KR102150415B1 - 암 표적용 화합물 및 이의 용도 - Google Patents

암 표적용 화합물 및 이의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR102150415B1
KR102150415B1 KR1020180156864A KR20180156864A KR102150415B1 KR 102150415 B1 KR102150415 B1 KR 102150415B1 KR 1020180156864 A KR1020180156864 A KR 1020180156864A KR 20180156864 A KR20180156864 A KR 20180156864A KR 102150415 B1 KR102150415 B1 KR 102150415B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cancer
compound
targeting
labeled
tumor
Prior art date
Application number
KR1020180156864A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200069613A (ko
Inventor
김대응
Original Assignee
원광대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 원광대학교 산학협력단 filed Critical 원광대학교 산학협력단
Priority to KR1020180156864A priority Critical patent/KR102150415B1/ko
Publication of KR20200069613A publication Critical patent/KR20200069613A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102150415B1 publication Critical patent/KR102150415B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/005—Fluorescence in vivo characterised by the carrier molecule carrying the fluorescent agent
    • A61K49/0052—Small organic molecules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K49/00—Preparations for testing in vivo
    • A61K49/001—Preparation for luminescence or biological staining
    • A61K49/0013—Luminescence
    • A61K49/0017—Fluorescence in vivo
    • A61K49/005—Fluorescence in vivo characterised by the carrier molecule carrying the fluorescent agent
    • A61K49/0056—Peptides, proteins, polyamino acids
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/02—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by the carrier, i.e. characterised by the agent or material covalently linked or complexing the radioactive nucleus
    • A61K51/04—Organic compounds
    • A61K51/08—Peptides, e.g. proteins, carriers being peptides, polyamino acids, proteins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K51/00—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo
    • A61K51/12—Preparations containing radioactive substances for use in therapy or testing in vivo characterised by a special physical form, e.g. emulsion, microcapsules, liposomes, characterized by a special physical form, e.g. emulsions, dispersions, microcapsules
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/582—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances with fluorescent label
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48—Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/58—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances
    • G01N33/60—Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing involving labelled substances involving radioactive labelled substances
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K2123/00—Preparations for testing in vivo

Abstract

본 발명은 암 표적용 화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제, 암 진단용 조성물 및 암 모니터링을 위한 정보제공방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 암 표적용 화합물을 생체 내 기관 또는 조직에 처리할 경우 암 조직에 작용하여 방사선 영상 및 형광 영상을 동시에 취득할 수 있고, 이는 각각 암 진단 및 병기 설정과 수술 가이드용 영상으로 제공될 수 있는바, 분자 이미징 기법을 적용한 암 진단 및 치료에 활용될 수 있다.

