KR20190119830A - β-아포피크로포도필린을 유효 성분으로 포함하는 항암제 및 방사선 치료 증진제 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 포도필로톡신 유도체인 β-아포피크로포도필린의 암 치료를 위한 새로운 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 본 발명은 생체 내 암을 치료하기 위하여 투여하여 암 치료 증진 효과를 나타낼 수 있는 하기 화학식 1의 β-아포피크로포도필린의 새로운 용도에 관한 것이다.
[화학식 1]

Description

β-아포피크로포도필린을 유효 성분으로 포함하는 항암제 및 방사선 치료 증진제{Anti-cancer drug and radiosensitizer containing β-Apopicropodophyllin as an active ingredient}
본 발명은, β-아포피크로포도필린을 유효 성분으로 포함하는 항암제 및 방사선 치료 증진제로서의 새로운 용도에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 생체 내 암을 치료하기 위한 항암제로서 뿐만 아니라, 암세포에 방사선을 조사하기 전 투여하여 방사선 치료와 병용하여 암치료를 증진시킬 수 있는 β-아포피크로포도필린을 유효 성분으로 포함하는 항암제 및 방사선 치료 증진제에 관한 것이다.
인류는 암에 대한 도전을 계속해 오고 있다. 항암제 개발의 역사를 살펴보면, 지금까지는 암세포를 죽이는 물질의 개발에 주력해 왔다. 1954년 스트렙토마이세스(Streptomyces)속에서 분리된 L-아자세린(L-Azaserine)을 백혈병 치료에 사용한 이래, 미토마이신(mitomycin), 블레오마이신(bleomycin), 안트라마이신(anthramycin), 다우노마이신(daunomycin) 등이 개발되어 암치료에 이용되고 있는데, 이러한 항암제들은 세포를 죽이는 물질들로서, 암세포 뿐만 아니라 정상세포에도 독성을 나타내는 것으로 부작용이 심각하였다.
이와 같이 종래의 항암제들은 정상세포까지 죽이는 경우가 많았기 때문에, 최근에는 정상세포에는 작용하지 않고 암세포에만 작용할 수 있는 새로운 기전의 항암제에 대한 연구가 진행되고 있다.
또한, 대표적인 항암 치료법에는 외과적 수술, 화학 항암제 투여 및 방사선 치료법의 3가지 방법이 주로 사용되는데, 그 중 현재 국내 고형암 환자의 50% 가량이 방사선 치료를 받고 있으며, 새로운 방사선 치료기기의 개발 및 설치를 통하여 방사선 치료를 받는 암환자의 수가 매년 증가하고 있는 추세이다. 또한 암환자 복지의 차원에서, 암환자들의 화학 항암제 부작용 및 외과적 수술에 의한 통증 및 신체 기능 상실에 대한 부담감으로 인하여, 상대적으로 고통이 덜하며 비침습적 치료 방법인 방사선 치료에 대한 선호도가 증가함에 따라 암치료에 있어 방사선 치료의 중요성 및 그 효율성 증대가 요구되어지고 있다.
이와 같이 방사선 치료는 현재 다양한 종류의 고형암에 필수적인 치료 방법으로 알려져 있으나 방사선 내성 획득으로 인한 재발 및 전이 발생, 방사선 치료 부위의 정상 조직의 손상 등으로 인한 화상 및 섬유화 발생등 부작용등의 문제점이 대두되어 왔다. 따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위해서는 상대적으로 저선량 방사선을 사용한 방사선 치료의 효율 증대가 필요하며 이의 달성을 위한 증진제 개발 연구가 계속 진행되고 있는 실정이다.
[특허문헌 1] 한국특허공개공보 제10-2005-0103259호 [특허문헌 2] 한국특허출원 제10-2001-55544호 [특허문헌 3] 한국특허출원 제10-2006-136639호 [특허문헌 4] 한국특허출원 제10-2010-98596호
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저농도로 효과적인 암 치료가 가능한 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 항암제를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은 저농도로 암세포의 살상능을 높이면서도 정상세포에 방사선에 의한 부작용을 줄일 수 있는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 방사선 치료 증진제를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구체예에 따른 항암제는 하기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 항암제는 폐암 치료를 위해 사용될 수 있다.
상기 항암제로서의 β-아포피크로포도필린의 농도는 15 내지 60 nM일 수 있다.
상기 항암제는 암 세포의 G2/M 세포 주기 진행 억제 효과를 가질 수 있다.
상기 항암제는 경구 투여용 항암제 또는 비경구 주사용 항암제일 수 있다.
상기 비경구 주사는 정맥주사, 근육주사 및 피하주사로부터 선택될 수 있다.
상기 비경구 주사용 항암제를 투여시, β-아포피크로포도필린을 1회 당 1∼5 mg/kg의 양으로 투여할 수 있다.
상기 항암제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명에 따른 방사선 치료 증진제는 하기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 방사선 치료는 방사선에 의한 폐암 치료일 수 있다.
상기 β-아포피크로포도필린의 농도는 10 내지 20 nM이고, 방사선은 1 내지 5 Gy 처리함으로써 방사선 치료를 병용할 수 있다.
상기 방사선 치료 증진제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여할 수 있다.
본 발명에 의하면, 저농도의 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로 포함함으로써 항암효과가 있을 뿐만 아니라, 방사선과 병용됨으로써 항암 증진효과를 나타내는 효과가 있다.
