KR102023808B1 - 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법 - Google Patents

신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102023808B1
KR102023808B1 KR1020170032589A KR20170032589A KR102023808B1 KR 102023808 B1 KR102023808 B1 KR 102023808B1 KR 1020170032589 A KR1020170032589 A KR 1020170032589A KR 20170032589 A KR20170032589 A KR 20170032589A KR 102023808 B1 KR102023808 B1 KR 102023808B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cancer
formula
nanoparticles
cmd
prodrug
Prior art date
Application number
KR1020170032589A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180105474A (ko
Inventor
이동원
유우영
홍은미
Original Assignee
전북대학교산학협력단
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 전북대학교산학협력단 filed Critical 전북대학교산학협력단
Priority to KR1020170032589A priority Critical patent/KR102023808B1/ko
Publication of KR20180105474A publication Critical patent/KR20180105474A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102023808B1 publication Critical patent/KR102023808B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal 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
    • A61K47/51—Medicinal 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
    • A61K47/56—Medicinal 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 an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule
    • A61K47/61—Medicinal 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 an organic macromolecular compound, e.g. an oligomeric, polymeric or dendrimeric molecule the organic macromolecular compound being a polysaccharide or a derivative thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23L—FOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/11—Aldehydes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00—Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
    • A61K31/19—Carboxylic acids, e.g. valproic acid
    • A61K31/192—Carboxylic acids, e.g. valproic acid having aromatic groups, e.g. sulindac, 2-aryl-propionic acids, ethacrynic acid 
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal 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
    • A61K47/69—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6927—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores
    • A61K47/6929—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle
    • A61K47/6931—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle the material constituting the nanoparticle being a polymer
    • A61K47/6939—Medicinal 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 conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being a solid microparticle having no hollow or gas-filled cores the form being a nanoparticle, e.g. an immuno-nanoparticle the material constituting the nanoparticle being a polymer the polymer being a polysaccharide, e.g. starch, chitosan, chitin, cellulose or pectin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A61K49/222—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, liposomes
    • A61K49/223—Microbubbles, hollow microspheres, free gas bubbles, gas microspheres
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/22—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations
    • A61K49/222—Echographic preparations; Ultrasound imaging preparations ; Optoacoustic imaging preparations characterised by a special physical form, e.g. emulsions, liposomes
    • A61K49/228—Host-guest complexes, clathrates, chelates
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/51—Nanocapsules; Nanoparticles
    • A61K9/5107—Excipients; Inactive ingredients
    • A61K9/513—Organic macromolecular compounds; Dendrimers
    • A61K9/5161—Polysaccharides, e.g. alginate, chitosan, cellulose derivatives; Cyclodextrin
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00—Antineoplastic agents
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00—Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00—Function of food ingredients
    • A23V2200/30—Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • A23V2200/308—Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health having an effect on cancer prevention
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23V—INDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00—Food ingredients
    • A23V2250/50—Polysaccharides, gums
    • A23V2250/51—Polysaccharide
    • A23V2250/5114—Dextrins, maltodextrins

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물, 이의 제조 방법, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 상기 전구약물을 포함하는 약물 전달체(drug delivery vector) 및 상기 전구약물을 포함하는 초음파 영상 조영제(Imaging contrast agent)에 관한 것이다.
신남알데하이드는 짧은 혈액내 반감기로 인하여 항암효과가 낮은 반면에 본 발명은 신남알데하이드가 콘쥬게이트된 말토덱스트린의 나노 입자를 발명하여 암 세포 내외의 약산성 조건에서 분해되면서 활성 산소를 생성을 유도하여 항암작용을 발휘하는 신남알데하이드(cinnamaldehyde)를 방출하여 항암작용을 증가시킬 수 있습니다. 또한 암 조직의 과산화수소에 의해 분해되면서 CO2 기체 버블을 형성하여 나노 입자가 초음파 주파수와 공명을 이루어 초음파 신호를 증가하여 초음파 영상을 증가시키는 효과가 있습니다. 나아가, 신남알데하이드(cinnamaldehyde)가 콘쥬게이트된(conjugated) 말토덱스트린(maltodextrin)의 고분자 나노 입자는 약물 전달 체로서 일반적인 항암제를 포집 시켜 세포자멸사의 유도를 통해 항암효과에 있어서 시너지 효과가 있습니다.

