KR20010072472A - 혈뇌장벽 치료제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혈뇌장벽을 통과할 수 있는 양친매성 약물-올리고머 공역체 및 상기 공역체의 제조방법 및 용도에 관한 것이다. 양친매성 약물-올리고머는 올리고머에 공역된 치료용 화합물을 포함하고, 상기 올리고머는 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함한다. 상기 본 발명의 공역체는 상기 양친매성 올리고머에 화학적으로 결합된 단백질, 펩티드, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 항바이러스제, 종양억제제, 항생제 등과 같은 치료제, 및 프로드러그, 전구체, 유도체 및 그의 중간체 등을 예로 들 수 있다.

Description

혈뇌장벽 치료제{Blood-brain barrier therapeutics}
1.2 배경기술의 설명
약제학적 및 치료학적 발명, 및 CNS와 관련된 생리적 질병의 증강 및 질환의 치료와 관계된 분야에서, 다양한 종류의 치료제가 개발되어 왔으며, 단백질, 펩티드, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 항바이러스제, 종양억제제, 항생제 등, 및 프로드러그, 전구체, 유도체 및 그의 중간체 등을 예로 들 수 있다.
또한, 알려진 많은 신경활성 펩티드는 유용한 치료제로서 부가적인 가능성을 제공한다. 상기 신경활성 펩티드는, 예를 들어 신경 전달 물질 및/또는 신경 조절 물질과 같이 CNS에서 중요한 생화학적 역할을 수행한다. 이와 같은 다양한 배열의펩티드를 상기 CNS에 전달하는 것은 치료적 이득을 위한 많은 기회를 제공한다. 예를 들어 엔케팔린(enkephalin)과 같은 내인성 및 합성 오피오이드(opioid) 펩티드의 전달이 무통각(analgesia)을 유발하기 위하여 사용될 수 있다.
그러나 많은 화합물을 CNS 치료제로서 사용하기에는 현재 많은 장애가 존재한다.
우선, 뇌는 장벽 시스템을 갖추고 있다. 뇌장벽 시스템은 두 가지 주요한 구성 요소를 갖고 있다: 맥락얼기(choroid plexus) 및 혈뇌장벽(BBB). 상기 맥락얼기는 뇌척수액(CSF)과 혈액을 분리하고, 상기 BBB는 혈액과 뇌 ISF를 분리한다.
상기 BBB는 맥락얼기보다 약 1000배 이상의 표면적을 가지고, 치료용 화합물을 CNS에 전달하는데 근본적인 장애이다. BBB는 선택적 분배(selective partition)로서 작용하며, CNS 및 말초순환 사이에서 펩티드 등의 물질 교환을 조절한다. BBB의 주요한 구조는 뇌 모세혈관 내피 벽(endothelial wall)이다. 뇌 모세혈관 내피 세포의 폐쇄막(tight junction)은 뇌측실(paracellular) 경로를 통해 뇌 ISF에 순환 화합물이 도달하는 것을 방지한다. 더욱이 최근 연구는 상기 폐쇄막에 의해 제공되는 장벽 외에도, 바닥판(basal lamina)의 수준에서 생리적 장벽의 존재를 제시하고 있다. 크롤(Kroll) 등,Neurosurgery, Vol. 42, No.5, p.1083(May 1998). BBB의 다른 독특한 특징은 내피의 관내 표면(luminal surface)에 대한 순음전하(net negative charge), 세포 흡음소포(pinocytic vesicles) 및 세포내 개창술(fenestration)의 결핍을 포함한다. 상기 문헌 참조.
물질이 BBB를 통과하는 메커니즘은 일반적으로 능동 및 수동 전달 메커니즘으로 나누어질 수 있다. 친지질성 분자는 수동 전달 또는 내피 플라즈마 멤브레인을 통한 확산에 의해 쉽게 통과한다. 이와 달리 펩티드와 같은 친수성 분자는 일반적으로 BBB를 통과하게 하는 능동 전달 시스템을 필요로 한다. 인슐린과 같은 크기가 큰 펩티드는 능동 트랜스시토시스(transcytosis) 시스템으로서 작용하는 뇌 모세혈관의 관내 표면상에 수용체를 갖는다.
펩티드 등의 많은 치료용 화합물이 BBB를 통과하는 확산은 또한 크기에 의해 억제된다. 예를 들어 ~1200달튼(Da)의 분자량을 갖는 사이클로스포린은 예견되는 지질 용해도보다 훨씬 더 낮은 비율로 BBB를 통해 전달된다. 이와 같은 지질 용해도와 BBB 투과 비율 사이의 분산은 입체 장애(steric hinderance)에 기인한 것으로 추정되고, 800-1000Da를 초과하는 분자량을 갖는 화합물의 경우엔 일반적이다.
CNS에 펩티드를 전달하는 다른 장벽은 대사 불안정이다. 특히 혈액에 주입된 펩티드는 CNS에 도달하기 전에, 혈액 및 뇌 모세혈관 내피에서 효소 분해 효소와 접촉 후 생존해야만 한다. BBB 효소는 대부분의 자연 발생적인 신경펩티드를 분해하는 것으로 알려져 있다. 경구 투여된 펩티드는 하기 개시된 부가적인 장벽에 직면한다. 대사적으로 안정된 펩티드는 특정 효소에 증가된 내성을 나타낼 수 있다; 그러나 혈액 및 BBB 내에 광범위하게 존재하는 펩티드-분해 효소로부터 펩티드를 보호하는 것은 지금까지 가능하지 않았다.
BBB에 펩티드 전달시 원래 존재하는 다른 문제점으로서, 성공적인 트랜스시토시스는 뇌 모세혈관 내피의 관내(lumenal) 또는 혈액 부분에서 결합, 내피 세포질을 통한 이동, 및 BBB의 관내 또는 혈액 부분에서 세포외 유출(exocytosis)을 필요로 하는 복잡한 공정이다. 펩티드는 뇌 모세혈관 내피의 관내 멤브레인에 결합할 수 있거나, CNS로 전달되지 않고 세포내 내피 구역으로 결합 및 세포내이입(endocytosis)을 수행할 수 있다.
아무튼, 현재 존재하는 많은 약물, 특히 펩티드는 충분한 유효량으로 상기 BBB에 들어가기 위한 이들 구조적 및 대사 장벽을 극복할 수 없다. 그러므로 (1) 혈류 및 BBB에서 분해 효소를 견뎌 내고, (2) 충분한 유효량 및 유효속도로 BBB를 투과할 수 있는 약학적 조성물에 대한 필요성이 존재한다.
결과(success) 수준을 변화시키며 펩티드와 같은 치료용 화합물을 CNS에 전달하고자 하는 여러 시도가 종래 기술에서 행해졌다. 이와 같은 시도는 통상 두 가지 범주로 나눌 수 있다: 침습성(invasive) 및 생리적.
침습성 전달 방법은, 예를 들어 심실 구역에 약제학적으로 주입하기 전에 선행되는 심실내 카테터(catheter)의 착상과 같은 기계적 절차를 포함한다. 기계적 절차의 침습성과 관련된 일반적인 생각과 달리, 기계적 접근 방법의 중대한 어려움은 펩티드 분포가 부족하다는 것이다. 예를 들어 CSF 구역으로의 펩티드 주입은 뇌 표면 위에 너무 적은 분포를 야기한다. 이와 같은 분포의 부족은 특히 말초순환계로의 펩티드의 급속한 배출에 기인한다.
CNS로 치료용 화합물을 전달하기 위한 다른 침습성 방법은 만니톨 또는 아라비노오스와 같은 고농축 삼투성 활성 물질의 경동맥내 주입에 의한 것이다. 이들 높은 국소 농축은 뇌 모세혈관 내피 세포의 수축을 유발하며, 폐쇄막의 일시적 개방을 유발하여 분자가 BBB를 통과하게 한다. 상기 절차는 염증, 뇌염 등을 포함하는 상당한 독성 효과를 갖는다. 게다가. 상기 절차는 선택적이지 못하다: BBB의 폐쇄막의 개방은 바람직하지 않은 많은 물질이 치료적으로 유익한 분자와 함께 BBB를 통과하게 한다. BBB를 통과하기 위한 삼투성 개방 및 다른 침습성 수단에 대한 최근의 연구결과는 Kroll, Robert A.Neurosurgery, Vol.42, No.5 May 1998 참조.
이와 같은 침습성 절차에 포함된 위험은 생명이 위독한 질병에 대해서는 정당화될 수 있지만, 위독하지 않은 질병에 대해서는 일반적으로 허용되지 않는다. 따라서 치료용 화합물이 BBB를 통과하게 할 수 있는 덜 침습성이고, 비기계적이며 더 안전한 수단에 대한 필요성이 존재한다.
상기한 바와 같이 친지질성 물질은 통상 BBB를 자유롭게 통과하여 확산한다. 따라서 펩티드가 BBB를 통과하게 하는 일반적인 생리적 방법은 관심의 대상인 펩티드를 지질-용해성이 되도록 화학적으로 개질하는 것이다. 친수성 약물은 향상된 친지질성을 갖는 프로드러그를 형성하도록 단쇄 또는 장쇄 지방산으로 유도되었다.
프로드러그는 생물학적으로 불활성인 분자이며, 활성 형태로 변환시키기 위해서는 하나 이상의 대사 단계를 필요로 한다. BBB를 통과하기 위한 프로드러그 접근법의 문제점은, 활성 약물을 만들기 위하여 필요한 절단이 유효량의 약물을 얻기에 충분한 효과와 정밀도로 일어날 수 없다는 점이다.
따라서 BBB를 통과할 수 있으며, 활성 형태로 전환하는 대사 단계의 필요 없이 효과 모두 또는 일부를 유지하는 펩티드와 같은 개질된 안정한 치료용 화합물에 대한 필요성이 존재한다.
지질화된 프로드러그가 갖는 다른 문제점은 이들이 CNS의 내외부로 너무 빨리 통과하기 때문에 목적하는 기능을 얻기에 충분한 CNS 내 농도에 결코 도달할 수 없다는 사실이다. 예를 들어, 종래에는 BBB를 통과할 수 있는 엔케팔린 공액체를 설계하도록 시도되었다. Partridge, W.M., "Blood-Brain Barrier Transport and Peptide Delivery to the Brain",Peptide-Based Drug Design: Controlling Transport and Metabolism, p.277(1995) 참조. 그러나 상기 방법은 무통각을 유도하는데 대량의 펩티드를 빈번하게 복용하는 피하 전달을 필요로 하였다. 빈번 및/또는 대량의 복용은 환자에게는 불편하며 심각한 부작용을 일으킬 수 있다.
따라서 종래기술에는 목적하는 치료 효과를 유도하기 위하여 충분한 양의 치료제가 뇌에 축적되게 하는 제어된 방법으로 펩티드와 같은 치료제가 BBB를 통과하게 하는 수단에 대한 필요성이 존재한다.
BBB를 통과하여 펩티드를 전달하는 다른 생리적 방법은 특이 수용체-매개 트랜스시토시스 시스템이 존재하는 펩티드에, 원하는 펩티드를 공유결합시키는 것이다. 예를 들어 BBB를 통해 일반적으로 전달될 수 없는 β-엔돌핀을, 인슐린 수용체-매개 트랜스시토시스로 BBB를 통과하여 전달되는 인슐린에 결합시키는 것은 이론적으로 가능하다. 뇌 간극(interstitial) 공간으로 들어간 후 활성 펩티드(β-엔돌핀)은 전달벡터(인슐린)에서 분리되어 자신의 수용체와 상호작용한다.
그러나 상기 시스템의 어려움은 간극 공간으로 들어가서 분리될 수 있는 이론적인 분자를 설계하는 것이다; 본 발명자가 알기에 아직은 성공하지 못하였다. 또한 담체 분자에 대한 신경펩티드의 부족한 화학량론은 목적 펩티드의 양을 제한한다. 더욱이 수용체-매개 세포간 전달 시스템은 통상 생리학적으로 제한된 전달용량을 갖는다. 이것은 약학적으로 유효량의 펩티드가 들어가지 못하게 할 수 있는 속도-제한 요소이다.
따라서 종래기술에는 수용체-매개 전달에서 본래 갖고 있는 한계를 피하도록 확산에 의해 펩티드와 같은 치료용 물질이 BBB를 통과하게 하는 수단에 대한 필요성이 있다.
다른 생리적 방법은 천연 펩티드의 활성 분획을 사용하는 것을 포함한다; 혈뇌장벽(BBB) 전달 활성을 증가시키도록 천연 펩티드를 개질; 및 신경펩티드를 코드하는 유전자를 뇌에 전달.
경구 투여는 바람직하고 편리한 경로의 투여방법이다; 그러나 경구로 전달된 펩티드는 혈류에 들어가기 전에 일련의 장벽을 극복해야만 한다. 상기 펩티드는 위의 단백질 분해 및 산성 환경, 위 및 췌장 효소, 장의 브러쉬 보더(brush border) 멤브레인내의 엑소- 및 엔도펩티다아제에도 살아남아야 한다.
그러므로 혈액 및 BBB에서 단백질 분해 효소에 내성을 가지며, 전체 뇌 조직에 대해 넓은 분포의 약물을 제공하기에 충분한 양으로 BBB를 통과할 수 있는 경구 투여된 펩티드에 대한 필요성이 존재한다.
메티오닌-엔케팔린 및 루이신-엔케팔린은 자연적으로 발생하는 무통각 펜타펩티드이다. 이들 펩티드 및 유사체는 통증 전달에서 신경 전달 물질 또는 조절 물질로서 작용하는 것으로 알려져 있다. 이들의 무통각 성질은 지속시간이 짧다. 뇌심실내(intracerebroventricular) 주입으로 투여되면, 이들의 활동 지속시간도 일시적이다.
이들 성질은 무통각을 매개하고 모르핀에 대한 생존가능한 대체물을 제공하기 위한, 치료제로서 사용하기 위한 엔케팔린 친화성 화합물을 만든다. 그러나 BBB를 통과하여 엔케팔린을 전달하기 위해서는 아미노펩티다아제 및 엔케팔리나아제에 의한 급속 분해에 대비해 이들을 보호해야만 한다. 게다가 엔케팔린이 친수성 펩티드이므로, BBB를 통과하여 CNS에 수동적으로 확산하기 전에 이들에게 향상된 친지질성 성질을 부여하기 위하여 개질되어야만 한다.
엔케팔린의 치료적 친화성은 한동안 알려져 있었고, 많은 연구원들은 BBB를 통과하는 엔케팔린의 능력을 향상시키기 위하여 노력해 왔다.
쉬로더(Schroder) 등의Proc. Int. Symp. Control Rel. Biact. Material, Vol. 23, p.611(1996)에는 달라르긴(Dalargin), leu-엔케팔린 유사체가 부틸라노아크릴레이트의 중합으로 형성된 나노입자에 혼입될 수 있음을 개시하고 있다. 상기 입자는 투과 향상제인 폴리소르베이트로 도포된다. 무통각 활성은 정맥 투여 후 얻어진다. 그러나 본 발명과 달리 상기 쉬로더 펩티드는 중합성 물질 또는 폴리소르베이트에 화학적으로 결합해야만 한다. 그러므로 상기 제제는 활성 약물 및 중합성 물질의 물리적 혼합물이다.
츠즈키(Tsuzuki) 등의 Biochem. Pharm. Vol. 41, p. R5 (1991)에는 피하 투여 후 동통유발 억제효과를 나타내는 친지질성 엔케팔린을 얻기 위하여 아다만탄 모이어티를 사용하여 leu-엔케팔린의 유사체가 유도될 수 있음이 개시되어 있다. N-말단에서의 개질은 활성을 없애는 반면 에스테르결합을 통한 C-말단의 유도체는 활성을 유지한다. 아다만탄 모이어티의 절단 후에 활성이 얻어짐을 가정한다. 그러므로 상기 유도체는 프로드러그이며, 천연 펩티드의 활성을 치료적 공역체가 유지한다는 본 발명의 태양과는 개념적으로 일치하지 않는다.
프로카이-타트라(Prokai-Tatra)의J.M. Chem, Vol. 39, p.4777 (1996)에는 루이신-엔케팔린 유도체는 역대사(retrometabolic) 약물 설계를 기초로 하는 화학 전달 시스템으로 개질될 수 있음이 개시되어 있다. 엔케팔린 유사체는 N-말단에서 디히드로피리딘 모이어티 및 C-말단에서 친지질성 모이어티로 유도된다. 공역체를 정맥 투여한 후, 무통각 반응이 관찰된다. C-말단에서 친지질성 개질이 CNS로의 투과를 가능하게 한 반면, 순환계로 펩티드가 유출되는 것을 제한하는 전하를 띈 모이어티를 발생시키기 위하여 디히드로피리딘 모이어티는 산화적 전환(oxidative transformation)을 수행한다. 이와 같은 모이어티에서의 펩티드의 절단은 상기 관찰된 무통각 활성을 회복시킨다. 유도된 펩티드는 불활성이고, 대사 전환 후에만 활성을 회복한다. 그러므로 산물은 순수한 프로드러그이고, 활성 형태로 전환하기 위해서는 대사 전환을 필요로 한다.
사슈아(Shashoua)의 미국특허 제4,933,324호는 특정 천연 지방산이 신경 활성 약물에 공역될 수 있음을 개시한다. 스물두개(22) 탄소쇄 길이의 고불포화 지방산이 특히 바람직하다. 상기 공역체의 투여는 뇌로의 흡수를 나타낸다. 아다만탄 공역의 경우와 같이, 이러한 접근은 엔케팔린 펩티드 활성을 복구하기 위하여 엔케팔린의 프로드러그 공역체의 대사 전환을 필요로 한다.
그러므로 치료 또는 진단 특성의 실질적 손실 또는 감소 없이 BBB를 통과할 수 있는 약학적으로 허용가능하고 효과적인 치료/진단 조성물에 대한 상당한 필요성이 종래기술에서는 존재한다.
1. 본 발명의 배경기술
1.1 본 발명의 기술분야
본 발명은 혈뇌장벽(이하 "BBB"라 칭함)을 통과할 수 있는 양친매성 올리고머 공역체(conjugates) 및 이 공역체의 제조방법 및 용도에 관한 것이다. 본 발명의 공역체는 양친매성 올리고머에 화학적으로 결합된 단백질, 펩티드, 뉴클레오시드, 뉴클레오티드, 항바이러스제, 종양억제제, 항생제 등과 같은 치료제, 및 프로드러그, 전구체, 유도체, 및 그의 중간체를 포함한다.
3. 도면의 간단한 설명
도 1a 내지 1c: 화학식 8 내지 10; 친지질체가 당인 본 발명의 양친매성 올리고머. 1b 및 1c에서, PEG는 스페이서 그룹으로 사용된다. 1a 내지 1c에서 프롤린 잔기는 엔케팔린 펩티드의 N-말단에 첨가된다.
도 2: 랫 뇌 균질물(homogenate)에서 비공역 엔케팔린에 대한 cetyl-PEG2-엔케팔린-lys 공역체(비-가수분해성)의 안정성을 비교한다.
도 3: 랫 뇌 균질물에서 비공역 엔케팔린에 대한cetyl-PEG3-엔케팔린 공역체(비-가수분해성)의 안정성을 비교한다.
도 4: 랫 뇌 균질물에서 비공역 엔케팔린에 대한 팔미테이트-PEG3-Enk 공역체(가수분해성)를 비교한다.
도 5a 내지 5d: 균질화된 랫 뇌에서 공역체의 추출을 보여주는 HPLC 데이타.
도 6: cetyl-PEG2-엔케팔린 공역체 및 오피오이드 μ 수용체 아고니스트인 날록손(naloxone) 사이의 경쟁적인 결합을 나타내는 그래프.
도 7: 클로니딘(clonidine, 몰핀 치환체)과 cetyl-PEG2-엔케팔린의 무통각 효과의 그래프 비교
도 8: 본 발명에 따르는 다양한 공역체의 수용체 결합 분석 결과를 나타내는 표.
도 9: 본 발명에 따르는 올리고머의 합성예의 반응식
도 10: 본 발명에 따르는 엔케팔린 펩티드에 대한 올리고머의 결합을 나타내는 합성예의 반응식.
4. 본 발명의 상세한 설명
제한은 아니지만 명확한 개시를 위해 본 발명의 상세한 설명을 하기 소구분으로 나눈다.
본 발명은 BBB를 통과할 수 있는 양친매성 약물-올리고머 공역체 및 이러한 공역체를 제조하는 방법 및 용도에 관한 것이다.
상기 약물은 신경-활성 약물, 단백질, 펩티드 및 특히 엔케팔린 유사체인 것이 바람직하다. 상기 공역체는 혈류 환경에서 안정하고, BBB에 의한 분해에 내성을갖는다. 상기 공역체는 쉽게 BBB를 통과한다.
하나의 태양에서, 상기 공역체는 올리고머의 대사 절단의 필요없이 원하는 생리적 효과를 제공한다. 올리고머의 절단이 발생하면 약물은 활성을 유지한다.
양친매성 올리고머는 친지질성 및 친수성 모이어티를 포함한다. 친지질성 모이어티는 천연 지방산 또는 알킬쇄인 것이 바람직하다. 친지질성 모이어티는 1 내지 7 PEG 모이어티, 및 바람직하게는 1 내지 5 PEG 모이어티를 갖는 PEG의 작은 세그먼트인 것이 바람직하다. 친지질성 모이어티 및 친수성 모이어티의 길이 및 조성은 원하는 양친매성을 얻도록 조정될 수 있다. 예를 들어 지방산 또는 알킬 모이어티의 탄소쇄는 친지질성을 증가시키기 위하여 길어질 수 있지만, PEG 모이어티는 친수성을 증가시키기 위하여 길어질 수 있다.
지방산 모이어티는 포화 및 불포화 탄소를 가지며, 4 내지 26의 탄소원자수를 갖는 직쇄분자가 바람직하다. 지방산도 14 내지 22 탄소원자수를 갖는 것이 가장 바람직하다.
콜레스테롤 또는 아다만탄 모이어티는 올리고머의 친지질성 부분으로서 직쇄 지방산 대신에 치환될 수 있다.
바람직한 올리고머의 예는 다음과 같다:
CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
CH3(CH2)nCO(OC2H4)mOH (화학식 3);
식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7;
R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄; 또는
R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
식중 m=0 내지 5;
CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CO(OC2H4)mOH (화학식 7);
식중 m=1 내지 7.
본 발명에 따라서 사용될 수 있는 다른 불포화 지방산 모이어티는 올레인산, 리놀레인산 및 리놀레닌산을 포함할 수 있다.
특정 예에서, 폴리에틸렌 글리콜 및 지방산 모이어티 사이에 가수분해성 결합을 제공하는 것이 바람직하다. 이것은 중추신경계로 투과 후 가수분해가 발생하도록 하므로 펩티드에 여전히 결합된 폴리에틸렌 글리콜기를 갖는 활성 펩티드를 방출한다. 상기 펩티드는 더 큰 친수성을 얻게 되고, 그에 따라 순환계로의 배출이 억제된다.
상기 올리고머 및 약물 사이의 공유결합은 아미드(올리고머의 카르복시기는 펩티드의 아민기에 결합됨), 또는 카바메이트(올리고머의 클로로포메이트기는 펩티드의 아민기에 결합됨)인 것이 바람직하다.
비-펩티드 약물에 대해, 상기 결합은 에스테르(펩티드의 카르복시기가 올리고머의 히드록시기에 공유결합되거나 올리고머의 카르복시기가 약물의 히드록시기에 공유결합됨), 아미드(올리고머의 카르복시기가 약물의 아민기에 결합됨) 또는 카바메이트(올리고머의 클로로포메이트기가 약물의 아민기에 결합됨)인 것이 바람직하다. 엔케팔린 유사체에 대해, 바람직한 펩티드는 leu-엔케팔린 라이신 및 met-엔케팔린 라이신이다. 라이신의 아미노 잔기를 결합에서 사용하는 것이 바람직하다.
다른 바람직한 양친매성 모이어티는 천연 지방산 및 폴리에틸렌 글리콜의 세그먼트에 결합된 당 모이어티다. PEG 모이어티는 지방당의 양친매성을 증가시킨다.
PEG 모이어티의 길이 및 수는 공역체의 양친매성을 순화시키도록 달라질 수 있다. PEG의 수를 증가시키는 것은 얻어지는 올리고머의 친수성을 증가시킨다.
특정 예에서, 올리고머에 결합하기 전에 프롤린 또는 알라닌을 갖는 엔케팔린의 N-말단을 개질하는 것이 바람직하다. 중추신경계에 흡수된 후, 지방산의 에스테르는 가수분해되어 친수성 모이어티가 분리되어 나온다. 쉬운 방출이 억제되고, 뇌 아미노펩티다아제는 프롤린 또는 알라닌 부분을 절단하여 펩티드를 분리함으로써 전체 활성을 회복한다.
친수성 모이어티가 당인 경우, 당은 모노사카라이드인 것이 바람직하다. 당은 아미노 당 또는 비-아미노 당일 수 있다.
다른 태양에서, 올리고머는 펩티드 약물의 C-말단에 결합한다. 예를 들어:
식중 R=알킬1-26, 콜레스테롤 또는 아다만탄.
다른 태양에서, 올리고머는 펩티드 약물의 N-말단에 결합한다. 예를 들어:
라이신의 아미노기와 같은 아미노산 측쇄의 성분 또는 카르복시 말단에서 올리고머가 결합될 수 있다는 것을 당업자들은 인정할 것이다.
본 발명은 넓게는, 치료 및/또는 진단용 분자가 올리고머에 공유결합하여 양친매성 공역체를 형성하는 치료 및/또는 진단 공역체에 관한 것이다. 하나의 태양에서 올리고머는 적어도 하나의 친지질성 모이어티 및 적어도 하나의 친수성 모이어티를 포함하며, 두 모이어티의 크기 및 성질은 얻어지는 공역체에 양친매성을 부여하도록 선택된다.
본 발명에 따르는 올리고머의 예는 다음과 같다:
CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CO(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7
CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2CH=CH)6(CH2)3(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CO(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2CH2OH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CH2(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 7;
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6;
CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CH2(OC2H4)mOCH2COOH,
식중 m=1 내지 6.
4.1 치료용 화합물
따라서 본 발명은 치료(in vivo) 분야를 위한 다양한 조성물을 포함하며, 여기서 공역 펩티드 착물의 펩티드 성분은 생리학적으로 활성 또는 생활성인 펩티드이다. 상기 펩티드-함유 조성물에서, 올리고머에 대한 펩티드 성분의 공역은 직접적인 공유결합 또는 간접적인(적절한 스페이서 그룹을 통한) 결합일 수 있으며, 친수성 및 친지질성 모이어티는 또한 서로에 대해서 직접 또는 간접적인 공유결합을 포함하는 적절한 방법으로 올리고머에 구조적으로 배열될 수 있다. 광범위한 펩티드종이, 치료분야의 주어진 최종 용도에서 필요 또는 목적에 따라 본 발명의 넓은 분야에서 채용될 수 있다.
상세한 설명이 기본적 및 설명을 위해 본 발명의 다양한 조성물 및 제제의 펩티드 성분으로서 엔케팔린의 사용을 개시하지만, 본 발명의 용도가 그에 한정되는 것이 아니라 오히려 본 명세서에 개시된 올리고머에 공역할 수 있거나 또는 예를 들어 상기 펩티드가 본 명세서에 개시된 올리고머에 공역되도록 프롤린 잔기의혼입에 의해 개질될 수 있는 모든 펩티드종까지 확대된다.
따라서, 한정되는 것은 아니지만 적절한 펩티드는 하기를 포함한다: 부신피질자극 호르몬, 아데노신 디아미나제 리보뉴클레아제, 알칼린 포스파타아제, 안지오텐신, 항체, 아르기나제, 아르기닌 디아미나제, 아스파라기나제, 캐룰레인(caerulein), 칼시토닌, 케모트립신, 콜레시스토키닌, 응고인자, 디놀핀, 엔돌핀, 엔돌핀, 엔케팔린, 엔케팔린, 에리스로포이에틴, 가스트린-유리 펩티드, 글루카곤, 헤모글로빈, 시상하부 유리 인자, 인터페론, 카타칼신, 모틸린, 신경펩티드 Y, 뉴로텐신, 비-천연 발생 오피오이드, 옥시토신, 파파인, 파라티로이드 호르몬, 펩티드 프로락틴, 용해성 CD-4, 소마토메딘, 소마토스타틴, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 과산화물 디스뮤타제, 티로이드 자극 호르몬, 조직 플라스미노겐 활성인자, 트립신, 바소프레신, 및 상기 펩티드의 유사체, 이외에 다른 적절한 효소, 호르몬, 단백질, 폴리펩티드, 효소-단백질 공역체, 항체-합텐 공역체, 바이러스 에피토프 등.
다른 태양에서, 양친매성 약물-올리고머 공역체의 치료 펩티드는 미국 특허 제5,641,861호에 개시된 바와 같으며, 상기 펩티드가 라이신 잔기를 포함하고 있는 한 본 명세서에 인용에 의해 통합되어 있다. 상기 특허에 개시된 펩티드의 예는 다음과 같다: Ac-Phe-Arg-Trp-Trp-Tyr-Lys-NH2; Ac-Arg-Trp-Ile-Gly-Trp-Lys-NH2; Trp-Trp-Pro-Lys-His-Xaa-NH2, 식중 Xaa는 20개 천연발생 아미노산 중 하나일 수 있으며, 또는 Trp-Trp-Pro-Xaa-NH2, 식중 Xaa는 Lys 또는 Arg이다; Tyr-Pro-Phe-Gly-Phe-Xaa-NH2, 식중 Xaa는 20개 천연 발생 아미노산 중 하나이다; (D)Ile-(D)Met-(D)Ser-(D)Trp-(D)Trp-Glyn-Xaa-NH2, 식중 Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태이고 n은 0 또는 1이며, 이 화학식의 펩티드는 Gly가 없으면(n은 0) 헥사펩티드이며, Gly가 존재하면(n은 1) 헵타펩티드일 수 있다; (D)Ile-(D)Met-(D)Thr-(D)Trp-Gly-Xaa-NH2, 식중 Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태; Tyr-A1-B2-C3-NH2, 식중 A1은 (D)Nve 또는 (D)Nle, B2는 Gly, Phe 또는 Trp이고, C3는 Trp 또는 Nap이다; Pm 및 red{MexHyN-Tyr-(NMe)z-Tyr-Xaaz-NH2}, 식중 x 및 y는 독립적으로 0, 1, 또는 2이고 z는 0 또는 1이며, 식중 Xaa는 Phe, D-Phe 또는 NHBzl이다.
다른 태양에서, 양친매성 약물-올리고머 공역체의 치료 펩티드는 미국특허 제5,602,099호에 개시된 바와 같으며, 공역이 유리 카르복실 또는 유리 N-말단이 있는 경우에만 발생할 수 있다는 단서와 함께 인용에 의해 본 명세서에 통합되어 있다. 펩티드의 예는 다음과 같다: H-Tyr-Tic-Phe-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Phe-Phe-NH2; Tyr(NαMe)-Tic-Phe-Phe-OH; Tyr(NαCpm)-Tic-Phe-Phe-OH; Tyr(NαHex)-Tic-Phe-Phe-OH; Tyr(NαEt2)-Tic-Phe-Phe-OH; H-Dmt-Tic-Phe-Phe-OH; H-Dmt-Tic-Phe-Phe-NH2; H-Tyr(3-F)-Tic-Phe-Phe-OH; H-Tyr(3-Cl)-Tic-Phe-Phe-OH; H-Tyr(3-Br)-Tic-Phe-Phe-OH; H-Dmt-TicΨ[CH2-NH]Phe-Phe-OH; H-Dmt-TicΨ[CH2-NH]Phe-Phe-NH2; H-Tyr-TicΨ[CH2-NCH3]Phe-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Ψ[CH2-NH]Hfe-Phe-OH;Tyr(NMe)-TicΨ[CH2-NH]Hfe-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Phg-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Trp-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Trp-Phe-NH2; H-Tyr-Tic-His-Phe-OH; H-Tyr-Tic-2-Nal-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Atc-Phe-OH; H-Tyr-Tic-Phe-Phe(pNO2)-OH; H-Tyr-Tic-Trp-Phe(pNO2)-OH; H-Tyr-Tic-Phe-Trp-NH2; H-Tyr-Tic-Phe-Phe-Val-Val-Gly-NH2; H-Tyr-Tic-Phe-Tyr-Pro-Ser-NH2; H-Tyr-Tic-Trp-Phe-Tyr-Pro-Ser-NH2; H-Tyr-Tic-Trp-Phe(pNO2)-Tyr-Pro-Ser-NH2및 H-Tyr-Tic-Phe-Phe-Leu-Nie-Asp-NH2.
미국 특허 제5,602,099호의 상기 펩티드에 사용된 약자는 다음과 같이 해석될 수 있다: Aib=α-아미노이소부티르산; Atc=2-아미노테트랄린-2-카르복실산; Boc=tert-부톡시카르보닐; Cpm=시클로프로필메틸; DCC=디시클로헥실-카르보디이미드; DIEA=디이소프로필에틸아민; Dmt=2,6-디메틸티로신; Et=에틸; Hex=헥실; Hfe=호모페닐알라닌; HOBt=1-히드록시벤조트리아졸; MVD=마우스 수정관; 1-Nal=3-(1'-나프틸)알라닌; 2-Nal=3-(2'-나프틸)알라닌; Phe(pNO2)=4-니트로페닐알라닌; Phg=페닐글리신; Tic=1,2,3,4-테트라히드로이소퀴놀린-3-카르복실산; TIP=H-Tyr-Tic-Phe-OH; TIP-NH2=H-Tyr-Tic-Phe-NH2; TIP(Ψ)=H-Tyr-TicΨ[CH2-NH]Phe-OH; TIPP=H-Tyr-Tic-Phe-Phe-OH; TIPP-NH2=H-Tyr-Tic-Phe-Phe-NH2; TIPP(Ψ)=H-Tyr-TicΨ[CH2-NH]Phe-Phe-OH; Tyr(3-Br)=3-브로모티로신; Tyr(3-Cl)=3-클로로티로신; Tyr(3-F)=3-플루오로티로신; 및 Tyr(NαMe)=Nα-메틸티로신.
다른 태양에서, 펩티드는 미국 특허 제5,545,719호에 개시된 바와 같으며, 인용에 의해 본 명세서에 통합되어 있다.
다른 펩티드의 예는, 신경 재생을 유도하기 위한 ACTH-관련 펩티드, 감염 치료용 사이클로스포린, 동통 및 약물습관성 중독 치료용 엔케팔린 유사체, 우울증 치료용 MIF-1, 동통 완화용 뉴로텐신, 및 AIDS-관련 치매 치료용 펩티드를 들 수 있다. 부신피질자극호르몬(ACTH) 및 그 유사체 펩티드는 뇌하수체를 제거하여 유발되는 회피학습을 복구하는 것으로 알려져 있으며, 수동적 회피 질병을 치료하기 위하여 사용될 수 있다.
특히 바람직한 펩티드는 엔케팔린과 같은 내인성 및 합성 오피오이드 펩티드이다. 특히 바람직한 오피오이드는 [Met5]엔케팔린 (Tyr-Gly-Gly-Phe-Met)이다.
본 발명에 따르는 펩티드는 종래기술에 알려진 모든 합성법에 따라서 합성될 수 있다. 이와 같은 방법은 화학 합성 기술 및 재조합 DNA 발현 기술을 포함하지만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 치료용 화합물은 양친매성 올리고머에 대한 결합을 촉진하기 위하여 개질될 수 있다. 올리고머를 위한 결합부를 제공하기 위하여 펩티드의 C-말단 또는 N-말단, 또는 펩티드의 측쇄에 작용기가 첨가될 수 있다.
이와 다른 방법으로, 특정 아미노산이 치료 펩티드의 아미노산쇄 내에 삽입되거나 상기 개질이 펩티드의 활성을 제거하지 않는 경우 올리고머의 결합을 촉진하기 위하여 치료제의 아미노산을 대체하거나 또는 펩티드의 C-말단 또는 N-말단에첨가될 수 있다. 예를 들어, 양친매성 올리고머의 결합을 촉진하기 위하여 프롤린 또는 알라닌 잔기는 엔케팔린, [met5]엔케팔린과 같은 치료 펩티드의 N-말단에 첨가될 수 있다.
예를 든 펩티드 내의 하나 이상의 아미노산이, 예시한 펩티드에 나타낸 바와 같이 하나 이상의 특정 아미노산의 보존적 아미노산 치환에 의해 예를 든 바와 같이 개질 또는 치환될 수 있음을 당업자는 알 것이다.
보존적 아미노산 치환 변화는 예를 들어 하나의 산성 아미노산의 다른 산성 아미노산에 대한 치환, 하나의 소수성 아미노산의 다른 소수성 아미노산에 대한 치환 또는 Leu 또는 오르니틴(Orn)에 대한 Nle 또는 Arg에 대한 호모아르기닌(homoArg)과 같은 종래기술에 알려진 다른 보존적 치환을 포함할 수 있다.
상기 개질 또는 치환 유형 이외에, 펩티드 모조체(peptide mimetic) 또는 펩티도미메틱(peptidomimetic)으로 알려진 하나 이상의 아미노산의 모조체(mimic)가 또한 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "모조체"라는 용어는 아미노산의 동일 또는 유사 기능적 특징을 갖는 아미노산 또는 아미노산 유사체를 의미한다. 따라서 예를 들어 (D)아르기닌 유사체는 아르기닌의 구이니디니움(guinidinium) 측쇄 반응기의 특징인, 상기 유사체가 생리적 pH에서 양전하를 갖는 측쇄를 함유한다면 (D)아르기닌의 모조체일 수 있다. 펩티드 모조체 또는 펩티도미메틱은 상응하는 펩티드에 존재하는 바와 같이 유사 펩티드 쇄 약물작용발생단(pharmacophore)을 유지하는 유기분자이다.
상기 개시된 펩티도미메틱 및 비천연 발생 아미노산에 의한 아미노산의 치환은 측쇄 기능기에 대한 개질에 근거한 개별적인 펩티드의 궁극적인 활성 또는 성질을 강화시킬 수 있다. 예를 들어 이러한 유형의 변경은 본 발명의 양친매성 올리고머와 함께 채용될 수 있으며, 효소적 파괴에 대한 펩티드의 안정성을 더 강화시키고 생물학적 활성을 증가시킨다.
본 발명에서 치료제로서 사용하기 위한 펩티드를 당업자는 쉽게 합성할 수 있다. 합성 펩티드를 제조하는 표준 절차는 종래기술에 잘 알려져 있다. 메리필드의 고상 펩티드 합성법(solid phase peptide synthesis, SPPS)(J. Am. Chem. Soc., 85:2149 (1964), 인용에 의해 본 명세서에 통합되어 있음) 또는 종래기술에 잘 알려진 표준 용액법(예를 들어 Bodanzsky,M., Principles of Peptide Synthesis2nd revised ed. (Springer-Verlag, 1988 and 1993), 인용에 의해 본 명세서에 통합되어 있음)을 사용하여 상기 펩티드를 합성할 수 있다. 이와 다른 방법으로 종래기술에 알려진 동시 다중 펩티드 합성(simultaneous multiple peptide synthesis, SMPS) 기술을 사용할 수 있다. 메리필드의 방법으로 제조된 펩티드는 어플라이드 바이오시스템(Applied Biosystems) 431A-01 펩티드 합성기(Mountain View, Calif)와 같은 자동화 펩티드 합성기 또는 호프텐(Houghten)의Proc. Natl. Acad. Sci., USA 82:5131 (1985)에 개시되어 있는 수동 펩티드 합성 기술을 사용하여 합성될 수 있으며, 이들은 인용에 의해 본 명세서에 통합되어 있다.
아미노산 또는 아미노산 유사체를 사용하여 펩티드를 합성할 수 있으며, 이들의 활성기는 예를 들어 t-부틸디카보네이트기(t-BOC) 또는 플루오레닐메톡시 카르보닐기(FMOC)를 사용시 필요에 따라 보호된다. 아미노산 또는 아미노산 유사체는 상업적으로 구매하거나(Sigma Chemical Co.; Advanced Chemtec), 종래기술에 알려진 방법을 사용하여 합성할 수 있다. 고상법을 이용하여 합성된 펩티드는 시판중인 4-메틸벤즈히드릴아민(MBHA), 4-(옥시메틸)-페닐아세트아미도메틸 및 4-(히드록시메틸)페녹시메틸-코폴리(스타이렌-1% 디비닐벤젠)을 포함하는 수지(Wang resin)에 결합될 수 있으며, 또한 본 명세서에 인용에 의해 통합되어 있는 그라도(Grado) 및 카이저(Kaiser)의J. Org. Chem.47:3258(1982)에 개시된 바와 같이 합성될 수 있는 p-니트로벤조페논 옥심 폴리머(oxime resin)에 결합될 수 있다.
새롭게 합성된 펩티드는 역상 고성능 액체 크로마토그래피(RP-HPLC) 또는 펩티드의 크기 또는 전하에 근거한 다른 분리 방법과 같은 방법을 사용하여 정제될 수 있다. 게다가, 정제된 펩티드는 아미노산 및 질량 분석기와 같은 이들 및 다른 잘 알려진 방법을 사용하여 규명될 수 있다.
4.2 합성
본 발명의 올리고머에 대한 일반 합성 반응식을 도 9에 제공하며, 상기 올리고머를 본 발명의 치료용 펩티드에 결합시키는 일반 합성 반응식을 도 10에 제공한다.
원하는 올리고머를 얻기 위하여 지방산을 개질하는 몇 가지 방법을 구조식을 사용하여 보다 상세히 설명한다.
지방산 및 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 올리고머의 합성에서, 에틸렌글리콜이 가수분해성 에스테르 결합으로 지방산에 결합된 경우 지방산의 산염화물 또는 그의 산무수물로 출발하는 것이 바람직하다. 이후에 말단에서 2개의 유리 히드록실을 갖는 목적하는 폴리에틸렌글리콜이 불활성 용매에서 같은 몰당량의 산염화물 또는 산무수물로 처리된다. 글리콜 유닛은 우선 불활성 용매에 용해되고 산염화물 또는 산무수물을 첨가하기 전에 유기 염기로 처리된다. 반응 매질에서 생성물을 추출하고 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 더 정제한다:
일부 예에서, 아미드와 같은 더 강한 가수분해성 결합을 갖는 올리고머를 만드는 것이 바람직하다. 선택된 지방산의 산염화물 또는 산무수물은 히드록실 부분이 아니라 아미노 잔기만이 반응하도록 제어된 반응 조건하에 폴리에틸렌 글리콜의 아미노 유도체로 처리된다. 선택성을 확신케 하는 다른 조건은 지방산을 N-히드록시숙신이미드 에스테르로 변환시켜 폴리에틸렌 글리콜의 아미노 잔기와 반응시키는것이다.
펩티드 약물에 대한 올리고머의 결합은 올리고머의 유리 히드록실 모이어티를 N-히드록시숙신이미드 에스테르(NSU)로 변환시켜 일어난다. N-히드록시숙신이미드기는 펩티드의 친핵성 아미노잔기와 쉽게 반응한다.
올리고머의 친지질성 부분이 에테르 결합으로 친수성 부분에 결합되는 올리고머의 합성에서, 목적하는 폴리에틸렌 글리콜(친수체)은 우선 보호된다. 말단의 두개 유리 히드록실 중 하나는 1몰의 트리틸 클로라이드를 사용하여 피리딘 내 트리틸기로 보호된다. 보호된 폴리에틸렌 글리콜을 적절한 불활성 용매에 용해하고소듐 하이드라이드로 처리한다. 친지질성 부분의 브로모 또는 토실레이트 유도체를 불활성 용매에 용해하고 보호된 폴리에틸렌 글리콜의 용액에 첨가한다. 실온에서 생성물을 무수 불활성 용매 내에서 파라-톨루엔설폰산으로 처리한다. 목적하는 생성물을 불활성용매에서 추출하고 컬럼 크로마토그래피로 정제한다. 변화 구조를 하기에 도시한다:
친지질성 부분은 알킬, 콜레스테릴, 아다만틸 모이어티일 수 있다.
올리고머의 친지질성 부분이 카르복실산 모이어티의 말단 및 에테르결합에서 친수성 부분에 결합되는 올리고머의 합성에서, 카르복실기를 보호하는 것이 바람직하다. 한쪽 말단의 유리 히드록시기 및 다른 말단의 카르복시기를 갖는 폴리에틸렌 글리콜이 선택된다. 카르복시기는 에스테르화 반응으로 보호된다. 보호된 폴리에틸렌 글리콜을 적절한 불활성 용매에 용해하고, 소듐 하이드라이드로 처리한다. 친지질성 부분의 브로모 또는 토실레이트 유도체를 불활성 용매에 용해하고, 보호된 폴리에틸렌 글리콜의 용액에 첨가한다. 생성물을 소듐 히드록시드 용액으로 처리하여 유리산을 분리한다. 목적하는 생성물을 불활성 용매에서 추출하고 컬럼 크로마토그래피로 정제한다. 변화 구조를 하기에 도시한다.
친지질성 부분은 알킬, 콜레스테릴 또는 아다만틸 모이어티일 수 있다.
산성 올리고머의 이와 같은 기는 우선 카르복시기를 N-히드록시숙신이미드(NSU)와 반응시켜 펩티드 약물에 결합시킴으로써 쉽게 분리될 수 있는 기를 형성할 수 있다. 불활성 용매 내에서 활성화된 올리고머의 용액을 적절한 용매에 용해한 목적하는 펩티드 약물로 처리한다. 역 첨가를 선택할 수 있다.
경우에 따라 친지질성 모이어티를 친지질성 당으로 대체하는 것이 바람직하다. 당 모이어티는 우선 목적하는 지방산 염화물로 에스테르화 되어 선택적 또는 부분적 아실화 반응을 얻는다. 목적하는 폴리에틸렌 글리콜의 디카르복실산 유도체의 2산염화물로 생성물을 불활성 용매에서 처리한다.
1몰 당량의 각 반응 모이어티로 반응을 수행한다. 이러한 반응은 산 염화물을 포함하는 친수체의 한 말단을 분리하고, N-히드록시숙신이미드 에스테르로 더 변환한다. 활성화된 에스테르는 적절한 불활성 용매에서 펩티드 약물과 반응한다.
식중 R=지방산, 알킬1-26, 콜레스테롤 또는 아다만탄이다.
4.3 치료방법
본 발명은 본 발명의 유효량의 양친매성 약물-올리고머 공역체를 환자에게 투여하여 치료 및 예방하는 방법을 제공한다.
본 발명의 하나의 구현예는 본 발명에 따르는 치료적 유효량의 양친매성 약물-올리고머를 포함하는 약학적 조성물을 투여하는 방법을 제공한다.
도입방법은 피내, 근내, 복강내, 정맥내, 피하, 비내, 경막외, 및 경구 경로를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 공역체는 편리한 경로, 예를 들어 주입 또는 일시주사(bolus injection)에 의해, 상피 또는 점막피부 내층(예를 들어 구강 점막, 직장 및 장 점막 등)을 통한 흡수에 의해 투여될 수 있고, 다른 생물학적 활성제와 함께 투여될 수 있다. 투여는 전신성 또는 국소적일 수 있다.
특정 환경에서, 심실내 및 경막내 주사를 포함하는 모든 적절한 경로에 의해 중추신경계로 직접 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것이 바람직할 수 있다; 심실내 주사는 옴마야(Ommaya) 저장소와 같은 저장소에 결합된 심실내 카테터 등에 의해 촉진될 수 있다.
폐 또는 코 투여도 예를 들어 흡입기 또는 분무기를 사용하거나, 분무제와 함께 제제를 사용하여 채용될 수 있다.
다른 구현예에서, 공역체는 제어방출시스템에서 전달될 수 있다.
하나의 구현예에서, 펌프가 사용될 수 있다(Langer,supra; Sefton,CRC Crit. Ref.Biomed.Eng.14:201 (1987); Buchwald et al.,Surgery 88:507 (1980); Saudek et al.,N. Engl. J. Med.321:574 (1989) 참조). 다른 구현예에서, 제어방출시스템이 치료 목적물, 즉 뇌 부근에 위치할 수 있으며, 그에 따라 단지 전신성 복용의 일부만을 필요로 한다(예를 들어 Goodson, in Medical Applications of Controlled Release,supra, vol. 2, pp.115-138(1984) 참조).
다른 제어방출시스템은 랑어(Langer)에 의한 리뷰에 개시되어 있다(Science 249:1527-1533 (1990))
대상은 동물이 바람직하며, 소, 돼지, 말, 닭, 고양이, 개와 같은 동물을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니고, 포유류가 바람직하며, 인간이 가장 바람직하다.
4.4 약학적 조성물
투여수단으로서, 예를 들면 경구, 비경구, 직장, 국소, 혀밑, 점막, 코, 눈, 피하, 근내, 정맥내, 경피, 척추, 경막내, 관절내, 동맥내, 지주막하, 기관지, 림프관, 및 자궁내 투여를 포함할 수 있다.
본 발명은 치료용 첨가물로서 본 발명의 벡터구조를 포함하는 인간 의학 용도를 위한 약학적 제제의 사용을 고려할 수 있다. 상기 약학적 제제는 약학적으로 유용한 담체 및 선택에 따라 다른 치료용 첨가물을 포함할 수 있다. 상기 담체 또는 담체들은 이들이 치료용 첨가물과 호환성이 있고 그의 수용자에게 심하게 해롭지 않다는 의미에서 약학적으로 허용가능해야만 한다. 상기 치료용 첨가물 또는 첨가물들은 하기에 개시된 목적 치료 효과를 달성하기에 필요한 양으로 제공된다.
다른 태양에서, 약학적 조성물은 (1) 엔케팔린 펩티드가 N-말단에 첨가된 프롤린 또는 알라닌을 갖는 본 발명에 따르는 엔케팔린 공역체, 및 N-말단에 첨가된프롤린 또는 알라닌을 갖지 않는 본 발명에 따르는 엔케팔린 공역체의 혼합물, 및 (2) 약학적 담체를 포함하여 제공된다.
다양한 전달 시스템이 알려져 있고, 예를 들어 캡슐화 마이크로캡슐이 본 발명의 공역체를 투여하기 위하여 사용될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "약학적으로 허용가능"이라는 용어는 연방 또는 주정부의 조정국에 의해 인정되거나 미국 약전, 또는 동물, 특히 구체적으로는 인간에게 사용되는 다른 통상의 약전에 나열됨을 의미한다.
"담체"라는 용어는 공역체가 투여되는 희석제, 보조제, 부형제, 운반체를 의미한다.
상기 약학적 담체는 땅콩기름, 두유, 광유, 참기름 등과 같은 석유, 동물, 식물 또는 합성 근원의 것을 포함하는 물 및 오일과 같은 무균성 액체일 수 있다. 약학적 조성물이 정맥내 투여되는 경우 물이 바람직한 담체이다. 식염수 및 수성 덱스트로스 및 글레세롤 용액이 액체 담체로서, 특히 주사용액에 대해 채용될 수 있다.
적절한 약학적 부형제는 스타치, 글루코스, 락토스, 슈크로스, 젤라틴, 맥아, 라이스, 곡물 분말, 쵸크, 실리카겔, 소듐 스테아레이트, 글리세롤 모노스테아레이트, 탈크, 소듐 클로라이드, 건조 스킴 밀크, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 물, 에탄올 등을 포함한다.
원한다면, 조성물은 또한 소량의 습윤제 또는 에멀젼화제, 또는 pH 완충제를 포함할 수 있다.
조성물은 용액, 서스펜션, 에멀젼, 타블렛, 필, 캡슐, 파우더, 지효성 제형 등의 형태를 가질 수 있다. 조성물은 트리글리세라이드와 같은 통상의 결합제 및 담체와 함께 좌제로서 형성될 수 있다.
경구 제제는 약학적 등급의 만니톨, 락토스, 스타치, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 사카린, 셀룰로오스, 마그네슘 카보네이트 등과 같은 표준 담체를 포함할 수 있다. 적절한 약학적 담체의 예는 E.W.마틴(Martin)의 "Remington's Pharmaceutical Sciences"에 개시되어 있다.
상기 조성물은 환자에게 적절히 투여할 수 있는 형태로 제공되도록 적절한 양의 담체와 함께 바람직하게는 정제된 형태의 치료적 유효량의 약물-올리고머 공역체를 포함할 수 있다.
투여 방법 및 복용 형태는 물론 주어진 치료 분야에 대해 바람직하고 효율적인 치료량의 화합물에 영향을 미치게 된다. 치료적 유효량은 발병의 심각성을 예방, 지연 또는 감소시키는데 필요한 양이거나, 진행중인 질병의 심각성을 중지시키거나 감소시키는데 필요한 양이다. 이러한 양이 수용자의 중량 및 건강, 변환시킬 세포의 유형, 본 조성물의 투여방법 및 치료될 의학적 장애의 종류와 같은 요소에 따라 달라질 수 있다는 것은 당업자에게 쉽게 인정될 것이다.
상기 복용 형태는 정제, 시럽, 로센지(losenges), 엘릭서, 서스펜션 및/또는 에멀젼의 형태로 제공될 수 있다.
보조 첨가물은 제한 없이, 희석제, 완충액, 향미료, 정제분해물질(disintegrant), 계면활성제, 농축제(thickener), 윤활유, 방부제 및/또는 산화방지제를 포함할 수 있다.
바람직한 구현예에서, 상기 조성물은 인간에게 정맥 투여하기 위해 적용되는 약학적 조성물로서 통상의 방법에 따라 제제화된다.
통상, 정맥 투여를 위한 조성물은 무균성 등장 수성 완충액이다. 필요한 경우, 상기 조성물은 또한 주사부위에서 통증을 덜어줄 리그노카인과 같은 국소마취제 및 용해제를 포함할 수 있다. 일반적으로 첨가물은 예를 들어 활성제의 양을 알려주는 사체트(sachette) 또는 앰플과 같은 밀봉된 용기에 동결건조된 분말 또는 무수 농축물로서 단위 복용 형태로 개별적 또는 함께 혼합되어 공급된다.
조성물이 주입으로 투여되는 경우, 무균성 약학적 등급수 또는 식염수를 담고 있는 주입 용기에 분배된다. 조성물이 주사로 투여되는 경우, 주사를 위한 무균수 또는 식염수의 앰플은 첨가물이 투여전에 혼합될 수 있도록 제공될 수 있다.
본 발명의 공역체는 중성 또는 염형태로 제제화될 수 있다.
약학적으로 허용가능한 염은 염산, 인산, 아세트산, 옥살산, 타르타르산 등에서 유도되는 것과 같은 유리 아미노기로 형성된 것들, 및 소듐, 포타슘, 암모늄, 칼슘, 수산화제II철, 이소프로필아민, 트리에틸아민, 2-에틸아미노 에탄올, 히스티딘, 프로카인 등에서 유도된 것과 같은 유리 카르복실기로 형성된 것들을 포함한다.
특정 장애 또는 질환의 치료시 치료적 효과가 있는 본 발명의 공역체의 양은 장애 또는 질환의 본성에 따라 달라지지만, 표준 임상 기술에 의해 결정될 수 있다.in vivo및/또는in vitro분석은 선택에 따라 적절한 투여 범위를 규명하는것을 돕는데 채용될 수 있다.
예를 들어, 무통각을 위한 엔케팔린 공역체의 적절한 투여량은 통상 1mg/kg 내지 20mg/kg의 범위이며, 바람직하게는 3mg/kg 내지 15mg/kg이고, 더욱 바람직하게는 5mg/kg 내지 7mg/kg이다.
유효 투여량은in vitro또는 동물 모델 테스트 시스템에서 유도된 투여량-반응 곡선으로부터 외삽할 수 있다.
좌약은 통상 0.5 내지 10 중량% 범위의 활성 첨가물을 포함한다; 경구제제는 10 내지 95%의 활성 첨가물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한 본 발명의 약학적 조성물의 첨가물을 하나 이상 채운 하나 이상의 용기를 포함하는 약학적 팩 또는 킷트를 제공한다. 상기 용기(들)에는 약학적 또는 생물학적 산물의 제조, 사용 또는 판매를 규제하는 정부 당국에 의해 정해진 형태의 경구문이 선택적으로 부착될 수 있으며, 이 경고문은 인간 투여용 제조, 사용 또는 판매가 당국에 의해 승인되었음을 암시한다.
본 발명은 본 명세서에 개시된 특정 구현예에 의해 범위가 한정되는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에 개시된 것 외에 다양한 변경이 상기 설명 및 수반 내용으로부터 당업자에게는 명백해질 것이다. 이와 같은 변경은 첨부된 청구범위의 범주 안에 포함되도록 의도된다.
2. 본 발명의 개요
본 발명은 넓게는 치료 및/또는 진단 약물-올리고머 공역체에 관한 것으로, 약물 분자는 올리고머에 공유결합하여 양친매성 공역체를 형성한다. 하나의 태양에서, 올리고머는 적어도 하나의 친지질성 모이어티 및 적어도 하나의 친수성 모이어티를 포함하며, 양친매성 및 친지질성 모이어티의 크기 및 성질은 얻어지는 공역체에 양친매성 성질을 부여하도록 선택된다.
본 발명은 BBB를 통과할 수 있는 양친매성 약물-올리고머 공역체 및 이와 같은 공역체의 제조방법 및 용도에 관한 것이다.
하나의 태양에서, 치료제는 신경활성 약물, 단백질, 펩티드 및 특히 엔케팔린 유사체이다. 공역체는 혈류 환경에서 안정하고, BBB 및 CNS 내의 효소에 의한 분해에 내성을 갖는다. 더욱이 상기 공역체는 BBB를 쉽게 통과한다.
하나의 태양에서, 약물-올리고머 공역체는 올리고머의 대사 절단없이 목적하는 생리학적 효과를 제공한다.
다른 태양에서, 친지질체(lipophile) 및 친수체(hydrophile)는 불안정한 가수분해성 결합으로 연결된다. 결합이 CNS에서 가수분해되면, 친수체는 상기 약물에 결합하여 남아 있다.
양친매성 올리고머는 친지질성 친수성 모이어티로 이루어진다. 친지질성 모이어티는 지방산 또는 알킬쇄인 것이 바람직하다. 지방산 모이어티는 탄소원자(포화 또는 불포화) 및 적절하게는 4 내지 26 탄소원자수의 직쇄 분자인 것이 바람직하다. 지방산이 4 내지 22 탄소원자수를 갖는 것이 가장 바람직하다.
친수성 모이어티는 바람직하게는 1 내지 7 폴리에틸렌글리콜(PEG) 유닛 및 더욱 바람직하게는 1 내지 5 PEG 유닛을 갖는 PEG의 작은 분획인 것이 바람직하다. 친지질성 모이어티 및 친수성 모이어티의 길이 및 조성은 목적하는 양친매성을 얻도록 조정할 수 있다.
다른 태양에서, 콜레스테롤 또는 아다만탄 모이어티는 올리고머의 직쇄 지방산 부분에 대해 치환된다.
바람직한 올리고머의 예는 다음과 같다:
CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
CH3(CH2)nCX(OC2H4)mOH (화학식 3);
식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7 및 X=O;
R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄; 또는
R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
식중 m=0 내지 5;
CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
식중 m=0 내지 7;
CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CX(OC2H4)mOH (화학식 7);
식중 m=1 내지 7 및 X=N 또는 O.
본 발명에 따라서 사용될 수 있는 다른 불포화 지방산 모이어티는 올레인산, 리놀레인산 및 리놀레닌산을 포함한다.
예를 들어, 하나의 태양에서, 친지질체 및 친수체는 가수분해성 결합으로 연결된다. 지방산 및 친수성 모이어티 사이에서 가수분해성 결합을 제공하는 것이 바람직하다. 이것은 CNS로 투과한 후에 가수분해가 발생하도록 하므로 펩티드에 여전히 결합하고 있는 친수성 그룹을 갖는 활성 펩티드를 방출한다. 그 결과, 펩티드는 더 큰 친수성을 가지며 순환계로의 배출이 억제된다.
비-가수분해성 결합을 갖는 공역체의 예는 다음과 같다:
하나의 태양에서, 상기 친지질체 및 친수체는 가수분해성 결합으로 결합된다. 예를 들면 다음과 같다:
하나의 태양에서, 올리고머 및 약물 사이의 공유결합은 아미드(올리고머의 카르복시기가 펩티드 약물의 아민기에 결합됨), 또는 카바메이트(올리고머의 클로로포메이트기가 펩티드 약물의 아민기에 결합됨)인 것이 바람직하다. 일반적으로, 펩티드의 유도성 아민기는 라이신 잔기의 엡실론 아미노 잔기에서 통상 발견되는 친핵성 아미노 잔기 또는 N-말단의 아민이다.
다른 태양에서, 에스테르(펩티드의 카르복시기가 올리고머의 히드록시기에 공유결합되거나 올리고머의 카르복시기가 약물의 히드록시기에 공유결합됨), 아미드(올리고머의 카르복시기가 약물의 아민기에 결합됨) 또는 카바메이트(올리고머의클로로포메이트기가 약물의 아민기에 결합됨) 결합이 비-펩티드 약물에 대해 제공된다.
상기 엔케팔린 유사체에 대하여, 바람직한 펩티드는 leu-엔케팔린 라이신 및 met-엔케팔린 라이신이다. 라이신의 아미노 부분 쇄가 결합에서 사용되는 것이 바람직하다.
양친매성 약물-올리고머 공역체는 조성이 다른 다중 올리고머를 포함할 수 있다.
다른 태양에서, 양친매성 약물-올리고머 공역체 모이어티는 다음과 같이 구성된다:
양친매성 올리고머의 다른 태양에서 모이어티는 천연 지방산 및 폴리에틸렌 글리콜의 세그먼트에 결합된 당(sugar) 모이어티이다. PEG 모이어티는 지방당의 양친매성을 증가시킨다. 당 모이어티를 포함하는 배열의 예를 도 1a 내지 1c에 제공한다.
다른 태양에서, PEG는 양친매성 공역체에서 스페이서 그룹으로 사용되고, PEG 모이어티의 길이 및 수는 공역체의 양친매성을 순화(refine)시키도록 변할 수 있다. PEG의 수를 증가시키는 것은 공역체의 친수성을 증가시킨다.
본 발명의 다른 태양에서, 프롤린 또는 알라닌은 펩티드의 N-말단에 첨가된다. 바람직한 태양에서, 프롤린 또는 알라닌이 엔케팔린 펩티드의 N-말단에 첨가되고 올리고머 모이어티는 프롤린 또는 알라닌 잔기의 N-말단에 결합된다.
중추 신경계로 흡수된 후, 지방당의 에스테르는 가수분해되어 친수성 모이어티가 분리되어 나온다. 배출이 억제되고, 뇌 아미노펩티다아제는 프롤린 또는 알라닌 부분을 절단하여 펩티드가 분리됨으로써 전체 활성을 회복한다.
본 발명은 또한 양친매성 약물-올리고머 공역체 및 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 약학적 조성물을 제공한다.
다른 태양에서, 제공되는 약학적 조성물은 (1) 엔케팔린 펩티드가 N-말단에 첨가된 프롤린 또는 알라닌을 갖는 본 발명에 따르는 엔케팔린 공역체, 및 N-말단에 첨가된 프롤린 또는 알라닌을 갖지 않는 본 발명에 따르는 엔케팔린 공역체의 혼합물, 및 (2) 약학적 담체를 포함한다. 이와 같은 태양은 엔케팔린의 더 빠르게 작용하는 유지된 복용을 제공한다.
본 발명은 또한 본 발명의 공역체를 투여하는 방법을 제공한다.
본 발명은 본 발명의 효과를 시험하기 위한 분석(in vitro및in vivo모두)을 더 제공한다.
본 발명의 응용성의 다른 목적 및 영역은 하기 상세한 설명에서 명백해질 것이다. 상세한 설명 및 특정 실시예가 본 발명의 바람직한 구현예를 나타내지만 설명만을 위한 것으로 다양한 변화 및 변경은 상세한 설명으로부터 당업자에게 명백해질 것으로 이해되어야만 한다.
2.1 정의
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "친지질성"이라는 용어는 지질에 용해되는 성질 및/또는 생물학적 멤브레인을 투과, 상호작용 및/또는 통과하는 성질을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "친지질성 모이어티" 또는 "친지질체"라는 용어는 친지질성 이고, 또는 다른 화학적 물질에 결합된 경우 상기 화학적 물질, 예를 들어 지방산, 콜레스테롤의 친지질성을 증가시키는 모이어티를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "친수성"이라는 용어는 물에 용해되는 성질을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "친수성 모이어티" 또는 "친수체"라는 용어는 친수성이고, 또는 다른 화학적 물질에 결합된 경우 상기 화학적 물질, 예를 들어 당, PEG의 친수성을 증가시키는 모이어티를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "양친매성"이라는 용어는 물 및 지질 모두에 용해되는 성질을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "양친매성 모이어티"라는 용어는 양친매성이고, 또는 펩티드 또는 비-펩티드 약물에 결합된 경우, 얻어지는 공역체, 예를 들어 PEG-지방산 올리고머, 당-지방산 올리고머의 양친매성을 증가시키는 모이어티를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "신경활성 약물"이라는 용어는 CNS 내에서 활성을 갖는 모든 펩티드 또는 다른 약물, 예를 들어 엔케팔린, 엔케팔린 유사체를 포함하도록 넓게 사용된다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "펩티드"라는 용어는 약 10,000 이상의 분자량을 갖는 단백질 뿐만 아니라 약 10,000 이하의 분자량을 본질적으로 갖는 폴리펩티드를 포함하는 것으로 넓게 해석되는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "공유 결합"이라는 용어는 특정 모이어티가 직접 서로와 공유결합되거나, 또는 그 이외에 브릿지, 스페이서 또는 결합 모이어티 또는 모이어티들과 같은 개재된 모이어티 또는 모이어티들을 통해 서로에게 간접적으로 공유결합되는 모이어티를 의미한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, "약물"이라는 용어는 진단, 특성화, 치료, 완화, 처치, 발병의 예방 또는 완화, 질환, 또는 다른 생리학적 질병에서 사용하기 위한 물질 또는 인간 및/또는 인간이 아닌 동물에서 정상적인 생리적 기능을 강화시키는 물질을 의미한다.
5.1 합성
5.1.1 트리에틸렌 글리콜 모노헥사데실 에스테르
팔미틴 무수물(5.00g; 10.104mmol)을 건조 THF(20mL) 및 3 mol 과량의 건조 피리딘에 용해하고 용액을 실온에서 교반하였다. 교반용액에, 트리에틸렌 글리콜(1.5g; 10.104mmol)을 서서히 가하였다. 1h 동안 교반 후, THF를 실온에서 감압하에 제거하고, 반응 혼합물을 빙냉시킨 10% 황산에 넣었다. 수층을 에틸 아세테이트(30ml×3)로 추출하였다. 결합된 유기층을 차례로 물, 식염수 및 건조 MgSO4로 세척하고 여과하였다. 증발 후 TLC 상에서 단일점인 순수한 생성물을 얻었다.
5.1.2 숙신이미딜 트리에틸렌 글리콜 모노헥사데실 에스테르;
건조 THF의 teg-팔미테이트(1g; 2.57mmol), 디메틸아미노피리딘(0.313g; 2.57mmol) 교반 용액에 N,N'-디숙신이미딜 카보네이트(0.691g)를 한번에 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 밤새 교반하였다. 유기 용매를 감압하에 제거하고 반응 혼합물을 에틸 아세테이트로 희석한 후, 1N 염산(10mL×2), 물 및 식염수로 세척하였다. 용매를 MgSO4로 건조, 여과 및 증발시켜 백색 고체를 얻었다.
5.1.2.1 활성의 측정
숙신이미딜 반응성을 인슐린과 공역시켜 측정한 결과 67%이었다.
5.1.3 숙신이미딜 트리에틸렌 글리콜 모노헥사데실 에테르
질소하 포스겐(10.0 mL; 20% 톨루엔 용액)의 차가운 교반 용액에 건조 디클로로메탄(4mL)에 용해한 트리에틸렌 글리콜 모노헥사데실 에테르(1.5g; 4.00mmol)의 용액을 가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 0℃에서 교반하였다. 과량의 포스겐을 물 아스피레이터로 증류 제거하고, 묽은 NaOH의 차가운 용액을 통과시켰다.
반응 플라스크를 빙욕에서 냉각시키고, 소량의 THF에 용해시킨 동등 몰량의 트리에틸아민 및 히드록시숙신이미드 용액을 서서히 가하였다. 반응 혼합물을 12시간 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 25℃에서 완전히 제거하고, 잔사를 에틸 아세테이트에 재용해한 후, 물, 식염수로 세척, MgSO4로 건조 및 증발시켜 순수한 숙신이미딜 유도체를 얻었다.
5.1.3.1 활성의 측정
숙신이미딜 반응성을 인슐린과 공역시켜 측정한 결과 62.5%이었다.
5.2 MET-엔케팔린과 화합물 2 & 4의 공역
5.2.1 공역을 위한 일반 공정
5.2.1.1 반응식
5.2.1.2 일반 공정
5mL의 DMF-DCM(2:1)에 용해한 met-엔케팔린(0.130g; 0.1854mmol)의 교반 용액에 TEA(25㎕)를 가하였다. 반응 혼합물을 10℃까지 냉각하고, 1mL DCM에 용해시킨 팔미틸-teg-nsu 또는 cetyl-teg-nsu 용액을 한번에 가하였다. 반응 혼합물을 10℃에서 2시간 동안 교반하였다. 용매를 감압하에 제거하고, 잔사를 건조 에틸 아세테이트에 재용해하였다. 용매를 증발시킨 후, 0.310g 공역된 엔케팔린을 얻었다. HPLC는 3:1의 비율로 모노 & 디 공역체를 나타내었다.
5.3 CETYL-PEG2의 합성; 보호시킨(BOC) LEUENK와의 활성 & 공역
10℃에서 건조 THF(300 mL)에 용해시킨 NaH(4.00g: 0.1mol)의 서스펜션에 디에틸렌 글리콜을 한번에 가하였다. 냉욕을 제거하고, 반응 혼합물을 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 후반부에 반응 혼합물을 10℃로 냉각하고, 브로모헥사데칸(29g: 0.95 mol)을 한번에 가하였다. 냉욕을 제거하고 반응액을 실온에서 4시간 동안 교반하였다. 용매를 감압하에 제거하고, 조생성물을 물과 혼합하고 에틸아세테이트(30mL×3)로 추출하였다. 결합된 유기 추출물을 물, 식염수로 차례로 세척, MgSO4로 건조 및 증발시켜 TLC 상에서 단일점이고 단일 분자 이온 피크를 갖는 백색 고체 분말을 얻었다.
5.3.1 CETYL-PEG2-NSU
질소하에 포스겐(10.0mL; 20% 톨루엔 용액)의 차가운 교반 용액에 건조 디클로로메탄(5mL)에 용해시킨 cetyl-PEG2-OH(1.3g; 4.00mmol)의 용액을 가하였다. 반 응혼합물을 실온에서 1시간 및 2시간 동안 0℃에서 교반하였다. 과량의 포스겐을 물 아스피레이터로 증류 제거하고, 묽은 NaOH의 차가운 용액을 통과시켰다.
반응 플라스크를 빙욕에서 냉각시키고, 소량의 THF에 용해시킨 동등 몰량의 트리에틸 아민 및 히드록시 숙신이미드의 용액을 서서히 가하였다. 반응 혼합물을12시간 동안 실온에서 교반하였다. 용매를 25℃에서 완전히 제거하고, 에틸 아세테이트에 재용해한 후, 물, 식염수로 세척, MgSO4로 건조 및 증발시켜 순수한 숙신이미딜 유도체를 얻었다.
5.3.2 활성의 측정
숙신이미딜 반응성을 인슐린과 공역시켜 측정정한 결과 83.5%이었다.
5.4 BOC-LEU...ENK...LYS-OH와 숙신이미딜 CETYL-PEG2의 공역
Boc-Leu...enk...Lys-OH(100mg; 0.125mmol)을 5mL의 DMF:DCM(1:1)에 용해하고 10℃에서 질소하에 교반하였다. 이 맑은 용액에 1mL의 DCM에 용해시킨 TEA(17.5㎕) 및 숙신이미딜 cetyl-PEG2의 용액을 가하였다.
1.5시간 후(TLC는 단일 생성물을 나타내었다), 용매를 감압하에 실온에서 제거하고, 반응 혼합물을 물과 혼합하고 에틸 아세테이트(10mL×3)로 추출하였다. 유기 추출물을 물, 식염수로 차례로 세척하고, 건조 및 증발시켜 고체를 얻었다.
5.4.1 유된 BOC-LEU...ENK...LYS-OH의 실리카겔 컬럼 상에서 정제
보호된 유도 엔케팔린을 메탄올-클로로포름(5% 메탄올-클로로포름) 혼합물을 용리액으로 사용하여 실리카겔 컬럼상에서 정제하였다. 목적하는 분획의 증발 후, 100mg 순수 화합물을 얻었다. 용매의 제거 후, 100mg의 수율을 얻었다.
5.4.2 유도된 LEU...ENk로부터 부틸옥시카르보닐기의 탈보호
유도된 Boc-Leu...enk.(100mg: 0.0866mmol)를 0.4ml의 TFA-DCM으로 실온에서 30분간 처리하였다. 용매를 감압하에 제거하였다. 고체를 2ml의 메탄올에 재용해하고, 여과 및 증발시켰다; 80mg의 순수 생성물을 얻었다.
5.5 양친매성 올리고머-엔케팔린 공역체의 합성
5.5.1 비-가수분해성 및 가수분해성 공역체의 합성을 위한 일반식
100밀리그램의 엔케팔린(100mg; 0.142mmol)을 건조 디메틸포름아미드(5mL)에 실온에서 용해시켰다. 양친매성 올리고머의 P-니트로페놀 또는 N-히드록시숙신이미드 활성화 (카보네이트 또는 에스테르)(1.1 몰당량)을 1mL 테트라히드로퓨란에 용해하고, 상기 용액에 가한 후 1.5시간에 걸쳐 실온에서 교반하였다. 반응 정도를 이소프로판올/물(0.1% 트리플루오로아세트산) 구배시스템을 사용하는 역상(C-18) HPLC로 감시하였다. 반응 혼합물을 감압하에 증발시키고 내용물을 이소프로판올-물 혼합물에 용해시켰다. 이소프로판올/물(0.1% 트리플루오로아세트산) 또는 아세토니트릴/물 (0.1% 트리플루오로아세트산) 중 하나로 된 용매 구배시스템을 갖춘 22mm 예비 HPLC 컬럼(C-8) 상에서 정제하여 순수 모노 공역 및 디 공역된 엔케팔린을 얻었다. 용매를 저온(<20℃)에서 증발시켜 건조 생성물을 얻었다. 생성물의 순도를 역상 분석 HPLC로 분석하여, MW 정보를 MALDI(TOF)-질량분석 기술로 얻었다.
5.5.2 콜레크세톨-PEG2, 가수분해성 양친매성 올리고머의 합성
PEG2이산(3,6,9-트리옥사운데카논 이산, 10g)을 건조 클로로포름(50mL)에 용해하고, 촉매량의 디메틸포름아미드의 존재하의 건조조건 및 실온에서 염화옥살릴에 적가하였다. 반응액을 6시간 동안 교반하고, 용매 및 과량의 반응물을 제거하여 오일상 잔사를 얻었다.
상기 잔사를 클로로포름(50mL)에 용해하고, 여기에 5℃에서 30분에 걸쳐 클로로포름(50mL)에 용해시킨 콜레스테롤(1.05몰당량) 및 트리에틸아민(1몰당량)을 가하였다. 반응액을 15℃에서 2시간 동안 교반하였다. 여기에 클로로포름(50mL)에 용해시킨 N-히드록시숙신이미드(1몰 당량)을 가한 후, 5℃에서 트리에틸아민(1당량)을 가하고, 밤새 교반하였다. 용매를 제거하고, 생성물을 에틸아세테이트로 추출하였다. 조생성물을 1:10 메탄올/클로로포름 용매 시스템을 갖는 실리카겔 컬럼 상에서 정제하여 활성화된 양친매성 올리고머를 80%의 수율로 얻었다.
5.6 MALDI(TOF)-MS로 얻어진 엔케팔린 공역체의 분자량 정보
엔케팔린 공역체 M.W. 기대값 M.W. 측정값
콜레스테롤-PEG2 1274 1275
DHA-PEG2 1144.4 1144.3
리놀레닌-PEG2 1093.4 1093.3
세틸-PEG2 Avg. 1059 Avg. 1032
팔미테이트-PEG3 1116 1115.6
세틸-PEG3 1101 1101.12
이들 결과는 반응이 모노 공역체를 생성했음을 보여준다. 즉 각 펩티드는 단지 한 올리고머에만 결합되었다. 단일 공역체가 양친매성 성질을 부여하기에 충분하다는 사실을 주목하는 것은 중요하다.
5.7 랫 뇌 균질물에서 MET 엔케팔린-LYS(엔케팔린) 및 그의 양친매성 올리고머의 안정성
Met 엔케팔린-lys 및 그의 공역체(Cetyl-PEG2, Cetyl-PEG3및 팔미테이트-PEG3)를 2% 랫 뇌 균질물에서 배양하였다. 시료를 시간 간격을 두고 꺼내어 남아 있는 물질의 양을 HPLC 방법으로 측정하였다. 하기 실험 공정은 연구를 위해 사용하였다.
공정: PBS 완충액(pH 7.4)에서 신선하게 관류시킨(PBS 완충액) 랫 뇌를 균질화시켜 2% 랫 뇌 균질물을 제조하였다. 균질물의 3mL 앨리컷(aliquot) 2개를 37℃의 수조에서 평형시켰다. 하나에 비개질된 엔케팔린을 첨가하고, 다른 하나에 개질된 (공역체)를 가하여 최종 농도 60㎍/mL의 펩티드를 얻었다. 0, 1, 2, 3, 5, 15, 50 및 60분에, 200㎕의 앨리컷을 꺼내어 200㎕의 켄칭제(아세토니트릴/이소프로판올에 용해시킨 1% 트리플루오로아세트산 또는 물에 용해시킨 1% 트리클로로아세트산)로 켄칭하였다. 시료액을 회전시켜 7000rpm에서 원심분리하였다. 상청액을 C-18 컬럼 상에서 10 내지 100% 이소프로판올/물(0.1% 트리플루오로아세트산)의 구배를 사용하는 HPLC 방법으로 분석하였다.
도 2는 유리 met-엔케팔린-lys와 비교하여 cetyl-PEG2-엔케팔린 공역체의 안정성을 나타낸다. 도 3은 met-엔케팔린-라이신과 비교하여 cetyl-PEG3-엔케팔린의 안정성을 보여준다. 도 4는 met-엔케팔린-enk와 비교하여 팔미테이트-PEG3-enk(가수분해성) 공역체를 나타낸다.
5.7.1 투약한 랫의 뇌에서 얻은 엔케팔린 공역체의 추출 및 검출
5.7.1.1 공정
5mg/kg cetyl-PEG2-엔케팔린을 투약한 동물의 뇌 표본에서 얻은 공역체의 존재를 규명하기 위하여 하기 공정을 사용하였다.
투약 10분 후, 동물의 뇌를 PBS 용액에 용해시킨 1.5% 트리플루오로아세트산으로 관류시키고, 뇌를 제거한 후 -70℃에서 냉동시켰다. 뇌를 PBS 용액에 용해시킨 1mL의 1.5% 트리플루오로아세트산으로 균질화시키고, 균질물을 아세토니트릴/이소프로판올 용액으로 추출하였다. 추출물을 포화 염화나트륨 용액으로 처리하고, 2시간 동안 -20℃에서 냉동시켰다. 유기층을 분리하고 4000RPM에서 원심분리하였다. 상청액을 증발시키고, 남은 잔사를 아세토니트릴/이소프로판올/물 혼합물에 재용해하였다. 재용해된 용액을 C-18 컬럼상에서 10 내지 100% 이소프로판올/물(0.1% 트리플루오로아세트산)의 구배를 사용하는 HPLC로 분석하였다. 추출물 내의 cetyl-PEG2-엔케팔린 공역체의 존재 및 농도를 같은 분석 조건하 표준 용액의 체류 시간 및 피크 영역을 비교하여 측정하였다. 결과를 도 5a 내지 5d에 나타낸다.
5.7.1.2 결과
결과는 모노 공역체가 뇌 조직에서 분리되었음을 보여준다. 도 5a는 세틸 엔케팔린 표준에 의해 제공된 피크를 보여주며, 5b는 세틸 엔케팔린이 실제로 뇌 추출물에 존재함을 보여주는 대응 피크를 보여준다. 대조적으로, 운반체(도 5c) 또는 비공역된 엔케팔린(도 5d)중 어느 것도 대응 피크를 보여주지 못하였다.
5.8 랫 발(PAW)-열판 테스트
5.8.1 동물
150-175g의 성장한 웅성 스프라그-돌리 랫을 찰스 리버 브리딩 연구소(Charles River Breeding Laboratories)(Raleigh, NC)에서 얻어서 모든 동물 연구에 사용하였다. 12:12 명:암 주기를 갖춘 사육장에서 망-바닥의 케이지를 매달아 랫을 거주시키고, 72±2℃의 실온에서 45 내지 65% 사이의 습도를 유지하였다. 퓨리나 로덴트 쵸우(Purina Rodent Chow) 및 마음대로 먹을 수 있는 물을 랫에게 제공하였다.
5.8.2 방법
무통각 활성에 대하여 met-엔케팔린-lys 및 met-엔케팔린-lys 유도체를 랫 발-열판 분석으로 평가하였다. 랫에 0.5mg/kg(s.c.)의 날록센을 주사하고, 10분 후 5.0mg/kg의 투여량으로 꼬리 정맥에 세틸-엔케팔린을 1회 투여하였다. 도 6에 도시한 결과는 μ-수용체 안타고니스트인 날록센이 cetyl-PEG2-엔케팔린의 결합을 경쟁적으로 억제함을 보여주며, 그에 따라 cetyl-PEG2-엔케팔린의 활성중 적어도 일부가 오피오이드 μ-수용체의 결합에 기인할 수 있음을 나타낸다.
개별적인 연구에서, 랫에 세틸-엔케팔린(5.0mg/kg, i.v.) 또는 클로니딘(0.125mg/kg, i.v.)을 투여하였다.
열판에서 랫이 발을 들어가게 하는데 걸리는 잠복기를 열판 무통각 미터(Hot Plate Analgesia Meter)(Harvard Apparatus Ltd., Kent, England)로 측정하였다. 열판의 온도를 고정하고 52℃로 보정하였으며, 위치시킨 후 36초까지 랫에 열자극을 가하였다. 동물이 뒷발을 핥거나 판에서 점프를 시작하면 잠복기 시험을 종료하였다. 수행되는 연구에 따라서, 약물 투여전 1시간 동안 주사 후 여러 차례에 걸쳐 기준선 측정값을 모았다. 약물 투여 1시간 후 모든 열판 시험을 종료하였다.
5.8.3 결과
하기 표 및 도 8의 그래프에 결과를 나타낸다. 기준선인 몰핀과 비교하여 20mg/kg 엔케팔린만을 사용한 경우 0% 무통각 효과를 갖는 반면에 본 발명의 엔케팔린 공역체는 강한 무통각 효과를 가졌으며, DHA-PEG-ENK는 몰핀에 대해 130%의 무통각 효과를 가졌음을 상기 결과에서 알 수 있다. 도 7의 그래프는 클로니딘, α-아드레날린성 수용체 아고니스트와 비교하여 CETYL-PEG-ENK가 반응 및 지연을 제공함을 보여준다.
랫에서 엔케팔린 공역체의 무통각 효과
약물 또는 공역체 투여량(mg/kg) 랫의 수 3mg/kg에서 모르핀과 비교한 평균 무통각
@5분 @30분
모르핀 3 8 100% 100%
엔케팔린 20 7 0% 0%
Cetyl-PEG-ENK 5 8 84% 75%
DHA-PEG-ENK 20 8 130% 67%
콜레스테롤-PEG-ENK 5 8 80% 68%
리놀레닌-PEG-ENK 10 8 77% 73%
5.9 뇌 부분에서 아고니스트-자극 [35S]GTPγS 결합
5.9.1 물질
웅성 스프라그 돌리 랫(200g)을 지빅-밀러(Zivic-Miller)(Zelienople, PA)에서 구매하였다. [35S]GTPγS(1250 Ci/mmol)을 뉴잉글랜드 뉴클레어 주식회사(New England Nuclear Corp.)(Boston, MA)에서 구매하였다. [D-Ala2, N-Me-Phe4, gly5-ol]-엔케팔린(DAMGO), 아데노신 디아미나제, 및 GDP를 시그마 케미칼 주식회사(St.Louis, MO)에서 얻었다. 상표명 Reflection 오토라디오그래피 필름을 뉴잉글랜드 뉴클레어 주식회사(Boston, MA)에서 구매하였다. 다른 모든 시약 등급 화합물을 시그마 케미칼 주식회사 또는 피셔(Fisher)에서 얻었다.
5.9.2 뇌 부분에서 아고니스트-자극 [35S]GTPγS 결합
아고니스트-자극 [35S]GTPγS 오토라디오그래피를 심(Sim) 등의Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA 1992 Pg. 7242-7246에 개시된 바와 같이 실시하였다. 동물의 목을 잘라 죽이고, 뇌를 꺼내어 -30℃에서 이소펜탄에 냉동시켰다. 관상(coronal) 및 수평 뇌 부분을 냉동기(cryostat)에서 잘라내어 -20℃에서 보관하였다. 자른 부분을 분석 완충액(50mM Tris-HCl, 3mM MgCl2, 0.2mM EGTA, 100mM NaCl, pH 7.4)에서 10분 동안 25℃에서 배양하였다. 이어서 자른 부분을 2mM GDP, 프로테아제 억제제 칵테일(베스타틴, 류펩틴, 펩스타틴 A 및 아프로티닌을 각각 0.2mg/ml 함유하는 용액 10㎕/ml), 및 아데노신 디아미나아제(9.5 mU/ml)을 포함하는 분석 완충액에서 15분 동안 25℃에서 배양하였다. 이어서 자른 부분을 GDP, 0.04nM [35S]GTPγS 및 적절한 아고니스트를 함유하는 분석 완충액에서 2시간 동안 25℃에서 배양하였다. 상기 아고니스트는 10μM DAMGO, 10μM 세틸-엔케팔린 및 10μM cetyl-TEG-엔케팔린이었다. 아고니스트 없이 기초결합을 평가하였다. 차가운 트리스 완충액(50mM Tris-HCl, pH 7.4)에서 각각 2분 동안 두번 및 탈이온된 H2O에서 한번 슬라이드를 세척하였다. 슬라이드를 밤새 건조하고 72시간 동안 필름에 노출시켰다. 필름을 소니 XC-77 비디오 카메라를 사용하여 디지탈화하고 맥킨토시 컴퓨터용 NIH 이미지 프로그램을 사용하여 분석하였다.
5.9.3 결과
결과를 통해 cetyl-TEG-엔케팔린이 [35S]GTPγS 결합을 자극함을 알 수 있다. 상기 결합의 해부학상 분포는 μ오피오이드 수용체와 일치한다. 이들 결과를 통해 cetyl-TEG-엔케팔린이 수용체에 결합할 뿐만 아니라 수용체를 활성화시켜 수용체가 G-단백질에 결합하도록 유발시킴을 알 수 있다. 이러한 활성화는 cetyl-TEG-엔케팔린이 무통각을 직접 자극한다는 더 확실한 증거를 제공한다.

Claims (72)

  1. 올리고머에 공역된 치료용 화합물을 포함하고, 상기 올리고머가 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함하는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 공역체가 상기 올리고머로부터 상기 치료용 화합물의 절단 없이 활성을 나타내는 것을 특징을 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  3. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 상기 올리고머로부터 상기 치료용 화합물의 절단 없이 활성을 나타내지 않는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  4. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 양친매성-올리고머 공역체.
  5. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린, 부신피질자극 호르몬, 아데노신 디아미나제 리보뉴클레아제, 알칼린 포스파타아제, 안지오텐신, 항체, 아르기나제, 아르기닌 디아미나제, 아스파라기나제, 캐룰레인, 칼시토닌, 케모트립신, 콜레시스토키닌, 응고인자, 디놀핀, 엔돌핀, 엔돌핀, 엔케팔린, 엔케팔린, 에리스로포이에틴, 가스트린-유리 펩티드, 글루카곤, 헤모글로빈, 시상하부 유리 인자, 인터페론, 카타칼신, 모틸린, 신경펩티드 Y, 뉴로텐신, 비-천연 발생 오피오이드, 옥시토신, 파파인, 파라티로이드 호르몬, 펩티드 프로락틴, 용해성 CD-4, 소마토메딘, 소마토스타틴, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 과산화물 디스뮤타제, 티로이드 자극 호르몬, 조직 플라스미노겐 활성인자, 트립신, 바소프레신, 및 그의 유사체 및 활성 분획으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  6. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 오피오이드 수용체 아고니스트, 안타고니스트 또는 부분 아고니스트/부분 안타고니스트인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  7. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 [met5]엔케팔린인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  8. 제1항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 가수분해성 결합에 의해 상기 친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  9. 제1항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 비-가수분해서 결합에 의해 상기친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  10. 제1항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 아미드 결합, 카바메이트 결합, 카보네이트 결합 및 에스테르 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합에 의해 상기 친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 올리고머 모이어티가 아미드 결합, 카바메이트 결합, 카보네이트 결합 및 에스테르 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합에 의해 상기 약물 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  12. 제1항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 지방산, C1-26알킬, 콜레스테롤 및 아다만탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당 및 PEG1-7로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  14. 제1항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당을 포함하고, 상기 당이 아미노 당으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  15. 제1항에 있어서, 상기 올리고머가 하기 화학식:
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)nCX(OC2H4)mOH (화학식 3);
    식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7 및 X=O 또는 N;
    R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
    식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄;
    R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
    식중 m=0 내지 5;
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
    식중 m=0 내지 7; 및
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CX(OC2H4)mOH (화학식 7);
    식중 m=1 내지 7 및 X=N 또는 O
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  16. 제1항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당을 포함하고, 상기 당이 비-아미노 당으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  17. 제1항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 모노사카라이드를 포함하는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  18. 제1항에 있어서, 상기 올리고머가 하기 화학식:
    CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CO(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7
    CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2CH=CH)6(CH2)3(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2CH=CH)6(CH2)2CO(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)8(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2CH2OH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)4CH=CHCH2CH=CH(CH2)7CH2(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CO(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 7;
    CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CONHCH2CH2(OC2H4)mOH,
    식중 m=1 내지 6;
    CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CO(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6; 및
    CH3(CH2CH=CH)3(CH2)7CH2(OC2H4)mOCH2COOH,
    식중 m=1 내지 6
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  19. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 프롤린 또는 알라닌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가된 N-말단 잔기를 갖는 펩티드인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  20. 하기 식:
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 올리고머-엔케팔린 공역체.
  21. 올리고머가 친지질체 및 친수체를 포함하고, 상기 친지질체가 가수분해성 결합으로 상기 친수체에 결합되며, 공역체가 하기 화학식:
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 올리고머-엔케팔린 공역체.
  22. 올리고머가 친지질체 및 친수체를 포함하고, 상기 친지질체가 가수분해성 결합으로 상기 친수체에 결합되며, 공역체가 하기 화학식:
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 양친매성 올리고머-엔케팔린 공역체.
  23. 올리고머에 공역된 치료용 화합물을 포함하는 양친매성 약물-올리고머 공역체와 수용체를 접촉시키는 단계를 포함하고, 상기 올리고머가 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함하는 것을 특징으로 하는 수용체 활성화 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 공역체가 상기 올리고머로부터 상기 치료용 화합물의 절단 없이 활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제23항에 있어서, 상기 수용체가 G-단백질 결합된 수용체인 것을 특징으로하는 방법.
  26. 제23항에 있어서, 상기 수용체가 오피오이드 수용체인 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제23항에 있어서, 상기 수용체가 δ, μ 및 κ수용체로 이루어지는 군으로부터 선택되는 오피오이드 수용체인 것을 특징으로 하는 방법.
  28. 제23항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당 및 PEG1-7으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  29. 제23항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 지방산, 알킬 1-26, 콜레스테롤 및 아다만탄으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  30. 제23항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 프롤린 및 알라닌으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 첨가된 N-말단 잔기를 갖는 펩티드인 것을 특징으로 하는 방법.
  31. 제23항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  32. 제23항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린, 부신피질자극 호르몬, 아데노신 디아미나제 리보뉴클레아제, 알칼린 포스파타아제, 안지오텐신, 항체, 아르기나제, 아르기닌 디아미나제, 아스파라기나제, 캐룰레인, 칼시토닌, 케모트립신, 콜레시스토키닌, 응고인자, 디놀핀, 엔돌핀, 엔돌핀, 엔케팔린, 엔케팔린, 에리스로포이에틴, 가스트린-유리 펩티드, 글루카곤, 헤모글로빈, 시상하부 유리 인자, 인터페론, 카타칼신, 모틸린, 신경펩티드 Y, 뉴로텐신, 비-천연 발생 오피오이드, 옥시토신, 파파인, 파라티로이드 호르몬, 펩티드 프로락틴, 용해성 CD-4, 소마토메딘, 소마토스타틴, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 과산화물 디스뮤타제, 티로이드 자극 호르몬, 조직 플라스미노겐 활성인자, 트립신, 바소프레신, 및 상기 펩티드의 유사체 및 활성 분획으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  33. 제23항에 있어서, 상기 양친매성 올리고머가 하기 화학식들:
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)nCX(OC2H4)mOH (화학식 3);
    식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7 및 X=O 또는 N;
    R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
    식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄;
    R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
    식중 m=0 내지 5;
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
    식중 m=0 내지 7; 및
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CX(OC2H4)mOH (화학식 7);
    식중 m=1 내지 7 및 X=N 또는 O
    로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  34. 제23항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 가수분해성 결합으로 상기 소수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  35. 제23항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 비-가수분해성 결합으로 소수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  36. 올리고머에 공역된 치료용 화합물을 포함하는 양친매성 약물-올리고머 공역체를 환자에게 투여하는 단계를 포함하고, 상기 올리고머가 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함하는, 혈뇌장벽을 통과하여 치료용 화합물을 전달하는 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  38. 제36항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린, 부신피질자극 호르몬, 아데노신 디아미나제 리보뉴클레아제, 알칼린 포스파타아제, 안지오텐신, 항체, 아르기나제, 아르기닌 디아미나제, 아스파라기나제, 캐룰레인, 칼시토닌, 케모트립신, 콜레시스토키닌, 응고인자, 디놀핀, 엔돌핀, 엔돌핀, 엔케팔린, 엔케팔린, 에리스로포이에틴, 가스트린-유리 펩티드, 글루카곤, 헤모글로빈, 시상하부 유리 인자, 인터페론, 카타칼신, 모틸린, 신경펩티드 Y, 뉴로텐신, 비-천연 발생 오피오이드, 옥시토신, 파파인, 파라티로이드 호르몬, 펩티드 프로락틴, 용해성 CD-4, 소마토메딘, 소마토스타틴, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 과산화물 디스뮤타제, 티로이드 자극 호르몬, 조직 플라스미노겐 활성인자, 트립신, 바소프레신, 및 상기 펩티드의 유사체 및 활성 분획으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  39. 제36항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  40. 제36항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 가수분해성 결합으로 상기 친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  41. 제36항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 비-가수분해성 결합으로 상기 친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  42. 제36항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가, 아미드 결합, 카보네이트 결합, 카바메이트 결합 및 에스테르 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합에 의해 상기 친수성 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  43. 제36항에 있어서, 상기 올리고머 모이어티가, 아미드 결합, 카보네이트 결합, 카바메이트 결합 및 에스테르 결합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 결합에 의해 상기 약물 모이어티에 결합되는 것을 특징으로 하는 방법.
  44. 제36항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 지방산, C1-26알킬 및 콜레스테롤로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  45. 제36항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당 및 PEG1-7로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  46. 올리고머에 공역된 엔케팔린을 포함하는 양친매성 약물-올리고머 공역체의 치료적 유효량을 환자에게 투여하는 단계를 포함하고, 상기 올리고머가 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함하는, 필요시 환자에게서 무통각을 유도하는 방법.
  47. 제46항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  48. 제46항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 지방산, C1-26알킬 및 콜레스테롤로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  49. 제46항에 있어서, 상기 하나 이상의 친수성 모이어티가 당 및 PEG로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  50. 제46항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당을 포함하고, 상기 당이 아미노당 및 비-아미노 당으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  51. 제46항에 있어서, 상기 올리고머가 하기 식:
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)nCX(OC2H4)mOH (화학식 3);
    식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7 및 X=O 또는 N;
    R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
    식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄;
    R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
    식중 m=0 내지 4 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄;
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
    식중 m=0 내지 7; 및
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CX(OC2H4)mOH (화학식 7);
    식중 m=1 내지 7 및 X=N 또는 O
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  52. 제46항에 있어서, 상기 양친매성 올리고머-엔케팔린 공역체가 하기 식:
    으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  53. 친수성 모이어티에 결합된 친지질성 모이어티를 포함하는 양친매성 올리고머에 상기 펩티드를 공역시키는 단계를 포함하는, 수용체에 대한 펩티드 또는 단백질의 결합 친화도를 변경시키는 방법.
  54. 제53항에 있어서, 상기 결합 친화도가 증가되는 것을 특징으로 하는 방법.
  55. 제53항에 있어서, 상기 결합 친화도가 감소되는 것을 특징으로 하는 방법.
  56. 제53항에 있어서, 상기 펩티드 또는 단백질이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  57. 제56항에 있어서, 상기 펩티드 또는 단백질이 엔케팔린, 부신피질자극 호르몬, 아데노신 디아미나제 리보뉴클레아제, 알칼린 포스파타아제, 안지오텐신, 항체, 아르기나제, 아르기닌 디아미나제, 아스파라기나제, 캐룰레인, 칼시토닌, 케모트립신, 콜레시스토키닌, 응고인자, 디놀핀, 엔돌핀, 엔돌핀, 엔케팔린, 엔케팔린, 에리스로포이에틴, 가스트린-유리 펩티드, 글루카곤, 헤모글로빈, 시상하부 유리 인자, 인터페론, 카타칼신, 모틸린, 신경펩티드 Y, 뉴로텐신, 비-천연 발생 오피오이드, 옥시토신, 파파인, 파라티로이드 호르몬, 펩티드 프로락틴, 용해성 CD-4, 소마토메딘, 소마토스타틴, 소마토스타틴, 소마토트로핀, 과산화물 디스뮤타제, 티로이드 자극 호르몬, 조직 플라스미노겐 활성인자, 트립신, 바소프레신, 및 상기 펩티드의 유사체 및 활성 분획으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 펩티드 또는 단백질인 것을 특징으로 하는 방법.
  58. 제56항에 있어서, 상기 펩티드가 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  59. 제53항에 있어서, 상기 친지질성 모이어티가 지방산, C1-26알킬 및 콜레스테롤로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  60. 제53항에 있어서, 상기 친수성 모이어티가 당 또는 PEG1-7로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  61. 제53항에 있어서, 상기 올리고머가 하기 화학식:
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOH (화학식 1);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 6;
    CH3(CH2)n(OC2H4)mOCH2CO2H (화학식 2);
    식중 n=3 내지 25 및 m=1 내지 7;
    CH3(CH2)nCX(OC2H4)mOH (화학식 3);
    식중 n=3 내지 25, m=1 내지 7 및 X=O 또는 N;
    R-(OC2H4)mCH2CO2H (화학식 4);
    식중 m=0 내지 5 및 R=콜레스테롤 또는 아다만탄;
    R-OCO(C2H4O)mCH2CO2H (화학식 5)
    식중 m=0 내지 5;
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CH2(OC2H4)mOH (화학식 6);
    식중 m=0 내지 7; 및
    CH3(CH2-CH=CH)6(CH2)2CX(OC2H4)mOH (화학식 7);
    식중 m=1 내지 7 및 X=N 또는 O
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  62. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 하기 식:
    Ac-Phe-Arg-Trp-Trp-Tyr-Lys-NH2;
    Ac-Arg-Trp-Ile-Gly-Trp-Lys-NH2;
    Trp-Trp-Pro-Lys-His-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 천연발생 아미노산이며;
    Trp-Trp-Pro-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 Lys 또는 Arg이고;
    Tyr-Pro-Phe-Gly-Phe-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 천연 발생 아미노산이며;
    (D)Ile-(D)Met-(D)Ser-(D)Trp-(D)Trp-Glyn-Xaa-NH2,
    식중 n은 0 또는 1이고, Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태이고;
    (D)Ile-(D)Met-(D)Thr-(D)Trp-Gly-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태이며;
    Tyr-A1-B2-C3-NH2,
    식중 A1은 (D)Nve 또는 (D)Nle이고,
    B2는 Gly, Phe 또는 Trp이며,
    C3는 Trp 또는 Nap이고;
    Pm 및 red{MexHyN-Tyr-(NMe)z-Tyr-Xaaz-NH2},
    x는 0, 1 또는 2이며,
    y는 0, 1, 또는 2이고
    z는 0 또는 1이며
    식중 Xaa는 Phe, (D)Phe 또는 NHBzl이고, x 및 y는 함께 결코 2보다 크지 않고;그리고
    Trp-Trp-Pro-D4-Hisz-Xaaz-NH2;
    식중 z는 0 또는 1이며,
    식중 D4는 Lys 또는 Arg이고, 및
    식중 Xaa는 천연 발생 아미노산
    으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 펩티드인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  63. 제18항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 하기 식:
    Ac-Phe-Arg-Trp-Trp-Tyr-Lys-NH2;
    Ac-Arg-Trp-Ile-Gly-Trp-Lys-NH2;
    Trp-Trp-Pro-Lys-His-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 천연발생 아미노산이며;
    Trp-Trp-Pro-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 Lys 또는 Arg이고;
    Tyr-Pro-Phe-Gly-Phe-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 천연 발생 아미노산이며;
    (D)Ile-(D)Met-(D)Ser-(D)Trp-(D)Trp-Glyn-Xaa-NH2,
    식중 n은 0 또는 1이고, Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태이고;
    (D)Ile-(D)Met-(D)Thr-(D)Trp-Gly-Xaa-NH2,
    식중 Xaa는 Gly 또는 천연 발생 아미노산의 D-형태이며;
    Tyr-A1-B2-C3-NH2,
    식중 A1은 (D)Nve 또는 (D)Nle이고,
    B2는 Gly, Phe 또는 Trp이며,
    C3는 Trp 또는 Nap이고;
    Pm 및 red{MexHyN-Tyr-(NMe)z-Tyr-Xaaz-NH2},
    x는 0, 1 또는 2이며,
    y는 0, 1, 또는 2이고
    z는 0 또는 1이며
    식중 Xaa는 Phe, (D)Phe 또는 NHBzl이고, x 및 y는 함께 결코 2보다 크지 않고;그리고
    Trp-Trp-Pro-D4-Hisz-Xaaz-NH2;
    식중 z는 0 또는 1이며,
    식중 D4는 Lys 또는 Arg이고, 및
    식중 Xaa는 천연 발생 아미노산으로 이루어지는 군으로부터 펩티드인 것을 특징으로 하는 방법.
  64. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 오피오이드인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  65. 제1항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 양친매성 약물-올리고머 공역체.
  66. 제23항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 오피오이드 수용체 아고니스트, 안타고니스트 또는 부분 아고니스트/부분 안타고니스트인 것을 특징으로 하는 방법.
  67. 제23항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 방법.
  68. 제36항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 오피오이드 수용체 아고니스트, 안타고니스트 또는 부분 아고니스트/부분 안타고니스트인 것을 특징으로 하는 방법.
  69. 제36항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  70. 제46항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 오피오이드인 것을 특징으로 하는 방법.
  71. 제46항에 있어서, 상기 치료용 화합물이 엔케팔린인 것을 특징으로 하는 방법.
  72. 제53항에 있어서, 상기 수용체가 오피오이드 수용체인 것을 특징으로 하는 방법.
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