Description

암 표적용 화합물 및 이의 용도{Targeting compound of cancer and use thereof}
본 발명은 암 표적용 화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제, 암 진단용 조성물 및 암 모니터링을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.
이중 방식 조영제를 이용한 이미징은 둘 이상의 이미징 방법을 조합한 것으로, 종래 이미징 기법의 한계를 극복하기 위한 것이다. 이와 같은 한계를 극복하기 위하여, 방사성 핵종 및 근적외선 형광 염료를 결합한 조영제를 이용한 이미징 방법이 유용하게 이용될 수 있다. 핵종을 이용한 이미징(nuclear imaging)은 감도 및 조직 침투력이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 핵종을 이용한 이미징은 획득 시간이 길고, 공간 분해능이 낮다는 한계가 있다. 다른 이미징 방법인 광학 이미징은 실시간 및 고해상도 이미지를 제공할 수 있다는 장점이 있으나, 조직 침투력이 낮다는 단점이 있다. 따라서 둘 이상의 이미징 방법을 조합한 이중 방식 이미징은 종래 이미징 방법보다 많은 이점이 있다.
한편, 엽산(folate)은 암세포와 정상세포가 분열 성장하는데 필수적인 영양소이고, 엽산수용체를 통해 세포 내로 흡수되어 대사된다. 엽산수용체는 여러 종류의 암세포(신장암, 난소암, 뇌하수체종양, 대장암 등)에서 과발현되므로 진단과 치료에 이용될 수 있는 매력적인 분자 표적이다.
미국 특허공개공보 US 2014/0271482 (2014.09.18)
Kim, Myoung Hyoun, et al. "A novel Tc?99 m and fluorescence labeled peptide as a multimodal imaging agent for targeting angiogenesis in a murine tumor model." Contrast media & molecular imaging 11.6 (2016): 527-534.
이에 본 발명자들은 전술한 바와 같은 종래 이미징 기법의 한계를 극복하기 위하여, 방사성 동위원소 및 형광물질로 표지된 암 표적용 화합물을 개발함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 암을 특이적으로 검출할 수 있는 암 표적용 화합물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제, 암 진단용 조성물 및 암 표적용 화합물을 이용한 암 모니터링 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형광물질, 방사성 동위원소와 결합하며 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및 엽산(folate)을 포함하는 암 표적용 화합물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제를 제공한다.
또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법을 제공한다.
본 발명에 따른 암 표적용 화합물을 생체 내 기관 또는 조직에 처리할 경우 암 조직에 흡수되므로, 방사선 영상 및 형광 영상을 동시에 취득할 수 있으며, 취득된 영상은 암 진단 및 병기 설정과 수술 가이드용 영상으로 제공될 수 있는바, 분자 이미징 기법을 적용한 암 진단 및 치료에 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 암 표적용 화합물의 화학 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 암세포 친화도 분석 결과를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포 흡수를 분석한 결과를 나타내는 도이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용한 생체 내 감마 카메라 이미징 결과 및 이를 그래프화한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 광학 이미징 결과를 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양을 면역 조직 화학 염색 결과를 나타내는 도이다.
도 8 및 9는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용하여 종양 제거 수술을 실시한 결과를 나타내는 도이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 양태에 따르면, 본 발명은 형광물질, 방사성 동위원소와 결합하며, 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및 엽산(folate)를 포함하는 암 표적용 화합물을 제공한다.
본 발명에 있어서, “암(cancer)”은 악성 종양으로서 과잉성장에 의해 비정상적으로 자라난 덩어리를 의미한다. 상기 암의 예로서 전립선암, 방광암, 유방암, 자궁경부암, 대장결장암, 아교모세포종, 두경부암, 신장암, 간암, 폐암, 신경아교종, 난소암, 췌장암, 위암, 갑상선암 및 자궁암 등이 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 상기 암은 엽산 수용체를 발현하는 암인 것이 바람직하며, 그 예로는 폐암, 유방암, 전립선암, 결장직장암, 뇌암, 난소암, 자궁경부암, 자궁내막암, 자궁내막선암종, 비인두암, 뇌하수체암 및 갑상선 수질암으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, “엽산 수용체”는 엽산과 결합하여 엽산 유도체를 감소시키는 기능을 하며, 엽산 또는 엽산 유도체와 결합한 후 세포 내로 엽산을 전달하는 것을 매개하는 수용체이다. 상기 엽산 수용체는 정상 조직에서는 제한적으로 발현될 수 있으나, 종양에서는 과발현되므로, 종양 조직에 약물을 선택적으로 전달하기 위한 표적으로 이용된다.
본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 엽산을 포함하고 있는바, 종양 조직에서 과발현된 엽산 수용체와 결합한다. 종양 조직의 엽산 수용체와 결합된 암 표적용 화합물을 통해 방사선 영상 및 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다.
본 발명에 있어서, “형광물질”은 특정 파장의 빛에 반응하여 발색되는 물질로서 그 종류를 제한하지 않는다. 형광물질로는 여기 상태(exited state)에서 발광하는 분자, 금속이온, 착화합물, 유기염료, 도체, 반도체, 부도체, 양자점 등이 있다.
상기 형광물질의 예로서, EGFP(enhanced green fluorescent protein), ECFP(enhanced cyan fluorescent protein), EBFP(enhanced blue fluorescent protein), EYFP(enhanced yellow fluorescent protein) 및 RFP(red fluorescent protein) 등의 형광단백질이 있다.