Description

신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법 {Hybrid anticancer prodrug for creating cinnamaldehyde or cinnamic acid, and method for preparing the same}
본 발명은 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물, 이의 제조 방법, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 상기 전구약물을 포함하는 약물 전달체(drug delivery vector) 및 상기 전구약물을 포함하는 초음파 영상 조영제(Imaging contrast agent)에 관한 것이다.
암은 사망원인 중 13%를 차지하며 전 세계의 주요 사망 원인 중 하나이다. 암의 주요 치료 사업은 도고소루비신, 시스팔리틴, 파클리탁셀 및 캄토테신 등 다양한 화학 제제들을 사용하는 화학 요법이다. 그러나 이들은 용해도가 낮고 종양 세포에 특이적이지 않아 부작용을 일으키므로 임상적 사용을 제한한다. 나노 기술과 생분해성 고분자를 이용하여 기존 약물의 약물 전달 및 생체 분포를 개선하기 위해 다양한 약물 전달 전략이 개발되었다. 지난 수십 년 동안 나노 미터 크기의 다기능 입자가 기존의 항암제를 통제하고 표적화된 전달을 위한 유망한 시스템 중 하나로 등장했다. 그러나 약물의 치료 효능을 향상시기 키기 위해 종양 부위를 특이적을 표적 할 수 있고 약물을 제어된 방식으로 방출할 수 있는 스마트 나노 입자의 개발은 여전히 큰 도전으로 남아 있다.
신남알데하이드(cinnam aldehyde)는 동서양 모두에서 소화불량, 위염, 혈액 순환 장애, 염증을 치료하는데 사용되어 온 녹나무과(Lauraceae) 식물인 수피(cinnamomum cassia)의 주약효 성분 물질로서 계피 껍질(cinnamon bark)의 주요 구성 성분이다. 신남알데하이드는 Micheal 수용체 약물특이분자단(michael receptor pharmacophore)으로 알려진 α, β-카보닐을 함유하고 있으며, 활성 산소종(Reactive Oxygen Speacises, ROS)을 생성하여 미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential)를 저하시켜 세포에서 시토졸(cytosol)로 시토크롬 C(cytochrome C)의 방출을 통해 아폽토시스를 유도하는 물질로서 카스파제(caspase)에 의존하는 기전을 통한 항암 능력이 입증되어 있다. 하지만, 신남알데이드와 그 유도체의 뛰어난 항암능력에도 불구하고, 생체 내에서 간 대식세포에 의해 빨리 포획(phagocytosis)되어 1.5시간 미만(수 분, 약 5분)의 짧은 반감기를 가져 암을 표적할 수 있는 능력이 없다는 단점이 있다. 그러므로 임상에서 신남알데하이드를 항암치료에 적용하기 위해서는 항암효과를 증진시키기 위한 물리, 화학적 개질 또는 새로운 약물 전달체의 개발이 요구되고 있다. 예를 들어, 한국 공개특허번호 제 10-2015-0081415호에는 신남알데히드 및 퀴논 메티드를 동시에 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법이 개시되어 있다.
수많은 용해성 및 생체 저합성 고분자가 제약 및 의학 분양에서 광범위하게 연구되어 왔다. 키토산, 히알루론산, 덱스트린 및 말토덱스트린과 같은 다당류는 잘 알려진 생체 적합성, 무독성, 비 면역원성 및 광범위한 가용성을 포함하는 약물 전달을 위한 플랫폼으로서 큰 이점이 있다. 말토덱스트린은 주로 글리코시드 결합 된 D-글루코스로 구성된 다당류이며 식품 첨가물로 널리 사용되어왔다. 특히, 말토덱스트린은 주사슬에 다량의 OH기를 함유하고 있어 화학적 개질이 용이하다.
본원 발명의 발명자들은 암의 특이적 환경인 약산성에 분해가 촉진되면서 항암 작용을 가지며 과 고농도의 과산화수소에 의해 분해되면서 CO2를 생성하여 초음파 주파수와 공명을 이루어 초음파 신호를 증폭할 수 있는 신남알데하이드가 콘쥬게이트된(conjugated) 말토덱스트린의 고분자 나노 입자를 개발하였다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물, 이의 제조 방법, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 상기 전구약물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품, 상기 전구약물을 포함하는 약물 전달체(drug delivery vector) 및 상기 전구약물을 포함하는 초음파 영상 조영제(Imaging contrast agent)를 제공하는 것이다.
본 발명은 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 함암 전구물질로서, 암세포의 자멸사를 유도하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 혼성 항암 전구약물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 혼성 항암 전구약물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 혼성 항암 전구약물을 유효성분으로 포함하는 약물 전달체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 혼성 항암 전구약물 및 항암제를 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 혼성 항암 전구약물을 유효성분으로 포함하는 영상조영제를 제공한다.
신남알데하이드는 짧은 혈액내 반감기로 인하여 항암효과가 낮은 반면에 본 발명은 신남알데하이드가 콘쥬게이트된 말토덱스트린의 나노 입자를 발명하여 암 세포 내외의 약산성 조건에서 분해되면서 활성 산소를 생성을 유도하여 항암작용을 발휘하는 신남알데하이드(cinnamaldehyde)를 방출하여 항암작용을 증가시킬 수 있습니다. 또한 암 조직의 과산화수소에 의해 분해되면서 CO2 기체 버블을 형성하여 나노 입자가 초음파 주파수와 공명을 이루어 초음파 신호를 증가하여 초음파 영상을 증가시키는 효과가 있습니다. 나아가, 신남알데하이드(cinnamaldehyde)가 콘쥬게이트된(conjugated) 말토덱스트린(maltodextrin)의 고분자 나노 입자는 약물 전달 체로서 일반적인 항암제를 포집 시켜 세포자멸사의 유도를 통해 항암효과에 있어서 시너지 효과가 있습니다.
도 1은 CMD의 합성과 특성을 나타낸 것으로, (a)는 신남알데하이드 유도체 2의 합성이고, (b)는 CDCl3에서 기록된 화합물 22의 1H NMR 스펙트럼 결과이고, (C)는 DMSO-d6에서의 말토덱스트린의 1H NMR 스펙트럼의 결과이고 (d)은 DMSO-d6에서의CMD의 1H NMR 스펙트럼이며 (e) 산-유도 가수 분해 후의 CMD의 1H NMR 스펙트럼의 결과를 나타낸 것이다.
