KR20030008319A

KR20030008319A - 1,10-페난트롤린을 유효성분으로 하는 폐보호제

Info

Publication number: KR20030008319A
Application number: KR1020010043721A
Authority: KR
Inventors: 박영미; 최은미; 황태숙; 김대중; 김우철
Original assignee: 박영미
Priority date: 2001-07-20
Filing date: 2001-07-20
Publication date: 2003-01-25

Abstract

본 발명은 사람을 제외한 포유동물에o-phen을 처리함으로써 전신 방사선 조사시에 수반되는 폐의 손상을 방지하는 폐보호제 및 전기 폐보호제를 이용하여 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 폐보호제는o-phen을 유효성분으로 하고, 약학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명에 의하면, 동물에o-phen을 미리 투여하였을 때 폐조직에서 방사선 조사에 의한 활성산소체의 생성을 완전히 억제하여 폐세포의 산화성 손상을 방지할 수 있으므로, 전신 방사성 조사에 의한 폐의 산화성 손상을 억제하는데 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

1,10-페난트롤린을 유효성분으로 하는 폐보호제{A Lung Protecting Agent Comprising 1,10-phenanthroline as Active Ingredient}

본 발명은 1,10-페난트롤린(o-phenanthroline,o-phen)을 유효성분으로 하는 폐보호제에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 사람을 제외한 포유동물에o-phen을 처리함으로써, 전신 방사선 조사시에 수반되는 폐의 손상을 방지하는 폐보호제 및 전기 폐보호제를 이용하여 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법에 관한 것이다.

전신 방사선 조사요법(total-body irradiation, TBI)은 백혈병 등의 혈액종양의 치료를 위한 골수이식에 앞서 전처리로서 일반적으로 시술되고 있다. 그러나, 전신 방사선 요법은 폐의 손상이라는 심각한 부작용이 수반되는 바, 골수이식전 전신 방사선 요법을 시술받은 환자 중 10-50%에서 치사율이 20-80%에 이르는 심각한 폐 손상이 수반되는 것으로 보고되어 있다(참조: Barrett, A., et al., Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 9:1029-1033, 1983; Tesghma, H., et al., Bone Marrow Transplant., 1:179-183, 1986; Latini, P., et al., Int. J. Radiat. Oncol. Biol. Phys., 23:401-405, 1992).

엑스선과 감마선 등의 방사선(ionizing radiation, IR)은 물에 작용하여 물의 이온화(ionization) 및 여기(excitation) 생성물을 만든다. 동물은 체중의 55-80% 정도의 물을 포함하고 있으므로, 방사선에 노출되게 되면 물의 방사선 분해에 의해 히드록시라디칼(OH·), 과산화수소(H₂O₂) 등의 활성산소들이 체내에 생성되게된다(참조: Levinson, W., Exp. Cell Res., 43:398-413, 1966; Walburg, H. E. Jr., Advances in Radiation Biology, New York, Academic, 5:145-179, 1975; Simic, M. G., et al., Oxigen Radicals in Biology and Medicine, New York, Plenum, 587-590, 1989). 물의 방사선분해(radiolysis) 산물인 활성산소체의 생성정도는 물에 산소가 녹아 있는 경우 훨씬 증가한다. 활성산소체들은 반응성이 매우 크므로, 세포내의 거의 모든 종류의 생물분자들과 반응하여, 단백질의 산화, 세포막 지질의 과산화, DNA의 사슬절단 및 산화 등을 초래하여 세포를 손상시킨다. 이 때 용존 산소에 의한 효과가 높을 수밖에 없는 폐가 활성산소체에 의한 세포손상을 가장 크게 받는 것으로 보인다. 따라서, 방사선 조사 요법의 시술시 활성산소체의 생성을 억제하는 방법의 개발이 요구되었다.

