KR20160105146A - Nanoformulated Anticancer Drug and Process for Preparing the Same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a nanoformulated anticancer drug and a manufacturing method thereof. More specifically, the present invention relates to a nanoformulated anticancer drug comprising a hydrophobic anticancer drug, pH-sensitive peptide, and a poloxamer-folate assembly, and relates to a manufacturing method thereof. The nanoformulated anticancer drug of the present invention can minimize side effects.

Description

나노 항암제형 및 그 제조 방법{Nanoformulated Anticancer Drug and Process for Preparing the Same}[0001] The present invention relates to a nano-formulated anticancer agent and a method for preparing the same,

본 발명은 나노 항암제형 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 포함하는 나노 항암제형, 그리고 그 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a nano-anticancer drug type and a method for producing the same. More particularly, the present invention relates to a nano-anticancer agent type comprising a hydrophobic anticancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate, and a method for producing the same.

간세포암종(hepatocellular carcinoma (HCC))은 원발성 간암(primary liver cancer)의 가장 흔한 형태이고, 전세계적으로 암관련 사망 중 두 번째로 큰 요인이다. 진행암 및 전이암의 임상적 관리는 여러 가지 면에서 어렵다. 불행히도, 30% 미만의 환자가 외과적 절제술, 간 이식 및 화학색전술을 포함하는 치료적 시술을 받을 수 있는 것으로 간주된다.Hepatocellular carcinoma (HCC) is the most common form of primary liver cancer and is the second most common cancer-related death worldwide. Clinical management of advanced cancer and metastatic cancer is difficult in many ways. Unfortunately, less than 30% of patients are considered to be able to undergo therapeutic procedures including surgical resection, liver transplantation, and chemoembolization.

더욱이, 독소루비신과 같은 종래의 화학요법 약제는 수술불가능한 HCC 환자의 생존을 현저히 연장하는 것으로 보이지 아니한다(Avila, M. A.; Berasain C.; Sangro, B.; Prieto, J. Oncogene 2006, 25, 3866-3884). 에피루비신, 시스플라틴, 5-플루오로우라실, 에토포시드 및 이들의 조합과 같은 종래의 다른 화학요법 약제들은 독소루비신 단독 사용보다도 훨씬 더 낮은 효능을 보이는 것으로 밝혀졌다(Abdel-Rahman, O.; Fouad, M. Crit . Rev . Oncol / Hematol . Epub.doi.org/10.1016/j.critrevonc.2013.12.013). 결과적으로, 진행 간세포 암종 환자의 전체 예후는 암울하다.Moreover, conventional chemotherapeutic agents such as doxorubicin do not appear to significantly prolong survival of non-operable HCC patients (Avila, MA; Berasain C .; Sangro, B .; Prieto, J. Oncogene 2006, 25, 3866-3884). Other conventional chemotherapeutic agents, such as epirubicin, cisplatin, 5-fluorouracil, etoposide, and combinations thereof, have been shown to exhibit far less efficacy than doxorubicin alone (Abdel-Rahman, O .; Fouad , M. Crit. Rev. Oncol / Hematol. Epub.doi.org/10.1016/j.critrevonc.2013.12.013). As a result, the overall prognosis for patients with advanced hepatocellular carcinoma is bleak.

최근, 맞춤형 표적 치료법이 HCC를 포함하는 진행단계의 암환자의 관리에 있어서 중요한 전략이 되고 있다(Villanueva, A. J. Hepatol . 2013, 59, 392-395). 현재 진행 중인 많은 임상시험들은 환자들 중 특정 부집단(subpopulation)을 목표로 삼아서 HCC의 치료를 향상시키는 것을 목적으로 삼는다.Recently, customized target therapies have become an important strategy in the management of cancer patients at advanced stages, including HCC (Villanueva, A., J. Hepatol ., 2013, 59 , 392-395). Many ongoing clinical trials aim to improve treatment of HCC by targeting a subpopulation of patients.

2007년도에, 경구용 다중키나제 억제제(oral multikinase inhibitor)인 소라페닙이 진행 HCC에 대한 1차 치료제(first-line treatment)로서 FDA의 승인을 받았지만, 플라시보(placebo)와 대비하여, 무진행 생존율(progression-free survival)이 겨우 2개월 만큼만 증가하였다.In 2007, sorafenib, an oral multikinase inhibitor, was approved by the FDA as the first-line treatment for advanced HCC, but the progression-free survival rate progression-free survival increased by only two months.

그런데, 마지막 5년 내에 표적 분자 치료법에 대한 3상 시험의 80% 이상이 진행형 질병 환자의 생존률을 연장하지 못했다. 따라서 대부분의 HCC 환자에 대한 암울한 예후는 HCC에 대하여 보다 더 효과적인 치료 전략을 발견하고 개발할 긴급한 필요성을 더욱 부각시킨다.However, over the last five years, more than 80% of the triple phase trials of targeted molecular therapies failed to prolong the survival rate of patients with advanced disease. Thus, the gloomy prognosis for most HCC patients further emphasizes the urgent need to find and develop more effective treatment strategies for HCC.

식물 뇌공등(Tripterygium wilfordii)로부터 분리된 디터페노이드 트리에폭시드(diterpenoid triepoxide)인 트립톨리드는 췌장암(a) Phillips, P. A.; Dudeja, V.; McCarroll, J. A.; Borja-Cacho, D.; Dawra, R. K.; Grizzle, W. E.; Vickers, S. M.; Saluja, A. K. Cancer Res . 2007, 67, 9407-9416, b) Mujumdar, N.; Mackenzie, T. N.; Dudeja, V.; Chugh, R.; Antonoff, M. B.; Borja. Cacho, D.; Sangwan, V.; Dawra, R.; Vickers, S. M.; Saluja, A. K. Gastroenterology 2010, 139, 598-608), 신경모세포(Antonoff, M. B.; Chugh, R.; Borja-Cacho, D.; Dudeja, V.; Clawson, K. A.; Skube, S. J.; Sorenson, B. S.; Saltzman, D. A.; Vickers, S. M.; Saluja, A. K. Surgery 2009, 146, 282-290)종 및 담관암종(Tengchaisri, T.; Chawengkirttikul, R.; Rachaphaew, N.; Reutrakul, V.; Sangsuwan, R.; Sirisinha, S. Cancer Lett . 1998, 133, 169-175)을 포함하는 많은 악성 암에 대해 매우 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.Tetriptyline, a diterpenoid triepoxide isolated from plant sterile glands (Tripterygium wilfordii), is a pancreatic cancer (a) Phillips, PA; Dudeja, V .; McCarroll, JA; Borja-Cacho, D .; Dawra, RK; Grizzle, WE; Vickers, SM; Saluja, AK Cancer Res . 2007, 67 , 9407-9416, b) Mujumdar, N .; Mackenzie, TN; Dudeja, V .; Chugh, R .; Antonoff, MB; Borja. Cacho, D .; Sangwan, V .; Dawra, R .; Vickers, SM; Saluja, AK Gastroenterology 2010, 139, 598-608), neuroblastoma (Antonoff, MB; Chugh, R .; Borja-Cacho, D .; Dudeja, V .; Clawson, KA; Skube, SJ; Sorenson, BS; Saltzman, DA; Vickers , SM; Saluja, AK Surgery Rachaphaew, N .; Reutrakul, V .; Sangsuwan, R .; Sirisinha, S. Cancer ( 2009), 146, 282-290) Lett . 1998, 133, 169-175) . & Lt; / RTI >

초기에 많은 사람들에 의해 트립톨리드가 유망한 화학요법 약물로서 인식되었지만, 이의 낮은 용해도 및 매우 큰 독성으로 인하여 잠재적인 임상적 적용이 제한되어 왔다(Zhou, Z-L.; Yang, Y-X.; Ding, J.; Li, Y-C.; Miao, Z-H. Nat . Prod . Rep. 2012, 29, 457-475).Though tryptolide was initially recognized as a promising chemotherapeutic drug by many people, its potential for clinical application has been limited due to its low solubility and very high toxicity (Zhou, ZL .; Yang, YX .; Ding, J Li, YC .; Miao, ZH, Nat . Prod ., Rep., 2012, 29, 457-475).

최근, 미넬리드라 지칭되는 트립톨리드의 합성 전구약물이 췌장암에 대한 치료 약제로서 전임상 연구되고 있다. 미넬리드는 트리폴로이드의 2차 알콜 부위에 합성된 메틸포스페이트기를 가져서 더 큰 용해도를 나타내고 흔한 효소인 알칼리성 인산가수분해효소에 의해 신속한 탈인산화를 위한 자리를 제공한다. 이러한 전구약물이 증가된 용해도와 혈청 반감기를 보여주지만, 상기 전구약물은 종양 세포에 특이적으로 전달되지 않아서 그 효능이 제한된다(Chugh, R.; Sangwan, V.; Patil, S. P.; Dudeja, V.; Dawra, R. K.; Banerjee, S.; Schumacher, R. J.; Blazar, B. R.; Georg, G. I.; Vickers, S. M. Sci . Transl . Med . 2012, 156, 156ra13).Recently, a synthetic prodrug of tryptolide, referred to as Mineralid, has been studied preclinically as a therapeutic agent for pancreatic cancer. Mineralide has a methyl phosphate group synthesized at the secondary alcohol moiety of the tripolyol that exhibits greater solubility and provides a site for rapid dephosphorylation by the common enzyme alkaline phosphatase. Although such prodrugs exhibit increased solubility and serum half-life, the prodrug is not specifically delivered to tumor cells and thus its efficacy is limited (Chugh, R .; Sangwan, V .; Patil, SP; Dudeja, V Dawra, RK; Banerjee, S .; Schumacher, RJ; Blazar, BR; Georg, GI; Vickers, SM Sci . Transl . Med ., 2012 , 156, 156ra13).

나노기술 기반의 약물 전달 시스템은 종양세포에서의 약물 축적을 증가시키고 독성을 감소시키는 것으로 밝혀졌다. 다기능성 나노입자가 차세대 항암제로서 대두 되고 있다.Nanotechnology-based drug delivery systems have been shown to increase drug accumulation and reduce toxicity in tumor cells. Multifunctional nanoparticles are emerging as next-generation anticancer drugs.

과도한 혈류량 및 유창내피(fenestrated endothelia)로 인하여, 일반적으로 정맥내 주사된 나노입자는 간에 흡수된다(Owens III, D. E.; Peppas, N. A. Int . J. Pharm . 2006, 307, 93-102). 이러한 과정은, 간암의 경우에 있어서, 국소적으로 향상된 투과 및 보유 효과(local enhanced permeability and retention (EPR) effect)로 인하여 보다 더 두드러진다(Fang, J.; Nakamura, H.; Maeda, H. Adv . Drug Delivery Rev. 2011, 63, 136-151).Due to excessive blood flow and fenestrated endothelia, generally intravenously injected nanoparticles are absorbed in the liver (Owens III, DE; Peppas, NA Int . J. Pharm . 2006, 307, 93-102). This process is more pronounced due to locally enhanced permeability and retention (EPR) effects in the case of liver cancer (Fang, J .; Nakamura, H.; Maeda, H. Adv Drug Delivery Rev. 2011, 63, 136-151).

또한, 나노입자는 국소적 종양 미세환경 또는 종양에서 선택적으로 과발현된 수용체들과의 조직특이적 상호작용에 반응하도록 설계될 수 있다. 이로써 표면 수용체들(예를 들면, 폴레이트(folate) 수용체)을 통한 세포의 "능동 표적화(active targeting)" 또는 국소적으로 발현된 효소에 의해 촉발된 약물 방출이 포함될 수 있다.Nanoparticles can also be designed to respond to tissue-specific interactions with selectively over-expressed receptors in a local tumor microenvironment or tumor. This may include "active targeting" of cells through surface receptors (e. G., Folate receptors) or drug release triggered by locally expressed enzymes.

또한, 고체 종양의 세포외 pH는 정상 조직과 대비하여 보다 더 강한 산성(약 pH 6.0)이고(a) Trdan, O.; Galmarini, C. M.; Patel, K.; Tannock, I. F. J. Natl. Cancer Inst. 2007, b) Nichols, J. W.; Bae, Y. H. Nano Today 2012, 7, 606-618; c) Gallagher, F. A.; Kettunen, M. I.; Day, S. E.; Hu, D. E.; Ardenkjær-Larsen, J. H. Nature 2008, 453, 940-943 99, 1441-1454), 암세포의 엔도리소좀(endolysosome)은 훨씬 더 강한 산성(약 pH 5.5)이다(Urano, Y.; Asanuma, D.; Hama, Y.; Koyama, Y.; Barrett, T.; Kamiya, M.; Nagano, T.; Watanabe, T.; Hasegawa, A.; Choyke, P. L. Nat . Med. 2008, 15, 104-109).In addition, the extracellular pH of solid tumors is stronger than that of normal tissue (about pH 6.0) and (a) Trdan, O .; Galmarini, CM; Patel, K .; Tannock, IF J. Natl. Cancer Inst . 2007 , b) Nichols, JW; Bae, YH Nano Today 2012, 7, 606-618; c) Gallagher, FA; Kettunen, MI; Day, SE; Hu, DE; Ardenkjær-Larsen, JH Nature 2008, 453, 940-943 99, 1441-1454), endo-lysosomes (endolysosome) of cancer cells is a much more strong acid (about pH 5.5) (Urano, Y .; Asanuma, D .; Hama, Y .; Koyama, Y., Barrett, T .; Kamiya, M .; Nagano, T .; Watanabe, T .; Hasegawa, A .; Choyke, PL Nat . Med ., 2008, 15, 104-109).

본 발명자들은 종양 조직과 정상 조직 간의 pH 차이를 이용하여 종양 조직의 pH 환경에서만 약물이 방출되게 하면 약물에 의한 부작용을 최소화할 수 있다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하였다.The present inventors have completed the present invention in view of the fact that drugs can be released only in a pH environment of a tumor tissue using a pH difference between a tumor tissue and a normal tissue, thereby minimizing side effects caused by drugs.

본 발명의 기본적인 목적은 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 포함하는 나노 항암제형를 제공하는 것이다.A basic object of the present invention is to provide a nano-anticancer agent type comprising a hydrophobic anticancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate.

본 발명의 다른 목적은 (i) 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 용매에 용해하는 단계; (ii) 상기 (i)단계에서 얻은 용액을 건조하는 단계; 및 (iii) 상기 (ii)단계에서 얻은 건조물을 수화시키는 단계를 포함하는, 나노 항암제형 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition comprising (i) a hydrophobic anticancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate in a solvent; (ii) drying the solution obtained in step (i); And (iii) hydrating the dried material obtained in the step (ii).