도 2은 CMD의 나노입자의 특성을 나타낸 것으로, (a)은 DLS에 의해 결정된 CMD 나노 입자의 유체역학적 직경을 나타낸 것이고, (b)는 CMD 나노입자의 대표적인 주사 전자 현미경 사진이며, (C) FBS10%의 존재 또는 부재하에 PBS에 현탁된 CMD 나노입자의 유체 역학적 직경의 변화를 나타낸 결과이고, (d)은 DLS에 의해 결정된 CPT-CMD 나노 입자의 유체 역학적 직경의 결과이고,(e)은 CPT-CMD 나노 입자의 대표적인 주사 전자 현미경 사진이며 (f) FBS (10 %)의 존재 또는 부재하에 PBS에 현탁 된 CPT-CMD 나노 입자의 유체 역학적 직경의 변화의 결과를 나타낸다.
도 3은 CMD 나노입자에 CA(cinnamaldehyde)의 pH-의존적인 방출 결과를 나태닌 것이다.
도 4는 CPT-CMD 나노 입자로 치료 한 암세포에서 ROS 생성을 나타낸 것으로(a)는 CMD 또는 CPT-CMD 나노 입자 후에 ROS를 생성하는 세포의 대표 현미경 사진이고, (b)는 세포에서의 ROS 생성을 정량화한 것이다.
도 5는 다양한 세포주에 대한 CMD 및 CPT-CMD 나노 입자의 세포독성을 나타낸 것으로 (a)는 CA(cinnamaldehyde)의 다른 함량으로 CMD 나노입자를 SW620DP 처리한 후 세포 독성을 나타낸 결과이고, (b)는 RAW264.7 세포, (c)는 HEK293 세포, (d)는 DU145 세포, (e)는 SW620 세포 에 대한 CMD 나노 입자의 세포 독성를 나타낸 것이다.
도 6은 CMD 나노 입자 및 CPT-CMD 나노입자로 처리된 SW620 세포의 세포 자멸사에 대한 유동 세포 계측 분석을 나타낸 것이다.
도 7은 CMD 나노 입자 및 CPT-CMD 나노입자로 처리된 SW620 세포의 세포 자멸 관련 단백질의 웨스턴 블랏 결과이다.
도 8은 CPT-CMD 나노 입자의 치료 항암 활성을 나타낸 결과로 (a)는 치료 4주 후 종양 보유 마우스의 총 이미지를 나낸 것으로 CA (cinnamaldehyde)와 CPT를 각각 5 mg / kg과 3 mg / kg의 용량으로 투여 하였고 (b)는 치료 중 종양의 변화를 정량화한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 종양의 조직 검사 결과로서 (a)는 H & E 염색 된 종양 조직의 대표 이미지이고, (b)는 TUNEL 염색 된 종양 조직의 대표 이미지이다.
도 10은 종양 보유 마우스에서 장기의 H & E 염색 조직의 대표 이미지이다.
도 11은 CMD 나노 입자를 이용한 종양의 초음파 영상이다.
일반적으로 신남알데하이드(Cinnam aldehyde)는 활성산소(Reactive Oxygen Species, ROS) 생성을 통해 아폽토시스를 유도하는 것으로 알려져 있으나, 정상 세포에는 미약한 세포 독성을 가진다. 그러나, 신남알데하이드의 혈액 내에서의 짧은 반감기 및 일반적인 항암 약물에 비해 낮은 활성에 의해 활용이 제한되어 왔다. 따라서 이러한 단점을 극복하기 위해, 본 발명에서는 신남알데하이드에 아세탈 연결을 통해 말토덱스린의 하드록시기(hydroxyl group)을 결합하여 새로운 혼성 항암 전구물질을 제조 하였다.
본 발명은 신남알데하이드(cinnamaldehyde) 또는 신남산(cinnamic acid)를 생성하는 혼성 항암 전구약물로서, 하기 화학식 1 및/또는 화학식 2를 생성하는, 하기 화학식 3으로 표시되는 혼성 항암 전구약물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017025751169-pat00001
[화학식 2]
Figure 112017025751169-pat00002
[화학식 3]
Figure 112017025751169-pat00003
상기 화학식 3에서 n은 5 내지 100일 수 있으며, 가장 바람직하게는 15 내지 20일 수 있다.
상기 화학식1은 신남알데하이드일 수 있고, 상기 화하식 2는 신남산 일 수 있다.
상기 화학식 1 및 화학식 2는 과산화수소(H2O2)와 산성 pH에 의해 생성될 수 있다. 특히 이들은 암세포에서 특이적으로 생성될 수 있다,
상기 산성 pH는 본 발명의 아세탈 결합을 절단하여 신남알데하이드를 방출하고, 이때 방출된 신남알데하이드는 ROS를 생성하여 아폽토시스(apoptosis)를 촉진시킬 수 있다.
또한, 본 발명은
(a)신남알데하이드를 산성 용액과 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 아세탈 결합을 가진 화합물을 제조하는 단계;
[화학식 4]
Figure 112017025751169-pat00004
(b) 상기 (a) 단계에서 제조된 화합물을 카보닐디이미다졸(carbonyldiimidazole)과 반응시켜 신남알데하이드 방출 화합물을 제조하는 단계; 및
(c) 말토덱스트린과 상기 (b) 단계에서 제조된 신남알데하이드 방출 화합물을 반응시키는 단계를 포함하는 혼성 항암 전구약물의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 혼성 항암 전구약물의 제조방법의 대표적인 예는 하기 반응식 1로 나타낼수 있다.
[반응식 1]
Figure 112017025751169-pat00005
하기 화학식 3으로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
[화학식 3]
Figure 112017025751169-pat00006
상기 조성물은 약학적 조성물 및 식품 조성물을 포함한다.
본 발명의 혼성 항암 전구약물은 H2O2와 산성 pH에 의해 신남산 및 신남알데하이드를 순차적으로 방출되게 해 생성되는 활성산소(ROS)가 대량 축적되어 아폽토시스를 촉진시킴으로써 항암효과를 일으켜 항암제로 유용하게 사용될 수 있다.
상기 암은 폐암, 췌장암, 대장암, 결장직장암, 골수성 백혈병, 갑상선암, 골수형 성이상증후군(MDS), 방광 암종, 표피 암종, 흑색종, 유방암, 전립선암, 두경부암, 자궁암, 난소암, 뇌암, 위암, 후두암, 식도암, 방광암, 구강암, 간엽 기원의 암, 육종, 기형암종, 신경모세포종, 신장 암종, 간암, 비-호지킨 림프종, 다발성 골수종, 및 갑상선 미분화암으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 가장 바람직하게는 결장암일 수 있다.
본 발명의 조성물은 상기 혼성 항암 전구 약물과 함께 암에 대하여 예방 또는 치료의 효과를 갖는 공지의 유효성분을 1종 이상 더 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 당해 기술 분야에 알려진 적합한 제제는 문헌 (Remington's Pharmaceutical Science, 최근, Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 소르비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시 벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등이 있다. 상기 조성물을 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.