또한, 상기 형광물질의 예로서, 파이렌(Pyrene) 또는 이의 유도체, 시아닌(Cyanine, Cy) 시리즈, 알렉사플루오르(Alexa Fluor) 시리즈, 보디피(BODIPY) 시리즈, DY 시리즈, 로다민 (rhodamine) 또는 이의 유도체, 플루오레신(Fluorescein) 또는 이의 유도체, 쿠마린 (coumarin) 또는 이의 유도체, 아크리딘 호모다이머(Acridine homodimer) 또는 이의 유도체, 아크리딘 오렌지(Acridine Orange) 또는 이의 유도체, 7-아미노액티노마이신 D(7-aminoactinomycin D, 7-AAD) 또는 이의 유도체, 액티노마이신 D(Actinomycin D) 또는 이의 유도체, 에이씨엠에이(ACMA, 9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine) 또는 이의 유도체, 디에이피아이(DAPI) 또는 이의 유도체, 디하이드로에티듐(Dihydroethidium) 또는 이의 유도체, 에티듐 브로마이드(Ethidium bromide) 또는 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-1(EthD-1) 또는 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-2(EthD-2) 또는 이의 유도체, 에티듐 모노아자이드(Ethidium monoazide) 또는 이의 유도체, 헥시디움 아이오다이드(Hexidium iodide) 또는 이의 유도체, 비스벤지마이드(bisbenzimide, Hoechst 33258) 또는 이의 유도체, 호에크스트 33342(Hoechst 33342) 또는 이의 유도체, 호에크스트 34580(Hoechst 34580) 또는 이의 유도체, 하이드로옥시스티바미딘(hydroxystilbamidine) 또는 이의 유도체, 엘디에스 751(LDS 751) 또는 이의 유도체, 프로피디움 아이오다이드(Propidium Iodide, PI) 또는 이의 유도체, 칼세인(Calcein) 또는 이의 유도체, 오레건 그린(Oregon Green) 또는 이의 유도체, 마그네슘 그린(Magnesium Green) 또는 이의 유도체, 칼슘 그린(Calcium Green) 또는 이의 유도체, JOE 또는 이의 유도체, 테트라메틸로다민(Tetramethylrhodamine) 또는 이의 유도체, TRITC 또는 이의 유도체, 탐라 (N,N,N',N'-tetrametyl-6-carboxyrhodamine , TAMRA) 또는 이의 유도체, 피로닌 Y(Pyronin Y) 또는 이의 유도체, 리싸민(Lissamine) 또는 이의 유도체, 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine) 또는 이의 유도체, 칼슘크림선(Calcium Crimson) 또는 이의 유도체, 텍사스 레드(Texas Red) 또는 이의 유도체, 나일 레드(Nile Red) 또는 이의 유도체, 티아디카복시아닌(Thiadicarbocyanine) 또는 이의 유도체, 단실아마이드(dansylamide) 또는 이의 유도체, 캐스캐이드 블루(cascade blue), DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)일 수 있다.
상기 형광물질로서 양자점이 사용될 수 있는데, 양자점은 나노크기의 Ⅱ-Ⅳ 또는 Ⅲ-Ⅴ 반도체입자가 중심을 이루고 있는 입자로, 약 2∼10nm 크기의 중심(core)과 주로 ZnS 등으로 이루어진 껍질(shell)로 구성되며, 동일한 물질이라 하더라도 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라져 다양한 파장대의 형광을 얻을 수 있다. 상기 양자점을 이루는 Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물은 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택될 수 있고, 단일 코어(core) 또는 코어(core)/쉘(shell) 형태일 수 있다.
본 발명의 구체예에서는 상기 형광물질로서 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine)를 이용하였다.
본 발명에 있어서, “방사성 동위원소”는 원자핵이 불안정하여 방사선을 방출하며 안정된 원자핵으로 전환하는 동위원소로서 그 종류를 제한하지 않는다. 상기 방사성 동위원소의 예로서, 테크테늄-99m(Technetium-99m, Tc-99m), 갈륨-67, 갈륨-68, 구리-64, 구리-67, 금-198, 납-210, 니켈-63, 디스프로슘-165, 레늄-186, 레늄-188, 루비듐-82, 루테늄-177, 망가니즈-177, 몰리브데넘-99, 플루오린-18, 비스무트-213, 사마륨-153, 산소-15, 세슘-137, 셀레늄-75, 소듐-24, 스트론튬-85, 스트론튬-89, 스트론튬-90, 아메리슘-241, 아연-65, 어븀-169, 염소-36, 아이오딘-123, 아이오딘-124, 아이오딘-125, 아이오딘-129, 아이오딘-131, 우라늄-234, 우라늄-235, 은-110m, 이리듐-192, 이터븀-169, 이터븀-177, 이트륨-90, 인-32, 인-33, 인듐-111, 저마늄-68, 제논-133, 질소-13, 철-55, 카드뮴-109, 칼슘-47, 캘리포늄-252, 코발트-57, 코발트-60, 쿼륨-244,크로뮴-51, 크립톤-81, 크립톤-85, 탄소-11, 탄소-14, 탈륨-201, 탈륨-204, 토리아 텅스텐, 토륨-229, 토륨-230, 트리튬, 팔라듐-103, 포타슘-42, 폴로늄-210, 프로메튬-147, 플루토늄-238, 홀뮴-166 및 황-35 등의 치료용 방사성 동위원소가 있다.
본 발명의 구체예에서는 상기 방사성 동위원소로서 테크테늄-99m(Technetium-99m, Tc-99m)을 이용하였다.
본 발명의 구체예에서, 킬레이팅 리간드는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 것이 바람직하다. 상기 킬레이팅 리간드는 특히 방사성 동위원소 Tc-99m과 강력하고 안정한 킬레이션(chelation)을 보인다.
상기 암 표적용 화합물은 암 표적 펩타이드의 형광 교란을 감소시키기 위한 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상세하게는 상기 스페이서는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 것이 바람직하다. 또한 스페이서로서 펩타이드하이드라지노니코틴아미드(peptidehydrazinonicotinamide, HYNIC)의 접합체의 서열에 히스티딘이 삽입된 것이 사용 될 수 있다. 암 표적용 화합물에 전술한 바와 같은 스페이서를 삽입함으로써, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 종양-표적화(tumor-targeting) 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 암 표적용 화합물의 암 표적 펩타이드와 형광물질의 교란을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 하기 구조식 1의 형태로 배열되는 것이 바람직하다.
[구조식 1]
엽산-스페이서-킬레이팅 리간드-형광물질
본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것이 바람직하다.
Figure 112018122804628-pat00001
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식(dual modality) 조영제를 제공한다.
