KR20200044709A - 치료 효능을 개선한 핵산 변형체 및 이를 포함하는 항암용 약학 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 올리고뉴클레오티드 변형체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 약학 조성물은 체내 안정성이 높고 우수한 항암 효과를 나타낼 수 있다:
[화학식 1]
(N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(M)y
(식 중, N 및 M은 독립적으로 5-위치 또는 2'-위치에 할로겐 또는 하이드록시가 결합된 디옥시우리딘(deoxyuridine,dU), 디옥시시티딘(deoxycytidine, dC), 우리딘(uridine, U) 또는 시티딘(cytidine, C)이고; x 및 y는 독립적으로 0 내지 10의 정수이고(다만, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외), n은 1 내지 10의 정수이며; m은 1 내지 10의 정수이다).

Description

치료 효능을 개선한 핵산 변형체 및 이를 포함하는 항암용 약학 조성물 {Nucleic acid variant with improved therapeutic efficacy and anticancer pharmaceutical composition comprising the same}
본 발명은 치료 효능을 개선한 핵산 변형체 및 이를 포함하는 항암용 약학 조성물에 관한 것이다.
1980년대 이후 올리고뉴클레오티드를 치료제로 개발하기 위한 연구가 활발해졌다. 구아노신이 풍부한 올리고뉴클레오티드는 광범위한 암세포에 대하여 세포성장저해 효과를 가진다고 알려져 있으며, 이러한 올리고뉴클레오티드는 분자 내 결합 또는 분자 간 결합을 통하여 4 가닥의 구조를 가질 수 있다. 일반적인 아데노신과 티아민, 구아노신과 시티딘과의 수소결합을 통한 이중나선구조를 형성하는 대신 4개의 구아노신이 한 평면에 위치하여 후그스텐(hoogsten) 형태의 수소결합을 이루어서 G-쿼드로플렉스(Quadruplex)를 형성한다. 이러한 G-쿼드로플렉스를 이루는 올리고뉴클레오티드는 그 구조적인 특징으로 인하여 안정한 구조를 이루고 있어 비교적 높은 혈액안정성 및 세포 투과도를 가지는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 다양한 기능을 가지는 올리고뉴클레오티드에 치료용 변형핵산을 도입하여 G-쿼드로플렉스를 보다 더 안정화시키고 항암 효과를 증대시키기 위한 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.
미국등록특허 US9309515B2
본 발명은 치료 효능을 가지는 핵산 변형체 및 이를 포함하는 항암용 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 체내 안정성 및 항암 효과가 우수한 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 하기 화학식 1의 구조를 갖는 올리고뉴클레오티드 변형체:
[화학식 1]
(N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(M)y
(식 중, N 및 M은 독립적으로 5-위치 또는 2'-위치에 할로겐 또는 하이드록시가 결합된 디옥시우리딘(deoxyuridine,dU), 디옥시시티딘(deoxycytidine, dC), 우리딘(uridine, U) 또는 시티딘(cytidine, C)이고; x 및 y는 독립적으로 0 내지 10의 정수이고(다만, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외), n은 1 내지 10의 정수이며; m은 1 내지 10의 정수이다).
2. 위 1에 있어서, 상기 N 및 상기 M은 독립적으로 5-플루오로데옥시우리딘, 5-플루오로우리딘, 5-플루오로데옥시시티딘, 5-플루오로시티딘, 5-아이오도데옥시우리딘, 5-아이오도우리딘, 5-아이오도데옥시시티딘, 5-아이오도시티딘, 시토신 아라비노사이드, 2′,2′-다이플루오로데옥시시티딘, 카페시타빈 및 브로모비닐데옥시우리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 올리고뉴클레오티드 변형체.
3. 위 1에 있어서, 상기 화학식 1의 구조는 하기 화학식 2 내지 화학식 34 중 어느 하나인, 올리고뉴클레오티드 변형체:
[화학식 2]
(N)2-[TGG]1[TTG][TGG]1,
[화학식 3]
(N)2-[TGG]1[TTG][TGG]2,
[화학식 4]
(N)2-[TGG]2[TTG][TGG]1,
[화학식 5]
(N)2-[TGG]2[TTG][TGG]2,
[화학식 6]
(N)2-[TGG]2[TTG][TGG]3,
[화학식 7]
(N)2-[TGG]3[TTG][TGG]2,
[화학식 8]
(N)2-[TGG]3[TTG][TGG]3,
[화학식 9]
(N)2-[TGG]3[TTG][TGG]4,
[화학식 10]
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]3,
[화학식 11]
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4,
[화학식 12]
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5,
[화학식 13]
(N)2-[TGG]5[TTG][TGG]4,
[화학식 14]
(N)2-[TGG]5[TTG][TGG]5,
[화학식 15]
(N)2-[TGG]5[TTG][TGG]6,
[화학식 16]
(N)2-[TGG]6[TTG][TGG]5,
[화학식 17]
(N)2-[TGG]6[TTG][TGG]6. ,
[화학식 18]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)1,
[화학식 19]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)2,
[화학식 20]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)3,
[화학식 21]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)4,
[화학식 22]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)5,
[화학식 23]
[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)1,
[화학식 24]
[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)2,
[화학식 25]
[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)3,
[화학식 26]
[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)4,
[화학식 27]
[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)5,
[화학식 28]
[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)10,
[화학식 29]
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)1,
[화학식 30]
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)3,
[화학식 31]
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)5,
[화학식 32]
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)1,
[화학식 33]
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)3,
[화학식 34]
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)5.
4. 위 1에 있어서, n은 1 내지 5의 정수이고, m은 1 내지 5의 정수인, 올리고뉴클레오티드 변형체.
5. 위 1에 있어서, x 및 y는 독립적으로 0 내지 5의 정수인(다만, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외), 올리고뉴클레오티드 변형체.
6. 위 1 내지 5 중 어느 한 항의 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
7. 위 6에 있어서, 상기 암은 백혈병, 림프종, 유방암, 간암, 위암, 난소암, 자궁경부암종, 신경교종암, 대장암, 폐암, 췌장암, 전립선암, 간암, 위선암, 자궁암, 방광암, 갑상선암, 난소암, 흑색종 및 자궁경부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
8. 위 6에 있어서, 아텔로콜라겐 분산액 제형인 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
9. 위 8에 있어서, 상기 아텔로콜라겐 분산액은 PBS 용액 100ml에 대하여 아텔로콜라겐이 0.5 내지 5.5g 포함된 것인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물
10. 위 6에 있어서, 상기 조성물은 졸-겔 형태 또는 패치 형태인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
11. 위 8에 있어서, 상기 아텔로콜라겐은 a) 콜라겐 함유 동물 조직을 알칼라제와 카탈라제, 펩신(Pepsin) 및 파파인(papain) 중 적어도 하나를 처리해 추출하는 단계; b) 추출된 물질을 1차 여과하고 얻어진 여액에 중성염을 첨가하여 염석하고 2차 여과하는 단계; c) 상기 2차 여과로 얻어진 콜라겐 염석물을 용해하여 지방을 흡착하고 3차 여과하는 단계; d) 상기 3차 여과 공정에서 얻어진 여액을 동결건조하여 동결건조분말을 회수하는 단계; 및 e) 상기 동결건조분말을 희염산(dil-HCl), 희초산(acetic acid) 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액에 용해시키고 농축시켜 아텔로콜라겐 용액을 제조하고, 제조된 아텔로콜라겐 용액을 폴리머 비드가 충전된 컬럼에 컬럼 베드볼륨의 5 내지 20% 부피로 주입하고, 희염산, 희초산 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액으로 전개하여 아텔로콜라겐을 회수하는 단계를 거쳐서 제조된 것인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
본 발명의 올리고뉴클레오티드 변형체는 암세포 표면, 세포질 또는 핵에 존재하는 뉴클레오린(Nucleolin)을 효과적으로 타겟팅 할 수 있다.
본 발명의 올리고뉴클레오티드 변형체는 암세포의 성장을 억제하거나 암세포를 사멸시킬 수 있다.
본 발명의 올리고뉴클레오티드 변형체는 특정 서열의 올리고뉴클레오티드에 변형핵산(N)을 결합시킴으로써, 변형핵산의 체내 효소에 의한 분해 속도를 감소시킬 수 있다.
도 1은 혈장에서 젬시타빈(dFdC) 및 젬시타빈의 비활성 대사체인 2,2'-difluorodeoxyuridine(dFdU)의 농도 확인을 위한 dFdC 검량선(Calibration curve)과 dFdU의 검량선을 나타낸다.
도 2는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (IO101)의 췌장암 세포주들에 대한 시험관 내 항암 효능 평가 결과를 나타낸다.
도 3은 IO101 처리에 따른 췌장암 세포주 BXPC의 사멸을 확인한 결과를 나타낸다.
도 4는 IO101 처리에 따른 췌장암 세포주 mia-paca-2의 사멸을 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 IO101 처리에 따른 췌장암 세포주 Panc-1의 사멸을 확인한 결과를 나타낸다.
도 6은 IO101 처리에 따른 췌장암 세포주 Capan-1의 사멸을 확인한 결과를 나타낸다.
도 7은 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (IO101L)의 췌장암 세포주들에 대한 시험관 내 항암 효능 평가 결과를 나타낸다.
도 8은 랫드에 젬시타빈(●, n=4) 또는 IO101L(○, n=4) 투여 후 젬시타빈의 혈장 중 농도 변화를 나타낸다.
도 9는 랫드에 젬시타빈(●, n=4) 또는 IO101L(○, n=4) 투여 후 dFdU의 혈장 중 농도를 나타낸다.
도 10은 졸-겔 타입의 IO101-0.5mg/AC(아텔로콜라겐), IO101-1.0mg/AC, IO101-1.5mg/AC 및 IO101-2.0mg/AC를 피하 췌장암 마우스에 주입하고 30일이 경과한 후 종양의 크기를 확인한 결과를 나타낸다.
도 11은 졸-겔 타입의 IO101-1.0mg/AC 및 IO101-2.0mg/AC를 피하 췌장암 마우스에 주입한 후 30일 동안 종양 크기의 상대적 변화량을 나타낸다.
도 12는 IO101의 용량을 2mg으로 고정하고, 아텔로콜라겐의 농도를 변화시켜 항암 치료 효과를 확인한 결과를 나타낸다.
도 13은 IO101/AC disk 이식 후 췌장암 마우스의 종양 크기 변화 그래프를 나타낸다.
도 14는 IO101/AC disk 이식 후 췌장암 마우스의 종양 크기를 나타낸다.
도 15는 IO101/AC disk 이식 후 시간대별 췌장암 종양 크기를 측정한 결과를 나타낸다.
도 16은 IO101/AC disk와 Gem/AC disk의 이식 전후의 종양 크기를 비교한 그래프이다.
도 17은 IO101/AC disk 및 Gem/AC disk 췌장암 종양 억제 및 복강내 전이 관찰 비교
도 18은 IO101/AC 및 IO101L/AC disk 이식 후 췌장암 복강내 전이 억제 효과를 나타낸다.
도 19는 IO101L/AC disk 이식 후 마우스의 생존율 변화를 나타낸다.
도 20은 췌장암 orthotopic mouse 모델에서 잔존 종양 제거 후, IO101L/AC 졸-겔 타입을 주입하거나 dick 삽입 후 종양 억제 효과 또는 전이 억제 효과를 나타낸다.
도 21은 Capan-1 췌장암 마우스 모델 제작 과정을 나타낸다.
도 22는 Capan-1 췌장암 마우스 모델에 IO101L/AC disk 이식 1개월 후 복강내 전이 억제 효과를 나타낸다.
도 23은 Capan-1 췌장암 마우스 모델에 atelocollagen disk (대조군) 이식 1개월 후 복강내 간, 횡경막 및 신장 등의 전이가 발생한 결과를 나타낸다.
도 24는 환자유래 췌장암 세포를 이용한 PDX(Patient-derived xenograft) 췌장암 마우스 모델과 원발 종양의 조직학적 특징이 유사한 것을 나타낸다.
도 25는 PDX 마우스 모델에 대조군(No treatment), Gem-IP, IO101-IP, IO101/AC disk (2.0mg/3.0%), IO101-Con/AC disk (2.0mg/3.0%) 및 Gem/atelocollagen disk (0.12mg/3.0%) 이식 후 종양 억제 효과를 나타낸다.
도 26은 췌장암 종양에서 TUNEL staining을 통한 세포사멸 분석 결과를 나타낸다.
도 27은 PDX 모델에서 IO101/AC disk 이식 후 다른 장기에서의 부작용이 없음을 보여주는 결과를 나타낸다.
도 28은 BxPC3(췌장암), MD-MBA 231(유방암), Uuh-7(간암), HT29(대장암) 및 Mv4-11(AML)에 대한 세포 증식 억제 효능 결과를 나타낸다.
도 29는 BxPC3(췌장암), MD-MBA 231(유방암), Uuh-7(간암), HT29(대장암) 및 Mv4-11(AML)에 대한 세포 증식 억제 효능 결과를 나타낸다.
본 발명은 올리고뉴클레오티드와 변형핵산이 연결된 올리고뉴클레오티드 변형체를 제공한다.
본 발명 올리고뉴클레오티드는 [TGG]m[TTG][TGG]n 서열이다.
n은 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 또는 1 내지 2의 정수일 수 있다. 또한, n은 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다.
m은 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 또는 1 내지 2의 정수일 수 있다. 또한, m은 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다.