방사선 유래 활성산소체로부터 세포손상을 방지하기 위해서는, 첫째, 생성된 활성산소체를 제거해 줄 수 있는 항산화물질의 세포내 농도를 증가시키거나, 둘째, 세포내의 활성산소체의 생성 자체를 억제시키는 방법이 있다. 지금까지 주로 사용되고 있는 항산화제로는, 비타민 C(vitamin C, ascorbic acid), 비타민 E(α- tocoperol), 글루타치온(glutathione), 카로틴(karotin) 등이 있다(참조: Sies, H., Oxidative Stress, New York, Academic, 73-90, 1985; Thom, S. R., et al., J. Appl. Physiol., 82:1424-1432, 1997). 이러한 항산화물질들은 음식물 또는 약제로서 섭취할 수 있으나, 이들의 세포 내 농도는 어느 정도 이상 높게 존재할 수 없고, 항산화제로서의 역할을 할 수 있는 체내 농도에 관한 논란도 계속 있어 왔다. 무엇보다도 항산화제에 의한 세포손상 방지방법의 가장 큰 문제점은, 항산화제의 농도 범위에 따라 제거능력의 한계가 있어, 항산화제의 용량을 능가하는 자극이 주어지면 세포는 손상을 피할 수 없게 된다는 것이다.

반면에, 방사선에 의한 활성산소체 생성 자체의 억제는 보다 직접적이고 적극적인 세포 방어 방법으로서 산화성 손상으로부터의 세포보호 효과뿐만 아니라, 항산화제의 경우와는 달리 세포의 대사부하를 줄일 수 있어 세포의 보호에 보다 유리하기 때문에, 이의 장점을 활용할 수 있는 방법이 요구되었다.

따라서, 방사선 유래 활성산소체 생성 자체를 억제함으로써 전신 방사선 조사 요법 시술시 환자의 폐를 보호할 수 있는 방법을 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되었다.

이에, 본 발명자들은 방사선 유래 활성산소체 생성 자체를 억제함으로써 전신 방사선 조사 요법 시술시 환자의 폐를 보호할 수 있는 방법을 확립하고자 예의 노력한 결과, 동물에 방사선을 조사하기 전에 o-phen을 경구 또는 비경구로 투여할 경우, 방사선 조사에 의한 폐의 손상을 억제시킴으로써, 폐를 효과적으로 보호할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.

결국, 본 발명의 주된 목적은o-phen을 유효성분으로 하는 폐보호제를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 전기 폐보호제를 이용하여 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법을 제공하는 것이다.

도 1은 전신 방사선 조사에 의한 폐의 활성산소체 생성이o-phen의 전처리에 의해 억제되는 것을 보여주는 그래프이다.

도 2는 전신 방사선 조사에 의한 폐의 지질과산화가o-phen의 전처리에 의해 억제되는 것을 보여주는 그래프이다.

본 발명의 폐보호제는o-phen을 유효성분으로 하고, 약학적으로 허용되는 담체를 포함한다.

또한, 전기 폐보호제를 이용하여 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법은 1,10-페난트롤린(o-phenanthrolin,o-phen)을 인간을 제외한 포유동물에 방사선을 조사하기 전에 포유동물의 체중(kg)당 5 내지 30mg의 양으로 경구투여하는 단계를포함한다.

이하, 본 발명의 1,10-페난트롤린(o-phenanthroline,o-phen)을 이용한 방사선 조사로부터의 폐 보호방법을 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

본 발명에서는 방사선에 의한 폐손상 방지 방법을 방사선 조사시에 세포내에서 생성되는 물의 방사선 분해산물, 즉 활성산소체의 생성 저해를 통해 추구하였다. 수용액상에서 활성산소체의 생성은 하기 화학식 1에 표기한 바와 같이, 철이온, 구리이온 등의 전이원소 이온들에 의해 촉매되어 다양한 프리라디칼 반응을 촉매하게 된다.

Fe²⁺+ H₂O₂→ 중간 복합체 → Fe³⁺+ OH· + OH^-

본 발명자들은 생쥐에 방사선을 조사하여 시간에 따른 폐조직 내의 활성산소체 생성량을 측정하고, 또한 폐조직의 지질과산화정도를 측정하여 폐손상정도를 관찰하였다. 이때,o-phen을 방사선조사 30분전에 미리 복강내에 주사한 생쥐군과 PBS(phophate beffered saline)만을 주사한 대조군에서의 폐손상 정도를 비교하였다. 그 결과, 대조군의 폐에서는 방사선 조사 즉시 활성산소체의 생성량이 조사전에 비해 3배정도 증가하여 6시간 이상 높은 수준을 유지한 반면,o-phen을 미리 주사한 쥐에서는 전혀 방사선조사에 의한 활성산소체 증가가 관찰되지 않았다. 폐조직의 지질과산화 정도 역시, 대조군에서는 방사선조사 즉시 조사전에 비해 3배정도 증가하여 6시간이상 지속된 반면,o-phen 전처리 생쥐의 폐에서는 전혀 증가가 관찰되지 않았다.

따라서, 본 발명의 폐보호제를 방사선 조사 전에 처리할 경우, 방사선에 의한 폐의 손상을 최소화시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

실시예 1: 방사선 조사에 대한o-phen의 폐 보호효과 측정

실시예 1-1: 방사선 조사

본 발명자들은 4주된 웅성 C57BL/6 생쥐에 4MV의 엑스선조사기(MeVarton, Siemens)로 10Gy의 방사선을 전신 조사하였다.o-phen은 PBS(phosphate buffered saline)에 용해시켜 15mg/kg의 양으로 방사선조사 30분전에 복강주사하였다. 대조군 동물에는 PBS만을 투여하였다. 방사선조사 후 즉시, 2시간, 6시간 후 동물을 각각 희생시켜 조직들을 즉시 적출하고, -70℃로 식힌 집게로 압착하여 급속 냉동시킨 후, 분석시까지 -70℃에 보관하였다.

실시예 1-2: 활성산소체 생성량 측정을 통한 폐손상정도의 분석

본 발명자들은 방사선에 의한 폐손상정도를 폐조직의 활성산소체 생성량을 측정하여 비교하였다. 활성산소체 생성정도는 활성산소체에 의해 비형광성 화합물인 DCFH-DA(2',7'-dichlorofluorescin diacetate)가 형광성 화합물인 DCFH(2',7'-dichlorofluorescein)로 산화되는 것을 이용하여, 폐조직 추출물(extract)에 의한 형광 증가정도를 측정하여 정량하였다(참조: LeBel, C. P., et al., Chem. Res. Toxicol., 5:227-231, 1992)(참조: 도 1). 도 1의 대조군은 방사선 조사시o-phen을 처리하지 않은 결과이고, 실험군은 방사선 조사시o-phen을 처리한 결과이며, -1R은 방사선 조사 1시간 전의 결과이고, 0h는 방사선 조사직후의 결과이며, 2h는 방사선 조사 2시간 후의 결과이고, 6h는 방사선 조사 6시간 후의 결과이다. 도 1에서 보듯이, 대조군의 생쥐의 폐에서는 방사선조사 즉시 활성산소체의 생성이 조사 전에 비해 3배정도 증가하여 6시간 후까지도 증가상태를 유지하고 있는 반면에, 실험군의 폐에서는 방사선 조사 후에도 전혀 활성산소체의 생성량이 증가하지 않음을 확인하였다.

실시예 1-3: 지질과산화정도 측정을 통한 폐손상정도의 분석

본 발명자들은 또한, 방사선에 의한 폐손상정도를 폐조직의 지질과산화정도를 측정하여 비교하였다. 지질과산화정도는 지질과산화 산물과 티오바비튜릭산(thiobarbituric acid)의 반응에 의한 형광생성물을 측정하여 정량하였다(참조: Ohkawa, H., et al., Anal. Biochem., 95:351-358, 1979)(참조: 도 2). 도 2의 대조군은 방사선 조사시o-phen을 처리하지 않은 결과이고, 실험군은 방사선 조사시o-phen을 처리한 결과이며, -1R은 방사선 조사 1시간 전의 결과이고, 0h는 방사선 조사직후의 결과이며, 2h는 방사선 조사 2시간 후의 결과이고, 6h는 방사선 조사 6시간 후의 결과이다. 도 2에서 보듯이, 대조군의 생쥐의 폐에서는 방사선조사 즉시 지질과산화 정도가 조사 전에 비해 3배정도 증가하여 6시간 후까지도 증가상태를 유지하고 있는 반면에, 실험군에서는 방사선 조사 후에도 전혀 지질과산화 정도가 증가하지 않는 것을 알 수 있었다.

결과적으로,o-phen은 복강내 주사에 의해 폐로 30분 정도면 흡수되어 작용하며, 흡수된o-phen은 폐조직에서의 방사선조사에 의한 활성산소체 생성을 완전히 억제하여 폐세포의 산화성 손상을 방지하였음을 확인하여 준다. 따라서, 본 발명은 동물에 o-phen을 미리 투여하여, 전신방사선조사에 의한 폐의 산화성 손상을 억제하는데 이용될 수 있다.

제형

본 발명의 폐보호제는o-phen을 유효성분으로 하고, 약학적으로 허용가능한 담체를 포함하는데, 약학적으로 허용가능한 담체로는 결합제(예, 폴리비닐피롤리돈, 하이드록시프로필셀룰로오스), 붕해제(예, 카복시메틸셀룰로오스칼슘, 전분글리콜산나트륨), 희석제(예, 옥수수전분, 유당, 콩기름, 결정셀룰로오스, 만니톨), 활택제(예, 스테아린산 마그네슘, 탈크), 감미제(예, 백당, 과당, 솔비톨, 아스파탐), 안정제(예, 카복시메틸셀룰로오스나트륨, 알파 또는 베타 싸이클로 덱스트린, 비타민 C, 구연산, 백납), 보존료(예, 파라옥시안식향산메틸, 파라옥시안식향산프로필, 안식향산나트륨), 향료(예, 에틸바닐린, 마스킹후레바, 멘톨후라보노, 허브향) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 정제, 캅셀제, 연질캅셀제, 액제, 연고제 또는 주사제 등의 약학적 제제로 제조될 수 있다.

투여량

본 발명의o-phen의 투여량은 환자의 연령, 체중 및 증상의 정도에 따라 차이가 있으나, 통상 성인(체중 60kg 기준)의 경우 경구 또는 비경구로 방사선 조사전, 0.5 내지 1.5g을 투여함이 바람직하고, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 경험에 의하여 적절히 결정될 수도 있다.

급성독성 시험

본 발명에서o-phen의 급성독성을 알아보기 위하여,o-phen을 웅성 C57BL/6 마우스에 복강주사하고, 투여후 7일간에 걸쳐 마우스의 사망수를 관찰하였는 바, 사망수는 검토되지 않았다. 따라서, 상기 표시하는 유효량의 범위에서, 본 발명의o-phen을 유효성분으로 함유하는 폐보호제는 충분히 안전한 약물임을 알 수 있었다.

이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 사람을 제외한 포유동물에o-phen을 처리함으로써 전신 방사선 조사시에 수반되는 폐의 손상을 방지하는 폐보호제 및 전기 폐보호제를 이용하여 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법을 제공한다. 본 발명의 폐보호제는o-phen을 유효성분으로 하고, 약학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명에 의하면, 동물에o-phen을 미리 투여하였을 때 폐조직에서 방사선 조사에 의한 활성산소체의 생성을 완전히 억제하여 폐세포의 산화성 손상을 방지할 수 있으므로, 전신 방사성 조사에 의한 폐의 산화성 손상을 억제하는데 널리 활용될 수 있을 것이다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

1,10-페난트롤린(o-phenanthrolin,o-phen)을 유효성분으로 하고, 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 폐보호제.

제 1항의 폐보호제를 인간이 아닌 포유동물에 방사선을 조사하기 전에 전처리하는 단계를 포함하는 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법.

1,10-페난트롤린(o-phenanthrolin,o-phen)을 인간을 제외한 포유동물에 방사선을 조사하기 전에 포유동물의 체중(kg)당 5 내지 30mg의 양으로 경구투여하는 단계를 포함하는 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법.

1,10-페난트롤린(o-phenanthrolin,o-phen)을 인간을 제외한 포유동물에 방사선을 조사하기 전에 포유동물의 체중(kg)당 5 내지 30mg의 양으로 비경구투여하는 단계를 포함하는 방사선 조사로부터 폐를 보호하는 방법.