본 발명 있어서, 조영제는 방사선 검사 시 영상의 대조도를 높이기 위하여 조직에 주입하는 물질로서, 이에 한정하지 않는다. 종래 조영제를 사용할 경우, 자기공명영상(MRI) 또는 컴퓨터 단층(CT) 촬영과 같은 방사선 영상만을 취득할 수 있었다. 그러나 본 발명에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제를 사용할 경우 방사선 영상과 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다.
상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제는 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 이중 방식 조영제는 개체에 비경구 방식으로 투여되는 것이 바람직하다. 비경구 투여를 하는 경우, 정맥내 주입, 근육내 주입, 관절내(intra-articular) 주입, 활액내(intra-synovial) 주입, 수망강내 주입, 간내(intrahepatic) 주입, 병변내(intralesional) 주입 또는 두 개강내(intracranial) 주입 등으로 투여할 수 있다. 상기 이중 방식 조영제의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다.
상기 이중 방식 조영제를 이용하여 방사선 영상과 형광 영상을 얻는 방법은 종래의 방법에 따라 실시할 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, “진단”은 의학적으로 병명·병인·병형·경중·병상의 양태, 및 예후를 판단하는 것으로서 이에 한정하지 않는다.
상기 암 진단용 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물은 암 진단 키트로 활용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법을 제공한다.
본 발명에 있어서, “생물학적 시료”는 다양한 생체 내 기관 또는 조직인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 암 모니터링을 위한 정보제공방법은 생체 내(in vivo) 또는 시험관 내(in vitro)에서 암에 대한 위치, 예후 및 치료과정과 같은 정보를 제공하는 것이 바람직하다.
상기 암 표적용 화합물이 처리된 시료는 종래 방법에 따라 감마 카메라 이미징 및 광학 이미징을 수행함으로써, 방사선 영상과 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다. 취득된 방사선 영상과 형광 영상을 통해 암의 위치, 예후 및 치료과정 등의 모니터링에 필요한 객관적인 기초정보를 제공할 수 있으며, 의사의 임상학적 판단 또는 소견은 제외된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 암 표적용 화합물의 합성 및 방사성 동위원소 표지
1-1. 암 표적용 화합물의 합성 및 특성 분석
본 발명에 따른 신규한 암 표적용 화합물은 형광물질, 스페이서, 킬레이팅 리간드 및 엽산을 포함하도록 제조하였다. 보다 구체적으로, 암 표적용 화합물의 수용성을 증가시키기 위하여, 형광물질은 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine)를 사용하였다. 상기 스페이서는 서열번호 1(GHEG)로 표시되며, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 종양-표적화(tumor-targeting) 성능을 향상 시킬 수 있는 부위이다. 상기 킬레이팅 리간드는 방사성 동위원소를 킬레이션시키기 위한 것으로, 더 상세하게는 본 실시예에서 사용한 Tc-99m과 매우 안정한 킬레이션을 보이도록 서열번호 2(ECG)의 아미노산을 선택하였다. 또한 상기 엽산은 하기의 화학식 2로 표시되며, 암세포에서 과발현되는 엽산 수용체와 결합하여 암 표적용 조성물이 암 조직에 축적될 수 있도록 기능한다.
Figure 112018122804628-pat00002
상기와 같이 설계된 암 표적용 화합물(Folate-Gly-His-Glu-Gly-Glu-Cys-Gly-Lys(-5-Carboxy-X-rhodamine)-NH2, Folate-ECG-ROX)은 순도 96%가 초과되도록 Anygen, Inc.(광주, 한국)에서 합성되었다. 구체적으로, 암 표적용 화합물은 Fmoc 고상 펩타이드 합성(Fomc solid-phase peptide synthesis, Fomc-SPPS)을 사용하여 합성되었다. 펩티드 결합 수지에 DMSO 및 2M HOBt/2M DIC 중의 엽산 수화물로 처리한 후 4 시간 동안 배양하였다. 배양 후, 상기 펩티드 결합 수지에 DMF 및 2M DIEA 중의 5-ROX를 첨가하고 24 시간 동안 배양하였다. 합성된 암 표적용 화합물은 Shimadzu C18 분석 칼럼(C18, 5 ㎛, 100 Å 칼럼, 4.6 × 250 mm)이 장착된 역상 고속 액체 크로마토그래피(reverse phase high-performance liquid chromatography, RP-HPLC)를 통해 정제하였다. 상기 RP-HPLC는 농도 기울기 형성을 위하여 0 내지 70 % 아세토니트릴(acetonitrile)을 포함하는 0.1 % 트리플루오르아세트산(Trifluoroacetic acid, TFA) 수용액을 사용하였다.
또한, 질량 분석기(AXIMA-CFR, MALDI-TOF Mass Spectrometer)를 사용하여, 정제된 암 표적용 화합물의 분자량을 확인하였다.
합성된 암 표적용 화합물의 구조식은 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 합성된 암 표적용 화합물은 화학식이 C83H95N21O21S1이며, 분자량은 1754.83인 것을 확인하였다.
1-2. 암 표적용 화합물의 방사성 동위원소 표지
상기 실시예 1-1에서 제조된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)을 방사성 동위원소 Tc-99m으로 표지하였다.
구체적으로, 마이크로 튜브(microcentrifuge tube)에서 암 표적용 화합물(0.005 mg/ml in nitrogen purged water) 300 μl 및 주석산 나트륨(sodium tartrate)(100 mg/ml in nitrogen purged water) 300 μl을 혼합하였다.
제조된 화합물-함유 주석산 염 용액을 Tc-99m 과테크니튬산(Tc-99m pertechnetate)(약 1,110 MBq) 1 ml 및 염화주석(SnCl2)(1 mg/ml in nitrogen-purged 0.01 M HCl)으로 보정하였다. 보정된 용액은 95 ℃에서 15 분 동안 가열한 후 실온에서 냉각시켰다. 표지된 암 표적용 화합물의 특성 분석은 Gilson 321 HPLC 펌프(Gilson, Inc., Middleton, WI, USA), Bioscan FC-1000 방사성 검출기(Bioscan, Inc., Washington D.C., USA), Trilution LC 소프트웨어(Gilson, Inc.) 및 YMC-Triart C18 컬럼(4.6 × 100 nm; YMC, Kyoto, Japan)으로 구성된 시스템으로 수행하였다. 또한 상기 HPLC는 용매 A 및 B를 사용하였으며, 보다 상세하게는, 용매 A는 물 중 0.1 % TFA이었고, 용매 B는 아세토니트릴 중 0.1 % TFA을 사용하였다. 35 분 동안 0 내지 35 % 용매 B의 선형 구배(linear gradient)는 1 mL/min 유속으로 용출되었다. 자외선 검출기(230 nm)와 감마선 방사선 탐지기(gamma radiodetector)를 암 표적용 화합물의 모니터링에 사용하였다.