전술한 본 발명의 기본적인 목적은 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 포함하는 나노 항암제형을 제공함으로써 달성될 수 있다.The basic object of the present invention described above can be achieved by providing a nano-anticancer agent type comprising a hydrophobic anti-cancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate.

상기 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체는 물에서 자발적으로 미셀 구조의 나노젤을 형성한다. 보다 상세하게는, 상기 미셀 구조의 나노젤은, 상기 소수성 항암 약물, 상기 pH 감응성 펩타이드 및 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 소수성 부분이 코어를 형성하고, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 친수성 부분이 상기 코어의 외부로 노출되어 있는 구조이다.The hydrophobic anticancer drug, pH sensitive peptide, and poloxamer-folate conjugate spontaneously form micellar nanogels in water. More specifically, the micelle-structured nanogel is characterized in that the hydrophobic portion of the hydrophobic anticancer drug, the pH sensitive peptide and the poloxamer-folate conjugate forms a core and the hydrophilic portion of the poloxamer- And is exposed to the outside of the core.

상기 pH 감응성 펩타이드는 정상 조직 보다 더 강한 산성을 띠는 종양 세포에서 분해됨으로써 상기 소수성 항암 약물이 방출되도록 한다. 이로써, 상기 소수성 소수성 항암 약물이 종양 세포에만 작용하게 된다.The pH sensitive peptide is degraded in tumor cells that are more acidic than normal tissue, thereby allowing the hydrophobic anti-cancer drug to be released. As a result, the hydrophobic hydrophobic anti-cancer drug acts only on the tumor cells.

상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 친수성 부분은 상기 코어의 외부로 노출되고, 폴레이트 모이어티(moiety)가 종양 세포에 대한 표적 리간드(tageting ligand)로서 작용한다.The hydrophilic portion of the poloxamer-folate conjugate is exposed to the outside of the core, and the folate moiety acts as a targeting ligand for the tumor cells.

즉, 상기 폴레이트 모이어티가 본 발명의 나노 항암제형을 종양 세포로 인도하면, 종양 세포의 산성 pH 환경에 반응하여 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해됨으로써 상기 소수성 항암 약물이 방출되어 상기 종양 세포에 작용하게 된다.That is, when the folate moiety induces the nano-anticancer drug type of the present invention to a tumor cell, the pH-sensitive peptide is degraded in response to the acidic pH environment of the tumor cell, whereby the hydrophobic anti-cancer drug is released to act on the tumor cell do.

본 발명의 나노 항암제형에 포함되는 상기 소수성 항암 약물은 벤다무스틴(Bendamustine), 부설판(Busulfan), 카무스틴(Carmustine), 클로람부실(Chlorambucil), 시클로포스파미드(Cyclophosphamide), 다카바진(Dacarbazine), 이포스파미드(Ifosfamide), 멜팔란(Melphalan), 프로카바진(Procarbazine), 스트렙토조신(Streptozocin) 또는 테모졸로미드(Temozolomide)와 같은 알킬화제(alkylating agent); 아스파라기나제(Asparaginase), 카페시타빈(Capecitabine), 시타라빈(Cytarabine), 5-플루오로우라실(5-Fluorouracil), 플루다라빈(Fludarabine), 젬시타빈(Gemcitabine), 메토트렉세이트(Methotrexate), 페메트렉세드(Pemetrexed) 또는 랄티트렉세드(Raltitrexed)와 같은 항대사물질(antimetabolite); 액티노마이신-D(Actinomycin D (Dactinomycin)), 블레오마이신(Bleomycin), 다우노루비신(Daunorubicin), 독소루비신(Doxorubicin), 페길화 리포좀 독소루비신(pegylated liposomal Doxorubicin), 에피루비신(Epirubicin), 이다루비신(Idarubicin), 미토마이신(Mitomycin) 또는 미토잔트론(Mitoxantrone)과 같은 항종양 항생제(Anti-Tumour Antibiotics); 에토포시드(Etoposide), 도세탁셀(Docetaxel), 이리노테칸(Irinotecan), 파클리탁셀(Paclitaxel), 토포테칸(Topotecan), 빈블라스틴(Vinblastine), 빈크리스틴(Vincristine) 또는 비노렐빈(Vinorelbine)과 같은 식물 알칼로이드/미세관 저해제(plant alkaloids/microtubule inhibitors); 카보플라틴(Carboplatin), 시스플라틴(Cisplatin) 또는 옥살리플라틴(Oxaliplatin)과 같은 DNA 결합제(DNA linking agents); 알렘투자맙(Alemtuzamab), 비씨지(BCG (bacille de Calmette-Guerin vaccine)), 베바시주맙(Bevacizumab), 세툭시맙(Cetuximab), 데노수맙(Denosumab), 엘로티닙(Erlotinib), 게피티닙(Gefitinib), 이마티닙(Imatinib), 인터페론(Interferon), 이필리무맙(Ipilimumab), 라파티닙(Lapatinib), 파니투무맙(Panitumumab), 리툭시맙(Rituximab), 수니티닙(Sunitinib), 소라페닙(Sorafenib), 템시롤리무스(Temsirolimus) 또는 트라스투주맙(Trastuzumab)과 같은 생물학적 제제(biological agents); 또는 클로드로네이트(Clodronate), 이반드론산(Ibandronic acid), 파미드로네이트(Pamidronate) 또는 졸레드론산(Zolendronic acid)과 같은 비스포스포네이트(bisphosphonates)일 수 있다.The hydrophobic anticancer drugs included in the nano-anticancer drug type of the present invention include Bendamustine, Busulfan, Carmustine, Chlorambucil, Cyclophosphamide, An alkylating agent such as Dacarbazine, Ifosfamide, Melphalan, Procarbazine, Streptozocin or Temozolomide; or an alkylating agent such as Dacarbazine, Ifosfamide, Melphalan, Procarbazine, Streptozocin or Temozolomide; Asparaginase, Capecitabine, Cytarabine, 5-Fluorouracil, Fludarabine, Gemcitabine, Methotrexate, Femetrexed, Antimetabolites such as Pemetrexed or Raltitrexed; But are not limited to, Actinomycin D (Dactinomycin), Bleomycin, Daunorubicin, Doxorubicin, Pegylated liposomal Doxorubicin, Epirubicin, Anti-Tumor Antibiotics such as Idarubicin, Mitomycin or Mitoxantrone; A plant alkaloid such as Etoposide, Docetaxel, Irinotecan, Paclitaxel, Topotecan, Vinblastine, Vincristine or Vinorelbine, / Plant alkaloids / microtubule inhibitors; DNA binding agents such as Carboplatin, Cisplatin or Oxaliplatin; Alemtuzamab, BCG (bacille de Calmette-Guerin vaccine), Bevacizumab, Cetuximab, Denosumab, Erlotinib, The compounds of the present invention may be selected from the group consisting of Gefitinib, Imatinib, Interferon, Ipilimumab, Lapatinib, Panitumumab, Rituximab, Sunitinib, Biological agents such as Sorafenib, Temsirolimus or Trastuzumab; Or bisphosphonates such as Clodronate, Ibandronic acid, Pamidronate, or Zolendronic acid.

또한, 본 발명의 나노 항암제형에 포함되는 상기 pH 감응성 펩타이드는 옥타데실아민-p(API-Asp)10; 융합생성 GALA 펩타이드(fusogenic GALA peptides); 또는 H2N-(AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC)-CO2H, H2N-(AALAEALAEALAEALAEALAEALAAAAGGC)-CO2H 또는 H2N-(ALEALAEALEALAEA)-CONH2와 같은 pHLIP 펩타이드(pHLIP peptides)일 수 있다.Also, the pH sensitive peptide contained in the nano-anticancer drug type of the present invention is octadecylamine-p (API-Asp) 10 ; Fusogenic GALA peptides; Or pHLIP peptides such as H 2 N- (AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC) -CO 2 H, H 2 N- (AALAEALAEALAEALAEALAAAAAGGC) -CO 2 H or H 2 N- (ALEALAEALEALAEA) -CONH 2 .

본 발명의 나노 항암제형은 산성 환경하에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되어 상기 소수성 항암 약물을 방출한다. 즉, 약알칼리성인 정상 세포 또는 조직에서는 상기 나노 항암제형이 그대로 유지되지만, 산성 환경인 종양 세포 또는 조직에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되고, 이에 따라 상기 소수성 항암 약물이 방출되게 된다.In the nano-anticancer drug type of the present invention, the pH-sensitive peptide is decomposed under an acidic environment to release the hydrophobic anti-cancer drug. That is, in the weakly alkaline normal cells or tissues, the nano-anticancer drug type remains unchanged, but the pH sensitive peptide is degraded in the tumor cells or tissues in the acidic environment, thereby releasing the hydrophobic anti-cancer drug.

본 발명의 나노 항암제형에 포함되는 상기 폴록사머-폴레이트 접합체는 플루로닉 F127-폴레이트일 수 있다.The poloxamer-folate conjugate included in the nano-anticancer drug form of the present invention may be pluronic F127-folate.

본 명세서에서, 플루로닉 F127은 하기 화학식 (I)의 구조를 가지는 화합물을 지칭한다.In the present specification, Pluronic F127 refers to a compound having the structure of formula (I) below.

Figure pat00001
Figure pat00001

화학식 (I)(I)

상기 화학식 (I)에서 a는 80 내지 150의 정수이고, b는 50 내지 100의 정수이다.In the formula (I), a is an integer of 80 to 150, and b is an integer of 50 to 100.

본 발명의 나노 항암제형은 간암 치료제일 수 있다. 상기 소수성 항암 약물은 ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43 또는 SETD5와 같은 간암 세포주에 작용하는 것일 수 있다.The nano-anticancer drug type of the present invention may be a therapeutic agent for liver cancer. The hydrophobic anticancer drug acts on liver cancer cell lines such as ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43 or SETD5 .

본 발명의 나노 항암제형은 간암 치료제일 수 있다. 상기 소수성 항암 약물은 ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, SETD5, MH-22A, Hepa-1c1c7, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, Fao, ARL-6, H-4-II-E, Hep 3B, MH1C1, PLC/PRF/5, H4-II-E-C3, HTC(BUdR), Hep G2 또는 Huh-7D12와 같은 간암 세포주에 작용하는 것일 수 있다.The nano-anticancer drug type of the present invention may be a therapeutic agent for liver cancer. The hydrophobic anticancer drugs include ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, SETD5, MH- H1, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, Fao, ARL-6, H-4 May act on liver cancer cell lines such as Hep-2-E, Hep 3B, MH1C1, PLC / PRF / 5, H4-II-E-C3, HTC (BUdR), Hep G2 or Huh-7D12.

전술한 본 발명의 다른 목적은 (i) 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 용매에 용해하는 단계; (ii) 상기 (i)단계에서 얻은 용액을 건조하는 단계; 및 (iii) 상기 (ii)단계에서 얻은 건조물을 수화시키는 단계를 포함하는, 나노 항암제형 제조 방법을 제공함으로써 달성될 수 있다.Another object of the present invention described above is to provide a method for preparing a pharmaceutical composition comprising the steps of (i) dissolving a hydrophobic anti-cancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate in a solvent; (ii) drying the solution obtained in step (i); And (iii) hydrating the dried product obtained in the step (ii).

본 발명의 방법에 의해 제조되는 나노 항암제형은 산성 환경하에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되어 상기 소수성 항암 약물을 방출한다. 즉, 약알칼리성인 정상 세포 또는 조직에서는 상기 나노 항암제형이 그대로 유지되지만, 산성 환경인 종양 세포 또는 조직에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되고, 이에 따라 상기 소수성 항암 약물이 방출되게 된다.In the nano-anticancer drug form produced by the method of the present invention, the pH-sensitive peptide is degraded under an acidic environment to release the hydrophobic anti-cancer drug. That is, in the weakly alkaline normal cells or tissues, the nano-anticancer drug type remains unchanged, but the pH sensitive peptide is degraded in the tumor cells or tissues in the acidic environment, thereby releasing the hydrophobic anti-cancer drug.

본 발명의 방법에 사용되는 상기 소수성 항암 약물은 트립톨리드, 소라페닙, 독소루비신 또는 다우노루비신일 수 있다.The hydrophobic anti-cancer drug used in the method of the present invention may be tryptolide, sorapenib, doxorubicin or daunorubicin.

본 발명의 방법에 사용되는 상기 pH 감응성 펩타이드는 옥타데실아민-p(API-Asp)10일 수 있다. 또한, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체는 플루로닉 F127-폴레이트일 수 있다.The pH-sensitive peptide used in the method of the present invention may be octadecylamine-p (API-Asp) 10 . In addition, the poloxamer-folate conjugate may be pluronic F127-folate.

상기 나노 항암제형은 간암 치료제일 수 있다. 또한, 상기 소수성 항암 약물은 ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43 또는 SETD5로 선택되는 간암 세포주에 작용한다.The nano-anticancer drug type may be a therapeutic agent for liver cancer. In addition, the hydrophobic anticancer drug may be selected from the group consisting of ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, It acts on the cell line.

본 발명의 방법의 (iii)단계에서 인산염 완충 식염수(PBS)를 사용할 수 있고, 초음파 처리를 할 수도 있다.In step (iii) of the method of the present invention, phosphate buffered saline (PBS) can be used and ultrasonication can be performed.

본 발명의 방법의 (iii)단계에서 상기 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체가 자발적으로 미셀 구조의 나노젤을 형성하고, 상기 미셀 구조의 나노젤은, 상기 소수성 항암 약물, 상기 pH 감응성 펩타이드 및 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 소수성 부분이 코어를 형성하며, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 친수성 부분이 상기 코어의 외부로 노출되어 있는 구조이다.In the step (iii) of the method of the present invention, the hydrophobic anticancer drug, the pH sensitive peptide, and the poloxamer-folate conjugate spontaneously form a micellar nanogel, and the nanogel of the micellar structure, Wherein the hydrophobic portion of the pH sensitive peptide and the poloxamer-folate conjugate forms a core, and the hydrophilic portion of the poloxamer-folate conjugate is exposed to the outside of the core.

본 발명의 하나의 실시 태양에 따라, 용해도가 낮고 독성이 매우 높은 트립톨리드를, 폴레이트(folate) 수용체를 과발현시키는 HCC-부집단(subpopulation)을 표적화할 수 있는 폴레이트로 코팅된 종양 pH-감응성 나노젤(tumor pH-sensitive nanogel)로 제형화할 수 있다.In accordance with one embodiment of the present invention, low-solubility and highly toxic tryptolide is administered to a follicular-coated tumor pH that is capable of targeting HCC-subpopulations that overexpress a folate receptor - It can be formulated with a tumor pH-sensitive nanogel.

나노 트립톨리드제형(nanoformulated triptolide (Nf-Trip)은 천연 트립톨리드 및 FDA승인 물질로부터 합성된 두 가지 고분자로 구성된다. 하나의 고분자는 폴산(folic acid)으로 에스테르화된 플루로닉 F127(도 3a 및 3b 참조)이고, 다른 하나의 고분자는 옥타데실아민의 꼬리 및 이온화가능한 아미다졸 곁가지를 갖는 아스파르트산(aspartic acid)의 합성된 10량체(10-mer)이다(도 3a 및 3c 참조).A nanoformulated triptolide (Nf-Trip) is composed of two polymers synthesized from natural tryptolide and FDA-approved materials. One polymer is pluronic F127 esterified with folic acid 3a and 3b), and the other polymer is a synthesized 10-mer of aspartic acid having an octadecylamine tail and an ionizable amidazole side chain (see FIGS. 3A and 3C) .

본 발명의 pH 감응성 펩타이드는 다음과 같은 두 가지 장점을 갖는다. 첫째, 상기 pH 감응성 고분자는 (1) 개시제로서 옥타데실아민을 사용하는 α-아미노산 N-카르복시안하이드라이드(NCA)의 개환 중합(ring opening polymerization (ROP)) 및 (2) 아미노분해 반응을 통한 pH-감응성 이온화가능한 작용기(예를 들면, 이미다졸기)의 도입의 2단계 반응을 통해 합성되고; 이러한 간단한 과정으로 인해 암 나노기술을 임상에 적용하는 것을 용이하게 한다.The pH sensitive peptide of the present invention has the following two advantages. First, the pH-sensitive polymer is prepared by (1) ring-opening polymerization (ROP) of an α-amino acid N-carboxyanhydride (NCA) using octadecylamine as an initiator and (2) is synthesized through a two-step reaction of introducing a pH-sensitive ionizable functional group (e.g., an imidazole group); This simple process facilitates the application of cancer nanotechnology to clinical practice.

둘째, ROP를 위한 개시제로서 옥타데실아민을 사용하면, 얻어지는 pH 감응성 폴리펩타이드에 추가로 초소수성 모이어티(superhydrophobic moiety)를 제공하고, 이는 트립톨리드와 같은 소수성 약물의 충전 효율을 높인다.Second, the use of octadecylamine as an initiator for ROP provides a superhydrophobic moiety in addition to the resulting pH-sensitive polypeptide, which enhances the charging efficiency of hydrophobic drugs such as tryptolide.

상기 두 가지 고분자들은 물에서 자발적으로 미셀 구조의 나노젤(micelle structured nanogel)을 형성한다(도 3d 참조). 표면에 노출된 폴레이트는 암세포-표적화 리간드로서 작용하고, 내부에 밀집된 이미다졸은 pH-감응성 이온화 및 분산을 위한 이온화가능한 모이어티를 제공한다(도 3e 내지 3g 참조).The two polymers spontaneously form micelle structured nanogels in water (see Figure 3d). The folate exposed on the surface acts as a cancer cell-targeting ligand, and the internally densified imidazole provides an ionizable moiety for pH-sensitive ionisation and dispersion (see Figures 3e-3g).

박막 수화(thin-film hydration)에 의해 상기 나노젤의 소수성 코어(core) 내부로 트립톨리드를 충전한다. 이러한 Nf-Trip에 의해, 소수성 트립톨리드를 정맥내 투여할 수 있다. 상기 종양의 산성 환경이 상기 내부의 이마다졸 화합물에 양성자를 제공하여 미셀이 붕괴되면 종양-특이적(tumor-specific) 약물 방출이 일어난다. 상기 폴레이트(표적화 리간드)는, 폴레이트 수용체(FR)를 과발현하는 암세포 내부로의 수용체-매개 세포내이입을 촉진시킬 수 있고, 엔도리소솜 산성화(endolysosomal acidification) 과정 중에 상기 트립톨리드가 매우 효율적으로 방출된다.The tryptolide is filled into the hydrophobic core of the nanogel by thin-film hydration. With this Nf-Trip, hydrophobic tryptolide can be administered intravenously. The acidic environment of the tumor provides prodrugs to the imadazole compounds therein, leading to tumor-specific drug release when the micelles collapse. The folate (targeting ligand) can promote receptor-mediated intracellular entry into tumor cells that overexpress the folate receptor (FR), and that during the endolysosomal acidification process, the tryptolide is very < RTI ID = And is efficiently released.

본 발명의 나노 항암제형은 종양 세포 또는 조직까지 항암 약물을 전달하고, 종양에 도달해서 상기 항암 약물을 방출하기 때문에, 인체 독성이 큰 항암 약물도 제형화할 수 있다. 따라서 본 발명의 나노 항암제형을 사용하면, 부작용을 최소화하거나, 없앨 수 있다.Since the nano-anticancer drug of the present invention delivers anticancer drugs to tumor cells or tissues and reaches the tumor and releases the anticancer drugs, anticancer drugs with high toxicity can also be formulated. Therefore, the use of the nano-anticancer agent of the present invention minimizes or eliminates side effects.

도 1a는 MTS 분석법을 사용하는 트립톨리드의 동정을 위한 시험관내 화합물 스크리닝을 보여 주고, 도 1b 내지 도 1d는 각각 MTS에 의해 분석된 바와 같이 간암 세포주들에서 트립톨리드, 소라페닙 및 다우노루비신의 투여량-의존적 저해 효과를 보여 준다.
도 2는 10 ng/mL의 트립톨리드로 처리된 Bel-7404 및 HCCLM3 세포들 모두에 대한 유동세포분석법에 의해 관찰된 Annexin-V+ 및 7-AAD+ 세포들의 증가를 보여준다.
도 3a는 플루로닉 F127-폴레이트 접합체 및 옥타데실아민-p(API-Asp)10의 합성 과정을 보여 주고, 도 3b는 본 발명의 실시예 2에서 합성한 폴레이트-플루로닉 F127 접합체의 분자식 및 1H-NMR 분석 결과이며, 도 3c는 본 발명의 실시예 3에서 합성한 옥타데실아민-p(API-Asp)10의 분자식 및 1H-NMR 분석 결과이고, 도 3d는 자기조립을 통한 Nf-Trip의 제조를 보여 주며, 도 3e는 pH 7.4 및 pH 6.0에서의 Nf-Trip의 SEM 사진이고, 도 3f는 pH의 함수로서 Nf-Trip(0.1 mg/mL)의 DLS 크기 측정이며, 도 3g는 pH의 함수로서 Nf-Trip 현탁액의 % 투과율이다.
도 4a는 종양 미세환경 내에서 Nf-Trip의 종양 pH 반응성 약물 방출에 대한 개념도이고, 도 4b는 Nf-Trip으로부터 트립톨리드의 pH의존적 약물 방출을 보여 주며, 도 4c는 MTS에 의해 분석한 FR+ Bel-7404 및 FR- MIHA 세포들에 대한 Nf-Trip의 성장 저해 효과이고, 도 4d 및 도 4e는 각각 MTS에 의해 분석한 pH 6.0 및 pH 7.4에서 Bel-7404 및 MIHA 세포들에 대한 Nf-Trip 및 유리 트립톨리드의 저해 효과를 보여 주며, 도 4f는 유동세포분석법에 의해 분석된 G2/M기에서 Bel-7404 세포주기 억제에 대한 Nf-Trip의 효과를 보여 주고, 도 4g는 TUNEL에 의해 분석한 Bel-7404 및 MIHA 세포들에서 Nf-Trip 처리에 의한 세포자멸 유도를 보여 주며(스케일 바 = 50 μm), 도 4h는 P-H2AX 염색법에 의해 분석된, Nf-Trip에 의해 유도된 DNA 손상에 대한 사진이다(스케일바 = 50 μm).
도 5a 및 도 5b는 세포 주기의 하향조절 및 RT-qPCR에 의해 평가된 바와 같은 Nf-Trip 처리에 의한 세포자멸관련 사이클린 키나제 부단위-2(cyclin kinase subunit-2 (CKS2))(도 5a) 및 오로라 A 키나제(AURKA)(도 5b)를 보여 주고, 도 5c 및 도 5d는 각각 RT-qPCR 분석에 의한 상응하는 인접 비종양 간 조직과 대비하여 HCC 환자의 조직에서 CKS2 및 AURKA의 발현이 현저히 증가했음을 보여 주며(T: 종양성 간 조직; MN: 상응하는 인접 비종양 간 조직; NN: 조직학적으로 정상인 간 조직), 도 5e 및 도 5f는 HCC 환자에서 낮은 생존률 예측과 관련된 CKS2 및 AURKA의 발현을 각각 보여주는 피셔의 정확 검정(Fisher's exact test) 및 카플란-마이어 분석법 결과이다.
도 6a는 DIC와 함께 니콘사의 생 세포 촬영 형광현미경 시스템을 사용하여 얻은 FR+ Bel-7404 간암세포 및 FR- 간 실질세포(parenchymal cell)(MIHA)에서의 Nf-Trip(10 ng/mL)의 세포 흡수 사진이고(스케일바 = 20 μm), 도 6b는 CLSM을 사용한 FR+ Bel-7404 및 FR- MIHA 세포들에서 Nf-Trip의 세포 흡수에 대한 사진이며(스케일바 = 50 μm), 도 6c는 Xenogen IVIS Lumina 시스템을 사용하여 얻은, Nf-Trip(RITC 함유)의 정맥내 주사 후에 FR+ Bel-7404 세포들로부터 유래된 동소 HCC 종양을 발현하는 루시퍼라제를 포함한 마우스의 생체내 사진이다.
도 7a는 치료 도중 동소 종양 이종이식에 대한 1주일 간격의 사진이고, 도 7b는 다른 치료들의 치료 종료시점에서 마우스로부터 잘라낸 종양함유 간이며, 도 7c는 세개의 치료 군들에 대한 모든 마우스의 1주일 간격의 생물발광 신호에 대한 정량 분석 결과이고, 도 7d는 상기 세 개의 치료 군들에 대한 1주일 간격의 평균 마우스 체중이며, 도 7e는 상기 세 개의 군들에서 시간에 따른 마우스 생존률에 대한 피셔의 정확 검정(Fisher's exact test) 및 카플란-마이어 분석 결과이고, 도 7f는 상기 세 개의 군들로부터 얻은 H&E 염색 사진과 CKS2 및 AURKA에 대한 종양 조직의 IHC 염색 사진이며(스케일바 = 50 μm), 도 7g는 상기 세 개의 군들로부터 얻은 종양에 대한 TUNEL 분석 사진이다(스케일바 = 50 μm).
Figure 1 a shows in vitro compound screening for the identification of tryptolide using the MTS assay and Figures 1b to 1d show the results of the in vitro screening of tryptolide, sorapenib, and daunorhodide in liver cancer cell lines, as analyzed by MTS, Dose-dependent inhibitory effects of < RTI ID = 0.0 >
Figure 2 shows the increase in Annexin-V + and 7-AAD + cells observed by flow cytometry for both Bel-7404 and HCCLM3 cells treated with 10 ng / mL tryptolide.
FIG. 3A shows the synthesis process of a pluronic F127-folate conjugate and octadecylamine-p (API-Asp) 10 , FIG. 3B shows the synthesis of a folate-pluronic F127 conjugate synthesized in Example 2 of the present invention FIG. 3C is a molecular formula and 1 H-NMR analysis result of octadecylamine-p (API-Asp) 10 synthesized in Example 3 of the present invention, and FIG. 3D is a result of molecular formula and 1 H- 3e is a SEM image of Nf-Trip at pH 7.4 and pH 6.0, and Fig. 3f is a DLS size measurement of Nf-Trip (0.1 mg / ml) as a function of pH , And Fig. 3g is the percent transmittance of the Nf-Trip suspension as a function of pH.
Figure 4a is a conceptual diagram of tumor pH-responsive drug release of Nf-Trip in tumor microenvironment, Figure 4b shows the pH dependent drug release of tryptolide from Nf-Trip, Figure 4c shows FR + 4d and 4e show the inhibition effect of Nf-Trip on Bel-7404 and FR-MIHA cells, respectively. Fig. 4d and Fig. 4f shows the effect of Nf-Trip on the inhibition of the Bel-7404 cell cycle in the G2 / M phase analyzed by flow cytometry, FIG. 4g shows the inhibitory effect of the free tryptolide on TUNEL (Scale bar = 50 μm) in the analyzed Bel-7404 and MIHA cells, and FIG. 4h shows DNA induced by Nf-Trip, analyzed by P-H2AX staining This is a picture of the damage (scale bar = 50 μm).
5a and 5b show cell cycle arrest and apoptosis-related cyclin kinase subunit-2 (CKS2) (Fig. 5a) by Nf-Trip treatment as assessed by RT-qPCR. And Aurora A kinase (AURKA) (Fig. 5B), and Figs. 5C and 5D show the expression of CKS2 and AURKA in tissues of HCC patients significantly compared with corresponding adjacent non-tumor liver tissues by RT- (T: tumorous liver, MN: corresponding adjacent non-tumor liver; NN: histologically normal liver tissue), FIGS. 5e and 5f show that CKS2 and AURKA (Fisher ' s exact test and Kaplan-Meier analysis results, respectively, showing expression.
Figure 6a shows the results of Nf-Trip (10 ng / ml) in FR + Bel-7404 liver cancer cells and FR - liver parenchymal cells (MIHA) obtained using Nikon's bio- 6B is a photograph (scale bar = 50 μm) of Nf-Trip cell uptake in FR + Bel-7404 and FR - MIHA cells using CLSM (scale bar = 50 μm) Is an in vivo photograph of a mouse containing luciferase expressing an isoHCC tumor derived from FR + Bel-7404 cells after intravenous injection of Nf-Trip (containing RITC), obtained using the Xenogen IVIS Lumina system.
Figure 7a is a photograph of a weekly interval for an islet tumor xenotransplantation during treatment, Figure 7b is a tumor-containing liver cut from the mouse at the end of treatment of the other therapies, Figure 7c is a week FIG. 7D shows the results of quantitative analysis on the bioluminescence signal of the intervals, FIG. 7D shows the average mouse body weight in the weekly intervals for the three treatment groups, FIG. 7E shows Fisher's exact test for the mouse survival rate over time in the above three groups (Scale bar = 50 μm). Fig. 7 (g) is a photograph of H & E staining obtained from the above three groups and IHC staining of tumor tissue against CKS2 and AURKA, A TUNEL analysis of the tumor from the three groups (scale bar = 50 μm).

이하, 다음의 실시예 또는 도면을 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 그러나 다음의 실시예 또는 도면에 대한 설명은 본 발명의 구체적인 실시 태양을 특정하여 설명하고자 하는 것일 뿐이며, 본 발명의 권리 범위를 이들에 기재된 내용으로 한정하거나 제한해석하고자 의도하는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples or drawings. It is to be understood, however, that the following description of the embodiments or drawings is intended to illustrate specific embodiments of the invention and is not intended to be exhaustive or to limit the scope of the invention to the precise forms disclosed.

실시예Example 1. 독성에 대한  1. Toxicity 시험관내In vitro 스크리닝 Screening

다양한 세포주에 대한 효능 때문에 트립톨리드를 선택하였다(도 1a). HCC 환자에 대해 보다 더 흔하게 사용되는 임상 화학요법 약제들(소라페닙, 독소루비신 및 다우노루비신)과 대비하여, 트립톨리드는 인간 간암 세포주들에 대해 훨씬 더 큰 세포독성 효과를 초래했다(도 1b 내지 도 1e). 간암 세포주에서 세포 사멸에 대한 트립톨리드의 영향을 평가하기 위해, 두 가지 간암 세포주, Bel-7404 및 HCCLM3를 10 ng/mL 농도의 트립톨리드로 처리하였다. 예상한 바와 같이, 트립톨리드 처리에 의해 두 가지 간암 세포주 모두에 있어서 세포 사멸에 현저한 영향을 초래했다. 유동세포분석법을 사용하는 Annexin-V 및 7-AAD에 의해 상기 세포주들을 분석하였다. 10 ng/mL의 트립톨리드 처리 후 24시간 이내에 Bel-7404 및 HCCLM3 세포 모두에서 Annexin-V 양성 세포 및 7-AAD 양성 세포 모두 현저히 증가한 결과를 보였고, 이는 상당한 세포 자멸 및 괴사가 있었음을 의미한다(도 2).
Triptolide was chosen because of its efficacy on various cell lines (Figure 1a). In contrast to the more commonly used clinical chemotherapeutic agents (sorafenib, doxorubicin and daunorubicin) for HCC patients, tryptolide resulted in a much greater cytotoxic effect on human liver cancer cell lines (Fig. 1B 1E). Two liver cancer cell lines, Bel-7404 and HCCLM3, were treated with tryptolide at a concentration of 10 ng / mL to assess the effect of tryptolide on cell death in hepatoma cell lines. As expected, tryptolide treatment resulted in a significant effect on apoptosis in both liver cancer cell lines. The cell lines were analyzed by Annexin-V and 7-AAD using flow cytometry. Both Annexin-V positive cells and 7-AAD positive cells were significantly increased in both Bel-7404 and HCCLM3 cells within 24 hours after treatment with 10 ng / mL tryptolide, indicating significant apoptosis and necrosis (Fig. 2).

실시예Example 2. 폴레이트- 2. Folate- 플루로닉Pluronic F127 접합체( F127 junction ( FolateFolate -- pluronicpluronic F127 ( F127 ( FAFA -- PF127PF127 ) conjugate)의 합성) conjugate

100 mg의 플루로닉 F127 분말을 무수 DMSO에 용해시켰다. 5 mg의 폴산(folic acid, 1.5 eq)을 10 mL의 DMSO에 용해시키고, 1.5 몰당량의 DCC(N,N'-dicyclohexylcarbodiimide) 및 DMAP(4-dimethylaminopyridine)를 첨가하였다. 플루로닉 F127을 격렬히 교반하면서 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 용해시켰고, 이어서 활성화된 폴산과 서서히 혼합하였다. 이후 상기 반응 혼합물을 실온에서 24시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 2일간 증류수에 대하여 투석하여(MWCO: 1000 Da) 접합되지 아니한 폴레이트 및 DMSO를 제거하였다. 최종 용액을 순간 냉동시키고 동결건조하였다. 이렇게 얻은 폴레이트-플루로닉 F127 접합체를 Sephadex LH-20(Sigma-Aldrich, Co.)를 사용하여 정제하였다. 상기 폴레이트-플루로닉 F127 접합체의 분자식 및 1H-NMR 분석 결과가 도 S1에 나타나 있다.100 mg of the pluronic F127 powder was dissolved in anhydrous DMSO. 5 mg of folic acid (1.5 eq) was dissolved in 10 mL of DMSO and 1.5 molar equivalents of DCC (N, N'-dicyclohexylcarbodiimide) and DMAP (4-dimethylaminopyridine) were added. Pluronic F127 was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) with vigorous stirring and then slowly mixed with activated folic acid. The reaction mixture was then stirred at room temperature for 24 hours. The reaction mixture was dialyzed against distilled water for 2 days (MWCO: 1000 Da) to remove unfused folate and DMSO. The final solution was frozen for an instant and lyophilized. The folate-pluronic F127 conjugate thus obtained was purified using Sephadex LH-20 (Sigma-Aldrich, Co.). The molecular formula and the 1 H-NMR analysis of the folate-pluronic F127 conjugate are shown in FIG.

폴산-플루로닉 F127 접합체에 대한 1H NMR (500 MHz, DMSO-d6): σ = 8.6Folic acid-1 conjugate on Nick F127 Pluronic H NMR (500 MHz, DMSO- d 6): σ = 8.6

ppm (1H , d, 폴산의 -N=CH 1CH1=), 7.6 ppm (t, 1H, 폴산의 -CH=CH-), 6.6 ppm (t, 1H, 폴산의 -CH=CH-), 3.4 - 3.6 ppm (m, 848H, 플루로닉 F127의 -CH 2CH 2O-), 및 1.0 ppm (d, 210H, 플루로닉 F127의 -CH2CH-(CH 3)O-).
ppm (1H, d, folic acid of -N = C H 1 CH 1 = ), 7.6 ppm (t, 1H, folic acid of -C H = CH-), 6.6 ppm (t, 1H, -CH = C H of folic acid -), 3.4 - 3.6 ppm ( m, 848H, Nick, -C H 2 C H 2 O-) of Pluronic F127, and 1.0 ppm (d, 210H, Pluronic F127 of -CH 2 CH- (C H 3 ) O-).

실시예Example 3.  3. 옥타데실아민Octadecylamine -p(-p ( APIAPI -- AspAsp )) 1010 의 합성Synthesis of

3 g(12 mmol)의 β-벤질-L-아스파테이트 N-카르복시 무수물(BLA-NCA)을, 20 mL의 DMF(dimethylformamide) 및 50 mL의 CH2Cl2 혼합물 내에서 옥타데실아민(MW = 269.51 g/mol, 0.3 g, 1.2 mmol)의 말단 1차 아민기로부터 개시하여 40℃에서 중합시켰다. 상기 반응 혼합물을 2일간 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 고진공 하에서 회전증발시켜 상기 CH2Cl2를 제거하였다. 20 mL의 0.1 N HCl을 서서히 첨가하여 고분자를 침전시킨 후 5분간 원심분리(3000 rpm)를 하였다. 상등액을 버렸고, 남은 잔류물을 동결건조하여 잔류한 물을 제거하였다. 1-(3-아미노프로필)이미다졸(API)을 사용하여 상기 옥타데실아민-PBLA 옥타데실아민-PBLA를 아미노분해(aminolysis)함으로써 pH 감응성 옥타데실아민-p(API-Asp)10을 합성하였다. 옥타데실아민-p(API-Asp)10(0.2, 74.8 μmol)을 5 mL의 DMSO에 용해시키고, 질소 하의 25℃에서 API(1 g, 7.9 mmol)와 반응시킨 후 12시간 동안 교반하였다. 상기 반응 혼합물을 20 mL의 1 N의 냉각된 HCl 수용액에 적가하였고, 0.01 N HCl 용액에 대하여 3회 투석하였다(Spectra/Por; MWCO: 1,000 Da). 최종 용액을 동결건조하여 백색 고체의 옥타데실아민-p(API-Asp)10를 얻었다.3 g (12 mmol) of β- benzyl -L- aspartate N- carboxy anhydride (BLA-NCA) a, 20 mL of DMF (dimethylformamide) and 50 mL of CH 2 Cl 2 mixtures in octadecylamine (M W = 269.51 g / mol, 0.3 g, 1.2 mmol) and polymerized at 40 < 0 > C. The reaction mixture was stirred for 2 days. The reaction mixture was rotary evaporated under high vacuum to remove the CH 2 Cl 2 . 20 mL of 0.1 N HCl was slowly added to precipitate the polymer, followed by centrifugation (3000 rpm) for 5 minutes. The supernatant was discarded and the remaining residue was lyophilized to remove residual water. PH-sensitive octadecylamine-p (API-Asp) 10 was synthesized by aminolysis of the octadecylamine-PBLA octadecylamine-PBLA using 1- (3-aminopropyl) imidazole . Octadecylamine-p (API-Asp) 10 (0.2, 74.8 μmol) was dissolved in 5 mL of DMSO and reacted with API (1 g, 7.9 mmol) at 25 ° C. under nitrogen and stirred for 12 hours. The reaction mixture was added dropwise to 20 mL of 1 N cold HCl aqueous solution and dialyzed three times against 0.01 N HCl solution (Spectra / Por; MWCO: 1,000 Da). The final solution was lyophilized to give octadecylamine-p (API-Asp) 10 as a white solid.

옥타데실아민-p(API-Asp)10에 대하여 1H NMR (500 MHz, DMSO-d6)): σ = 7.81 H NMR (500 MHz, DMSO-d 6 ) for octadecylamine-p (API-Asp) 10 :? = 7.8

ppm (1H, s, 이미다졸 고리의 -NCH=N-), 7.7 ppm (1H, s, 이미다졸 고리의 -NCH=CH-), 7.3 ppm (1H, s, 이미다졸 고리의 -CH=CH-N-), 4.5 ppm (1H, m,-NHCHC=O-), 4.0 ppm (2H, s, =NCH2CH2), 3.0 ppm (2H, s, -NHCH 2CH2-), 2.6 ppm (2H, m, -CH 2C=ONH-), 1.8 ppm (2H, s, -CH2CH 2CH2-), 1.2 ppm (17H, s, 옥타데실아민의 -CH2-), 및 0.8 ppm (3H, t, 옥타데실아민의 CH3).
ppm (1H, s, -NC H = N-) of the imidazole ring, 7.7 ppm (1H, s, -NC H = CH- of the imidazole ring), 7.3 ppm = C H -N-), 4.5 ppm (1H, m, -NHCHC = O-), 4.0 ppm (2H, s, = NCH2CH2), 3.0 ppm (2H, s, -NHC H 2 CH 2 -), 2.6 ppm (2H, m, -C 2 H C = ONH-), ppm 1.8 (2H, s, C H 2 -CH 2 CH 2 -), ppm 1.2 (17H, s, of octadecylamine -CH 2 -) , And 0.8 ppm (3H, t, CH 3 of octadecylamine).

실시예Example 4.  4. 플루오레세인(RITC)으로With fluorescein (RITC) 표지된Labeled 옥타데실아민Octadecylamine -p(-p ( APIAPI -- AspAsp )) 1010 의 합성Synthesis of

20 mL의 DMSO내에서 100 mg의 옥타데실아민-p(API-Asp)10를 실온의 어두운 곳에서 12시간 동안 30 mg의 RITC와 반응시켰다. 상기 반응 혼합물을 증류수에 대해 2일 동안 투석하여(MWCO: 1000 Da) 미표지된 RITC 및 DMSO를 제거하였다.
100 mg of octadecylamine-p (API-Asp) 10 in 20 mL of DMSO was reacted with 30 mg of RITC for 12 hours at room temperature in the dark. The reaction mixture was dialyzed against distilled water for 2 days (MWCO: 1000 Da) to remove unlabeled RITC and DMSO.

실시예Example 5. 나노 트립톨리드제형( 5. Nanotriptolide Formulation ( nanoformulatednanoformulated triptolidetriptolide ( ( NfNf -- TripTrip ))의 제조))

20 mg의 옥타데실아민-p(API-Asp)10, 20 mg의 FA-F127 및 4 mg의 트립톨리드를 6 mL의 메탄올에 용해시켰고, 감압하의 60℃에서 25 mL 둥근바닥 플라스크의 벽에 필름이 형성되도록 건조하였다. 이후, 5 mL의 PBS(pH 7.4)를 상기 플라스크에 첨가하여 상기 필름을 수화시켰다. 프로브 소니케이터(probe sonicator, Sonics Vibra cell, Sonics & Material Inc., New Town, CT, USA)를 사용하여 5분간 초음파처리한 후, 상기 용액을 60℃에서 6시간 동안 지속적으로 교반하였다. 미충전된 트립톨리드를 제거하기 위하여, 샘플을 12시간 동안 PBS(pH 7.4)에 대해 투석하였다.20 mg of octadecylamine-p (API-Asp) 10 , 20 mg of FA-F127 and 4 mg of tryptolide were dissolved in 6 mL of methanol and added to a wall of a 25 mL round bottom flask at 60 & The film was dried to form. Then, 5 mL of PBS (pH 7.4) was added to the flask to hydrate the film. After sonication for 5 minutes using a probe sonicator (Sonics Vibra cell, Sonics & Material Inc., Newtown, CT, USA), the solution was stirred continuously at 60 ° C for 6 hours. To remove uncharged tryptolide, the sample was dialyzed against PBS (pH 7.4) for 12 hours.

이렇게 얻은 Nf-Trip은 약물-대-운반체 비율이 약 9%이고 약 94%의 높은 충전 효율을 보였다. 생리학적 pH에서 상기 Nf-Trip의 수력학적 반경은 약 120 nm로 측정되었다(도 3f). 먼저, 상기 Nf-Trip의 산-민감도(acid-sensitivity)를 주사전자현미경(SEM) 및 동적광산란법(DLS)에 의해 검사하였다. 생리학적 pH에서, 뚜렷한 나노입자가 관찰되었지만, pH 6.0으로 산성화시키자, 상기 나노입자가 완전히 붕괴되었다(도 3e 및 3f). 또한, 산-염기 적정(도 3g)에 의해 약 6.5의 임계 pH 범위에서 %투과도(% transmittance)의 단계적인 감소를 보였다.
The Nf-Trip thus obtained showed a drug-to-carrier ratio of about 9% and a high charging efficiency of about 94%. The hydrodynamic radius of the Nf-Trip at physiological pH was measured to be about 120 nm (Figure 3f). First, the acid-sensitivity of the Nf-Trip was examined by scanning electron microscopy (SEM) and dynamic light scattering (DLS). At physiological pH, pronounced nanoparticles were observed, but upon acidification at pH 6.0, the nanoparticles completely disintegrated (FIGS. 3e and 3f). Also showed a stepwise decrease in% transmittance at a critical pH range of about 6.5 by acid-base titration (Figure 3g).

실시예Example 6. 세포주 및 세포 배양 6. Cell line and cell culture

인간 간암 세포들(Bel-7404 또는 HCCKM3) 또는 불멸화된(immortalized) 정상 간세포들(MIHA)을, 10% 우태아 혈청(FBS) 및 1% 페니실린-스트렙토마이신을 함유하는 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 내에서 배양하였다. 상기 세포들을 5% CO2 존재 하의 37℃에서 유지하였다.
Human liver cancer cells (Bel-7404 or HCCKM3) or immortalized normal hepatocytes (MIHA) were cultured in DMEM (Dulbecco's Modified Eagle's Medium) supplemented with 10% fetal bovine serum (FBS) and 1% penicillin- Lt; / RTI > The cells were maintained at 37 ℃ under 5% CO 2 present.

실시예Example 7. 시험관 내 세포 흡수 7. In vitro cell uptake

합류(confluence) 후에, 세포들을 떼어 내고, 계수하였으며, 8-웰 커버글래스 체임버(8-well coverglass chamber)(LAB-TEK, Nagle Nunc, IL, USA) 내에 하룻밤 동안 접종하였다. 이후, 상기 매질을, 서로 다른 농도에서 Nf-Trip이 혼합된 매질(Nf-Trip spiked medium)로 교체하였고, 서로 다른 시간 동안 인큐베이션하였다. 니콘사의 생세포 영상 시스템(Nikon live cell imaging system)을 사용하여 Nf-Trip의 세포 흡수를 관찰하였다. 또한, 공초점 레이저 주사현미경(CLSM, Carl Zeiss)을 사용하여 상기 Nf-Trip의 세포 흡수 거동 및 세포내 분포를 분석하였다. 예열된 1×PBS를 사용하여 Nf-Trip 처리된 세포를 2회 세척하였고, 15분 동안 4% 파라포름알데히드를 사용하여 고정하였다. 이후 상기 세포를 PBS로 2회 세척하였고 Hoechst 33342를 사용하여 세포핵을 대비염색하였으며 CLSM으로 영상화하였다. ㅂ분석을 위해 Adobe Photoshop 7.0 소프트웨어를 사용하여 데이터를 처리하였다.
After confluence, the cells were removed, counted, and inoculated overnight in an 8-well coverglass chamber (LAB-TEK, Nagle Nunc, IL, USA). The medium was then replaced with Nf-Trip spiked medium at different concentrations and incubated for different times. The cell uptake of Nf-Trip was observed using a Nikon live cell imaging system. The cell uptake behavior and intracellular distribution of the Nf-Trip were analyzed using a confocal laser scanning microscope (CLSM, Carl Zeiss). Nf-Trip treated cells were washed twice with prewarmed 1X PBS and fixed with 4% paraformaldehyde for 15 minutes. The cells were then washed twice with PBS, stained for nuclei using Hoechst 33342 and imaged with CLSM. For analysis, data was processed using Adobe Photoshop 7.0 software.

실시예Example 8.  8. 시험관내In vitro 독성 toxicity

간암 세포 또는 불멸화된 정상 간세포(MIHA)를 웰(100 μL) 당 5×103개 세포의 밀도로 96-웰 플레이트에 접종하였다. 상기 매질을, 서로 다른 농도에서 Nf-Trip이 혼합된 매질로 교체하였다. MTS 분석을 위해, 제조사의 사용설명에 따라 CellTiter 96® AQueous One Solution Cell Proliferation Assay kit(Promega, Madison, WI, USA)를 사용하였다. 각각의 원하는 시점에서 2 시간 전에 20 μL의 MTS 시약을 각 웰에 첨가하였고 37℃에서 2시간 동안 세포를 인큐베이션하였다. Wallac Victor 1420 Multilabel plate reader를 사용하여 490 nm에서 흡광도(absorbance)를 검출하였다. 모든 실험을 3회 반복하였다.Liver cancer cells or immortalized normal hepatocytes (MIHA) were inoculated into 96-well plates at a density of 5 x 10 3 cells per well (100 μL). The medium was replaced with a medium in which Nf-Trip was mixed at different concentrations. For MTS analysis, CellTiter 96® AQueous One Solution Cell Proliferation Assay kit (Promega, Madison, Wis., USA) was used according to manufacturer's instructions. Two hours before each desired time point, 20 [mu] L of MTS reagent was added to each well and the cells were incubated at 37 [deg.] C for 2 hours. Absorbance was detected at 490 nm using a Wallac Victor 1420 Multilabel plate reader. All experiments were repeated 3 times.

세포독성은 pH-의존적 세포외 방출 또는 세포간 방출에 이은 폴레이트 수용체-매개 세포내이입(endocytosis)에 의해 이루어질 수 있고, 따라서 Nf-Trip의 시험관내 약물 방출 및 효능을 검사하였다. 상기 Nf-Trip으로부터의 pH에 의한 방출은 pH 7.4(체순환)와 대비하여 약 pH 6(종양 환경)에서 더 신속하지만, 완전한 약물 방출은 수일이 소요되었다(도 4a 및 4b). Nf-Trip이, FR- MIHA 세포들과 대비하여, FR+ Bel-7404 세포들의 생존을 더 효과적으로 저해한다는 사실을 관찰하였다(도 4c). 또한, 상기 Nf-Trip은 pH 6.0에서 상기 FR- MIHA 세포 성장을 더 강력히 저해하였고(도 4d), 동시에 pH 7.4에서 정상 FR- MIHA 세포들에 대해 감소된 세포독성을 보였다(도 4e). 더욱이, 세포외 방출된 트립톨리드는, 시험관내에서 보인 바와 같이, 세포 유형 또는 pH에 무관하게 더 낮은 농도에서 Nf-Trip과 대비하여 훨씬 감소된 효과를 보였다(도 4d 및 4e). 따라서 세포독성의 주된 원동력은 폴레이트-매개 세포내 방출에 기인하고, 이러한 사실은 상기 FR- MIHA 세포들과 대비하여 상기 FR+ Bel-7404 세포들에서 더 두드러진다(도 4c 내지 4e). 시험관내에서 관찰된 상기 Nf-Trip 나노입자의 높은 암-선택적 성질(도 4c 내지 4e)로 인하여, 상기 pH의존적 세포내 약물 방출은 비종양 조직 및 세포에 대한 독성을 현저하게 감소시킬 수 있다.
Cytotoxicity can be effected by folate receptor-mediated cell endocytosis following pH-dependent extracellular release or intercellular release, thus testing the in vitro drug release and efficacy of Nf-Trip. Release by pH from the Nf-Trip was faster at about pH 6 (tumor environment) compared to pH 7.4 (systemic circulation), but full drug release took several days (Figs. 4a and 4b). Nf-Trip inhibited the survival of FR + Bel-7404 cells more effectively than FR - MIHA cells (Fig. 4C). In addition, the Nf-Trip more strongly inhibited the FR - MIHA cell growth at pH 6.0 (Fig. 4d) and at the same time showed reduced cytotoxicity to normal FR - MIHA cells at pH 7.4 (Fig. 4e). Moreover, the extracellularly released tryptolide showed a much reduced effect compared to Nf-Trip at lower concentrations regardless of cell type or pH, as seen in vitro (Fig. 4d and 4e). Thus, the main driving force for cytotoxicity is due to folate-mediated intracellular release, which is more pronounced in the FR + Bel-7404 cells compared to the FR - MIHA cells (Figures 4c-4e). Due to the high cancer-selective nature of the Nf-Trip nanoparticles observed in vitro (Figures 4c-4e), the pH-dependent intracellular drug release can significantly reduce toxicity to non-tumor tissues and cells.

실시예Example 9.  9. 세포자멸Apoptosis 분석( analysis( TUNELTUNEL ) 및 ) And DNADNA 손상 분석 Damage analysis

자멸하는 세포의 핵을 표지하기 위해, 24-웰 플레이트 내의 유리 커버슬립(glass coverslip) 위에 Nf-Trip으로 처리된 HCC 세포를 놓고, Nf-Trip 처리 24시간 후에 4% 파라포름알데히드를 사용하여 고정하였다. 제조사의 프로토콜에 따라 DeadEnd fluorometric TUNEL 시스템(Promega)을 사용하여 말단 데옥시뉴클레오티딜 전환효소-매개 새김눈-말단 표지화(TUNEL) 염색을 수행하였다. TUNEL-양성 세포의 개수를 Hoechst 33342-염색 세포의 개수로 나누어 세포자멸 핵의 백분율을 구했다. 약 100개의 세포를 함유하는 두 개의 40배 시야(40× objective field)에서, 각각을 커버슬립 당 계수하였고, 조건 당 세 개의 커버슬립을 분석하였다.To mark the nuclei of apoptotic cells, Nf-Trip treated HCC cells were placed on glass coverslips in 24-well plates and fixed with 4% paraformaldehyde 24 hours after Nf-Trip treatment Respectively. Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated nick-end labeling (TUNEL) staining was performed using the DeadEnd fluorometric TUNEL system (Promega) according to the manufacturer's protocol. The percentage of apoptotic cells was determined by dividing the number of TUNEL-positive cells by the number of Hoechst 33342-stained cells. In two 40x objective fields containing about 100 cells, each was counted per cover slip, and three cover slips per condition were analyzed.

상기 HCC 세포를 BD FalconTM 8-웰 컬쳐슬라이드(CultureSlide)에 접종하였고 Nf-Trip을 사용하여 24시간 동안 처리하였다. 상기 처리된 세포를 고정하였고 p-H2AX에 대한 일창항체들(primary antibodies)을 사용하여 인큐베이션한 후, Alexa Fluor® 488 염소 항-토끼 IgG(Invitrogen)을 사용하여 인큐베이션하였다. Hoechst 33342를 사용하여 슬라이드를 대비염색하였고 CLSM을 사용하여 영상화하였다.The HCC cells were inoculated into BD Falcon TM 8-well culture slides (CultureSlide) and treated with Nf-Trip for 24 hours. After incubation the cells were fixed to the handle by using the ilchang antibody to p-H2AX (primary antibodies), Alexa Fluor ® 488 goat anti-incubated with the rabbit IgG (Invitrogen). The slides were contrast dyed using Hoechst 33342 and imaged using CLSM.

pH 7.4에서 FR+ Bel-7404 및 FR- MIHA 세포들에서의 세포 자멸 및 DNA 손상에 대한 Nf-Trip의 영향을 TUNEL((DeadEnd fluorometric TUNEL system from Promega ) 및 면역형광법에 의한 DNA 손상 마커 P-H2AX 염색법을 사용하여 조사하였다. 상기 조사에 대한 결과에 의하면, Nf-Trip 처리된 FR+ HCC 세포들에서 세포 자멸 및 DNA 손상이 심각하게 초래되었지만 FR- MIHA 세포들에서는 최소화되었는데(도 4g 및 4h), 이는 시험관내 FR+ HCC 세포들에 대한 Nf-Trip의 특이적 표적화 및 저해 효과를 의미한다.
The effect of Nf-Trip on apoptosis and DNA damage in FR + Bel-7404 and FR - MIHA cells at pH 7.4 was evaluated by TUNEL (DeadEnd fluorometric TUNEL system from Promega) and DNA damage marker P-H2AX According to the results of the above investigation, apoptosis and DNA damage were seriously induced in Nf-Trip treated FR + HCC cells, but they were minimized in FR - MIHA cells (FIGS. 4g and 4h) , Which implies a specific targeting and inhibitory effect of Nf-Trip on FR + HCC cells in vitro.

실시예Example 10. 유동세포분석 10. Flow cytometry

표준 프로토콜에 따라 PI 염색법(BD Biosciences)을 사용하는 유동세포분석법(FACSCanto II, BD Biosciences)에 의해 세포주기를 분석하였다. 간단히, 처리 하루 전에, 동일한 수의 세포(2.0×105)를 6-웰 조직 배양 플레이트에 접종하였다. 이후 상기 세포를 Nf-Trip(0.01 μL/mL) 또는 대조군으로 처리하였다. 24시간 후에, 상기 세포를 얼음으로 냉동한 70% 에탄올에서 고정시켰고 Coulter DNA-Prep 시약 키트(Beckman Coulter, Fullerton, CA)를 사용하여 염색하였다. 이후 각 샘플로부터 5×105개의 세포에 해당하는 세포 DNA 함량(cellular DNA content)을 유동세포분석법(FACSCanto II, BD Biosciences)에 의해 결정하였다. 각 처리를 3회 수행한 두 개의 개별 실험으로부터 얻은 데이터를 이용하는 FlowJo 소프트웨어를 사용하여 세포주기 단계(cell cycle phase) 분포를 분석하였다.The cell cycle was analyzed by flow cytometry (FACSCanto II, BD Biosciences) using PI staining (BD Biosciences) according to standard protocols. Briefly, the same number of cells (2.0 x 10 5 ) were inoculated on a 6-well tissue culture plate one day prior to treatment. The cells were then treated with Nf-Trip (0.01 [mu] L / mL) or control. After 24 hours, the cells were fixed in ice-frozen 70% ethanol and stained using a Coulter DNA-Prep reagent kit (Beckman Coulter, Fullerton, Calif.). From each sample, cellular DNA content corresponding to 5 × 10 5 cells was determined by flow cytometry (FACSCanto II, BD Biosciences). The distribution of the cell cycle phase was analyzed using FlowJo software, which uses data from two separate experiments performed three times each time.

간암 세포에 대한 세포 독성 효과는 세포주기 조절에 대한 영향과 연관이 있을 수 있다. FR+ HCC 세포주기 억제(cell cycle arrest)에 대한 Nf-Trip의 효과를 PI 염색법 및 유동세포분석법을 사용하여 분석하였다. 대조군과 대비하여, Nf-Trip으로 처리된 FR+ HCC 세포에서 G2/M기의 세포주기 억제를 겪는 세포들이 두배가 된 것으로 관찰되었다(G2/M기: Nf-Trip 내 25.29% 대 대조군 내 11.44%)(도 4f).
The cytotoxic effect on liver cancer cells may be related to the effect on cell cycle regulation. The effect of Nf-Trip on FR + HCC cell cycle arrest was analyzed using PI staining and flow cytometry. In contrast to the control group, cells that underwent G2 / M cell cycle suppression in FR + HCC cells treated with Nf-Trip were doubled (G2 / M group: 25.29% in Nf-Trip vs. 11.44 in control group %) (Figure 4f).

실시예Example 11.  11. 마이크로어레이Microarray 및 실시간 정량  And real-time quantitative RTRT -PCR(-PCR ( qRTqRT -- PCRPCR ))

조직 샘플 또는 Nf-Trip으로 처리된 Bel-7404 세포 또는 대조군으로부터 TRIzol 시약(Invitroge)을 사용하여 전RNA(total RNA)를 추출하였다. 분리된 전RNA의 품질과 양을 Agilent 2100 Bioanalyzer 및 NanoDrop ND-1000 Spectrophotometer(Agilent, Santa Clara, CA, USA)를 사용하여 분석하였다. GeneChip® Human Gene ST Arrays (Affymetrix, USA)를 사용하여 제조업체의 사용설명에 따라 마이크로어레이 분석을 수행하였다. 혼성화(hybridization) 이후 Affymetrix GeneChip Fluidics Station 450을 세척하였다. Affymetrix GeneChip Scanner 3000 상에서 어레이를 스캔하였다. Partek 소프트웨어((Partek Incorporated. St. Louis, MO)의 GCRMA를 사용하여 스캔된 어레이를 정규화하였다. Affymetrix® Expression ConsoleTM을 사용하여 어레이 품질 관리를 하였다. 신호 세기를 log2로 변환하였고 Partek Gemonics Suite Software(Partek Inc., St. Louis, MO)를 입수하여 통계적 분석을 수행하였다. 상기 마이크로어레이 데이터를 유럽분자생물실험실(European Molecular Biology Laboratory)의 유럽생물정보연구원(European Bioinformatics Institute) 데이터베이스에 저정하였고(http://www.ebi.ac.uk/array express/), 접근번호(access number) E-MEXP-84 및 E-TABM-292로써 ArrayExpress public database를 통해 접근할 수 있다. qRT-PCT에 의한 mRNA 검출을 위해, RT-PCR용 SuperScript III First-Strand Synthesis System(Invitrogen, CA)을 사용하여 상기 전RNA를 거꾸로(reversely) 전사하였다. 내부 표준물질로서 하이포잔틴 포스포리보실트랜스퍼라제 1(HPRT1)을 이용하고 SsoFastTM EvaGreen® Supermix(Bio-Rad)를 사용하여 qPCR을 수행하였고, 상대적 정량법(2 Ct)을 통해 농도차이를 계산하였다. 카플란-마이어 방법을 사용하여 생존률 곡선(survival curve)을 작성하였고 로그순위 검정법(log-rank test)을 사용하여 통계적으로 비교하였다.Total RNA (total RNA) was extracted from tissue samples or Bel-7404 cells treated with Nf-Trip or a control using TRIzol reagent (Invitroge). The quality and quantity of isolated total RNA was analyzed using an Agilent 2100 Bioanalyzer and a NanoDrop ND-1000 Spectrophotometer (Agilent, Santa Clara, Calif., USA). Microarray analysis was performed according to manufacturer's instructions using GeneChip ® Human Gene ST Arrays (Affymetrix, USA). Affymetrix GeneChip Fluidics Station 450 was washed after hybridization. The array was scanned over an Affymetrix GeneChip Scanner 3000. Partek software ((Partek Incorporated. St. Louis, were normalized to the scanned array using the GCRMA MO). Quality control was an array using the Affymetrix Expression Console ® TM. Was converted to a signal strength log2 Partek Gemonics Software Suite (Partek Inc., St. Louis, Mo.) and subjected to statistical analysis. The microarray data were stored in the European Bioinformatics Institute database of the European Molecular Biology Laboratory http://www.ebi.ac.uk/array express /), access numbers E-MEXP-84 and E-TABM-292 through the ArrayExpress public database. For mRNA detection, the total RNA was reversely transcribed using SuperScript III First-Strand Synthesis System (Invitrogen, CA) for RT-PCR. Hypoxanthin phospholiposyl transfer Claim was used for 1 (HPRT1), and performing qPCR using SsoFast TM EvaGreen ® Supermix (Bio- Rad), and calculated the difference in concentration over a relatively Assay (2 Ct) Kaplan-Meier survival using the method Survival curves were generated and statistically compared using a log-rank test.

세포독성 이외에, 유전자 수준에서의 작용 메카니즘을 고려하였다. 잠재적인 하류 표적(downstream target)을 확인하기 위해, 10 ng/mL의 트립톨리드 또는 DMSO(dimethyl sulfoxide)로 처리된 Bel-7404에 대해 유전자 발현 프로파일을 생성시켰다. 감소된 발현이 관찰된 상위 20개의 유전자들(표 1)을 추가로 검사하였다. 추가로 실시간 RT-PCR에 의해 상기 마이크로어레이 데이터를 확인하였다. 상기 결과에 따르면, Nf-Trip에 의한 처리 후에 HCC 세포에서 CKS2 및 AURKA 모두 하향조절되었다(downregulated)(도 5a 및 5b).
In addition to cytotoxicity, mechanisms of action at the gene level are considered. To identify potential downstream targets, gene expression profiles were generated for Bel-7404 treated with 10 ng / mL tryptolide or DMSO (dimethyl sulfoxide). The top 20 genes with reduced expression (Table 1) were further examined. The microarray data was further confirmed by real-time RT-PCR. According to the results, both CKS2 and AURKA were downregulated in HCC cells after treatment with Nf-Trip (Figures 5a and 5b).

HCC 세포 내에서 트립톨리드에 의해 발현이 감소된 상위 20개 유전자The top 20 genes with reduced expression by tryptolide in HCC cells 전사물 클러스터 ID
(Transcript Cluster ID)
Transit cluster ID
(Transcript Cluster ID)
유전자 기호
(Gene Symbol)
Gene symbol
(Gene Symbol)
폴드 변화(Fold Change)
(트립톨리드/대조군(Control))
Fold Change
(Tryptolide / control (Control))
80300028030002 ZNF114ZNF114 -25.3734-25.3734 80774418077441 BHLHE40BHLHE40 -17.2767-17.2767 81562908156290 CKS2CKS2 -13.5553-13.5553 80556888055688 RND3RND3 -12.9608-12.9608 79625377962537 SLC38A2SLC38A2 -12.0721-12.0721 79047267904726 TXNIPTXNIP -11.3302-11.3302 79089787908978 ZC3H11AZC3H11A -11.2426-11.2426 81619198161919 TLE1TLE1 -10.1573-10.1573 81173778117377 HIST1H1EHIST1H1E -10.0923-10.0923 80549308054930 MKI67IPMKI67IP -9.83051-9.83051 79349797934979 ANKRD1ANKRD1 -9.82121-9.82121 79888387988838 LEO1LEO1 -9.72329-9.72329 80671678067167 AURKAAURKA -9.25794-9.25794 81602978160297 PLIN2PLIN2 -9.05077-9.05077 80878748087874 WDR82WDR82 -9.02924-9.02924 81647018164701 SETXSETX -8.88432-8.88432 81130738113073 ARRDC3ARRDC3 -8.389-8.389 80505658050565 PUM2PUM2 -8.33998-8.33998 80411498041149 WDR43WDR43 -8.17517-8.17517 80775288077528 SETD5SETD5 -8.02955-8.02955

HCC에 대한 전임상 데이터가 모델마다 다르게 나타나므로, 좀 더 신뢰할 수 있고 관련 있는 임상 데이터세트의 맥락에서 이러한 결과를 검사하는 것이 유익하다. 본 발명자들은 Affymetrix Human Genome U133 plus 2.0 Arrays(Affymetrix, Santa Clara, CA, USA)를 사용하여 HCC 종양 조직 및 조직학적으로 정상인 간 조직에 대한 전체 유전자 프로파일 데이터베이스(global gene profile database)를 수립하였다(Xia, H., Ooi, L. L. P. & Hui, K. M. MicroRNA-216a/217.induced epithelial.mesenchymal transition targets PTEN and SMAD7 to promote drug resistance and recurrence of liver cancer. Hepatology 58, 629-641 (2013); Wang, S. M., Ooi, L. L.P. J. & Hui, K.M. Upregulation of Rac GTPase-activating protein 1 is significantly associated with the early recurrence of human hepatocellular carcinoma. Clin . Cancer Res . 17, 6040-6051 (2011); Xia, H., Ooi, L. L. P. J. & Hui, K. M. MiR-214 targets β-Catenin pathway to suppress invasion, stem-like traits and recurrence of human hepatocellular carcinoma. PLoS ONE 7, e44206 (2012)). 이를 이용하여 환자의 HCC 조직 샘플에서 CKS2 및 AURKA의 발현 수준을 분석하였고, 대응된 주변의 정상 즉 조직학적으로 정상인 간 조직과 대비하여, 인간 HCC 샘플 내에서 CKS2 및 AURKA 모두 현저히 상향조절되어(upregulated)되었음이 밝혀졌다(도 5c 및 5d). 76개의 HCC 샘플 모두에서 CKS2 및 AURKA의 발현의 중간값을 구분점(cut-off point)으로 선택하였다. 피셔의 정확 검정(Fisher's exact test) 및 카플란-마이어 분석법은 CKS2 및 AURKA의 높은 수준의 발현은 환자의 생존과 밀접하게 연관이 있음을 보여주었다(도 5e 및 5f). 이러한 결과는, CKS2 및 AURKA가 실제로 간암 발암(hepatocarcinogenesis)에 중요한 역할을 하기 때문에 상기 Nf-Trip가 HCC에 대한 중요한 치료 목표가 될 수 있다는 점을 의미한다.
Because preclinical data for HCC differ from model to model, it is beneficial to examine these results in the context of more reliable and relevant clinical data sets. We established a global gene profile database for HCC tumor tissues and histologically normal liver tissues using Affymetrix Human Genome U133 plus 2.0 Arrays (Affymetrix, Santa Clara, Calif., USA) , H. Ooi, LLP & Hui, KM MicroRNA-216a / 217.induced epithelial.Mesenchymal transition targets PTEN and SMAD7 to promote drug resistance and recurrence of liver cancer. Hepatology 58 , 629-641 (2013); Wang, SM, Ooi, LLPJ & Hui, KM Upregulation of Rac GTPase-activating protein 1 is significantly associated with early recurrence of human hepatocellular carcinoma. Clin . Cancer Res . 17, 6040-6051 (2011); Xia, H., Ooi, LLPJ & Hui, KM MiR-214 targets β-Catenin pathway to suppress invasion, stem-like traits and recurrence of human hepatocellular carcinoma. PLoS ONE 7, e44206 (2012)). Using this, we analyzed the expression levels of CKS2 and AURKA in HCC tissue samples of patients and found that both CKS2 and AURKA were significantly upregulated in the human HCC samples, as compared to the corresponding peripheral or histologically normal liver tissue ) (Figs. 5C and 5D). The median value of expression of CKS2 and AURKA in all 76 HCC samples was chosen as the cut-off point. Fisher's exact test and Kaplan-Meier analysis showed that high levels of expression of CKS2 and AURKA were closely related to patient survival (Figures 5e and 5f). This result implies that Nf-Trip can be an important therapeutic target for HCC because CKS2 and AURKA actually play an important role in hepatocarcinogenesis.

실시예Example 12. 면역조직화학 및  12. Immunohistochemistry and 동소적Dynamic HCCHCC 모델 Model

환자로부터 얻은 파라핀-포매(paraffin-embedded) 조직 샘플을 5 μm 박편으로 자르고, 폴리리신으로 코팅된 슬라이드 위에 두었으며, 자일렌 내에서 파라핀을 제거하였고, 등급이 나뉜 알콜을 사용하여 재수화하였다. 시트르산염 버퍼(pH 6, Dako) 내에서 열을 매개로 하여 항원을 회수하였다. 일차항체로 인큐베이션하기 전에 10% 염소 혈청을 사용하여 샘플을 차단하였다. 4℃의 습윤 용기 내에서 음의 대조군(negative control)으로서 항-CKS2 및 AURKA(1:100) (Abcam) 또는 동형-대응된(isotype-matched) IgG인, 일차항체를 사용하여 상기 샘플을 하룻밤 동안 인큐베이션하였다. 제조업체의 사용설명에 따라 Dako Envision Plus System(Dako, Carpinteria, CA)을 사용하여 면역조직화학적 염색을 수행하였다. 양성 종양의 백분율에 따라 0 내지 4의 척도로 염색 세기를 평가하였다.Paraffin-embedded tissue samples from patients were cut into 5 μm slices, placed on polylysine-coated slides, paraffin removed in xylene, rehydrated using graded alcohols. Antigen was recovered by heat mediation in citrate buffer (pH 6, Dako). Samples were blocked using 10% goat serum prior to incubation with the primary antibody. The sample was incubated overnight with a primary antibody that is anti-CKS2 and AURKA (1: 100) (Abcam) or isotype-matched IgG as negative control in a wet vessel at 4 째 C Lt; / RTI > Immunohistochemical staining was performed using Dako Envision Plus System (Dako, Carpinteria, Calif.) According to manufacturer's instructions. Staining intensity was evaluated on a scale of 0 to 4 according to the percentage of benign tumors.

Bel-7404 루시페라제 발현 세포를 5주 내지 6주령의 무흉선 마우스(BioLASCO Taiwan Co., Ltd)에 피하주사하여 종양을 발생시켰다. 이후, 힙놈/미다졸람을 사용하여 상기 마우스를 마취시켰고, 상기 종양을 절개하여 조각을 냈다. 유사한 크기의 튜머로이드(tumoroid)를 새로운 마우스의 간에 이식하여 동소 이종이식 간 종양 모델(orthotopic xenograft liver tumor model)을 수립하였다. 상기 외과수술 1주일 후에, 상기 마우스를 사진촬영하였고 균등한 신호 세기를 기반으로 군을 분류하였다. 이후, 7주간 매주 2회씩 정맥주사를 통해 상기 마우스를 Nf-Trip, 유리 트립톨리드(free triptolide) 또는 비클(vehicle)로 처리하였다. Xenogen IVIS Lumina system (Xenogen Corporation, Hopkinton, MA)를 사용하는 생물발광 영상화(bioluminescence imaging)에 의해 종양 성장을 매주 측정하였다. 요약하면, 2% 이소플루란으로 마취시킨 후, 상기 마우스에 D-루시페린(150 mg/kg; Caliper Life Sciences, Inc, Hopkinton, MA)을 복강내 주사하였고 상기 생물발광 신호를 측정하기 위해 1 s 내지 1 min 동안의 스캔을 하였다.Bel-7404 Luciferase-expressing cells were subcutaneously injected into a 5-week to 6-week-old athymic mouse (BioLASCO Taiwan Co., Ltd) to generate tumors. The mice were then anesthetized using hip / midazolam and the tumors were dissected and sectioned. An orthotopic xenograft liver tumor model was established by transplanting a similar sized tumoroid into a new mouse liver. One week after the surgery, the mice were photographed and grouped based on uniform signal intensity. The mice were then treated with Nf-Trip, free triptolide or vehicle intravenously twice weekly for 7 weeks. Tumor growth was measured weekly by bioluminescence imaging using the Xenogen IVIS Lumina system (Xenogen Corporation, Hopkinton, Mass.). Briefly, D-luciferin (150 mg / kg; Caliper Life Sciences, Inc., Hopkinton, Mass.) Was intraperitoneally injected into the mice after anesthesia with 2% isoflurane, For 1 min.

FR- 정상 간세포(MIHA)와 대비하여, FR+ HCC 세포주(Bel-7404)를 비교함으로써 폴레이트 수용체 과발현에 대한 Nf-Trip의 시험관내 세포 흡수 효율을 조사하였다. FR- MIHA 세포와 함께 배양하면, Nf-Trip은 세포 흡수가 거의 되지 아니한 반면에, FR+ Bel-7404로의 흡수는 상당히 효율적이었고, 따라서, 차등간섭대비(DIC) 현비경으로 살아있는 세포를 영상화한 바와 같이, 뛰어난 세포특이적 효능을 보였다(도 6a). 다음으로, 공초점 레이저 주사현미경(CLSM)을 사용하여 Nf-Trip의 FR+ HCC 세로로의 흡수에 대해 추가로 조사하였고, FR- MIHA 세포 내에서 단지 최소량의 세포간 형광을 갖는 분산된 세포간 형광을 보였다(도 6b).In vitro cell uptake efficiency of Nf-Trip over folate receptor overexpression was examined by comparing FR + HCC cell line (Bel-7404) in comparison with FR - normal hepatocyte (MIHA). When cultured with FR - MIHA cells, Nf-Trip had little cellular uptake, whereas the uptake into FR + Bel-7404 was considerably more efficient, thus imaging living cells with differential interference contrast (DIC) , Exhibited excellent cell-specific efficacy (Fig. 6A). Next, confocal with the laser scanning microscope (CLSM) were investigated in addition to the absorption of a Nf-Trip of FR + HCC vertical, FR - liver within MIHA cells only dispersed cells with a minimum amount of intracellular fluorescence (Fig. 6B).

생체내 종양 표적화를 분석하기 위해, 루시퍼라제 발현(luciferase expressing) FR+ HCC로부터 개발된 HCC 동소 이종이식 모델을 사용하였다. 마우스를 사용한 모든 실험은 SingHealth Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC)의 승인을 받았다. 루시퍼라제 벡터로 형질감염(transfection)된 FR+ Bel-7404 세포들을 피하 이식하여 누드 마우스(BioLASCO Taiwan Co., Ltd)에서 성장시켰다. 이러한 이소성 종양(ectopic tumor)을 잘라내고 작은 튜머로이드(tumoroid)를 새로운 마우스의 간 속에 동소적으로(orthotopically) 외과적 이식을 하였다. 상기 동소 이종이식 종양이 수립되면, 매주 2회 꼬리 정맥 주사에 의해 Nf-Trip(1 mgeq/kg)를 정맥내 투여함으로써 치료를 개시하였다. 꼬리 정맥 주사 후 Xenogen IVIS Lumina System에 의해 RITC를 사용하여 Nf-Trip의 전신 분포를 영상화하였다. 20시간 후, 상기 Xenogen 시스템을 사용하여 상기 Nf-Trip이 간 종양 조직에 상당량 축적되었음을 확인하였고, 이는 상기 이식된 종양 세포로부터의 루시퍼라제 신호와 함께 공동으로 국소화되었음을 보여 준다(도 6c).To analyze in vivo tumor targeting, a HCC isoform transplantation model developed from luciferase expressing FR + HCC was used. All experiments with mice were approved by the SingHealth Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC). FR + Bel-7404 cells transfected with the luciferase vector were subcutaneously transplanted and grown in nude mice (BioLASCO Taiwan Co., Ltd). These ectopic tumors were excised and small tumoroids transplanted orthotopically into the liver of new mice. When the xenogeneic xenograft tumor was established, treatment was initiated by intravenous administration of Nf-Trip (1 mgeq / kg) by a tail vein injection twice a week. After the tail vein injection, the systemic distribution of Nf-Trip was imaged using RITC by the Xenogen IVIS Lumina System. After 20 hours, the Xenogen system was used to confirm that the Nf-Trip was accumulated in liver tumor tissue, which was co-localized with the luciferase signal from the transplanted tumor cells (FIG. 6c).

본 발명에 따른 나노 트립톨리드제형의 효능을 검사하기 위해, 루시퍼라제를 발현하는 동소 HCC 모델(orthotopic HCC model)을 사용하였다. 종양 세포가 간에서 성장하기 때문에, 이는 천연(natural) 종양에 대해 더 좋은 모델이지만, 심부 조직 종양의 크기 변화를 검사하기가 어렵다. 이러한 종양 내의 루시퍼라제는, 임상적 타당성(clinical relevance)의 측면에서 크게 진보하게 하는 Xenogen IVIS 루미나 시스템을 통해 영상화할 수 있게 한다. 동소 이종이식 종양이 수립되면, Nf-Trip(1 mgeq/kg), 디메틸 설폭사이드(DMSO, 1 mg/kg) 내의 유리된 트립톨리드 및 희석된 DMSO 비클를 매주 2회 꼬리 정맥 주사에 의해 정맥 내 투여함으로써 치료를 개시하였다. 루시페린 투여 후 생물발광 신호로부터 추산된 종양 크기 측정뿐만 아니라, 마우스 생존률에 의해 치료 효능을 결정하였다. 두 군 모두 치료받지 아니한 대조군과 대비하여 효능을 보였고, 상기 Nf-Trip은 루시퍼라제 신호 및 잘라낸 기관에 대한 물리적 검사 모두에 의해 유리된 약물보다 더 뛰어난 효능을 보였다(도 7a 내지 7c). 또한, 상기 치료받지 아니한 대조군 및 Nf-Trip 처리된 마우스는 체중을 안정하게 유지한 반면, 유리된 트립톨리드로 처리된 마우스는 체중이 현저히 줄었는데(도 7d), 이는 트립톨리드의 높은 독성을 보여주며 표적화된 제형화(targeted formualtion)에 의해 완화되었다. 생존률의 측면에서, Nf-Trip으로 처리된 마우스는 3개월 후 약 80%의 생존률을 보였고, 유리 트립톨리드로 처리된 마우스의 경우에는 약 50%의 생존률, 그리고 치료받지 아니한 마우스의 경우에는 약 30%의 생존률을 보였다(도 7e).To examine the efficacy of the nanotriptolide formulations according to the invention, an orthotopic HCC model expressing luciferase was used. Because the tumor cells grow in the liver, it is a better model for natural tumors, but it is difficult to examine changes in size of deep tissue tumors. Luciferase in these tumors allows imaging through the Xenogen IVIS lumina system, which makes significant advances in terms of clinical relevance. Once the iso xenograft tumor is established, the free tryptolide and diluted DMSO vehicle in Nf-Trip (1 mgeq / kg), dimethylsulfoxide (DMSO, 1 mg / kg) are injected intravenously Lt; / RTI > The therapeutic efficacy was determined by mouse survival as well as tumor size measurements estimated from bioluminescence signals after administration of luciferin. Both groups showed efficacy as compared to the untreated control group and the Nf-Trip showed greater efficacy than the drug liberated by both the luciferase signal and physical examination of the excised organ (Figs. 7a-c). In addition, the untreated control and Nf-Trip treated mice maintained their body weight stable, whereas the mice treated with the free tryptolide significantly reduced body weight (FIG. 7d), indicating that the high toxicity of tryptolide And was mitigated by targeted formulation. In terms of survival rate, mice treated with Nf-Trip showed a survival rate of about 80% after 3 months, survival rate of about 50% for mice treated with free tryptolide, and about 50% 30% survival rate (Fig. 7E).

세포 수준에서의 효능을 평가하기 위해, 종양을 수집하였고 약동력학적 연구 후에 조직화학적으로 검사하였다. 헤마톡실린 및 에오신 염색법(hematoxylin and eosin (H&E) staining)에 의해 상기 Nf-Trip 처리된 종양은 유리 트립톨리드 처리된 종양과 대비하여 훨씬 더 괴사성(necrotic)이었고, 상기 DMSO 대조군에서는 괴사(necrosis)가 관찰되지 아니하였다(도 7f). 상기 시험관내 실험 결과와 일치하게, TUNEL 염색법에 의해서도, 상기 유리 트립톨리드 처리된 종양 및 상기 DMSO 대조군과 대비하여, Nf-Triop 처리된 종양 조직에서 세포자멸을 겪는 세포들의 집단(population)이 훨씬 더 컸다(도 7g). 마지막으로, 면역조직화학적(IHC) 염색법에 의해, 상기 유리 트립톨리드 처리된 종양 조직 또는 상기 DMSO 처리된 종양 조직과 대비하여, Nf-Trip 처리된 종양 조직에서 CKS2 및 AURKA의 발현이 현저히 감소했음이 나타났다(도 7f).
To assess cell-level efficacy, tumors were collected and histochemically examined after the pharmacodynamic study. The Nf-Trip treated tumors by hematoxylin and eosin (H & E) staining were much necrotic as compared to the free tryptolide treated tumors. In the DMSO control, necrosis necrosis) was not observed (Fig. 7f). Consistent with the in vitro test results, the TUNEL staining showed that the population of cells suffering apoptosis in Nf-Triop treated tumor tissue was much higher than the free tryptolized tumor and the DMSO control (Fig. 7G). Finally, immunohistochemical (IHC) staining significantly reduced the expression of CKS2 and AURKA in Nf-Trip treated tumor tissue compared to the free tryptolide treated tumor tissue or the DMSO treated tumor tissue (Fig. 7F).

실시예Example 14.  14. 생존률Survival rate 및 통계적 분석 And statistical analysis

실험 데이터는 평균±표준편차로서 나타내었다. ANOVA 또는 양방 스튜던트 티 검정(two-tailed Student's t test)을 사용하여 모든 통계적 분석을 수행하였다(GraphPad Prism 5). 카플란-마이어 방법을 사용하여 생존률 곡선을 작성하였고 로그순위 검정법을 사용하여 통계적으로 비교하였다. P값이 0.05 미만인 경우에 차이가 통계적으로 유의미한 것으로 평가하였다.
Experimental data are expressed as mean ± standard deviation. All statistical analyzes were performed using ANOVA or two-tailed Student's t test (GraphPad Prism 5). Survival curves were generated using the Kaplan-Meier method and statistically compared using the log-rank test. P values less than 0.05 were considered statistically significant.

실시예Example 7. 동소 마우스 모델에서 독성 없이  7. No toxicity in equine mouse models NfNf -- TripTrip 에 의한 종양 부담 감소 및 Tumor burden by 생존률Survival rate 증가 increase

본 발명에 따른 나노 트립톨리드제형의 효능을 검사하기 위해, 루시퍼라제를 발현하는 동소 HCC 모델(orthotopic HCC model)을 사용하였다. 종양 세포가 간에서 성장하기 때문에, 이는 천연(natural) 종양에 대해 더 좋은 모델이지만, 심부 조직 종양의 크기 변화를 검사하기가 어렵다. 이러한 종양 내의 루시퍼라제는, 임상적 타당성(clinical relevance)의 측면에서 크게 진보하게 하는 Xenogen IVIS 루미나 시스템을 통해 영상화할 수 있게 한다. 동소 이종이식 종양이 수립되면, Nf-Trip(1 mgeq/kg), 디메틸 설폭사이드(DMSO, 1 mg/kg) 내의 유리된 트립톨리드 및 희석된 DMSO 비클를 매주 2회 꼬리 정맥 주사에 의해 정맥 내 투여함으로써 치료를 개시하였다. 루시페린 투여 후 생물발광 신호로부터 추산된 종양 크기 측정뿐만 아니라, 마우스 생존률에 의해 치료 효능을 결정하였다. 두 군 모두 치료받지 아니한 대조군과 대비하여 효능을 보였고, 상기 Nf-Trip은 루시퍼라제 신호 및 잘라낸 기관에 대한 물리적 검사 모두에 의해 유리된 약물보다 더 뛰어난 효능을 보였다(도 9a 내지 9c). 또한, 상기 치료받지 아니한 대조군 및 Nf-Trip 처리된 마우스는 체중을 안정하게 유지한 반면, 유리된 트립톨리드로 처리된 마우스는 체중이 현저히 줄었는데(도 9d), 이는 트립톨리드의 높은 독성을 보여주며 표적화된 제형화(targeted formualtion)에 의해 완화되었다. 생존률의 측면에서, Nf-Trip으로 처리된 마우스는 3개월 후 약 80%의 생존률을 보였고, 유리 트립톨리드로 처리된 마우스의 경우에는 약 50%의 생존률, 그리고 치료받지 아니한 마우스의 경우에는 약 30%의 생존률을 보였다(도 9e).To examine the efficacy of the nanotriptolide formulations according to the invention, an orthotopic HCC model expressing luciferase was used. Because the tumor cells grow in the liver, it is a better model for natural tumors, but it is difficult to examine changes in size of deep tissue tumors. Luciferase in these tumors allows imaging through the Xenogen IVIS lumina system, which makes significant advances in terms of clinical relevance. Once the iso xenograft tumor is established, the free tryptolide and diluted DMSO vehicle in Nf-Trip (1 mgeq / kg), dimethylsulfoxide (DMSO, 1 mg / kg) are injected intravenously Lt; / RTI > The therapeutic efficacy was determined by mouse survival as well as tumor size measurements estimated from bioluminescence signals after administration of luciferin. Both groups were efficacious compared to the untreated control group and the Nf-Trip showed greater efficacy than the drug liberated by both the luciferase signal and physical examination of the excised organ (Figs. 9a-9c). In addition, the untreated control and Nf-Trip treated mice maintained their body weight stably, whereas the mice treated with free tryptolide significantly reduced body weight (FIG. 9d), indicating that the high toxicity of tryptolide And was mitigated by targeted formulation. In terms of survival rate, mice treated with Nf-Trip showed a survival rate of about 80% after 3 months, survival rate of about 50% for mice treated with free tryptolide, and about 50% 30% survival rate (Fig. 9E).

세포 수준에서의 효능을 평가하기 위해, 종양을 수집하였고 약동력학적 연구 후에 조직화학적으로 검사하였다. 헤마톡실린 및 에오신 염색법(hematoxylin and eosin (H&E) staining)에 의해 상기 Nf-Trip 처리된 종양은 유리 트립톨리드 처리된 종양과 대비하여 훨씬 더 괴사성(necrotic)이었고, 상기 DMSO 대조군에서는 괴사(necrosis)가 관찰되지 아니하였다(도 9f). 상기 시험관내 실험 결과와 일치하게, TUNEL 염색법에 의해서도, 상기 유리 트립톨리드 처리된 종양 및 상기 DMSO 대조군과 대비하여, Nf-Triop 처리된 종양 조직에서 세포자멸을 겪는 세포들의 집단(population)이 훨씬 더 컸다(도 9g). 마지막으로, 면역조직화학적(IHC) 염색법에 의해, 상기 유리 트립톨리드 처리된 종양 조직 또는 상기 DMSO 처리된 종양 조직과 대비하여, Nf-Trip 처리된 종양 조직에서 CKS2 및 AURKA의 발현이 현저히 감소했음이 나타났다(도 9f).To assess cell-level efficacy, tumors were collected and histochemically examined after the pharmacodynamic study. The Nf-Trip treated tumors by hematoxylin and eosin (H & E) staining were much necrotic as compared to the free tryptolide treated tumors. In the DMSO control, necrosis necrosis) was not observed (Fig. 9f). Consistent with the in vitro test results, the TUNEL staining showed that the population of cells suffering apoptosis in Nf-Triop treated tumor tissue was much higher than the free tryptolized tumor and the DMSO control (Fig. 9G). Finally, immunohistochemical (IHC) staining significantly reduced the expression of CKS2 and AURKA in Nf-Trip treated tumor tissue compared to the free tryptolide treated tumor tissue or the DMSO treated tumor tissue (Fig. 9f).

Claims (18)

소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 포함하는 나노 항암제형.A nano-anticancer drug type comprising a hydrophobic anticancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate. 제1항에 있어서, 상기 소수성 항암 약물이 벤다무스틴, 부설판, 카무스틴, 클로람부실, 시클로포스파미드, 다카바진, 이포스파미드, 멜팔란, 프로카바진, 스트렙토조신, 테모졸로미드, 아스파라기나제, 카페시타빈, 시타라빈, 5-플루오로우라실, 플루다라빈, 젬시타빈, 메토트렉세이트, 페메트렉세드, 랄티트렉세드, 액티노마이신-D, 블레오마이신, 다우노루비신, 독소루비신, 페길화 리포좀 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 미토마이신, 미토잔트론, 에토포시드, 도세탁셀, 이리노테칸, 파클리탁셀, 토포테칸, 빈블라스틴, 빈크리스틴, 비노렐빈, 카보플라틴, 시스플라틴, 옥살리플라틴, 알렘투자맙, 비씨지, 베바시주맙, 세툭시맙, 데노수맙, 엘로티닙, 게피티닙, 이마티닙, 인터페론, 이필리무맙, 라파티닙, 파니투무맙, 리툭시맙, 수니티닙, 소라페닙, 템시롤리무스, 트라스투주맙, 클로드로네이트, 이반드론산, 파미드로네이트 및 졸레드론산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The method of claim 1, wherein the hydrophobic anti-cancer drug is selected from the group consisting of vendamustine, ruby, camustine, chlorambucil, cyclophosphamide, dacarbazine, ipospamide, melphalan, procarbazine, streptozocin, temozolomide Diclofenacin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, But are not limited to, pegylated liposomal doxorubicin, epirubicin, dirubicin, mitomycin, mitoxantrone, etoposide, docetaxel, irinotecan, paclitaxel, topotecan, vinblastine, vincristine, vinorelbine, carboplatin, cisplatin, , Interferon, eicilimumab, lapatinib, panituumatum, rituximab, sutinitinib, soracin, erythromycin, eicosapentaenoic acid, Fenip, Wherein the anticancer agent is selected from the group consisting of temairolimus, trastuzumab, claudronate, ibandronic acid, pamidronate, and zoledronic acid. 제1항에 있어서, 상기 pH 감응성 펩타이드가 옥타데실아민-p(API-Asp)10, 융합생성 GALA 펩타이드, H2N-(AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC)-CO2H, H2N-(AALAEALAEALAEALAEALAEALAAAAGGC)-CO2H 및 H2N-(ALEALAEALEALAEA)-CONH2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The method of claim 1, wherein the pH sensitive peptides octadecylamine -p (API-Asp) 10, generating a fusion peptide GALA, H 2 N- (AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC) -CO 2 H, H 2 N- (AALAEALAEALAEALAEALAEALAAAAGGC) -CO 2 H and H 2 N- (ALEALAEALEALAEA) -CONH 2 . 제1항에 있어서, 산성 환경하에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되어 상기 소수성 항암 약물이 방출되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The nano-anticancer drug type according to claim 1, wherein the pH-sensitive peptide is decomposed under an acidic environment to release the hydrophobic anti-cancer drug. 제1항에 있어서, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체가 플루로닉 F127-폴레이트인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The nano-cancer drug formulation according to claim 1, wherein the poloxamer-folate conjugate is pluronic F127-folate. 제1항에 있어서, 상기 나노 항암제형이 간암 치료제인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The nano-anticancer drug formulation according to claim 1, wherein the nano-anticancer drug is a drug for treating liver cancer. 제1항에 있어서, 상기 소수성 항암 약물이 ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, SETD5, MH-22A, Hepa-1c1c7, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, Fao, ARL-6, H-4-II-E, Hep 3B, MH1C1, PLC/PRF/5, H4-II-E-C3, HTC(BUdR), Hep G2 및 Huh-7D12로 이루어진 군으로부터 선택되는 간암 세포주에 작용하는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.The method of claim 1, wherein the hydrophobic anti-cancer drug is selected from the group consisting of ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, , MH-22A, Hepa-1c1c7, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, 6, H-4-II-E, Hep 3B, MH1C1, PLC / PRF / 5, H4-II-E-C3, HTC (BUdR), Hep G2 and Huh-7D12 Wherein the nano-anticancer agent is an anticancer agent. 제1항에 있어서, 상기 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체가 물에서 자발적으로 미셀 구조의 나노젤을 형성하고,
상기 미셀 구조의 나노젤은, 상기 소수성 항암 약물, 상기 pH 감응성 펩타이드 및 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 소수성 부분이 코어를 형성하며, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 친수성 부분이 상기 코어의 외부로 노출되어 있는 구조인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형.
The method of claim 1, wherein the hydrophobic anticancer drug, the pH sensitive peptide, and the poloxamer-folate conjugate spontaneously form micellar nanogels in water,
Wherein the hydrophobic portion of the hydrophobic anticancer drug, the pH sensitive peptide and the poloxamer-folate conjugate forms a core, and the hydrophilic portion of the poloxamer-folate conjugate is bonded to the outside of the core Wherein the nanotubes are exposed.
(i) 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체를 용매에 용해하는 단계;
(ii) 상기 (i)단계에서 얻은 용액을 건조하는 단계; 및
(iii) 상기 (ii)단계에서 얻은 건조물을 수화시키는 단계를 포함하는, 나노 항암제형 제조 방법.
(i) dissolving a hydrophobic anti-cancer drug, a pH sensitive peptide, and a poloxamer-folate conjugate in a solvent;
(ii) drying the solution obtained in step (i); And
(iii) hydrating the dried material obtained in the step (ii).
제9항에 있어서, 상기 소수성 항암 약물이 벤다무스틴, 부설판, 카무스틴, 클로람부실, 시클로포스파미드, 다카바진, 이포스파미드, 멜팔란, 프로카바진, 스트렙토조신, 테모졸로미드, 아스파라기나제, 카페시타빈, 시타라빈, 5-플루오로우라실, 플루다라빈, 젬시타빈, 메토트렉세이트, 페메트렉세드, 랄티트렉세드, 액티노마이신-D, 블레오마이신, 다우노루비신, 독소루비신, 페길화 리포좀 독소루비신, 에피루비신, 이다루비신, 미토마이신, 미토잔트론, 에토포시드, 도세탁셀, 이리노테칸, 파클리탁셀, 토포테칸, 빈블라스틴, 빈크리스틴, 비노렐빈, 카보플라틴, 시스플라틴, 옥살리플라틴, 알렘투자맙, 비씨지, 베바시주맙, 세툭시맙, 데노수맙, 엘로티닙, 게피티닙, 이마티닙, 인터페론, 이필리무맙, 라파티닙, 파니투무맙, 리툭시맙, 수니티닙, 소라페닙, 템시롤리무스, 트라스투주맙, 클로드로네이트, 이반드론산, 파미드로네이트 및 졸레드론산으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the hydrophobic anti-cancer drug is selected from the group consisting of vendamustine, ruby, camustine, chlorambucil, cyclophosphamide, dacarbazine, ipospamide, melphalan, procarbazine, streptozocin, temozolomide Diclofenacin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, doxorubicin, But are not limited to, pegylated liposomal doxorubicin, epirubicin, dirubicin, mitomycin, mitoxantrone, etoposide, docetaxel, irinotecan, paclitaxel, topotecan, vinblastine, vincristine, vinorelbine, carboplatin, cisplatin, , Interferon, eicilimumab, lapatinib, panituumatum, rituximab, sutinitinib, soracin, erythromycin, eicosapentaenoic acid, Fenip, Wherein the anticancer agent is selected from the group consisting of temairolimus, trastuzumab, claudronate, ibandronic acid, pamidronate, and zoledronic acid. 제9항에 있어서, 상기 pH 감응성 펩타이드가 옥타데실아민-p(API-Asp)10, 융합생성 GALA 펩타이드, H2N-(AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC)-CO2H, H2N-(AALAEALAEALAEALAEALAEALAAAAGGC)-CO2H 및 H2N-(ALEALAEALEALAEA)-CONH2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein the pH sensitive peptides octadecylamine -p (API-Asp) 10, generating a fusion peptide GALA, H 2 N- (AALEALAEALEALAEALEALAEAAAAGGC) -CO 2 H, H 2 N- (AALAEALAEALAEALAEALAEALAAAAGGC) -CO 2 H and H 2 N- (ALEALAEALEALAEA) -CONH 2 . 제9항에 있어서, 산성 환경하에서 상기 pH 감응성 펩타이드가 분해되어 상기 나노 항암제형으로부터 상기 소수성 항암 약물이 방출되는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.10. The method according to claim 9, wherein the pH sensitive peptide is degraded under an acidic environment to release the hydrophobic anti-cancer drug from the nano-anticancer drug type. 제9항에 있어서, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체가 플루로닉 F127-폴레이트인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.10. The method according to claim 9, wherein the poloxamer-folate conjugate is pluronic F127-folate. 제9항에 있어서, 상기 나노 항암제형이 간암 치료제인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.[Claim 11] The method according to claim 9, wherein the nano-anticancer agent is a therapeutic agent for liver cancer. 제9항에 있어서, 상기 소수성 항암 약물이 ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, SETD5, MH-22A, Hepa-1c1c7, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, Fao, ARL-6, H-4-II-E, Hep 3B, MH1C1, PLC/PRF/5, H4-II-E-C3, HTC(BUdR), Hep G2 및 Huh-7D12로 이루어진 군으로부터 선택되는 간암 세포주에 작용하는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.11. The method of claim 9, wherein the hydrophobic anti-cancer drug is selected from the group consisting of ZNF114, BHLHE40, CKS2, RND3, SLC38A2, TXNIP, ZC3H11A, TLE1, HIST1H1E, MKI67IP, ANKRD1, LEO1, AURKA, PLIN2, WDR82, SETX, ARRDC3, PUM2, WDR43, , MH-22A, Hepa-1c1c7, HF1-5, HF1, C2-Rev7, C2, H5, HTC, Hepa 1-6, SK-HEP-1, MCA-RH 7777, N1-S1, H4S, 6, H-4-II-E, Hep 3B, MH1C1, PLC / PRF / 5, H4-II-E-C3, HTC (BUdR), Hep G2 and Huh-7D12 Wherein the method comprises the steps of: 제9항에 있어서, 상기 (iii)단계에서 인산염 완충 식염수(PBS)를 사용하는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.The method according to claim 9, wherein the phosphate buffered saline (PBS) is used in step (iii). 제9항에 있어서, 상기 (iii)단계에서 초음파 처리를 하는 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.The method according to claim 9, wherein the ultrasonic treatment is performed in step (iii). 제9항에 있어서, 상기 (iii)단계에서 상기 소수성 항암 약물, pH 감응성 펩타이드, 및 폴록사머-폴레이트 접합체가 자발적으로 미셀 구조의 나노젤을 형성하고, 상기 미셀 구조의 나노젤은, 상기 소수성 항암 약물, 상기 pH 감응성 펩타이드 및 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 소수성 부분이 코어를 형성하며, 상기 폴록사머-폴레이트 접합체의 친수성 부분이 상기 코어의 외부로 노출되어 있는 구조인 것임을 특징으로 하는 나노 항암제형 제조 방법.10. The method of claim 9, wherein in step (iii), the hydrophobic anticancer drug, the pH sensitive peptide, and the poloxamer-folate conjugate spontaneously form a micellar nanogel, Wherein the hydrophobic portion of the anticancer drug, the pH sensitive peptide and the poloxamer-folate conjugate forms a core, and the hydrophilic portion of the poloxamer-folate conjugate is exposed to the outside of the core. (Method for manufacturing anticancer agent type).
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