도 1은 인체 폐암 세포인 A549에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 폐암세포 사멸 증가 및 IC50값을 나타낸 그래프이다.
도 2는 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 폐암세포 사멸 증가 및 IC50값을 나타낸 그래프이다.
도 3은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 폐암세포 사멸 증가 및 IC50값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 대하여 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린의 처리시 폐암세포 사멸의 결과를 나타내는 그래프 및 사진이다.
도 5는 인체 폐암 세포인 A549와 폐섬유아세포인 HFL1, WI-38 및 IMR-90에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 세포 사멸의 결과를 나타낸 그래프이다.
도 6은 인체 폐암 세포인 A549에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 주기 조절이 파괴되는 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 주기 조절이 파괴되는 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 주기 조절의 파괴되는 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 어떠한 처리도 하지 않은 대조군(con)보다 유전물질 DNA의 손상이 증가되는 결과를 나타내는 비교 사진이다.
도 10은 인체 폐암 세포인 A549에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 결과를 나타낸 그래프이다.
도 12는 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 결과를 나타낸 그래프이다.
도 13은 인체 폐암 세포인 A549에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 ER stress 신호의 주요 단백질들의 증가의 결과를 나타내는 사진이다.
도 14는 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 ER stress 신호의 주요 단백질들의 증가의 결과를 나타내는 사진이다.
도 15은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 암세포의 세포 사멸을 증가시키는 ER stress 신호의 주요 단백질들의 증가의 결과를 나타내는 사진이다.
도 16은 β-아포피크로포도필린에 의한 마우스 생체 내 종양 성장의 억제의 결과를 나타내는 그래프이다.
도 17은 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리시 항암 효과가 증가됨을 나타내는 그래프 및 사진이다.
도 18은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리시 항암 효과가 증가됨을 나타내는 그래프 및 사진이다.
도 19는 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리시 세포 생존능력이 감소됨을 나타내는 그래프이다.
도 20은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리시 세포 생존능력이 감소됨을 나타내는 그래프이다.
도 21는 인체 폐암 세포인 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리시 세포 사멸시 증가되는 단백질들의 발현증가를 나타내는 사진이다.
도 22은 인체 폐암 세포인 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선을 병용 처리하였을 때, 세포 사멸시 증가되는 단백질들의 발현증가를 나타내는 사진이다.
도 23은 인체 폐암 세포인 NCI-H460 및 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리에 의한 마우스 생체 내 종양 성장의 억제를 나타내는 그래프 및 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 구체예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 구체예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 발명의 구체예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 항암제 및 방사선 치료 증진제 대하여 상세히 설명한다.
본 발명자들은, 다양한 암세포에 대하여 상기한 바와 같은 β-아포피크로포도필린을 투여하여 실험을 한 결과, β-아포피크로포도필린을 투여하지 않은 경우에 비하여, 암세포 살상능이 증진됨으로써 치료 효율을 극대화할 수 있다는 것을 밝혀내었다.
본 발명의 암 치료제로서 사용 가능한 β-아포피크로포도필린5-(3,4,5-Trimethoxyphenyl)furo[3',4':6,7]naphtho[2,3-d][1,3]dioxol-6(9H)-one [β-Apopicropodophyllin, APP]은 하기 화학식 1과 같은 구조를 갖는 화합물로서, 포도필로톡신의 유도체이다[Journal of the American Chemical Society, 1988, Vol. 110, pp 7854-7858].
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 β-아포피크로포도필린은 문헌 [Buchardt, O. et al., J Pharmaceut Sci 75, 1076-1080, 1986]에 기재된 바와 같이 고온에서 에탄올 완충액중에서 배양하여 포도필로톡신으로부터 제조할 수 있다. 피크로포도필린 및 이의 아포 유도체의 총 합성은 문헌 [Gensler, J.W., et al., J Am Chem Soc 82, 1714-1727, 1960]에 기재된 바와 같다.
상기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린은 암 치료제로서의 기능은 보고되어 있지 않다.
본 발명의 일 구체예에서, 본 발명에 따른 항암제는 상기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함할 수 있다.
상기 항암제는 폐암 치료를 위해 사용될 수 있다.
상기 항암제로서 사용되는 β-아포피크로포도필린의 농도는 15 내지 60 nM인 것이 바람직하고, 20 내지 40 nM인 것이 더욱 바람직한데, 15 nM 미만이면 세포 독성이 너무 약하여 항암 효과가 상실되어 바람직하지 않고, 60 nM을 초과하면 정상 조직 손상을 유발할 수 있어 바람직하지 않다.
상기 항암제는 암 세포의 G2/M 세포 주기 진행 억제 효과를 가질 수 있다. 상기 G2기는 DNA 합성이 종료되고 난 이후 분열을 준비하는 마지막 단계이며, 상기 M기는 분열기를 의미한다.
상기 항암제는 경구 투여용 항암제 또는 비경구 주사용 항암제일 수 있다.
상기 비경구 주사용 항암제를 투여시, β-아포피크로포도필린을 1회 당 1∼5 mg/kg의 양으로 투여할 수 있는데, 1 mg/kg 미만이면 내성을 유발하거나 투여 효과가 나타나지 않아 바람직하지 않고, 5 mg/kg를 초과하면 정상 조직에 독성을 유발하여 바람직하지 않다.
상기 항암제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여할 수 있다.
본 발명의 다른 구체예에서, 본 발명에 따른 방사선 치료 증진제는 상기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함할 수 있다.
상기 방사선 치료는 방사선에 의한 폐암 치료일 수 있다.
상기 방사선 치료 증진제로 사용되는 β-아포피크로포도필린의 농도는 10 내지 20 nM인 것이 바람직하고, 10 내지 15 nM인 것이 더욱 바람직한데, 10 nM 미만이면 β-아포피크로포도필린의 약효가 나타나지 않아 바람직하지 않고, 20 nM을 초과하면 방사선 효과보다는 β-아포피크로포도필린의 약물 단독 효과에 의한 암세포 사멸 효과가 더 크므로 바람직하지 않다.
상기 방사선은 1 내지 5 Gy 처리, 바람직하게는 2 내지 3 Gy 처리함으로써 방사선 치료를 병용할 수 있는데, 1 Gy 미만이면 방사선 효과가 나타나지 않아 바람직하지 않고, 5 Gy를 초과하면 일반 세포의 손상이 올 수 있어 바람직하지 않다.
상기 방사선 치료 증진제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 β-아포피크로포도필린의 약리학적 작용에 대하여 실험예를 통하여 더욱 상세히 설명한다.
[실험예 1]
β-아포피크로포도필린이 항암제로서의 효과를 갖는지 확인하기 위하여, 폐암 세포에 β-아포피크로포도필린(한국, J&C Science 사에서 구입)을 처리하여 항암 효과를 다음과 같이 시험하였다.
인체 폐암세포인 A549, NCI-H1299 및 NCl-H460을 10%의 FBS 및 젠타마이신이 함유되어 있는 RPMI 1640 배지에서 배양하여 사용하였다.
1. 폐암 세포에 대하여 β-아포피크로포도필린의 처리시 폐암세포 사멸 효과 시험
방사선 치료의 주요 대상이 되는 고형암중의 하나이며 치사율이 가장 높은 폐암세포를 치료 표적으로 하기 위하여, MTT 실험을 수행하여 도 1, 도 2 및 도 3에서 제시된 결과를 획득하였다. 비소세포성 폐암주인 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460을 이용하여 APP에 의한 암세포 사멸 효과를 테스트한 결과, A549의 IC50값은 16.86 nM이었고, NCI-H1299의 경우에는 IC50값이 10.46 nM이었으며, NCI-H460의 경우에는 17.09 nM의 IC50값을 보여 β-아포피크로포도필린이 저농도에서도 폐암세포를 살상할 수 있는 능력을 가지고 있음을 확인하였다. 따라서 포도필로톡신 유도체인 β-아포피크로포도필린은 그 자체만으로도 항암 작용을 나타내므로, 암 치료제로서 사용될 수 있다는 것을 확인하였다.
2. 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린 처리 후 세포 생존능력 분석 실험
포도필로톡신 아세테이트(podophyllotoxin Acetate; PA)와 본 발명의 β-아포피크로포도필린(β-Apopicropodophyllin; APP)이 세포 사멸에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해, 세포 생존능력 분석 실험을 행하였다.
인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460을 각각 약 30,000개씩 6 웰 플레이트에 넣고, 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양하였다. 그런 다음, 포도필로톡신 아세테이트와 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 각각 40 nM 및 각각 60 nM의 농도로 처리하고 24시간 동안 배양하였다. 그 후, 1 ㎍/ml의 프로피디움 요오드가 포함된 solution 500 ㎕를 넣고 FACSort flow cytometer (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)를 이용하여 세포 사멸을 분석하였다. 또한, 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460을 각각 약 100,000개씩 60mm 디쉬에 넣고, 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 포도필로톡신 아세테이트 및 β-아포피크로포도필린을 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 각각 40 nM의 농도로 처리하고 24시간 동안 배양하였다. 그리고 포도필로톡신 아세테이트만 처리한 군, 본 발명의 β-아포피크로포도필린만 처리한 군들의 세포들을 모아 웨스턴 블롯을 수행하였다.
분석 결과
상기와 같은 세포 생존능력 분석 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대하여 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 사멸 효과를 도 4에 나타내었다.
도 4(A)에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 A549에 대하여, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린을 40 nM로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군(Con)보다 세포생존 능력 수준이 각각 98.3 %, 82.3 %로 감소하였으며, β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 16 %나 더욱 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린 60 nM 처리 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군에 대비하여 보면, 세포 생존능력 수준은 각각 86.5 %, 79.3 %로 감소하였으며, β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 7.2% 더 감소하였음을 확인할 수 있었다.
도 4(B)에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H1299에 대하여, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린을 40 nM로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포생존 능력 수준은 각각 73.4 %, 58.9 %로 감소하였고, β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 14.5 % 더 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린 60 nM 처리 시에도, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군에 대비하여 보면, 세포 생존능력 수준은 각각 63.9 %, 55.6 %로 감소하였으며, β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 8.3 % 더 감소한 것을 확인할 수 있었다.
도 4(C)에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H460에 대하여, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린을 40 nM로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포생존 능력 수준은 각각 95.1 %, 52.8 %로 감소하였고 β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 42.3 % 더 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린 60 nM 처리 시, 상기 대조군에 대비하여 보면, 세포 생존능력 수준은 각각 82.9 %, 51.2 %로 감소하였으며, β-아포피크로포도필린 처리군이 포도필로톡신 아세테이트 처리군보다 31.7 % 더 감소한 것을 알 수 있었다.
또한, 도 4의 하단에 나타낸 바와 같이, 웨스턴 블롯 실험을 통하여, 인체 폐암세포 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 대하여, β-아포피크로포도필린을 40 nM로 처리한 군이 포도필로톡신 아세테이트를 40 nM로 처리한 군보다 대조군 대비 세포 사멸 때 증가되는 cleaved caspase-3의 단백질 발현이 증가되었음을 관찰할 수 있었다. 따라서 포도필로톡신 아세테이트와 β-아포피크로포도필린 처리 후 세포 생존능력 분석 실험을 통하여, 포도필로톡신 아세테이트 처리 보다, β-아포피크로포도필린 처리 시 암세포의 사멸을 더욱 증가시킬 수 있다는 것을 검증하였다.
3. β-아포피크로포도필린에 의한 인체 폐암 세포와 폐섬유아세포의 생사판별 실험
인체 폐암 세포인 A549와 폐섬유아세포인 HFL1, WI-38 및 IMR-90 각각에 하기와 같이 세포 생존 생사판별 실험을 수행하였다.
세포 약 3,000개를 96-웰 플레이트에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 25 nM의 농도로 처리 후, 각각 24 및 48 시간 동안 배양하였다. 그 후 2 mg/ml의 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yle)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 용액을 50 ㎕씩 처리한 후, 2시간 동안 배양하였다. 배지를 제거한 한 후, DMSO를 200 ㎕씩 넣고 마이크로플레이트 리더를 이용하여 545 nm 에서 흡광도를 측정하였다.
분석 결과
도 5에 나타난 바와 같이 β-아포피크로포도필린을 처리하였을 경우, 폐섬유아세포인 HFL1, WI-38 및 IMR-90에서 보다 인체 폐암 세포인 A549에서 더 낮은 세포 생존율이 나타나는 것을 알 수 있었다. β-아포피크로포도필린을 24시간 동안 처리하였을 경우, 인체 폐암 세포인 A549의 경우, 35.2 %의 생존율을 나타낸 반면, 폐섬유아세포인 HFL1, WI-38 및 IMR-90는 각각 51.1 %, 59.2 % 및 79.1%의 생존율을 나타낸 것을 확인할 수 있었다.
또한, β-아포피크로포도필린을 48 시간 동안 처리하였을 경우, 인체 폐암 세포인 A549의 경우, 28.7 %의 생존율을 보이는 것을 확인하였으며, 폐섬유아세포인 HFL1, WI-38 및 IMR-90는 각각 54.5, 56.3 및 56.0 %의 생존율을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 β-아포피크로포도필린 처리 후 세포 생사판별 실험을 통하여, β-아포피크로포도필린에 의하여 폐섬유아세포보다 인체 폐암 세포에서 더 낮은 생존율을 나타낸다는 것을 검증하였다.
4. 세포 주기 분석 실험
인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCl-H460에 대하여 각각 다음과 같이 세포 주기 분석 실험을 행하였다.
상기 암 세포 약 300,000 개씩을 각각 60mm 디쉬에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 A549와 NCI-H460에 각각 10 nM 및 20 nM의 2가지 농도로 처리하였고, NCI-H1299에 7.5 nM 및 15 nM의 두개의 다른 농도로 처리한 후, 8시간 동안 배양하였다. 그 후, 에탄올로 고정을 시키고 RNase와 프로피디움 요오드를 이용하여 염색을 실시하였고, FACSort flow cytometer (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)로 세포 주기를 분석하였다.
분석 결과
상기와 같은 세포 주기 분석 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대해 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 주기 정지 효과를 도 6, 도 7 및 도 8에 나타내었다.
도 6, 도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이 β-아포피크로포도필린을 처리하였을 경우, G2/M 세포 주기 정지가 관찰되었다. 이 결과는 도 6에 나타내어지는 바와 같이, 인체 폐암 세포주 A549에 대하여, β-아포피크로포도필린의 20 nM 처리시, 가장 높은 G2/M 세포 주기 효과를 보였는데, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군 보다 222%의 G2/M 세포 주기 정지 효과를 보았다. 그리고 도 7에 표시되는 바와 같이, 인체 폐암 세포주 NCI-H1299에 대하여는 β-아포피크로포도필린의 15 nM 처리시, 가장 높은 G2/M 세포 주기 효과를 보였는데, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 165%의 G2/M 세포 주기 정지 효과를 보았다. 또한 도 8에 나타내어지는 바와 같이, 인체 폐암 세포주 NCI-H460에 대하여는 β-아포피크로포도필린의 20 nM 처리시, 가장 높은 G2/M 세포 주기 효과를 보였는데, 대조군보다 216.6%의 G2/M 세포 주기 정지 효과를 나타내고 있다.
5. DNA 손상 분석실험
면역 세포 화학적 염색 실험을 수행하여 유전물질인 DNA에 손상에 관련이 있는 γ-H2AX 단백질의 발현 정도를 확인하였다.
인체 폐암세포 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460을 약 300,000 개씩 각각 60mm 디쉬에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 A549와 NCI-H460에 20 nM의 농도로 처리하고, NCI-H1299에 15 nM의 농도로 처리한 후, 각각 48시간 동안 배양하였다. 그 후, 1% 파라포름알데히드로 고정시키고, anti-γ-H2AX 항체와 DAPI로 염색하였다. 염색된 인체 폐암세포들의 사진은 710 confocal microscope (Carl-Zeiss,Germany)을 이용하여 얻었졌으며, 이를 도 9에 나타내었다.
분석 결과
도 9에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암세포 A549, NCI-H1299 및 NCI-H460에 대하여 β-아포피크로포도필린 처리 후, 48시간이 경과한 경우는, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군과 달리, γ-H2AX 단백질이 핵 안에서 점의 형태로 관찰되었다. 따라서, 상기 면역 세포 화학적 염색 실험을 통하여 DNA 손상에 의한 세포 사멸이 일어난다는 것을 확인할 수 있었다.
6. 세포 사멸 분석 실험
상기와 같은 세포수준에서의 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 사멸이 일어나는가를 세포 사멸 분석 실험을 통하여 확인하였다.
세포 사멸 분석 실험은 FITC Annexin V Apoptosis Detection kit I (BD Pharmingen, San Jose, CA, USA)를 이용하여 수행하였다. 인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCl-H460을 약 300,000 개씩 각각 60mm 디쉬에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 A549와 NCI-H460에 20 nM의 농도로 처리하고, NCI-H1299에 15 nM의 농도로 처리한 후, 각각 48시간 동안 배양하였다. 그 후, 1 ㎍/ml의 PI, Annexin V 가 포함된 용액 500 ㎕를 넣고 FACSort flow cytometer (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)를 이용하여 세포고사분획(Apoptotic fraction)을 분석하였다.
분석 결과
상기와 같은 세포 사멸 분석 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대해 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 사멸 효과를 도 10, 도 11 및 도 12에 나타내었다.
도 10에 나타난 바와 같이 인체 폐암세포 A549에 대하여, β-아포피크로포도필린을 20 nM로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군에 비해 초기 세포자멸 수준이 28.6배 증가하였으며, 후기 세포자멸 수준은 1.6배 증가하는 것을 확인하였다.
도 11에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H1299에 대하여 β-아포피크로포도필린을 15 nM의 농도로 처리 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 초기 세포자멸 수준은 20.3배 증가하였고, 후기 세포자멸 수준은 4.3배 증가하는 것을 관찰할 수 있었다.
또한 도 12에 나타내어지는 바와 같이 인체 폐암세포 NCI-H460에 대하여, β-아포피크로포도필린을 20 nM로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군에 비해 초기 세포자멸 수준은 5배가 증가하였으며, 후기 세포자멸 수준은 3.1배 증가한다는 것을 확인하였다.
7. 세포사멸 유도하는 신호 전달 기전 검증을 위한 웨스턴 블롯 실험
상기와 같은 세포수준에서의 TNFD에 의한 세포 사멸이 어떠한 신호전달로 인해 일어나는지 검증하고자 하였다. 인체 폐암 세포인 A549, NCI-H1299 및 NCl-H460을 약 300,000 개씩 각각 60mm 디쉬에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 A549와 NCI-H460에 20 nM의 농도로 처리하고, NCI-H1299에는 15 nM의 농도로 처리한 후, 각각 16시간, 24시간 및 48시간 동안 배양하였다. 그리고 각각의 그룹별로 세포를 모아 웨스턴 블롯 실험을 수행하였다.
분석 결과
상기와 같은 신호 전달 기전 검증을 위한 웨스턴 블롯 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대해 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 사멸 효과를 도 13, 도 14 및 도 15에 나타내었다.
도 13에 나타난 바와 같이 인체 폐암세포 A549에 대하여, β-아포피크로포도필린을 20 nM의 농도로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군에 비해 ER stress의 주요 마커들인 BiP, PDI, phospho-PERK, phospho-eIF2-α, ATF4, CHOP의 단백질 발현 정도가 시간이 지남에 따라 증가하는 것을 확인하였다.
도 14에 나타난 바와 같이 인체 폐암세포 NCI-H1299에 대하여, β-아포피크로포도필린을 15 nM의 농도로 처리시, 대조군보다 ER stress의 주요 마커들인 BiP, PDI, phospho-PERK, phospho-eIF2-α, ATF4, CHOP의 단백질 발현 정도가 시간이 지남에 따라 증가하는 것을 확인하였다.
또한 도 15에 나타내어지는 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H460에 대하여, β-아포피크로포도필린을 20 nM의 농도로 처리시, 대조군에 비해 대조군에 비해 ER stress의 주요 마커들인 BiP, PDI, phospho-PERK, phospho-eIF2-α, ATF4, CHOP의 단백질 발현 정도가 시간이 지남에 따라 증가하는 것을 확인하였다. 상기와 같은 신호 전달 기전 검증 실험을 통하여, β-아포피크로포도필린에 의한 지속적인 ER stress 신호전달이 세포사멸에 영향을 준다는 것을 확인할 수 있었다.
8. 마우스 종양크기 변화 측정 및 암세포 사멸 분석 실험
세포 상의 실험뿐만 아니라 마우스 생체 내에서도 β-아포피크로포도필린의 항암 효과가 나타나는지 검증하고자 하였다.
인체 폐암 세포인 NCI-H1299 및 NCI-H460를 각각 약 10,000,000개 및 약 2,000,000개씩 각각 마우스 다리 피부의 표피아래 피하조직에 투여하고 2주 동안 살펴본 후, 각각의 종양의 크기가 대략 100∼200 mm3이 되었을 때, 대조군으로서 DMSO 처리한 군 및 β-아포피크로포도필린을 1 mg/kg 처리한 군, β-아포피크로포도필린을 5 mg/kg 처리한 군으로 세그룹으로 나누었다. 마우스 다리 피부의 표피아래 피하조직에 그룹별로 DMSO, β-아포피크로포도필린 1 mg/kg, β-아포피크로포도필린 5 mg/kg을 100 ㎕씩 투여하였으며, 30 일 동안 종양 크기의 변화를 살펴보았다. 또한 그룹별로 종양을 추출하여 포름알데히드로 고정시킨 후, 종양조직을 파라핀 블록에 임베드(embed)시켜 제작하였다. 이후 얇게 썬 조직을 Apoptag TUNEL assay kit를 이용하여 염색하였다.
분석 결과
상기와 같은 인체 폐암세포 접종한 마우스 종양크기 변화 측정 실험을 통하여, 인체 폐암 세포 NCI-H1299 및 NCI-H460에 대해 β-아포피크로포도필린에 의한 종양 성장 지연을 도 16에 나타내었다.
도 16에 나타난 바와 같이 800 mm3의 종양 부피에 도달하는데 필요한 시간을 평가함으로써 β-아포피크로포도필린 처리된 그룹이 DMSO 처리된 그룹에 비해 성장 지연을 일으킨다는 것을 나타내었다. 그 결과 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 접종한 마우스의 β-아포피크로포도필린(1 mg/kg) 그룹과 β-아포피크로포도필린(5 mg/kg) 그룹은 DMSO를 접종한 대조군에 비해 각각 6.96 일 및 7.1 일의 성장 지연을 나타내었다. 또한, 인체 폐암 세포 NCI-H460을 접종한 마우스의 β-아포피크로포도필린 (1 mg/kg) 그룹과 β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 그룹은 대조군에 비해 각각 6.11 일 및 10.64 일 성장 지연을 보였다. 또한 Apoptag TUNEL assay kit를 이용한 이종 이식 종양 조직의 세포 사멸 분석 결과를 그림과 정량화한 그래프로 나타내었다. 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 이종 이식한 경우, β-아포피크로포도필린 (1 mg/kg) 그룹과 β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 그룹은 DMSO를 접종한 대조군에 비해 세포 사멸 세포가 각각 9.3 % 및 24.0 % 더 증가하였음을 알 수 있었다. 또한, 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 이종 이식한 경우, β-아포피크로포도필린 (1 mg/kg) 그룹과 β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 그룹은 상기 대조군에 비해 세포 사멸 세포가 각각 11.5 % 및 40.8 % 더 증가하였음을 확인할 수 있었다.
[실험예 2]
β-아포피크로포도필린이 항암 증진제로서의 효과를 갖는지 확인하기 위하여, 폐암 세포에 β-아포피크로포도필린(한국, J&C Science 사에서 구입)을 처리하여 항암 증진 효과를 다음과 같이 시험하였다.
인체 폐암세포인 A549, NCI-H1299 및 NCl-H460을 10%의 FBS 및 젠타마이신이 함유되어 있는 RPMI 1640 배지에서 배양하여 사용하였다.
1. β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리 후 클론원성 분석 실험
인체 폐암 세포인 NCI-H1299 및 NCl-H460에 대하여 클론원성 분석(Clonogenic assay)을 수행하였다. NCI-H1299 및 NCl-H460의 암 세포 약 100 개, 약 200 개, 약 400 개, 약 600 개 및 약 1000 개를 각각 60mm 디쉬에 넣고 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양하였다. 그리고, NCI-H1299에 β-아포피크로포도필린을 10 nM의 농도로 처리한 군과 어떠한 처리도 하지 않은 군, NCI-H460에는 15 nM의 농도로 처리한 군과 어떠한 처리도 하지 않은 군으로 나누고, 16 시간동안 배양하였다. 그런 후, 각 그룹별로 세슘-137의 방사선 1, 3, 5, 7 Gy(그레이, gray)에 노출시켰다. 그리고 37℃의 CO2 배양기에서 10∼14 일 정도 배양한 후 균락수측정기(colony counter)를 이용하여 지름이 200 ㎛ 이상인 콜로니들의 수를 세었다. 다음으로 β-아포피크로포도필린을 처리한 군과 처리하지 않은 군들의 콜로니 수를 토대로 세포 생존 분획(survival fraction)을 구하였다.
분석 결과
상기와 같은 클론원성 분석 실험을 통하여, β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리 시의 항암 효과를 도 17 및 도 18에 나타내었다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암 세포 NCI-H1299에 방사선만을 처리한 대조군과, 방사선 및 β-아포피크로포도필린을 함께 처리한 군들의 콜로니수를 토대로 구한 세포 생존 분획을 비교하여 계산한 DER(Dose-enhancement ratio)은 1.24 였다.
도 18에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암 세포 NCI-H460의 경우에는 방사선만을 처리한 대조군과 방사선과 β-아포피크로포도필린을 처리한 군들의 콜로니수를 토대로 구한 세포 생존 분획을 비교하여 계산한 DER(Dose-enhancement ratio)은 1.44였다. 따라서, 클론원성 분석 실험을 통하여, β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리 시 항암 효과가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
2. β-아포피크로포도필린과 방사선의 병용 처리 후 세포 생존능력 분석 실험
상기와 같은 세포수준에서의 β-아포피크로포도필린과 방사선의 병용 처리가 세포 사멸에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위해, 세포 생존능력 분석 실험을 수행하였다.
인체 폐암 세포 NCI-H1299 및 NCI-H460을 약 30,000 개씩 각각 6 웰 플레이트에 넣고, 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 NCI-H1299에 10 nM의 농도로 처리하고, NCI-H460에는 15nM의 농도로 처리한 후, 각각 16시간 동안 배양하였다. 그 후 세슘-137의 방사선을 NCI-H1299에는 5 Gy로 처리하고 NCI-H460에는 3 Gy로 처리한 후 3일 동안 배양하였다. 그 후, 1 ㎍/ml의 PI가 포함된 용액 500 ㎕를 넣고 FACSort flow cytometer(Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ, USA)를 이용하여 세포 사멸을 분석하였다. 또한 인체 폐암 세포 NCI-H1299 및 NCI-H460을 약 100,000개씩 각각 60mm 디쉬에 넣고, 37℃의 CO2 배양기에서 하루 정도 배양한 후, 본 발명의 β-아포피크로포도필린을 NCI-H1299에 10 nM의 농도로 처리하고, NCI-H460에는 15 nM의 농도로 처리한 후, 각각 16시간 동안 배양하였다. 그 후 세슘-137의 방사선을 NCI-H1299에는 5 Gy로 처리하고, NCI-H460에는 3 Gy로 처리한 후, 각각 3일 동안 배양하였다. 그리고 대조군, β-아포피크로포도필린만 처리한 군, 방사선만 처리한 군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선을 병용 처리한 군들의 세포들을 모아 웨스턴 블롯을 행하였다.
분석 결과
상기와 같은 세포 생존능력 분석 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대해 β-아포피크로포도필린에 의한 세포 사멸 효과를 도 19, 도 20, 도 21 및 도 22에 나타내었다.
도 19에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H1299에 대하여, β-아포피크로포도필린만을 10 nM의 농도로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포생존 능력 수준은 71.5 %로 감소하였고, 방사선만을 5 Gy 조사 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포 생존능력 수준은 73.8 %로 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 또한, β-아포피크로포도필린 10 nM 과 방사선 5 Gy 병용 처리 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군과 대비 시, 세포 생존능력 수준은 42.3 %로 감소한 것을 알 수 있었다.
또한, 도 20에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H460에 대하여, β-아포피크로포도필린만을 15 nM의 농도로 처리시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포생존 능력 수준은 78.9 %로 감소하였고, 방사선만을 3 Gy 조사 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군보다 세포 생존능력 수준은 89.5 %로 감소한 것을 관찰할 수 있었다. 또한, β-아포피크로포도필린 15 nM 과 방사선 3 Gy 병용 처리 시, 어떠한 처리도 하지 않은 대조군과 대비하여 보면, 세포 생존능력 수준은 46.8 %로 감소한 것을 알 수 있었다.
도 21에 나타난 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H1299에 대하여, β-아포피크로포도필린만을 10 nM로 처리한 군 및 방사선만을 5 Gy 조사한 군 보다 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리한 군이 대조군 대비 세포 사멸 때 증가되는 cleaved caspase-3, cleaved caspase-8, cleaved caspase-9의 단백질 발현이 증가되었음을 관찰할 수 있었다.
도 22에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암세포 NCI-H460에 대하여, β-아포피크로포도필린만을 15 nM로 처리한 군 및 방사선만을 3 Gy 조사한 군 보다 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리한 군이 대조군 대비 세포 사멸 때 증가되는 cleaved caspase-3, cleaved caspase-8 및 cleaved caspase-9의 단백질 발현이 증가되었음을 확인할 수 있었다.
따라서, β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리 후, 세포 생존능력 분석 실험을 통하여, 단독 β-아포피크로포도필린 처리 및 방사선 처리보다, β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리 시 암세포의 생존능력을 더욱 감소시킬 수 있다는 것을 검증하였다.
3. β-아포피크로포도필린과 방사선 병용처리시 마우스 종양크기 변화 측정 및 암세포 사멸 분석 실험
세포 상의 실험뿐만 아니라, 마우스 생체 내에서도 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리의 항암 효과가 나타나는지 검증하고자 하였다.
인체 폐암 세포로서 NCI-H1299 및 NCI-H460을 각각 약 10,000,000 개 및 5,000,000 개씩 마우스 다리 피부의 표피아래 피하조직에 투여하고, 2주 동안 살펴본 후, 각각의 종양의 크기가 대략 100∼200 mm3 이 되었을 때, 대조군으로서 DMSO 처리군, β-아포피크로포도필린 5 mg/kg 처리군, 및 방사선 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군의 3개의 그룹으로 나누었다. 마우스 다리 피부의 표피아래 피하조직에 각각 그룹별로 DMSO와 β-아포피크로포도필린 5 mg/kg을 100 ㎕씩 각각 투여하였다. 그리고 방사선을 처리하는 군들은 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 이종 이식한 경우, 방사선을 5 Gy 처리하였고, 인체 폐암 세포 NCI-H460을 이종 이식한 경우, 방사선을 3 Gy 처리하였다. β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들은 β-아포피크로포도필린을 투여한 후, 6 시간 뒤에 방사선을 처리하였다. 그런 다음, 약 30 일 동안 종양 크기의 변화를 살펴보았다. 또한 그룹별로 종양을 추출하여 포름알데히드로 고정시킨 후, 종양조직을 파라핀 블록에 임베드시켜 제작하였다. 이후 얇게 썬 조직을 Apoptag TUNEL assay kit를 이용하여 염색하였다.
분석 결과
상기와 같은 인체 폐암세포 접종한 마우스 종양크기 변화 측정 실험을 통하여, 인체 폐암 세포에 대해 단독 β-아포피크로포도필린 처리, 단독 방사선 조사 및 β-아포피크로포도필린과 방사선의 병용처리에 의한 종양 성장 지연을 도 23에 나타내었다. 도 23(A)에 나타난 바와 같이, 800 mm3의 종양 부피에 도달하는데 필요한 시간의 평가를 함으로써, β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 단독 처리군, 방사선 (5 Gy) 단독 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들이 DMSO 처리된 그룹에 비해 성장 지연을 일으킨다는 것을 나타내었다. 그 결과, 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 접종한 마우스의 β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 단독 처리군, 방사선 (5 Gy) 단독 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들은 DMSO 처리된 대조군에 비해 각각 6.96 일, 7.1 일 및 16.83 일 성장 지연을 보였다.
도 23(B)에 나타난 바와 같이, 인체 폐암 세포 NCI-H460을 접종한 마우스의 β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 단독 처리군, 방사선 (5 Gy) 단독 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들은 DMSO 처리된 대조군에 비해 각각 6.11 일, 10.64 일 및 22.38 일 성장 지연을 보였다.
또한, 도 23(C, D)에 Apoptag TUNEL assay kit를 이용한 이종 이식 종양 조직의 세포 사멸 분석 결과를 사진 및 정량화한 그래프로 나타내었다.
도 23(C)에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암 세포 NCI-H1299를 이종 이식한 경우, β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 단독 처리군, 방사선 (5 Gy) 단독 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들은 대조군에 비해 세포 사멸 세포가 각각 24.7 %, 32.7 % 및 69.5 % 더 증가하였음을 알 수 있었다.
도 23(D)에 나타낸 바와 같이, 인체 폐암 세포 NCI-H460을 이종 이식한 경우, β-아포피크로포도필린 (5 mg/kg) 단독 처리군, 방사선 (5 Gy) 단독 처리군 및 β-아포피크로포도필린과 방사선 병용 처리군들은 대조군에 비해 세포 사멸 세포가 각각 38.8%, 50.3% 및 112.3 % 더 증가하였음을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 항암제.
    [화학식 1]
    Figure pat00004
  2. 제1항에 있어서,
    상기 항암제는 폐암 치료를 위해 사용되는 항암제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 β-아포피크로포도필린의 농도는 15 내지 60 nM인 항암제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 항암제는 암 세포의 G2/M 세포 주기 진행 억제 효과를 가지는 항암제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 항암제는 경구 투여용 항암제 또는 비경구 주사용 항암제인 항암제.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 비경구 주사는 정맥주사, 근육주사 및 피하주사로부터 선택되는 항암제.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 비경구 주사용 항암제를 투여시, β-아포피크로포도필린을 1회 당 1∼5 mg/kg의 양으로 투여하는 항암제.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 항암제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여하는 항암제.
  9. 하기 화학식 1로 표시되는 β-아포피크로포도필린을 유효성분으로서 포함하는 방사선 치료 증진제.
    [화학식 1]
    Figure pat00005
  10. 제9항에 있어서,
    상기 방사선 치료는 방사선에 의한 폐암 치료인 것인, 방사선 치료 증진제.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 β-아포피크로포도필린의 농도는 10 내지 20 nM이고, 방사선은 1 내지 5 Gy 처리함으로써 방사선 치료를 병용하는 방사선 치료 증진제.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 방사선 치료 증진제는 투여 스케쥴이 1일 1회로 분할하고, 주당 2회 내지 3회 투여하는 방사선 치료 증진제.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021230508A1 (ko) * 2020-05-11 2021-11-18 주식회사 제이앤씨사이언스 베타-아포피크로포도필린의 신규한 유도체와 그 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010055544A (ko) 1999-12-10 2001-07-04 박종섭 디지털 복조기를 위한 주파수 록 루프의 록 검출장치 및그 방법
WO2004055022A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-01 Biovitrum Ab Use of cyclolignans as inhibitors of igf-1 receptor for treatment of malignat diseases
KR20050103259A (ko) 2004-04-24 2005-10-27 김상희 인터루킨-2 및 모노아세틸디글리세라이드-3을유효성분으로 함유하는 항암제
JP2006136639A (ja) 2004-11-15 2006-06-01 Heiwa Corp 遊技機
KR20100098596A (ko) 2007-10-05 2010-09-08 바이올린 메모리 인코포레이티드 중간동기식 데이터 버스 장치 및 데이터 전송 방법

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010055544A (ko) 1999-12-10 2001-07-04 박종섭 디지털 복조기를 위한 주파수 록 루프의 록 검출장치 및그 방법
WO2004055022A1 (en) * 2002-12-18 2004-07-01 Biovitrum Ab Use of cyclolignans as inhibitors of igf-1 receptor for treatment of malignat diseases
KR20050103259A (ko) 2004-04-24 2005-10-27 김상희 인터루킨-2 및 모노아세틸디글리세라이드-3을유효성분으로 함유하는 항암제
JP2006136639A (ja) 2004-11-15 2006-06-01 Heiwa Corp 遊技機
KR20100098596A (ko) 2007-10-05 2010-09-08 바이올린 메모리 인코포레이티드 중간동기식 데이터 버스 장치 및 데이터 전송 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021230508A1 (ko) * 2020-05-11 2021-11-18 주식회사 제이앤씨사이언스 베타-아포피크로포도필린의 신규한 유도체와 그 제조방법

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