KR20180002228A

KR20180002228A - 티모신-유래 Ac-SDKP를 유효성분으로 포함하는 방사선 치료 효능증진제

Info

Publication number: KR20180002228A
Application number: KR1020160081443A
Authority: KR
Inventors: 문은이; 이재욱
Original assignee: 세종대학교산학협력단
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2016-06-29
Publication date: 2018-01-08

Abstract

본 발명은 방사선 치료 효능증진제에 관한 것으로서, N-말단이 아세틸화된 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열로 구성되는 Ac-SDKP 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 방사선 치료 효능증진제를 제공한다.

Description

티모신-유래 Ac-SDKP를 유효성분으로 포함하는 방사선 치료 효능증진제 {enhancer for radiotheraphy comprising Ac-SDKP originated from thymosin}

본 발명은 방사선 치료 효능증진제에 관한 것으로서, 더 상세하게는 티모신-유래 Ac-SDKP를 유효성분으로 포함하는 방사선 치료 효능증진제에 관한 것이다.

암 치료를 위해 해외뿐만 아니라 국내에서도 방사선 치료를 받는 암 환자의 비중이 꾸준히 증가하고 있고, 암 치료에 있어 방사선 치료의 중요성 또한 증가하고 있다. 방사선 치료는 현재 다양한 종류의 암에 필수적인 치료방법으로 알려져 있으나 암세포의 방사선 저항성, 저산소증 세포의 존재는 종래 암 방사선 치료에서 국부적 실패를 일으키는 중요한 인자이고 고 선량의 방사선 치료 시 암세포 뿐 아니라 정상 세포에도 손상을 주는 등 방사선 치료의 효율을 저하시키는 문제점으로 지적되어 왔다. 최근 방사선의 부작용을 줄이기 위해 방사선 요법과 병행하여 사용할 수 있는 방사선 증진제(radiosensitizer)에 관한 연구 개발이 이루어지고 있다. 방사선과 병용하여 투여할 때 방사선의 생물학적 효과를 증가시키는 방사선 증진제로서 현재까지 잘 알려진 것은 산소가 대표적이다. 저산소 세포에 특이적으로 증진 효과를 나타내는 물질은 정상세포에는 장해를 주지 않고 암세포만을 선택적으로 사멸시킬 수 있기 때문에, 저산소 상태에서 더욱 효과적으로 작용하는 선택적 증진제로서 메트로니다졸(metronidazole), 니토르푸란(nitorfuran), 메소니다졸(mesonidazole) 등이 알려졌으며, 또한 악티노마이신 디(actinomycin D), 메토트렉세이트(methotrexate), 히드록시우레아(hydroxyurea), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil) 등 항생제, 알킬화제, 대사 길항제들을 대상으로 증진효과를 시험하여 어느 정도의 방사선 증진효과가 인정되고 있으나, 대부분이 방사선 효과를 가중시키는 것일 뿐 증진효과를 나타내는 물질은 소수이고 이들 물질 자체가 가지고 있는 독성과 약리적 불안정성으로 인해 실용화하는데 문제점을 안고 있다. 이와 관련하여 대한민국 공개특허 제2003-0071029호는 항암제 및 방사선 치료 증진을 위한 조성물을 개시하고 있다.

그러나, 상기 선행기술의 경우, 방사선 치료의 선량을 낮추는 경우 고선량을 처리했을 때와 동일한 효과를 얻을 수 없고 다양한 암조직에서 고르게 효과를 나타내지 못한다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 방사선에 대한 부작용을 최소화하고 항종양 감작효과가 뛰어난 방사선 치료 효능증진제를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 관점에 따르면, N-말단이 아세틸화된 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열로 구성되는 Ac-SDKP 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 방사선 치료 효능증진제가 제공된다.

본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 상기 방사선 치료 효능증진제의 약제학적 유효량을 방사선 치료 전후로 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 방사선 치료효율 증진방법이 제공된다.

상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 방사선 치료 시티모신-유래 Ac-SDKP를 활용하여 독성 및 부작용이 없는 항암치료 증진효과를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 종양이 이식된 티모신 과발현 생쥐와 야생쥐에 방사선을 조사하고 생존율을 비교한 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 방사선을 조사한 티모신 과발현 생쥐와 야생쥐에 종양을 이식한 후 생존율을 비교한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 종양을 이식한 야생쥐에 방사선을 조사하고 Ac-SDKP를 처리한 후 대조군과 생존율을 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 종양을 이식한 야생쥐에 방사선을 조사하고 Ac-SDKP 또는 아미노산 배열이 변형된 SKDP를 처리한 후 대조군과 생존율을 비교한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 종양을 이식한 야생쥐에 방사선을 조사하고 티모신 유래 Ac-SDKP를 처리한 후 종양 성장률을 대조군과 비교한 그래프이다.

용어의 정의:

본 명세서에서 사용되는 용어 "티모신(thymosin) 베타4"는 면역 체계를 자극하는 흉선으로부터 생성되는 43-아미노산으로 구성된 펩타이드로 액틴의 중합의 조절에 있어서 중요한 역할을 하며, 최근에는 조직재생을 촉진시키는 것으로 알려지고 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "Ac-SDKP"는 상기 티모신 베타4의 체내 대사과정에서 생성되는 테트라펩타이드로, 혈관 형성 및 면역 반응의 조절에 관여하는 혈관생성 촉진인자로 알려져 있다.

본 명세서에서 사용되는 용어 "방사선 조사(irradiation)"는 예를 들면 X-선, 자외선, 알파 입자 및 감마선을 포함한 전 자선 방사 또는 알파 또는 베타 입자의 작용에 대한 노출을 의미한다.

발명의 상세한 설명:

상기 방사선 치료 효능증진제에 있어서, 상기 방사선은 감마선, 전자선, UV 또는 X선일 수 있고 암의 방사선 치료에 사용될 수 있으며 상기 암은 자궁경부암, 폐암, 췌장암, 비소세포성폐암, 간암, 결장암, 골암, 피부암, 두부암, 경부암, 피부 흑색종, 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 뇌종양, 방광암, 혈액암, 위암, 항문부근암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 질암, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암 또는 신장암일 수 있다.

본 발명의 방사선 치료 효능증진제의 제제화 방법 및 투여 방법에 있어서는 각종 공지의 방법을 적용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 방사선 효능증진제는 과립제, 산제, 액제, 정제, 캅셀제, 또는 건조시럽제 등의 경구용 제형 또는 주사제 등의 비경구용 제형으로 제제화할 수 있으며, 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 방사선 효능증진제는 에탄올에 용해시킨 액제 형태로 제제화하여 경구투여할 수 있다.

본 발명의 방사선 치료 효능증진제의 투여량은 환자의 상태, 암세포의 양 및 조사되는 방사선량에 따라서 변화될 수 있지만, 바람직하게는 방사선 치료전 또는 치료 중 하루 0.01 내지 500 mg/㎏의 양, 더 바람직하게는 0.1 내지 100 mg/㎏의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다.

본 발명의 방사선 치료 효능증진제는 랫트, 마우스, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있고 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 비경구 투여 시 복강내주사, 직장내주사, 피하주사, 정맥주사, 근육내주사, 자궁내 경막주사, 뇌혈관내 주사 또는 흉부내 주사에 의해 투여될 수 있고, 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

실시예 1: 마우스 모델

본 발명의 일 실시예에 따라 체중 20-25g, 8주령의 웅성 C57/BL6계의 야생형 마우스(wild type) 또는 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스는 대한 바이오링크(Chungju, Korea)에서 구입하여 투명 아크릴 케이지에 수용한 후에 온도 2022℃, 습도 5060% 및 12시간 암/광 주기로 유지되는 세종대학교의 무균 허가 시설에서 관리하였다. 모든 실험은 농림축산검역본부의 실험동물의 관리 및 사용에 관한 가이드라인을 엄격히 준수하여 수행하였다. 실험 프로토콜은 세종대학교 실험동물운영위원회로 부터 승인 받았으며 동물을 이용한 모든 수술은 Zoletil™ (Tiletamine + Zolazepam) 및 Rompun(Xylaine)의 혼합 시약으로 마취 실시 후 수행하였고 본 발명에 사용된 티모신에서 유래한 Ac-SDKP를 비롯한 모든 시약은 Sigma chemical company(St. Louis, MO)에서 구매하였다.

실시예 2: 세포 배양

본 발명의 일 실시예에 따른 B16F10 마우스 흑색종 암세포는 한국 방사선 의학 연구(KIRMS) 세포 은행에서 구입하였고 5% 가열-불활성 우태아 혈청(GIBCO, Grand Island, NY), 2 mM L-glutamine, 100 units/ml penicillin 및 100 units/ml streptomycin(GIBCO, Grand Island, NY)이 첨가된 Dulbecco's modified Eagle's medium(DMEM, GIBCO, Grand Island, NY)에 유지되었으며 37℃ 온도와 5% CO₂ 대기환경 조건의 배양기에서 배양하였다.

실시예 3: 종양 이식 및 방사선 조사

본 발명의 일 실시예에 따라 야생형(wild type) 마우스 또는 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스에 종양을 이식하고 방사선을 조사한 후 생존율을 비교하였다.

구체적으로, 상기 실시예 2에서 배양한 B16F10 흑색종 암세포는 대수기(log phase)에 시험관에서 배양한 후 0.2 ml 멸균 PBS에 현탁하고 B16F10 세포(2 × 10⁵)를 상기 C57/BL6 계의 야생형 마우스 또는 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스의 피하에 이식하였다. 이 후, 종양의 크기가 400 mm³가 되었을 때, 20Gy 선량의 방사선을 조사하였고 생존율을 측정하였다.

그 결과, 종양이식 후 방사선을 조사한 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스의 생존율이 대조군인 야생쥐(wild type)와 비교하여 더 높게 나타났고(도 1) 야생쥐와 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스에 방사선을 조사하고 1일 또는 3일 후에 종양을 이식한 경우에도 티모신을 과발현하는 형질전환 마우스의 생존율이 야생쥐보다 더 높은 것으로 나타났다(도 2).

실시예 4: Ac-SDKP 투여 후 생존율 측정

본 발명의 일 실시예에 따라 야생형(wild type) 마우스에 종양을 이식하고 방사선을 조사한 후 Ac-SDKP 처리에 따른 생존율을 비교하였다.

구체적으로, 멸균 PBS에 현탁한 B16F10 세포(2 × 10⁵)를 야생형 마우스의 피하에 이식한 후 종양의 크기가 400 mm³가 되었을 때, 20Gy 선량의 방사선을 조사하였고 티모신에서 유래한 Ac-SDKP 및 상기 펩타이드의 아미노산 서열을 재배치한 Ac-SKDP를 각각 개체당 80 nmole의 농도로 정맥주사 후 생존율을 비교하였다.

그 결과, 야생쥐에 종양을 이식하고, 일정한 크기가 되었을 때 방사선을 조사한 후 티모신에서 유래한 Ac-SDKP를 정맥주사한 종양이식 마우스의 생존율이 증가한 것을 확인하였고(도 3) 야생쥐에 종양을 이식하고, 일정한 크기가 되었을 때 방사선을 조사한 후 아미노산 배열이 변형된 SKDP 또는 티모신에서 유래한 Ac-SDKP를 정맥주사한 결과, 아미노산 서열이 재배치된 Ac-SKDP는 일정기간 동안(32일) 생존율을 유지 후 급격히 감소하였으나 티모신 유래의 Ac-SDKP를 처리한 종양이식 마우스는 높은 생존율을 꾸준히 유지하는 것으로 나타났다(도 4). 상기 결과는 본 발명의 일 실시예에 따른 Ac-SDKP가 방사선 치료시 동물의 생존율을 향상시키는 유효물질임을 입증하는 것이다.

실시예 5: 종양 성장 및 전이 측정

본 발명의 일 실시예에 따라 마우스에 이식된 종양의 성장을 측정하였다. 구체적으로, B16F10 흑색종 세포(2 × 10⁵)를 야생형 마우스의 피하에 이식하고 종양의 크기가 400 mm³가 되었을 때, 20Gy 선량의 방사선을 조사하였고 실험군은 티모신에서 유래한 Ac-SDKP(80 nmole)를, 대조군은 염류용액(saline)을 정맥주사하였다. 이 후, 상기 종양이식 마우스로부터 종양을 절제한 다음 버니어 캘리퍼스(Mizuyo, Japan)를 이용하여 종양 메스(tumor mass)의 장경 및 단경을 측정하였고 하기 공식에 따라 종양의 성장을 계산하였다:

종양의 부피 = {(장경) x (단경)²}/2

그 결과, 대조군과 비교하여 종양 이식 마우스에 방사선을 조사 후 티모신 유래의 Ac-SDKP를 정맥주사한 마우스의 종양성장율이 감소한 것으로 나타났다(도 5).

결론적으로, 암 치료를 위한 방사선 치료 시 방사선 치료 효율을 증진시키기 위하여 티모신-유래 Ac-SDKP를 투여함으로써 방사선 치료의 선량을 낮추면서도 고선량 처리와 동일한 효과를 얻을 수가 있고 고선량 방사선 치료시 나타나는 부작용인 정상세포의 손상을 현저히 줄일 수 있으므로 항종양 감작효과가 뛰어난 방사선 효능 증진제(enhancer for radiotheraphy)로 활용가능하다.

본 발명은 상술한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

<110> Industry-Academia Cooperation Group Of Sejong University <120> enhancer for radiotheraphy comprising Ac-SDKP originated from thymosin <130> PD16-5370 <160> 1 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Ac-SDKP <400> 1 Ser Asp Lys Pro 1

Claims

N-말단이 아세틸화된 서열번호 1로 기재되는 아미노산 서열로 구성되는 Ac-SDKP 펩타이드를 유효성분으로 포함하는, 방사선 치료 효능증진제.
제1항에 있어서,
상기 방사선은 감마선, 전자선, UV 또는 X선인, 방사선 치료 효능증진제.
제1항에 있어서,
암의 방사선 치료에 사용되는, 방사선 치료 효능증진제.
제3항에 있어서,
상기 암은 자궁경부암, 폐암, 췌장암, 비소세포성폐암, 간암, 결장암, 골암, 피부암, 두부암, 경부암, 피부 흑색종, 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 뇌종양, 방광암, 혈액암, 위암, 항문부근암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 질암, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암 또는 신장암인, 방사선 치료 효능증진제.
제1항의 방사선 치료 효능증진제의 약제학적 유효량을 방사선 치료 전후로 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 방사선 치료효율 증진방법.