KR102129522B1 - anti-tumor Protien conjugated with lysosomal protease activatable probe for specific tumor cell imgaing and composition for imgae comprising the same - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 암 조직에서 과발현하는 CD47에 의해 단백질이 세포 내로 함입되어, 형광을 재방출하는 프로브를 결합한 형태로, 암부위에 효과적으로 전달되고, 스스로 대식세포의 식세포 작용을 증대할 수 있으며, 세포 내에서 분해되어 형광을 방출하기 때문에 암세포에 특이적으로 이미징할 수 있는 기술이다. 향후 이 단백질-형광 복합체를 전달체로 다양한 약물과 결합하여 함암 효과 및 암세포 이미징을 더욱 향상시킬 수 있다. In the protein-fluorescent complex according to the present invention, the protein is incorporated into cells by CD47 overexpressed in cancer tissues, and a probe that re-emits fluorescence is combined, effectively delivered to the cancer region, and increases the phagocytosis of macrophages by itself. It is a technology that can specifically image cancer cells because it can be decomposed within cells and emit fluorescence. In the future, this protein-fluorescent complex can be combined with various drugs as a carrier to further improve the anti-cancer effect and cancer cell imaging.

Description

암세포 특이적 항암 단백질-형광 복합체 및 이를 포함하는 암의 진단 및 영상화용 조성물{anti-tumor Protien conjugated with lysosomal protease activatable probe for specific tumor cell imgaing and composition for imgae comprising the same}Anti-tumor Protien conjugated with lysosomal protease activatable probe for specific tumor cell imgaing and composition for imgae comprising the same}

본 발명은 암세포 특이적 항암 단백질-형광 복합체에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 암세포에 과다하게 존재하는 단백질 수용체를 통해, 암세포에 특이적으로 전달하여 식세포의 식작용 효과를 증대시킬 뿐만 아니라 세포 내에서 형광을 나타내는 새로운 단백질-형광 복합체에 관한 것이다.The present invention relates to a cancer cell-specific anti-cancer protein-fluorescent complex, and more specifically, through a protein receptor that is excessively present in cancer cells, it specifically delivers to cancer cells to enhance the phagocytic effect of phagocytic cells as well as fluorescence within cells. It relates to a novel protein-fluorescent complex.

지난 수년간 사망원인 1위를 차지하는 질병인 암을 진단하고 치료하고자 다양한 기술들이 개발되었다. 개발된 세포독성 항암 치료제들은 암세포의 성장억제나 사멸에 우수한 효과를 나타내지만, 정상세포와 암세포 모두에게 성장억제와 사멸효과를 가지기 때문에, 심각한 부작용을 유발하는 문제가 있다. 또한 진단 형광 조영제의 경우 형광이 세포 내에 들어가서 약이 작용하는 건지 바깥에 붙어서 작용하는지 기전이 불분명한 한계점이 있다.Various techniques have been developed to diagnose and treat cancer, which is the number one cause of death in the past few years. The developed cytotoxic anti-cancer therapies have excellent effects on growth inhibition or death of cancer cells, but they have a problem of causing serious side effects because they have growth inhibition and death effects on both normal and cancer cells. In addition, in the case of diagnostic fluorescent contrast agents, there is a limitation in which the mechanism by which fluorescence enters the cell and is attached to the outside of the drug to act is unknown.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 키토산나노파티클(chitosan nanoparticle), PLGA, 리포좀(liposome) 등 다양한 나노입자를 이용하여 암에 효과적으로 전달하고자 하는 노력이 계속되어오고 있다. 하지만 나노입자를 전달체로 사용하는 경우, 나노입자 그 자체가 외부물질이기 때문에 체내에서 독성을 유발하는 문제가 발생하게 된다. 이에 다양한 체내에 존재하는 물질(단백질, 엑소좀(exosome), 항체 등)을 전달체로 이용해 생체적합성을 가지는 입자를 이용하는 방법이 계속 연구되어 오고 있다.In order to solve this problem, efforts have been made to effectively deliver to cancer using various nanoparticles such as chitosan nanoparticles, PLGA, and liposomes. However, when nanoparticles are used as a carrier, the problem of causing toxicity in the body occurs because the nanoparticles themselves are foreign substances. Accordingly, a method of using particles having biocompatibility using a substance (protein, exosome, antibody, etc.) present in various bodies as a carrier has been continuously studied.

생체적합성을 갖는 단백질, 엑소좀 등을 이용한 전달체들은 전달 효용성이 낮다는 문제가 있고, 엑소좀(exosome)의 경우 표적화 능력은 우수하나, 체내에서 빨리 분해 및 제거되기 때문에 목적 부위로 약물의 전달 효과가 현저히 낮다는 한계가 있다. 항체의 경우 크기가 크기 때문에 약물을 세포 내로 전달하는데 어려움이 있다. 또한 수용체 특정 항체를 이용하는 경우, 약물이 특정 수용체를 통해 전달이 되는지 결합만 이루고 있는지 등 약의 기전에 대해 현재 불분명하여, 임상적 사용에 제한이 있다.Carriers using biocompatible proteins, exosomes, etc. have a problem of low delivery effectiveness, and exosomes have excellent targeting ability, but they are rapidly degraded and removed in the body, so the effect of drug delivery to the target site There is a limit that is significantly lower. Because of the large size of antibodies, it is difficult to deliver drugs into cells. In addition, when using a receptor-specific antibody, it is currently unclear about the mechanism of the drug, such as whether the drug is delivered through a specific receptor or only forms a binding, thus limiting its clinical use.

따라서 상술한 문제점을 극복하기 위해서 생체적합성을 가지며 암부위에 전달될 수 있고 세포 내에서만 발광할 수 있는 새로운 항암 약물 및 형광체 기술 개발이 요구되고 있다.Therefore, in order to overcome the above-mentioned problems, there is a need to develop a new anti-cancer drug and phosphor technology that has biocompatibility, can be delivered to a cancer site, and can emit only in cells.

특허문헌 1. 대한민국 공개특허공보 제10-2017-0111601호Patent Document 1. Republic of Korea Patent Publication No. 10-2017-0111601

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 약물을 암세포 수용체를 통해 특이적으로 전달하여, 스스로 항암 작용 및 세포 내에서 형광을 낼 수 있는 단백질-형광복합체 및 암의 진단 또는 영상화용 조성물을 제공하는 것이다.The present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a drug through a cancer cell receptor, and thus provide anti-cancer action and fluorescence in cells. It is to provide a composition for diagnosis or imaging.

본 발명의 다른 목적은 상기 단백질-형광복합체를 약물 전달 능력이 있는 전달체로서 가능성을 제시하여 이 후 다른 약물과 응용한 암 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a composition for preventing or treating cancer after application with other drugs by presenting the possibility of the protein-fluorescent complex as a carrier having drug delivery ability.

본 발명은 상기 목적을 이루기 위하여, 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열로 구성된 폴리펩티드(a)를 중심으로, 상기 폴리펩티드 양 말단에 형광체(b)와 소광체(c)가 접합되어 있고, 상기 폴리펩티드(a)의 COO- 기에 SIRPα 단백질(d)이 결합되어 있는, 단백질-형광 복합체를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention focuses on a polypeptide (a) composed of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1, wherein a fluorescent substance (b) and a quencher (c) are conjugated to both ends of the polypeptide, and the polypeptide ( Provided is a protein-fluorescent complex in which SIRPα protein (d) is bound to the COO- group of a).

상기 폴리펩티드(a)의 N-말단에 상기 형광체(b)가 결합되고, 상기 폴리펩티드(a)의 라이신 또는 아르기닌 아미노산 잔기의 입실론 아민기에 소광체(c)가 결합되어 있을 수 있다.The phosphor (b) may be bound to the N-terminus of the polypeptide (a), and the quencher (c) may be bound to the epsilon amine group of the lysine or arginine amino acid residue of the polypeptide (a).

상기 단백질-형광 복합체는 암 세포 내에서 형광을 나타내는 것일 수 있다.The protein-fluorescent complex may exhibit fluorescence in cancer cells.

상기 단백질-형광 복합체의 분자량은 형광체의 개수의 따라 18kDa 내지 21kDa일 수 있다.The molecular weight of the protein-fluorescent complex may be 18 kDa to 21 kDa depending on the number of phosphors.

상기 형광체(b)는 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluorescein isothiocyanate), 오레곤 그린(Oregon green), 텍사스 레드(Texas red), Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도카르보사이아닌(indocarbocyanine), 로다민(rhodamine), 옥사카르보사이아닌(oxacarbocyanine), 티아카르보사이아닌(thiacarbocyanine), 메로사이아닌(merocyanine), 피리딜록사졸(pyrodyloxazole), 니트로벤족사디아졸(nitrobenzoxadiazole), 벤족사디아졸(benzoxadiazol), 나일 레드(Nile red), 나일 오렌지(Nile orange), 아크리딘 옐로우(acridine yellow), 오마린(aumarine), 크리스탈 바이올렌(crystal violet), 및 말라카이트 그린(malachite green)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.The fluorescent substance (b) is fluorescein, fluorescein isothiocyanate (FITC), Oregon green, Texas red, Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7 , Indocarbocyanine, rhodamine, oxacarbocyanine, thiacarbocyanine, merocyanine, pyridyloxazole, nitrobenzoxadiazole (nitrobenzoxadiazole), benzoxadiazol, Nile red, Nile orange, acridine yellow, aumarine, crystal violet, and It may be any one selected from the group consisting of malachite green.

상기 소광체(c)는 TAMRA(6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1(black hole quencher 1), BHQ2(black hole quencher 2), BHQ3(black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), 답실(dabcyl), Eclipse, DDQ(Deep Dark Quencher), 블랙베리 퀸처(Blackberry Quencher), 아이오와 블랙(Iowa black)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The quencher (c) is TAMRA (6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1 (black hole quencher 1), BHQ2 (black hole quencher 2), BHQ3 (black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), dabbyl (dabcyl) , Eclipse, Deep Dark Quencher (DDQ), Blackberry Quencher, and Iowa black.

상기 SIRPα 단백질은 서열번호 3으로 표시되는 것일 수 있다.The SIRPα protein may be represented by SEQ ID NO: 3.

상기 단백질-형광 복합체는 암 세포에서 과발현하는 CD47에 특이적으로 결합하여, 암 세포 내로 함입되며, 함입 후 암 세포내에 존재하는 리소좀 효소에 의해 분해되어 형광을 복원하는 것일 수 있다.The protein-fluorescent complex specifically binds to CD47 overexpressed in cancer cells, is incorporated into cancer cells, and may be degraded by lysosomal enzymes present in cancer cells after incorporation to restore fluorescence.

상기 단백질-형광 복합체는 하기 구조식 1로 표시되는 것일 수 있다.The protein-fluorescent complex may be represented by the following structural formula 1.

[구조식 1][Structural Formula 1]

Figure 112018074104076-pat00001
Figure 112018074104076-pat00001

또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 이루기 위하여, 상기 단백질-형광복합체를 포함하는 암의 진단 또는 영상화용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention, in order to achieve the other object, provides a composition for the diagnosis or imaging of cancer containing the protein-fluorescent complex.

상기 암은 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 및 섬유육종암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The cancer is breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gallbladder cancer, Endocrine cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, kidney cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) system) tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma, and fibrosarcoma cancer.

또한 본 발명은 상기 또 다른 목적을 이루기 위하여, 상기 단백질-형광복합체를 유효성분으로 하는 암 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.The present invention also provides a composition for preventing or treating cancer using the protein-fluorescent complex as an active ingredient in order to achieve the above another object.

상기 암은 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 및 섬유육종암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The cancer is breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gallbladder cancer, Endocrine cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, kidney cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) system) tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma, and fibrosarcoma cancer.

상기 암 예방 또는 치료용 조성물은 항암제를 더 포함하고, 상기 항암제는 독소루비신(doxorubicin), 사이클로포스파아마이드(cyclophosphamide), 메클로레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로라부실(chlorambucil), 이포스파미드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine), 듀오카르마이신(duocarmycin), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스유리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트렉세이트(methotrexate), 페메트렉세드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine), 캠토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포시드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone), 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라머스틴(estramustine), 메이탄신(maytansine), DM1 (mertansine, 메르탄신), DM4, 돌라스타틴(dolastatin), 아우리스타틴 E(auristatin E), 아우리스타틴 F(auristatin F), 모노메틸 아우리스타틴 E(monomethyl auristatin E), 모노메틸 아우리스타틴 F(monomethyl auristatin F) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.The composition for preventing or treating cancer further includes an anti-cancer agent, and the anti-cancer agent is doxorubicin, cyclophosphamide, mecholrethamine, uramustine, melphalan , Chlorambucil, ifosfamide, bendamustine, carmustine, lomustine, streptozocin, busulfan, dacarbazine ( dacarbazine, temozolomide, thiotepa, altretamine, duocarmycin, cisplatin, carboplatin, nedaplatin, oxa Oxaliplatin, satraplatin, triplatin tetranitrate, 5-fluorouracil, 6-mercaptopurine, capecitabine ), cladribine, clofarabine, cystarbine, floxuridine, fludarabine, gemcitabine, hydroxyurea, Methotrexate, pemetrexed, pentostatin, thioguanine, camptothecin, topotecan, irinotecan, etoposide, etoposide (teniposide), mitosantrone, paclitaxel, docetaxel, izabepilone, vinble Vinblastine, vincristine, vindesine, vinorelbine, estramustine, maytansine, DM1 (mertansine, mertansine), DM4, dolastatin ( Dolastatin), auristatin E, auristatin F, monomethyl auristatin E, monomethyl auristatin F and derivatives thereof It may be any one or more selected from the group.

또한 본 발명은 상기 또 다른 목적을 이루기 위하여, 1) 상기 단백질-형광 복합체를 개체에 투여하는 단계; 및 2) 상기 개체로부터 상기 단백질-형광 복합체에 의한 이미지를 수득하는 단계;를 포함하는 상기 개체의 암의 진단방법을 제공한다.In addition, the present invention to achieve the above another object, 1) administering the protein-fluorescent complex to an individual; And 2) obtaining an image by the protein-fluorescent complex from the subject; provides a method for diagnosing cancer in the subject.

본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 암세포에 특이적으로 반응하여 활성화되기 때문에, 암 세포를 효과적으로 진단 및 영상화할 수 있을 뿐만 아니라, 자체적으로 암 세포에서의 대식세포 식세포 작용을 촉진할 수 있어, 암을 치료하는 효과를 갖는다. Since the protein-fluorescent complex according to the present invention is specifically activated in response to cancer cells, it can not only effectively diagnose and image cancer cells, but also promote macrophage phagocytosis in cancer cells by itself, thereby It has the effect of treating.

또한 상기 단백질-형광 복합체는 암조직에서 특이적으로 발현하는 CD47 수용체에 의해 세포 내로 대부분 흡수되고, 세포 내로 흡수되어야만 형광을 방출하기 때문에, 암 세포를 정확히 타겟하고, 정확히 진단할 수 있다.In addition, since the protein-fluorescent complex is mostly absorbed into the cell by the CD47 receptor specifically expressed in cancer tissues, and must be absorbed into the cell to emit fluorescence, cancer cells can be accurately targeted and accurately diagnosed.

본 발명에 따른 단백질-형광 복합체와 종래 나노입자 및 형광체가 가지고 있는 독성 문제와 암 특이적 활성이 낮다는 문제 등을 해결할 수 있고, 생체 내에서 별도의 담체, 전달체 및 나노 캐리어를 포함하지 않아도, 이러한 구성만으로 암 조직을 정확히 타겟하고, 암 조직 내로 흡수되어 진단 및 치료하는 효과를 갖는다는 장점이 있다. 또한 상기 단백질-형광 복합체는 별도의 약물을 포함하지 않아도, 스스로 식세포의 대식작용을 증대하는 항암 역할을 할 수 있다는 큰 장점이 있다.The protein-fluorescent complex according to the present invention and the conventional nanoparticles and phosphors can solve the toxicity problem and the problem of low cancer specific activity, and do not include separate carriers, transporters and nanocarriers in vivo, This configuration has the advantage of accurately targeting cancer tissue and absorbing it into the cancer tissue to diagnose and treat cancer tissue. In addition, the protein-fluorescent complex has a great advantage that it can act as an anti-cancer agent that enhances the macrophage action of phagocytes by itself, without the need for a separate drug.

도 1a는 암 세포 내에서 분해되는 리소좀 프로브(probe)의 화학적 구조식을 나타낸 도면이다. 이는 암 세포 내에서 리소좀 분해 효소들에 의해 잘리도록 펩타이드(GFLG)기반에 아민기가 있는 펩타이드(lysine, K)에 근적외선 형광체인 Cy5.5를 도입하고, N-말단기에 위치하는 라이신 또는 아르기닌의 입실론 아민기에 소광체(BHQ-3)가 결합되도록 설계하였다. 각각의 합성과정은 DMSO 상태에서 이루어졌으며, N-Methylmorpholine(NMM) 과 4-Dimethylaminopyridine (DMAP)을 촉매 하에 합성하였다. 각각의 합성과정은 형광체 도입, 보호 그룹(protecting group) 제거 및 소광체 도입 세 가지로 이루어진다. 각각의 과정은 고성능액체크로마토그래피 (High-performance liquid chromatography, HPLC)로 확인 및 정제하였다.
도 1b는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체에 대한 자외선/가시광선 분광광도계(UV-VIS spectroscopy)로 측정한 결과 그래프이다.
도 1c는 인산염완충식염수 (phosphate-buffered saline, PBS) 존재하에서, 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체의 농도에 따른 자외선/가시광선 분광광도계로 정량화한 그래프이다.
도 1d는 인산염완충식염수 (phosphate-buffered saline, PBS) 존재하에서, 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체가 형광을 흡수하는 정도를 형광기계(photoluminescence, F-7000, Hitach, Tokyo, Japan)로 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 1e는 세포 내 펩타이드내부가수분해효소(endopeptidase)인 파파인(papain)이 존재하거나, 존재하지 않는 조건하에서, 실시예 3으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 처리하고, 형광(photoluminescence, PL) 세기를 측정한 그래프와 사진이다.
도 2a는 본 발명의 단백질-형광 복합체의 구조를 나타낸 것으로, 단백질(SIRPα)과 리소좀 프로브(probe)의 결합관계를 나타낸 모식도이다. 상기 단백질은 리소좀 프로브의 카복실기(-COOH)를 인산염완충액 pH6.0 하에서 Sulfo-NHS(N-hydroxysulfosuccinimide)와 EDC(1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) 반응으로 아민(amine)기와 결합할 수 있는 NHS 형태로 바꿔준 후, 단백질(SIRRPα)을 처리하여, 상온에서 4시간동안 반응하여 제조된다.
도 2b는 pET-28 벡터에 CD47과 결합력을 향상시킨 변형된 SIRPα DNA 서열을 삽입하여 클로닝 후 대장균에서 SIRPα 단백질을 정제하여 쿠마씨 블루(coomassie blue)로 염색한 사진이다.
도 2c는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체, 실시예 4-1)로부터 제조된 SIRPα 단백질, 비교예 1로부터 제조된 SIRPα-Cy5.5를 파파인 효소와 함께 배양한 다음, 15% Polyacrylamide gel electrophoresis(PAGE gel)로 SDS-PAGE 분석 후, 각각의 밴드에 대한 형광을 확인하기 위해, 형광 기기(IVIS lumina)로 촬영한 사진이다.
도 2d는 실시예 4의 단백질-형광 복합체의 정제 및 크기를 단백질 액체 크로마토 그래피 (Fast protein liquid chromatography,FPLC)로 분석한 그래프이다.
도 2e는 실시예 4 내지 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 파파인 효소(papain, sigma)로 처리하고, 20분 후에 재발광효과를 형광 기계(photoluminescence, PL)로 확인한 그래프이다.
도 2f는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체(SIRPα-probe)와 비교예 1의 소광체를 붙이지 않은 단백질-형광체(SIRPα-Cy5.5)를 비교하기 위하여, 이들 각각을 형광기계(photoluminescence, PL)로 측정하여 도식화한 결과 그래프이다.
도 3a는 암세포(HT29)에 실시예 6의 단백질-형광복합체를 처리한 후 시간에 따른(30분, 1시간, 2시간, 4시간) 세포 흡수를 공초점 현미경(confocal microscopy)이다. 이때 푸른색은 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)로 핵 염색을 나타내며, 적색은 Cy5.5(Cyanine5.5)로 프로브 형광을 나타낸다.
도 3b는 CD47 저해제(CD47 Ab)를 처리 유무(+, -)에 따른, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 처리한 암세포(HT29, CT26CL25, B16F10) 각각의 공초점 현미경 이미지이다(bar=50 ㎛). 이때 적색은 실시예 6의 단백질-형광 복합체에서 분해된 Cy5.5의 형광이며, 푸른색은 DAPI용액으로 염색된 세포의 핵이다.
도 3c는 암세포(CT26CL25)를 확대하여 세포 수준에서 실시예 6의 단백질-형광 복합체의 세포 내 흡수 변화를 시간에 따라(1h, 2h, 4h) 촬영한 공초점 현미경 이미지와 CD47 저해제와 실시예 6의 단백질-형광 복합체를 처리한 암세포(CT26CL25)를 확대하여 세포 수준에서 촬영한 공초점 현미경 이미지(4h+inhibitor)이다.
도 4a는 종양동물모델에 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 주입하고, 1시간, 3시간, 6시간 및 24시간이 경과된 후의 종양동물모델을 각각 촬영한 형광이미지이다. 이때, 왼쪽 암에는 CD47 저해제(CD47 blockin Ab)를 주입하였다.
도 4b는 도 4a의 종양동물모델 중에서 실시예 6의 단백질-형광 복합체를 주입하고 24시간이 경과한 후의 종양동물모델의 양쪽의 암조직을 적출한 다음, IVIS Lumina Series III(PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 형광을 관찰한 사진이다.
도 4c는 도 4b의 양쪽 암 조직을 각각 공초점 현미경(confocal microscopy)으로 촬영한 것이다. 이때 푸른색은 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)로 핵 염색을 나타내며, 적색은 Cy5.5(Cyanine5.5)를 나타낸다.
도 4d는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고, 시간에 따라 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다.
도 4e는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고, 24시간이 경과한 후, 모든 장기(간, 폐, 쓸개, 신장, 심장, 암)를 적출하고, 이의 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다.
도 4f는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고 24시간 후 암 조직을 적출하고, 이의 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다.
1A is a diagram showing a chemical structural formula of a lysosomal probe degraded in cancer cells. This introduces Cy5.5, a near-infrared fluorescent substance, into a peptide (lysine, K) having an amine group on a peptide (GFLG) base so that it is cut by lysosomal degrading enzymes in cancer cells, and the lysine or arginine located in the N-terminal group. It was designed such that the quencher (BHQ-3) was attached to the epsilon amine group. Each synthesis process was carried out in DMSO, and N-Methylmorpholine (NMM) and 4-Dimethylaminopyridine (DMAP) were synthesized under the catalyst. Each synthesis process consists of phosphor introduction, protection group removal, and quencher introduction. Each process was confirmed and purified by high-performance liquid chromatography (HPLC).
Figure 1b is a graph of the results measured by ultraviolet / visible light spectrophotometer (UV-VIS spectroscopy) for the protein-fluorescent composite prepared from Example 4.
Figure 1c is a graph quantified with an ultraviolet/visible spectrophotometer according to the concentration of the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 in the presence of phosphate-buffered saline (PBS).
Figure 1d is a phosphate-buffered saline (phosphate-buffered saline, PBS) in the presence of the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 absorbs the fluorescence to the fluorescence machine (photoluminescence, F-7000, Hitach, Tokyo, Japan) It is a graph shown by measurement.
Figure 1e is treated with the protein-fluorescent complex prepared in Example 3 under the conditions of the presence or absence of papain (endopeptidase) endopeptidase in the cell, and fluorescence (photoluminescence, PL) intensity. It is a measured graph and photo.
Figure 2a shows the structure of the protein-fluorescent complex of the present invention, a schematic diagram showing the binding relationship between a protein (SIRPα) and a lysosomal probe (probe). The protein is an amine group by reacting the carboxyl group (-COOH) of the lysosomal probe with Sulfo-NHS (N-hydroxysulfosuccinimide) and EDC (1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) under phosphate buffer pH 6.0. After changing to the form of NHS that can be bound, the protein (SIRRPα) is treated and prepared by reacting at room temperature for 4 hours.
Figure 2b is a picture of staining with coomassie blue by purifying the SIRPα protein from E. coli after cloning by inserting a modified SIRPα DNA sequence with enhanced binding ability to CD47 into the pET-28 vector.
Figure 2c is a protein-fluorescent complex prepared from Example 4, SIRPα protein prepared from Example 4-1), SIRPα-Cy5.5 prepared from Comparative Example 1 was incubated with papain enzyme, and then 15% Polyacrylamide gel After SDS-PAGE analysis by electrophoresis (PAGE gel), to confirm the fluorescence for each band, it is a picture taken with a fluorescence instrument (IVIS lumina).
2D is a graph analyzing the purification and size of the protein-fluorescent complex of Example 4 by Fast protein liquid chromatography (FPLC).
2E is a graph showing the protein-fluorescence complexes prepared from Examples 4 to 6 with papain, sigma, and confirming the re-lighting effect after 20 minutes with a fluorescence machine (photoluminescence, PL).
Figure 2f is to compare the protein-fluorescent composite (SIRPα-probe) prepared from Example 4 and the protein-phosphorescent body (SIRPα-Cy5.5) without the quencher of Comparative Example 1, each of these fluorescence machine (photoluminescence) , PL).
Figure 3a is a confocal microscopy (confocal microscopy) of cell uptake over time (30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours) after treatment of the protein-fluorescent complex of Example 6 on cancer cells (HT29). At this time, the blue color represents nuclear staining with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), and the red color indicates probe fluorescence with Cy5.5 (Cyanine5.5).
Figure 3b is a confocal microscopy image of each of the cancer cells (HT29, CT26CL25, B16F10) treated with the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 with and without treatment (+, -) with a CD47 inhibitor (CD47 Ab) (bar =50 μm). At this time, red is the fluorescence of Cy5.5 degraded from the protein-fluorescent complex of Example 6, and blue is the nucleus of cells stained with DAPI solution.
Figure 3c is a confocal microscopic image taken over time (1h, 2h, 4h) of changes in the cellular uptake of the protein-fluorescent complex of Example 6 at the cellular level by enlarging cancer cells (CT26CL25) and Example 6 with a CD47 inhibitor It is a confocal microscope image (4h+inhibitor) taken at the cell level by enlarging the cancer cells (CT26CL25) treated with the protein-fluorescent complex of.
4A is a fluorescence image obtained by injecting the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and photographing tumor animal models after 1 hour, 3 hours, 6 hours, and 24 hours, respectively. At this time, the left arm was injected with a CD47 inhibitor (CD47 blockin Ab).
Figure 4b is a tumor animal model of Figure 4a, after injecting the protein-fluorescent complex of Example 6 and after 24 hours, the cancer tissues of both sides of the tumor animal model were extracted, followed by IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA). ).
Figure 4c is a photograph of each of the cancer tissues in Figure 4b by confocal microscopy (confocal microscopy). At this time, the blue color represents nuclear staining with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), and the red color represents Cy5.5 (Cyanine5.5).
4D is an intravenous injection of a phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and changes in fluorescence over time with IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).
Figure 4e is an intravenous injection of phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and after 24 hours, all organs (liver, lung , Gallbladder, kidney, heart, and cancer), and the fluorescence changes are imaged with IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).
Figure 4f is an intravenous injection of a phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 in a tumor animal model, and after 24 hours, cancer tissues are extracted and its fluorescence change is IVIS. Image taken with Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).

이하에서, 본 발명의 여러 측면 및 다양한 구현 예에 대해 더욱 구체적으로 살펴보도록 한다.Hereinafter, various aspects of the present invention and various implementation examples will be described in more detail.

본 명세서에서 용어 "펩타이드"란 펩타이드 결합에 의해 아미노산 잔기들이 서로 결합되어 형성된 선형의 분자를 의미한다.The term "peptide" as used herein refers to a linear molecule formed by bonding amino acid residues to each other by peptide bonding.

참고로, 대표적인 아미노산과 각각의 약어는, 알라닌(Ala, A), 이소류신(Ile, I), 류신(Leu, L), 메티오닌(Met, M), 페닐알라닌(Phe, F), 프롤린(Pro, P), 트립토판(Trp, W), 발린(Val, V), 아스파라긴(Asn, N), 시스테인(Cys, C), 글루타민(Gln, Q), 글리신(Gly, G), 세린(Ser, S), 트레오닌(Thr, T), 티로신(Try, Y), 아스파르트산(Asp, D), 글루탐산(Glu, E), 아르기닌(Arg, R), 히스티딘(His, H), 리신(Lys, K)과 같다.
For reference, representative amino acids and their abbreviations are alanine (Ala, A), isoleucine (Ile, I), leucine (Leu, L), methionine (Met, M), phenylalanine (Phe, F), proline (Pro, P), tryptophan (Trp, W), valine (Val, V), asparagine (Asn, N), cysteine (Cys, C), glutamine (Gln, Q), glycine (Gly, G), serine (Ser, S) ), Threonine (Thr, T), Tyrosine (Try, Y), Aspartic Acid (Asp, D), Glutamic Acid (Glu, E), Arginine (Arg, R), Histidine (His, H), Lysine (Lys, K) ).

본 발명의 일 측면은 서열번호 1 또는 2로 표시되는 아미노산 서열로 구성된 폴리펩티드(a)를 중심으로, 상기 폴리펩티드 양 말단에 형광체(b)와 소광체(c)가 접합되어 있고, 상기 폴리펩티드(a)의 COO- 기에 SIRPα 단백질(d)이 결합되어 있는, 단백질-형광 복합체에 관한 것이다.An aspect of the present invention is centered on the polypeptide (a) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, the fluorescent substance (b) and the quencher (c) are conjugated to both ends of the polypeptide, and the polypeptide (a ) Is a protein-fluorescence complex, in which SIRPα protein (d) is bound to the COO- group of.

종래 암 세포를 표지 또는 영상화하기위한 물질들은 생체 내에서 빨리 분해 및 제거되고, 목적 부위를 타겟하는 기능이 현저히 낮을 뿐만 아니라, 세포 내로 전달이 용이하지 않아 실질적인 적용에 제한이 있었다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 본 발명자들은 암 세포를 선택적으로 표지하며, 세포 내로 효과적으로 침투하되, 암 세포내에 존재하는 리소좀에 의해 분해되어 형광을 나타내도록 하는 물질을 발명하고자 노력한 바, 완성하게 되었다.Conventional materials for labeling or imaging cancer cells are rapidly decomposed and removed in vivo, and the function of targeting a target site is not only low, but also difficult to deliver into cells, thereby limiting practical application. In order to solve these problems, the present inventors tried to invent a substance that selectively labels cancer cells, penetrates effectively into cells, and decomposes by lysosomes present in the cancer cells to display fluorescence.

본 발명의 단백질-형광 복합체는 서열번호 1 또는 2로 표시되는 아미노산 서열로 구성된 폴리펩티드(a)를 중심으로, 상기 폴리펩티드 양 말단에 형광체(b)와 소광체(c)가 접합되어 형성된 구조식 a로 표시되는 리소좀 프로브와, 서열번호 3으로 표시되는 SIRPα 단백질의 아민기가 결합된 형태이다. 상기 단백질-형광 복합체는 평소에는 소광상태로, 거의 0에 가까운 형광 세기를 나타내다가, 암 세포 내에 존재하는 리소좀에 의해 분해되어 형광을 낼 수 있도록 설계되었기 때문에, 상기 단백질-형광 복합체는 암 세포 내부로 함입되어 침투될 경우, 암 세포 내에 존재하는 리소좀(lysosome)에 의해 효과적으로 분해됨으로써, 형광이 발현되는 것이다.The protein-fluorescent complex of the present invention is a structural formula a formed by conjugating a phosphor (b) and a quencher (c) at both ends of the polypeptide, centered on the polypeptide (a) composed of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2. It is a form in which the lysosomal probe displayed and the amine group of the SIRPα protein represented by SEQ ID NO: 3 are combined. Since the protein-fluorescent complex is designed to be fluoresced by lysosomes present in cancer cells, usually exhibiting a fluorescence intensity near to zero in a quenching state, the protein-fluorescent complex inside the cancer cell When impregnated and penetrated, fluorescence is expressed by being effectively decomposed by lysosomes present in cancer cells.

나아가 상기 단백질-형광 복합체는 분해되었을 때, SIRPα 단백질 자체가 항암제로서의 효과를 가지고 있다. 따라서, 종래 기존 나노입자 및 여러 합성전달체가 가지고 있던 부작용 문제를 극복 및 해결함과 동시에 생체 내 적합성 및 형광 전달체뿐만 아니라 항암제로서의 역할도 동시에 수행할 수 있도록 현저히 개선되었다.Furthermore, when the protein-fluorescent complex is decomposed, the SIRPα protein itself has an effect as an anticancer agent. Therefore, it has been significantly improved to overcome and solve the side effects problems of the conventional nanoparticles and various synthetic transporters, and to simultaneously perform in vivo compatibility and fluorescence transporters as well as anticancer agents.

즉, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 생체적합성이 뛰어나 부작용이 적으며, 암 세포를 특이적으로 영상화할 수 있을 뿐만 아니라, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 여러 약물의 전달체로서 효율적으로 사용할 수 있음을 다양한 실험예를 통해 확인하였다.That is, the protein-fluorescent complex of the present invention has excellent biocompatibility, has few side effects, can specifically image cancer cells, and the protein-fluorescent complex of the present invention can be efficiently used as a carrier for various drugs. Was confirmed through various experimental examples.

또한, 상기 단백질-형광 복합체는 생리학적 용액에 쉽게 용해되므로, 흡수가 용이하여 생체 이용률이 뛰어나고, 안정성 및 암세포 특이성이 개선되었으므로 항암 효과를 가진 전달체로서 영상 이미징 및 치료에 매우 유용하다.
In addition, since the protein-fluorescent complex is easily dissolved in a physiological solution, it is easy to absorb, has excellent bioavailability, and has improved stability and specificity of cancer cells, and thus is very useful for imaging and treatment as a carrier having an anticancer effect.

상기 단백질-형광 복합체는 암 세포 내에 함입되고, 세포 내에 존재하는 리소좀(lysosome)에 의해 분해되어 형광 물질이 방출되고, SIRPα 단백질(서열번호 3)은 분해되어, 암 세포 내에 흡수 및 전달되어 암조직의 생장과 전이를 억제하는 효과를 갖는다. 이후, 상기 분해된 단백질-형광 복합체들은 모두 체내 대사과정을 통해 분해되거나, 신장을 통해 체외로 배출되어, 생체 내에 잔류하지 않으므로, 독성을 야기하지 않기 때문에 생체 적합성이 매우 우수하다.The protein-fluorescent complex is incorporated into cancer cells, degraded by lysosomes present in the cells, and fluorescent substances are released, and SIRPα protein (SEQ ID NO: 3) is decomposed, absorbed and transferred into cancer cells, and cancer tissue It has the effect of inhibiting growth and metastasis. Thereafter, all of the degraded protein-fluorescent complexes are degraded through metabolic processes in the body or discharged to the body through the kidneys, and thus do not remain in the body, and thus do not cause toxicity, and thus have excellent biocompatibility.

본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 상기 SIRPα 단백질 1몰에 대해 상기 리소좀 프로브가 1몰의 몰비 이상으로 결합한 것일 수 있다. 만약 상기 SIRPα 단백질 1몰에 대해 상기 리조솜 프로브가 1몰 이하일 경우, SIRPα 단백질의 몰이 증가할수록 엉김현상이 발생하여, 세포 내 함입이 어려워지는 문제가 있다. 또한 SIRPα 단백질의 몰이 증가할수록 단가가 급증한다.The protein-fluorescent complex according to the present invention may be one in which the lysosomal probe is combined in a molar ratio of 1 mol or more with respect to 1 mol of the SIRPα protein. If the lysosomal probe is 1 mol or less with respect to 1 mol of the SIRPα protein, a entanglement phenomenon occurs as the mol of the SIRPα protein increases, and thus there is a problem in that cell incorporation becomes difficult. In addition, as the mole of SIRPα protein increases, the unit price increases rapidly.

나아가 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 간단한 합성법을 통하여 어떠한 추가적인 과정의 도입 없이 높은 수율로 재발광 효과를 나타내도록 하기 위해서는, 상기 SIRPα 단백질 1몰에 대해 상기 리소좀 프로브가 2몰의 몰비 이상으로 결합한 것이 바람직하다. 상술한 비율로 제조된 단백질-형광 복합체는 암 세포 내에서 리소좀에 의해 효율적으로 재발광됨으로 형광의 민감도가 현저히 향상되는 장점이 있다.Furthermore, the protein-fluorescent complex according to the present invention has a lysosomal probe with a molar ratio of 2 mol or more with respect to 1 mol of the SIRPα protein in order to exhibit a re-lighting effect with high yield without introducing any additional process through a simple synthesis method. It is preferred. The protein-fluorescent complex prepared in the above-described ratio has an advantage in that the sensitivity of fluorescence is remarkably improved by efficiently re-emitting by lysosomes in cancer cells.

상기 폴리펩티드(a)는 서열번호 1 또는 2로 표시되는 아미노산 서열로 구성될 수 있다. 상기 폴리펩티드는 암 세포 내에서 리소좀 분해 효소들에 의해 잘리도록 펩타이드(GFLG)기반으로, C 말단에 하나 이상의 글리신과 라이신(lysine, K) 또는 아르기닌(Arginine, R) 아미노산 잔기가 결합되어 있는 펩타이드이다. The polypeptide (a) may be composed of an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2. The polypeptide is a peptide (GFLG)-based peptide that is coupled to one or more glycine and lysine (lysine, K) or arginine (R) amino acid residues at the C terminus to be cut by lysosomal degrading enzymes in cancer cells. .

상기 폴리펩티드(a)의 N-말단에 상기 형광체(b)가 결합되고, 상기 폴리펩티드(a)의 라이신 또는 아르기닌 아미노산 잔기의 입실론 아민기(ε-amino group; 측쇄 아민기)에 소광체(c)가 결합되어 있을 수 있다.The phosphor (b) is bound to the N-terminus of the polypeptide (a), and the quencher (c) is attached to the epsilon amine group (ε-amino group; side chain amine group) of the lysine or arginine amino acid residue of the polypeptide (a). May be combined.

즉, 상기 단백질-형광 복합체는 상기 형광체(b)의 발광을 흡수하여 소광 효과를 나타낼 수 있는 소광체(c)가 결합되어 있는 것으로, 형광체(b)가 발산하는 파장의 빛을 흡수하여 강한 소광 효과(quenching effect)를 달성하도록 하는 것이다. 다시 말해 상기 폴리펩티드(a)가 암 세포 내에 존재하는 리소좀에 의해 분해되지 않으면 형광이 발광되지 않으며, 이러한 소광 효과는 형광체와 소광체의 거리가 수십 ㎚ 이내에 있을 경우에 나타난다. 효소에 의해 폴리펩티드(a)가 분해되면, 여기에 결합되어 있던 형광체(b)와 소광체(c)가 서로 분리되어 떨어지면서 소광효과가 없어지고, 이에 따라 형광체 고유의 형광을 발광하여 암 세포의 내부에서 암 세포의 존재유무를 확인할 수 있도록 이미징(영상화)할 수 있게 된다. 본 발명의 단백질-형광 복합체는 CD47을 과발현하는 암 세포만을 특이적으로 검출할 수 있기 때문에, 암 진단 또는 암 영상화 또는 암 세포 모니터링에 매우 유용하게 사용될 수 있다.That is, the protein-fluorescence complex is a combination of a quencher (c) capable of absorbing the luminescence of the phosphor (b) and exhibiting a quenching effect. Strong quenching by absorbing light of a wavelength emitted by the phosphor (b) It is to achieve the quenching effect. In other words, if the polypeptide (a) is not degraded by lysosomes present in cancer cells, fluorescence does not emit light, and this quenching effect is exhibited when the distance between the phosphor and the quencher is within tens of nm. When the polypeptide (a) is degraded by an enzyme, the phosphor (b) and the quencher (c) bound thereto are separated from each other and fall off, thereby eliminating the quenching effect. It is possible to perform imaging (imaging) to check the presence or absence of cancer cells inside. Since the protein-fluorescent complex of the present invention can specifically detect only cancer cells overexpressing CD47, it can be very useful for cancer diagnosis or cancer imaging or cancer cell monitoring.

상기 형광체(b)는 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluorescein isothiocyanate), 오레곤 그린(Oregon green), 텍사스 레드(Texas red), Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도카르보사이아닌(indocarbocyanine), 로다민(rhodamine), 옥사카르보사이아닌(oxacarbocyanine), 티아카르보사이아닌(thiacarbocyanine), 메로사이아닌(merocyanine), 피리딜록사졸(pyrodyloxazole), 니트로벤족사디아졸(nitrobenzoxadiazole), 벤족사디아졸(benzoxadiazol), 나일 레드(Nile red), 나일 오렌지(Nile orange), 아크리딘 옐로우(acridine yellow), 오마린(aumarine), 크리스탈 바이올렌(crystal violet), 및 말라카이트 그린(malachite green)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.The fluorescent substance (b) is fluorescein, fluorescein isothiocyanate (FITC), Oregon green, Texas red, Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7 , Indocarbocyanine, rhodamine, oxacarbocyanine, thiacarbocyanine, merocyanine, pyridyloxazole, nitrobenzoxadiazole (nitrobenzoxadiazole), benzoxadiazol, Nile red, Nile orange, acridine yellow, aumarine, crystal violet, and It may be any one selected from the group consisting of malachite green.

상기 형광체(b)의 발광 파장의 범위에 따라 사용되는 소광체의 종류가 달라지며, 이는 형광체의 발광파장과 같거나 거의 유사한 파장대의 소광체를 사용하여야만 소광효과를 극대화할 수 있기 때문이다. 본 발명에서, 소광체는 여기된(excited) 형광체의 에너지를 흡수하지만 형광 에너지를 밖으로 방출하지 않으므로 형광체의 형광을 소광시킬 수 있는 물질인 dark quencher로, 상업적으로 널리 상용화되어 있는 TAMRA(6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1(black hole quencher 1), BHQ2(black hole quencher 2), BHQ3(black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), 답실(dabcyl), Eclipse, DDQ(Deep Dark Quencher), 블랙베리 퀸처(Blackberry Quencher), 아이오와 블랙(Iowa black)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상이 사용될 수 있다.The type of the quencher used varies depending on the range of the emission wavelength of the phosphor (b), because the quenching effect can be maximized only when a quencher having a wavelength equal to or near the wavelength of the phosphor is used. In the present invention, the quencher is a dark quencher, a material capable of quenching the fluorescence of the phosphor because it absorbs the energy of the excited phosphor but does not emit the fluorescence energy outward, and is commercially widely commercialized as TAMRA (6-carboxytetramethyl -rhodamine), BHQ1 (black hole quencher 1), BHQ2 (black hole quencher 2), BHQ3 (black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), dabbyl, Eclipse, Deep Dark Quencher (DDQ), Blackberry Any one or more selected from the group consisting of Blackberry Quencher and Iowa black can be used.

본 발명에서는 상기 폴리펩티드(a)의 C 말단에 근적외선 형광체인 Cy5.5를 도입하고, N 말단에 위치한 라이신(lysine, K) 또는 아르기닌의 입실론 아민기(측쇄 아민기)에 소광체(BHQ-3)가 결합되도록 설계하였다. 이는 당업자에게 잘 알려진 다양한 기술을 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 폴리펩티드(a)에 소광체(c) 또는 형광체(b)를 결합시키는 방법은 DMSO 상태에서 이루어졌으며, N-Methylmorpholine(NMM) 과 4-Dimethylaminopyridine (DMAP)을 촉매 하에 합성하였다. 합성과정은 형광체 도입, 보호 그룹(protecting group) 제거 및 소광체 도입 세 가지로 이루어지며, 각각의 과정은 고성능액체크로마토그래피(High-performance liquid chromatography, HPLC)로 확인 및 정제하였다. 상기 폴리펩티드에 아민기가 존재하고, 형광체 및 소광체에 N-하이드록시숙신이미드(NHS 형태) 작용기가 존재하는 경우, 상기 두 분자 간의 공유 결합이 가능하다. 또는 상기 폴리펩티드에 COOH 기가 존재하고, 형광체 및 소광체에 아민기가 존재하는 경우에, 상기 두 잔기가 직접적으로 결합하는 것이 불가능하므로, 크로스링커 (예컨대, 디사이클로헥실카보디이미드(DCC), 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)-카보디이미드, 하이드로클로라이드(EDAC))를 이용하여 두 개를 화학적으로 결합시키는 것이 가능하다.In the present invention, Cy5.5, a near-infrared phosphor, is introduced at the C-terminal of the polypeptide (a), and a quencher (BHQ-3) is added to the epsilon amine group (side-chain amine group) of lysine (K) or arginine located at the N-terminal. ). It can use a variety of techniques well known to those skilled in the art. Specifically, the method of binding the quencher (c) or the phosphor (b) to the polypeptide (a) was performed in the DMSO state, and N-Methylmorpholine (NMM) and 4-Dimethylaminopyridine (DMAP) were synthesized under the catalyst. The synthesis process consists of three types: phosphor introduction, protection group removal and quenching, and each process is confirmed and purified by high-performance liquid chromatography (HPLC). When an amine group is present in the polypeptide and an N-hydroxysuccinimide (NHS form) functional group is present in the phosphor and the quencher, covalent bonding between the two molecules is possible. Alternatively, when a COOH group is present in the polypeptide, and an amine group is present in the phosphor and the quencher, since it is impossible to directly bind the two residues, a crosslinker (eg, dicyclohexylcarbodiimide (DCC), 1- It is possible to chemically bond the two using ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)-carbodiimide, hydrochloride (EDAC).

상기 SIRPα 단백질은 서열번호 3으로 표시되는 것일 수 있고, 이는 서열번호 4로 표시되는, CD47과 결합력을 향상시킨 변형된 SIRPα DNA 서열을 포함하는 발현벡터를 미생물에 도입하여 형질전환된 미생물을 얻고, 이 형질전환된 미생물을 배양하여 얻은 것으로써, 후술하는 실험예에서 상기 SIRPα 단백질은 암 조직에서 과다 발현되는 CD47과 매우 우수한 결합력을 가지고 있음을 확인할 수 있다.The SIRPα protein may be represented by SEQ ID NO: 3, which is expressed by SEQ ID NO: 4, by introducing an expression vector containing a modified SIRPα DNA sequence with improved binding ability to CD47 into a microorganism to obtain a transformed microorganism, As obtained by culturing this transformed microorganism, it can be confirmed that the SIRPα protein has a very good binding ability with CD47, which is overexpressed in cancer tissue, in the experimental example described later.

상기 폴리펩티드(a)에 COOH 기가 존재하고, 상기 SIRPα 단백질에 아민기가 존재하는 경우에, 상기 두 잔기가 직접적으로 결합하는 것이 불가능하므로, 상기 폴리펩티드(a)의 COOH 기를 Sulfo-NHS(N-hydroxysulfosuccinimide)와 EDC(1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide)와 반응시켜 N-하이드록시숙신이미드(NHS 형태) 작용기로 치환한 후, 상기 두 분자 간의 공유 결합을 형성한다.When a COOH group is present in the polypeptide (a) and an amine group is present in the SIRPα protein, it is impossible to directly bind the two residues, so the COOH group of the polypeptide (a) is Sulfo-NHS (N-hydroxysulfosuccinimide) And EDC (1-Ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide) to replace the N-hydroxysuccinimide (NHS form) functional group, and then form a covalent bond between the two molecules.

상기 단백질-형광 복합체는 암 조직에서 과다 발현되는 CD47과 반응하여, 세포 내로 함입되고, 세포 내에서 리소좀에 의해 분해되어, 형광을 발광하게 된다. 이때, 상기 형광체는 근적외선 형광을 나타내는 시아닌 형광체인 Cy5.5이고, 근적외성 빛(650-900 ㎚)을 방출한다. 이에 소광체는 상기 형광체의 형광을 흡수하여 소광 효과를 극대화시킬 수 있는 BHQ3을 사용하였다. 상기 근적외성 형광체를 사용할 경우, 통상의 가시광선대 빛을 방출하는 형광분자에 비하여 더 심도가 깊은 곳의 암 세포를 영상화할 수 있기 때문에 인간과 같은 부피가 큰 동물의 생체 내 형광이미징에 적합하다.The protein-fluorescent complex reacts with CD47, which is overexpressed in cancer tissue, and is incorporated into cells, decomposed by lysosomes in cells, and fluoresces. At this time, the phosphor is Cy5.5, a cyanine phosphor that exhibits near infrared fluorescence, and emits near infrared light (650-900 nm). Therefore, the quenching body used BHQ3, which can absorb the fluorescence of the phosphor and maximize the quenching effect. When the near-infrared phosphor is used, it is suitable for in vivo fluorescence imaging of a bulky animal, such as a human, because it can image cancer cells deeper than a fluorescent molecule that emits light in a visible light band.

또한, 필요에 따라, 상기 제조된 단백질-형광 복합체를 정제 또는 확인할 수 있는데, 이는 당업자에게 잘 알려진 다양한 기술을 사용할 수 있다.In addition, if necessary, the prepared protein-fluorescent complex can be purified or confirmed, and various techniques well known to those skilled in the art can be used.

상기 단백질-형광 복합체의 분자량은 18kDa 내지 21kDa일 수 있다. 상기 분자량을 초과할 경우, 응집현상이 발생하여 효과적으로 암세포를 형광 표지할 수 없으며, 미만일 경우 형광 정도가 낮아져 생체 내 영상화에 불리하다는 문제가 있다.The molecular weight of the protein-fluorescent complex may be 18 kDa to 21 kDa. When the molecular weight is exceeded, agglutination occurs, so that cancer cells cannot be fluorescently labeled effectively, and if it is less, the degree of fluorescence is lowered, which is disadvantageous for imaging in vivo.

상기 단백질-형광 복합체는 하기 구조식 1로 표시되는 것일 수 있다.The protein-fluorescent complex may be represented by the following structural formula 1.

[구조식 1][Structural Formula 1]

Figure 112018074104076-pat00002
Figure 112018074104076-pat00002

본 발명의 단백질-형광 복합체의 적용이 가능한 종양은, 이에 특별히 제한되지 않으나, 고체 암 및 혈액 암(blood born tumor)을 포함하는 일반적인 암 질환일 수 있고, 예를 들어 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 또는 섬유육종암일 수 있다.Tumors to which the protein-fluorescent complex of the present invention can be applied are not particularly limited, but may be general cancer diseases including solid cancer and blood born tumor, for example, breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, Colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gall bladder cancer, endocrine gland cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer , Urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord Tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma or fibrosarcoma cancer.

본 발명의 단백질-형광 복합체의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위해 본 발명의 투여량은 유효성분인 단백질-형광 복합체 기준으로 성인 남성 기준 1일 0.0001 ㎎/㎏ 내지 100 ㎎/㎏으로, 바람직하게는 0.001 ㎎/㎏ 내지 60 ㎎/㎏이다. 투여는 1일 1회 내지 수회 나누어 투여할 수 있으나 시간의 간격을 두어 형광 배출 후 투여하는 것이 바람직하다. 환자의 나이, 성별, 체중, 대사 작용, 현재 복용중인 다른 약물에 따라 적절히 증감하여 투여될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 유효량의 범위를 고려하여 제조하도록 하며, 제형화된 제제는 필요에 따라 약제의 투여를 감독하거나 관리하는 전문가의 판단과 개인의 요구에 따라 전문화된 투약법 및 제제법을 사용하거나 일정시간 간격으로 수 회 투여할 수 있다.The preferred dosage of the protein-fluorescent complex of the present invention depends on the patient's condition and body weight, the degree of disease, the drug form, the route and duration of administration, but can be appropriately selected by those skilled in the art. For the desired effect, the dosage of the present invention is 0.0001 mg/kg to 100 mg/kg per adult male, based on the protein-fluorescent complex as an active ingredient, preferably 0.001 mg/kg to 60 mg/kg. The administration may be administered once to several times a day, but it is preferable to administer after fluorescence discharge at intervals of time. Depending on the patient's age, sex, weight, metabolic action, and other medications currently being taken, it may be appropriately increased or decreased. Therefore, the protein-fluorescent complex according to the present invention is to be manufactured in consideration of a range of effective amounts, and the formulated formulation is a specialized dosing method according to the needs of the individual and the judgment of experts who supervise or manage the administration of the medicine as necessary, and The formulation can be used or administered several times at regular time intervals.

본 발명의 단백질-형광 복합체는 랫트, 마우스, 토끼, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로, 예를 들면 경구로 또는 복강내, 비강내, 직장내, 정맥내, 근육내, 피하, 뇌혈관내로 주사 등에 의해 투여될 수 있다.The protein-fluorescent complex of the present invention can be administered to mammals such as rats, mice, rabbits, and humans in various routes, for example, orally or intraperitoneally, intranasally, intrarectally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, and into cerebral blood vessels. It can be administered by injection or the like.

본 발명의 단백질-형광 복합체는 매우 낮은 농도로 세포에 주입시키는 것만으로 암 세포에 특이적으로 함입되어, 암 세포의 내에서 선택적으로 형광을 발광할 수 있다. 세포에 주입 후, 형광 현미경으로 700 내지 900 ㎚에서 형광의 세기를 측정한다. 본 발명의 단백질-형광 복합체는 생체 내 또는 생체 외에서 암세포 내부에 침투하여 형광을 발광하므로, 비침습적으로 암 세포의 분포를 효과적으로 이미징할 수 있다. 즉, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 개체로부터 암 세포가 존재하는지, 어디에 분포하고 있는지를 영상화하여, 암을 진단할 수 있도록 하는 조성물로 활용될 수 있고, 암 환자의 암 치료 효과의 모니터링 또는 예후 확인용 조성물로 활용될 수 있다.The protein-fluorescent complex of the present invention is specifically incorporated into cancer cells only by injecting them into cells at a very low concentration, and thus can selectively fluoresce in the cancer cells. After injection into the cells, the intensity of fluorescence is measured at 700 to 900 nm with a fluorescence microscope. Since the protein-fluorescent complex of the present invention penetrates into the cancer cells in vivo or ex vivo and emits fluorescence, it is possible to effectively image the distribution of cancer cells non-invasively. That is, the protein-fluorescent complex of the present invention can be utilized as a composition to diagnose cancer by presenting where the cancer cells are present from an individual and where they are distributed, and monitoring or prognosis of the cancer treatment effect of a cancer patient It can be utilized as a composition for identification.

본 발명의 단백질-형광 복합체는 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태 일 수 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
The protein-fluorescent complex of the present invention is formulated in a unit dose form by formulating using a pharmaceutically acceptable carrier and/or excipient according to a method that can be easily carried out by those skilled in the art to which the present invention pertains. It can be manufactured or can be manufactured by incorporating it into a multi-dose container. At this time, the formulation may be in the form of a solution, suspension, or emulsion in an oil or aqueous medium, or may be in the form of ex, powder, granule, tablet, or capsule, and may further include a dispersant or stabilizer.

본 발명의 다른 측면은 단백질-형광복합체를 유효성분으로 하는 암 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 암이 의심되는 개체에 투여되어 암의 존재 여부 및 암의 분포를 모니터링함으로써 암을 진단하기 위한 정보를 제공하거나, 항임 치료 효과를 확인하거나, 미리 특정 약물에 대한 반응성을 예측하거나, 암의 위치를 확인하기 위해 사용될 수 있다. 이와 같은 방식은 암의 치료와 관련하여 매우 중요하다.Another aspect of the present invention relates to a composition for preventing or treating cancer using the protein-fluorescent complex as an active ingredient. The composition is administered to a subject suspected of cancer to provide information for diagnosing cancer by monitoring the presence of cancer and the distribution of cancer, confirming anti-cancer treatment effect, predicting responsiveness to a specific drug in advance, or cancer It can be used to check the location of. This is very important in the treatment of cancer.

본 발명의 단백질-형광 복합체의 적용이 가능한 종양은, 이에 특별히 제한되지 않으나, 고체 암 및 혈액 암(blood born tumor)을 포함하는 일반적인 암 질환일 수 있고, 예를 들어 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 또는 섬유육종암일 수 있다.Tumors to which the protein-fluorescent complex of the present invention can be applied are not particularly limited, but may be general cancer diseases including solid cancer and blood born tumor, for example, breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, Colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gall bladder cancer, endocrine gland cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer , Urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord Tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma or fibrosarcoma cancer.

본 발명의 단백질-형광 복합체의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위해 본 발명의 투여량은 유효성분인 단백질-형광 복합체 기준으로 성인 남성 기준 1일 0.0001 ㎎/㎏ 내지 100 ㎎/㎏으로, 바람직하게는 0.001 ㎎/㎏ 내지 60 ㎎/㎏이다. 투여는 1일 1회 내지 수회 나누어 투여할 수 있으나 시간의 간격을 두어 형광 배출 후 투여하는 것이 바람직하다. 환자의 나이, 성별, 체중, 대사 작용, 현재 복용중인 다른 약물에 따라 적절히 증감하여 투여될 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 유효량의 범위를 고려하여 제조하도록 하며, 제형화된 제제는 필요에 따라 약제의 투여를 감독하거나 관리하는 전문가의 판단과 개인의 요구에 따라 전문화된 투약법 및 제제법을 사용하거나 일정시간 간격으로 수 회 투여할 수 있다.The preferred dosage of the protein-fluorescent complex of the present invention depends on the patient's condition and body weight, the degree of disease, the drug form, the route and duration of administration, but can be appropriately selected by those skilled in the art. For the desired effect, the dosage of the present invention is 0.0001 mg/kg to 100 mg/kg per adult male, based on the protein-fluorescent complex as an active ingredient, preferably 0.001 mg/kg to 60 mg/kg. The administration may be administered once to several times a day, but it is preferable to administer after fluorescence discharge at intervals of time. Depending on the patient's age, sex, weight, metabolic action, and other medications currently being taken, it may be appropriately increased or decreased. Therefore, the protein-fluorescent complex according to the present invention is to be manufactured in consideration of a range of effective amounts, and the formulated formulation is a specialized dosing method according to the needs of the individual and the judgment of experts who supervise or manage the administration of the medicine as necessary, and The formulation can be used or administered several times at regular time intervals.

본 발명의 단백질-형광 복합체는 랫트, 마우스, 토끼, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로, 예를 들면 경구로 또는 복강내, 비강내, 직장내, 정맥내, 근육내, 피하, 뇌혈관내로 주사 등에 의해 투여될 수 있다.The protein-fluorescent complex of the present invention can be administered to mammals such as rats, mice, rabbits, and humans in various routes, for example, orally or intraperitoneally, intranasally, intrarectally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, and into cerebral blood vessels. It can be administered by injection or the like.

상기 조성물에서 단백질-형광 복합체는 암세포의 CD47 수용체 존재 하에서 세포 내로 흡수되어 리소좀(lysosome)에서 효소분해 되어 형광을 발현한다. 이로 암의 영상화뿐만 아니라 세포 내로 잘 전달되었는지 알아볼 수 있는 지표로 작용할 수 있다.In the composition, the protein-fluorescent complex is absorbed into the cell in the presence of the CD47 receptor of cancer cells, and enzymatically decomposed in the lysosome to express fluorescence. This can serve as an indicator to not only image cancer, but also to see if it has been successfully delivered into cells.

상기 단백질-형광 복합체는 암세포의 수용체에 보다 강하게 결합하여 암세포 특이적 전달력을 가질 뿐만 아니라 식세포의 대식작용을 증대시켜 암세포의 증식을 억제하는 항암 효과를 갖는다. 구체적으로 암세포에서 과발현되는 CD47수용체는 흔히 'Don't eat me' 신호로 식세포가 암세포를 인식하여 제거하는 역할을 방해하여 암세포가 살아남는 생존 방법이다. 상기 단백질-형광 복합체는 단백질이 CD47과 결합하여 암세포의 대식작용 억제를 방해한다. 즉, 암세포 주위에 식세포가 자발적으로 암세포를 공격하게 함으로써 자가 면역으로 항암효과를 낼 수 있음을 의미한다.The protein-fluorescent complex binds more strongly to the receptors of cancer cells, has cancer cell specific delivery power, and also has an anti-cancer effect of inhibiting the proliferation of cancer cells by increasing the macrophage action of phagocytes. Specifically, the CD47 receptor that is over-expressed in cancer cells is a survival method in which cancer cells survive by interfering with the role of phagocytic cells to recognize and remove cancer cells with a signal of'Don't eat me'. In the protein-fluorescent complex, the protein binds to CD47 and interferes with the suppression of macrophages in cancer cells. In other words, it means that autoimmunity can have anti-cancer effects by spontaneously attacking cancer cells around cancer cells.

따라서, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 암 예방 또는 치료용 조성물로도 활용될 수 있다.Therefore, the protein-fluorescent complex of the present invention can be utilized as a composition for preventing or treating cancer.

상기 암 예방 또는 치료용 조성물은 상기 단백질-형광 복합체 만으로도 항암효과를 달성할 수 있으나, 추가적인 항암 효과를 위해 항암제를 더 포함할 수 있고, 상기 항암제는 독소루비신(doxorubicin), 사이클로포스파아마이드(cyclophosphamide), 메클로레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로라부실(chlorambucil), 이포스파미드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine), 듀오카르마이신(duocarmycin), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스유리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트렉세이트(methotrexate), 페메트렉세드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine), 캠토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포시드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone), 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라머스틴(estramustine), 메이탄신(maytansine), DM1 (mertansine, 메르탄신), DM4, 돌라스타틴(dolastatin), 아우리스타틴 E(auristatin E), 아우리스타틴 F(auristatin F), 모노메틸 아우리스타틴 E(monomethyl auristatin E), 모노메틸 아우리스타틴 F(monomethyl auristatin F) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
The composition for preventing or treating cancer may achieve an anti-cancer effect only with the protein-fluorescent complex, but may further include an anti-cancer agent for an additional anti-cancer effect, and the anti-cancer agent is doxorubicin, cyclophosphamide , Mecholrethamine, uramustine, melphalan, chlorambucil, ifosfamide, bendamustine, carmustine, Lomustine, streptozocin, busulfan, dacarbazine, temozolomide, thiotepa, altretamine, duocarmycin , Cisplatin, carboplatin, nedaplatin, oxaliplatin, satraplatin, triplatin tetranitrate, 5-fluorouracil ( 5-fluorouracil, 6-mercaptopurine, capecitabine, cladribine, clofarabine, cystarbine, floxuridine , Fludarabine, gemcitabine, hydroxyurea, methotrexate, pemetrexed, pentostatin, thioguanine, camptothecin , Topotecan, irinotecan, etoposide, teniposide, mitosantrone, pacley Paclitaxel, docetaxel, izabepilone, vinblastine, vincristine, vindesine, vinorelbine, estramustine, may Maytansine, DM1 (mertansine), DM4, dolastatin, auristatin E, auristatin F, monomethyl auristatin E , Monomethyl auristatin F (monomethyl auristatin F) and derivatives thereof.

본 발명의 또 다른 측면은 1) 제1항에 따른 단백질-형광 복합체를 개체에 투여하는 단계; 및 2) 상기 개체로부터 상기 단백질-형광 복합체에 의한 이미지를 수득하는 단계;를 포함하는 상기 개체의 암의 진단방법에 관한 것이다.Another aspect of the invention 1) administering the protein-fluorescent complex according to claim 1 to an individual; And 2) obtaining an image by the protein-fluorescent complex from the subject; relates to a method for diagnosing cancer in the subject.

상기 방법에 있어서, 상기 개체로부터 형광으로 발광하는 영역이 존재하는 이미지가 관찰되는 경우, 암 세포가 존재하는 것으로 판정할 수 있고, 암 세포의 위치를 파악할 수 있다.In the above method, when an image in which a region emitting fluorescent light is observed from the individual is observed, it can be determined that cancer cells are present, and the position of the cancer cells can be determined.

항암제를 투여하고, 상기 방법으로 측정하였을 때, 상기 이미지 상에서 형광으로 표시되는 영역이 감소하거나 증가하지 않을 경우 상기 항암제에 의한 치료효과가 양성인 것으로 판정하고, 형광으로 표시되는 영역이 증가할 경우 상기 항암제에 의한 치료효과가 음성인 것으로 판정할 수 있다.
When an anticancer agent is administered and measured by the method, when the area indicated by fluorescence on the image does not decrease or increase, it is determined that the therapeutic effect by the anticancer agent is positive, and when the area indicated by fluorescence increases, the anticancer agent It can be determined that the therapeutic effect by is negative.

이하에서 다양한 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through various examples, but the scope and contents of the present invention may not be interpreted as being reduced or limited by the following examples. In addition, if it is based on the disclosure of the present invention including the following examples, it is obvious that a person skilled in the art can easily carry out the present invention in which experimental results are not specifically presented, and patents to which such modifications and corrections are attached Naturally, it is within the scope of the claims.

또한 이하에서 제시되는 실험 결과는 상기 실시예 및 비교예의 대표적인 실험 결과만을 기재한 것이며, 아래에서 명시적으로 제시하지 않은 본 발명의 여러 구현예의 각각의 효과는 해당 부분에서 구체적으로 기재하도록 한다.
In addition, the experimental results presented below are only representative of experimental results of the examples and comparative examples, and the effects of the various embodiments of the present invention, which are not explicitly presented below, will be described in detail in the corresponding parts.

실시예 1 및 2. 펩타이드(a) 합성Examples 1 and 2. Peptide (a) synthesis

리소좀 프로브(lysosomal protease cleavable probe)로 사용될 서열번호 1 또는 2로 표시되는 폴리펩타이드를 설계하여, peptron(Daejeon, South korea)에 의뢰하여 구입하였다. 합성과정은 간략하게, 하기 서열번호 1 또는 2로 표시되는 폴리펩타이드를 설계하고, 아미드가 C-말단에 고정되어 있는 형태인 링크 아미드 레진에 Fmoc으로 보호된 아미노산 단량체를 차례로 붙여나가는 SSPS(solid-phase peptide synthesis) 방법을 사용하였다. 상기 폴리펩타이드의 아민과 sulfo-NHS 결합을 1대1로 하기 위해 라이신(lysin, k)기 또는 아르기닌 기(Arginine, R)에 tert-Butyloxycarbonyl protecting group(BOC) 보호그룹을 결합시켰다.A polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2 to be used as a lysosomal protease cleavable probe was designed and purchased by requesting peptron (Daejeon, South Korea). In the synthesis process, SSPS (solid-) in which the amino acid monomer protected with Fmoc is sequentially attached to the link amide resin in which the amide is fixed to the C-terminus and the polypeptide represented by SEQ ID NO: 1 or 2 is designed. phase peptide synthesis) method was used. The tert-Butyloxycarbonyl protecting group (BOC) protecting group was bound to a lysine (k) group or an arginine (R) group to make the polypeptide amine and sulfo-NHS bonds one-to-one.

N-메틸모르폴린(N-Methylmorpholine(NMM)), 4-디메틸아미노피리딘(4-Dimethylaminopyridine) 및 파파인(papain) 가수분해 효소 Sigma Aldrich에서 구입하였다.N-Methylmorpholine (NMM), 4-Dimethylaminopyridine and papain hydrolase Sigma Aldrich.

[서열번호 1][SEQ ID NO: 1]

GFLGGGKGGFLGGGKG

[서열번호 2][SEQ ID NO: 2]

GFLGGGRGGFLGGGRG

본 발명은 라이신기 또는 아르기닌기의 아민기에 소광체를 직접 결합시키기 때문에, 상기 리소좀 프로브의 사슬 길이는 결합시키는 소광체의 형태에 따라 달라질 수 있고, 본 실험예에서는 소광체로 BHQ-3를 사용하였다.Since the present invention directly binds a quencher to the amine group of a lysine group or an arginine group, the chain length of the lysosomal probe may vary depending on the type of quencher to be bound, and in this experimental example, BHQ-3 was used as a quencher. .

상기 구입한 폴리펩티드는 Vydac Everest C18 컬럼(250 ㎜×22 ㎜, 10 ㎛, USA)를 사용한 역상 HPLC(Shimadzu prominence HPLC, Japan)으로 정제하였다. 용리(elution)는 0.1%(v/v) 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid)를 함유하는 물-아세토니트릴 선형 구배 용리액(water-acetonitrile linear gradient)(5~95%(v/v) of acetonitrile)으로 수행하였다. 정제한 물질은 FDT12012(Operon, Korea)을 사용하여 동결건조하였다. 상기 폴리펩티드는 세포 내에서 리소좀 분해 효소들에 의해 잘리도록 설계되었고, 구체적으로 GFLG 서열의 펩타이드를 백본으로, C 말단에 하나 이상의 글리신과 라이신(lysine, K) 또는 아르기닌(Arginine, R) 아미노산 잔기가 결합되어 있다.
The purchased polypeptide was purified by reverse phase HPLC (Shimadzu prominence HPLC, Japan) using a Vydac Everest C18 column (250 mm×22 mm, 10 μm, USA). Elution is water-acetonitrile linear gradient (5-95% (v/v) of acetonitrile) containing 0.1% (v/v) trifluoroacetic acid Was carried out. The purified material was lyophilized using FDT12012 (Operon, Korea). The polypeptide is designed to be cut by lysosomal degrading enzymes in cells, and specifically, a peptide of the GFLG sequence is used as a backbone, and at least one glycine and lysine (K) or arginine (R) amino acid residue at the C terminal Combined.

실시예 3. 리소좀 프로브(lysosomal protease cleavable probe) 제조Example 3. Preparation of lysosomal protease cleavable probe

[구조식 a][Structural Formula a]

Figure 112018074104076-pat00003
Figure 112018074104076-pat00003

상기 제조예 1로부터 합성된 폴리펩티드의 N-말단에 근적외선 형광체인 Cy5.5가 접합되고, 상기 폴리펩티드의 라이신 아미노산 잔기의 입실론 아민기에 소광체인 BHQ-3가 결합되도록, 리소좀 프로브를 설계하였다. 구체적인 합성과정은 다음과 같다.The lysosomal probe was designed such that Cy5.5, a near-infrared phosphor, was conjugated to the N-terminus of the polypeptide synthesized from Preparation Example 1, and BHQ-3, a quencher, was attached to the epsilon amine group of the lysine amino acid residue of the polypeptide. The specific synthesis process is as follows.

합성과정은 형광체 도입 단계, 보호 그룹(protecting group) 제거 단계 및 소광체 도입 단계 총 세가지 단계로 수행하였다. 각각의 합성과정은 DMSO 상태에서 이루어졌으며, N-Methylmorpholine(NMM) 과 4-Dimethylaminopyridine (DMAP)을 촉매 하에 합성하였다. 각각의 합성과정이 끝난 후에는 고성능액체크로마토그래피 (High-performance liquid chromatography, HPLC)로 확인 및 정제한 후 동결건조하여 냉동보관하였다.The synthesis process was carried out in three steps: phosphor introduction step, protecting group removal step, and quencher introduction step. Each synthesis process was carried out in DMSO, and N-Methylmorpholine (NMM) and 4-Dimethylaminopyridine (DMAP) were synthesized under the catalyst. After the completion of each synthesis process, it was confirmed and purified by high-performance liquid chromatography (HPLC), and then freeze-dried and stored frozen.

1) 형광체 도입 단계1) Phosphor introduction step

먼저 실시예 1로부터 제조된 폴리펩타이드의 N-말단 부분에 형광체 Cy5.5(cyanine5.5)를 이메틸 일산화황(Dimethyl sulfoxide,DMSO) 하에 촉매 N-Methylmorpholine(NMM) 과 4-Dimethylaminopyridine (DMAP)을 이용하여 2시간 상온에서 합성한 후 고속액체크로마토그래피(High-performance liquid chromatography, HPLC)로 분석 및 정제하였다. First, the phosphor Cy5.5 (cyanine5.5) on the N-terminal portion of the polypeptide prepared from Example 1 was catalyzed under dimethyl sulfoxide (DMSO) N-Methylmorpholine (NMM) and 4-Dimethylaminopyridine (DMAP). After synthesizing at room temperature for 2 hours, it was analyzed and purified by high-performance liquid chromatography (HPLC).

2) 보호 그룹 제거 단계2) Protection group removal steps

상기 1) 단계에서 합성된 Cy5.5(형광체)가 결합된 폴리펩티드의 라이신기에 존재하는 보호그룹을 제거하기 위해 트리플루오르아세트산(Trifluoroacetic acid): 아니솔(anisol): 3차 증류수=95:2.5:2.5 강산 조건에서 반응 후 증발기(evaporator)를 통해 용매를 제거하였다. Trifluoroacetic acid: anisol: tertiary distilled water = 95:2.5 to remove the protective group present in the lysine group of the Cy5.5 (phosphor)-synthesized polypeptide synthesized in step 1). : 2.5 After the reaction under strong acid conditions, the solvent was removed through an evaporator.

3) 소광체 도입 단계3) Stage of introducing the quencher

상기 2) 단계를 통해 보호그룹이 제거된 Cy5.5(형광체)가 결합된 폴리펩티드를 얻고, 상기 폴리펩티드의 노출된 라이신(lysine, K)의 입실론 아민기에 BHQ3-NHS(Black Hole Quencher3-NHS)를 N-Methylmorpholine(NMM) 과 4-Dimethylaminopyridine(DMAP) 촉매하에 2시간 상온 반응 후, 형광체와 소광체가 모두 도입된 구조식 a의 리소좀 프로브를 제조하였다. 이를 고성능액체크로마토그래피(High-performance liquid chromatography, HPLC)로 확인 및 정제한 후 동결건조하여 냉동보관하였다.
Through the above step 2), a protective group-removed Cy5.5 (phosphor)-binding polypeptide was obtained, and BHQ3-NHS (Black Hole Quencher3-NHS) was added to the epsilon amine group of the exposed lysine (K) of the polypeptide. After 2 hours of room temperature reaction under N-Methylmorpholine (NMM) and 4-Dimethylaminopyridine (DMAP) catalyst, a lysosomal probe of Structural Formula a in which both phosphor and quencher were introduced was prepared. This was confirmed and purified by high-performance liquid chromatography (HPLC), and then freeze-dried and stored frozen.

실시예Example 4. 단백질-형광복합체( 4. Protein-fluorescence complex ( SIRPSIRP α-α- LSLS probe) 합성 probe) synthesis

[반응식 1][Scheme 1]

Figure 112018074104076-pat00004
Figure 112018074104076-pat00004

실시예 2로부터 제조된 리소좀 프로브를 SIRPα 단백질에 다양한 몰 비(1:1(실시예 4), 1:1.5(실시예 5), 1:2(실시예 6))로 혼합하여 제조하였다.The lysosomal probe prepared from Example 2 was prepared by mixing SIRPα protein in various molar ratios (1:1 (Example 4), 1:1.5 (Example 5), and 1:2 (Example 6)).

1) SIRPα 단백질의 제조1) Preparation of SIRPα protein

우선, SIRPα 단백질은 cosmogenetech에서 다음과 같은 유전자(서열번호 4:CATATGGAAGAGGAGCTGCAGATCATCCAGCCTGACAAGTCCGTGCTGGTCGCTGCTGGTGAAACTGCCACTCTGCGTTGTACGATTACCAGCCTGTTCCCGGTGGGTCCAATCCAGTGGTTCCGTGGTGCTGGTCCGGGTCGTGTTCTGATCTACAACCAGCGTCAAGGTCCGTTCCCGCGTGTAACTACCGTTAGCGATACCACGAAGCGTAACAACATGGACTTTTCCATCCGCATTGGCAATATTACCCCGGCCGACGCGGGCACCTACTATTGCATCAAATTTCGCAAAGGCTCCCCGGATGATGTAGAATTTAAATCTGGCGCAGGCACCGAACTGTCTGTTCGCGCAAAACCGGTCGACGGTGGGTTTCTGGGTGGGGGAGGATGCGGTTGAAAGCTT)를 구입 후, PCR하고, 이를 pET-28 벡터에 상기 SIRPα DNA 서열(CD47과 결합력이 향상되도록 변형함)을 삽입하여 클로닝한 다음 대장균에 형질감엽시켜 배양하였다. 상기 형질감염된 대장균의 배양액으로부터 SIRPα 단백질을 분리 및 정제하기 위해, His-tag 컬럼을 사용하였다. 상기 정제한 SIRPα 단백질은 SDS-PAGE를 통해 로딩한 다음 Coomassie Brilliant Blue 염색으로 확인하였다(도 2b). 도 2b는 pET-28 벡터에 CD47과 결합력을 향상시킨 변형된 SIRPα DNA 서열을 삽입하여 클로닝 후 대장균에서 SIRPα 단백질을 정제하여 쿠마씨 블루(coomassie blue)로 염색한 사진으로, 본 발명의 실시예 4에서 정제한 SIRPα 단백질이 잘 분리 및 정제되었음을 알 수 있다.First, SIRPα protein gene as follows in cosmogenetech (SEQ ID NO: 4: CATATGGAAGAGGAGCTGCAGATCATCCAGCCTGACAAGTCCGTGCTGGTCGCTGCTGGTGAAACTGCCACTCTGCGTTGTACGATTACCAGCCTGTTCCCGGTGGGTCCAATCCAGTGGTTCCGTGGTGCTGGTCCGGGTCGTGTTCTGATCTACAACCAGCGTCAAGGTCCGTTCCCGCGTGTAACTACCGTTAGCGATACCACGAAGCGTAACAACATGGACTTTTCCATCCGCATTGGCAATATTACCCCGGCCGACGCGGGCACCTACTATTGCATCAAATTTCGCAAAGGCTCCCCGGATGATGTAGAATTTAAATCTGGCGCAGGCACCGAACTGTCTGTTCGCGCAAAACCGGTCGACGGTGGGTTTCTGGGTGGGGGAGGATGCGGTTGAAAGCTT) after the purchase, PCR, and cloned by inserting them (also modified to enhance the CD47 and the binding force), the SIRPα DNA sequence in pET-28 vector Next, E. coli was transfected and cultured. To isolate and purify the SIRPα protein from the culture of the transfected E. coli, His-tag column was used. The purified SIRPα protein was loaded via SDS-PAGE and then confirmed by Coomassie Brilliant Blue staining (FIG. 2B ). Figure 2b is a picture stained with coomassie blue (comassie blue) by purifying the SIRPα protein in E. coli after cloning by inserting a modified SIRPα DNA sequence having enhanced binding ability with CD47 into the pET-28 vector, Example 4 of the present invention It can be seen that the purified SIRPα protein was well separated and purified.

2) 단백질-형광 복합체의 제조2) Preparation of protein-fluorescent complex

실시예 2로부터 제조된 리소좀 프로브를 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide(EDC) 및 N-hydroxysulfosuccinimide(Sulfo-NHS)과 혼합하여, 커플링 반응으로 인산염 완충제 (Phosphate-buffered saline, PBS) pH 6.0 용매하에 5 분간 반응시켜, 리소좀 프로브의 카복실기(-COOH)를 NHS 형태로 변환하였다. 이 후 인산염 완충제 용매 하에 상기 정제한 SIRPα 단백질을 첨가한 후, 4시간동안 반응시키고, PD-10 column을 통해 정제하여 단백질-형광 복합체를 제조하였다. 이때, 상기 리소좀 프로브와 SIRPα 단백질의 몰비를 1:1(실시예 4), 1:1.5(실시예 5), 1:2(실시예 6)로 혼합하여 제조하였다.The lysosomal probe prepared from Example 2 was mixed with 1-Ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC) and N-hydroxysulfosuccinimide (Sulfo-NHS), and a phosphate buffer (Phosphate-buffered saline, PBS) was used as a coupling reaction. ) Reaction was carried out for 5 minutes under a pH 6.0 solvent to convert the carboxyl group (-COOH) of the lysosomal probe into the NHS form. Thereafter, the purified SIRPα protein was added under a phosphate buffer solvent, reacted for 4 hours, and purified through a PD-10 column to prepare a protein-fluorescent complex. At this time, the molar ratio of the lysosomal probe and the SIRPα protein was prepared by mixing 1:1 (Example 4), 1:1.5 (Example 5), and 1:2 (Example 6).

상기 제조된 단백질-형광 복합체는 동결건조하여 보관하였다(반응식 2).
The prepared protein-fluorescent complex was stored by lyophilization (Scheme 2).

비교예 1. 소광체를 붙이지 않은 단백질-형광체(SIRPα-Cy5.5)의 제조Comparative Example 1. Preparation of protein-phosphor (SIRPα-Cy5.5) without quenching

상기 제조예 1로부터 합성된 폴리펩티드의 N-말단에 근적외선 형광체인 Cy5.5를 결합하는 과정만을 수행하고, 소광체인 BHQ-3는 결합하는 과정은 수행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 모두 동일하게 하여, 소광체가 결합하지 않은 리소좀 프로브를 제조하였다.All of the same as in Example 3, except that only the process of binding the near-infrared fluorescent material Cy5.5 to the N-terminal of the polypeptide synthesized from Preparation Example 1 was performed, and the process of binding the quencher BHQ-3 was not performed. Thus, a lysosomal probe to which the quencher was not bound was prepared.

상기 소광체가 결합되지 않은 리소좀 프로프를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 4와 모두 동일하게 단백질 형광 복합체를 제조하였다.
Protein fluorescent complexes were prepared in the same manner as in Example 4, except that the lysosomal probe to which the quencher was not bound was used.

실험예 1. 단백질-형광복합체(SIRPα-LS probe) 특성분석Experimental Example 1. Protein-fluorescence complex (SIRPα-LS probe) characterization

생성된 단백질-형광 복합체의 합성 분석 및 성능은 이하와 같이 확인하였다.The synthesis analysis and performance of the resulting protein-fluorescent complex were confirmed as follows.

실험군과 대조군의 차이는 one-way ANOVA을 사용하여 분석하였고, 통계적으로 유의하다고 간주되었다(도면에서 별표(*)로 표시함, * P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.0001).
The difference between the experimental group and the control group was analyzed using one-way ANOVA and was considered statistically significant (indicated by an asterisk (*) in the drawing, * P<0.05, ** P<0.01, ***P<0.0001 ).

도 1b는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체에 대한 자외선/가시광선 분광광도계(UV-VIS spectroscopy)로 측정한 결과 그래프로, 단백질-형광 복합체 내에 형광체와 소광체가 결합되어 있음을 확인하였다.
Figure 1b is a graph of the results measured by ultraviolet / visible light spectrophotometer (UV-VIS spectroscopy) for the protein-fluorescent composite prepared from Example 4, it was confirmed that a phosphor and a quencher are combined in the protein-fluorescent composite.

도 1c는 인산염완충식염수 (phosphate-buffered saline, PBS) 존재하에서, 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체의 농도에 따른 자외선/가시광선 분광광도계로 정량화한 그래프로, 농도의 증가에 따라 자외선, 가시광선의 세기가 증가함을 확인하였다.
Figure 1c is a graph quantified by the ultraviolet / visible light spectrophotometer according to the concentration of the protein-fluorescent complex prepared in Example 4 in the presence of phosphate-buffered saline (PBS), UV as the concentration increases, It was confirmed that the intensity of visible light increased.

도 1d는 인산염완충식염수 (phosphate-buffered saline, PBS) 존재하에서, 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체가 형광을 흡수하는 정도를 형광기계(photoluminescence, F-7000, Hitach, Tokyo, Japan)로 측정하여 나타낸 그래프로, 680~690 ㎚ 형광세기가 높았으나, 700 ㎚부터는 형광세기가 거의 0에 가까운 것을 확인하였다.
Figure 1d is a phosphate-buffered saline (phosphate-buffered saline, PBS) in the presence of the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 absorbs the fluorescence to the fluorescence machine (photoluminescence, F-7000, Hitach, Tokyo, Japan) As a graph shown by measurement, the fluorescence intensity of 680 to 690 nm was high, but it was confirmed that the fluorescence intensity was almost close to 0 from 700 nm.

실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체체가 세포 내에 존재하는 효소에 의해서만 절단됨을 확인하기 위하여, 세포 내 펩타이드내부가수분해효소(endopeptidase)인 파파인(papain)을 사용하였을 때, 형광 변화를 분석하였다. 우선 인산염 완충용액(Phosphate-buffered saline, PBS) pH 6.0에 용해한 파파인 용액을 준비하고, 상기 파파인 용액에 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 첨가하여 37℃에서 30분 동안 처리하였다. 효소와 반응한 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체의 형광 복원효과를 PL(Photoluminescence)로 확인하였다.In order to confirm that the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 was cleaved only by an enzyme present in the cell, fluorescence change was analyzed when papain, an intracellular peptide endopeptidase, was used. First, a papain solution dissolved in a phosphate buffer solution (Phosphate-buffered saline, PBS) pH 6.0 was prepared, and the protein-fluorescent complex prepared in Example 4 was added to the papain solution for 30 minutes at 37°C. The fluorescence restoration effect of the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 reacted with the enzyme was confirmed by PL (Photoluminescence).

도 1e는 세포 내 펩타이드내부가수분해효소(endopeptidase)인 파파인(papain)이 존재하거나, 존재하지 않는 조건하에서, 실시예 3으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 처리하고, 형광(photoluminescence, PL) 세기를 측정한 그래프와 사진이다. 이에 따르면, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 세포 내에 존재하는 효소에 의해서만 분해되어 형광을 나타냄을 확인할 수 있다. 세포 내 존재하는 효소가 없을 경우에는 형광세기가 0에 가까운 것을 알 수 있다.
Figure 1e is treated with the protein-fluorescent complex prepared in Example 3 under the conditions of the presence or absence of papain (endopeptidase) endopeptidase in the cell, and fluorescence (photoluminescence, PL) intensity. It is a measured graph and photo. According to this, it can be confirmed that the protein-fluorescent complex of the present invention decomposes only by an enzyme present in the cell and exhibits fluorescence. If there is no enzyme present in the cell, it can be seen that the fluorescence intensity is close to zero.

실험예 2. 리소좀 효소와의 배양시, 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광복합체(SIRPα-LS probe)의 형광 분석Experimental Example 2. Fluorescence analysis of the protein-fluorescent complex (SIRPα-LS probe) prepared from Example 4 when incubated with lysosomal enzymes

실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체가 세포 내에 존재하는 효소에 의해서만 절단됨을 확인하기 위하여, 세포 내 펩타이드내부가수분해효소(endopeptidase)인 파파인(papain)을 사용하였을 때, 형광 변화를 분석하였다. 우선 인산염 완충용액(Phosphate-buffered saline, PBS) pH 6.0에 용해한 파파인 용액을 준비하고, 상기 파파인 용액에 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체, 실시예 4-1)로부터 제조된 SIRPα 단백질, 비교예 1로부터 제조된 SIRPα-Cy5.5를 첨가하여 37℃에서 30분 동안 처리하였다. 각각의 복합체 또는 단백질의 형광 복원효과를 PL(Photoluminescence)로 확인하였다.To confirm that the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 was cleaved only by an enzyme present in the cell, fluorescence change was analyzed when papain, an endopeptidase in the cell, was used. First, a papain solution dissolved in a phosphate buffer solution (Phosphate-buffered saline, PBS) pH 6.0 is prepared, and the protein-fluorescent complex prepared from Example 4 in the papain solution, SIRPα protein prepared from Example 4-1), is compared SIRPα-Cy5.5 prepared from Example 1 was added and treated at 37° C. for 30 minutes. The fluorescence restoration effect of each complex or protein was confirmed by PL (Photoluminescence).

도 2c는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체, 실시예 4-1)로부터 제조된 SIRPα 단백질, 비교예 1로부터 제조된 SIRPα-Cy5.5를 파파인 효소와 함께 배양한 다음, 15% Polyacrylamide gel electrophoresis(PAGE gel)로 SDS-PAGE 분석 후, 각각의 밴드에 대한 형광을 확인하기 위해, 형광 기기(IVIS lumina)로 촬영한 사진이다.Figure 2c is a protein-fluorescent complex prepared from Example 4, SIRPα protein prepared from Example 4-1), SIRPα-Cy5.5 prepared from Comparative Example 1 was incubated with papain enzyme, and then 15% Polyacrylamide gel After SDS-PAGE analysis by electrophoresis (PAGE gel), to confirm the fluorescence for each band, it is a picture taken with a fluorescence instrument (IVIS lumina).

도 2c에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 파파인과 함께 배양할 경우, 밝은 형광을 나타내고 있음을 확인하였다. 이에 반해 소광체를 결합하지 않은 단백질-형광체의 경우, 본 발명과 동일한 분자량을 가지고 있음에도 불구하고 육안으로 보았을 때, 그 밝기가 현저히 어두운 것을 확인할 수 있다. 또한 SIRPα 단백질만 존재하는 경우에는 전혀 형광이 관찰되지 않았다.
As shown in Figure 2c, it was confirmed that the protein-fluorescent complex according to the present invention shows bright fluorescence when cultured with papain. On the other hand, in the case of a protein-fluorescent body that does not bind to the quencher, it can be seen that the brightness is remarkably dark when viewed with the naked eye, despite having the same molecular weight as the present invention. Also, when only SIRPα protein was present, no fluorescence was observed.

실험예 3. 몰비에 따른 단백질-형광복합체(SIRPα-LS probe)의 특성 분석 도 2d는 실시예 4의 단백질-형광 복합체를 단백질 액체 크로마토 그래피 (Fast protein liquid chromatography,FPLC)로 분석한 그래프로, 이에 따르면, 실시예 4의 단백질-형광 복합체는 높은 순도로 분리 및 정제되었음을 확인하였다. Experimental Example 3. Characterization of the protein-fluorescence complex (SIRPα-LS probe) according to the molar ratio Figure 2d is a graph of the protein-fluorescence complex of Example 4 analyzed by protein liquid chromatography (Fast protein liquid chromatography,FPLC), According to this, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of Example 4 was separated and purified with high purity.

도 2e는 실시예 4 내지 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 파파인 효소(papain, sigma)로 처리하고, 20분 후에 재발광효과를 형광 기계(photoluminescence, PL)로 확인한 그래프이다. 이때 대조군으로 아무것도 처리하지 않은 파파인 효소용액을 사용하였다.2E is a graph showing the protein-fluorescence complexes prepared from Examples 4 to 6 with papain, sigma, and confirming the re-lighting effect after 20 minutes with a fluorescence machine (photoluminescence, PL). At this time, a papain enzyme solution that was not treated with anything was used as a control.

도 2e에 나타난 바와 같이, 실시예 4 내지 6의 단백질-형광 복합체는 대조군에 비해 3~9 배 이상의 형광 세기를 나타내었으며, 육안으로도 현저한 형광을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 세포 내 존재하는 효소와의 반응을 통해서만 형광을 발생하고, 평소에는 형광세기가 0에 가까운 소광상태로 존재함을 확인하였다.As shown in FIG. 2E, the protein-fluorescent complexes of Examples 4 to 6 exhibited fluorescence intensities of 3 to 9 times or more compared to the control group, and remarkable fluorescence was observed even with the naked eye. Through this, it was confirmed that the protein-fluorescent complex according to the present invention generates fluorescence only through reaction with an enzyme present in a cell, and usually has a fluorescence intensity close to 0.

또한 단백질-형광 복합체를 제조할 때, SIRPα 단백질과 리소좀 프로브(LS)의 몰비가 1:1 이상이면 충분한 형광세기가 발현되나, 2~2.5배 이상 더 높은 형광세기는 1:2부터 임을 알 수 있다.
In addition, when preparing the protein-fluorescence complex, when the molar ratio of the SIRPα protein and the lysosomal probe (LS) is 1:1 or more, sufficient fluorescence intensity is expressed, but the fluorescence intensity higher than 2 to 2.5 times is from 1:2. have.

실험예 4. 소광체 결합 여부에 따른 단백질-형광복합체(SIRPα-LS probe)의 소광 특성 분석Experimental Example 4. Analysis of quenching properties of protein-fluorescence complex (SIRPα-LS probe) according to whether quencher is bound

도 2f는 실시예 4로부터 제조된 단백질-형광 복합체(SIRPα-probe)와 비교예 1의 소광체를 붙이지 않은 단백질-형광체(SIRPα-Cy5.5)를 비교하기 위하여, 이들 각각을 형광기계(photoluminescence, PL)로 측정하여 도식화한 결과 그래프이다. Figure 2f is to compare the protein-fluorescent composite (SIRPα-probe) prepared from Example 4 and the protein-phosphorescent body (SIRPα-Cy5.5) without the quencher of Comparative Example 1, each of these fluorescence machine (photoluminescence) , PL).

도 2f에 나타난 바와 같이, 실시예 4의 단백질-형광 복합체는 690~800 nm의 파장 범위에서 거의 0에 가까운 세기를 나타내는 것을 확인하였고, 이를 통해 본 발명의 단백질-형광 복합체는 암 세포 내에 존재하는 효소가 없는 한, 소강상태로 존재함을 확인하였다. 이에 반해, 비교예 1의 단백질-형광체는 소광체를 포함하고 있지 않으므로 680~760 nm의 파장범위에서 1000 이상의 형광 세기를 나타내고 있음을 확인하였다. 즉, 소광체를 붙이지 않은 단백질-형광체는 목적하는 암 세포 내에 함입되지 않더라도, 일반적인 상태에서도 형광을 나타내고 있으므로, 명확한 진단이 어렵다는 문제가 있음을 알 수 있다.
As shown in Figure 2f, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of Example 4 exhibits an intensity close to 0 in the wavelength range of 690 to 800 nm, through which the protein-fluorescent complex of the present invention is present in cancer cells. As long as there was no enzyme, it was confirmed to exist in a lulled state. On the other hand, since the protein-phosphor of Comparative Example 1 does not contain a quencher, it was confirmed that it exhibits a fluorescence intensity of 1000 or more in a wavelength range of 680 to 760 nm. That is, it can be seen that the protein-phosphor without the quencher is not incorporated into the desired cancer cells, but exhibits fluorescence even in a general state, and thus there is a problem that it is difficult to make a clear diagnosis.

실험예 5. 단백질-형광 복합체의 생체 외에서(In vitro) 세포 내 전달 확인Experimental Example 5. Confirmation of intracellular delivery of protein-fluorescent complex in vitro

본 발명에 따른 단백질-형광 복합체의 특정 세포를 표적하고, 영상화할 수 있는지 여부를 관찰하기 위해, 인간유래 대장암 세포인 HT-29 세포를 35 ㎜ 커버글라스 바텀디쉬에 2 x 105 개씩 분주하고, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체(20 μg/ml)로 처리한 배양액에 4시간까지 이산화탄소 배양기에서 37 ℃에서 배양하였다. 또한, 상기 HT29 세포외에 다른 세포주(HT-29, CT26CL25, B16F10)를 이용해서, 상기와 동일한 과정을 수행하였다. 그리고 세포 고정액을 처리한 뒤 4,6-디아미디노-2-페닐인돌(4′,6-diamidino-2-phenylindole, DAPI) 용액을 10분간 처리하여 핵 염색을 실시한 뒤, 공초점 현미경으로 흡수되어 분해된 단백질-형광 복합체(실시예 6) 및 4,6-디아미디노-2-페닐인돌을 관찰하였다.To target a specific cell of the protein-fluorescent complex according to the present invention and observe whether it can be imaged, HT-29 cells derived from human colorectal cancer cells are dispensed 2 x 10 5 pieces in a 35 mm cover glass bottom dish. , Incubated at 37 °C in a carbon dioxide incubator for up to 4 hours in a culture solution treated with the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 (20 μg/ml). In addition, the same procedure as above was performed using other cell lines (HT-29, CT26CL25, B16F10) in addition to the HT29 cells. Then, after treating the cell fixation solution, the solution was treated with a 4,6-diamidino-2-phenylindole (4′,6-diamidino-2-phenylindole, DAPI) solution for 10 minutes, subjected to nuclear staining, and absorbed by a confocal microscope. The decomposed protein-fluorescent complex (Example 6) and 4,6-diamidino-2-phenylindole were observed.

도 3a는 암세포(HT29)에 실시예 6의 단백질-형광복합체를 처리한 후 시간에 따른(30분, 1시간, 2시간, 4시간) 세포 흡수를 공초점 현미경(confocal microscopy)이다. 이때 푸른색은 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)로 핵 염색을 나타내며, 적색은 Cy5.5(Cyanine5.5)로 프로브 형광을 나타낸다.Figure 3a is a confocal microscopy (confocal microscopy) of cell uptake over time (30 minutes, 1 hour, 2 hours, 4 hours) after treatment of the protein-fluorescent complex of Example 6 on cancer cells (HT29). At this time, the blue color represents nuclear staining with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), and the red color indicates probe fluorescence with Cy5.5 (Cyanine5.5).

도 3a에 나타난 바와 같이, 2시간부터 세포 내에 섭취되어 분해된 단백질-형광 복합체의 형광이 관찰됨을 확인하였다. 즉, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 세포에 처리할 경우, 암세포에 특이적으로 세포 내에 섭취되며, 세포 내에 존재하는 효소에 의해 분해되어 소강상태에서 형광상태로 변함에 따라, 발광하게 됨을 알 수 있다. 따라사 본 발명의 단백질-형광 복합체는 암세포에 특이적으로 세포 내로 섭취되며, 세포 내에서 분해되어 형광을 나타내므로, 암세포만을 효과적으로 영상화할 수 있다. 본 발명의 단백질-형광 복합체를 처리하고 1시간부터 세포의 영상화가 진행되고, 4시간부터는 완전히 형광을 나타내는 것을 알 수 있다.
As shown in Figure 3a, it was confirmed that the fluorescence of the protein-fluorescent complex ingested and decomposed in the cells was observed from 2 hours. That is, it can be seen that the protein-fluorescent complex of the present invention, when processed into cells, is specifically ingested into the cancer cells and decomposed by enzymes present in the cells and changes from the lumen state to the fluorescence state, thereby emitting light. have. Therefore, the protein-fluorescent complex of the present invention is specifically taken up by cancer cells into cells, and decomposes within the cells to show fluorescence, so that only cancer cells can be effectively imaged. It can be seen that the protein-fluorescent complex of the present invention is processed and the imaging of the cells proceeds from 1 hour, and fully fluorescent from 4 hours.

도 3b는 CD47 저해제(CD47 Ab)를 처리 유무(+, -)에 따른, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 처리한 암세포(HT29, CT26CL25, B16F10) 각각의 공초점 현미경 이미지이다(bar=50 ㎛). 이때 적색은 실시예 6의 단백질-형광 복합체에서 분해된 Cy5.5의 형광이며, 푸른색은 DAPI용액으로 염색된 세포의 핵이다.Figure 3b is a confocal microscopy image of each of the cancer cells (HT29, CT26CL25, B16F10) treated with the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 with and without treatment (+, -) with a CD47 inhibitor (CD47 Ab) (bar =50 μm). At this time, red is the fluorescence of Cy5.5 degraded from the protein-fluorescent complex of Example 6, and blue is the nucleus of cells stained with DAPI solution.

도 3b에 나타난 바와 같이, CD47 저해제(CD47 Ab)가 처리된(+) 암세포(HT29, CT26CL25, B16F10)에서는 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체가 세포에 거의 흡수되지 못하고 있음을 확인할 수 있다. 이에 반해 CD47 저해제(CD47 Ab)를 처리하지 않은(-) 암세포(HT29, CT26CL25, B16F10)의 경우, 대부분의 암세포 내에 단백질-형광 복합체(실시예 6)이 흡수되고 분해되어 형광을 나타내고 있음을 확인하였다. 이를 통해 본 발명의 단백질-형광 복합체가 CD47가 결합하여 세포 내로 함입되고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 3B, it can be confirmed that the protein-fluorescent complex according to the present invention is hardly absorbed by the cells in the CD47 inhibitor (CD47 Ab) treated (+) cancer cells (HT29, CT26CL25, B16F10). On the other hand, in the case of cancer cells (HT29, CT26CL25, B16F10) not treated with the CD47 inhibitor (CD47 Ab) (HT29, CT26CL25, B16F10), it was confirmed that the protein-fluorescence complex (Example 6) was absorbed and degraded in most cancer cells, indicating fluorescence. Did. Through this, it can be seen that the protein-fluorescent complex of the present invention is incorporated into cells by binding to CD47.

즉, 본 발명의 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체는 암세포 밖에서는 형광세기가 거의 0에 미치는 소강상태로 존재하다가, 암세포가 존재할 경우, 암세포의 CD47과 수용체-리간드 결합을 통해, 세포 내로 함입되고, 함입된 단백질-형광 복합체는 암세포 내에 존재하는 효소에 의해 분해되어 재발광함을 알 수 있다. 상술한 결과를 통해 생체 외에서(in vitro) 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 효과적으로 암세포에 특이적으로 함입되고, 분해되어 암세포 내에서 형광을 나타냄을 확인하였다.
That is, the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 of the present invention exists in a small state where the fluorescence intensity is almost 0 outside the cancer cells, and when cancer cells are present, through CD47 and receptor-ligand binding of the cancer cells, into the cells It can be seen that the impregnated protein-fluorescent complex is degraded by enzymes present in cancer cells and re-luminesce. Vitro by the above-mentioned result (in vitro) the protein according to the invention, it was confirmed that the fluorescent conjugate is effectively specific incorporation, is decomposed into a cancer cell refers to the fluorescence in the tumor cells.

도 3c는 암세포(CT26CL25)를 확대하여 세포 수준에서 실시예 6의 단백질-형광 복합체의 세포 내 흡수 변화를 시간에 따라(1h, 2h, 4h) 촬영한 공초점 현미경 이미지와 CD47 저해제와 실시예 6의 단백질-형광 복합체를 처리한 암세포(CT26CL25)를 확대하여 세포 수준에서 촬영한 공초점 현미경 이미지(4h+inhibitor)이다.Figure 3c is a confocal microscopic image taken over time (1h, 2h, 4h) of changes in the cellular uptake of the protein-fluorescent complex of Example 6 at the cellular level by enlarging cancer cells (CT26CL25) and Example 6 with a CD47 inhibitor It is a confocal microscope image (4h+inhibitor) taken at the cell level by enlarging the cancer cells (CT26CL25) treated with the protein-fluorescent complex of.

도 3c에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체를 처리하고 1 시간 후부터 서서히 암세포 내에 형광을 나타내었으며, 4 시간째에는 본 발명의 단백질-형광 복합체에 의해 모든 암 세포가 형광표지되었음을 확인하였다. 일반적인 이미징 조성물은 세포 외부를 표지하기 때문에, 세포 외부에서도 형광이 나타나는 경우가 있다. 그러나 본 발명의 단백질-형광 복합체는 세포 내부에 함입된 상태에서 분해되면서 세포를 형광으로 영상화할 수 있는 것으로, 세포가 존재하지 않는 곳에서는 전혀 형광을 나타내지 않는 매우 높은 정확성을 나타내고 있음을 확인하였다. 또한, 이미지에 존재하는 3개의 암세포 모두를 정확히 형광으로 영상화하고 있음을 확인하였다.As shown in Fig. 3c, the protein-fluorescent complex according to the present invention was treated and gradually showed fluorescence in cancer cells after 1 hour, and at 4 hours, it was confirmed that all cancer cells were fluorescently labeled by the protein-fluorescent complex of the present invention. Did. Since typical imaging compositions label the outside of the cell, fluorescence may sometimes appear outside the cell. However, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of the present invention is capable of imaging cells with fluorescence while being decomposed in a cell-embedded state, and exhibits very high accuracy that does not exhibit fluorescence at all in the absence of cells. In addition, it was confirmed that all three cancer cells present in the image are accurately imaged by fluorescence.

한편, CD47 저해제(+inhibitor)를 처리한 암세포에서는 형광이 거의 나타나지 않음을 확인하였는 바, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 암세포의 CD47과 수용체-리간드 결합을 통해, 세포 내로 함입되고, 함입된 단백질-형광 복합체는 암세포 내에 존재하는 효소에 의해 분해되어 재발광함을 다시 한번 확인할 수 있었다.
On the other hand, it was confirmed that almost no fluorescence occurs in cancer cells treated with a CD47 inhibitor (+inhibitor). The protein-fluorescent complex of the present invention is incorporated into cells and incorporated into cells through receptor-ligand binding to CD47 of cancer cells. -It was confirmed that the fluorescence complex was degraded by an enzyme present in the cancer cells, and re-fluorescence was once again confirmed.

실험예 6. 종양동물모델에 CD47 저해제(CD47 blockin Ab) 투여 후 단백질-형광 복합체의 선택적 축적Experimental Example 6. Selective accumulation of protein-fluorescent complex after administration of CD47 blockin Ab to the tumor animal model

본 발명에서의 동물실험은 한국과학기술연구원(KIST)의 원칙에 따라 수행되었으며, 기관윤리회(institutional committees)로부터 승인을 받았다.Animal experiments in the present invention were performed according to the principles of the Korea Institute of Science and Technology (KIST), and were approved by institutional committees.

종양동물모델은 Nara Bio INC(경기도, Korea)으로 구입한 흉선 누드 마우스(6 주령, 20-25 g, 수컷)를 이용하여 수행하였다. 상기 수컷 누드마우스에 1 X 107 개의 HT-29 세포를 양쪽 허벅지에 접종(n=3)하거나 왼쪽 허벅지에 접종 후 종양동물모델을 제작하였고, 3-4 주 후 암의 크기가 80-100 ㎣ 일 때 실험을 실시하였다.
The tumor animal model was performed using thymic nude mice (6 weeks old, 20-25 g, male) purchased with Nara Bio INC (Gyeonggi-do, Korea). The male nude mice were inoculated with 1 X 10 7 HT-29 cells on both thighs (n=3) or after inoculation on the left thigh, a tumor animal model was produced, and after 3-4 weeks, the cancer size was 80-100 ㎣. When the experiment was carried out.

도 4a는 종양동물모델에 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 주입하고, 1시간, 3시간, 6시간 및 24시간이 경과된 후의 종양동물모델을 각각 촬영한 형광이미지이다. 이때, 왼쪽 암에는 CD47 저해제(CD47 blockin Ab)를 주입하였다. 저해제를 주입하고 30분 후에 단백질-형광 복합체를 정맥 주사로 투여하였다. 도 4b는 도 4a의 종양동물모델 중에서 실시예 6의 단백질-형광 복합체를 주입하고 24시간이 경과한 후의 종양동물모델의 양쪽의 암조직을 적출한 다음, IVIS Lumina Series III(PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 형광을 관찰한 사진이다. CD47 blocking Ab-는 CD47 억제제를 처리하지 않은 암 조직이고, CD47 blocking Ab+는 CD47 억제제를 처리한 암 조직이다.4A is a fluorescence image obtained by injecting the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and photographing tumor animal models after 1 hour, 3 hours, 6 hours, and 24 hours, respectively. At this time, the left arm was injected with a CD47 inhibitor (CD47 blockin Ab). The protein-fluorescent complex was administered intravenously 30 minutes after the inhibitor was injected. Figure 4b is a tumor animal model of Figure 4a, after injecting the protein-fluorescent complex of Example 6 and after 24 hours, the cancer tissues of both sides of the tumor animal model were extracted, followed by IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA). ). CD47 blocking Ab- is a cancer tissue not treated with a CD47 inhibitor, and CD47 blocking Ab+ is a cancer tissue treated with a CD47 inhibitor.

도 4a에 나타난 바와 같이 CD47 억제제를 주입한 왼쪽 암에서보다 주입하지 않은 오른쪽 암에서 형광이 나타남을 확인하였다. 또한, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 암세포가 아닌 일반세포에서는 전혀 형광을 나타내지 않음을 확인하였다. 이를 통해 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체가 CD47 수용체에 의해 세포 내로 들어가 형광이 발현된다는 것을 세포 실험 뿐만 아니라 동물 실험에서도 확인하였다. 본 발명에 따른 단백질-형광 복합체는 최대 6시간 까지 암세포를 이미지화할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Figure 4a, it was confirmed that fluorescence appeared in the right arm without injection than in the left arm injected with CD47 inhibitor. In addition, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of the present invention does not exhibit any fluorescence in normal cells other than cancer cells. This confirmed that the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 entered the cell by the CD47 receptor and expressed fluorescence in cell experiments as well as in animal experiments. It can be seen that the protein-fluorescent complex according to the present invention can image cancer cells for up to 6 hours.

또한 도 4a, 4b를 살펴보면, CD47 억제제의 방해없이(CD47 blocking -) 실시예 6의 단백질-형광 복합체를 처리한 경우, 암세포의 크기가 시간에 따라 줄어들고 있다. 게다가 24시간이 경과한 후, 양쪽의 암 조직크기를 비교하였을 때에도 CD47 억제제의 방해없이(CD47 blocking -) 본 발명의 단백질-형광 복합체(실시예 6)가 제대로 기능한 암 조직이 더 크기가 작음을 확인하였다. 즉, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 항암 효과도 지니고 있음을 알 수 있다.4A and 4B, when the protein-fluorescent complex of Example 6 was treated without the CD47 inhibitor (CD47 blocking -), the size of the cancer cells was reduced with time. Moreover, after 24 hours, even when the cancer tissue sizes of both sides were compared, the cancer tissues in which the protein-fluorescent complex (Example 6) of the present invention functioned properly were smaller, without interference from the CD47 inhibitor (CD47 blocking -). Was confirmed. That is, it can be seen that the protein-fluorescent complex of the present invention also has an anti-cancer effect.

종합하면, 본 발명의 단백질-형광 복합체는 정확한 암세포의 위치를 분명하게 영상화할 수 있으므로, 본 발명의 단백질-형광 복합체를 통해 암을 영상화하고 진단할 수 있음을 확인하였다. 또한 본 발명의 단백질-형광 복합체는 생체 외, 내에서 정확하게 암 세포만을 표적한다는 것을 확인한 바, 이를 약물 전달체로 활용할 경우 높은 항암 효과를 달성할 수 있음을 알 수 있다. 게다가 본 발명의 단백질-형광 복합체는 그 자체적으로 항암효과를 가지고 있음을 알 수 있다.
Taken together, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of the present invention can clearly image the exact location of cancer cells, so that the protein-fluorescent complex of the present invention can be used to image and diagnose cancer. In addition, it was confirmed that the protein-fluorescent complex of the present invention targets only cancer cells accurately in vitro and in vivo, and it can be seen that a high anticancer effect can be achieved when it is used as a drug delivery system. Moreover, it can be seen that the protein-fluorescent complex of the present invention has an anti-cancer effect by itself.

종양동물모델에 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 주입하고, 24시간이 경과된 후의 종양동물모델을 준비하였다. 이때, 왼쪽 암에는 CD47 저해제(CD47 blockin Ab +)를 주입하였다. 저해제를 주입하고 30분 후에 단백질-형광 복합체를 정맥 주사로 투여하였다. 상기 준비된 종양동물모델의 양쪽 암 조직을 추출하였다. 추출한 암 조직을 절편화(10 ㎛)하고, 상기 절편 슬라이드(10 ㎛)를 DPBS로 3 회 세척하고 실온에서 15 분동안 DAPI 처리한 후, 커버 글래스(cover glass)에 놓은 다음, 공초점 레이저 현미경으로 관찰하여 도 4c에 나타내었다. 도 4c는 도 4b의 양쪽 암 조직을 각각 공초점 현미경(confocal microscopy)으로 촬영한 것이다. 이때 푸른색은 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)로 핵 염색을 나타내며, 적색은 Cy5.5(Cyanine5.5)를 나타낸다.The protein-fluorescent complex prepared from Example 6 was injected into the tumor animal model, and a tumor animal model after 24 hours was prepared. At this time, a CD47 inhibitor (CD47 blockin Ab +) was injected into the left arm. The protein-fluorescent complex was administered intravenously 30 minutes after the inhibitor was injected. Both cancer tissues of the prepared tumor animal model were extracted. The extracted cancer tissue is sectioned (10 μm), the section slide (10 μm) is washed 3 times with DPBS, DAPI treated for 15 minutes at room temperature, placed on cover glass, and then confocal laser microscope. It was observed in Figure 4c. Figure 4c is a photograph of both cancer tissues of Figure 4b by confocal microscopy (confocal microscopy). The blue color represents nuclear staining with DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole), and the red color represents Cy5.5 (Cyanine5.5).

도 4c에 나타난 바와 같이, CD47 저해제를 처리하지 않은 왼쪽 암 조직의 세포 내에 형광이 발현되고 있음을 확인하였다. 즉 본 발명의 단백질-형광 복합체를 정맥으로 투여하였을 때 암 조직만을 영상화 한 것은, 상기 단백질-형광 복합체가 암 세포의 CD47과 반응하여 암 세포 내로 특이적으로 함입되고, 세포 내 존재하는 효소에 의해 분해되어 소광상태가 해지됨으로써, 형광이 나타나기 때문이다. 즉 단백질-형광 복합체(실시예 6)에 의해 생체 내, 외에서 암 세포만을 정확하게 표적하고, 영상화할 수 있음을 확인할 수 있다.
As shown in Figure 4c, it was confirmed that the fluorescence is expressed in the cells of the left cancer tissue without CD47 inhibitor treatment. That is, when the protein-fluorescent complex of the present invention is administered intravenously, imaging only cancerous tissues, the protein-fluorescent complex is specifically incorporated into cancer cells in response to CD47 of cancer cells, and the enzyme is present in the cells. This is because fluorescence appears as it decomposes and the quenching state is canceled. That is, it can be confirmed that only the cancer cells can be accurately targeted and imaged in vivo and externally by the protein-fluorescent complex (Example 6).

실험예 7. 종양동물모델에 단백질-형광 복합체의 정맥 주입을 통한 암 세포의 이미징Experimental Example 7. Imaging of cancer cells through intravenous injection of protein-fluorescent complex into tumor animal model

종양동물모델의 왼쪽 허벅지에 1 x 107 개의 HT-29 세포를 직접 주사하였다(n=3, 각 군). 약 3~4주 후 암 크기가 약 100 ㎣에 도달하면 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체을 각각 정맥 주사하여, 1시간, 3시간, 6시간, 24시간 후 형광 변화를 관찰하였다. 이 때 인산염 완충액 및 리소좀 프로브는 대조군으로 각각 100 ㎕를 종양동물모델에 꼬리정맥에 주사하였다.1 x 10 7 HT-29 cells were injected directly into the left thigh of the tumor animal model (n=3, each group). After about 3-4 weeks, when the cancer size reaches about 100 mm 2, phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 are intravenously injected for 1 hour and 3 hours, respectively. , 6 hours, 24 hours after fluorescence change was observed. At this time, 100 μl of phosphate buffer and lysosomal probe were each injected into the tail vein into a tumor animal model.

도 4d는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고, 시간에 따라 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다.4D is an intravenous injection of a phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and changes in fluorescence over time with IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).

도 4e는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고, 24시간이 경과한 후, 모든 장기(간, 폐, 쓸개, 신장, 심장, 암)를 적출하고, 이의 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다. Figure 4e is an intravenous injection of a phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and after 24 hours, all organs (liver, lung , Gallbladder, kidney, heart, and cancer), and the fluorescence changes are imaged with IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).

도 4f는 종양동물모델에 인산염완충액(PBS), 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체를 정맥 주사하고 24시간 후 암 조직을 적출하고, 이의 형광 변화를 IVIS Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA)로 촬영한 이미지이다.Figure 4f is an intravenous injection of a phosphate buffer (PBS), a lysosomal probe prepared from Example 3, and a protein-fluorescent complex prepared from Example 6 into a tumor animal model, and after 24 hours, cancer tissues are extracted and its fluorescence change is IVIS. Image taken with Lumina Series III (PerkinElmer, Massachusetts, USA).

도 4d, e, f에 나타난 바와 같이, 실시예 3으로부터 제조된 리소좀 프로브(probe)는 시간이 경과함에 따라 빠르게 체내에서 배출되어 암 조직에 축적되는 것이 거의 없었다. 게다가 암 조직을 이미징하지 못하고 동물모델 체내에 전체적으로 퍼져있음을 확인하였다. 이에 반해 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체는 단백질로 인해 전달 효과와 축적능이 향상됨에 따라 24시간 후에도 암 조직 내에 형광이 축적되어, 암 조직의 위치를 정확히 이미징할 수 있음을 확인하였다.As shown in Figure 4d, e, f, the lysosomal probe prepared from Example 3 was rapidly discharged from the body over time and hardly accumulated in cancer tissue. In addition, it was confirmed that cancer tissues could not be imaged and spread throughout the animal model body. On the other hand, the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 confirmed that the fluorescence accumulated in the cancer tissue even after 24 hours as the delivery effect and accumulation ability were improved due to the protein, so that it was possible to accurately image the position of the cancer tissue.

또한, 투여한지 24시간이 지난 후, 적출한 동물모델의 장기에서, 실시예 6으로부터 제조된 단백질-형광 복합체의 형광이 더욱 강하게 발하고 있음을 확인하였다.
In addition, after 24 hours of administration, it was confirmed that the fluorescence of the protein-fluorescent complex prepared from Example 6 was more intense in the organs of the extracted animal model.

상술한 결과를 통해서 본 발명의 단백질-형광복합체 형태로 주입할 경우 암 조직 내 CD47 수용체로 들어감에 따라 전달능력 및 암 조직 내에서 축적이 활성화 되었으며, 세포 내에서만 형광을 발현하기 때문에 형광체가 세포 내에서 발생할 수 있는 불확실성 제거할 뿐만 아니라 형광의 민감도를 증가시켰다. 이 외에도 단백질-형광 복합체 스스로 대식세포의 식작용을 증대시켜 스스로 항암작용을 할 뿐만 아니라 형광을 내는 즉, 진단 및 치료를 동시에 할 수 있는 물질로서 활용할 수 있다. 또한 향후 이 물질에 다른 약물을 결합하여 항암효과를 증대할 수 있는 전달체로서 활용가능성이 높다.Through the above-described results, when injected into the protein-fluorescent complex form of the present invention, as it enters the CD47 receptor in the cancerous tissue, the delivery ability and accumulation in the cancerous tissue are activated, and since the fluorescent substance is expressed only in the cell, the phosphor is intracellular. In addition to removing the uncertainty that may occur in, the sensitivity of the fluorescence is increased. In addition to this, the protein-fluorescent complex itself can be used as a substance capable of simultaneously enhancing the phagocytosis of macrophages and acting as an anti-cancer agent itself, fluorescing, that is, diagnosing and treating simultaneously. In addition, it is highly likely to be used as a carrier that can increase the anticancer effect by combining other drugs with this substance in the future.

<110> KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY <120> anti-tumor Protien conjugated with lysosomal protease activatable probe for specific tumor cell imgaing and composition for imgae comprising the same <130> HPC7963 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 1 Gly Phe Leu Gly Gly Gly Lys Gly 1 5 <210> 2 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 2 Gly Phe Leu Gly Gly Gly Arg Gly 1 5 <210> 3 <211> 118 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: SIRPa recombinant protein <400> 3 Glu Glu Glu Leu Gln Ile Ile Gln Pro Asp Lys Ser Val Leu Val Ala 1 5 10 15 Ala Gly Glu Thr Ala Thr Leu Arg Cys Thr Ile Thr Ser Leu Phe Pro 20 25 30 Val Gly Pro Ile Gln Trp Phe Arg Gly Ala Gly Pro Gly Arg Val Leu 35 40 45 Ile Tyr Asn Gln Arg Gln Gly Pro Phe Pro Arg Val Thr Thr Val Ser 50 55 60 Asp Thr Thr Lys Arg Asn Asn Met Asp Phe Ser Ile Arg Ile Gly Asn 65 70 75 80 Ile Thr Pro Ala Asp Ala Gly Thr Tyr Tyr Cys Ile Lys Phe Arg Lys 85 90 95 Gly Ser Pro Asp Asp Val Glu Phe Lys Ser Gly Ala Gly Thr Glu Leu 100 105 110 Ser Val Arg Ala Lys Pro 115 <210> 4 <211> 405 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SIRPa polynucleotide <400> 4 catatggaag aggagctgca gatcatccag cctgacaagt ccgtgctggt cgctgctggt 60 gaaactgcca ctctgcgttg tacgattacc agcctgttcc cggtgggtcc aatccagtgg 120 ttccgtggtg ctggtccggg tcgtgttctg atctacaacc agcgtcaagg tccgttcccg 180 cgtgtaacta ccgttagcga taccacgaag cgtaacaaca tggacttttc catccgcatt 240 ggcaatatta ccccggccga cgcgggcacc tactattgca tcaaatttcg caaaggctcc 300 ccggatgatg tagaatttaa atctggcgca ggcaccgaac tgtctgttcg cgcaaaaccg 360 gtcgacggtg ggtttctggg tgggggagga tgcggttgaa agctt 405 <110> KOREA INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY <120> anti-tumor Protien conjugated with lysosomal protease activatable probe for specific tumor cell imgaing and composition for imgae comprising the same <130> HPC7963 <160> 4 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 1 Gly Phe Leu Gly Gly Gly Lys Gly 1 5 <210> 2 <211> 8 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: Synthetic polypeptide <400> 2 Gly Phe Leu Gly Gly Gly Arg Gly 1 5 <210> 3 <211> 118 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Description of Artificial Sequence: SIRPa recombinant protein <400> 3 Glu Glu Glu Leu Gln Ile Ile Gln Pro Asp Lys Ser Val Leu Val Ala 1 5 10 15 Ala Gly Glu Thr Ala Thr Leu Arg Cys Thr Ile Thr Ser Leu Phe Pro 20 25 30 Val Gly Pro Ile Gln Trp Phe Arg Gly Ala Gly Pro Gly Arg Val Leu 35 40 45 Ile Tyr Asn Gln Arg Gln Gly Pro Phe Pro Arg Val Thr Thr Val Ser 50 55 60 Asp Thr Thr Lys Arg Asn Asn Met Asp Phe Ser Ile Arg Ile Gly Asn 65 70 75 80 Ile Thr Pro Ala Asp Ala Gly Thr Tyr Tyr Cys Ile Lys Phe Arg Lys 85 90 95 Gly Ser Pro Asp Asp Val Glu Phe Lys Ser Gly Ala Gly Thr Glu Leu 100 105 110 Ser Val Arg Ala Lys Pro 115 <210> 4 <211> 405 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> SIRPa polynucleotide <400> 4 catatggaag aggagctgca gatcatccag cctgacaagt ccgtgctggt cgctgctggt 60 gaaactgcca ctctgcgttg tacgattacc agcctgttcc cggtgggtcc aatccagtgg 120 ttccgtggtg ctggtccggg tcgtgttctg atctacaacc agcgtcaagg tccgttcccg 180 cgtgtaacta ccgttagcga taccacgaag cgtaacaaca tggacttttc catccgcatt 240 ggcaatatta ccccggccga cgcgggcacc tactattgca tcaaatttcg caaaggctcc 300 ccggatgatg tagaatttaa atctggcgca ggcaccgaac tgtctgttcg cgcaaaaccg 360 gtcgacggtg ggtttctggg tgggggagga tgcggttgaa agctt 405

Claims (15)

서열번호 1 또는 2로 표시되는 아미노산 서열로 구성된 폴리펩티드(a)를 중심으로, 상기 폴리펩티드 양 말단에 형광체(b)와 소광체(c)가 접합되어 있고, 상기 폴리펩티드(a)의 COO- 기에 서열번호 3으로 표시되는 SIRPα 단백질(d)이 결합되어 있으며, 상기 폴리펩티드(a)의 N-말단에 상기 형광체(b)가 결합되고, 상기 폴리펩티드(a)의 라이신 또는 아르기닌 아미노산 잔기의 입실론 아민기에 소광체(c)가 결합되어 있는 단백질-형광 복합체.Focusing on the polypeptide (a) consisting of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2, the fluorescent substance (b) and the quencher (c) are conjugated to both ends of the polypeptide, and the sequence is in the COO-group of the polypeptide (a). SIRPα protein (d) represented by the number 3 is bound, the phosphor (b) is bound to the N-terminus of the polypeptide (a), and is bound to the epsilon amine group of the lysine or arginine amino acid residue of the polypeptide (a). Protein-fluorescent complex to which the ore body (c) is bound. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단백질-형광 복합체는 암 세포 내에서 형광을 나타내는 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
According to claim 1,
The protein-fluorescent complex is a protein-fluorescent complex characterized in that it exhibits fluorescence in cancer cells.
제1항에 있어서,
상기 단백질-형광 복합체의 분자량은 18kDa 내지 21kDa인 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
According to claim 1,
The protein-fluorescence complex has a molecular weight of 18 kDa to 21 kDa, characterized in that the protein-fluorescence complex.
제1항에 있어서,
상기 형광체(b)는 플루오레세인(fluorescein), FITC(fluorescein isothiocyanate), 오레곤 그린(Oregon green), 텍사스 레드(Texas red), Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7, 인도카르보사이아닌(indocarbocyanine), 로다민(rhodamine), 옥사카르보사이아닌(oxacarbocyanine), 티아카르보사이아닌(thiacarbocyanine), 메로사이아닌(merocyanine), 피리딜록사졸(pyrodyloxazole), 니트로벤족사디아졸(nitrobenzoxadiazole), 벤족사디아졸(benzoxadiazol), 나일 레드(Nile red), 나일 오렌지(Nile orange), 아크리딘 옐로우(acridine yellow), 오마린(aumarine), 크리스탈 바이올렌(crystal violet), 및 말라카이트 그린(malachite green)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
According to claim 1,
The fluorescent substance (b) is fluorescein, fluorescein isothiocyanate (FITC), Oregon green, Texas red, Cy2, Cy3, Cy3B, Cy3.5, Cy5, Cy5.5, Cy7 , Indocarbocyanine, rhodamine, oxacarbocyanine, thiacarbocyanine, merocyanine, pyridyloxazole, nitrobenzoxadiazole (nitrobenzoxadiazole), benzoxadiazol, Nile red, Nile orange, acridine yellow, aumarine, crystal violet, and Protein-fluorescent complex, characterized in that any one selected from the group consisting of malachite green (malachite green).
제1항에 있어서,
상기 소광체(c)는 TAMRA(6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1(black hole quencher 1), BHQ2(black hole quencher 2), BHQ3(black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), 답실(dabcyl), Eclipse, DDQ(Deep Dark Quencher), 블랙베리 퀸처(Blackberry Quencher), 아이오와 블랙(Iowa black)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
According to claim 1,
The quencher (c) is TAMRA (6-carboxytetramethyl-rhodamine), BHQ1 (black hole quencher 1), BHQ2 (black hole quencher 2), BHQ3 (black hole quencher 3), NFQ (nonfluorescent quencher), dabbyl (dabcyl) , Eclipse, Deep Dark Quencher (DDQ), Blackberry Quencher, Iowa black (Iowa black) protein-fluorescent complex, characterized in that at least one selected from the group consisting of.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 단백질-형광 복합체는 암 세포에서 과발현하는 CD47에 특이적으로 결합하여, 암 세포 내로 함입되며, 함입 후 암 세포내에 존재하는 리소좀 효소에 의해 분해되어 형광을 복원하는 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
According to claim 1,
The protein-fluorescent complex specifically binds to CD47 that is overexpressed in cancer cells, is incorporated into cancer cells, and is decomposed by lysosomal enzymes present in cancer cells after incorporation, thereby restoring fluorescence. .
제1항에 있어서,
상기 단백질-형광 복합체는 하기 구조식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는 단백질-형광 복합체.
[구조식 1]
Figure 112018074104076-pat00005
According to claim 1,
The protein-fluorescent complex is a protein-fluorescent complex characterized in that represented by the following structural formula 1.
[Structural Formula 1]
Figure 112018074104076-pat00005
제1항에 따른 단백질-형광복합체를 포함하는 암의 진단 또는 영상화용 조성물.A composition for the diagnosis or imaging of cancer comprising the protein-fluorescent complex according to claim 1. 제10항에 있어서,
상기 암은 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 및 섬유육종암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 암의 진단 또는 영상화용 조성물.
The method of claim 10,
The cancer is breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gallbladder cancer, Endocrine cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, kidney cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) system) A composition for the diagnosis or imaging of cancer, characterized in that at least one selected from the group consisting of tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma and fibrosarcoma cancer.
제1항에 따른 단백질-형광복합체를 유효성분으로 하는 암 예방 또는 치료용 조성물.A composition for preventing or treating cancer using the protein-fluorescent complex according to claim 1 as an active ingredient. 제12항에 있어서,
상기 암은 유방암, 난소암, 위암, 결장암, 폐암, 대장암, 골암, 췌장암, 피부암, 자궁암, 소장암, 직장암, 항나팔관암종, 자궁경부암종, 질암종, 식도암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 및 섬유육종암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 조성물.
The method of claim 12,
The cancer is breast cancer, ovarian cancer, stomach cancer, colon cancer, lung cancer, colon cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, uterine cancer, small intestine cancer, rectal cancer, anti-falloptic carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, esophageal cancer, lymph node cancer, bladder cancer, gallbladder cancer, Endocrine cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer, adrenal cancer, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocytic lymphoma, bladder cancer, kidney or urinary tract cancer, kidney cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, central nervous system (CNS) system) A composition for preventing or treating cancer, characterized in that it is at least one selected from the group consisting of tumor, primary CNS lymphoma, spinal cord tumor, brainstem glioma, pituitary adenoma and fibrosarcoma cancer.
제12항에 있어서,
상기 암 예방 또는 치료용 조성물은 항암제를 더 포함하고, 상기 항암제는 독소루비신(doxorubicin), 사이클로포스파아마이드(cyclophosphamide), 메클로레타민(mecholrethamine), 우라무스틴(uramustine), 멜파란(melphalan), 클로라부실(chlorambucil), 이포스파미드(ifosfamide), 벤다무스틴(bendamustine), 카르무스틴(carmustine), 로무스틴(lomustine), 스트렙토조신(streptozocin), 부설판(busulfan), 다카바진(dacarbazine), 테모졸로마이드(temozolomide), 티오테파(thiotepa), 알트레타민(altretamine), 듀오카르마이신(duocarmycin), 시스플라틴(cisplatin), 카르보플라틴(carboplatin), 네다플라틴(nedaplatin), 옥사리플라틴(oxaliplatin), 사트라플라틴(satraplatin), 트리플라틴 테트라나이트레이트(triplatin tetranitrate), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 6-머캅토퓨린(6-mercaptopurine), 카페시타빈(capecitabine), 클라드리빈(cladribine), 클로파라빈(clofarabine), 시스타르빈(cystarbine), 플록스유리딘(floxuridine), 플루다라빈(fludarabine), 겜시타빈(gemcitabine), 하이드록시우레아(hydroxyurea), 메토트렉세이트(methotrexate), 페메트렉세드(pemetrexed), 펜토스타틴(pentostatin), 티오구아닌(thioguanine), 캠토테신(camptothecin), 토포테칸(topotecan), 이리노테칸(irinotecan), 에토포사이드(etoposide), 테니포시드(teniposide), 미토산트론(mitoxantrone), 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 이자베필론(izabepilone), 빈블라스틴(vinblastine), 빈크리스틴(vincristine), 빈데신(vindesine), 비노렐빈(vinorelbine), 에스트라머스틴(estramustine), 메이탄신(maytansine), DM1 (mertansine, 메르탄신), DM4, 돌라스타틴(dolastatin), 아우리스타틴 E(auristatin E), 아우리스타틴 F(auristatin F), 모노메틸 아우리스타틴 E(monomethyl auristatin E), 모노메틸 아우리스타틴 F(monomethyl auristatin F) 및 이들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 조성물.
The method of claim 12,
The composition for preventing or treating cancer further includes an anti-cancer agent, and the anti-cancer agent is doxorubicin, cyclophosphamide, mecholrethamine, uramustine, melphalan , Chlorambucil, ifosfamide, bendamustine, carmustine, lomustine, streptozocin, busulfan, dacarbazine ( dacarbazine, temozolomide, thiotepa, altretamine, duocarmycin, cisplatin, carboplatin, nedaplatin, oxa Oxaliplatin, satraplatin, triplatin tetranitrate, 5-fluorouracil, 6-mercaptopurine, capecitabine ), cladribine, clofarabine, cystarbine, floxuridine, fludarabine, gemcitabine, hydroxyurea, Methotrexate, pemetrexed, pentostatin, thioguanine, camptothecin, topotecan, irinotecan, etoposide, etoposide (teniposide), mitosantrone, paclitaxel, docetaxel, izabepilone, vinble Vinblastine, vincristine, vindesine, vinorelbine, estramustine, maytansine, DM1 (mertansine, mertansine), DM4, dolastatin ( Dolastatin), auristatin E, auristatin F, monomethyl auristatin E, monomethyl auristatin F and derivatives thereof Cancer prevention or treatment composition, characterized in that at least one selected from the group.
1) 제1항에 따른 단백질-형광 복합체를 개체에 투여하는 단계; 및
2) 상기 개체로부터 상기 단백질-형광 복합체에 의한 이미지를 수득하는 단계;를 포함하는 상기 개체의 암의 진단에 필요한 정보를 제공하는 방법.
1) administering the protein-fluorescent complex according to claim 1 to an individual; And
2) obtaining an image by the protein-fluorescent complex from the subject; a method of providing information necessary for the diagnosis of cancer of the subject.
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