방사성 동위원소 표지 및 정제 결과, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)을 얻었다. 또한, radio-RP-HPLC 수행 시, 머무름 시간(Retention time)은 22.4 분이었다. 또한, 상기 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 수율 97 % 이상으로 제조되었다.
추가적으로, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물의 안정성을 분석하였다. 구체적으로, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물(0.1 ml)을 실온(25 ℃)에서 식염수 (1 ml)와 함께, 및 37 ℃에서 인간 혈청(1 ml)과 함께 각각 배양하였다. 배양 시작 후 30 분, 1, 3 및 24 시간에 각각 꺼내어 이동상으로 식염수(Tc-99m Folate-ECG-ROX 및 유리 과테크니튬산의 Rf = 0.9-1.0; 콜로이드의 Rf = 0.0-0.1) 및 아세톤(유리 과테크니튬산의 Rf = 0.9-1.0; Tc-99m Folate-ECG-ROX 및 콜로이드의 Rf = 0.0-0.1)을 이용하는 ITLC-SG(Instant Thin Layer Chromatography-Silica Gel)를 사용하여 안정성을 분석하였다.
방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물의 안정성을 분석한 결과, 식염수에서 배양된 시료의 손상되지 않은 비율은 각각 30 분, 1, 3 및 24 시간에서 97.1 ± 0.4, 96.5 ± 0.5, 94.8 ± 0.8 및 92.7 ± 1.5 %였다. 인간 혈청에서 배양된 시료의 손상되지 않은 비율은 각각 30 분, 1, 3 및 24 시간에서 96.2 ± 0.8, 96.2 ± 0.7, 93.7 ± 1.2 및 91.6 ± 1.7 %였다. 상기 결과는 본 발명에 따른 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물이 식염수 및 인간 혈청에서도 안정하다는 것을 의미한다.
실험예 1. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 암세포 결합 친화도(Tumor cell binding affinity) 측정
실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)의 암세포 결합 친화도를 측정하기 위해 유방암 세포주인 KB 세포 및 섬유육종 세포주인 HT-1080 세포를 사용하였다. 상기 KB 세포는 엽산 수용체를 발현하는 종양 세포이며, HT-1080 세포는 엽산 수용체를 발현하지 않는 종양 세포이다. 상기 두 세포주는 5 % CO2 및 온도 37 ℃ 조건에서 RPMI 1640 배지로 배양하였다. 상기 RPMI 1640 배지는 10 % 소 태아혈청(FBS), 300 mg/l L-글루타민, 25 mM HEPES(4-(2-hydroxyethyl)-1-iperazineethanesulfonic acid) 및 25 mM 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 포함한다.
방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 KB 세포주 및 HT-1080 세포주 각각에 대한 결합 친화도는 Wu, Chunying, et al.(2007)에 따른 포화 결합 실험방법으로 수행하였다. 구체적으로, 농도가 1 X 106 cells/ml인 세포를 24웰 플레이트에 균일한 세포 밀도로 도말한 후 하룻밤동안(overnight) 배양하였다. 배양된 세포를 25 mM HEPES 및 1 % 소 혈청알부민을 포함하는 차가운 결합 버퍼(Ice-cold binding buffer)로 5 분 동안 각각 2회 세척하였다. 그 후 세척된 세포에 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 방사성 동위원소 표지된 스크렘블드 펩타이드를 각각 처리하고(0 내지 500 μM), 37 ℃에서 1 시간 동안 배양하였다. 그리고 세포를 차가운 결합 버퍼로 3 회 세척한 후 200 μl의 용해 버퍼(lysis buffer)에 용해시켰다. 용해된 세포의 세포-관련 방사능(Cell-associated radioactivity)은 1480 Wizard 3 감마 카운터(PerkinElmer Life and Analytical Sciences, Wallingford, CT, US)를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 그래프패드 프리즘(Graphpad Prism, version 5.03, GraphPad Software, La Jolla, CA ,USA) 소프트웨어의 비선형 회귀 모델을 사용하여 결합 상수(Kd) 및 최대 결합 사이트 수(Bmax)를 결정하였다. 암세포 결합 친화도 측정 결과는 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 유방암 세포주인 KB 세포에 대한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 결합 상수(Kd)는 6.9 ± 0.9 nM(최대 결합 사이트 수(Bmax) = 243.9 ± 5.9, 도 2A)임을 확인하였다. 이와 대조적으로, 섬유육종 세포주인 HT-1080 세포에 대한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 결합 상수(Kd)는 4340 ± 3352 nM(Bmax = 1621 ± 1142, 도 2B)이었다(p<0.005). 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 엽산 수용체를 발현하는 암 세포에 대해 결합 친화력이 매우 높다는 것을 의미한다.
실험예 2. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포 흡수(Cellular uptake) 분석
실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)의 세포 흡수 측정을 위해, 공초점 현미경(Confocal microscopy)을 사용하였다.
먼저 유방암 세포주인 KB 세포(1 X 105 cells/well)를 커버 슬립 슬라이드에서 배양하였다(온도 37 ℃, 24 시간). KB 세포의 배지를 제거한 후 농도 200 μM인 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물을 포함하는 무 혈청 배지 500 μl로 교체하여 배양하였다(37 ℃, 1시간). 배양된 KB 세포를 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS)로 3 회 세척하여 결합되지 않은 펩타이드를 제거하였다. 커버 슬립을 형광 결합 배지(Fluorescent mounting medium, Dako, Glostrup, Denmark)를 포함하는 슬라이드 상에 놓았다. 공초점 레이저 스캐닝 현미경은 100X 오일 침지 렌즈(Oil immersion lens) FV1200 공초점 현미경(Olympus, Pittsburgh, PA, USA)을 이용하였다. 전술한 방법과 동일한 방법으로, 섬유육종 세포주인 HT-1080을 사용하여 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포흡수를 분석하였다. 상기 세포 흡수 측정 결과는 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물과 합께 배양한 KB 세포는 세포막 및 세포질에서 강한 형광이 확인되었다. 반면에, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물과 함께 배양한 HT-1080 세포는 형광이 매우 약한 것을 확인하였다. 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체를 발현하는 암 세포에서 세포 흡수율이 매우 높다는 것을 의미한다.
실험예 3. 종양 보유 마우스 모델에서 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체 내(in vivo) 감마 카메라 이미징 (Gamma camera imaging) 및 경쟁 효과 분석
마우스는 16 내지 18 g인 6주령의 암컷 흉선 누드마우스(BALB/c nu/nu)를 사용하였다. 상기 마우스는 케이지에서 사육하였으며, 수돗물 및 음식을 제공하였다. 일반적인 설치류의 식이는 엽산을 다량 함유하고 있다. 그러므로 본 실험에 사용한 마우스는 혈청의 엽산 농도를 생리학적 범위로 감소시키기 위하여, 3 주 동안 엽산을 포함하지 않는 사료(TD.95247, Harlan Laboratories, Indianapolis, IN, USA)를 급이하였다.
상기 마우스의 배면 흉부의 우측 및 좌측에 각각 0.1 ml의 PBS에 포함된 1 × 107 KB(FR-positive) 세포 및 HT-1080(FR-negative,as an internal reference) 세포를 피하 접종하였다. 접종 후 약 14일 동안 사육하여 종양 보유 마우스를 제조하였다. 제조된 종양 보유 마우스의 흉부에 형성된 종양의 수직 치수는 400 내지 550 mm3로 측정되었다.
상기 종양 보유 마우스를 사용하여, 상기 실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체 내 감마 카메라 이미징을 수행하였다. 보다 구체적으로, 종양 보유 마우스에 55.5 MBq의 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 꼬리 정맥에 주사한 후 감마카메라(Vertex; ADAC Laboratories, Milpitas, CA, USA)를 사용하여 종양 보유 마우스의 생체 내 이미징을 수행하였다. 감마 카메라 이미지는 주사 후 1, 2 및 3 시간 후 획득한 것이며, 획득시간(acquisition times)은 120초이다. 획득한 감마 카메라 이미지에서 관심 부위(regions of interest, ROIs, 15 X 15 pixels)는 흉벽의 종양 부위에 그렸다. 또한 정상 근육 흡수 측정(normal muscle uptake measurement)을 위한 관심 부위는 왼쪽 팔 근육에서 추출하였다. 결정된 관심 부위 내의 픽셀 당 평균 암세포수를 측정하였으며, 타겟(종양)-비타겟(정상근육) 흡수 비율을 계산하였다.
또한, 상기 실시예 1-2에서 제조된 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 엽산 수용체에 특이적으로 결합하여 유리 엽산과 경쟁할 수 있는지를 평가하였다. 구체적으로, 실시예 1-2에서 제조된 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 유리 엽산(4 mM, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 약 20 배에 해당하는 농도)을 종양 보유 마우스의 꼬리 정맥에 주사하였으며, 주사 후 1, 2 및 3 시간 후 감마 카메라 이미징을 수행하였다.
생체 내 감마 카메라 이미징 및 경쟁 효과를 분석한 결과는 도 4 및 5에 나타내었다.
도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 신장에서 가장 강한 활성이 관찰되었는데, 이는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 신장을 통해 배설된다는 것을 의미한다. 또한 종양 보유 마우스에서, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체 양성 KB 세포에 축적된 것을 확인하였다(도 4A, 화살표). 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 타겟(종양)-비타겟(정상근육) 흡수 비율은 시간에 따라 증가하는 경향을 보였다(각각 1, 2 및 3 시간에서 3.4 ± 0.4, 4.4 ± 0.7 및 6.6 ± 0.8). 이와는 대조적으로, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체 음성인 HT-1080 세포에는 축적되지 않는 것을 확인하였으며(도 4, 화살표 헤드), 타겟(종양)-비타겟(근육) 흡수 비율은 KB 세포보다 유의하게 낮았다(p<0.05)(도 5).
또한 유리 엽산과 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 경쟁 효과를 평가한 결과, KB 세포의 흡수가 유의하게 감소하였다(종양-정상 근육 섭취 비율은 1, 2 및 3 시간에서 각각 2.6 ± 0.3, 2.9 ± 0.5 및 2.8 ± 0.3, 그림 4B, 화살표). 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 과량의 유리 엽산을 함께 주입하는 것이 KB 세포에서 상기 암 표적용 화합물 내 동위원소의 흡수를 억제한다는 것을 의미한다(도 5).
실험예 4. 종양 보유 마우스 모델을 사용한 생체 외( ex vivo ) 광학 이미징 (Optical imaging) 및 사후(Postmortem) 연구
상기 실험예 2 및 3을 수행한 후 종양 보유 마우스로부터 종양 및 장기를 절제하였다. 절제된 종양 및 장기는 형광 이미징 시스템(FOBI-10BR, Neoscience, Suwon, Korea)을 사용하여 생체 외 광학 이미징되었다. 본 발명에서 이용한 형광물질인 ROX의 방출 밴드는 520 내지 675 nm이다. 광학 이미징 수행 시 노출 시간은 이미지 당 2.5 초이며, 획득한 이미지는 전용 소프트웨어를 사용하여 분석하였다.
또한 사후 연구를 위하여, 생체 외 광학 이미징 후 종양은 두 부분으로 나누었다. 각 조각은 생체분포 연구 또는 공초점 현미경 분석에 무작위로 사용하였다. 상기 공초점 현미경 분석을 위한 조각은 최적 절삭 온도 임베딩 화합물(embedding compound)에서 즉시 동결시켜 준비하였다. 생체 외 광학 이미징 결과는 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 건강한 기관인 신장에서 형광 활성을 나타냈으며, 이는 상기 화합물이 신장을 통해 배설된다는 것을 의미한다. 또한, KB 종양에서 형광물질인 ROX의 형광 활성이 높게 검출되었으며(화살표), HT-1080 종양에서 형광 활성이 약하게 검출되었다(화살표 헤드).
실험예 5. 종양 보유 마우스 모델을 사용한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체분포(Biodistribution)
방사성 동위원소 표지된 암 표적 화합물의 생체분포를 확인하기 위하여 상기 실험예 4의 장기를 사용하였다. 구체적으로, 상기 실험예 4의 장기는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 투여한지 3 시간 후 희생된 종양 보유 마우스의 것이다. 상기 실험예 4의 장기는 사전에 측정된 감마 카운터 튜브(Gamma counter tube)에 각각 담았다. 각 장기의 방사능은 감마 카운터(1480 Wizard 3, PerkinElmer Life and Analytical Sciences)로 측정하였다. 분당 카운트(counter per minute)는 감쇠 보정(Decay correction)하였고, 보정된 결과는 조직의 무게 당 투여량의 백분율(Percentage injected dose per gram of wet tissue ,%ID/g)로 나타내었다. 암 표적용 화합물의 생체 분포 값(% ID/g)을 표 1에 나타내었다.
장기 조직의 무게 당 투여량 (%ID/g) (SD)
1 시간 후 3 시간 후
폐 (Lung, Lu) 2.75(1.28) 1.06(0.08)
심장 (Heart, Hr) 1.57(0.43) 0.45(0.16)
혈액 (Blood) 6.21(2.74) 2.44(0.17)
간 (Liver, Lv) 2.89(1.35) 2.02(0.82)
위 (Stomach, St) 2.27(0.89) 2.11(1.12)
대장 (Colon, Co) 1.25(0.47) 0.35(0.02)
신장 (Kidney, Kd) 20.03(6.54) 10.52(2.63)
근육 (Muscle, Mu) 1.68(1.61) 0.46(0.10)
KB 종양(엽산 수용체 양성) 2.50(0.80) 4.08(1.16)
HT-1080 종양(엽산 수용체 음성) 0.94(0.93) 0.78(0.25)
표 1에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 투여 시 신장의 생체분포 값이 가장 높았다. 정상 조직의 활성의 감소로 인하여, 상기 화합물을 투여한지 3 시간 후 생체분포 값이 감소한 것을 확인하였다. 반면에, 염산 수용체 양성인 KB 종양에서는 생체분포 값이 증가하였다.
실험예 6. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양의 면역 조직 화학 염색(Immunohistochemistry staining)
방사성 동위원소 표지된 암 표적 화합물이 투여된 종양을 면역 조직 화학 염색하기 위하여 상기 실험예 4의 동결된 종양(KB 종양 및 HT-1080 종양)을 사용하였다. 구체적으로 상기 실험예 4의 동결된 종양은 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 투여한지 3시간 후 희생된 종양 보유 마우스의 것이다. 동결된 종양 조직을 10 μm 두께로 절삭하여 절편을 제조하였다. 제조된 절편을 완전히 건조시킨 후, 4 % 포름알데하이드(in PBS)를 사용하여 슬라이드에 고정시켰다. 상기 슬라이드를 차가운 100 % 메탄올과 함께 -20 ℃에서 10 분 동안 배양하였다. 그 후 슬라이드에 고정된 절편을 5% 염소 혈청(goat serum)으로 실온에서 30 분간 블로킹(blocking)시켰다. 블로킹된 절편을 1차 항체(마우스 항-FR 항체, sc-5155219, 1:100 dilution; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA)를 처리하여 실온에서 1시간동안 배양하였다. 배양 후 PBS로 세척하였으며, 2차 항체(Alexa Fluor® 488-conjugated goat anti-Armenian hamster secondary antibody, 1:100; Jackson Immuno Research Inc., West Grove, PA, USA)와 항온배양 하였다. 2차 항체와 배양된 슬라이드를 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole, Invitrogen, Calsbad, CA, USA)가 포함된 Prolong® Gold Antifade Reagent로 덮어 공초점 레이저 스캐닝 하였다. 상기 공초점 레이저 스캐닝은 60x 오일 침지렌즈가 장착된 FV1200 공초점 현미경(Olympus)으로 수행하였다. 획득한 모든 이미지는 동일한 노출시간으로 촬영하였으며, 밝기 및 대비 조정은 동일하게 적용하였다. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양의 면역 조직 화학 염색(Immunohistochemistry staining) 결과는 도 7에 나타내었다.
도 7에 나타낸 바와 같이, KB 종양 조직 내에서 강한 형광이 검출되었으며, 검출된 형광은 ROX 및 항-FR 항체로부터 기인한 것이다. 반면에, HT-1080 종양 조직 내에서는 ROX 및 항-FR 항체로 인한 형광이 약하게 검출되었다.
실험예 7. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 사용한 생체 내 광학 이미징 ( In vivo optical imaging) 및 이를 이용한 종양 제거 수술
방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용한 생체 내 광학 이미징이 수술 중 종양 보유 마우스의 종양을 안내할 수 있는지 평가하였다. 구체적으로, 복막 암(peritoneal carcinomatosis)을 보유한 마우스는 KB 세포 1 x 107(in 0.1 ml PBS)를 마우스의 복강 내 주사한 후 10 일 동안 사육하여 준비하였다. 준비된 복막 암 보유 마우스는 수술 직전에 마취시키고(복막 내 주사, ketamine[60 mg/kg]/xylazine[5 mg/kg]), 형광 영상 시스템(FOBI-10BR, Neoscience, 수원, 한국) 하에서 ROX의 형광을 검출(피크 흡수 파장=575 nm, 피크 방출 파장=602 nm)하며 수술을 수행하였다. 수술 종료 후, 마우스 및 절제된 종양의 광학 이미징을 수행하였다. 생체 내 광학 이미징을 이용한 종양 제거 수술 과정 및 결과는 도 8 및 9에 나타내었다.
도 8 및 9에 나타낸 바와 같이, 복막 암을 보유한 마우스의 형광 이미징을 통해 복강 내에 종양이 전이된 것을 확인하였다(도 8A, 화살표). 또한 생체 내 광학 이미징을 통해 종양이 제거된 것을 확인하였다(도 9). 다만 표면에 위치하는 복막 암은 제거하였으나, 작은 종양이 제거되지 않은 것을 알 수 있다(도 8B). 수술 후 광학 이미징을 수행한 결과, 절제된 종양은 정상 근육보다 강한 형광을 나타내는 것을 확인하였다(도 8C).
종합적으로 본 발명자들은 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 암 조직에 투여되었을 때 흡수 비율과 생체분포 값이 높다는 것을 확인하였다. 이는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 투여 시 방사선 영상과 형광 영상을 함께 얻을 수 있다는 것을 의미하는 바, 본 발명의 암 표적용 화합물은 영상의학, 암 진단 및 치료 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.
이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
<110> Wonkwang University Center for Industry-Academy Cooperation <120> Targeting compound of cancer and use thereof <130> 1-111P <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> spacer <400> 1 Gly His Glu Gly 1 <210> 2 <211> 3 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> chelating ligand <400> 2 Glu Cys Gly 1