본 발명의 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 혼성 항암 전구 약물은 1일 1 mg/ kg 내지 10000 mg/kg의 양으로 투여할 수 있으며, 하루에 한 번 또는 수 회 나누어 투여할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물은 암의 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 상기 혼성 항암 전구 약물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15중량 % 이하, 바람직하게는 10 중량 % 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스, 수크로오스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 내지 10g, 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 g 이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100중량부 당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
하기 화학식 3로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 약물전달체을 제공한다.
[화학식 3]
Figure 112017025751169-pat00007
상기 약물은 파클리탁셀, 도세탁셀, 독소루비신, 시스플레틴, 카보플래틴, 5-FU, 에토포시드, 캄토테신으로 구성된 항암제 중에서 선택된 1종 이상의 약물로서 상기 약물전달체 안에 봉입되어 일 수 있다.
하기 화학식 3로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 초음파 영상 조영제를 제공한다.
[화학식 3]
Figure 112017025751169-pat00008
본 발명의 조영제 및/또는 제약 조성물의 투여에 사용되는 투여량 및 처방은 질환의 진단 또는 치료에 있어 숙련된 자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 조영제의 투여량은 수혜자의 연령, 성별, 건강 및 체중, 수반되는 치료의 종류, 만약 있다면 치료 횟수, 및 목적하는 효과의 특성에 따라 달라질 것으로 이해된다. 임의의 투여 방식에 있어, 전달되는 조영제의 실제량뿐만 아니라 본원에 기재된 유리한 효과를 달성하는데 필요한 투여 계획은 또한 부분적으로는 조영제의 생체이용가능성, 치료 또는 진단되는 장애, 목적하는 치료 또는 진단 투여량 및 당업자에게 명백할 것인 다른 요인과 같은 요인에 따라 달라질 것이다. 본 발명에 있어서 동물, 특히 인간에게 투여되는 투여량은 동물에서 적당한 기간에 걸쳐 목적하는 치료 또는 진단 반응을 나타내기에 충분해야 한다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 적용되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. Methyl((5-methyl-2- styryl -1,3- dioxan -5- yl )methyl) carbonate의 제조
1-1. 신남알데하이드 유도체 (5-methyl-2- styryl -1,3- dioxan -5- yl )methanol (1)의 제조
트리스(히드록시메틸)에탄(Tris(hydroxymethyl)ethane) (4.08g)을 70ml의 건조 벤젠(benzene)에 용해시켰다. 반응 용액에 신남알데하이드 (2.86mL) 및 p-톨루엔설폰산(p-tolulenesulfonic acid)(40 mg)을 첨가하고 85℃에서 6시간 동안 반응시켰다. 그 후 반응 용액을 상온에서 냉각시키고, 1mL의 트리에틸렌아민(triethyleneamine)을 첨가하여 반응을 종결시켰다. 반응 혼합물 내의 벤젠을 회전증발기(rotary evaporator)를 이용하여 증발시키고 컬럼 크로마토그래피(hexane/ethyl acetate = 4/1)로 정제하여 표제 화합물(1)을 얻었다.
Figure 112017025751169-pat00009
1-2. 신남알데하이드 방출 화합물 (5-methyl-2- styryl -1,3- dioxan -5-yl)methyl 1H-imidazole-1-carboxylate (2)의 제조
Figure 112017025751169-pat00010
1,1'-카보닐디이미다졸(1,1'-Carbonyldiimidazole)(4.1g) 및 상기 1-1에서 제조한 신남알데하이드 유도체 (2)(3.0g)를 50mL의 건조 디클로로메탄(dichloromethane)에 용해시킨 후 상온에서 30분동안 반응시켰다. 반응 혼합물을 감압 하에 증발시켜 디클로로메탄을 제거하고 에틸아세테이트를 용출 용매로 이용하여 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 표제 화합물(2)(도 1a)을 얻었다. 도 1b은 화합물 2를 HNMR에 의해 확인한 결과이다.
1.3 Maltodextrin이 conjugated 된 Methyl((5-methyl-2- styryl -1,3- dioxan -5-yl)methyl) carbonate (3)의 합성
Figure 112017025751169-pat00011
말토덱스트린 (0.3g) 및 다양한 양의 화합물 2(1.1g, 1.7g 또는 2.2g)를 DMAP를 촉매재로서 포함하는 DMSO에 용해시켰다. 접합 반응은실온에서 2일동안 유지되었다. 반응 혼합물에 탈이온수(25mL)을 첨가한 다음 10000xg 4℃에서 15분 동안 원심 분리하였다. 상층액을 분리하고 펠렛을 차가운 헥산에 침전시켰다. 최종 생성물 CMD는 진공 건조에 의해 수득되었다. 다량의 함량의 신남알데하이드는 아세탈 연결을 통해 말단 그룹으로 말토덱스트린의 백본에 연결되어 있다. 화학적 생물은 1 H NMR에 의해 확인(도 1c 및 1d)되었고 분자량은 겔투와 크로마토그래피를 사용하여 확인하였다. 방향족 양성자 및 아세탈 양성자의 존재는 신남알데하이드 와 말토덱스트린의 성공적인 접합을 나타낸다. 산성 조건(pH 6.5)에서 아세탈 프로톤 신호의 강도는 시간이 지남에 다라 점차적으로 감소하고 신남알데하이드의 알데히드 양성자에 해당하는 새로운 피크가 약 9.6 ppm에서 나타났다 (도 1e). 신남산 (cinnamic acid)의 카르복실 양성자(9.1 ppm)도 알데히드의 산-촉발 된 산화가 관찰되었다. 이러한 관찰은 Methyl((5-methyl-2-styryl-1,3-dioxan-5-yl)methyl) carbonate가 신남알데하이드를 방출하기 위해 아세탈 결합의 산-촉발 분해(acid-triggered cleavage)를 거친다는 것을 입증한다.
1.4 Methyl((5-methyl-2- styryl -1,3- dioxan -5- yl )methyl) carbonate의 나노 입자 준비 및 특성화
1mL의 DCM에 용해 된 100mg의 CMD를 10ml의 5(w/v)% PVA 용액에 첨가하였다. 혼합물을 초음파 분쇄기로 1분간 초음파 처리 한 후 균질기로 1.5분간 균질화 하였다. 1차 에멀젼을 0.5(w/v)% PVA 용액 15mL에 균질기를 사용하여 1.5분간 유화시켰다. DCM을 회전식 증발기로 제거하고 나노 입자 현탁액을 12000xg 4℃에서 4분 동안 초원심리하고 탈이온수로 3회 세척하였다. 나노 입자는 동결거조하여 얻었다. CPT-CMD 나노 입자의 제조를 위해, 100mg의 CMD를 함유하는 1mL의 DCM에 10mg의 CPT를 첨가 하였다. 나노 입자 제형의 과정은 비어있는 CMD 나노입자 제제와 동일하였다. 가속 전압 20KV의 주사 전자 현미경 (SEM, JSM-6400, JEOL, Japan)과 입자 크기 분석기 (90Plus, Brookhaven Instrument Corp., Holtsville, NY)를 이용하여 나노 입자의 형태와 크기를 관찰 하였다 (도 2a 및 2b). CMD 나노 입자는평균 유체 역학 지름이 ~230nm이고 표면이 매끄럽고 평평한 단일 분포를 보였다. CMD 나노 입자의 안정성은 태아 소혈(fetal bovine serum, FBS)이 있거나 또는 없는 PBS에서 배양하는 동안 CMD의 크기와 크기의 분포를 관찰하여 평가하였다. PBS에서 96시간 배양한 결과, CMD 나노 입자가 소수성 내부로 물의 확산에 의해 수화되고 팽윤되어 크기가 크게 증가했다. 그러나 CMD 나노 입자는 수성 조건에서 72시간 동안 거의 일정한 수력하적 크기를 가졌으며(도 2c) 우수한 안정성을 보였다. CPT-CMD 나노입자 또한 동일한 단일 에멀젼 방법을 사용하여 준비되었다. CPT는 캡슐화 효율 ~80%로 8wt% 농도로 적재되었다. CPT를 CMD 나노 입자로 캡슐화하면 형태 변화없이 나노 입자의 크기가 증가 했다 (도 2d 및 2e). CPT-CMD 나노 입자의 유체 역학적 직경은 96 시간에 증가되었지만, 크기와 크기 분포는 FBS에 의해 유한 영향을 받지 않았다 (도 2f). 이는 생리 환경에서 우수한 안정성을 나타낸다. CMD 나노입자의 pH 의존성 분해를 조사하기 위해, CMD 나노 입자를 pH 7.4 및 5.5의 완충액에 현탁시켰다. CMD 나노 입자로부터 신남알데하이드의 pH 의존성 방출을 UV-vis 분광법으로 관찰하였다. CMD 나노 입자는 pH 5.5에서 신남알데하이드의 현저한 방출을 보였으며 (도 3), 24 시간내에 80%가 방출되었다. 이는 CMD 나노 입자가 산-촉발 분해 및 신남알데하이드의 방출하는 것을 이야기 한다.
2. 실험예
2.1 CMD 나노 입자에 의한 ROS 생성
신남알데하이드를 방출함으로써 암 세포에서 ROS의 생성을 유도하는 CMD 나노 입자의 효과를 먼저 측정하였다. SW620 세포를 공 촛점 접시 (SPL Life Sciences, Korea)에 3 × 105 / dish의 밀도로 접종 하였다. 24 시간 동안 배양 한 후, 세포를 다양한 양의 CMD((50, 100 또는 100 μg / mL) 또는 CPT-CMD 나노 입자로 48 시간 동안 처리 하였다. 세포를 새로운 인산염 완충액 (PBS)으로 2 회 세척하고, DMSO에 용해 된 2 uM의 DCFH-DA ((2 ', 7'- 디클로로 플루 오레 신 - 디 아세테이트)를 첨가하였다. 배양 20분 후 PBS로 2 회 헹구었다. 이미지를 공 초점 현미경 (Carl Zeiss, Inc. Germany)에 의해 획득 하였다. 도 4에서 본 것과 같이, CMD 나노 입자는 농도 의존적으로 ROS의 생성을 유도하였다. CPT는 또한 20μg/mL의 농도에서 많은 양의 ROS의 생성을 유도하였으며, 이는 200μg/mL의 CMD 나노 입자로 캡슐화 된 것과 이론적으로 동일하다. CPT-CMD 나노 입자 (200 μg / ml)는 비어 있는 CMD 나노 입자와 CPT보다 유의하게 높은 ROS 생성을 보였으며, 이는 CMD와 CPT의 ROS 생성의 상승 작용을 나타낸다.
2.2 세포 배양
인간 전립선 암 세포주 (DU145), 인간 결장암 세포주 (SW620), 쥐 대식세포 RAW264.7 및 인간 배아 신장 세포주 (HEK 293)를 10 % 태아 소혈청 배지에서 37℃, 5% CO2에서 배양하였다.
2.3 세포 독성 분석
MTT (3- (4,5-디메틸 티아 졸 -2- 일) -2,5- 디 페닐 테트라 졸륨 브로마이드) 분석을 사용하여 CMD 나노 입자의 세포 독성을 평가 하였다. 인간 전립선 암 세포주 (DU145), 인간 결장암 세포주 (SW620), 쥐 대식세포 RAW264.7 및 인간 배아 신장 세포주 (HEK 293)를 24- 웰 플레이트에서 24 시간 동안 배양 하였다. 90 %의 confluency를 가진 세포를 CMD 또는 CPT-CMD nanoparticles의 다양한 농도로 48 시간 동안 처리 하였다. 그 다음에 세포에 웰 당 100 μL의 MTT 솔루션을 추가하고 4 시간동안 배양하였다. 생성 된 포르마잔 결정을 DMSO 200 ㎕에 용해시켰다. 10분간 배양한 후, 미처리 세포를 비교하여 세포 생존력을 결정하기 위해 마이크로 플레이트 판독기 (Biotek Instruments, Winooski, VT)를 사용하여 570 nm에서의 흡광도를 측정 하였다. 본 발명자들은 먼저 암 세포 (SW620 세포)에 대한 CMD 나노 입자의 독성에 신남알데하이드 함량의 영향을 조사했습니다. 도 5a의 결과와 같이, 신남알데하이드가보다 많이 복합 될수록 보다 높은 독성이 관찰되었다. 다라서, 가장 높은 (90 %) 접합 정도를 갖는 CMD가 추후 연구를 위해 선택되었다. 본 발명자들은 다음으로 다양한 세포주에 대한 CMD 나노 입자의 세포 독성을 평가했다. 비어 있는 CMD 나노 입자는 정상 세포, 마우스 대식세포인 RAW264.7 (도 5b) 및 HEK 293 세포 (도 5c)에 대해서는 거의 독성이 없었습니다. 대조적으로, CMD 나노 입자는 암 세포, DU145 세포주 및 SW620 세포주 (도 5d 및 5e)에 대해 투여 농도 의존성으로 독성을 나타냈다. CMD 나노 입자 200μg/mL의 농도에서 세포 생존력의 50 % 이상 감소되었습니다. CPT-CMD 나노 입자는 CPT 페이로드 (CPT payload)를 갖는 CMD 나노 입자를 생성하는 산화 스트레스의 항암 작용의 결과로서 CPT, 신남알데하이드 및 비어있는 CMD 나노 입자보다 현저히 높은 항암 활성을 나타냈다.
2.4 유세포 분석
CPT-CMD 나노 입자에 의해 유도 된 세포 사멸을 더 연구하기 위해 Annexin V-FITC를 세포 사멸 프로브로 사용하고 propidium iodide를 생존 프로브로 사용하여 유동 세포 계측법을 사용하여 24 시간 처리 후 암세포를 분석했다. 90 %의 confluency를 갖는 세포를 다양한 양의 CMD 또는 CPT-CMD 나노 입자로 24 시간 동안 처리 하였다. 세포를 신선한 배지로 2 회 세척하고 1X 결합 완충액에서 1X105의 농도로 수집 하였다. 각각 10 ㎕의 Annexin V-FITC와 propidium iodide를 세포에 첨가 하였다. 그들은 15 분 동안 배양하였고 1 X 바인딩 버퍼 솔루션 400 μL로 치료. 염색 된 세포를 유동 세포 계측기 (FACS 구경, Becton Dickinson, San Jose, CA)를 사용하여 평가 하였다. 분석에서 샘플 당 총 1 × 104 세포를 계수 하였다. 이전에 보고 된 바와 같이, 주어진 농도에서 CPT와 신남알데하이드는 중간 정도의 세포 사멸을 유도했다. 비어 있는 CMD 나노 입자는 농도 의존적인 세포 자멸사를 유도했다 (도 6), 오른쪽 위 사분면의 증가하는 개체군에 의해 입증되었다. 예상대로, CPT-CMD 나노 입자는 비어있는 CMD 나노 입자 및 CPT보다 상당히 높은 수준의 세포 사멸을 유발하여 CMD 및 CPT 페이로드의 결합 된 항암 활성을 나타냈다.
2.5 웨스턴 블랏팅
SW620 세포를 24 시간 동안 1.5 × 106 / well의 세포 밀도를 지닌 6- 웰 플레이트에서 배양 하였다. 다양한 양의 CMD 나노 입자와 함께 48 시간 동안 배양 한 후, 세포를 새로운 PBS로 2 회 세척 하였다. 제조사의 프로토콜에 다라 용해 완충액을 사용하여 세포로부터 단백질을 추출 하였다. 단백질 (25 ㎍)을 전기 영동으로 분리하고 PVDF 막으로 옮겼다. 1 차 항체로 Capase-3, PARP 및 β-actin (Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX)을 사용하였고 2 차 항체로 HRP 결합 염소 항 마우스 (Millipore, Billerica, MA)를 사용 하였다. 표적 단백질 밴드를 Super Signal Ultra 화학 발광 시약 (Pierce, Rockford, IL)을 사용하여 표현하고 암실에서 필름 상에 영상화 하였다. CPT-CMD 나노 입자에 의해 유도 된 세포 사멸은 세포 자멸 관련 단백질인 caspase-3와 poly (ADP ribose) polymerase-1 (PARP-1)의 수준을 측정함으로써 더욱 확인되었다. 도 7은 SW620 세포에서 카스파제-3 (caspase-3) 및 PARP-1의 활성화에 대한 CPT-CMD 나노 입자의 효과를 나타낸다. CPT는 프로 카스파제-3 (pro-caspase-3) 및 PARP-1의 수준의 감소에 의해 입증 된 카스파제-3 및 PARP-1의 활성화를 유도하였으나, 절단된 카스파제-3 및 절단된 PARP-1의 수준의 증가를 나타내었다. CMD 나노 입자는 또한 농도 의존적으로 카스파제-3 및 PARP-1 분열을 유도 하였다. 그러나, CPT-CMD 나노 입자는 CPT-CMD 나노 입자가 CPT 페이로드를 갖는 CMD 나노 입자를 유도하는 산화 스트레스의 상승 작용으로서 우수한 세포 자멸 유발 잠재력을 발휘한다는 것을 확인하는, 카스파제-3 및 PARP-1의 절단 정도를 더 많이 유도 하였다. 그 결과는 또한 유동 세포 계측 분석 및 MTT 분석 결과와 잘 일치합니다 (도 5 및 도 6).
2.6 마우스 종양 이종 이식 모델
SW620 세포를 누드 BALB / c 마우스 (4 주령, 오리엔트 바이오, 서울, 한국)의 등쪽에 주입 하였다. 종양의 부피가 50 mm3에 이르면 신생 형 신남알데하이드 (5 mg / kg), CPT (3 mg / kg), CMD 나노 입자 (10 또는 20 mg / kg) 및 CPT-CMD (10 mg / kg)을 30 일간 3 일 간격으로 투여 하였다. 마우스의 체중 및 종양 체적을 3 일마다 측정 하였다. 모든 동물 실험은 전북 대학교 동물 애호 관리위원회 (CBU2014-00024)의 승인을 받아 기관 동물 윤리위원회의 지침에 다라 수행되었다. 종양이 50 mm3에 도달하면, 신남알데하이드, CPT, 비어 있는 CMD 나노 입자 또는 CPT-CMD 나노 입자로 마우스를 치료했다. 치료받지 않은 마우스는 30 일 이상 빠르게 종양을 발생시켰다. 신남알데하이드 (5 mg/kg)는 종양 성장을 약간 억제하였으나, 유의하지는 않았다 (도 8a 및 8b). 비어 있는 CMD 나노 입자는 종양 성장에 대해 농도 의존적인 억제 효과를 보였다. CMD 나노 입자는 10 mg / kg의 투여 량에서 종양 성장에 대한 한계적인 억제 효과를 나타냈다. 그러나 CMD 나노 입자 20 mg / kg의 투여는 종양 성장을 유의하게 억제했지만 CPT (3 mg / kg)의 임상 적 관련 투여 량보다 덜 효과적이었다. 그러나, CPT-CMD 나노 입자는 10 mg / kg의 투여 량에서 현저히 종양 성장을 억제하고, CPT 및 비어있는 CMD 나노 입자 (20 mg / kg)보다 유의하게 높은 치료 효과를 나타냈다. 비어 있는 CMD 나노 입자에 대한 CPT-CMD 나노 입자의 생체 내에서의 높은 항암 활성은 시험 관내 항암 활성과 잘 일치한다. 모든 제제의 유익한 항암 효과는 30 일 이상 체중의 변화없이 달성되었습니다 (그림 8c). CPT-CMD 나노 입자의 항암 활성은 hematoxylin과 eosin (H & E) 염색과 terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick-end labeling (TUNEL) 염색 (도 9)에 의해 수행되었다. CPT-CMD 나노 입자의 항암 활성은 핵이 없고 세포막을 파괴하는 많은 수의 죽은 세포에 의해 확인되었다. CPT-CMD 나노 입자는 다른 치료군보다 종양에 더 많은 손상을 유발했다. CPT-CMD 나노 입자는 또한 많은 수의 TUNEL 양성 세포에 의해 입증 된 바와 같이, 현저한 세포 자멸사 암 세포 사멸을 유발했다. 이러한 관찰은 CPT-CMD 나노 입자가 세포 사멸을 통해 암 세포 사멸을 유도 함을 나타낸다. CPT-CMD 나노 입자의 생체 적합성을 평가하기 위해 종양 보유 마우스의 주요 기관을 절제했다. 도 10은 장기의 H & E 얼룩 조직의 이미지를 보여줍니다. 대조군에 비해 CMD 나노 입자와 CPT-CMD 나노 입자의 독성에 대한 조직학 증거는 없었다. 이 초기 독성 연구의 결과는 CMD 나노 입자가 독성이 없거나 최소한의 독성을 나타냄을 보여준다.
2.7 CMD 나노입자를 이용한 종양의 초음파 영상
CMD 나노입자(2mg/mL)를 agarose phantom에 넣은 후 시간 경과에 대한 초음파 영상 조영을 하였다. 과산화수소가 없으면 초음파 영상 신호의 변화가 없지만 과산화수소(1mM)을 추가하면 1분 후부터 초음파 영상신호가 증가하고 약 30분간 지속되었다 (도 11 a). 실제 CMD 나노입자를 이용한 종양의 초음파 영상. 종양이 생성된 마우스에 CMD 나노입자(100 ug)를 직접 주사한 후 시간 경과에 대한 초음파 영상을 얻었다 (도 11 b).

Claims (10)

  1. 화학식 2를 생성하는 하기 화학식 3으로 표시되는 혼성 항암 전구약물:
    [화학식 2]
    Figure 112019061098255-pat00013

    [화학식 3]
    Figure 112019061098255-pat00014

    상기 화학식 3에서 n은 5 내지 100이다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 2은 신남산인, 혼성 항암 전구약물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 화학식 2는 과산화수소(H2O2)와 산성 pH에 의해 생성되는 것을 특징으로 하는, 혼성 항암 전구약물.
  4. (a) 신남알데하이드를 산성 용액과 반응시켜 하기 화학식 4로 표시되는 아세탈 결합을 가진 화합물을 제조하는 단계;
    [화학식 4]
    Figure 112019061098255-pat00015

    (b) 상기 (a)단계에서 제조된 화합물을 카보닐디이미다졸(carbonyldiimidazole)과 반응시켜 하기 화학식 5로 표시되는 신남알데하이드 방출 화합물을 제조하는 단계; 및
    [화학식 5]
    Figure 112019061098255-pat00031

    (c) 말토덱스트린과 상기 (b)단계에서 제조된 신남알데하이드 방출 화합물을 반응 시키는 단계를 포함하는, 하기 화학식 3로 표시되는 혼성 항암 전구약물의 제조방법:
    [화학식 3]
    Figure 112019061098255-pat00032
    .
  5. 하기 화학식 2를 생성하는 하기 화학식 3으로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112019503230513-pat00033

