체예로서, 본 발명의 약물 전달용 조성물의 약물은 췌장 소도 세포를 표적으로 하는 췌장 질환의 예방 또는 치료용 약물일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, “예방”은 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 췌장 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 용어, “치료”는 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 췌장 질환에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 조성물에 의한 예방 또는 치료 대상 질병인, "췌장 질환"은 췌장이 수행하는 여러 가지 기능 중 한 가지 이상의 기능에 문제가 발생하여 정상적으로 대사를 수행할 수 없는 상태를 말하는 것으로서, 바람직하게 당뇨병, 췌장염, 고인슐린혈증 또는 인슐린종일 수 있으나, 본 발명의 목적상, 췌장 소도 세포의 기능 이상에 따른 병리적 상태라면, 제한없이 포함될 수 있다. 일례로서, 상기 약물은 나테글리니드, 글리피지드, 글리벤클아미이드, 글리부리드, 또는 글리메피리드 등과 같은 항당뇨제; 타크로리무스, 사이클로스포린 A, 시롤리무스, 마이코페놀산, 마이코페놀레이트 모페틸, 아자티오프린, 리플루노마이드, 항-흉선세포 감마 글로불린, 티모글로불린, 항-CD3 단일클론항체, 인간 인터류킨-2 (Human interleukin-2 (IL-2H)), 다클리주맙, 항-CD154 단일클론항체, 데옥시스페르구알린, 부신피질 호르몬, 또는 핀골리모드 (FTY720) 등과 같은 면역억제제일 수 있다.
한편, 본 발명의 조성물은 콜로이드 현탁액, 분말, 식염수, 지질, 리포좀, 미소구체 (microspheres), 또는 나노 구형입자와 같은 약학적으로 허용될 수 있는 담체에 운반될 수 있다. 이들은 운반 수단과 복합체를 형성하거나 관련될 수 있고, 지질, 리포좀, 미세입자, 금, 나노입자, 폴리머, 축합 반응제, 다당류, 폴리아미노산, 덴드리머, 사포닌, 흡착 증진 물질 또는 지방산과 같은 당업계에 공지된 운반 시스템을 사용하여 생체 내 운반될 수 있다.
이 외에도, 약학적으로 허용되는 담체는 제제시 통상적으로 이용되는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아, 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세 결정성 셀룰로스, 폴리비닐 피로리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필 히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여 (예를 들어, 근육 내, 정맥 내, 복강 내, 피하, 피내, 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
다른 구체예로서, 본 발명의 약물 전달용 조성물의 표지 물질일 수 있고, 상기 표지 물질과 본 발명의 췌장 소도 세포 표적 펩타이드는 공유 또는 비공유 결합으로 결합되어 복합체 형태로 구현될 수 있으며, 이러한 구성을 통해 췌장 소도 세포를 영상화하여 궁극적으로 당뇨병을 진단할 수 있다.
본 발명의 조성물에 의한 진단의 대상 질병인, "당뇨병 (diabetes Mellitus)"은 만성 대사성 질환으로 오랜 시간이 경과함에 따라 혈관장애와 신경, 신장 및 망막 등의 기능 이상을 초래하고 이로 인해 생명까지 잃게 하는 질환을 일컫는다. 특히, 췌장 베타 세포는, 제1형 당뇨병에서 반응성 T 림프구에 의해 파괴되며, 제2형 당뇨병에서는 인슐린 저항성 관련된 베타 세포의 기능 장애를 수반하며, 췌장 베타 세포의 기능 저하에 따른 췌장 소도 세포의 메스 감소는 는 제1형 및 제2형 당뇨병의 공통적인 병리적 소견 중 하나이므로, 췌장 소도 세포의 메스에 대한 모니터링은 당뇨병의 발병 또는 진행을 평가하는데 유용한 수단으로 이용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "진단"은 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 병리 상태, 즉 당뇨병의 존재 또는 특징을 확인하는 행위를 의미하며, 당뇨병의 초진의 목적 뿐만 아니라, 진행의 경과, 치료에 대한 치료 경과, 치료제에 대한 반응 모니터링 등을 포괄하여 사용될 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 당뇨병의 진단은 췌장 조직 또는 세포에 본 발명의 펩타이드를 반응시킨 뒤, 이들간 결합의 검출 또는 췌장 소도 세포의 이미징하는 단계를 포함하며, 검출된 결합 또는 췌장 소도 세포의 메스가 감소된 경우, 당뇨병으로 진전 또는 당뇨병의 진단을 평가할 수 있다.
본 발명의 펩타이드가 췌장 소도 세포에 결합하였는지 여부를 용이하게 확인, 검출 및 정량하기 위하여, 본 발명의 펩타이드는 표지 물질과 결합된 상태로 제공될 수 있다. 또한, 검출 가능한 표지 물질에 링크 (예: 공유 결합 또는 가교)되어 제공될 수 있다. 상기 검출 가능한 표지 물질은 발색효소 (예: 퍼옥시다제 (peroxidase), 알칼라인 포스파타제 (alkaline phosphatase)), 방사성 동위원소 (예: 124I, 125I, 111In, 99mTc, 32P, 35S), 발광 물질 또는 형광 물질 (예: TAMRA, FITC, RITC, 로다민 (rhodamine), 시아닌 (cyanine), 텍사스레드 (Texas Red), 플로레신 (fluorescein), 피코에리트린 (phycoerythrin), 퀀텀닷 (quantum dots)) 등일 수 있다.
유사하게, 상기 검출 가능한 표지 물질은 항체 에피토프 (epitope), 기질 (substrate), 보조인자 (cofactor), 저해제 또는 친화 리간드일 수 있다. 이러한 표지는 본 발명의 펩타이드를 합성하는 과정 중에 수행할 수도 있고, 이미 합성된 펩타이드에 추가로 수행될 수도 있다. 만약 검출 가능한 표지 물질로 형광물질을 이용하는 경우에는 근적외선 (NIR) 이미징, 형광 단층촬영 (Fluorescence mediated tomography; FMT) 등으로 당뇨병을 진단 또는 모니터링할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
1. 실험 재료 및 방법
(1) 실험동물
7/8 주령의 수컷 Sprague-Dawley (SD) 렛트 (대한 바이오 링크, 충청북도)를 사용하였으며, 상기 실험동물은 특정 병원균이 없는 (SPF) 조건 하, 온도 조절실 내 환기된 케이지에서 사육되었다. 모든 동물실험은 한양대학교 동물 관리 및 이용 위원회 (HY-IACUC-13-030A)의 승인 하에서 수행되었다.
(2) 췌장 소도의 분리 및 배양
췌장 소도는 SD 렛트로부터 분리되었다. 요약하면, Collagenase-P (1mg/ml) (Roche, Basel, Switze)를 췌장에 주사하여 췌장 소도 부근의 세포외기질을 분해시켰다. 이후, 췌장을 수득하고, 37℃에서 15분 동안 인큐베이션시켰다. Medium 199 (Sigma, St. Louis, MO, USA)로 세척한 후, FicollTM Histopaque를 사용하여 불연속 밀도 기울기 원심 분리로 췌장 소도를 분리하고 추가 정제를 위해 Handpicked하였다. 바이오 패닝을 실시하기 전, 분리 된 췌장 소도는 10% 우태아 혈청 (FBS, Sigma)과 1% 항생제를 함유하는 RPMI-1640 (Invitrogen Inc., Carlsbad, CA, USA)에서 37℃, 5% CO2 조건으로 배양되었다.
(3) 바이오 패닝
파지 라이브러리 1×1012 플라크 형성 단위 (pfu)/ml의 Ph.D.TM-7 파지 디스플레이 펩타이드 라이브러리 키트 (New England Biolabs, Ipswich, MA, USA)를 사용하였다. 췌장 소도 세포 (1000 islet equivalent, IEQ)를 6-웰 배양 접시의 각 웰에 플레이팅하고, 24시간 동안 37℃의 CO2 배양기 (5% CO2)에서 배양하였다. 상기 배양된 세포를 포함하는 배지에 0.1 중량%의 소 혈청 알부민 (BSA)을 함유하는 무혈청 RPMI로 희석된 M13 박테리오파지 (1×1012pfu/mL)를 첨가하고, 3D 쉐이커 (Twist Shaker TW3, FINEPCR, 대한민국) 상에서 1시간 동안 실온으로 냉각시켰으며, 결합되지 않은 파지를 함유하는 배양 배지는 버렸다. 이후, 1mL의 무혈청 RPMI 배지를 웰에 첨가하여 약한 결합을 형성한 파지를 제거하였다. 1mL의 PBS 용액을 사용하여 4회 세척한 후, 3D 쉐이커 상에서 실온으로 10분 동안 0.1M HCl (pH 2.2) 및 400μL의 0.1 중량% BSA와 인큐베이션시켜 세포-결합 파지를 용리시켰다. 파지의 손상을 최소화하기 위해, pH 7.0에서 용리된 생성물에 72㎕의 1M Tris 완충액 (pH 10.0)을 첨가하여 즉시 중화시켰다. 용리된 파지의 부분 표본 (aliquot)은 실온에서 3분 동안 1,800 rpm으로 원심분리되었다. 상청액의 흡광도는 269 및 320 nm 파장에서 분광 광도계 (ND-1000, Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)로 판독하였고, 이를 pfu로 전환하였다.
(4) Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)
96 웰 배양 플레이트에 췌장 소도 세포 (300 IEQ)를 넣고 24시간 동안 37℃의 CO2 배양기에서 배양하였다. M13 파지 (야생형-, NERALTL-, RILITIP-, LSALPRT- 및 MTSLSFS- 표시된 파지)는 0.05% BSA가 첨가된 PBS를 사용하여 2.0 x 1010 pfu/mL로 희석되었다. 각각의 파지를 각 웰에 첨가하고 37℃에서 1시간 동안 인큐베이션시켰다. 결합되지 않은 파지는 버리고, 상기 세포들은 200㎕의 0.05% BSA가 첨가된 PBS로 세척하였다. 항-M13 파지 (FITC) 항체 (MyBioSource, San Diego, CA, USA)를 0.05% BSA가 첨가된 PBS로 100배 희석시켰다. 준비된 100㎕의 2차 항체를 웰에 넣고 1시간 동안 100 rpm의 3D 쉐이커 상에서 인큐베이션시킨 후, 결합되지 않은 항체는 200㎕의 0.05% Tween 20가 첨가된 PBS에 의해 제거되었다. 이어서, 세포-파지-항체 혼합물을 1,800rpm에서 3분간 원심 분리하여 200㎕의 0.05% Tween 20이 첨가된 PBS로 3회 세척하였다. 이들의 형광 강도는 각각 480nm 및 520nm의 여기 및 방출 파장에서 플레이트 판독기를 사용하여 측정되었다 (1420 Multi-label Counter, PerkinElmer, Waltham, MA, USA). 이후, 형광 현미경 (LEICA DMI3000B, Leica, Wetzlar, Germany)을 사용하여 형광 이미지를 얻었다.
(5) TAMRA로 표지된 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 이용한 in vitro 결합 어세이
췌장 소도 세포 표적 펩타이드 (islet-homing peptide; IHP)의 강력한 후보 물질인 LSALPRT 펩타이드는 Anygen사 (광주, 대한민국)에 의해 합성되었다. 이후, 췌장 소도의 광학 표적 영상 진단을 위해, LSALPRT 펩타이드 서열에 아미드 결합으로 TAMRA (5-카르복시 테트라 메틸로드 아민)를 접합시켰다. LSALPRT 펩타이드 서열의 특이적 결합을 확인하기 위해, 췌장 소도 세포 (100 IEQ)를 37℃ 조건에서 6 웰 배양 플레이트에 분주하였다. 이후, TAMRA 표지된 LSALPRT 펩타이드 (TAMRA-IHP, 10㎍/㎖)를 각 웰에 첨가하고 1 시간 동안 배양하였다. 플레이트를 3회 세척하여 결합되지 않은 TAMRA-IHP를 제거하고, 형광 현미경 (Eclipse TE2000-S, Nikon, Tokyo, Japan)을 사용하여 형광 이미지를 얻었다. TAMRA-IHP의 췌장 소도에 대한 결합 친화력을 정량적으로 분석하기 위해, 본 발명자들은 유동 세포 계측법 분석 (flow cytometry analysis)을 수행하였다. 이를 위하여, 췌장 소도는 트립신화 방법을 사용하여 단일 세포로 분산되었다. 췌장 소도를 37℃에서 6분 동안 트립신과 함께 인큐베이션시키고, 피펫팅으로 이들을 해리시켰다. 분리되지 않은 췌장 소도를 제거하기 위하여, 췌장 소도 단일 세포들을 40-μm 세포 여과기 필터를 사용하여 여과시켰다. 이후, TAMRA-IHP와 결합한 췌장 소도 세포의 양을 유동 세포 계측법 (FACSCaliburTM; BD Biosciences, Franklin Lakes, NJ, USA)으로 분석하였다. 한편, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드가 처리되지 않은 췌장 소도 세포가 대조군으로 사용되었다.
(6) TAMRA로 표지된 췌장 소도 세포 표적 펩타이드와 췌장 소도 세포간 ex vivo 결합
췌장은 SD 렛트로부터 수득하였으며, 이를 조직 동결 미디움 (OCT 화합물, Sakura Finetek Japan, 도쿄, 일본)에 임베딩시켰다. 동결시킨 후, 절편 될 때까지 -80에서 보관하였다. 면역조직화학 (IHC) 염색법은 10-μm 동결 절편 상에서 수행되었다. 세포 내 침윤을 위하여, 동결 절편을 0.1% Tween 20으로 처리하였다. 20% 염소 혈청 알부민 완충액으로 30분간 블로킹시켜 면역 글로불린의 비특이적 결합을 방지하였다. 준비된 동결 절편을 4℃에서 밤새도록 인슐린 (1 : 200 희석액; Abcam Cambridge, MA, USA)에 대한 일차 마우스 단일 클론 항체와 함께 인큐베이션시켰다. 세척 후 실온에서, 상기 절편에 2 차 항체 (1 : 200 희석액, Invitrogen)를 추가로 1시간 동안 처리하였다. DAPI (Vectashiled H-1200, Vector Laboratories Inc., Burlingame, USA)를 함유하는 배지가 상기 절편의 처리에 이용되었다. LSALPRT IHP 펩타이드가 췌장 절편의 췌장 소도와 직접 결합하는지를 평가하기 위하여, 상기 절편에 염소-혈청 알부민을 처리한 후, TAMRA-IHP 용액을 처리하였다. 이후, 형광 현미경 (LEICA DMI3000B, Leica, Wetzlar, Germany)을 사용하여 형광 이미지를 얻었다.
(7) 통계 분석
스튜던트 T 검정법을 이용한 통계 분석을 수행하였으며, 95%의 신뢰도 기준으로 P<0.05인 경우, 통계적 유의성을 나타내는 것으로 평가하였다.
2. 실험 결과
(1) ex vivo 바이오 패닝으로부터 췌장 소도 세포 표적 펩타이드의 동정
pIII minor coat 단백질 상에서, 스크램블된 헵타-펩타이드를 갖는 M13 파지 라이브러리를 사용한 4 번의 in vitro 바이오 패닝을 실시하여, 췌장 소도 세포에 높은 결합 친화력을 갖는 7-mer 펩타이드 서열을 동정하고자 하였다.
그 결과, 하기 표 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 4 번의 in vitro 선별 후, 췌장 소도 세포부터 회수되는 파지의 수는 현저하게 증가하였다. 이러한 결과는 각 바이오 패닝의 세척 단계에서, 상대적으로 낮은 표적 친화성을 갖는, 췌장 소도 세포와 비결합된 파지가 제거됨에 따라, 높은 친화력을 갖는, 췌장 소도 세포와 결합된 파지의 수가 증가하여 회수되는 파지의 수가 증가되었음을 나타내는 것으로서, 반복적인 바이오 패닝 후, 회수된 파지의 역가는 각각 2.3×1011, 4.9×1011, 5.1×1011, 및 9.2×1011 pfu/mL였다.
Figure 112016128144214-pat00001
4 번의 바이오 패닝 후, 파지의 pIII 단백질 상에 전시된 (display) 펩타이드 서열을 무작위로 선정하였다. 그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 반복된 펩타이드 서열은, 극성 비전하 곁사슬 (PUSC, 핑크색), 소수성 곁사슬 (HSC, 녹색), 전하적 양성 곁사슬 (EPSC, 주황색), 전하적 음성 곁사슬 (ENSC, 황색), 특수한 곁사슬 (SC, 회색 색상) (즉, 시스테인, 글리신 및 프롤린)에 따라 분석된 시퀀싱 결과로부터 도출하였고, 이러한 정보에 기초하여, 7-mer 펩타이드 각 위치의 바람직한 아미노산을 분석하였다. 상기 펩타이드의 서열은 바이오 패닝의 과정에서 사용되는 용기 및 플레이트의 표면으로부터 발견할 수 있었으며, 최종적으로, 본 발명자들은 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 (islet-homing peptide) 후보로서, LSALPRT (서열번호 1), MTSLSFS (서열번호 2), RITITIP (서열번호 3), 및 NERALTL (서열번호 4)을 선정하였다.
(2) 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 후보의 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력 확인
선정된 파지 클론의 결합 여부를 in vitro의 췌장 소도 세포 상에서 평가하였다. 형광 표지된 항체가 췌장 소도 세포와 결합된 특정 IHP-발현 파지를 정량화하기 위하여 사용되었다.
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 검출된 형광의 세기를 비교한 결과, 야생형 (WT-phage)에 비해 NERALTL, RITITIP, LSALPRT 또는 MTSLSFS-발현 파지는 췌장 소도 세포에 대한 보다 높은 결합 친화력을 보였으며, 도 5에 나타낸 바와 같이, 이들 각각의 형광 강도는 450.0 ± 35.5, 474.5 ± 4.0, 977 ± 187.5 및 ± 715.5 ± 115.0 %를 나타내었다. 특히, 상기 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 후보들 중에서도, LSALPRT-발현 파지가 췌장 소도 세포와 가장 우수한 결합 친화력을 나타냈으며, 상기 LSALPRT와 거의 동일한 물리화학적 특성을 갖는 MTSLSFS-발현 파지 (도 3a 및 도 3b)가 그 뒤를 이었다. 이하, 실시예에서는 췌장 소도 세포와 가장 높은 친화력을 나타낸, LSALPRT를 췌장 소도 세포 표적 펩타이드로 사용하였다.
(3) 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 이용한 췌장 소도 세포의 근적외선 이미징
근적외선 이미징에 광범위하게 사용되는 형광체인 TAMRA (Carboxytetramethylrhodamine) 염료를 이용하여 In vivo 상에서 췌장 소도 세포의 근적외선 (NIR) 이미징을 실시하였다. 구체적으로, 도 6에 나타낸 바와 같이, TAMRA-LSALPRT 접합체를 합성하고, 상기 접합체를 췌장 소도 세포에 처리하였으며, 대조군으로는 TAMRA만 처리한 군을 이용하였다.
그 결과, 도 7에 나타낸 바와 같이, 대조군에서는 TAMRA를 나타내는 붉은 형광이 거의 검출되지 않은 반면, TAMRA-LSALPRT 접합체를 처리한 군에서는 다량의 붉은 형광이 검출되었다. 또한, TAMRA 형광 양성 췌장 소도 세포를 유동 세포 계측법으로 계수화한 결과, 약 7.3 ± 0.0 %로서, TAMRA-LSALPRT 접합체와 췌장 소도 세포간 특이적 결합을 확인할 수 있었다.
(4) 췌장 소도 세포 표적 펩타이드의 췌장 조직 내 췌장 소도 세포에 대한 결합 친화력 확인
췌장 소도 세포 표적 펩타이드가 췌장 조직 내 췌장 소도 세포와 특이적으로 결합할 수 있는지를 평가하기 위해, 췌장 조직 유래 동결 절편을 TAMRA-LSALPRT 접합체와 함께 염색하였다. 췌장 소도 세포의 확인을 위하여, 대조 염색 (counter strain)으로서, 항-인슐린 면역염색을 실시하였으며, 대조군으로는 TAMRA만 처리한 군을 이용하였다.
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 대조군에서는 항-인슐린 형광외의 다른 형광 신호가 검출되지 않은 반면, TAMRA-LSALPRT 접합체를 처리한 군에서는 항-인슐린 형광이 검출된 부위, 즉, 췌장 소도 세포가 존재하는 부위에서만 TAMRA를 나타내는 붉은 형광이 관찰되어 췌장 소도 세포와의 특이적 결합을 확인할 수 있었고, 췌장 소도 세포외의 부위에서는 붉은 형광이 전혀 검출되지 않았는바 비특이적 결합은 거의 발생하지 않음을 확인할 수 있었다.
상기의 결과들을 종합해 볼 때, 췌장 소도 세포와 우수한 결합 친화력을 지닌 본 발명에 따른 펩타이드들은, 췌장 소도 세포를 표적으로 하는 치료 약물의 전달 및 췌장 소도 세포의 영상화를 위한 핵심 구성으로 활용될 수 있음을 시사하며, 본 실시예에서는, 이들 중 한 구체예로서, 특정 표지 물질과 접합된 형태로 췌장 기관 내 췌장 소도 세포 또는 이식된 췌장 소도 세포의 영상화를 위한 조성물, 예를 들어 광학적 프로브 등으로 활용될 수 있음을 보여주었다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
<110> Industry-university Cooperation Foundation Hanyang University Korea Advanced Institute of Science and Technology <120> Pancreatic islet cell-homing peptide and use thereof <130> P20160872OP_P-15335_P16U10C1727 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Pancreatic islet cell-homing peptide 1 <400> 1 Leu Ser Ala Leu Pro Arg Thr 1 5 <210> 2 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Pancreatic islet cell-homing peptide 2 <400> 2 Met Thr Ser Leu Ser Phe Ser 1 5 <210> 3 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Pancreatic islet cell-homing peptide 3 <400> 3 Arg Ile Thr Ile Thr Ile Pro 1 5 <210> 4 <211> 7 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Pancreatic islet cell-homing peptide 4 <400> 4 Asn Glu Arg Ala Leu Thr Leu 1 5

Claims (10)

  1. 서열번호 1 내지 서열번호 4로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드를 포함하는, 췌장 소도 세포 특이적 표지물질 전달용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 펩타이드의 N- 또는 C- 말단은 아세틸기, 플루오레닐 메톡시 카르보닐기, 포르밀기, 팔미토일기, 미리스틸기, 스테아릴기, 및 폴리에틸렌글리콜 (PEG)로 이루어진 군으로부터 선택되는 보호기와 결합되어 있는, 췌장 소도 세포 특이적 표지물질 전달용 조성물.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 표지물질은 형광 물질 (Fluorescer), 발색 효소, 방사성 동위원소, 발광 물질, 상자성 입자 (Super paramagnetic particles), 및 초상자성 입자 (Ultrasuper paramagnetic particles)로 이루어진 군에서 선택되는, 췌장 소도 세포 특이적 표지물질 전달용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 표지물질은 카르복시테트라메틸로다민 (Carboxytetramethylrhodamine; TAMRA), 플루오레세인 이소티오시안산염 (Fluorescein isothiocyanate; FITC), 로다민 B 이소티오시안산염 (Rhodamine B isothiocyanate; RITC), 로다민 (Rhodamine), 및 텍사스 레드 (Texas Red)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 췌장 소도 세포 특이적 표지물질 전달용 조성물.
  7. 서열번호 1 내지 서열번호 3으로 이루어진 군에서 선택된 아미노산 서열로 이루어진, 췌장 소도 세포 표적 펩타이드.
  8. 제7항의 펩타이드를 암호화하는, 폴리뉴클레오타이드.
  9. 제8항의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는, 벡터.
  10. 제9항의 벡터로 형질전환된, 형질전환체.
KR1020160180288A 2016-12-27 2016-12-27 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도 KR102006890B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160180288A KR102006890B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160180288A KR102006890B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180076421A KR20180076421A (ko) 2018-07-06
KR102006890B1 true KR102006890B1 (ko) 2019-08-05

Family

ID=62920944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160180288A KR102006890B1 (ko) 2016-12-27 2016-12-27 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102006890B1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160039877A1 (en) * 2013-03-15 2016-02-11 Shenzhen Hightide Biopharmaceutical, Ltd. Compositions and methods of using islet neogenesis peptides and analogs thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Journal of controlled release, 192, 29-39, 2014.

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180076421A (ko) 2018-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7041187B2 (ja) 細胞透過性ペプチド、それを含んだコンジュゲート、及びそれを含んだ組成物
JP7007423B2 (ja) 細胞透過性ペプチド、それを含んだコンジュゲート、及びそれを含んだ組成物
CA2758415C (en) Plectin-1 targeted agents for detection and treatment of pancreatic ductal adenocarcinoma
JP5861223B2 (ja) プロタンパク質およびその使用方法
JP4806258B2 (ja) 脳移行活性を有するポリペプチド、およびその利用
JP2008517885A (ja) 化学修飾ペプチド類似体
KR102150419B1 (ko) Pd-l1에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도
US11406720B2 (en) Fibroblast growth factor receptor 2-specific peptide reagents and methods
WO2019117690A1 (ko) Pd-l1에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도
TW201124725A (en) Bladder cancer specific ligand peptides
KR100968839B1 (ko) 포스파티딜세린과 특이적으로 결합하는 폴리펩티드 및 이의용도
CN105050612B (zh) 用于药物递送的组合物和方法
KR102006890B1 (ko) 췌장 소도 세포 표적 펩타이드 및 이의 용도
CN108912212B (zh) 一种与cd105特异性结合的多肽及其应用
KR102557303B1 (ko) 인간 피브로넥틴 도메인 ⅲ 기본 골격의 신규 칼레티큘린 특이적 결합 단백질 및 그의 용도
US20210380688A1 (en) Antibodies for treating malignant tumors and uses thereof
KR101836468B1 (ko) 상피-중간엽 이행 세포 표적용 폴리펩타이드 및 이의 용도
WO2021068879A1 (zh) 一种靶向功能分子修饰的抗体复合物、组合物及其用途
KR101921212B1 (ko) 유방암 표적용 펩타이드 및 이의 용도
JP2022509258A (ja) Dpep-1結合剤および使用の方法
KR102194026B1 (ko) Trail 수용체에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도
US20210388086A1 (en) Antibodies for detecting various tumor cells and uses thereof
WO2024133236A2 (en) Peptide conjugates for labelling endogenous gipr and glp-1r
CN116897161A (zh) 氯毒素衍生物及其用途
KR101297667B1 (ko) bcl―2 단백질 표적 펩타이드 및 이의 이용

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant