KR102659229B1 - Gadolinium-based compound, mri contrast agent comprising the same - Google Patents

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Abstract

가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제가 개시된다. 상기 가돌리늄계 화합물은 프로토카테츄산이 결합된 DO3A계 가돌리늄 화합물일 수 있다. 상기 MRI 조영제는 상기 화합물을 포함할 수 있다.A gadolinium-based compound and an MRI contrast agent containing the same are disclosed. The gadolinium-based compound may be a DO3A-based gadolinium compound bound to protocatechuic acid. The MRI contrast agent may include the compound.

Description

가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제{GADOLINIUM-BASED COMPOUND, MRI CONTRAST AGENT COMPRISING THE SAME}Gadolinium-based compound, MRI contrast agent containing the same {GADOLINIUM-BASED COMPOUND, MRI CONTRAST AGENT COMPRISING THE SAME}

본 발명은 가돌리늄계 화합물, 이를 포함하는 MRI 조영제에 관한 것이다.The present invention relates to a gadolinium-based compound and an MRI contrast agent containing the same.

오늘날 인구의 고령화로 인하여 퇴행성 뇌질환 환자가 증가하고 있으며, 이에 따라, 해당 질병에 대한 조기 발견의 필요성이 대두되고 있다. 퇴행성 뇌질환으로는 파킨슨병, 혈관성 치매, 알츠하이머병 등이 있고, 해당 질환의 발생 원인 중 하나로 아밀로이드 베타 중합체(oligomeric Aβ)의 과다 축적으로 인한 신경 독성이 고려되고 있다.Today, due to the aging of the population, the number of patients with degenerative brain diseases is increasing, and accordingly, the need for early detection of the diseases is emerging. Degenerative brain diseases include Parkinson's disease, vascular dementia, and Alzheimer's disease, and neurotoxicity caused by excessive accumulation of amyloid beta polymer (oligomeric Aβ) is considered one of the causes of the disease.

아밀로이드 베타(Aβ)는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크의 주성분으로, 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 36~43개의 아미노산 펩타이드를 의미한다. 상기 펩타이드는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)으로부터 유도된다.Amyloid beta (Aβ) is the main component of amyloid plaques found in the brains of Alzheimer's patients, and refers to a 36 to 43 amino acid peptide that is critically involved in Alzheimer's disease. The peptide is derived from amyloid precursor protein (APP).

상기 아밀로이드 베타 분자는 응집되어 여러 형태로 존재할 수 있는 가용성 중합체를 형성할 수 있는데, 형성된 아밀로이드 베타 중합체(oligomeric Aβ)는 신경 세포에 독성이 있어, 뇌에 과다 축적되면서 알츠하이머 병의 발병에 직접적으로 관여하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 아밀로이드 베타 중합체의 농도 변화를 감지하는 것은 퇴행성 뇌질환의 조기 진단을 가능하게 할 것으로 예상하였다.The amyloid beta molecule can aggregate to form a soluble polymer that can exist in various forms. The formed amyloid beta polymer (oligomeric Aβ) is toxic to nerve cells and accumulates excessively in the brain, directly contributing to the development of Alzheimer's disease. It is known to do so. Therefore, it was expected that detecting changes in the concentration of amyloid beta polymer would enable early diagnosis of degenerative brain diseases.

한편, 자기공명영상(Magnetic Resonance Image, 이하, MRI)은 체내 조직간 수소 원자의 분포가 다르고 자기장 안에서 수소 원자가 이완되는 현상을 이용하여 신체의 해부학적, 생리학적, 생화학적 정보 영상을 얻는 방법이다. MRI 는 CT 나 PET 과는 다르게 인체에 유해한 방사선을 사용하지 않고, 강한 자기장 하에서 자기장의 기울기 및 라디오파를 사용하여 신체 내부의 이미지를 생성하므로 비침습적이고 해상도가 높으며 연부 조직 검사에 뛰어나다.Meanwhile, Magnetic Resonance Image (MRI) is a method of obtaining images of anatomical, physiological, and biochemical information of the body by using the phenomenon of hydrogen atoms being relaxed in a magnetic field due to differences in the distribution of hydrogen atoms between tissues in the body. . Unlike CT or PET, MRI does not use radiation harmful to the human body, but uses magnetic field gradients and radio waves under a strong magnetic field to create images inside the body, so it is non-invasive, has high resolution, and is excellent for soft tissue examination.

이러한 MRI 장비를 좀 더 정밀하게 활용하기 위해서, 조영제(contrast agent)를 대상체에 주입하여 MRI 영상을 얻는다. MRI 이미지 상에서의 조직들 사이의 대조도(contrast)는, 조직 내의 물분자 핵스핀이 평형상태로 돌아가는 이완(relaxation) 작용이 조직별로 다르기 때문에 생기는 현상이다. 조영제는 상자성을 띄거나 초상자성을 띄는 물질을 이용하여 상기 이완 작용에 영향을 끼쳐 조직간의 이완도 차이를 벌리고 MRI 신호의 변화를 유발하여 조직 간의 대조를 보다 선명하게 하는 역할을 한다.In order to utilize such MRI equipment more precisely, a contrast agent is injected into the object to obtain an MRI image. The contrast between tissues on an MRI image is a phenomenon that occurs because the relaxation of the nuclear spins of water molecules within the tissue to return to an equilibrium state is different for each tissue. The contrast agent uses a paramagnetic or superparamagnetic material to affect the relaxation effect, widening the difference in relaxation between tissues and causing changes in MRI signals to make the contrast between tissues clearer.

현재 임상적으로 가장 일반적으로 사용되고 있는 조영제는 가돌리늄(Gd) 킬레이트에 기반을 둔 조영제이다. 현재는 Gd-DTPA (Magnevist®), Gd-DOTA (Dotaram®), Gd(DTPA-BMA) (Omniscan®), Gd(DO3A-HP) (ProHance®), Gd(BOPTA) (MultiHance®) 등이 사용되고 있다. 그러나, 상용화되어 있는 조영제의 대부분이 세포 외공간(extracellular fluide, ECF)으로 분포되는 비특이적 조영제이다. 특이적 조영제로는 특별하게 간 특이적 조영제가 사용되고 있을 따름이다.Currently, the most commonly used contrast agent clinically is a contrast agent based on gadolinium (Gd) chelate. Currently, Gd-DTPA (Magnevist®), Gd-DOTA (Dotaram®), Gd(DTPA-BMA) (Omniscan®), Gd(DO3A-HP) (ProHance®), Gd(BOPTA) (MultiHance®), etc. It is being used. However, most of the commercially available contrast agents are non-specific contrast agents that are distributed into the extracellular space (extracellular fluid, ECF). As a specific contrast agent, a special contrast agent is used.

최근의 연구는 특정 표적성을 가지거나 생리적 활성 (pH 변화, 효소 활성) 에 의해 신호 증강을 나타낼 수 있는 조영제의 개발이 추진되고 있으나, 현재까지는, 특정 표적성을 가지는 MRI 조영제, 특히, 퇴행성 뇌질환에 대한 특이적 MRI 조영제에 대해 충분한 결과가 얻어지지 못하고 있다.Recent research is promoting the development of contrast agents that have specific targeting or can show signal enhancement due to physiological activity (pH change, enzyme activity), but to date, MRI contrast agents with specific targeting, especially for degenerative brain Sufficient results have not been obtained for disease-specific MRI contrast agents.

본 발명의 일 목적은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합하는 화합물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a compound that specifically binds to amyloid beta polymer.

본 발명의 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 MRI 조영제를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an MRI contrast agent containing the above compound.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 화합물을 포함하는 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases containing the above compound.

일 측면에서 본 발명은 하기 화학식 (1)을 가지는, 화합물을 제공한다.In one aspect, the present invention provides a compound having the formula (1):

(1) (One)

여기서,here,

L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*이고,L is *-(CH 2 ) x -A 1 -(CH 2 ) y -A 2 -(CH 2 ) z -*,

x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택되고,x, y and z are each independently selected as random integers from 0 to 5,

A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조이고,A 1 and A 2 are single bonds, in the group containing *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH 2 -*, *-CONH-* and *-O-* Each is one or more independently selected structures,

X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조이고:X is a structure having the following formula (2):

(2) (2)

*은 결합 자리이다.* is the binding site.

일 실시예에 있어서, 상기 A2는 *-NH-*일 수 있다.In one embodiment, A 2 may be *-NH-*.

일 실시예에 있어서, 상기 A1은 *-CONH-* 일 수 있다.In one embodiment, A 1 may be *-CONH-*.

일 실시예에 있어서, 상기 x는 1 일 수 있다.In one embodiment, x may be 1.

일 실시예에 있어서, 상기 y는 2 일 수 있다.In one embodiment, y may be 2.

일 실시예에 있어서, 상기 z는 0 일 수 있다.In one embodiment, z may be 0.

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은 하기 화학식 (3)을 가질 수 있다.In one embodiment, the compound may have the following formula (3).

(3) (3)

일 실시예에 있어서, 상기 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위할 수 있다.In one embodiment, the gadolinium (Gd) may coordinate with one or more water molecules.

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합할 수 있다.In one embodiment, the compound can specifically bind to mammalian amyloid beta polymer (oligomeric Aβ).

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 3.5 내지 4.4 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가질 수 있다.In one embodiment, the compound may have a relaxation rate of 3.5 to 4.4 s -1 .

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과할 수 있다.In one embodiment, the compound can pass through the blood-brain-barrier (BBB) when injected intravenously.

다른 측면에서 본 발명은 상기 화합물을 포함하는 MRI 조영제를 제공한다.In another aspect, the present invention provides an MRI contrast agent containing the above compound.

일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.In one embodiment, the MRI contrast agent can be used for diagnosis of degenerative brain disease.

일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 알츠하이머(Alzheimer) 병의 진단에 사용될 수 있다.In one embodiment, the MRI contrast agent can be used to diagnose Alzheimer's disease.

또 다른 측면에서 본 발명은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases comprising the compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof.

일 실시예에 있어서, 상기 신경염증성 질환은 염증성 신경 퇴행성 뇌질환일 수 있다.In one embodiment, the neuroinflammatory disease may be an inflammatory neurodegenerative brain disease.

일 실시예에 있어서, 상기 염증성 신경 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머(Alzheimer) 병 또는 파킨슨 병으로부터 선택된 질환일 수 있다.In one embodiment, the inflammatory neurodegenerative brain disease may be a disease selected from Alzheimer's disease or Parkinson's disease.

본 발명의 실시예에 따른 화합물은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합할 수 있으며, 이로 인해 상기 화합물을 포함하는 MRI 조영제는 알츠하이머를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.The compound according to an embodiment of the present invention can specifically bind to amyloid beta polymer, and therefore, an MRI contrast agent containing the compound can be used in the diagnosis of degenerative brain diseases including Alzheimer's.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 화합물은 신경 염증을 유발하는 산화적 스트레스를 감소시키고, 신경 염증을 유발하는 경로에서 발현하는 염증 인자인 NLRP3, ASC 등을 감소시키는 항산화 및 항염증 기능으로 인해, 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 유효 성분으로 사용될 수 있다.Meanwhile, the compound according to the embodiment of the present invention reduces oxidative stress that causes neuroinflammation and has antioxidant and anti-inflammatory functions that reduce NLRP3, ASC, etc., which are inflammatory factors expressed in pathways that cause neuroinflammation. It can be used as an active ingredient in a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases.

도 1 내지 도 9는 본 발명의 실험예에 따른 실험 결과를 나타낸 도면이다.Figures 1 to 9 are diagrams showing experimental results according to experimental examples of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of the structures are enlarged from the actual size for clarity of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, or a combination thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of steps, operations, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense unless explicitly defined in the present application. No.

본 발명의 실시예에 따른 화합물은 하기 화학식 (1)을 가질 수 있다.Compounds according to embodiments of the present invention may have the following formula (1).

(1) (One)

상기 화학식 (1)에서 가돌리늄 이온 (Gd3+)는 상기 화학식 (1)의 카르복실레이트 (carboxylate; COO-) 기와 배위하여 착화합물을 형성할 수 있다.In the formula (1), the gadolinium ion (Gd 3+ ) may form a complex by coordinating with the carboxylate (COO - ) group of the formula (1).

상기 화학식 (1)에서 L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*일 수 있고, x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택될 수 있고, A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조일 수 있다. *은 결합 자리이다.In the formula (1), L may be *-(CH 2 ) x -A 1 -(CH 2 ) y -A 2 -(CH 2 ) z -*, and x, y and z are any of 0 to 5. can be each independently selected as an integer, and A 1 and A 2 are a single bond, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH 2 -*, *-CONH-* and *-O-*. * is the binding site.

상기 L은 상기 화합물의 고리형 구조 내 질소와 상기 X를 연결하는 링커(linker)일 수 있다. 상기 A1 및 A2는 상기 링커가 상기 화합물의 고리형 구조 내 질소와 상기 X를 연결하는 방법 또는 그 방법에 의해 결정되는 작용기를 결정할 수 있다. 상기 x,y 및 z는 상기 링커 내 상기 A1 및 A2를 연결하는 사슬의 길이를 결정할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 A2는 *-NH-*일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 A1은 *-CONH-* 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 x는 1 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 y는 2 일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 z는 0 일 수 있다.The L may be a linker connecting the nitrogen and the X in the cyclic structure of the compound. The A 1 and A 2 may determine the functional group determined by the method or the method by which the linker connects the nitrogen and the X in the ring-shaped structure of the compound. The x, y and z may determine the length of the chain connecting A 1 and A 2 in the linker. In one embodiment, A 2 may be *-NH-*. In one embodiment, A 1 may be *-CONH-*. In one embodiment, x may be 1. In one embodiment, y may be 2. In one embodiment, z may be 0.

본 발명의 실시예에 따른 화합물은 실질적으로 상기 화학식 (1)의 구조를 가지는 한, 당업자에게 허용 가능한 결합 또는 결합의 제거를 본 발명의 범위에서 배제하지 않는다. 일례로, 일 실시예에 있어서, 상기 화합물에서 상기 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위할 수 있다.As long as the compound according to the embodiment of the present invention substantially has the structure of Formula (1), bonding or removal of bonding acceptable to those skilled in the art is not excluded from the scope of the present invention. For example, in one embodiment, the gadolinium (Gd) in the compound may coordinate with one or more water molecules.

상기 화학식 (1)에서 X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조일 수 있다.In the above formula (1), X may have a structure having the following formula (2).

(2) (2)

*은 결합 자리이다.* is the binding site.

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은 하기 화학식 (3)을 가질 수 있다.In one embodiment, the compound may have the following formula (3).

(3) (3)

일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 3.5 내지 4.4 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과할 수 있다.In one embodiment, the compound can specifically bind to mammalian amyloid beta polymer (oligomeric Aβ). In one embodiment, the compound may have a relaxation rate of 3.5 to 4.4 s -1 . In one embodiment, the compound can pass through the blood-brain-barrier (BBB) when injected intravenously.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 화합물은 아밀로이드 베타 중합체에 특이적으로 결합할 수 있다.As discussed above, the compound according to the embodiment of the present invention can specifically bind to amyloid beta polymer.

본 발명의 일 실시예에 따른 MRI 조영제는 상기 화합물을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 MRI 조영제는 알츠하이머(Alzheimer) 병의 진단에 사용될 수 있다.An MRI contrast agent according to an embodiment of the present invention may include the above compound. In one embodiment, the MRI contrast agent can be used for diagnosis of degenerative brain disease. In one embodiment, the MRI contrast agent can be used to diagnose Alzheimer's disease.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 MRI 조영제는 알츠하이머를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 진단에 사용될 수 있다.As discussed above, the MRI contrast agent according to an embodiment of the present invention can be used in the diagnosis of degenerative brain diseases including Alzheimer's.

본 발명의 일 실시예에 따른 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 신경염증성 질환은 염증성 신경 퇴행성 뇌질환일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 염증성 신경 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머(Alzheimer) 병 또는 파킨슨 병으로부터 선택된 질환일 수 있다.A pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases according to an embodiment of the present invention may include the above compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof. In one embodiment, the neuroinflammatory disease may be an inflammatory neurodegenerative brain disease. In one embodiment, the inflammatory neurodegenerative brain disease may be a disease selected from Alzheimer's disease or Parkinson's disease.

일 실시예에 있어서, 상기 “약학적으로 허용 가능한 염” 은 상기 화합물과 부가염을 형성한 것이라면 한정되지 않으며, 약학적으로 허용가능한 무기산, 유기산, 또는 염기로부터 유도된 염을 포함한다. 본 발명에 따른 상기 화합물은 통상인 방법에 의해 그의 염으로 전환될 수 있으며, 염의 제조는 별도의 설명이 없이도 화합물의 구조를 바탕으로 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있다.In one embodiment, the “pharmaceutically acceptable salt” is not limited as long as it forms an addition salt with the compound, and includes salts derived from pharmaceutically acceptable inorganic acids, organic acids, or bases. The compound according to the present invention can be converted into its salt by a conventional method, and the preparation of the salt can be easily performed by a person skilled in the art based on the structure of the compound without separate explanation.

본 발명의 약학적 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 단독으로 포함할 수 있으나, 그에 추가하여 약학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 더 포함할 수도 있다. 상기 약학적으로 허용 가능한 담체는 약제학 분야에서 통상적으로 사용되는 것일 수 있으며, 부형제 (예를 들어, 전분, 칼슘 카보네이트, 수크로스, 락토스, 소르비톨, 만니톨, 셀룰로오스 등) 또는 희석제 (예를 들어, 생리식염수, 정제수 등)일 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may contain alone the compound represented by Formula 1 or a pharmaceutically acceptable salt thereof, but may also further contain a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier may be one commonly used in the pharmaceutical field, and may be an excipient (e.g., starch, calcium carbonate, sucrose, lactose, sorbitol, mannitol, cellulose, etc.) or a diluent (e.g., physiological saline solution, purified water, etc.).

본 발명에서 용어 "예방" 은 신경염증성 질환 또는 질병을 보유하고 있다고 진단된 적은 없으나, 이러한 질환 또는 질병에 걸리기 쉬운 경향이 있는 개체에서 질환 또는 질병의 발생을 억제하는 것을 의미한다. 또한 본 발명에서 용어 "치료" 라 함은 신경염증성 질환 또는 질병의 발전의 억제, 질환 또는 질병의 경감, 및 질환 또는 질병의 제거를 의미한다.In the present invention, the term “prevention” refers to suppressing the occurrence of a disease or disease in an individual who has not been diagnosed as having a neuroinflammatory disease or disease but is prone to such disease or disease. In addition, the term "treatment" in the present invention means inhibition of the development of a neuroinflammatory disease or disease, alleviation of the disease or disease, and elimination of the disease or disease.

본 발명의 약학적 조성물은 공지의 방법에 따라 다양한 비경구 또는 경구 투여용 형태로 제조될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various forms for parenteral or oral administration according to known methods.

이하 본 발명의 실시예에 대해 상술한다. 다만, 하기에 기재된 실시예는 본 발명의 일부 실시 형태에 불과한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the examples described below are only some embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the following examples.

<Gd-DO3A-Pca 의 합성><Synthesis of Gd-DO3A-Pca>

물질 1 에서 최종물질 5까지를 단계적으로 합성하여 Gd-DO3A-Pca 화합물을 제조하였다.The Gd-DO3A-Pca compound was prepared by step-by-step synthesis of material 1 to final material 5 .

① tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-ethoxy-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 1 의 합성① tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-ethoxy-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 1 of synthesis

160 mL 아세토나이트릴에 tri-tert-butyl 2,2',2''-(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate (9.72 mmol)를 녹인 후 탄산수소칼륨 (29.69 mmol)을 첨가하고 30분 동안 교반하였다. 그 후 에틸 브로모아세테이트 (10.69 mmol)를 첨가하여 60 ℃ 에서 24시간 동안 교반하였다. 24시간 후 생성물을 필터로 여과하고 감압 여과하여 용매를 제거하였다. 생성물을 다이클로로메테인에 녹인 후 녹지 않는 물질을 제거하고 용매를 모두 제거한 후 진공 건조하여 약간 노란색 고체를 얻었다. 수득률: 99%Dissolve tri-tert-butyl 2,2',2''-(1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate (9.72 mmol) in 160 mL acetonitrile and add potassium bicarbonate. (29.69 mmol) was added and stirred for 30 minutes. Afterwards, ethyl bromoacetate (10.69 mmol) was added and stirred at 60°C for 24 hours. After 24 hours, the product was filtered and the solvent was removed by filtration under reduced pressure. After dissolving the product in dichloromethane, insoluble substances were removed, all solvents were removed, and the product was vacuum dried to obtain a slightly yellow solid. Yield rate: 99%

② tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-oxo-2-((2-(3,4,5-trihydroxybenzamido)ethyl)amino)ethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 2 의 합성② tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-oxo-2-((2-(3,4,5-trihydroxybenzamido)ethyl)amino)ethyl)-1,4,7 Synthesis of ,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 2

7 mL 메탄올에 1 (5.33 mmol)을 녹인 후 6 mL 에틸렌다이아민을 첨가하고 상온에서 4일 동안 반응하였다. 진공 하에서 55 ℃로 가열하며 용매를 제거하고 오일 같은 상태의 고체를 얻어 에틸 에테르를 사용하여 여러 차례 씻었다. 진공 건조 시킨 후 메탄올에 녹여 녹지 않는 물질을 여과하여 제거한 후 다이클로로메테인/메탄올 혼합 용매 조건에서 오픈 칼럼크로마토그래피를 진행하여 약간 노란색 고체를 분리 정제하였다. 수득률: 57%After dissolving 1 (5.33 mmol) in 7 mL of methanol, 6 mL of ethylenediamine was added and reacted at room temperature for 4 days. The solvent was removed by heating to 55°C under vacuum, and an oil-like solid was obtained, which was washed several times with ethyl ether. After vacuum drying, insoluble substances dissolved in methanol were removed by filtration, and then open column chromatography was performed under dichloromethane/methanol mixed solvent conditions to separate and purify a slightly yellow solid. Yield: 57%

③ tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-((2-(3,4-dihydroxybenzamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 3 의 합성③ tri-tert-butyl 2,2',2''-(10-(2-((2-(3,4-dihydroxybenzamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10- Synthesis of tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetate, 3

프로토카테츄산 (6.97 mmol)을 디메틸포름아마이드에 녹이고 0 ℃에서 교반하였다. 이후, 디메틸포름아마이드에 녹인 EDC·HCl (7.67 mmol)과 HOBt hydrate (7.67 mmol)를 갈산 용액에 첨가하고 30분 동안 교반하였다. 다음으로, 디메틸포름아마이드에 녹인 2 (4.88 mmol)을 반응물에 넣고 DIPEA (13.94 mmol)를 첨가하여 상온에서 24시간 동안 교반하였다. 이후, 감압 여과하여 디메틸포름아마이드를 최대한 농축시킨 후 다이클로로메테인과 brine을 이용하여 추출하고 황산나트륨으로 탈수하여 감압 여과하였다. 이후, 다이클로로메테인/메탄올 혼합 용매 조건에서 오픈 칼럼크로마토그래피를 진행하여 고체를 분리하였다. 추가의 분리 정제 없이 다음 반응을 진행하였다.Protocatechuic acid (6.97 mmol) was dissolved in dimethylformamide and stirred at 0°C. Afterwards, EDC·HCl (7.67 mmol) and HOBt hydrate (7.67 mmol) dissolved in dimethylformamide were added to the gallic acid solution and stirred for 30 minutes. Next, 2 (4.88 mmol) dissolved in dimethylformamide was added to the reaction mixture, DIPEA (13.94 mmol) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours. Afterwards, dimethylformamide was concentrated as much as possible by filtration under reduced pressure, extracted using dichloromethane and brine, dehydrated with sodium sulfate, and filtered under reduced pressure. Afterwards, open column chromatography was performed under dichloromethane/methanol mixed solvent conditions to separate the solid. The next reaction was carried out without additional separation and purification.

④ 2,2',2''-(10-(2-((2-(3,4-dihydroxybenzamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7-triyl)triacetic acid, 4 의 합성④ 2,2',2''-(10-(2-((2-(3,4-dihydroxybenzamido)ethyl)amino)-2-oxoethyl)-1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4 Synthesis of ,7-triyl)triacetic acid, 4

0℃에서 3 에 트라이플루오로아세트산을 과량으로 첨가한 후 반응물을 상온에서 20시간 동안 교반하였다. 이후, 다이클로로메테인을 첨가하여 감압 여과를 반복하였다. 다음으로, 0.1% 트라이플루오로아세트산이 첨가된 물/아세토나이트릴 혼합 용매 조건으로 고성능 액체크로마토그래피를 하여 정제된 고체를 얻었다. 수득률 (2 -> 4): 12%After adding an excess amount of trifluoroacetic acid to 3 °C at 0°C, the reaction was stirred at room temperature for 20 hours. Afterwards, dichloromethane was added and reduced pressure filtration was repeated. Next, high-performance liquid chromatography was performed using a mixed solvent of water/acetonitrile with 0.1% trifluoroacetic acid to obtain a purified solid. Yield (2 -> 4): 12%

Gd-DO3A-Pca, 5 의 합성⑤ Synthesis of Gd-DO3A-Pca, 5

4 (0.76 mmol)을 물에 녹인 후 1 M 수산화나트륨을 사용하여 pH 3을 맞추고 물에 녹인 GdCl3·6H2O (0.53 mmol)을 첨가하였다. 이후, 1 M 수산화나트륨을 사용하여 pH 7로 맞춘 후 상온에서 20시간 동안 교반하였다. 감압 여과하여 얻은 고체를 10 mM 아세트산암모늄이 첨가된 물/아세토나이트릴 혼합 용매 조건으로 고성능 액체크로마토그래피를 사용하여 분리 정제하여 고체를 얻었다. 수득률: 69% 4 (0.76 mmol) was dissolved in water, the pH was adjusted to 3 using 1 M sodium hydroxide, and GdCl 3 ·6H 2 O (0.53 mmol) dissolved in water was added. Afterwards, the pH was adjusted to 7 using 1 M sodium hydroxide and stirred at room temperature for 20 hours. The solid obtained by filtration under reduced pressure was separated and purified using high-performance liquid chromatography in a water/acetonitrile mixed solvent with 10 mM ammonium acetate added. Yield: 69%

<Gd-DO3A-Pca 의 HR-MS 및 순도 분석 결과><HR-MS and purity analysis results of Gd-DO3A-Pca>

Gd-DO3A-Pca 을 HR-MS 를 통해 분석하였다. 도 1은 그 결과를 나타낸 도면이다. 도 1을 참조하면, Gd-DO3A-Pca 에 대하여 예측된 피크(738.1734 m/z)에 대응하는 피크(738.1731 m/z)가 나타남을 확인할 수 있다.Gd-DO3A-Pca was analyzed through HR-MS. Figure 1 is a diagram showing the results. Referring to Figure 1, it can be seen that a peak (738.1731 m/z) corresponding to the peak (738.1734 m/z) predicted for Gd-DO3A-Pca appears.

또한, HPLC를 이용하여 Gd-DO3A-Pca 의 순도를 분석한 결과를 도 2에 나타냈다. 도 2를 참조하면, Gd-DO3A-Pca 는 약 98 % 의 순도를 가짐을 확인할 수 있다.In addition, the results of analyzing the purity of Gd-DO3A-Pca using HPLC are shown in Figure 2. Referring to Figure 2, it can be seen that Gd-DO3A-Pca has a purity of about 98%.

<Gd-DO3A-Pca 성능 평가 방법 및 결과><Gd-DO3A-Pca performance evaluation method and results>

1) 자기이완율(Relaxivity) 측정1) Measurement of relaxation rate

합성한 Gd-DO3A-Pca 와 고리형 상용 조영제인 Gadovist®, Dotarem®을 비교군으로 하여 각 물질의 자기이완율(r 1 , r 2 )을 측정하였다. 구체적으로, 3차 증류수에 가돌리늄 복합체를 5가지 농도(0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, 1 mM)로 희석하여 팬텀을 제작한 후 3T MRI에서 T 1 , T 2 이완시간(Relaxation time)를 측정하였다. 이를 통하여 각 농도의 R (Relaxation rate=1/T) 을 계산하고 선형 회귀 분석(도 3 참조)을 통하여 가돌리늄 복합체의 자기이완율(r 1 , r 2 ) 결과를 얻고 하기 표 1에 나타냈다.The self-relaxation rate ( r 1 , r 2 ) of each material was measured using synthesized Gd-DO3A-Pca and cyclic commercial contrast agents Gadovist ® and Dotarem ® as comparison groups. Specifically, a phantom was produced by diluting the gadolinium complex in tertiary distilled water to five concentrations (0.0625, 0.125, 0.25, 0.5, 1 mM), and then T 1 and T 2 relaxation times were measured in 3T MRI. . Through this, R (Relaxation rate=1/ T ) of each concentration was calculated, and the self-relaxation rate ( r 1 , r 2 ) results of the gadolinium complex were obtained through linear regression analysis (see FIG. 3) and shown in Table 1 below.

상기 표 1을 참조하면, Gd-DO3A-Pcar 1 은 3.6±0.1, r 2 는 4.3±0.1 값을 가짐을 알 수 있으며, 이는 임상에서 활용하기에 충분한 자기이완율 값이므로 Gd-DO3A-Pca 를 조영제로 활용할 수 있음을 확인하였다.Referring to Table 1 above, it can be seen that r 1 of Gd-DO3A-Pca has a value of 3.6±0.1 and r 2 has a value of 4.3±0.1, which is a self-relaxation rate value sufficient for clinical use, so Gd-DO3A- It was confirmed that Pca can be used as a contrast agent.

2) 속도론적 안정성 (Kinetic stability) 평가2) Kinetic stability evaluation

Gd-DO3A-Pca 와 여러 종류의 상용 조영제를 2.5 mM 농도로 PBS(pH 7.4)에 희석하여 팬텀을 제작한 후, 250 mM 염화아연(ZnCl2)을 1 당량 첨가하여 DO3A 리간드와 Gd 금속이온의 결합 안정성을 평가하였다. 이는 아연이온에 의한 가돌리늄 이온의 금속교환반응(Transmetallation)을 자기이완율 변화로 측정하여 확인할 수 있다.A phantom was prepared by diluting Gd-DO3A-Pca and various commercial contrast agents to a concentration of 2.5mM in PBS (pH 7.4), and then adding 1 equivalent of 250mM zinc chloride (ZnCl 2 ) to form the DO3A ligand and Gd metal ion. Binding stability was evaluated. This can be confirmed by measuring the transmetallation of gadolinium ions by zinc ions as a change in self-relaxation rate.

그 결과를 나타낸 도 4를 보면, 본 발명의 Gd-DO3A-PcaR 2 변화율이 0.9 이상의 큰 값을 유지하므로 MRI 조영제로 사용하기에 충분한 안정성을 갖는 것을 확인할 수 있다.Looking at Figure 4 showing the results, it can be seen that Gd-DO3A-Pca of the present invention has sufficient stability to be used as an MRI contrast agent because the R 2 change rate maintains a large value of 0.9 or more.

3) pH 안정성 평가3) pH stability evaluation

1 mM Gd-DO3A-Pca 및 비교군으로 상용 조영제인 Gadovist® 를 pH 1, 3, 5, 7, 9, 11 버퍼 용액에 희석한 후 3주간 3T MRI 에서 T 2 강조 영상을 촬영하여 R 2 값을 측정한다. 시간에 따른 R 2 값을 측정하여 희석 직후에 대한 수치 변화를 확인할 수 있고, 그 값이 일정하게 유지될수록 pH 에 대한 안정성이 높은 것으로 평가할 수 있다.1 mM Gd-DO3A-Pca and commercial contrast agent Gadovist ® as comparison group. After diluting it in a buffer solution of pH 1, 3, 5, 7, 9, 11, T 2 -weighted images are taken at 3T MRI for 3 weeks to measure the R 2 value. By measuring the R 2 value over time, the change in value immediately after dilution can be confirmed, and as the value remains constant, the pH stability can be evaluated as high.

그 결과를 나타낸 도 5를 보면, 본 발명의 Gd-DO3A-Pca 는 pH 3-9 범위에서 3주 동안 R 2 값의 변화가 없었으며, pH 1과 pH 11의 강한 산염기 조건에서도 그 값의 변화가 크지 않았다. 해당 결과를 통해 Gd-DO3A-Pca 가 체내 pH 조건에서 안정하며 강한 산염기 조건에서도 안정한 것을 확인하였다.Looking at Figure 5 showing the results, Gd-DO3A-Pca of the present invention showed no change in R 2 value for 3 weeks in the pH range of 3-9, and the value was maintained even under strong acid-base conditions of pH 1 and pH 11. The change wasn't big. The results confirmed that Gd-DO3A-Pca was stable in body pH conditions and was stable even in strong acid-base conditions.

4) 항산화 효과 분석4) Antioxidant effect analysis

2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay 를 통하여 Gd-DO3A-Pca 의 자유 라디칼 소거능을 평가하였다. 비교군으로는 프로토카테츄산과 대표적인 항산화 물질인 비타민 C(ascorbic acid)을 사용하였다. DPPH 라디칼은 짙은 보라색을 띄며 항산화 물질과 반응하여 환원하게 되면 노란색으로 변한다. 산화환원 반응에 의하여 517 nm 파장에서 흡광도 변화가 생기고 이를 측정하여 Gd-DO3A-Pca 의 항산화 효과를 검증할 수 있다. 본 발명에서는 여러 농도의 Gd-DO3A-Pca (0, 5, 10, 20, 30 uM)을 에탄올에 녹인 DPPH 용액(최종 농도 100 uM)에 첨가한 후 30분 동안 암반응하여 흡광도를 측정하여 항산화 효과를 분석하고, 그 결과를 도 6에 나타냈다.The free radical scavenging ability of Gd-DO3A-Pca was evaluated through 2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) assay. Protocatechuic acid and vitamin C (ascorbic acid), a representative antioxidant, were used as comparison groups. The DPPH radical is dark purple and turns yellow when reduced by reacting with antioxidants. The redox reaction causes a change in absorbance at a wavelength of 517 nm, and the antioxidant effect of Gd-DO3A-Pca can be verified by measuring this. In the present invention, various concentrations of Gd-DO3A-Pca (0, 5, 10, 20, 30 uM) were added to DPPH solution dissolved in ethanol (final concentration 100 uM), then reacted in the dark for 30 minutes to measure the absorbance to determine the antioxidant effect. was analyzed, and the results are shown in Figure 6.

도 6을 참조하면, Gd-DO3A-Pca 는 비교군인 프로토카테츄산과 대표적인 항산화물질인 비타민C(ascorbic acid)보다 더 높은 라디칼 소거능을 보였다. 이러한 결과는 Gd-DO3A-Pca 가 산화적 스트레스를 저해하는 효과가 뛰어나다는 것을 보여준다.Referring to Figure 6, Gd-DO3A-Pca showed higher radical scavenging ability than the comparison group, protocatechuic acid, and vitamin C (ascorbic acid), a representative antioxidant. These results show that Gd-DO3A-Pca has an excellent effect in inhibiting oxidative stress.

5) 아밀로이드 베타 중합체 표적성 평가5) Evaluation of amyloid beta polymer targeting

5-1) 아밀로이드 베타 중합체 표적성 확인을 위한 팬텀 실험 방법5-1) Phantom experiment method to confirm amyloid beta polymer targeting

① 1 mM 농도의 아밀로이드 베타 1 mg 에 HFIP 221.5 uL를 넣은 뒤 쉐이커를 사용하여 상온에서 1시간 동안 쉐이킹하여 사전 응집(Preaggregation) 을 제거하였다.① 221.5 uL of HFIP was added to 1 mg of amyloid beta at a concentration of 1 mM and shaken for 1 hour at room temperature using a shaker to remove preaggregation.

② 사전 응집을 제거한 아밀로이드 베타를 건조하고 DMSO 221.5 uL을 넣어 1 mM 농도로 만든 후, 믹서와 초음파기를 사용하여 현탁액이 형성되도록 한 후 PBS (1X, pH 7.4) 878.5 uL 을 넣어 0.2 mM 농도로 만든다.② Dry the amyloid beta from which pre-aggregation was removed and add 221.5 uL of DMSO to make a 1 mM concentration. Use a mixer and sonicator to form a suspension, then add 878.5 uL of PBS (1X, pH 7.4) to make a 0.2 mM concentration. .

③ 쉐이커를 사용하여 37 ℃에서 4일간 배양한 후 중합이 완료된 아밀로이드 베타 중합체를 200 uL 씩 분주하고, PBS 에 2 mM 농도로 녹인 Gd-DO3A-Pca 와 상용 조영제 (Gadovist®) 를 20 uL 씩 첨가한 후, 쉐이커를 사용하여 37 ℃에서 24시간 동안 배양하였다. ③ After culturing at 37°C for 4 days using a shaker, 200 uL of polymerized amyloid beta polymer was dispensed, and 20 uL of Gd-DO3A-Pca dissolved in PBS at a concentration of 2 mM and a commercial contrast agent (Gadovist ® ) were added. Afterwards, the cells were cultured at 37°C for 24 hours using a shaker.

④ 24시간 후 원심 분리하여 상층액을 제거한 뒤 PBS를 사용하여 아밀로이드 베타 중합체를 세척한 후 펠렛 (Pellet) 에 PBS : DMSO = 9 : 1 용액을 200 uL 넣어 MRI 팬텀 시료를 제작하였다. 대조군으로는 아밀로이드 베타 중합체만을 배양한 팬텀 시료를 사용하였다.④ After 24 hours, centrifugation was performed to remove the supernatant, the amyloid beta polymer was washed using PBS, and 200 uL of a solution of PBS:DMSO = 9:1 was added to the pellet to prepare an MRI phantom sample. As a control, a phantom sample cultured only with amyloid beta polymer was used.

5-2) 아밀로이드 베타 중합체 표적 효과 분석 결과5-2) Amyloid beta polymer targeting effect analysis results

상기 팬텀 시료를 사용하여 본 발명의 실시예에 따른 Gd-DO3A-Pca 및 상용 조영제 (Gadovist®)의 아밀로이드 베타 중합체 표적성 평가를 9.4T MR 장비에서 진행하였다.Using the phantom sample, the amyloid beta polymer targeting of Gd-DO3A-Pca and a commercial contrast agent (Gadovist ® ) according to an example of the present invention was evaluated on a 9.4T MR equipment.

그 결과를 나타낸 도 7을 참조하면, 아밀로이드 베타 중합체만을 배양한 팬텀(Aβ)과 Gadovist®를 함께 배양한 팬텀(Aβ+Gadovist)은 조영 증강 효과의 차이가 거의 없었으나, Gd-DO3A-Pca 와 함께 처리한 팬텀((Aβ+ Gd-DO3A-Pca)은 아밀로이드 베타 중합체만 배양한 팬텀에 비해 2배 이상 증가한 신호 세기를 보였다. 이를 통하여 본 발명의 가돌리늄 조영제가 아밀로이드 베타 중합체를 표적 효과를 가지는 것을 확인하였다.Referring to Figure 7 showing the results, there was little difference in contrast enhancement effect between the phantom cultured with only amyloid beta polymer (Aβ) and the phantom cultured with Gadovist ® (Aβ+Gadovist), but Gd-DO3A-Pca and The phantom treated together ((Aβ+ Gd-DO3A-Pca) showed a signal intensity that increased more than twofold compared to the phantom cultured with only amyloid beta polymer. Through this, it was confirmed that the gadolinium contrast agent of the present invention has a targeting effect on amyloid beta polymer. Confirmed.

과발현된 아밀로이드 베타가 응집하여 형성되는 아밀로이드 베타 중합체, 피브릴은 뇌에 축적되어 독성을 유발하고 신경세포를 파괴하여 퇴행성 뇌 질환인 알츠하이머병을 일으킨다. 본 발명의 실시예에 따른 Gd-DO3A-Pca 는 독성 단백질인 아밀로이드 베타 중합체를 표적하는 기능이 있어 알츠하이머병을 진단하는 기능을 가질 수 있다.Amyloid beta polymers and fibrils, which are formed by the aggregation of overexpressed amyloid beta, accumulate in the brain, causing toxicity and destroying nerve cells, causing Alzheimer's disease, a degenerative brain disease. Gd-DO3A-Pca according to an embodiment of the present invention has the function of targeting amyloid beta polymer, a toxic protein, and may have the function of diagnosing Alzheimer's disease.

6) in vitro 독성 평가6) In vitro toxicity evaluation

마우스 미세아교세포주인 BV-2 cells 에 대한 세포 독성을 평가하는 실험을 진행하고, 그 결과를 도 8에 나타냈다.An experiment was conducted to evaluate cytotoxicity against BV-2 cells, a mouse microglial cell line, and the results are shown in Figure 8.

도 8을 보면, Gd-DO3A-Pca 를 여러 농도(0, 100, 200, 400, 800 μM)로 처리하였을 때, 800 μM 에서는 78% 의 세포 생존율을 보였고, 400 μM의 고농도까지 세포 생존율(Cell viability)이 80%가 넘는 결과를 보였다.Referring to Figure 8, when Gd-DO3A-Pca was treated at various concentrations (0, 100, 200, 400, 800 μM), the cell viability was 78% at 800 μM, and the cell viability (Cell) increased up to a high concentration of 400 μM. viability) showed a result of over 80%.

800 μM 이 넘는 고농도에서 세포 생존율이 다소 감소하는 점을 고려하면, BV-2 cells을 이용한 in vitro 실험에서는 Gd-DO3A-Pca 를 최대 400 μM 까지 처리하는 것이 바람직하다.Considering that cell viability is slightly reduced at high concentrations exceeding 800 μM, it is desirable to treat Gd-DO3A-Pca up to 400 μM in in vitro experiments using BV-2 cells.

7) in vitro 효능 평가7) In vitro efficacy evaluation

BV-2 cell은 LPS (Lipopolysaccharides)에 의해 활성화되므로 신경염증 세포 실험에 흔히 사용된다. 6 wells 에 5x104 BV-2 cell 을 분주(seeding)하고 무세럼 배지(serum free media) 하에 Escherichia coli O127:B8 로부터 유도된 200 ng LPS 를 처리한다. 4시간 뒤에 LPS를 제거하고 Gd-DO3A-Pca 를 농도별 (0, 100, 200, 400 uM)로 처리하고 20시간 뒤에 세포 상등액을 이용하여 Griess assay 를 진행하였다. 회수한 세포는 웨스턴 블롯(western blot)을 통하여 염증 인자 발현 수준을 확인하였다. 본 실험은, LPS를 처리하지 않은 세포와 해당 정상 BV-2 cell에 Gd-DO3A-Pca 를 처리한 그룹을 함께 실험하여 BV-2 cell에 대한 Gd-DO3A-Pca 의 단독 영향을 확인하였다.BV-2 cells are activated by LPS (Lipopolysaccharides) and are therefore commonly used in neuroinflammatory cell experiments. 5x10 4 BV-2 cells were seeded in 6 wells and treated with 200 ng LPS derived from Escherichia coli O127:B8 in serum free media. After 4 hours, LPS was removed, Gd-DO3A-Pca was treated at various concentrations (0, 100, 200, 400 uM), and 20 hours later, Griess assay was performed using the cell supernatant. The recovered cells were confirmed for expression levels of inflammatory factors through Western blot. In this experiment, cells not treated with LPS and normal BV-2 cells treated with Gd-DO3A-Pca were tested together to confirm the sole effect of Gd-DO3A-Pca on BV-2 cells.

신경염증 유발 과정에는 산화적 스트레스, 단백질 응집과 여러 염증성 사이토카인이 작용한다. 도 9를 보면, Gd-DO3A-Pca 는 LPS에 의해 유도되는 자유 라디칼 NO (nitric oxide)와 iNOS (inducible nitric oxide synthase)를 저해시켜 산화적 스트레스를 감소시키는 기능을 한 결과를 보였다.Oxidative stress, protein aggregation, and several inflammatory cytokines play a role in the process of causing neuroinflammation. Looking at Figure 9, Gd-DO3A-Pca showed that it functioned to reduce oxidative stress by inhibiting free radical NO (nitric oxide) and iNOS (inducible nitric oxide synthase) induced by LPS.

한편, Griess assay 통해 발현된 NO를 정량하여 Gd-DO3A-Pca 의 농도에 따른 NO 소거능 증가를 확인하였으며, NO 합성 효소인 iNOS 를 웨스턴 블롯(western blot)을 통해 양을 정량적으로 분석한 결과, NO와 동일하게 Gd-DO3A-Pca 에 의해 저해되는 결과를 확인하였다.Meanwhile, an increase in NO scavenging ability according to the concentration of Gd-DO3A-Pca was confirmed by quantifying expressed NO through Griess assay, and as a result of quantitative analysis of the amount of iNOS, a NO synthase enzyme, through western blot, NO In the same way as above, the result of inhibition by Gd-DO3A-Pca was confirmed.

한편, 신경 염증은 치매, 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경 질환 발현에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 신경염증을 유발하는 NLRP3 inflammasome pathway 등이 잘 알려져 있고, Gd-DO3A-Pca 가 해당 경로(pathway)에서 발현되는 염증 인자인 NLRP3, ASC 등을 감소시키는 것을 웨스턴 블롯(western blot) 결과인 도 9를 통해 확인할 수 있다.Meanwhile, neuroinflammation is known to affect the development of neurodegenerative diseases such as dementia and Parkinson's disease. The NLRP3 inflammasome pathway, which causes neuroinflammation, is well known, and the results of Western blot (FIG. 9) show that Gd-DO3A-Pca reduces NLRP3, ASC, etc., which are inflammatory factors expressed in the pathway. You can check it through.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following patent claims. You will understand that it is possible.

Claims (15)

하기 화학식 (1)을 가지는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
(1)
여기서,
L은 *-(CH2)x-A1-(CH2)y-A2-(CH2)z-*이고,
x,y 및 z는 0 내지 5의 임의의 정수로 각각 독립적으로 선택되고,
A1 및 A2는 단일 결합, *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH2-*, *-CONH-* 및 *-O-* 를 포함하는 군에서 각각 독립적으로 선택된 하나 이상의 구조이고,
X는 하기 화학식 (2)를 가지는 구조이고:
(2)
*은 결합 자리이다.
A pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases, comprising a compound having the following formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
(One)
here,
L is *-(CH 2 ) x -A 1 -(CH 2 ) y -A 2 -(CH 2 ) z -*,
x, y and z are each independently selected as random integers from 0 to 5,
A 1 and A 2 are single bonds, in the group containing *-COO-*, *-CO-*, *-NH-*, *-CH 2 -*, *-CONH-* and *-O-* Each is one or more independently selected structures,
X is a structure having the following formula (2):
(2)
* is the binding site.
제1항에 있어서,
상기 A2는 *-NH-*인,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The A 2 is *-NH-*,
Pharmaceutical composition.
제2항에 있어서,
상기 A1은 *-CONH-* 인,
약학적 조성물.
According to paragraph 2,
The A 1 is *-CONH-*,
Pharmaceutical composition.
제3항에 있어서,
상기 x는 1이고,
상기 y는 2이고,
상기 z는 0인,
약학적 조성물.
According to paragraph 3,
where x is 1,
where y is 2,
where z is 0,
Pharmaceutical composition.
제1항에 있어서,
상기 화합물은 하기 화학식 (3)을 가지는, 약학적 조성물:
(3)
According to paragraph 1,
A pharmaceutical composition, wherein the compound has the formula (3):
(3)
제1항에 있어서,
상기 화합물은 가돌리늄(Gd)이 하나 이상의 물 분자와 배위하는,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The compound is gadolinium (Gd) coordinated with one or more water molecules,
Pharmaceutical composition.
제1항에 있어서,
상기 화합물은, 포유동물의 아밀로이드 베타 중합체 (oligomeric Aβ)에 특이적으로 결합하는,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The compound specifically binds to mammalian amyloid beta polymer (oligomeric Aβ),
Pharmaceutical composition.
제1항에 있어서,
상기 화합물은, 3.5 내지 4.4 s-1의 자기이완율(relaxivity)을 가지는,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The compound has a relaxation rate of 3.5 to 4.4 s -1 ,
Pharmaceutical composition.
제1항에 있어서,
상기 화합물은, 정맥 주사를 통해 주입되는 경우 뇌-혈관 장벽(Blood-Brain-Barrier; BBB)을 통과하는,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The compound crosses the blood-brain-barrier (BBB) when injected intravenously.
Pharmaceutical composition.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 신경염증성 질환은 염증성 신경 퇴행성 뇌질환인 것인,
약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The neuroinflammatory disease is an inflammatory neurodegenerative brain disease,
Pharmaceutical composition.
제14항에 있어서,
상기 염증성 신경 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머(Alzheimer) 병 또는 파킨슨 병으로부터 선택된 질환인 것인,
약학적 조성물.
According to clause 14,
The inflammatory neurodegenerative brain disease is a disease selected from Alzheimer's disease or Parkinson's disease,
Pharmaceutical composition.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chemical communications, Vol.55, pp.513-519, 2019*
Dalton Transactions, Vol.50, pp.5506-5581, 2021*

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