본 발명 올리고뉴클레오티드는 하기 표 1에 기재된 서열 중 하나일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
서열번호 올리고뉴클레오티드([TGG]m[TTG][TGG]n)(5' → 3')
서열번호 1 [TGG]1[TTG][TGG]1
서열번호 2 [TGG]1[TTG][TGG]2
서열번호 3 [TGG]2[TTG][TGG]1
서열번호 4 [TGG]2[TTG][TGG]2
서열번호 5 [TGG]2[TTG][TGG]3
서열번호 6 [TGG]3[TTG][TGG]2
서열번호 7 [TGG]3[TTG][TGG]3
서열번호 8 [TGG]3[TTG][TGG]4
서열번호 9 [TGG]4[TTG][TGG]3
서열번호 10 [TGG]4[TTG][TGG]4
서열번호 11 [TGG]4[TTG][TGG]5
서열번호 12 [TGG]5[TTG][TGG]4
서열번호 13 [TGG]5[TTG][TGG]5
서열번호 14 [TGG]5[TTG][TGG]6
서열번호 15 [TGG]6[TTG][TGG]5
서열번호 16 [TGG]6[TTG][TGG]6
서열번호 17 [TGG]6[TTG][TGG]7
서열번호 18 [TGG]7[TTG][TGG]6
서열번호 19 [TGG]7[TTG][TGG]7
서열번호 20 [TGG]7[TTG][TGG]8
서열번호 21 [TGG]8[TTG][TGG]7
서열번호 22 [TGG]8[TTG][TGG]8
서열번호 23 [TGG]8[TTG][TGG]9
서열번호 24 [TGG]9[TTG][TGG]8
서열번호 25 [TGG]9[TTG][TGG]9
서열번호 26 [TGG]9[TTG][TGG]10
서열번호 27 [TGG]10[TTG][TGG]9
서열번호 28 [TGG]10[TTG][TGG]10
본 발명 올리고뉴클레오티드는 구아노신이 풍부하여 G-쿼드로플렉스(G-quardruplex) 구조를 형성할 수 있으며 뉴클레오린에 특이적인 압타머다.
용어 ‘뉴클레오린’은 형질전환세포에서 높은 수준으로 발현되는 단백질로, 대부분의 종양 세포는 세포질 및 핵에서 뉴클레오린을 발현할 뿐만 아니라, 세포 표면에 뉴클레오린을 노출하는 것으로 알려져 있다. 뉴클레오린은 세포에서 다양한 기능을 하며, 리보솜 생성, 세포 성장 및 DNA 복제에 관여할 수 있다.
본 발명 올리고뉴클레오티드는 암세포에 보다 더 선택적으로 결합할 수 있으며 세포 내에서 여러 기작을 통해 암세포의 성장을 저해할 수 있다.
본 발명 올리고뉴클레오티드에 하나 이상의 변형핵산을 결합시켜서 변형핵산을 안정화시키거나 체내에서 변형핵산의 비활성화를 방지할 수 있다.
나아가, 올리고뉴클레오티드에 하나 이상의 변형핵산을 결합시키면 올리고뉴클레오티드 자체의 세포 성장 저해 효과뿐만 아니라 변형핵산의 세포 성장 저해 효과도 나타날 수 있어, 보다 향상된 항암 효과를 얻을 수 있다.
용어 ‘변형핵산’은 화학적으로 변형된 뉴클레오시드 또는 뉴클레오티드일 수 있다.
변형핵산은 5-위치 또는 2'-위치에 적어도 하나의 할로겐 또는 하이드록시가 결합된 디옥시우리딘(deoxyuridine,dU), 디옥시시티딘(deoxycytidine, dC), 우리딘(uridine, U) 또는 시티딘(cytidine, C)일 수 있다. 예를 들어, 변형핵산은 5-플루오로데옥시우리딘, 5-플루오로우리딘, 5-플루오로데옥시시티딘, 5-플루오로시티딘, 5-아이오도데옥시우리딘, 5-아이오도우리딘, 5-아이오도데옥시시티딘, 5-아이오도시티딘, 시토신 아라비노사이드, 2′,2′-다이플루오로데옥시시티딘, 카페시타빈 및 브로모비닐데옥시우리딘 또는 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
변형핵산은 올리고뉴클레오티드의 5' 방향 또는 3' 방향 중 적어도 하나에 연결될 수 있으며, 바람직하게는 올리고뉴클레오티드의 5' 방향에 연결된다.
변형핵산은 링커에 의해 올리고뉴클레오티드의 5' 방향 또는 3' 방향 중 적어도 하나에 연결될 수 있다.
링커는 [-(CH2)a-], [-(CH2CH2O)b-], [butylramidomethyl-1-(2-nitrophenyl)-ethyl]-2-cyanoethyl-], [1', 2'-dideoxyribose-] 또는 (PEG)y 일 수 있다. 이때, a는 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다. b는 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다. y는 1 내지 20, 2 내지 19, 3 내지 18, 4 내지 17, 5 내지 16, 6 내지 15, 7 내지 14, 8 내지 13, 9 내지 12 또는 10 내지 11의 정수일 수 있다.
변형핵산이 올리고뉴클레오티드의 3’ 방향에 연결되는 경우 변형핵산의 3' 방향에 idT, LNA, PEG 또는 2'OMeNu를 더 결합시킬 수 있다.
변형핵산의 3' 방향에 idT, LNA, PEG 또는 2’OMeNu를 더 결합시킴으로써 뉴클레아제의 공격으로부터 올리고뉴클레오티드 변형체의 3’ 말단을 보호할 수 있고, 이로 인해 올리고뉴클레오티드 변형체가 체내에서 분해(degradation)되는 속도를 줄여 변형핵산이 좀 더 오랫동안 올리고뉴클레오티드에 결합되어 있도록 하여 변형핵산의 항암 효능을 증가시킬 수 있을 것이다.
구체적으로, 본 발명 올리고뉴클레오티드 변형체는 화학식 1의 구조를 갖는 화합물일 수 있다:
[화학식 1]
(N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(M)y
화학식 1에서 N 및 M은 변형핵산이며, N과 M은 동일하거나 다른 종류의 변형핵산일 수 있다. 변형핵산에 대한 내용은 전술한 바와 같다.
화학식 1에서 x 및 y는 독립적으로 0 내지 10일 수 있으며, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외한다.
예를 들어, 화학식 1에서 x는 0 내지 10, 1 내지 9, 2 내지 8, 3 내지 7, 4 내지 6의 정수일 수 있으며, y는 0 내지 10, 1 내지 9, 2 내지 8, 3 내지 7, 4 내지 6의 정수일 수 있다. 다만, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외한다.
화학식 1에서 n은 1 내지 10의 정수이며, m은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
화학식 1에서 n은 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 또는 1 내지 2의 정수일 수 있다. 또한, 화학식 1에서 n은 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다.
화학식 1에서 m은 1 내지 10, 1 내지 9, 1 내지 8, 1 내지 7, 1 내지 6, 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3 또는 1 내지 2의 정수일 수 있다. 다른 예를 들어, 화학식 1에서 m은 1 내지 10, 2 내지 9, 3 내지 8, 4 내지 7, 5 내지 6의 정수일 수 있다.
예를 들어, 화학식 1의 구조를 갖는 올리고뉴클레오티드 변형체는 하기 표 2에 기재된 화학식의 구조를 갖는 화합물일 수 있다.
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ((N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]5
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ([TGG]m[TTG][TGG]n-(N)x)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)4
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)4
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5
5-플루오로-데옥시우리딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)10
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)10
시토신아라비노사이드 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ((N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(N)y)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5
일 구현예에 따르면, 본 발명 올리고뉴클레오티드 변형체는 서열번호 10의 올리고뉴클레오티드의 5' 방향 및 3' 방향 중 적어도 하나에 젬시타빈(2',2'-다이플루오로데옥시티딘과 병용 사용 가능)이 연결된 것일 수 있다. 예를 들어, 본 발명 올리고뉴클레오티드 변형체는 서열번호 10의 올리고뉴클레오티드 5' 방향에 10개 이하, 9개 이하, 8 개 이하, 7 개 이하, 6 개 이하, 5 개 이하, 4 개 이하, 3 개 이하 또는 2 개 이하의 젬시타빈이 결합된 것일 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 본 발명 올리고뉴클레오티드 변형체는 서열번호 11의 올리고뉴클레오티드의 5’ 방향 또는 3’ 방향에 적어도 하나의 젬시타빈이 연결된 것일 수 있다. 예를 들어, 본 발명 올리고뉴클레오티드 변형체는 서열번호 11의 올리고뉴클레오티드 5’ 방향에 10개 이하, 9개 이하, 8 개 이하, 7 개 이하, 6 개 이하, 5 개 이하, 4 개 이하, 3 개 이하 또는 2 개 이하의 젬시타빈이 결합된 것일 수 있다.
올리고뉴클레오티드와 변형핵산을 연결하기 위한 일 방법은 전술한 올리고뉴클레오티드의 5’ 말단 및 3’ 말단 중 적어도 하나에 전술한 변형핵산을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
올리고뉴클레오티드와 변형핵산을 연결하기 위한 다른 방법은 전술한 올리고뉴클레오티드의 5’ 말단 및 3’ 말단 중 적어도 하나에 화학적인 합성을 통해 링커를 연결시킨 후, 연결된 링커에 전술한 변형핵산을 결합시키는 단계를 포함할 수 있다.
올리고뉴클레오티드 변형체를 제조하기 위해 변형핵산을 결합시키는 단계는 고체상 반응기를 이용하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 전술한 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
올리고뉴클레오티드 변형체는 전술한 바와 같다.
상기 암은 고형암 및 백혈병과 같은 뉴클레오린 관련 암일 수 있다. 예를 들어, 상기 암은 백혈병, 림프종, 골수증식성질환, 고형암(carcinomas of solid tissue), 육종, 흑색종, 선종, 저산소암(hypoxic tumors), 입의 편평상피암, 인후의 편평상피암, 후두의 편평상피암, 폐의 편평상피암, 자궁암, 방광암, 조혈암(hematopoietic cancers), 두경부암, 신경계암 및 유두종 으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 뉴클레오린 관련 암은 백혈병, 림프종, 유방암, 간암, 위암, 난소암(ovarian carcinoma), 자궁경부암종(cervical carcinoma), 신경교종암, 대장암, 폐암, 췌장암, 전립선암, 간암, 위선암, 자궁암(uterine cancer), 방광암(bladder cancer), 갑상선암, 난소암(ovary cancer), 흑색종 및 자궁경부암(cervical cancer)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
암 예방 또는 치료용 약학 조성물에 포함되는 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 함량은 암의 예방 또는 치료에 효과를 나타낼 수 있는 함량으로서 대상의 상태 및/또는 질환의 중증도에 따라 적절히 조절될 수 있다.
아텔로콜라겐 분산액은 PBS 용액 100ml에 대하여 아텔로콜라겐이 0.5 내지 5.5g, 1 내지 4.5 g, 2 내지 3.5g 포함된 것일 수 있다. 아텔로콜라겐 분산액의 아텔로콜라겐의 농도는 0.5 내지 5.5%, 1 내지 4.5%, 2 내지 3.5%일 수 있다.
본 발명 약학 조성물에 포함된 아텔로콜라겐의 농도에 따라 약물의 지속시간 또는 치료 효과에 차이가 발생할 수 있는 바, 아텔로콜라겐이 조성물에 적정 농도로 포함되어야 한다.
본 발명 약학 조성물에 포함된 아텔로콜라겐은 조성물에 포함된 올리고뉴클레오티드 변형체를 감싸고 있는 형태로 존재할 수 있다.
본 발명 아텔로콜라겐은 하기 단계를 포함하여 제조된 것일 수 있다: a) 신선한 돈피를 초산에 팽윤시킨 후 지방층을 제거하고 진피 부분을 파쇄하여 초산에 부유하고, 알카라아제와 카탈라제(alcalase + catalase), 펩신(Pepsin) 및 파파인(papain) 중 적어도 하나를 가해 추출하는 단계; b) 추출된 물질을 1차 여과한 후 여액에 중성염을 가해 염석하고 2차 여과하는 단계; c) 2차 여과로부터 얻어진 잔류물을 용해하여 발연 실리카를 이용해 지방을 흡착하고 3차 여과하는 단계; 및 d) 3차 여과로부터 얻어진 여액을 동결 건조하여 고순도의 아텔로콜라겐을 수득하는 단계.
본 발명 아텔로콜라겐은 하기 단계를 포함하여 제조된 것일 수 있다: a) 콜라겐 함유 동물 조직을 알칼라제와 카탈라제, 펩신 및 파파인 중 적어도 하나를 처리해 추출하는 단계; b) 추출된 물질을 1차 여과하는 단계; c) 상기 1차 여과로 얻어진 여액에 중성염을 첨가하여 염석하고 2차 여과하는 단계; d) 상기 2차 여과로 얻어진 콜라겐 염석물을 용해하여 지방을 흡착하고 3차 여과하는 단계; e) 상기 3차 여과로 얻어진 여액을 동결건조하여 동결건조분말을 회수하는 단계; 및 f) 상기 동결건조분말을 희염산, 희초산 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액에 용해시키고 농축시켜 아텔로콜라겐 용액을 제조하고, 제조된 아텔로콜라겐 용액을 폴리머 비드가 충전된 컬럼에 주입하고, 희염산, 희초산 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액으로 전개하여 아텔로콜라겐을 분자량별로 회수하는 단계.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 사용된 중성염은 염화나트륨용액일 수 있다.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 동결건조분말은 10mM 농도의 희초산 또는 10mM 농도의 인산염 완충용액에 용해될 수 있다.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 동결건조분말은 MWCO 100K daltons으로 농축될 수 있다.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 아텔로콜라겐 용액을 주입하는 폴리머 비드는 세파덱스 지-200 세파크릴일 수 있다.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 폴리머 비드가 충전된 컬럼에 주입되는 아텔로콜라겐 용액의 부피는 컬럼 베드볼륨의 5 내지 20% 일 수 있다.
아텔로콜라겐 제조 방법에서 아텔로콜라겐 용액을 폴리머 비드가 충전된 컬럼에 주입하고, 10mM 농도의 희초산 또는 10mM 농도의 인산염 완충액으로 전개하여 아텔로콜라겐을 회수할 수 있다.
본 발명 약학 조성물은 다양한 제형으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 분말, 과립, 정제, 에멀전, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캡슐, 멸균주사용액, 멸균 분말, 졸-겔 형태, 스캐폴드 형태 또는 패치 형태(disk 형태)일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명 약학 조성물은 아텔로콜라겐 분산액 제형일 수 있다.
본 발명 약학 조성물은 비정상적으로 이상 증식하는 세포의 치료 및/또는 억제가 필요한 개체에 투여될 수 있다.
약학 조성물은 개별 치료제로 투여되거나 다른 치료제와 병용 투여될 수 있고, 다른 치료제와 병용 투여된다면 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 본 발명 약학 조성물의 투여 시 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
투여는 경구 또는 비경구 투여일 수 있으며, 예를 들어, 정맥주사, 피하주사 또는 근육 내 주사 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
투여 대상 개체는 포유류, 예를 들어 영장류, 마우스, 랫드(rat), 햄스터, 토끼, 말, 소, 개 또는 고양이일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
나아가, 본 발명은 전술한 암 예방 또는 치료용 약학 조성물의 제조 방법을 제공한다.
본 발명 약학 조성물 제조 방법은 전술한 올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액을 제조하는 단계;를 포함한다.
올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액은 올리고뉴클레오티드 변형체를 PBS와 혼합시켜 제조할 수 있다.
본 발명 약학 조성물 제조 방법은 전술한 올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액을 아텔로콜라겐 분산액과 혼합하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액은 올리고뉴클레오티드 변형체를 PBS와 혼합하여 제조된 것일 수 있다.
아텔로콜라겐 분산액은 아텔로콜라겐을 NaOAc/HAc(acetic acid) 버퍼용액에 첨가하여 제조된 것일 수 있다.
아텔로콜라겐 분산액은 버퍼용액 100ml 당 아텔로콜라겐을 0.5 내지 5.5g, 1 내지 4 .5 g, 2 내지 3.5g 첨가하여 제조된 것일 수 있다.
버퍼용액의 조건은 0.3M NaOAC 및 45% HAC일 수 있다.
버퍼용액에 첨가되는 아텔로콜라겐은 동결건조된 아텔로콜라겐일 수 있다.
올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액을 아텔로콜라겐 분산액과 혼합하는 단계는 아텔로콜라겐 분산액 400uL당 올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액을 0.1 내지 3mg 혼합하는 것일 수 있다.
예를 들어, 아텔로콜라겐 분산액 400uL당 올리고뉴클레오티드 변형체가 분산된 분산액을 0.1 내지 3mg, 0.5 내지 2.5mg, 1 내지 2mg 혼합하는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐이며 본 발명의 내용이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 올리고뉴클레오티드 변형체 제작
실시예 1-1. 젬시타빈 함유 올리고뉴클레오티드 합성
28 종의 올리고뉴클레오티드를 설계하고 제작하였으며, 제작된 올리고뉴클레오티드 각각에 젬시타빈을 결합시켜 올리고뉴클레오티드 변형체를 제작하였다. 설계된 28 종의 올리고뉴클레오티드 서열과 올리고뉴클레오티드에 변형핵산이 결합된 28종의 올리고뉴클레오티드 변형체를 하기 표 3에 나타냈다. 이하에서 젬시타빈은 Gem으로도 표현될 수 있다.
올리고뉴클레오티드 (5‘→ 3’) 올리고뉴클레오티드 변형체(5‘→ 3’)
1 [TGG]1[TTG][TGG]1 (서열번호 1) (Gem)2-[TGG]1[TTG][TGG]1 (화합물 1)
2 [TGG]1[TTG][TGG]2 (서열번호 2) (Gem)2-[TGG]1[TTG][TGG]2 (화합물 2)
3 [TGG]2[TTG][TGG]1 (서열번호 3) (Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]1 (화합물 3)
4 [TGG]2[TTG][TGG]2 (서열번호 4) (Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]2 (화합물 4)
5 [TGG]2[TTG][TGG]3 (서열번호 5) (Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]3 (화합물 5)
6 [TGG]3[TTG][TGG]2 (서열번호 6) (Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]2 (화합물 6)
7 [TGG]3[TTG][TGG]3 (서열번호 7) (Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]3 (화합물 7)
8 [TGG]3[TTG][TGG]4 (서열번호 8) (Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]4 (화합물 8)
9 [TGG]4[TTG][TGG]3 (서열번호 9) (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]3 (화합물 9)
10 [TGG]4[TTG][TGG]4 (서열번호 10) (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (화합물 10)
11 [TGG]4[TTG][TGG]5 (서열번호 11) (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (화합물 11)
12 [TGG]5[TTG][TGG]4 (서열번호 12) (Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]4 (화합물 12)
13 [TGG]5[TTG][TGG]5 (서열번호 13) (Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]5 (화합물 13)
14 [TGG]5[TTG][TGG]6 (서열번호 14) (Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]6 (화합물 14)
15 [TGG]6[TTG][TGG]5 (서열번호 15) (Gem)2-[TGG]6[TTG][TGG]5 (화합물 15)
16 [TGG]6[TTG][TGG]6 (서열번호 16) (Gem)2-[TGG]6[TTG][TGG]6 (화합물 16)
17 [TGG]6[TTG][TGG]7 (서열번호 17) (Gem)2-[TGG]6[TTG][TGG]7 (화합물 17)
18 [TGG]7[TTG][TGG]6 (서열번호 18) (Gem)2-[TGG]7[TTG][TGG]6 (화합물 18)
19 [TGG]7[TTG][TGG]7 (서열번호 19) (Gem)2-[TGG]7[TTG][TGG]7 (화합물 19)
20 [TGG]7[TTG][TGG]8 (서열번호 20) (Gem)2-[TGG]7[TTG][TGG]8 (화합물 20)
21 [TGG]8[TTG][TGG]7 (서열번호 21) (Gem)2-[TGG]8[TTG][TGG]7 (화합물 21)
22 [TGG]8[TTG][TGG]8 (서열번호 22) (Gem)2-[TGG]8[TTG][TGG]8 (화합물 22)
23 [TGG]8[TTG][TGG]9 (서열번호 23) (Gem)2-[TGG]8[TTG][TGG]9 (화합물 23)
24 [TGG]9[TTG][TGG]8 (서열번호 24) (Gem)2-[TGG]9[TTG][TGG]8 (화합물 24)
25 [TGG]9[TTG][TGG]9 (서열번호 25) (Gem)2-[TGG]9[TTG][TGG]9 (화합물 25)
26 [TGG]9[TTG][TGG]10 (서열번호 26) (Gem)2-[TGG]9[TTG][TGG]10 (화합물 26)
27 [TGG]10[TTG][TGG]9 (서열번호 27) (Gem)2-[TGG]10[TTG][TGG]9 (화합물 27)
28 [TGG]10[TTG][TGG]10 (서열번호 28) (Gem)2-[TGG]10[TTG][TGG]10(화합물 28)
‘젬시타빈 함유 올리고뉴클레오티드’(올리고뉴클레오티드 변형체)를 고체상 포스포아미다이트 화학 방법(solid phase phosphoramidite chemistry)으로 Mermade 12 DNA synthesizer (BioAutomation Manufacturing, Irging, TX,)를 이용하여 합성하였다.
Biotage MPLC, C18 Cartrige를 사용하여 desalting을 하였다. 화합물을 D.W.에 녹여 Waters Acquity UPLC H-Class를 이용하여 Xbridge Oligonucleotide BEH C18 130A, 1.7um, 2.1x50mm column, Column oven temperature 50oC, mobile phase A solvent(0.1M TEAA), B solvent(100 ACN), Flow 0.3mL/min으로 분리/정제 하였다. Waters G2-XS Q-TOF Mass Spectrometer로 분자량을 동정하였다. 모든 올리고뉴클레오티드 합성은 자체적으로 수행하였다.
1-2. 다른 종류의 올리고뉴클레오티드 변형체 합성
위 1-1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 ((N)x-[TGG]4[TTG][TGG]4/또는5, ([TGG]4[TTG][TGG]4/또는5-(N)x) 및 ((N)x-[TGG]4[TTG][TGG]4/또는5-(N)y)를 합성하였다 (하기 표 4 참조).
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 Obs.
MW
(g/mol)		 Exact
MW
(g/mol)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 8906.63 8897.4251
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 9221.80 9222.4526
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4 9556.97 9547.4801
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]4 9871.13 9872.5077
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4 10206.30 10197.5352
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 9858.24 9859.5762
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 10183.41 10184.6037
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5 10509.57 10509.6312
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]5 10833.74 10834.6587
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5 11158.90 11159.6863
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 8879.63 8880.4185
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4 10111.26 10112.5024
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]4 11651.05 11652.6072
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 9841.23 9842.5696
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5 11073.87 11074.6535
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]5 12613.66 12614.7583
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 8877.66 8878.4466
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 9183.85 9184.4958
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4 9490.04 9490.5449
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 9839.26 9840.5977
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 10145.45 10146.6469
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5 10451.64 10452.6960
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ([TGG]m[TTG][TGG]n-(N)x)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 8906.63 8897.4251
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2 9221.80 9222.4526
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 9546.97 9547.4801
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)4 9871.13 9872.5077
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 10196.30 10197.5352
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 9858.24 9859.5762
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2 10183.41 10184.6037
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 10508.57 10509.6312
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)4 10833.74 10834.6587
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 11158.90 11159.6863
5-플루오로-데옥시우리딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 8880.63 8880.4185
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 10111.26 10112.5024
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)10 11651.05 11652.6072
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 9841.23 9842.5696
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 11073.87 11074.6535
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)10 12613.66 12614.7583
시토신아라비노사이드 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 8877.66 8878.4466
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2 9183.85 9184.4958
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 9490.04 9490.5449
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 9839.26 9840.5977
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2 10145.45 10146.6469
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 10451.64 10452.6960
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ((N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(N)x)
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 9221.80 9222.4526
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 10521.46 10522.5627
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 11821.13 11822.6728
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 10183.41 10184.6037
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 11483.07 11484.7138
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 12783.73 12784.8239
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 9187.79 9188.4395
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 10419.42 10420.5233
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 11651.05 11652.6072
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 10149.39 10150.5906
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 11381.03 11382.6744
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 12613.66 12614.7583
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 9183.85 9184.4958
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 10407.60 10408.6922
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 11631.36 11632.8887
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 10145.45 10146.6469
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 11369.21 11370.8433
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 12694.97 12595.0398
실시예 2. 올리고뉴클레오티드 변형체의 시험관 내 (in vitro) 안정성 확인
젬시타빈(2,2’-difluorodeoxycytidine, dFdC)은 혈장에서 사이티딘 디아미네이즈(cytidine deaminase)에 의해 비활성 대사체인 2,2’-difluorodeoxyuridine (dFdU)로 변형되며, 이 경우 체내 항암 효능이 감소된다. 젬시타빈을 올리고뉴클레오티드에 결합시킨 경우의 사이티딘 디아미네이즈에 의한 젬시타빈의 체내 분해 억제 효과를 확인하기 위해, 혈장에서의 dFdC 및 dFdU 농도를 확인하였다.
2-1. 혈장에서 dFdC 및 dFdU 농도 확인을 위한 liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) 분석
마우스 혈장에서 dFdC, dFdU 및 젬시타빈의 활성대사체인 젬시타빈 triphosphate (dFdCTP)의 농도를 확인하기 위한 liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) 분석법을 변형시켜 마우스 혈장 및 조직 분석법을 확립하였다. 확립된 LC-MS/MS분석법으로 얻어진 크로마토그램으로부터 내부 표준 물질의 피크 면적에 대한 dFdC, dFdU 및 dFdCTP의 피크 면적비를 구하여 미리 작성한 검량선으로부터 마우스 혈장 중 농도 및 조직 내 농도를 계산하였다.
2-1-1. 테트라하이드로우리딘(Tetrahydrouridine, THU) 처리된 혈액 제조
마우스 혈액 1mL를 채혈하여 tetrahydrouridine (THU) 10mg/mL (in DW) 10uL이 담겨있는 1.5mL eppendorf tube에 넣었다. 원심분리기를 이용해 14,000rpm, 4℃ 조건에서 2분 동안 원심분리한 후 혈장만 취하여 다른 바이알에 옮겨 -80oC에서 보관하였다. 혈장 50uL를 1.5mL amber eppendorf tube에 옮긴 후, 내부표준물질 (meltform 1.29ug/mL in ACN) 150uL를 넣고, 10분간 vortex 하였다. 원심분리기를 이용해 14,000rpm, 4℃조건에서 20분 동안 원심분리하였다. 원심분리한 tube에서 시료 150uL를 다른 1.5mL amber eppendorf tube에 옮겼다. GeneVac EZ-2 automated evaporation system (GeneVac Ltd, Ipswich, UK)을 이용하여 유기용매를 건조시켰다. (GeneVac HPLC mode, max temperature 35℃, 1hr) 유기용매를 건조시킨 1.5mL amber eppendorf tube에 125uL DW를 넣어 reconstitution 하였다. 5분간 vortex 한 후, 원심분리기를 이용해 14,000rpm, 4℃조건으로 5 분 동안 원심분리하였다. 원심분리된 용액의 상층액을 PTFE (hydrophilic) 0.2um syringe filter (Toyo Toshi, Japan)을 이용하여 LC-MS/MS용 vial에 100uL씩 넣었다. 5uL를 LC-MS/MS에 주입하였다.
2-1-2. LC-MS/MS 분석 조건
Mass spectrometry는 AB SCIEX QTRAP 5500, Electrospray ion mode (Sciex, Framingham, MA, USA)를 사용하였다. Quantitation 조건은 하기 표 5에 나타냈다.
분석물질 Parent ion
(m/z)		 Product ion
(m/z)		 Collision energy (eV) Polarity Retention time (분)
젬시타빈 264.31 112.0 20 positive 2.10
dFdU 265.00 113.0 35 positive 4.23
Metformin(IS) 130.40 71.50 47 positive 1.25
Chromatography는 Agilent 1200 series separation module (Agilent Technologies, Waldbronn, Germany)를 사용하였고, 컬럼은 Hypersil gold C18, 1.9um, 100x2.1mm2(ThermoScientific,Matriks,Oslo,Norway) 사용하였다. 주입 부피는(Injection volume)은 5uL, 이동상(Mobile phase)은 gradient eluent system [A: 100% ACN, B: 0.1% formic acid in DW], 총 러닝 타임은(Total run time)은 20분으로 하였다. Calibration range는 20ng/mL 내지 5,000ng/mL으로 하였다. 크로마토그래피 조건을 하기 표 6에 나타내었다.
총 시간(분) 유속 (μL/min) A (%) B (%)
0 0.00 220 5 95
1 5.00 220 5 95
2 5.10 220 100 0
3 9.10 220 100 0
4 9.20 220 5 95
5 20.00 220 5 95
도 1은 dFdC 검량선(Calibration curve)과 dFdU의 검량선을 나타낸다. 도 1 (a)에서 x는 젬시타빈 농도, y는 HPLC에서 면적이고, 도 1 (b)에서 x는 dFdU 농도, y는 HPLC에서 면적이다.
2-1-3. LC-MS/MS 분석 결과
2-1-1 및 2-1-2에 따라 각 시료를 처리하였고 (Gem)x-[TGG]m[TTG][TGG]n 화합물 종류에 따른 랫드 혈장 내 dFdC/dFdU의 비율을 측정하여 다음 표 7에 나타내었다 (Gem = 젬시타빈).
올리고뉴클레오티드 변형체 Obs.MS
(g/mole)		 Exact MS
(g/mole)		 dFdC dFdU dFdC
/dFdU
비율
혈중 농도 (ug/mL) 혈중 농도 (ug/mL)
(Gem)2-[TGG]1[TTG][TGG]1
(화합물 1)		 3448.1697 3449.5460 273 155 1.76
(Gem)2-[TGG]1[TTG][TGG]2 (화합물 2) 4410.7747 4411.6970 280 139 2.01
(Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]1 (화합물 3) 4411.7747 4411.6970 282 128 2.20
(Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]2 (화합물 4) 5372.3798 5373.8482 310 119 2.61
(Gem)2-[TGG]2[TTG][TGG]3 (화합물 5) 6334.9849 6335.9993 296 106 2.79
(Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]2 (화합물 6) 6334.9849 6335.9993 310 109 2.84
(Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]3 (화합물 7) 7297.5899 7298.1504 313 95 3.29
(Gem)2-[TGG]3[TTG][TGG]4 (화합물 8) 8259.1950 8260.3015 334 88 3.80
(Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]3 (화합물 9) 8259.1950 8260.3015 344 57 6.04
(Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (화합물 10) 9221.8000 9222.4525 396 33 12.00
(Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (화합물 11) 10183.4051 10184.6036 409 29 14.10
(Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]4 (화합물 12) 10183.4051 10184.6036 409 30 13.63
(Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]5 (화합물 13) 11145.0102 11146.7547 403 34 11.85
(Gem)2-[TGG]5[TTG][TGG]6 (화합물 14) 12107.6152 12108.9058 371 32 11.59
(Gem)2-[TGG]6[TTG][TGG]5 (화합물 15) 12107.6152 12108.9058 410 30 13.67
(Gem)2-[TGG]6[TTG][TGG]6 (화합물 16) 13070.2203 13071.0569 394 29 13.59
상기 표 7에 나타난 dFdC/dFdU의 비율이 높은 화합물 몇 가지(화합물 10(이하, IO101로도 표현함) 및 화합물 11(이하, IO101L로도 표현함))를 선택하여 올리고뉴클레오티드 변형체의 효과를 확인하기 위한 추가적인 실험을 진행하였다. 또한, IO101 및 IO101L의 효과와 비교하기 위해 다른 서열의 올리고뉴클레오티드 변형체들[(Gem)2-[TCC]4[TTG][TCC]4; IO101-Con(CRO), (Gem)2-GGTGGTGGTGGTTGTGGTGGTGGTGGTGG;IO100 및 (Gem)2-CCTCCTCCTCCTTCTCCTCCTCCTCCTCC;IO100-Con((Gem)2-CRO))과 올리고뉴클레오티드에 결합되지 않은 젬시타빈을 이용하여 실험을 진행하였다.
실시예 3. 올리고뉴클레오티드 변형체의 암 세포주에 대한 시험관 내(in vitro) 효능 평가
3-1. IO101의 췌장암 세포주에 대한 항암 효과 확인
췌장암 세포주로 BxPC3, PANC-1, Miapaca-2, Capan-1을 각각 배양하였다. 몇 번의 계대배양 후 세포가 안정 되었을 때 약물효과 검증을 위하여 96 well plate에 1X103개의 세포를 seeding하였다. 다음날 IO101, IO100, IO100-Con, IO101-Con 및 Gem을 최고 농도 100uM에서 1/10씩 희석하여 100nM까지 4개 포인트의 농도로 준비하였고, 세포가 seeding된 96 well plate에 처리하였다. 48시간이 지난 후 WST-1 용액을 10ul씩 well에 첨가하여 37℃ 배양기에서 1시간동안 배양하였다. 이후 샘플을 micro plate reader(VERSA Max)에서 440nm 값을 측정하였다. 측정이 완료된 수치를 계산하여 처리 농도별 세포 생존율 그래프를 작성하였다.
췌장암 세포주 4 종 모두에서 IO100, IO100-Con, IO101-Con 및 Gem과 비교할 때 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (IO101)이 약물 농도에 비례하여 췌장암 세포 성장을 효과적으로 저해하는 것이 관찰되었다(도 2 참조).
췌장암 세포주 4 종에 대하여 1X104 cells/well seeding하고, IO101을 처리한 후 48시간 이내에 Red probe를 표지하여 이미지화 하여 암세포의 사멸을 관찰하였다. 도 3 내지 6은 IO101 처리에 따른 4 종의 췌장암 세포의 사멸을 확인한 결과를 나타낸다. Intensity 값은 death cell index이며, fold change로 표기하였다.
3-2. IO101L의 췌장암 세포주에 대한 항암 효과 확인
전술한 3-1의 효능 평가와 동일한 방법으로 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (IO101L)의 췌장암 세포주에서 cell viability assay를 이용하여 효능을 검증하였다. 췌장암 세포주 4 종 모두에서 대조군과 비교할 때 IO101L이 췌장암 세포 성장을 효과적으로 저해하였다(도 7 참조).
실시예 4. 올리고뉴클레오티드 변형체의 생체내 (in vivo) 안정성 확인
랫드에 젬시타빈을 정맥 주사(8 mg/kg) 또는 올리고뉴클레오타이드에 젬시타빈이 결합된 새로운 제제인 (Gem)x-[TGG]m[TTG][TGG]n를 정맥 주사 (160 mg/kg, 젬시타빈 기준으로 8 mg/kg)하여 젬시타빈 및 그 대사체인 2',2-difluorodeoxyuridine (dFdU)cyanidin-3-glucoside의 약동학 변화를 비교하였다.
4-1. 랫드에 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 젬시타빈 정맥 주사
Sprague-Dawley 웅성 랫드를 흡입 마취제인 isoflurane으로 유도 마취시키고 PE (polyethylene) tube (Clay Adams, Becton Dickinson, NJ, USA) 를 사용하여 경동맥 (혈액 채취용)에 삽입하여 봉합사로 봉합하고 그 끝부분을 목뒤로 고정하였다. 수술 중 에터를 이용하여 마취를 유지하였으며, 헤파린이 (20 units/mL) 함유된 생리식염수를 약 0.5 mL를 주입하여 cannula에 혈액이 응고하는 것을 방지하였다. 수술이 끝난 뒤 랫드를 각각 metabolic cage에 넣고 마취제로부터 완전히 회복되게 한 후 (4 내지 5 시간) (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (N=4) 및 젬시타빈 투여군 (N=4)으로 나누어 투여하였다. 젬시타빈 및 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5을 투여용량 (8 ㎎/㎏ 및 160 ㎎/㎏)에 맞게 전자 저울 (CP224S, Sartorius, GER)로 칭량한 후, 0.9 % 멸균 생리식염수에 용해시켜 조제하였다. 1 및 2 ㎖/㎏의 약물을 미정맥으로 투여하였다. (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 및 젬시타빈 투여 직전(0 분), 투여 후 1. 5. 15. 30, 45, 60, 120, 360, 720 분에 경정맥을 통해서 각각 혈액 0.3 mL를 채취하였고, 혈액 내 젬시타빈이 cytidine deaminase에 의해 대사체로 변하는 것을 방지하기 위해 혈액 1 mL당 cytidine deaminase 저해제인 teterahydrouridine(THU)를 10 mg/mL의 농도로 녹인 증류수 10 μL을 미리 넣은 에펜도르프 튜브에 담고 즉시 원심분리한 후 혈장을 보관하였다. 젬시타빈은 빛에 의해 분해될 수 있다고 알려져 있으므로 모든 혈장 시료는 갈색 에펜도르프 튜브에 각각 50 μL씩 넣고 LC-MS/MS 분석 시까지 -80℃에 보관하였다.
4-2. 젬시타빈 및 그 대사체 dFdU의 혈장 중 농도 분석
시료 처리와 젬시타빈 및 dFdU의 혈장 중 농도 분석은 기 확립한 acetonitrile을 이용한 혈장단백질 침전법으로 전처리 한 후 분석기기 Agilent 1200 series (Agilent Technologies), AB SCIEX QTRAP 5500, Electrospray ion mode (Sciex, Framingham, MA, USA) 를 이용하여 LC-MS/MS를 수행하였다. 모든 분석 과정은 차관조건에서 실시하였다. Quantitation 조건 SRM (selected reaction monitoring) mode (상기 표 5 참고), 고정상 조건 Hypersil gold C18, 1.9 μm, 100 * 2.1mm2 (Thermo Scientific, Matriks, Oslo, Norway), 이동상 조건 각각 0.1% formic acid 함유한 증류수 (A)와 아세토니트릴 (B) 에서 수행하였다(상기 표 6 참조).
4-3. 혈장 검량선 작성
젬시타빈 및 dFdU를 각각 증류수에 녹여 1 mg/mL인 저장용액을 제조하여 냉동 보관하고 3차 증류수로 희석하여 젬시타빈 농도 200, 400, 800, 2000, 10000, 20000, 100000 ng/mL 및 dFdU 농도 200, 400, 800, 2000, 10000, 20000, 50000 ng/mL가 되도록 작업 용액을 만들어 냉장고에 보관하였다. 내부표준물질 (IS)인 metformin은 acetonitrile에 녹여 645 ng/mL 인 작업 용액을 제조하였다. 젬시타빈과 dFdU의 작업 용액을 랫드의 공혈장에 첨가하여 젬시타빈과 dFdU의 혈장 중 농도가 각각 10, 20, 40, 100, 500, 1000, 5000 ng/mL 및 10, 20, 40, 100, 500, 1000, 2500 ng/mL 가 되도록 표준 혈장 시료를 각각 만들었다.
4-4. 혈장 시료 처리 방법
50 μL의 혈장에 내부표준물질 metformin (645 ng/mL in acetonitrile) 150 μL를 넣고 10 분간 vortex 후 15,000 rpm으로 -4℃에서 20 분간 원심분리 하였다. 그 후 상층액 150 μL를 취하여 다른 에펜도르프 튜브에 옮겨 담은 후 질소기류 하에서 유기용매를 건조시켰다. 건조시킨 에펜도르프 튜브에 3차 증류수 125 μL를 넣어 재용해하였다. 그 후 5 분간 vortex하고 15,000 rpm에서 -4℃에서 5 분간 원심분리한 후 상층액 100 μL를 취하여 LC-MS/MS vial에 옮겨 담은 후 5 μL를 주입하여 LC-MS/MS로 분석하였다.
4-5. 분석 적합성 판정
분석과정의 적합성을 판단하기 위해서 시료 처리 중에 매 분석 시료 배치마다 검량선 작성용 시료 분석 후 분석 적합성 시료 (젬시타빈 및 dFdU 각각 최저정량한계: LLoQ, 10 ng/mL, 저농도: LoQC, 30 ng/mL, 중농도: MiQC, 900 ng/mL, 고농도: HiQC, 4000 ng/mL 및 최저정량한계: LLoQ, 10 ng/mL, 저농도: LoQC, 30 ng/mL, 중농도: MiQC, 900 ng/mL, 고농도: HiQC, 2000 ng/mL )를 2 회씩 분석하였다. 적합성 시료 6 개 중 최소 67% (예: 6 개 중 4개)가 이론 값의 ±15%이내이어야 하고, 동일 농도에서 50%이상이 이론값의 ±15%이내인지 확인하였다.
4-6. 약동학 파라미터 계산법 및 통계 처리
젬시타빈의 약동학 파라미터는 Winnonlin Professional (Pharsight, Mountain View, CA, USA) 프로그램을 이용하여 구하였다. 혈장 농도-시간곡선하면적 (AUCt)값은 약물 투여 후 최종 정량시점까지의 혈장농도-시간 곡선들로부터 log-linear 사다리꼴 공식 (혈장 농도가 증가하는 구간에서는 linear-사다리꼴 공식을 사용하며, 반면 혈장 농도가 감소하는 구간에서는 농도값을 로그 변환하여 사다리꼴 공식 사용)을 사용하였다. 경구 투여 후, 혈장 농도-시간 곡선으로부터 최고 혈장 농도 (Cmax)와 최고 혈장 농도에 도달하는 시간 (Tmax)를 구하였다. 무한시간까지의 혈장 농도-시간곡선하면적 (AUCinf)값은 아래의 식을 이용하여 구하였다. 말단소실속도상수 (γZ)와 반감기 (t1/2)는 혈장농도 추이의 소실상의 기울기로부터 구하였다.
AUCinf = AUCt + Ct/γZ (Ct: 최종정량농도, γZ: 말단소실속도상수)
두 군의 약동학 파라미터 비교는 SPSS (version 19, Chicago, IL, USA)를 이용하여 독립표본 t-검정을 실시 하였다.
4-7. 젬시타빈 및 dFdU의 체내 약동학 특성 비교
랫드에 젬시타빈 정맥 주사(8 mg/kg) 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 정맥 주사 시(160 mg/kg, 젬시타빈으로서 8 mg/kg), 젬시타빈의 혈장 중 농도를 도 8에 나타내었고 dFdU의 혈장 중 농도는 도 9에 나타내었다. 또한, 젬시타빈 정맥 주사 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 정맥 주사 시, 젬시타빈 과 dFdU의 약동학 파라미터 값을 하기 표 8에 평균값 ± 표준편차로 나타내었다. 하기 표 8에서 AUCt은 0분부터 마지막 채혈시간까지의 곡선 하 면적, t1/2은 terminal half-life (혈장 소실 반감기), CL은 total body clearance, Vdss는 체내 분포 용적, MRT은 약물이 체내에 머무르는 평균시간 (mean residence time), Tmax는 median (ranges)이며, Metabolic conversion ratio값은 dFdU AUCt값을 젬시타빈 AUCt값으로 나누어 계산한 값이다.
파라미터 젬시타빈 (N=4) IO101L (N=4) P
젬시타빈
AUCt (μg min/mL) 1390±219 1130±86.1 0.109
AUC∞ (μg min/mL) 1470±259 1520±230 0.796
t1/2 (min) 177±28.5 360±54.8 0.00218
CL (mL/min/kg) 5.59±0.860 5.35±0.692 0.720
Vdss (mL/kg) 1150±223 2670±139 0.00000585
MRT (min) 209±38.9 509±85.0 0.00144
Cmax (ng/mL) 13.3±5.64 3.24±0.345 0.0213
Tmax (min) 1 10 (5-30) 0.0742
dFdU
AUCt (μg min/mL) 265±57.1 2050±26.0 0.146
Cmax (ng/mL) 477±87.9 364±52.3 0.134
Tmax (min) 240 (120-360) 360 0.103
Metabolic conversion ratio 0.190±0.019 0.181±0.0124 0.500
실험 결과, 젬시타빈 투여군의 경우 약물의 정맥 주사 후 일반적인 약동학 양상과 같이 약물 투여 직후에 최고 혈장 농도에 도달하였으나 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군의 경우 정맥 주사 후 5 내지 30 분 사이에 Cmax에 도달하였다. (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5을 정맥 주사 후 혈장 젬시타빈 농도는 생체 내의 핵산 분해효소에 의해 올리고뉴클레오티드인 [TGG]4[TTG][TGG]5에서 젬시타빈이 유리된 농도를 의미한다. 예비 실험 결과, 혈장 시료 처리(acetonitrile 또는 methanol 등의 유기용매)과정에서 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5에서 젬시타빈으로 유리되지 않음을 확인하였다. 또한, 젬시타빈은 혈장 단백 결합율이 매우 낮은 약물이므로 랫드에 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 정맥 주사 후 혈장에서 측정된 젬시타빈의 농도는 생체 내 핵산분해효소에 의한 젬시타빈 유리 농도를 나타낸다. (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군은 젬시타빈 투여군에 비해 120 분까지 gemicatbine 혈장 농도가 현저히 낮게 나타났다. 젬시타빈 정맥 주사 120 분 이후(360 분, 720 분)에는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군에서 젬시타빈 농도가 젬시타빈 투여 군에 비해 높게 나타났다(도 8 참조). 이는 체내에서 핵산분해효소에 의해 [TGG]4[TTG][TGG]5에서 젬시타빈으로 대사되어 혈장으로 천천히 유리됨을 의미한다. 그 결과, (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군에서 젬시타빈의 혈장 소실 반감기(t1/2)가 통계적으로 유의하게 약 2 배 증가되었다(177± 28.5 분 versus 360±54.8 분; 상기 표 8 참조). 또한, (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군에서 약물과 체내 조직과의 친화도를 의미하는 젬시타빈의 Vdss (체내 분포용적)값이 2배 이상 현저히 증가되었음을 알 수 있다(1150±223 mL/kg versus 2670±139 mL/kg; 상기 표 7 참조). 즉 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군은 젬시타빈 투여군에 비해 젬시타빈의 체내 조직 내 친화도가 증가되어 조직으로 많이 분포될 것이라 예측할 수 있다. 두 군에서 젬시타빈의 AUCt와 AUCinf 값은 유사하게 나타냈으며 통계적 유의성을 보이지 않았다. (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여군의 경우 젬시타빈의 비활성대사체인 dFdU의 혈장 농도가 투여 후 360분까지 젬시타빈 투여군에 비해 낮게 검출되었다(도 9 참조). 혈장에서 측정된 dFdU 농도는 [TGG]4[TTG][TGG]5에 결합된 젬시타빈은 dFdU로 대사되지 않으므로 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 정맥 주사 후, 생체 내 핵산 분해효소에 의해 [TGG]4[TTG][TGG]5 에서 유리된 젬시타빈이 혈장의 cytidine deaminase 에 의해 생성된 dFdU의 농도를 의미한다. 그러나 360 분 이후 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여 군에서 더 높은 dFdU의 혈장 농도를 나타내었으나 상대적으로 짧은 채혈 시간의 한계점으로 더 이상의 확인은 불가능 하였다. dFdU의 Cmax 값은 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여 군에서 감소하는 경향을 보였으나(364±52.3 ng/mL vs 477±87.9 ng/mL) 두 군간의 통계적 유의성을 보이지 않았다(상기 표 8 참조). 두 군에서 cytidine deaminase에 의한 dFdU 생성 비율을 비교하기 위해 metabolic conversion ratio를 dFdU AUCt값을 젬시타빈 AUCt값으로 나누어 계산한 결과, 두 군에서 유사한 값을 나타내어(0.190±0.019 vs 0.181±0.0124) 통계적으로 유의하지 않았다. 이는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5의 경우 생체 내에서 [TGG]4[TTG][TGG]5에 결합된 젬시타빈이 천천히 혈장으로 유리되고 각 조직으로 많이 분포되나 혈장 및 각 조직에 존재하는 cytidine deaminase에 의해 dFdU 생성에 영향을 주지 않을 것이라 예측된다.
하기 표 9는 젬시타빈 및 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여 후 시간 경과에 따른 젬시타빈의 혈중 농도를 나타낸다.
젬시타빈 (ng/mL)
시간 (분) 젬시타빈 투여군 IO101L 투여군
Rat 1 Rat 2 Rat 3 Rat 4 Rat 1 Rat 2 Rat 3 Rat 4
0 ND ND ND ND ND ND ND ND
1 6230 16200 9980 20900 2610 1720 2500 1540
5 3800 7770 8460 13800 3090 3010 2790 2420
15 5920 11400 8830 12200 2640 2550 3840 2450
30 5600 8750 8000 8800 2960 2730 3800 3035
45 3410 3390 4290 4790 1950 2220 2430 2100
60 3550 3210 4060 3960 2080 2190 2630 2290
120 2800 3060 3330 3680 2510 2250 2450 2300
360 1040 691 1110 1470 1690 1440 1210 1220
720 319 165 213 512 993 594 666 677
하기 표 10은 젬시타빈 및 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 투여 후 시간 경과에 따른 dFdU의 혈중 농도를 나타낸다. BLLoQ 는 최저 정량 한계 이하, ND는 검출되지 않은 것을 의미한다.
dFdU (ng/mL)
시간 (분) 젬시타빈 투여군 IO101L 투여군
Rat 1 Rat 2 Rat 3 Rat 4 Rat 1 Rat 2 Rat 3 Rat 4
0 ND ND ND ND ND ND ND ND
1 BLLoQ 40.1 24.2 47.6 11.3 28.3 13.9 16.9
5 BLLoQ 30.4 32.6 49.5 11.3 12.8 10.5 12.9
15 56.7 106 85.9 106 16.2 21.1 28.5 20.5
30 104.5 199 178 168 48.6 42.8 68 45.7
45 135 151 231 252 62.5 64.6 94.2 65.1
60 187 169 302 252 101 102 2.08 92.4
120 304 424 553 509 239 209 271 219
360 361 325 545 571 436 336 386 297
720 246 191 238 390 373 266 336 262
실시예 5. 의료용 아텔로콜라겐 제조
5-1. 돈피 준비 단계
돈피를 수돗물로 3회 세척하고, 1차 정제수로 3회 세척한 후, 3kg (20cm X 20cm)으로 나누어 -20℃의 냉동고에 보관하였다. 냉동 돈피를 4도에서 2시간 정치하여 해동시킨 후 1.5cm X 8 cm 크기로 잘게 자르고 0.5M 초산 7.5L를 첨가하여 밤새도록 정치하여 돈피가 팽윤되는 것을 확인하였다.
5-2. 지방 제거 단계
팽윤된 돼지 피부를 꺼내 1.5cm X1.5 cm 크기로 자른 후 새로운 0.5M 초산 7.5L를 다시 첨가하고 수시간 정치 후, 체를 이용하여 진피만을 여과 회수하였다. 10L 정제수를 이용하여 진피를 세척하였다. 세척 과정을 총 5회 반복하였다. 세척이 끝난 진피에 에탄올 20L를 첨가한 후 4℃에서 밤새도록 교반시켰다. 밤샘 교반이 끝난 샘플에서 진피만을 회수하고 에탄올 20L를 첨가한 후 4℃에서 1시간 동안 다시 교반하였다. 체를 이용하여 진피를 거르고 1시간 정도 정치하여 에탄올을 제거하였다. 지방이 제거된 진피를 적당한 중량 (500g)으로 소분하여 -80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다.
5-3. 진피 균질화 및 분쇄
4℃에서 정치하여 해동시킨 3kg 냉동 진피에 0.5M 초산 7.5L를 첨가한 후 30분 동안 정치하였다. 체를 이용해 여과하여 초산을 제거한 후 진피를 250g씩 소분하였다. 250g의 진피와 정제수 2L를 믹서기에 넣고 2분간 분쇄한 후 다시 정제수 2L를 더 첨가 후 다시 2분간 분쇄하였다. 분쇄한 조직에 0.73M 초산 4L를 첨가하였다. 다시 Homogenizer를 이용하여 3분동안 조직을 다시 분쇄하였다. 분쇄 과정을 총 4회 반복 실시하여 1kg 냉동 진피를 분쇄, 혼합하고 여기에 0.73M 초산 18L를 첨가하여 최종 초산의 농도는 0.5M이 되게 조정하고, pH가 2.5 내지 4 정도인 것을 확인하였다. 교반기를 이용하여 3시간동안 저속 교반하였다.
5-4. 펩신처리
교반이 끝난 진피 샘플에 진피 1kg당 15x107 unit의 펩신을 첨가하고, 24시간동안 교반기를 이용하여 저속 교반하였다. 펩신 처리가 끝난 샘플에 10M NaOH를 첨가하며 교반하여 pH8 내지 9가 되도록 하고 다시 10분간 더 교반하여 펩신을 불활성화 시켰다. 염기 처리에 의한 펩신 불활성화 후 4M HCl을 첨가하며 교반하여 pH3.4가 되도록 하고 다시 10분간 더 교반하였다. 원심분리기를 이용해 샘플을 7800rpm, 10분, 4℃에서 원심분리한 후 상등액 표면의 지방을 제거한 나머지 상등액을 수집 보관하였다.
5-5. 염석 및 아텔로콜라겐 중간체 생산
진피로부터 제조된 상등액 1L에 대하여 5M NaCl을 163ml의 비율로 천천히 첨가하고 15분간 교반 후 4℃ 조건에서 밤새도록 정치하여 염석하였다. 염석 후 상등액을 흡입 제거한 후 침전물을 원심분리 (7800rpm, 10분, 4℃)하여 상등액을 완전히 제거하였다. 침전물에 30L 에탄올을 첨가하여 4℃ 조건에서 밤새도록 교반하여 세척하였다. 원심분리 (7800rpm, 10분, 4℃)후 침전물에 다시 30L 에탄올을 첨가하여 4℃ 조건에 6시간 교반하여 2차 세척 하였다. 원심분리 (7800rpm, 10분, 4℃)후 침전물인 아텔로콜라겐 중간체의 무게를 측정하고 소분하여 -80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다.
5-6. 의료용 아텔로콜라겐 생산
아텔로콜라겐 중간체 200g에 0.02M Urea 2.8L를 첨가한 후 밤새도록 교반하였다. Centramate (Tangential Flow Filtration System)를 이용하여 아텔로콜라겐의 diafiltarion을 실시하고, 회수된 용액을 교반기에서 교반하면서 0.5M NaOH를 첨가하여 pH7이 되게 하였다. 제조된 중성의 아텔로콜라겐을 지퍼백에 얇고 평평하게 소분하고 -80℃ 초저온 냉동고에 보관하였다. 동결 건조기의 예비 동결(-40℃)을 최소 1시간 이상 실시한 후, 초저온 냉동고에 보관중인 아텔로콜라겐을 동결 건조기에 넣고 동결 건조를 실시하였다. 동결 건조가 완료된 의료용 아텔로콜라겐은 적당한 크기로 잘라 진공 포장 후 냉장 보관하였다.
5-7. 버퍼용액을 치환하여 pH 중성이 확인된 아텔로콜라겐 용액 제조
5-7-1. 동결 건조된 아텔로콜라겐을 초산나트륨 버퍼용액(0.3M Sodium Acetate (NaOAC) , 45% acetic acid)에 녹이는 단계
0.3M NaOAC, 45% acetic acid 버퍼용액 제조를 위해 3차 멸균수 55ml와 99% 이상 순도의 acetic acid 용액 45ml에 CH3CO2Na 2.4g을 녹인다. 이후 pH meter로 pH가 3.0이 되도록 Acetic acid로 적정하였다. 동결건조 아텔로콜라겐 3g을 0.3M NaOAC, 45% acetic acid 용액에 녹이기 위해 멸균 포셉과 가위로 잘게 잘라 준비하였다. Stirring bar로 용액을 섞어주면서 잘게 자른 아텔로콜라겐을 조금씩 넣어 완전히 녹였다.
5-7-2. Tangential Flow Filter(TFF) 시스템을 이용하여 투석 여과하며 아텔로콜라겐 용액을 PBS로 치환하는 단계
준비된 TFF system에 3% 아텔로콜라겐 용액을 그림과 같이 펌프를 이용하여 흘려보내면서 (TFF 100K로) 콜라겐 용액을 투과하여 filtration된 초산나트륨 버퍼 용액은 waste로 이동 폐기하고, 나머지 용액은 다시 reservoir로 retentate관을 통하여 이동하게 만들어 준비하였다. 1X PBS 버퍼 용액을 reservoir에 첨가하여 3.0% 아텔로콜라겐 용액의 수위를 일정하게 유지하면서 투석 여과를 계속하였다. 처음 준비한 아텔로콜라겐-초산나트륨 버퍼 용액의 10배에 해당하는 부피의 PBS 용액을 이용하여 투석 여과를 계속하고, 이를 통해 버퍼 교환(buffer exchange)을 실시하였다. 버퍼 교환이 완료되면 투과되어 나오는 용액의 pH를 모니터링하여 중성 pH가 검출되는 것을 확인하는 방법으로 버퍼 교환의 완성을 체크하였다. 투석과 여과 과정이 끝난 3% 아텔로콜라겐을 멸균 처리된 튜브에 10ml씩 aliquot하여 옮겨 4 ℃ 냉장고에 보관하였다.
실시예 6. 올리고뉴클레오티드 변형체/아텔로콜라겐 조성물 제작
6-1. 아텔로콜라겐(Atecollagen, AC) 분산액 제조
NaOAc/HAc 용액(0.3M Sodium Acetate, 45% acetic acid) 에 고순도 의료용 아텔로콜라겐을 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% 및 3.0% (버퍼 100ml당 아텔로콜라겐 0.5g, 1.0g, 1.5g, 2.0g 및 3.0g 각각)로 넣고 pH 3.0으로 유지하며 교반시켜 완전히 녹였다. 이 용액을 TFF(Tangential Flow Filtration)를 이용하여 투석 여과하며 아텔로콜라겐 용액을 10배 volume의 1XPBS용액으로 dia-filtration하여 PBS용액의 의료용 아텔로콜라겐 분산액을 제조하였다.
6-2. IO101/atelocollagen Sol-Gel Type 및 IO101L/atelocollagen Sol-Gel Type 제조
(Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4(IO101) 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5(IO101L)을 PBS에 넣고 실온에서 mixer를 이용하여 완전히 녹인 후, 아텔로콜라겐 분산액(0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0%, 3.0% 각각) 400μl 당 IO101 또는 IO101L이 PBS에 혼합된 용액을 0.5mg, 1.0mg, 1.5mg, 2.0mg, 4.0mg, 8.0mg 혼합하였다.
실온에서 rotator cuff 장치를 이용하여 30분간 혼합시켜 혼합액을 제조하였다. 낮은 온도에서 액체 상태(Sol)인 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4(IO101)/AC(Sol-Gel Type) 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5(IO101L)/AC (Sol-Gel Type)는 생체 내의 종양에 직접 주입 시 37℃에서 고형화(Gel)가 되며 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (IO101) 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (IO101L)을 감싸고 있던 아텔로콜라겐이 서서히 녹으면서 약물이 서서히 방출되어 효과적인 종양 치료제로 사용 가능하다.
6-3. IO101/atelocollagen disk 및 IO101L/atelocollagen disk 제조
앞서 제조한 고농도 콜라겐 분산액과 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 (IO101) 또는 (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 (IO101L)을 졸-겔 타입 제조 방법과 동일한 방법으로 혼합액을 만들어 주었다.
준비된 혼합액을 직경 1cm 원통형 실리콘 몰드에 넣고 확산시켜 0.5mm의 균일한 막을 형성시킨 다음 영하 80℃에서 동결시켰다. 동결이 완료된 시료를 -70℃로 유지된 동결건조기에서 30시간 동결건조 시켜 다공성 막을 제조하였다. 이하에서는 전술한 방법으로 제조된 막을 disk 또는 patch로 표현한다.
실시예 7. 올리고뉴클레오티드 변형체/아텔로콜라겐 조성물의 혈장 내 안정성 평가
랫드 혈장 내에서의 젬시타빈, (Gem)x-[TGG]m[TTG][TGG]n 및 의료용 고순도 아텔로콜라겐 제형에서 방출되는 젬시타빈 및 젬시타빈의 비활성 대사체 dFdU 농도를 분석하였다. 시료 처리, 검량선 작성, LC-MS/MS 분석 조건은 전술한 바와 같다.
7-1. 랫드 혈장 내에서 (IO101L)/atelocollagen disk 안정성 평가
젬시타빈/atelocollagen disk 의 혈장 내 안정성 평가를 위해 하기 표 12와 같이 실험을 5군으로 나누어 진행하였다.
랫드 혈장 2 mL에 혈장 내 농도가 60 μg/ml가 되도록 그룹 2, 그룹 3, 그룹 4, 그룹 5 번의 젬시타빈/atelocollagen disk를 넣고 CO2 incubator에서 37℃에서 2시간 incubation 하였다. 시료 처리는 다음과 같이 진행하였다. 2시간 후 혈장 내에 있는 젬시타빈/atelocollagen disk에 붙어있는 콜라겐을 제거하기 위해 Ultracell-3K에 젬시타빈이 담겨있는 혈장 500 μL를 넣고 15,000 rpm, 30분동안 20℃에서 원심분리하였다. 그 후 상층액을 취하고 취한 상층액을 위와 같은 조건으로 다시 원심분리 후 농축액 5 μL을 취하여 같은 랫드 혈장을 이용하여 10배 희석하여 혈장 내 농도를 측정하였다. Ultracell-3K의 상단부에 농축되어 있는 젬시타빈의 농도와 하단부에 걸러진 혈장 내의 젬시타빈의 농도를 측정하여 2시간 incubation 후 disk로부터 용출된 젬시타빈의 농도를 측정하였다. 위 시료의 처리방법은 검량선 작성과 동일한 방법으로 진행한 후 LC-MS/MS과 동일한 LC-MS/MS 조건 하에 시료를 분석하였다.
랫드 혈장 내에서 젬시타빈(dFdC)과 그의 대사체인 dFdU를 분석한 결과 최저정량한계는 각각 10 ng/mL 분석이 가능하였다. 또한 젬시타빈(dFdC) 분석 시 dFdU 피크가 나타나는 cross-talk 현상이 발생하여 젬시타빈(dFdC)과 dFdU의 retention time이 다르게 나올 수 있도록 이동상에 gradient를 주어 각각의 피크에 영향을 주지 않도록 측정하였다. 이에 따른 젬시타빈과 dFdU의 retention time은 각각 2.1분, 4.23분으로 측정되었다. 표준혈장시료를 분석한 결과 시료들은 모두 정확도가 ±15% 내로 측정되었고 따라서 이를 이용한 시료의 농도는 신뢰할 수 있다 (하기 표 11 참조).
표준혈장시료(ng/mL) 젬시타빈 dFdU
농도(ng/mL) 정확도 (%) 농도(ng/mL) 정확도 (%)
더블 블랭크 (DOUBLE BLANK) 696 N/A 461 N/A
제로 블랭크(ZERO BLANK) < 0 N/A 0.949 N/A
10 9.75 97.5 9.93 99.3
20 20.1 100 21 105
40 43 107 38.7 96.8
100 104 104 89.9 89.9
500 508 102 464 92.9
1000 1040 104 1020 102
2500 2150 86 2850 114
7-2. in vitro 에서 (IO101L)/atelocollagen disk 안정성 평가
IO101L/atelocollagen disk 제형의 랫드 혈장 내에서의 안정성 평가를 위해 실험을 5군 (그룹 1~5)으로 나누어 진행하였다 (하기 표 12 참조). 아텔로콜라겐과 비교를 위해 통상의 콜라겐(sk사)을 사용하였다.
그룹 1 그룹 2 그룹 3 그룹 4 그룹 5
젬시타빈
20 mM		 gem+2.0% 아텔로콜라겐 gem+2.0% 콜라겐 Io101L +2.0% 아텔로콜라겐 Io101L +2.0% 콜라겐
Disk Disk Disk Disk
CO-2 incubator에서 2시간 배양한 결과 stock 상태인 그룹 1과 달리 젬시타빈/atelocollagen disk 그룹2와 3에서의 젬시타빈 농도가 낮게 측정되었다. (Gem)2-[TGG]4[TTG][TGG]5/atelocollagen disk 제형인 그룹 4와 5에서는 collagen만 들어있는 그룹 2와 그룹 3에 비해서도 농도가 낮게 측정되었다. 예비 실험 결과 IO101L/atelocollagen disk 제형이 랫드 혈장 내에서 방출되는 속도가 안정되고 느린 것을 확인할 수 있었다. 또한 atelocollagen과 결합한 제형은 젬시타빈이 젬시타빈의 비활성 대사체인 2’,2’-difluorodeoxyuridine로 대사되는 비율이 현저히 적음을 알 수 있었다(하기 표 13 참조).
분석 대상 dFdC dFdU dFdU/dFdC 비율
혈중 농도
(μg/mL)		 혈중 농도
(μg/mL)
그룹 1 218 0.276 0.13
그룹 2 99 0.025 0.03
그룹 3 76.5 0.024 0.03
그룹 4 2.825 0.010 0.35
그룹 5 1.02 0.010 0.94
그룹 1 상층액 232 0.596 0.26
그룹 2 상층액 130.5 0.067 0.05
그룹 3 상층액 133 0.051 0.04
그룹 4 상층액 23.1 0.010 0.04
그룹 5 상층액 9.8 0.011 0.11
실시예 8. 올리고뉴클레오티드 변형체/아텔로콜라겐 조성물의 항암 효능 평가
8-1. 피하 췌장암 동물 모델을 이용한 IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type) 항암 효능
췌장암 세포주를 이식한 피하 췌장암 동물 모델을 이용하여 IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type)의 췌장암 치료 효과를 검증하였다.
8-1-1. IO101 함량에 따른 항암 효능 평가
젬시타빈/atelocollagen (Sol-Gel Type)에 비하여 IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type) 가 췌장암 억제 효능이 뛰어남을 확인하였다. 다양한 임상 상황에 대응하기 위하여 국소 주사 치료가 가능한 Sol 타입의 약물을 사용하였으며, 주사 후 종양의 크기 변화와 조직학적 변화를 확인하여 치료 효과를 검증하였다.
즉, 췌장암 세포주인 Capan-1 세포를 권장 배지 (RPMI, 10%FBX, 1%AA)에서 배양한 후 1X106개의 세포를 누드마우스에 피하 주사하였다. 종양 크기를 calliper로 확인하여, 직경 0.5cm에 도달한 마우스를 이용하여 치료 대상으로 선정하였다. 통계 분석을 위하여 군당 5 마리 이상의 마우스를 확보하여 효능 평가를 실시하였다. IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type) 를 이용하여 종양에 직접 주사한 후 종양의 크기를 측정하여 효과를 판정하였다. 치료 30일 종료 시점에 동물을 희생시킨 후 종양을 적출하여 효과를 판정하였다.
아텔로콜라겐 분산액 400uL당 IO101 분산액 0.5mg, 1.0mg, 1.5mg 및 2.0mg 혼합하여 IO101의 용량을 달리한 IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type) 제제(IO101-0.5mg/AC, IO101-1.0mg/AC, IO101-1.5mg/AC 및 IO101-2.0mg/AC)를 피하 췌장암 마우스에 주입하고 30일 후에 종양을 적출하여 크기를 비교하였다. IO101-2mg/AC (Sol-Gel Type)에서 종양이 가장 잘 억제됨을 확인하였다(도 10 및 11 참조).
8-1-2. 아텔로콜라겐 농도에 따른 항암 효능 평가
IO101/atelocollagen (Sol-Gel Type) 피하 주사 후 동물의 체중 감소, 독성을 평가하여 아텔로콜라겐 분산액 400uL당 IO101의 용량을 2mg으로 고정하였다. 아텔로콜라겐(AC) 농도에 따라 약물의 지속시간, 치료 효과 등에 차이가 발생할 수 있으므로, 0.5%, 1.0%, 1.5% 농도(버퍼 100ml당 g수)의 아텔로콜라겐에 대하여 비교실험을 수행하였다. 1.5% 농도(버퍼 100ml당 g수) 의 아텔로콜라겐에서 피하 췌장암 마우스에서 치료 효과가 가장 높음을 확인하였다 (도 12 참조).
8-2. IO101/atelocollagen (disk)의 피하 췌장암 세포주 이식 동물 생체 내 항암 효능
Pancreatic cancer cell line인 BXPC3를 BALB/C nude mouse subcutaneous 2x106씩 이식하였다. 3일 후 종양 위에 그룹당 각 3마리씩 disk 를 이식하였다. 이식 후 30일간 일주일에 2번씩 마우스의 종양 부피를 calliper를 사용하여 (장축x단축)2x0.5로 측정하였고, weight 함께 일주일에 2번씩 측정하였다. In vivo에서 다른 그룹에 비해 IO101/AC disk가 췌장암 억제를 더 잘하는 것을 확인할 수 있었다. Disk 이식 후 POD30 Mouse image로 종양 크기를 관찰하였으며, IO101/AC disk이 다른 그룹에 비해 종양 부피가 작은 것을 육안으로도 확인 할 수 있었다. IO101/AC disk은 대체적으로 종양 부피가 작은 것으로 확인되었으며 IO101-2mg/1.5~3.0% AC 그룹에서 종양 부피가 가장 작았다(도 13 및 14 참조).
8-3. IO101/atelocollagen (disk)의 orthotopic xenograft 췌장암 마우스 모델에서의 췌장암 치료 효능
Balb/c-nude (male, 6주령, 30마리)를 특정 vector의 치환으로 luciferase 발현하는 5X105 BxPC3 암세포주와 saline을 사용하여 췌장에 주입하였다. 췌장암 마우스 모델이 구축되는 2주 시점에서 luciferase imaging을 실행하여 종양을 확인하였다. 자가형광을 줄이기 위하여 이미지 촬영 1주일 전 무형광 사료를 제공한다. IO101/AC disk 및 비교 약물들을 복강 내 삽입하였다. (Intra-Abdominal cavity insertion using surgery) 모델 구축 직후 In-vivo IVIS spectrum 기기를 이용하여, luciferase imaging을 수행하여 종양 및 종양 크기를 측정하였다. IVIS spectrum 기기를 이용하여 luciferase imaging을 시간대별로 (16th, 18th, 21th, 23th, 25th, 28th, 31th, 35th day) 측정하였다. 마지막 in-vivo IVIS spectrum imaging을 수행 후에, 동물을 희생하여 각 장기별 (spleen, liver, heart, lung, kidney, pancreas include tumor) ex-vivo를 수행하였다. 적출한 종양 크기를 calliper로 측정하여 비교하였다. 실험동물에 disk 약물을 삽입한 직후부터 luciferase imaging으로 종양의 크기 변화를 시간대별로 확인하였다. IVIS spectrum을 이용하여 luciferase imaging의 변화를 다음과 같이 측정하였다(도 15 참조). 실험 동물을 희생한 뒤 Ex-vivo로 종양의 실질적인 크기를 측정하였다. 하기 표 14에 적출한 종양의 실질적인 크기 변화를 나열하였으며, 이를 도 16에 그래프로 나타내었다.
DAY 2017.10.30 2017.11.20 Start measure data End measure data
GROUP NO. long short long short Volume(mm3) Volume(mm3)
AC 3.0% 1_1 7.00 5.20 12.50 12.00 36.40 150.00
1--_2 5.50 5.50 17.00 11.70 30.25 198.90
1_3 5.60 5.20 13.64 11.94 29.12 162.86
1_4 4.40 4.40 17.40 12.40 19.36 215.76
Gem 0.22 mg/AC 3.0% 2_1 7.10 7.10 15.60 11.00 50.41 171.60
2_2 7.50 7.50 14.50 12.70 56.25 184.15
2_3 7.00 7.00 22.00 13.20 49.00 290.40
2_4 4.80 4.80 16.00 12.30 23.04 196.80
IO101-2 mg/AC 3.0% 3_1 7.30 7.30 15.00 9.50 53.29 142.50
3_2 8.20 8.20 13.30 13.00 67.24 172.90
3_3 6.30 6.30 11.70 10.60 39.69 124.02
3_4 7.30 7.30 15.80 10.60 53.29 167.48
또한, AC disk만 이식하였던 그룹에서는 종양의 크기가 다른 군에 비하여 크기가 더 큰 형태를 띄고, 대부분의 복강내 전이암으로 진행되는 것을 확인하였다. 간, 비장, 신장이 가장 많은 전이가 확인되었고, 복강 내 모든 장기에 전이된 것을 확인하였다. Gem/AC disk 이식하였던 그룹에서도 종양의 크기는 AC disk 그룹과 큰 차이는 없었으며, 복강내 전이됨을 확인하였다. IO101/AC disk에서 종양의 크기 증가가 억제되었으며, Gem/AC disk 및 AC disk 이식재는 대부분 복강내 간, 횡경막 등으로 전이가 되었음을 관찰하였으나, IO101/AC disk는 복강내 암전이는 관찰되지 않았다 (도 17 참조).
8-4. IO101/atelocollagen (disk) 및 IO101L/atelocollagen (disk) 의 orthotopic xenograft 췌장암 마우스 모델에서의 췌장암 전이 억제 효능
Balb/c-nude (male, 6주령, 30마리)를 특정 vector의 치환으로 luciferase 발현하는 5X105 BxPC3 암세포주와 saline을 사용하여 췌장에 주입하였다. 췌장암 마우스 모델이 구축되는 2주 시점에서 luciferase imaging을 실행하여 종양을 확인하였다. 자가형광을 줄이기 위하여 이미지 촬영 1주일 전 무형광 사료를 제공한다. IO101/AC disk 또는 IO101L/AC disk 및 비교 약물들을 복강 내 삽입하였다. (Intra-Abdominal cavity insertion using surgery) 모델 구축 직후 In-vivo IVIS spectrum 기기를 이용하여, luciferase imaging을 수행하여 종양 및 종양 크기를 측정하였다. IVIS spectrum 기기를 이용하여 luciferase imaging을 시간대별로 (16th,18th, 21th, 23th, 25th, 28th, 31th, 35th day) 측정하였다. 마지막 in-vivo IVIS spectrum imaging을 수행 후에, 동물을 희생하여 각 장기별 (spleen, liver, heart, lung, kidney, pancreas include tumor) ex-vivo를 수행하였다. 각 장기들에 대한 복강 전이 여부를 관찰하였다. AC disk 이식재는 대부분 복강내 간, 신장, 횡경막 등으로 전이가 되었음을 관찰하였으나, IO101/AC disk 및 IO101L/AC disk는 복강내 암전이는 관찰되지 않았다 (도 18 참조).
8-5. IO101L/atelocollagen (disk) 이식 후 생존율 변화
췌장암 Orthotopic mouse model에서 IO101L/AC disk 이식 후 농도별 생존율을 비교하였다. AC disk만 이식 후에는 32일 후 5마리 중 2마리 생존하였고, IO101L-2mg(400μL 아텔로콜라겐 분산액 당 IO101L 2mg 혼합)/AC disk 이식 후에는 5마리 중 4마리가 32일까지 생존하였다. IO101L-4mg(400μL 아텔로콜라겐 분산액 당 IO101L 4mg 혼합)/AC disk 및 IO101L-8mg(400μL 아텔로콜라겐 분산액 당 IO101L 8mg 혼합)/AC disk에서는 6일째 5마리 모두 사망하였다 (도 19 참조).
8-6. IO101L/atelocollagen (Sol-Gel Type) 및 IO101L/atelocollagen (disk) 의 orthotopic xenograft 췌장암 마우스 모델에서의 잔존암 제거 후 종양 억제 및 전이 억제 효과
8-6-1. BxPC3 췌장암 이식 마우스 실험
Orthotopic 췌장암 마우스에서 외과적 수술로 종양 제거 후 IO101L/AC Sol-Gel Type 또는 IO101L/AC disk 약물을 삽입하여, 잔여 종양의 억제 및 복강내 다른 장기로의 전이 억제 여부를 관찰하였다. 즉, Balb/c-nude (male, 6주령, 21마리)를 특정 vector의 치환으로 luciferase 발현하는 5X105 BxPC3 암세포주(25uL)를 준비하고 복강 마취한 마우스의 배 부위를 절개하여 pancreas를 꺼내어 준비한 BXPC-3-Luc cell을 pancreas에 주입하였다. 췌장암 마우스 모델이 구축되는 2주 시점에서 luciferase imaging을 실행하여 종양을 확인하였다. 사용되는 tumor cell line은 BxPC3 cell에서 특정 vector의 치환으로 luciferase를 발현하는 BxPC-3-Luc cell로, luciferin을 이용하여 tumor를 측정한다. 자가형광을 줄이기 위하여 이미지 촬영 1주일 전 무형광 사료를 제공한다. 복강 마취한 마우스의 배 부위를 절개하여 췌장암을 제거한 후 IO101L/AC Sol-Gel Type, IO101L/AC disk, Gem/atelocollagen sol-gel 또는 Gem/atelocollagen disk를 잔여 종양 부위에 이식하였다. (Intra-Abdominal cavity insertion using surgery) Luciferase imaging을 이용하여 종양 크기 및 전이를 확인하였으며, 이는 도 20에 나타내었다.
8-6-2. Capan-1 췌장암 이식 마우스 실험
췌장암 orthotopic 마우스 모델 제작을 위하여 주문한 마우스가 입고되면 1주일간 순화기간을 둔다. 순화기간 중 capan-1 세포를 1X106cell/100ul로 준비하였다. Mouse skin을 2mm 개복하여, spleen을 찾아 젖히고, 췌장에 직접 주사기로 세포를 주입하였다. 4주 후 종양의 지름이 5~6mm가 되었는지 MRI 촬영으로 확인하였다. 암세포 지름이 5~6mm 확인이 되면 개복하여, 췌장암을 최대한 많이 제거하였다. 제거 후 잔존암 위에 IO101L/AC disk, atelocollagen disk (대조군)를 삽입하고 봉합하였다 (도 21 참조).
1 개월 경과 후 종양 크기를 MRI 촬영으로 확인하였다. 모든 영상 촬영을 마치면 수술실 내 CO2 chamber를 이용하여 마우스를 안락사 시켰다. 그룹별로 복강내 종양 전이여부를 확인하였고 각 종양 조직을 얻은 후 10% formalin에 고정 시켰다. H&E 및 해당 antibody를 이용하여 면역염색으로 조직 병리 확인을 하였다. IO101L/AC disk를 삽입한 복강내에서는 전이가 전혀 일어나지 않았으나 atelocollagen disk (대조군)에서는 복강내 비장, 간 등으로의 전이가 일어남을 확인하였다 (도 22 참조). 또한, atelocollagen disk (대조군)에서는 1개월 후 복강내 간, 횡경막, 신장 등으로의 전이가 관찰되었다(도 23 참조).
8-7. 환자유래 췌장암 세포를 이용한 PDX(Patient-derived xenograft) 췌장암 마우스 모델에서의 항암 효능
8-7-1. 환자유래 췌장암 세포를 이용한 PDX 췌장암 마우스 모델 구축
PDX 모델은 복강경 췌장 양수 절제술을 시행 받은 65세 여자 환자에서 절제된 췌장암을 이용하여 성공적으로 확립하였다. 병리학적 검사상 3.2cm 크기였고 림프관 침윤이 빈번한 췌장 ductal adenocarcinoma가 발견되었다. 검색된 7개의 림프절 중 1개의 전이성 림프절이 발견되었다 (AJCC 8th T2N1M0, IIB). H&E와 nucleoline immunostating에 의한 PDX와 원래의 원발 종양의 조직 학적 특징을 비교할 때. 전체 조직학적 유사점은 원발종양과 PDX 종양 사이에서 발견되었다(도 24 참조).
수컷 비비만 당뇨병/중증 복합 면역 결핍 마우스, NOD/Shi-scid, IL-2RγKO 마우스 (NOG mice®(Central Lab Animal Inc., Saeronbio Inc, 서울) 및 암컷 nu/nu athymic 마우스 (Orientbio)를 병원균 없는 조건하에 12시간 빛/12시간 암주기 하에 유지하였다. 수술 당시 환자의 원발 종양에서 보관한 새로운 췌장 종양 검체 10개 (기관검사위원회 No.4-2017-0594)를 얼음 냉각 RPMI 배지에서 PDTX 클린벤치 부서 실험실 동물 자원의 PDX SOP (연세의 생명 의학 연구소, 서울)를 차가운 PBS로 세척하고, 비 괴사성 단편을 작은 피스 (2 × 2 × 2mm)로 절단하여 혈액 피 또는 지질 부분을 제거하고, 페트리 접시에 matrigel 코팅한 후, Precision Trochar 10게이지 (MP182, Innovative Research of America)를 사용하여 생후 6주 된 마우스의 좌우 측면에 단일 피스를 이식 하였다. 5-0 봉합사로 봉합 (VCP490G, ETHICON) 하고, 성공적으로 흡수된 종양의 크기가 1500mm에 도달하면, 기증자 마우스(F1) 종양을 이후 동일한 종양 및 나머지 종양을 5% 디메틸설파이드/95% 소태아 혈청을 함유하는 냉동 바이알에 액상 N2로 저장하여 코호트 마우스(F2)에 이식 하였다. 피하에 자란 종양 (1500mm³)을 F1 생쥐에서 절제하고 다음 구절 코호트 마우스 (F2)에 서브 패시지 처리하였다. 촉지(palpable) 종양에 도달하기 위해서 같은 환자 이종 이식에서 약 150~200mm³의 종양이 각 구획에서 약 50 일이 걸렸다. 2명의 환자에서 원발종양 (F0)과 F1 (통로1)과 F2 (통로2)의 쌍을 이룬 샘플을 사용했다. 약물 효능 검사에서 종양이 만져진 종양의 크기 (평균 크기 = 266.5 ± 58.0 mm3)에 이르면 쥐 (n = 8 ~ 13 / n = 4 / 환자)를 5 개의 그룹으로 무작위로 나누었다. 그룹1 (치료 조절 없음)을 PBS에 현탁 된 젬시타빈 (100ug)을 4주간 한번 마우스에게 복강 내 투여 한 그룹 2; 그룹 3은 PBS에 현탁 된 IO101(100ug)을 복강 내 투여하여 4주 동안 마우스에게 1회 투여 하였다. 그룹 4, 5 및 6은 3가지 종류의 패치로 이식되었다. 치료를 받지 않은 대조 마우스도 비교를 위해 포함시켰다.
췌장암 환자에서 얻은 종양조직을 NSG(NOD/SCID/IL-2Rg KO) 마우스에 이식한 후 성공적으로 성장한 동물모델에서 다세대 이식과 sphere 세포화를 통한 개체 확대술을 시행하여 치료 효과 평가에 이용 가능한 PDX 모델을 만들었다. 조작을 하지 않은 상태로 피하주입 수술 시, 수술 후 1주일, 수술 후 2주, 수술 후 3주, 수술 후 4주, 수술 후 5주, 그리고 수술 후 6주 때 종양의 크기, 종양 표지자(CA 19-9, CFB) 및 몸무게를 확인하였고, animal PET-CT 및 조직학적 검사를 수행하였으며, 생존을 확인하였다.
8-7-2. IO101/AC disk의 환자유래 췌장암 세포를 이용한 PDX 췌장암 마우스 모델에서 종양 억제 효과 평가
PDX 마우스의 피부 절개 후, 대조군(No treatment), Gem-IP(;SOL-GEL TYPE), IO101-IP (;SOL-GEL TYPE), IO101/AC disk (2.0mg/3.0%), IO101-Con/AC (2.0mg/3.0%) 및 Gem/atelocollagen disk (0.12mg/3.0%)을 피부와 종양 사이의 피하 무감각 해부를 실시하여 국부적으로 이식하였다. 종양 크기는 캘리퍼 측정(Mitutoyo, Absolute AOS Digmatic, Kawasaki, Japan)에 의해 매주 3회 측정하였고, 부피는 전술한 바와 같이 계산하였다. 약물 처리된 동물의 종양 성장을 비히클 처리된 마우스와 비교하여 종양 성장속도(종양 부피/초기 종양 부피)로 나타내었다. 데이터의 통계적 유의성은 IBM® SPPS® Statistics version 23으로 계산하였다. 모든 결과는 평균 ± 표준 편차로 표시하였고, Mann-Whitney U는 다른 그룹에 따라 연속 변수를 비교하기 위해 적용하였으며, 0.05 미만의 P 값은 유의한 것으로 간주하였다(도 25 참조).
Disk 이식 후 한달 뒤에 마우스를 희생시키고 조직표본과 혈액을 체취하였다. 추출 된 종양은 균형 자에 무게를 달았으며 Nikon 디지털 카메라 (일본)로 기록하였다. 혈액학 측정을 위해 혈액 샘플은 BD Microtainer chemistry tube SST (BD, USA)를 수집하는 혈청에서 항응고제 및 독성 테스트를 위해 K2E (K²EDTA)가 포함 된 BD Microtainer 튜브에서 수집하였다. TUNEL 분석으로 IO101/AC disk의 항암효과를 입증하였다. Control 군에서는 종양괴사나 세포 사멸과정이 발견되지 않았다. Gem-IP 군에서는 apoptosis 과정이 확인되어 이식 된 암 조직에서 종양 내 TUNNEL 양성 암 세포가 발견되었으며, 반대로 IO101/AC disk 군도 유의한 세포 사멸 과정을 나타내지만 TUNNEL 양성 암 세포는 종양 표면의 표면층을 따라 발견되었다 (도 26 참조).
8-7-3. 환자유래 췌장암 세포를 이용한 PDX 췌장암 마우스 모델에서 IO101 disk 이식 후 다른 장기에서의 부작용 평가
현미경 검사를 통해서는 간, 폐, 신장 및 비장 조직에서 잠재적인 독성 (염증 또는 괴사성 변화 등)을 암시하는 증거는 없는 것으로 확인 되었다(도 27 참조). 혈액 검사를 통해서도 IO101/AC disk 군에서는 백혈구 감소증, 빈혈증 및 호중구 감소증이 관찰되지 않았다. 반면 젬시타빈(젬시타빈)의 전신 효과와 관련된 IP-GEM 군에서는 백혈구 감소증(WBC) (3.2 ± 2.9 vs 5.4 ± 2.9, P=0.028), 저 헤모글로빈 수치(HB) (10.3 ± 4.6 vs 18.5 ± 11.9, p = 0.010), 호중구 감소증(Neutrophil) (0.76 ± 0.71 vs 2.69 ± 2.66, p = 0.010)을 보였다. 하기 표 15는 혈액 검사 결과를 나타낸다.
파라미터 (단위) 대조군 IP-GEM IO101/AC disk p-value1) p-value2)
WBC (X1000/㎕) 5.8±2.5 3.2±2.9 5.4±2.9 0.679 0.028
HB (g/dL) 16.5±1.3 10.3±4.6 18.5±11.9 0.768 0.010
PLT (X1000/㎕) 1265.8±477.5 684.1±246.3 770.4±284.1 0.040 0.447
Neutrophil (X1000/㎕) 1.6±0.9 0.76±0.71 2.69±2.66 0.594 0.010
Lymphocyte (X1000/㎕) 3.6±1.6 1.87±1.74 7.97±18.23 0.310 0.113
(1)Mann-Whitney U between Control and Patch I; 2)Mann-Whitney U between IP-GEM and Patch I)
실시예 9. 올리고뉴클레오티드 변형체 in vitro 효능 스크리닝
(N)x-[TGG]4[TTG][TGG]4/또는5, [TGG]4[TTG][TGG]4/또는5-(N)x 및 (N)x-[TGG]4[TTG][TGG]4/또는5-(N)y)의 BxPC3(췌장암), MD-MBA 231(유방암), Uuh-7(간암), HT29(대장암) 및 Mv4-11(AML) 세포주에 대한 세포 증식 억제 효능을 검증하였다.
췌장암 세포주 BxPC3 cell (ATCC, IMDM + 10%PBS)에 적정세포농도를 결정하는 세포 테스트(cell test)를 통해 정해진 세포 수(cell number)인 2.5~5.0X105개/well를 96 well plate에 seeding 후 하루를 배양하였다. 각 샘플들을 95oC에서 5분간 heating한 후 상온으로 천천히 온도를 낮춘 후 농도별로 각 well에 바로 처리하였다. 처리된 BxPC3 cell은 5% CO2 incubator에서 3일 동안 배양시킨 후 MTT assay용 시약 용액(Cell Proliferation KitII, Roche)을 20uL씩 처리하고 시간별 (10분, 30분, 60분)로 incubation한 후 ELISA reader기로 490nm 흡광도를 측정하였다. (도 28 및 29 참조)
다른 세포주인 MD-MBA 231(유방암), Uuh-7(간암), HT29(대장암) 및 Mv4-11(AML)에 대한 세포 증식 억제 효능도 전술한 바와 동일한 방법으로 검증하였다. 각 세포주에 대한 cell viability는 하기 표 16과 같다.
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체
((N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n)		 IC50 (nM)
췌장암
BxPC3		 유방암
MD-MB 231
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 20 29
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 8.9 18
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4 9.2 16
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]4 10 14
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4 8.3 15
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 18 26
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 8.5 15
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5 7.9 14
(N)4-[TGG]4[TTG][TGG]5 8.2 16
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5 7.8 13
간암 Huh-7 대장암
HT29
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 932 848
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4 397 483
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]4 3.0 48
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 889 784
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5 354 383
(N)10-[TGG]4[TTG][TGG]5 1.3 39
AML
Mv4-11
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4 92
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4 39
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4 29
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5 89
(N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5 35
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5 26
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ([TGG]m[TTG][TGG]n-(N)x) 췌장암
BxPC3		 유방암
MD-MB 231
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 42 58
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2 17 37
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 18 33
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)4 20 29
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 16 33
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 38 40
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2 19 21
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 18 16
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)4 17 18
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 15 17
간암 Huh-7 대장암
HT29
5-플루오로-데옥시우리딘 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 1098 1240
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 609 560
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)10 119 109
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 1310 1290
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 789 592
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)10 58 106
AML
Mv4-11
시토신아라비노사이드 [TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 132
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)2 49
[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 39
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 109
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)2 45
[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 29
변형핵산(N) 종류 올리고뉴클레오티드 변형체 ((N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(N)y) 췌장암
BxPC3		 유방암
MD-MB 231
2',2'-다이플루오로데옥시티딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 40 69
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 18 43
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 19 38
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 59 87
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 24 36
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 38 27
간암 Huh-7 대장암
HT29
5-플루오로-데옥시우리딘 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 873 1090
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 490 549
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 6.0 84
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 908 982
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 482 507
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 1.0 89
AML
Mv4-11
시토신아라비노사이드 (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)1 102
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)3 34
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(N)5 27
(N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)1 99
(N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)3 35
(N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(N)5 19
<110> INTEROLIGO <120> Nucleic acid variant with improved therapeutic efficacy and anticancer pharmaceutical composition comprising the same <130> 19P09045 <150> US 62/747,807 <151> 2018-10-19 <160> 28 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 9 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_1 <400> 1 tggttgtgg 9 <210> 2 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_2 <400> 2 tggttgtggt gg 12 <210> 3 <211> 12 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_3 <400> 3 tggtggttgt gg 12 <210> 4 <211> 15 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_4 <400> 4 tggtggttgt ggtgg 15 <210> 5 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_5 <400> 5 tggtggttgt ggtggtgg 18 <210> 6 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_6 <400> 6 tggtggtggt tgtggtgg 18 <210> 7 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_7 <400> 7 tggtggtggt tgtggtggtg g 21 <210> 8 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_8 <400> 8 tggtggtggt tgtggtggtg gtgg 24 <210> 9 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_9 <400> 9 tggtggtggt ggttgtggtg gtgg 24 <210> 10 <211> 27 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_10 <400> 10 tggtggtggt ggttgtggtg gtggtgg 27 <210> 11 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_11 <400> 11 tggtggtggt ggttgtggtg gtggtggtgg 30 <210> 12 <211> 30 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_12 <400> 12 tggtggtggt ggtggttgtg gtggtggtgg 30 <210> 13 <211> 33 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_13 <400> 13 tggtggtggt ggtggttgtg gtggtggtgg tgg 33 <210> 14 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_14 <400> 14 tggtggtggt ggtggttgtg gtggtggtgg tggtgg 36 <210> 15 <211> 36 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_15 <400> 15 tggtggtggt ggtggtggtt gtggtggtgg tggtgg 36 <210> 16 <211> 39 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_16 <400> 16 tggtggtggt ggtggtggtt gtggtggtgg tggtggtgg 39 <210> 17 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_17 <400> 17 tggtggtggt ggtggtggtt gtggtggtgg tggtggtggt gg 42 <210> 18 <211> 42 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_18 <400> 18 tggtggtggt ggtggtggtg gttgtggtgg tggtggtggt gg 42 <210> 19 <211> 45 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_19 <400> 19 tggtggtggt ggtggtggtg gttgtggtgg tggtggtggt ggtgg 45 <210> 20 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_20 <400> 20 tggtggtggt ggtggtggtg gttgtggtgg tggtggtggt ggtggtgg 48 <210> 21 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_21 <400> 21 tggtggtggt ggtggtggtg gtggttgtgg tggtggtggt ggtggtgg 48 <210> 22 <211> 51 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_22 <400> 22 tggtggtggt ggtggtggtg gtggttgtgg tggtggtggt ggtggtggtg g 51 <210> 23 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_23 <400> 23 tggtggtggt ggtggtggtg gtggttgtgg tggtggtggt ggtggtggtg gtgg 54 <210> 24 <211> 54 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_24 <400> 24 tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggttg tggtggtggt ggtggtggtg gtgg 54 <210> 25 <211> 57 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_25 <400> 25 tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggttg tggtggtggt ggtggtggtg gtggtgg 57 <210> 26 <211> 60 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_26 <400> 26 tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggttg tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggtgg 60 60 <210> 27 <211> 60 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_27 <400> 27 tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggtgg ttgtggtggt ggtggtggtg gtggtggtgg 60 60 <210> 28 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> oligo_28 <400> 28 tggtggtggt ggtggtggtg gtggtggtgg ttgtggtggt ggtggtggtg gtggtggtgg 60 tgg 63

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1의 구조를 갖는 올리고뉴클레오티드 변형체:
    [화학식 1]
    (N)x-[TGG]m[TTG][TGG]n-(M)y
    (식 중, N 및 M은 독립적으로 5-위치 또는 2'-위치에 할로겐 또는 하이드록시가 결합된 디옥시우리딘(deoxyuridine,dU), 디옥시시티딘(deoxycytidine, dC), 우리딘(uridine, U) 또는 시티딘(cytidine, C)이고; x 및 y는 독립적으로 0 내지 10의 정수이고(다만, x와 y가 동시에 0인 경우는 제외), n은 1 내지 10의 정수이며; m은 1 내지 10의 정수이다).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 N 및 상기 M은 독립적으로 5-플루오로데옥시우리딘, 5-플루오로우리딘, 5-플루오로데옥시시티딘, 5-플루오로시티딘, 5-아이오도데옥시우리딘, 5-아이오도우리딘, 5-아이오도데옥시시티딘, 5-아이오도시티딘, 시토신 아라비노사이드, 2′,2′-다이플루오로데옥시시티딘, 카페시타빈 및 브로모비닐데옥시우리딘으로 이루어진 군에서 선택되는 것인, 올리고뉴클레오티드 변형체.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 구조는 하기 화학식 2 내지 화학식 34 중 어느 하나인, 올리고뉴클레오티드 변형체:
    [화학식 2]
    (N)2-[TGG]1[TTG][TGG]1,
    [화학식 3]
    (N)2-[TGG]1[TTG][TGG]2,
    [화학식 4]
    (N)2-[TGG]2[TTG][TGG]1,
    [화학식 5]
    (N)2-[TGG]2[TTG][TGG]2,
    [화학식 6]
    (N)2-[TGG]2[TTG][TGG]3,
    [화학식 7]
    (N)2-[TGG]3[TTG][TGG]2,
    [화학식 8]
    (N)2-[TGG]3[TTG][TGG]3,
    [화학식 9]
    (N)2-[TGG]3[TTG][TGG]4,
    [화학식 10]
    (N)2-[TGG]4[TTG][TGG]3,
    [화학식 11]
    (N)2-[TGG]4[TTG][TGG]4,
    [화학식 12]
    (N)2-[TGG]4[TTG][TGG]5,
    [화학식 13]
    (N)2-[TGG]5[TTG][TGG]4,
    [화학식 14]
    (N)2-[TGG]5[TTG][TGG]5,
    [화학식 15]
    (N)2-[TGG]5[TTG][TGG]6,
    [화학식 16]
    (N)2-[TGG]6[TTG][TGG]5,
    [화학식 17]
    (N)2-[TGG]6[TTG][TGG]6. ,
    [화학식 18]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)1,
    [화학식 19]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)2,
    [화학식 20]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)3,
    [화학식 21]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)4,
    [화학식 22]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)5,
    [화학식 23]
    [TGG]4[TTG][TGG]5-(M)1,
    [화학식 24]
    [TGG]4[TTG][TGG]5-(M)2,
    [화학식 25]
    [TGG]4[TTG][TGG]5-(M)3,
    [화학식 26]
    [TGG]4[TTG][TGG]5-(M)4,
    [화학식 27]
    [TGG]4[TTG][TGG]5-(M)5,
    [화학식 28]
    [TGG]4[TTG][TGG]4-(M)10,
    [화학식 29]
    (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)1,
    [화학식 30]
    (N)3-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)3,
    [화학식 31]
    (N)5-[TGG]4[TTG][TGG]4-(M)5,
    [화학식 32]
    (N)1-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)1,
    [화학식 33]
    (N)3-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)3,
    [화학식 34]
    (N)5-[TGG]4[TTG][TGG]5-(M)5.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 n은 1 내지 5의 정수이고, 상기 m은 1 내지 5의 정수인, 올리고뉴클레오티드 변형체.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 x 및 상기 y는 독립적으로 0 내지 5의 정수인(다만, 상기 x와 상기 y가 동시에 0인 경우는 제외), 올리고뉴클레오티드 변형체.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 올리고뉴클레오티드 변형체 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 암은 백혈병, 림프종, 유방암, 간암, 위암, 난소암, 자궁경부암종, 신경교종암, 대장암, 폐암, 췌장암, 전립선암, 간암, 위선암, 자궁암, 방광암, 갑상선암, 난소암, 흑색종 및 자궁경부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  8. 청구항 6에 있어서, 아텔로콜라겐 분산액 제형인 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 아텔로콜라겐 분산액은 PBS 용액 100ml에 대하여 아텔로콜라겐이 0.5 내지 5.5g 포함된 것인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  10. 청구항 6에 있어서, 상기 조성물은 졸-겔 형태 또는 패치 형태인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 아텔로콜라겐은 a) 콜라겐 함유 동물 조직을 알칼라제와 카탈라제, 펩신(Pepsin) 및 파파인(papain) 중 적어도 하나를 처리해 추출하는 단계; b) 추출된 물질을 1차 여과하고 얻어진 여액에 중성염을 첨가하여 염석하고 2차 여과하는 단계; c) 상기 2차 여과로 얻어진 콜라겐 염석물을 용해하여 지방을 흡착하고 3차 여과하는 단계; d) 상기 3차 여과 공정에서 얻어진 여액을 동결건조하여 동결건조분말을 회수하는 단계; 및 e) 상기 동결건조분말을 희염산(dil-HCl), 희초산(acetic acid) 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액에 용해시키고 농축시켜 아텔로콜라겐 용액을 제조하고, 제조된 아텔로콜라겐 용액을 폴리머 비드가 충전된 컬럼에 컬럼 베드볼륨의 5 내지 20% 부피로 주입하고, 희염산, 희초산 또는 pH4 내지 pH8의 인산염 완충액으로 전개하여 아텔로콜라겐을 회수하는 단계를 거쳐서 제조된 것인, 암 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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