    [화학식 3]
    Figure 112019503230513-pat00016

    상기 화학식 3에서 n은 5 내지 100이다.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 암은 폐암, 췌장암, 대장암, 결장직장암, 골수성 백혈병, 갑상선암, 골수형 성이상증후군(MDS), 방광 암종, 표피 암종, 흑색종, 유방암, 전립선암, 두경부암, 자궁암, 난소암, 뇌암, 위암, 후두암, 식도암, 방광암, 구강암, 간엽 기원의 암, 육종, 기형암종, 신경모세포종, 신장 암종, 간암, 비-호지킨 림프종, 다발성 골수종, 및 갑상선 미분화암으로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상인, 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 하기 화학식 2를 생성하는 하기 화학식 3로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 건강 식품 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112019061098255-pat00034

    [화학식 3]
    Figure 112019061098255-pat00017

    상기 화학식 3에서 n은 5 내지 100이다.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 하기 화학식 3로 표시되는 혼성 항암 전구 약물을 유효성분으로 포함하는 초음파 영상 조영제:
    [화학식 3]
    Figure 112017025751169-pat00019

    상기 화학식 3에서 n은 5 내지 100이다.
KR1020170032589A 2017-03-15 2017-03-15 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법 KR102023808B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170032589A KR102023808B1 (ko) 2017-03-15 2017-03-15 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170032589A KR102023808B1 (ko) 2017-03-15 2017-03-15 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180105474A KR20180105474A (ko) 2018-09-28
KR102023808B1 true KR102023808B1 (ko) 2019-11-04

Family

ID=63721262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170032589A KR102023808B1 (ko) 2017-03-15 2017-03-15 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102023808B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2021015576A (es) * 2019-06-28 2022-03-02 Solstar Pharma Formulacion gastroretentiva de liberacion extendida contra helicobacter pylori.
CN111789962B (zh) * 2020-05-27 2021-05-28 齐鲁工业大学 一种具有pH敏感性及抗癌活性纳米粒的制备方法
CN114904012B (zh) * 2021-07-22 2023-12-15 四川大学华西医院 一种活性氧自补充的两亲性嵌段共聚物-药物偶联物、其制备方法及其用途

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101316288B1 (ko) * 2011-10-07 2013-10-08 충남대학교산학협력단 자가형광성을 갖는 고분자 나노복합체, 이를 포함하는 조영제 조성물 및 이의 제조방법
US9950071B2 (en) * 2014-01-03 2018-04-24 Industrial Cooperation Foundation Chonbuk National University Hybrid anticancer prodrug simultaneously producing cinnamaldehyde and quinone methide and method for preparing same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Am. Chem. Soc., 134, 15840-15848, 2012.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180105474A (ko) 2018-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoo et al. Acid-activatable oxidative stress-inducing polysaccharide nanoparticles for anticancer therapy
Sanna et al. Resveratrol-Loaded Nanoparticles Based on Poly (epsilon-caprolactone) and Poly (d, l-lactic-co-glycolic acid)–Poly (ethylene glycol) Blend for Prostate Cancer Treatment
Vijayakumar et al. Intravenous administration of trans-resveratrol-loaded TPGS-coated solid lipid nanoparticles for prolonged systemic circulation, passive brain targeting and improved in vitro cytotoxicity against C6 glioma cell lines
Joseph et al. Galactoxyloglucan-modified nanocarriers of doxorubicin for improved tumor-targeted drug delivery with minimal toxicity
KR102081666B1 (ko) 암 치료용 약학 조성물
US10646532B2 (en) Method for preparing water extract of ashwagandha leaves which has enhanced anti-cancer activity utilizing cyclodextrin, and pharmaceutical composition containing ashwagandha leaves
Perez-Ruiz et al. Lecithin–chitosan–TPGS nanoparticles as nanocarriers of (−)-epicatechin enhanced its anticancer activity in breast cancer cells
KR102023808B1 (ko) 신남알데하이드 또는 신남산을 생성하는 혼성 항암 전구약물 및 이의 제조방법
CN113365613A (zh) 透明质酸和表没食子儿茶素-3-o-没食子酸酯的缀合物和纳米颗粒及其用途
JP2019001739A (ja) サイクロデキストランおよびその誘導体の用途
Fathi Karkan et al. Cisplatin-loaded superparamagnetic nanoparticles modified with PCL-PEG copolymers as a treatment of A549 lung cancer cells
KR102270641B1 (ko) 종양세포 특이적 감응형 자가조립 나노약물복합체
KR101738232B1 (ko) 진세노사이드 화합물 k 및 글리콜 키토산의 결합체 및 이의 항암 용도
KR101523231B1 (ko) Ｐｖａｘ 공중합체 및 이를 포함하는 ｐｖａｘ 미립구
Zulkifli et al. Curcumin Extract Loaded with Chitosan Nanocomposite for Cancer Treatment
US11344499B2 (en) Nanoparticles as delivery vehicles of active ingredients and methods for the production thereof
Huang et al. Size-controllable food-grade nanoparticles based on sea cucumber polypeptide with good anti-oxidative capacity to prolong lifespan in tumor-bearing mice
CN109675052B (zh) 生物点击触发的高效靶向偶联物及其多元组合物、制备方法和应用
Blagojević et al. β-Cyclodextrin as a green booster for the extraction of polyphenols from blackthorn fruits: Bioactivity determination and molecular docking analysis
KR102638490B1 (ko) 입자 안정성 및 수용성이 증가된 파이토케미칼 나노입자의 제조방법 및 이의 용도
KR20150099655A (ko) 벤조일옥시신남알데히드-폴리에틸렌글리콜 결합 마이셀에 아연 프로토포르피린을 담지한 pH 감응형 항암 전구약물 및 이의 제조방법
CN105012234A (zh) 一种二甲氧基姜黄素聚合物胶束及其制备方法与医药用途
KR102183165B1 (ko) 포도씨 추출물을 포함하는 나노에멀젼 및 이의 제조방법
KR20180135845A (ko) 황칠나무 유래 나노입자를 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물
KR101329573B1 (ko) 인체유래 젤라틴 복합체 및 이의 용도

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