Claims (10)

  1. 형광물질 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine),
    방사성 동위원소와 결합하며 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및
    엽산(folate)을 포함하고,
    상기 암 표적용 화합물은 화학식 1로 표시되는 것인, 암 표적용 화합물.
    [화학식 1]
    Figure 112020036057412-pat00013

  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 암은 폐암, 유방암, 전립선암, 결장직장암, 뇌암, 난소암, 자궁경부암, 자궁내막암, 자궁내막선암종, 비인두암, 뇌하수체암 및 갑상선 수질암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인, 암 표적용 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 암 표적용 화합물은 표적 펩타이드의 형광 교란을 감소시키기 위한 스페이서를 포함하는, 암 표적용 화합물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스페이서는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는, 암 표적용 화합물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 암 표적용 화합물은 구조식 1의 형태로 배열되는 것인, 암 표적용 화합물.
    [구조식 1]
    엽산-스페이서-킬레이팅 리간드-형광물질
  7. 삭제
  8. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식(dual modality) 조영제.
  9. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물.
  10. 제1항, 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법.
KR1020180156864A 2018-12-07 2018-12-07 암 표적용 화합물 및 이의 용도 KR102150415B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180156864A KR102150415B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 암 표적용 화합물 및 이의 용도

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180156864A KR102150415B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 암 표적용 화합물 및 이의 용도

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200069613A KR20200069613A (ko) 2020-06-17
KR102150415B1 true KR102150415B1 (ko) 2020-09-01

Family

ID=71405676

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180156864A KR102150415B1 (ko) 2018-12-07 2018-12-07 암 표적용 화합물 및 이의 용도

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102150415B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140271482A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Purdue Research Foundation Synthesis and composition of amino acid linking groups conjugated to compounds used for the targeted imaging of tumors

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101646577B1 (ko) * 2014-08-14 2016-08-09 원광대학교산학협력단 엽산수용체 표적용 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염과, 이를 유효성분으로 포함하는 암 예방, 진단 또는 치료용 조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140271482A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Purdue Research Foundation Synthesis and composition of amino acid linking groups conjugated to compounds used for the targeted imaging of tumors
WO2014149069A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-25 Purdue Research Foundation Synthesis and composition of amino acid linking groups conjugated to compounds used for the targeted imaging of tumors

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Myoung Hyoun Kim 외. Contrast Media Mol. Imaging, 2016, Vol. 11, pp. 527-534*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200069613A (ko) 2020-06-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2729555T3 (es) Inhibidores homomultivalentes y heteromultivalentes de antígeno de membrana específico de próstata (PMSA) y usos de los mismos
EP3634500B1 (en) Ultrasmall nanoparticles labeled with zirconium-89 and methods thereof
Ikotun et al. The rise of metal radionuclides in medical imaging: copper-64, zirconium-89 and yttrium-86
EP2491953B1 (en) Optical imaging contrast agent, use and device thereof
EA038019B1 (ru) Иммуномодуляторы для пэт-визуализации
US20150359913A1 (en) Tetrazines/trans-cyclooctenes in solid phase synthesis of labeled peptides
US20220211884A1 (en) Rk polypeptide radiopharmaceutical targeting her2 and preparation method thereof
Blankenberg Monitoring of treatment-induced apoptosis in oncology with PET and SPECT
KR101957420B1 (ko) 암 표적용 화합물 및 이의 용도
KR102150415B1 (ko) 암 표적용 화합물 및 이의 용도
Kim et al. Dual‐labeled prostate‐specific membrane antigen (PSMA)‐targeting agent for preoperative molecular imaging and fluorescence‐guided surgery for prostate cancer
KR102423777B1 (ko) 전립선 특이막항원 표적용 화합물 및 이의 용도
KR101957416B1 (ko) 암 표적용 화합물 및 이의 용도
KR20230115613A (ko) Egfr-양성 암 표적용 화합물 및 이의 용도
JP7338128B2 (ja) 癌診断における放射性標識プロガストリン
RU2811734C2 (ru) Радиоактивно меченный прогастрин в диагностике рака
Effendi Radiolabeled Peptide as Diagnostic, Therapeutic, and Theranostic agents for Prostate Cancer: Systematic Literature Review
Kim et al. Synthesis and evaluation of Tc‐99m and fluorescence‐labeled elastin‐derived peptide, VAPG for multimodal tumor imaging in murine tumor model
Gili et al. Radiolabeled Peptide as Diagnostic, Therapeutic, and Theranostic agents for Prostate Cancer: Systematic Literature Review
Zhang et al. Preclinical evaluation and first-in-human study of Al18F-FAP-NUR for PET imaging cancer-associated fibroblasts
Chen et al. A preliminary study of a 68 Ga-labeled PET probe for HER2 imaging
US20200009275A1 (en) Pigment-coupled mannosyl serum albumin complex and lymph node-probing composition comprising same
US20160193372A1 (en) Methods of identifying surrogate imaging agents for alpha emitter radiopharmaceuticals and their use in treatment of disease
JP2012042215A (ja) 早期膵がんの検出方法
Maina Cardiovascular: Diagnosis-Perfusion

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant