KR20200069613A - Targeting compound of cancer and use thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a compound for targeting cancer. More specifically, the present invention relates to a dual mode contrast agent containing the compound for targeting cancer, a composition for diagnosing cancer, and a method for providing information for monitoring cancer. When the compound for targeting cancer according to the present invention is treated in an organ or a tissue in vivo, the compound acts on the cancer tissues to simultaneously acquire radiographic images and fluorescence images, which can be provided as images for cancer diagnosis and stag setting, and surgical guide, respectively, and thus the compound can be used in cancer diagnosis and treatment using molecular imaging techniques.

Description

암 표적용 화합물 및 이의 용도{Targeting compound of cancer and use thereof}A compound for targeting cancer and its use

본 발명은 암 표적용 화합물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제, 암 진단용 조성물 및 암 모니터링을 위한 정보제공방법에 관한 것이다.The present invention relates to a compound for cancer targets, and more particularly, to a dual mode contrast agent comprising the compound for cancer targets, a composition for diagnosis of cancer and a method for providing information for monitoring cancer.

이중 방식 조영제를 이용한 이미징은 둘 이상의 이미징 방법을 조합한 것으로, 종래 이미징 기법의 한계를 극복하기 위한 것이다. 이와 같은 한계를 극복하기 위하여, 방사성 핵종 및 근적외선 형광 염료를 결합한 조영제를 이용한 이미징 방법이 유용하게 이용될 수 있다. 핵종을 이용한 이미징(nuclear imaging)은 감도 및 조직 침투력이 우수하다는 장점이 있다. 그러나 핵종을 이용한 이미징은 획득 시간이 길고, 공간 분해능이 낮다는 한계가 있다. 다른 이미징 방법인 광학 이미징은 실시간 및 고해상도 이미지를 제공할 수 있다는 장점이 있으나, 조직 침투력이 낮다는 단점이 있다. 따라서 둘 이상의 이미징 방법을 조합한 이중 방식 이미징은 종래 이미징 방법보다 많은 이점이 있다.Imaging using a dual mode contrast agent is a combination of two or more imaging methods, and is intended to overcome the limitations of conventional imaging techniques. In order to overcome this limitation, an imaging method using a contrast agent incorporating a radionuclide and a near-infrared fluorescent dye may be useful. Nuclear imaging has the advantage of excellent sensitivity and tissue penetration. However, imaging using nuclides has limitations in that acquisition time is long and space resolution is low. Another imaging method, optical imaging, has the advantage of being able to provide real-time and high-resolution images, but has the disadvantage of low tissue penetration. Therefore, dual-type imaging combining two or more imaging methods has many advantages over conventional imaging methods.

한편, 엽산(folate)은 암세포와 정상세포가 분열 성장하는데 필수적인 영양소이고, 엽산수용체를 통해 세포 내로 흡수되어 대사된다. 엽산수용체는 여러 종류의 암세포(신장암, 난소암, 뇌하수체종양, 대장암 등)에서 과발현되므로 진단과 치료에 이용될 수 있는 매력적인 분자 표적이다.Meanwhile, folate is a nutrient essential for the division and growth of cancer cells and normal cells, and is absorbed into the cells through the folate receptor and metabolized. Folic acid receptors are attractive molecular targets that can be used for diagnosis and treatment because they are overexpressed in several types of cancer cells (renal cancer, ovarian cancer, pituitary tumor, colon cancer, etc.).

이에 본 발명자들은 전술한 바와 같은 종래 이미징 기법의 한계를 극복하기 위하여, 방사성 동위원소 및 형광물질로 표지된 암 표적용 화합물을 개발함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.Accordingly, the present inventors have completed the present invention by developing a compound for a cancer target labeled with a radioactive isotope and a fluorescent material, in order to overcome the limitations of the conventional imaging technique as described above.

따라서 본 발명의 목적은 암을 특이적으로 검출할 수 있는 암 표적용 화합물을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a compound for cancer targets capable of specifically detecting cancer.

본 발명의 다른 목적은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제, 암 진단용 조성물 및 암 표적용 화합물을 이용한 암 모니터링 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dual mode contrast agent comprising the compound for cancer targets, a composition for diagnosing cancer, and a method for monitoring cancer using a compound for cancer targets.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 형광물질, 방사성 동위원소와 결합하며 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및 엽산(folate)을 포함하는 암 표적용 화합물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a compound for a cancer target comprising a chelating ligand and folate, which is combined with a fluorescent material, a radioactive isotope, and represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2.

또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제를 제공한다.In addition, the present invention provides a dual mode contrast agent comprising the compound for cancer targets.

또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a composition for diagnosing cancer comprising the compound for cancer targeting.

또한 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for providing information for monitoring cancer, comprising the step of treating the cancer target compound with a biological sample.

본 발명에 따른 암 표적용 화합물을 생체 내 기관 또는 조직에 처리할 경우 암 조직에 흡수되므로, 방사선 영상 및 형광 영상을 동시에 취득할 수 있으며, 취득된 영상은 암 진단 및 병기 설정과 수술 가이드용 영상으로 제공될 수 있는바, 분자 이미징 기법을 적용한 암 진단 및 치료에 활용될 수 있다.When the compound for cancer target according to the present invention is treated in an organ or tissue in vivo, it is absorbed into cancer tissue, and thus radiographic images and fluorescence images can be simultaneously acquired. As it can be provided, it can be used for cancer diagnosis and treatment using molecular imaging techniques.

도 1은 본 발명에 따른 암 표적용 화합물의 화학 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 암세포 친화도 분석 결과를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포 흡수를 분석한 결과를 나타내는 도이다.
도 4 및 5는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용한 생체 내 감마 카메라 이미징 결과 및 이를 그래프화한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 광학 이미징 결과를 나타내는 도이다.
도 7은 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양을 면역 조직 화학 염색 결과를 나타내는 도이다.
도 8 및 9는 본 발명에 따른 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용하여 종양 제거 수술을 실시한 결과를 나타내는 도이다.
1 is a view showing the chemical structure of a compound for cancer target according to the present invention.
2 is a diagram showing the results of cancer cell affinity analysis of a radioactive isotope labeled cancer target compound according to the present invention.
3 is a view showing the results of analyzing the cellular uptake of the radioisotope labeled cancer target compound according to the present invention.
4 and 5 show the results of in vivo gamma camera imaging using the radioisotope labeled cancer target compound according to the present invention and the graphed results.
6 is a view showing the optical imaging results of the radioisotope labeled cancer target compound according to the present invention.
7 is a diagram showing the results of immunohistochemical staining of a tumor administered with a radioisotope labeled cancer target compound according to the present invention.
8 and 9 is a diagram showing the results of performing a tumor removal operation using a radioactive isotope labeled cancer target compound according to the present invention.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 양태에 따르면, 본 발명은 형광물질, 방사성 동위원소와 결합하며, 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및 엽산(folate)를 포함하는 암 표적용 화합물을 제공한다.According to an aspect of the present invention, the present invention provides a compound for cancer targets comprising a chelating ligand represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 and folate, which is associated with a fluorescent substance, a radioactive isotope.

본 발명에 있어서, “암(cancer)”은 악성 종양으로서 과잉성장에 의해 비정상적으로 자라난 덩어리를 의미한다. 상기 암의 예로서 전립선암, 방광암, 유방암, 자궁경부암, 대장결장암, 아교모세포종, 두경부암, 신장암, 간암, 폐암, 신경아교종, 난소암, 췌장암, 위암, 갑상선암 및 자궁암 등이 있다.In the present invention, "cancer" is a malignant tumor and refers to a mass that is abnormally grown by overgrowth. Examples of the cancer include prostate cancer, bladder cancer, breast cancer, cervical cancer, colon cancer, glioblastoma, head and neck cancer, kidney cancer, liver cancer, lung cancer, glioma, ovarian cancer, pancreatic cancer, stomach cancer, thyroid cancer, and uterine cancer.

본 발명의 일 구체예에서, 상기 암은 엽산 수용체를 발현하는 암인 것이 바람직하며, 그 예로는 폐암, 유방암, 전립선암, 결장직장암, 뇌암, 난소암, 자궁경부암, 자궁내막암, 자궁내막선암종, 비인두암, 뇌하수체암 및 갑상선 수질암으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.In one embodiment of the present invention, the cancer is preferably a cancer that expresses a folate receptor, for example, lung cancer, breast cancer, prostate cancer, colorectal cancer, brain cancer, ovarian cancer, cervical cancer, endometrial cancer, endometrial adenocarcinoma, It is preferable, but not limited to, one or more selected from the group consisting of nasopharyngeal cancer, pituitary cancer, and thyroid medulla cancer.

본 발명에 있어서, “엽산 수용체”는 엽산과 결합하여 엽산 유도체를 감소시키는 기능을 하며, 엽산 또는 엽산 유도체와 결합한 후 세포 내로 엽산을 전달하는 것을 매개하는 수용체이다. 상기 엽산 수용체는 정상 조직에서는 제한적으로 발현될 수 있으나, 종양에서는 과발현되므로, 종양 조직에 약물을 선택적으로 전달하기 위한 표적으로 이용된다.In the present invention, "folic acid receptor" is a receptor that functions to reduce folic acid derivatives by binding to folic acid, and mediates the delivery of folic acid into cells after binding to folic acid or folic acid derivatives. The folic acid receptor may be limitedly expressed in normal tissues, but is overexpressed in tumors, and thus is used as a target for selectively delivering drugs to tumor tissues.

본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 엽산을 포함하고 있는바, 종양 조직에서 과발현된 엽산 수용체와 결합한다. 종양 조직의 엽산 수용체와 결합된 암 표적용 화합물을 통해 방사선 영상 및 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the cancer target compound contains folic acid, and thus binds to a folic acid receptor overexpressed in tumor tissue. Radiographic and fluorescence images can be simultaneously acquired through a cancer target compound coupled to a folate receptor in tumor tissue.

본 발명에 있어서, “형광물질”은 특정 파장의 빛에 반응하여 발색되는 물질로서 그 종류를 제한하지 않는다. 형광물질로는 여기 상태(exited state)에서 발광하는 분자, 금속이온, 착화합물, 유기염료, 도체, 반도체, 부도체, 양자점 등이 있다.In the present invention, "fluorescent material" is a material that develops in response to light of a specific wavelength, and does not limit its type. Fluorescent materials include molecules that emit light in an excited state, metal ions, complex compounds, organic dyes, conductors, semiconductors, non-conductors, and quantum dots.

상기 형광물질의 예로서, EGFP(enhanced green fluorescent protein), ECFP(enhanced cyan fluorescent protein), EBFP(enhanced blue fluorescent protein), EYFP(enhanced yellow fluorescent protein) 및 RFP(red fluorescent protein) 등의 형광단백질이 있다.Examples of the fluorescent material include fluorescent proteins such as enhanced green fluorescent protein (EGFP), enhanced cyan fluorescent protein (ECFP), enhanced blue fluorescent protein (EBFP), enhanced yellow fluorescent protein (EYFP) and red fluorescent protein (RFP). have.

또한, 상기 형광물질의 예로서, 파이렌(Pyrene) 또는 이의 유도체, 시아닌(Cyanine, Cy) 시리즈, 알렉사플루오르(Alexa Fluor) 시리즈, 보디피(BODIPY) 시리즈, DY 시리즈, 로다민 (rhodamine) 또는 이의 유도체, 플루오레신(Fluorescein) 또는 이의 유도체, 쿠마린 (coumarin) 또는 이의 유도체, 아크리딘 호모다이머(Acridine homodimer) 또는 이의 유도체, 아크리딘 오렌지(Acridine Orange) 또는 이의 유도체, 7-아미노액티노마이신 D(7-aminoactinomycin D, 7-AAD) 또는 이의 유도체, 액티노마이신 D(Actinomycin D) 또는 이의 유도체, 에이씨엠에이(ACMA, 9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine) 또는 이의 유도체, 디에이피아이(DAPI) 또는 이의 유도체, 디하이드로에티듐(Dihydroethidium) 또는 이의 유도체, 에티듐 브로마이드(Ethidium bromide) 또는 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-1(EthD-1) 또는 이의 유도체, 에티듐 호모다이머-2(EthD-2) 또는 이의 유도체, 에티듐 모노아자이드(Ethidium monoazide) 또는 이의 유도체, 헥시디움 아이오다이드(Hexidium iodide) 또는 이의 유도체, 비스벤지마이드(bisbenzimide, Hoechst 33258) 또는 이의 유도체, 호에크스트 33342(Hoechst 33342) 또는 이의 유도체, 호에크스트 34580(Hoechst 34580) 또는 이의 유도체, 하이드로옥시스티바미딘(hydroxystilbamidine) 또는 이의 유도체, 엘디에스 751(LDS 751) 또는 이의 유도체, 프로피디움 아이오다이드(Propidium Iodide, PI) 또는 이의 유도체, 칼세인(Calcein) 또는 이의 유도체, 오레건 그린(Oregon Green) 또는 이의 유도체, 마그네슘 그린(Magnesium Green) 또는 이의 유도체, 칼슘 그린(Calcium Green) 또는 이의 유도체, JOE 또는 이의 유도체, 테트라메틸로다민(Tetramethylrhodamine) 또는 이의 유도체, TRITC 또는 이의 유도체, 탐라 (N,N,N',N'-tetrametyl-6-carboxyrhodamine , TAMRA) 또는 이의 유도체, 피로닌 Y(Pyronin Y) 또는 이의 유도체, 리싸민(Lissamine) 또는 이의 유도체, 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine) 또는 이의 유도체, 칼슘크림선(Calcium Crimson) 또는 이의 유도체, 텍사스 레드(Texas Red) 또는 이의 유도체, 나일 레드(Nile Red) 또는 이의 유도체, 티아디카복시아닌(Thiadicarbocyanine) 또는 이의 유도체, 단실아마이드(dansylamide) 또는 이의 유도체, 캐스캐이드 블루(cascade blue), DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole)일 수 있다.In addition, as examples of the fluorescent material, pyrene (Pyrene) or a derivative thereof, cyanine (Cyanine, Cy) series, Alexa Fluor (Alexa Fluor) series, bodypi (BODIPY) series, DY series, rhodamine (rhodamine) or Derivatives thereof, Fluorescein or derivatives thereof, coumarin or derivatives thereof, Acridine homodimer or derivatives thereof, Acridine Orange or derivatives thereof, 7-amino liquid Tinomycin D (7-aminoactinomycin D, 7-AAD) or derivatives thereof, Actinomycin D or derivatives thereof, ACMA, 9-amino-6-chloro-2-methoxyacridine or derivatives thereof , DAPI or derivatives thereof, Dihydroethidium or derivatives thereof, Ethidium bromide or derivatives thereof, Ethidium homodimer-1 (EthD-1) or derivatives thereof, Ethidium homo Dimer-2 (EthD-2) or derivatives thereof, Ethidium monoazide or derivatives thereof, Hexidium iodide or derivatives thereof, bisbenzimide (Hoechst 33258) or derivatives thereof , Hoechst 33342 or derivatives thereof, Hoechst 34580 or derivatives thereof, hydroxystilbamidine or derivatives thereof, LDS 751 (LDS 751) or derivatives thereof, propidium Propidium Iodide (PI) or derivatives thereof, Calcein or derivatives thereof, Oregon Green or derivatives thereof, Magnesium Green or its derivatives Conductor, Calcium Green or derivatives thereof, JOE or derivatives thereof, Tetramethylrhodamine or derivatives thereof, TRITC or derivatives thereof, Tamra (N,N,N',N'-tetrametyl-6-carboxyrhodamine , TAMRA) or derivatives thereof, Pyronin Y or derivatives thereof, Lysamine or derivatives thereof, 5-ROX (5-Carboxy-X-rhodamine) or derivatives thereof, Calcium Crimson Or derivatives thereof, Texas Red or derivatives thereof, Nile Red or derivatives thereof, Thiadicarbocyanine or derivatives thereof, dansylamide or derivatives thereof, cascade blue blue), DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole).

상기 형광물질로서 양자점이 사용될 수 있는데, 양자점은 나노크기의 Ⅱ-Ⅳ 또는 Ⅲ-Ⅴ 반도체입자가 중심을 이루고 있는 입자로, 약 2∼10nm 크기의 중심(core)과 주로 ZnS 등으로 이루어진 껍질(shell)로 구성되며, 동일한 물질이라 하더라도 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라져 다양한 파장대의 형광을 얻을 수 있다. 상기 양자점을 이루는 Ⅱ-Ⅵ 또는 Ⅲ-Ⅴ족 화합물은 CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS 및 HgTe로 구성된 군에서 선택될 수 있고, 단일 코어(core) 또는 코어(core)/쉘(shell) 형태일 수 있다.A quantum dot may be used as the fluorescent material. The quantum dot is a particle composed of nano-sized II-IV or III-V semiconductor particles, and a shell composed mainly of ZnS and the like having a core of about 2 to 10 nm. shell), even in the same material, the fluorescence wavelength varies depending on the size of the particles, so that fluorescence in various wavelength bands can be obtained. Group II-VI or III-V compounds forming the quantum dot are CdSe, CdSe/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/CdTe, ZnSe/ZnS, ZnTe/ZnSe, PbSe, PbS InAs, InP, InGaP, InGaP/ZnS and HgTe It may be selected from the group consisting of, may be a single core (core) or core (core) / shell (shell) form.

본 발명의 구체예에서는 상기 형광물질로서 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine)를 이용하였다.In a specific embodiment of the present invention, 5-ROX (5-Carboxy-X-rhodamine) was used as the fluorescent material.

본 발명에 있어서, “방사성 동위원소”는 원자핵이 불안정하여 방사선을 방출하며 안정된 원자핵으로 전환하는 동위원소로서 그 종류를 제한하지 않는다. 상기 방사성 동위원소의 예로서, 테크테늄-99m(Technetium-99m, Tc-99m), 갈륨-67, 갈륨-68, 구리-64, 구리-67, 금-198, 납-210, 니켈-63, 디스프로슘-165, 레늄-186, 레늄-188, 루비듐-82, 루테늄-177, 망가니즈-177, 몰리브데넘-99, 플루오린-18, 비스무트-213, 사마륨-153, 산소-15, 세슘-137, 셀레늄-75, 소듐-24, 스트론튬-85, 스트론튬-89, 스트론튬-90, 아메리슘-241, 아연-65, 어븀-169, 염소-36, 아이오딘-123, 아이오딘-124, 아이오딘-125, 아이오딘-129, 아이오딘-131, 우라늄-234, 우라늄-235, 은-110m, 이리듐-192, 이터븀-169, 이터븀-177, 이트륨-90, 인-32, 인-33, 인듐-111, 저마늄-68, 제논-133, 질소-13, 철-55, 카드뮴-109, 칼슘-47, 캘리포늄-252, 코발트-57, 코발트-60, 쿼륨-244,크로뮴-51, 크립톤-81, 크립톤-85, 탄소-11, 탄소-14, 탈륨-201, 탈륨-204, 토리아 텅스텐, 토륨-229, 토륨-230, 트리튬, 팔라듐-103, 포타슘-42, 폴로늄-210, 프로메튬-147, 플루토늄-238, 홀뮴-166 및 황-35 등의 치료용 방사성 동위원소가 있다.In the present invention, the "radioactive isotope" is an isotope that is unstable in the atomic nucleus, which emits radiation and converts it into a stable atomic nucleus, and does not limit its type. Examples of the radioactive isotopes include: Technetium-99m (Tc-99m), Gallium-67, Gallium-68, Copper-64, Copper-67, Gold-198, Lead-210, Nickel-63, Dysprosium-165, rhenium-186, rhenium-188, rubidium-82, ruthenium-177, manganese-177, molybdenum-99, fluorine-18, bismuth-213, samarium-153, oxygen-15, cesium- 137, selenium-75, sodium-24, strontium-85, strontium-89, strontium-90, americium-241, zinc-65, erbium-169, chlorine-36, iodine-123, iodine-124, iodine -125, Iodine-129, Iodine-131, Uranium-234, Uranium-235, Silver-110m, Iridium-192, Ytterbium-169, Ytterbium-177, Yttrium-90, Phosphorus-32, Phosphorus-33 , Indium-111, Germanium-68, Xenon-133, Nitrogen-13, Iron-55, Cadmium-109, Calcium-47, California-252, Cobalt-57, Cobalt-60, Quarium-244, Chromium-51 , Krypton-81, Krypton-85, Carbon-11, Carbon-14, Thallium-201, Thallium-204, Thoria Tungsten, Thorium-229, Thorium-230, Tritium, Palladium-103, Potassium-42, Polonium-210, There are therapeutic radioactive isotopes such as promethium-147, plutonium-238, holmium-166 and sulfur-35.

본 발명의 구체예에서는 상기 방사성 동위원소로서 테크테늄-99m(Technetium-99m, Tc-99m)을 이용하였다.In an embodiment of the present invention, as the radioactive isotope, Technium-99m (Technetium-99m, Tc-99m) was used.

본 발명의 구체예에서, 킬레이팅 리간드는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 것이 바람직하다. 상기 킬레이팅 리간드는 특히 방사성 동위원소 Tc-99m과 강력하고 안정한 킬레이션(chelation)을 보인다.In an embodiment of the present invention, the chelating ligand is preferably represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2. The chelating ligand exhibits strong and stable chelation, especially with the radioactive isotope Tc-99m.

상기 암 표적용 화합물은 암 표적 펩타이드의 형광 교란을 감소시키기 위한 스페이서를 더 포함할 수 있다. 상세하게는 상기 스페이서는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 것이 바람직하다. 또한 스페이서로서 펩타이드하이드라지노니코틴아미드(peptidehydrazinonicotinamide, HYNIC)의 접합체의 서열에 히스티딘이 삽입된 것이 사용 될 수 있다. 암 표적용 화합물에 전술한 바와 같은 스페이서를 삽입함으로써, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 종양-표적화(tumor-targeting) 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 암 표적용 화합물의 암 표적 펩타이드와 형광물질의 교란을 감소시킬 수 있다.The cancer target compound may further include a spacer for reducing fluorescence disturbance of the cancer target peptide. Specifically, the spacer is preferably represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. In addition, histidine may be used as a spacer in which histidine is inserted in the sequence of a conjugate of peptide hydrazinonicotinamide (HYNIC). By inserting a spacer as described above into the compound for cancer targeting, it is possible to improve tumor-targeting performance in vitro and in vivo. In addition, it is possible to reduce the disturbance between the cancer target peptide and the fluorescent substance of the cancer target compound.

본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 하기 구조식 1의 형태로 배열되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the compound for cancer target is preferably arranged in the form of Structural Formula 1 below.

[구조식 1][Structural Formula 1]

엽산-스페이서-킬레이팅 리간드-형광물질Folic acid-spacer-chelating ligand-fluorescent material

본 발명의 구체예에서, 상기 암 표적용 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 것이 바람직하다.In an embodiment of the present invention, the compound for cancer target is preferably represented by the following formula (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식(dual modality) 조영제를 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a dual modality contrast agent comprising the compound for cancer targeting.

본 발명 있어서, 조영제는 방사선 검사 시 영상의 대조도를 높이기 위하여 조직에 주입하는 물질로서, 이에 한정하지 않는다. 종래 조영제를 사용할 경우, 자기공명영상(MRI) 또는 컴퓨터 단층(CT) 촬영과 같은 방사선 영상만을 취득할 수 있었다. 그러나 본 발명에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제를 사용할 경우 방사선 영상과 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다.In the present invention, the contrast medium is a material injected into tissues to increase the contrast of an image during radiographic examination, but is not limited thereto. When using conventional contrast agents, only radiographic images, such as magnetic resonance imaging (MRI) or computed tomography (CT) imaging, could be obtained. However, when using the dual-contrast contrast agent containing the compound for cancer target according to the present invention, it is possible to simultaneously acquire a radiographic image and a fluorescent image.

상기 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식 조영제는 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The dual mode contrast agent comprising the compound for cancer targeting may include a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers are commonly used in formulations, such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, poly Vinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oil, but is not limited thereto.

상기 이중 방식 조영제는 개체에 비경구 방식으로 투여되는 것이 바람직하다. 비경구 투여를 하는 경우, 정맥내 주입, 근육내 주입, 관절내(intra-articular) 주입, 활액내(intra-synovial) 주입, 수망강내 주입, 간내(intrahepatic) 주입, 병변내(intralesional) 주입 또는 두 개강내(intracranial) 주입 등으로 투여할 수 있다. 상기 이중 방식 조영제의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. It is preferred that the dual mode contrast agent is administered to a subject parenterally. For parenteral administration, intravenous infusion, intramuscular infusion, intra-articular infusion, intra-synovial infusion, intramedullary infusion, intrarahepatic infusion, intralesional infusion, or It can be administered by intracranial injection. Suitable dosages of the dual mode contrast medium can be variously prescribed by factors such as the formulation method, the mode of administration, the patient's age, weight, sex, morbidity, food, time of administration, route of administration, rate of excretion, and response sensitivity. have.

상기 이중 방식 조영제를 이용하여 방사선 영상과 형광 영상을 얻는 방법은 종래의 방법에 따라 실시할 수 있다.A method of obtaining a radiographic image and a fluorescence image using the dual-contrast contrast agent may be performed according to a conventional method.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a composition for diagnosing cancer comprising the compound for targeting cancer.

본 발명에 있어서, “진단”은 의학적으로 병명·병인·병형·경중·병상의 양태, 및 예후를 판단하는 것으로서 이에 한정하지 않는다. In the present invention, "diagnosis" is not limited to medical, disease, etiology, pathology, severity, condition of the disease, and prognosis.

상기 암 진단용 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. The composition for diagnosing cancer may further include a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the active ingredients described above for administration. Pharmaceutically acceptable carriers are commonly used in formulations, such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, poly Vinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oil, but is not limited thereto.

상기 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물은 암 진단 키트로 활용될 수 있다.The composition for diagnosing cancer comprising the compound for cancer target may be used as a cancer diagnostic kit.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a method for providing information for monitoring cancer, comprising the step of treating the cancer target compound with a biological sample.

본 발명에 있어서, “생물학적 시료”는 다양한 생체 내 기관 또는 조직인 것이 바람직하다. In the present invention, "biological sample" is preferably a variety of organs or tissues in vivo.

본 발명에 따른 암 모니터링을 위한 정보제공방법은 생체 내(in vivo) 또는 시험관 내(in vitro)에서 암에 대한 위치, 예후 및 치료과정과 같은 정보를 제공하는 것이 바람직하다.It is preferable that the information providing method for cancer monitoring according to the present invention provides information such as location, prognosis and treatment process for cancer in vivo or in vitro.

상기 암 표적용 화합물이 처리된 시료는 종래 방법에 따라 감마 카메라 이미징 및 광학 이미징을 수행함으로써, 방사선 영상과 형광 영상을 동시에 취득할 수 있다. 취득된 방사선 영상과 형광 영상을 통해 암의 위치, 예후 및 치료과정 등의 모니터링에 필요한 객관적인 기초정보를 제공할 수 있으며, 의사의 임상학적 판단 또는 소견은 제외된다.The sample treated with the compound for cancer target can simultaneously acquire a radiographic image and a fluorescent image by performing gamma camera imaging and optical imaging according to a conventional method. The acquired radiographic and fluorescence images can provide objective basic information necessary for monitoring cancer location, prognosis and treatment process, and excludes clinical judgment or opinions of doctors.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention, it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not to be construed as limited by these examples.

실시예Example 1. 암 표적용 화합물의 합성 및 방사성 동위원소 표지 1. Synthesis and radioactive isotope labeling of cancer target compounds

1-1. 암 표적용 화합물의 합성 및 특성 분석1-1. Synthesis and characterization of compounds for cancer targets

본 발명에 따른 신규한 암 표적용 화합물은 형광물질, 스페이서, 킬레이팅 리간드 및 엽산을 포함하도록 제조하였다. 보다 구체적으로, 암 표적용 화합물의 수용성을 증가시키기 위하여, 형광물질은 5-ROX(5-Carboxy-X-rhodamine)를 사용하였다. 상기 스페이서는 서열번호 1(GHEG)로 표시되며, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 종양-표적화(tumor-targeting) 성능을 향상 시킬 수 있는 부위이다. 상기 킬레이팅 리간드는 방사성 동위원소를 킬레이션시키기 위한 것으로, 더 상세하게는 본 실시예에서 사용한 Tc-99m과 매우 안정한 킬레이션을 보이도록 서열번호 2(ECG)의 아미노산을 선택하였다. 또한 상기 엽산은 하기의 화학식 2로 표시되며, 암세포에서 과발현되는 엽산 수용체와 결합하여 암 표적용 조성물이 암 조직에 축적될 수 있도록 기능한다.The novel cancer target compound according to the present invention was prepared to include a fluorescent substance, a spacer, a chelating ligand, and folic acid. More specifically, in order to increase the water solubility of the compound for cancer target, 5-ROX (5-Carboxy-X-rhodamine) was used as the fluorescent material. The spacer is represented by SEQ ID NO: 1 (GHEG), and is a site capable of improving tumor-targeting performance in vitro and in vivo. The chelating ligand was used to chelate radioactive isotopes, and more specifically, amino acids of SEQ ID NO: 2 (ECG) were selected to exhibit very stable chelation with Tc-99m used in this example. In addition, the folic acid is represented by the following Chemical Formula 2, and functions to allow the composition for cancer targets to accumulate in cancer tissue by binding to a folic acid receptor overexpressed in cancer cells.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기와 같이 설계된 암 표적용 화합물(Folate-Gly-His-Glu-Gly-Glu-Cys-Gly-Lys(-5-Carboxy-X-rhodamine)-NH2, Folate-ECG-ROX)은 순도 96%가 초과되도록 Anygen, Inc.(광주, 한국)에서 합성되었다. 구체적으로, 암 표적용 화합물은 Fmoc 고상 펩타이드 합성(Fomc solid-phase peptide synthesis, Fomc-SPPS)을 사용하여 합성되었다. 펩티드 결합 수지에 DMSO 및 2M HOBt/2M DIC 중의 엽산 수화물로 처리한 후 4 시간 동안 배양하였다. 배양 후, 상기 펩티드 결합 수지에 DMF 및 2M DIEA 중의 5-ROX를 첨가하고 24 시간 동안 배양하였다. 합성된 암 표적용 화합물은 Shimadzu C18 분석 칼럼(C18, 5 ㎛, 100 Å 칼럼, 4.6 × 250 mm)이 장착된 역상 고속 액체 크로마토그래피(reverse phase high-performance liquid chromatography, RP-HPLC)를 통해 정제하였다. 상기 RP-HPLC는 농도 기울기 형성을 위하여 0 내지 70 % 아세토니트릴(acetonitrile)을 포함하는 0.1 % 트리플루오르아세트산(Trifluoroacetic acid, TFA) 수용액을 사용하였다. The cancer target compound (Folate-Gly-His-Glu-Gly-Glu-Cys-Gly-Lys(-5-Carboxy-X-rhodamine)-NH 2 , Folate-ECG-ROX) designed as above is 96% pure. Was synthesized by Anygen, Inc. (Gwangju, Korea). Specifically, the compound for cancer target was synthesized using Fmoc solid-phase peptide synthesis (Fomc-SPPS). The peptide-bound resin was treated with folic acid hydrate in DMSO and 2M HOBt/2M DIC and incubated for 4 hours. After incubation, 5-ROX in DMF and 2M DIEA was added to the peptide-binding resin and incubated for 24 hours. The synthesized compound for cancer targets is purified through reverse phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) equipped with a Shimadzu C18 analytical column (C18, 5 μm, 100 mm 2 column, 4.6 × 250 mm). Did. For the RP-HPLC, a 0.1% aqueous solution of trifluoroacetic acid (TFA) containing 0 to 70% acetonitrile was used to form a concentration gradient.

또한, 질량 분석기(AXIMA-CFR, MALDI-TOF Mass Spectrometer)를 사용하여, 정제된 암 표적용 화합물의 분자량을 확인하였다.In addition, the molecular weight of the purified compound for cancer targets was confirmed using a mass spectrometer (AXIMA-CFR, MALDI-TOF Mass Spectrometer).

합성된 암 표적용 화합물의 구조식은 도 1에 나타내었다.The structural formula of the synthesized compound for cancer targets is shown in FIG. 1.

도 1에 나타낸 바와 같이, 합성된 암 표적용 화합물은 화학식이 C83H95N21O21S1이며, 분자량은 1754.83인 것을 확인하였다.As shown in Figure 1, the synthesized cancer target compound has a chemical formula of C 83 H 95 N 21 O 21 S 1 and a molecular weight of 1754.83.

1-2. 암 표적용 화합물의 방사성 동위원소 표지1-2. Radioactive isotope labeling of compounds for cancer targets

상기 실시예 1-1에서 제조된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)을 방사성 동위원소 Tc-99m으로 표지하였다.The cancer target compound (Folate-ECG-ROX) prepared in Example 1-1 was labeled with a radioactive isotope Tc-99m.

구체적으로, 마이크로 튜브(microcentrifuge tube)에서 암 표적용 화합물(0.005 mg/ml in nitrogen purged water) 300 μl 및 주석산 나트륨(sodium tartrate)(100 mg/ml in nitrogen purged water) 300 μl을 혼합하였다.Specifically, 300 μl of a cancer target compound (0.005 mg/ml in nitrogen purged water) and 300 μl of sodium tartrate (100 mg/ml in nitrogen purged water) were mixed in a microcentrifuge tube.

제조된 화합물-함유 주석산 염 용액을 Tc-99m 과테크니튬산(Tc-99m pertechnetate)(약 1,110 MBq) 1 ml 및 염화주석(SnCl2)(1 mg/ml in nitrogen-purged 0.01 M HCl)으로 보정하였다. 보정된 용액은 95 ℃에서 15 분 동안 가열한 후 실온에서 냉각시켰다. 표지된 암 표적용 화합물의 특성 분석은 Gilson 321 HPLC 펌프(Gilson, Inc., Middleton, WI, USA), Bioscan FC-1000 방사성 검출기(Bioscan, Inc., Washington D.C., USA), Trilution LC 소프트웨어(Gilson, Inc.) 및 YMC-Triart C18 컬럼(4.6 × 100 nm; YMC, Kyoto, Japan)으로 구성된 시스템으로 수행하였다. 또한 상기 HPLC는 용매 A 및 B를 사용하였으며, 보다 상세하게는, 용매 A는 물 중 0.1 % TFA이었고, 용매 B는 아세토니트릴 중 0.1 % TFA을 사용하였다. 35 분 동안 0 내지 35 % 용매 B의 선형 구배(linear gradient)는 1 mL/min 유속으로 용출되었다. 자외선 검출기(230 nm)와 감마선 방사선 탐지기(gamma radiodetector)를 암 표적용 화합물의 모니터링에 사용하였다.The prepared compound-containing tartrate salt solution was corrected with 1 ml of Tc-99m pertechnetate (about 1,110 MBq) and tin chloride (SnCl 2 ) (1 mg/ml in nitrogen-purged 0.01 M HCl) Did. The calibrated solution was heated at 95° C. for 15 minutes and then cooled at room temperature. Characterization of the compound for labeled cancer targets was performed by Gilson 321 HPLC pump (Gilson, Inc., Middleton, WI, USA), Bioscan FC-1000 radioactive detector (Bioscan, Inc., Washington DC, USA), Trilution LC software (Gilson , Inc.) and YMC-Triart C18 column (4.6×100 nm; YMC, Kyoto, Japan). In addition, the HPLC used solvents A and B, and more specifically, solvent A was 0.1% TFA in water, and solvent B was used 0.1% TFA in acetonitrile. The linear gradient of 0-35% solvent B for 35 minutes eluted at a flow rate of 1 mL/min. An ultraviolet detector (230 nm) and a gamma radiodetector were used for monitoring compounds for cancer targets.

방사성 동위원소 표지 및 정제 결과, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)을 얻었다. 또한, radio-RP-HPLC 수행 시, 머무름 시간(Retention time)은 22.4 분이었다. 또한, 상기 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 수율 97 % 이상으로 제조되었다.As a result of radioisotope labeling and purification, a compound for cancer target (Folate-ECG-ROX) labeled with radioisotope was obtained. In addition, when performing radio-RP-HPLC, the retention time was 22.4 minutes. In addition, the radioisotope-labeled compound for cancer targets was prepared with a yield of 97% or more.

추가적으로, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물의 안정성을 분석하였다. 구체적으로, 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물(0.1 ml)을 실온(25 ℃)에서 식염수 (1 ml)와 함께, 및 37 ℃에서 인간 혈청(1 ml)과 함께 각각 배양하였다. 배양 시작 후 30 분, 1, 3 및 24 시간에 각각 꺼내어 이동상으로 식염수(Tc-99m Folate-ECG-ROX 및 유리 과테크니튬산의 Rf = 0.9-1.0; 콜로이드의 Rf = 0.0-0.1) 및 아세톤(유리 과테크니튬산의 Rf = 0.9-1.0; Tc-99m Folate-ECG-ROX 및 콜로이드의 Rf = 0.0-0.1)을 이용하는 ITLC-SG(Instant Thin Layer Chromatography-Silica Gel)를 사용하여 안정성을 분석하였다.Additionally, the stability of compounds for cancer targets labeled with radioactive isotopes was analyzed. Specifically, the radioactive isotope-labeled compound for cancer target (0.1 ml) was incubated with saline (1 ml) at room temperature (25 °C) and with human serum (1 ml) at 37 °C, respectively. Take out 30 minutes, 1, 3 and 24 hours after incubation, respectively, and take a saline solution (Tc-99m Folate-ECG-ROX and Rf = 0.9-1.0 of free pertechnitium acid; Rf = 0.0-0.1 of colloid) and acetone ( Stability was analyzed using Instant Thin Layer Chromatography-Silica Gel (ITLC-SG) using Rf = 0.9-1.0 of free pertechnitic acid; Tc-99m Folate-ECG-ROX and Rf = 0.0-0.1 of colloid).

방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물의 안정성을 분석한 결과, 식염수에서 배양된 시료의 손상되지 않은 비율은 각각 30 분, 1, 3 및 24 시간에서 97.1 ± 0.4, 96.5 ± 0.5, 94.8 ± 0.8 및 92.7 ± 1.5 %였다. 인간 혈청에서 배양된 시료의 손상되지 않은 비율은 각각 30 분, 1, 3 및 24 시간에서 96.2 ± 0.8, 96.2 ± 0.7, 93.7 ± 1.2 및 91.6 ± 1.7 %였다. 상기 결과는 본 발명에 따른 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물이 식염수 및 인간 혈청에서도 안정하다는 것을 의미한다.As a result of analyzing the stability of the compounds for cancer targets labeled with radioactive isotopes, the undamaged proportions of samples cultured in saline were 97.1 ± 0.4, 96.5 ± 0.5, 94.8 ± 0.8 at 30 minutes, 1, 3 and 24 hours, respectively. And 92.7±1.5%. The undamaged proportions of samples cultured in human serum were 96.2 ± 0.8, 96.2 ± 0.7, 93.7 ± 1.2 and 91.6 ± 1.7% at 30 minutes, 1, 3 and 24 hours, respectively. The above results indicate that the radioactive isotope-labeled compound for cancer targets according to the present invention is stable in saline and human serum.

실험예Experimental Example 1. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 암세포 결합 친화도(Tumor cell binding affinity) 측정 1.Measurement of cancer cell binding affinity of radioisotope-labeled compounds for cancer targets

실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)의 암세포 결합 친화도를 측정하기 위해 유방암 세포주인 KB 세포 및 섬유육종 세포주인 HT-1080 세포를 사용하였다. 상기 KB 세포는 엽산 수용체를 발현하는 종양 세포이며, HT-1080 세포는 엽산 수용체를 발현하지 않는 종양 세포이다. 상기 두 세포주는 5 % CO2 및 온도 37 ℃ 조건에서 RPMI 1640 배지로 배양하였다. 상기 RPMI 1640 배지는 10 % 소 태아혈청(FBS), 300 mg/l L-글루타민, 25 mM HEPES(4-(2-hydroxyethyl)-1-iperazineethanesulfonic acid) 및 25 mM 탄산수소나트륨(NaHCO3)을 포함한다.The cancer cell binding affinity of the radioisotope labeled cancer target compound (Folate-ECG-ROX) prepared in Example 1-2 was measured using breast cancer cell line KB cells and fibrosarcoma cell line HT-1080 cells. . The KB cells are tumor cells that express folate receptors, and HT-1080 cells are tumor cells that do not express folate receptors. The two cell lines were cultured in RPMI 1640 medium at 5% CO 2 and a temperature of 37°C. The RPMI 1640 medium contains 10% fetal bovine serum (FBS), 300 mg/l L-glutamine, 25 mM HEPES (4-(2-hydroxyethyl)-1-iperazineethanesulfonic acid) and 25 mM sodium hydrogen carbonate (NaHCO 3 ). Includes.

방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 KB 세포주 및 HT-1080 세포주 각각에 대한 결합 친화도는 Wu, Chunying, et al.(2007)에 따른 포화 결합 실험방법으로 수행하였다. 구체적으로, 농도가 1 X 106 cells/ml인 세포를 24웰 플레이트에 균일한 세포 밀도로 도말한 후 하룻밤동안(overnight) 배양하였다. 배양된 세포를 25 mM HEPES 및 1 % 소 혈청알부민을 포함하는 차가운 결합 버퍼(Ice-cold binding buffer)로 5 분 동안 각각 2회 세척하였다. 그 후 세척된 세포에 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 방사성 동위원소 표지된 스크렘블드 펩타이드를 각각 처리하고(0 내지 500 μM), 37 ℃에서 1 시간 동안 배양하였다. 그리고 세포를 차가운 결합 버퍼로 3 회 세척한 후 200 μl의 용해 버퍼(lysis buffer)에 용해시켰다. 용해된 세포의 세포-관련 방사능(Cell-associated radioactivity)은 1480 Wizard 3 감마 카운터(PerkinElmer Life and Analytical Sciences, Wallingford, CT, US)를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 그래프패드 프리즘(Graphpad Prism, version 5.03, GraphPad Software, La Jolla, CA ,USA) 소프트웨어의 비선형 회귀 모델을 사용하여 결합 상수(Kd) 및 최대 결합 사이트 수(Bmax)를 결정하였다. 암세포 결합 친화도 측정 결과는 도 2에 나타내었다. The binding affinity of the radioisotope-labeled cancer targeting compound to each of the KB cell line and the HT-1080 cell line was performed by a saturated binding experiment method according to Wu, Chunying, et al. (2007). Specifically, cells with a concentration of 1 X 10 6 cells/ml were plated at a uniform cell density in a 24-well plate and then cultured overnight. The cultured cells were washed twice each for 5 minutes with ice-cold binding buffer containing 25 mM HEPES and 1% bovine serum albumin. Thereafter, the washed cells were treated with radioisotope-labeled compounds for cancer targets and radioisotope-labeled scrambled peptides (0 to 500 μM), respectively, and incubated at 37° C. for 1 hour. Then, the cells were washed 3 times with cold binding buffer and then lysed in 200 μl of lysis buffer. Cell-associated radioactivity of lysed cells was measured using a 1480 Wizard 3 gamma counter (PerkinElmer Life and Analytical Sciences, Wallingford, CT, US). The measurement result was determined using a nonlinear regression model of Graphpad Prism (version Graph3, GraphPad Software, La Jolla, CA, USA) software to determine the binding constant (K d ) and the maximum number of binding sites (B max ). The results of measuring the cancer cell binding affinity are shown in FIG. 2.

도 2에 나타낸 바와 같이, 유방암 세포주인 KB 세포에 대한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 결합 상수(Kd)는 6.9 ± 0.9 nM(최대 결합 사이트 수(Bmax) = 243.9 ± 5.9, 도 2A)임을 확인하였다. 이와 대조적으로, 섬유육종 세포주인 HT-1080 세포에 대한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 결합 상수(Kd)는 4340 ± 3352 nM(Bmax = 1621 ± 1142, 도 2B)이었다(p<0.005). 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 엽산 수용체를 발현하는 암 세포에 대해 결합 친화력이 매우 높다는 것을 의미한다.As shown in FIG. 2, the binding constant (K d ) of the radioisotope-labeled compound for cancer targets against the breast cancer cell line KB cell is 6.9 ± 0.9 nM (maximum number of binding sites (B max ) = 243.9 ± 5.9, FIG. 2A). In contrast, the binding constant (K d ) of the radioisotope labeled cancer target compound for the fibrosarcoma cell line HT-1080 cells was 4340 ± 3352 nM (B max = 1621 ± 1142, Figure 2B) (p< 0.005). The above results indicate that the radioisotope labeled cancer target compound has a very high binding affinity to cancer cells expressing folate receptors.

실험예Experimental Example 2. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포 흡수(Cellular uptake) 분석 2. Cellular uptake analysis of radioisotope labeled cancer target compounds

실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물(Folate-ECG-ROX)의 세포 흡수 측정을 위해, 공초점 현미경(Confocal microscopy)을 사용하였다.To measure the cellular uptake of the radioisotope labeled cancer target compound (Folate-ECG-ROX) prepared in Example 1-2, a confocal microscopy (Confocal microscopy) was used.

먼저 유방암 세포주인 KB 세포(1 X 105 cells/well)를 커버 슬립 슬라이드에서 배양하였다(온도 37 ℃, 24 시간). KB 세포의 배지를 제거한 후 농도 200 μM인 방사성 동위원소로 표지된 암 표적용 화합물을 포함하는 무 혈청 배지 500 μl로 교체하여 배양하였다(37 ℃, 1시간). 배양된 KB 세포를 인산완충식염수(phosphate-buffered saline, PBS)로 3 회 세척하여 결합되지 않은 펩타이드를 제거하였다. 커버 슬립을 형광 결합 배지(Fluorescent mounting medium, Dako, Glostrup, Denmark)를 포함하는 슬라이드 상에 놓았다. 공초점 레이저 스캐닝 현미경은 100X 오일 침지 렌즈(Oil immersion lens) FV1200 공초점 현미경(Olympus, Pittsburgh, PA, USA)을 이용하였다. 전술한 방법과 동일한 방법으로, 섬유육종 세포주인 HT-1080을 사용하여 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 세포흡수를 분석하였다. 상기 세포 흡수 측정 결과는 도 3에 나타내었다. First, the breast cancer cell line KB cells (1 X 10 5 cells/well) were cultured on a cover slip slide (temperature 37° C., 24 hours). After removing the medium of KB cells, the cells were cultured by replacing with 500 μl of serum-free medium containing a compound for cancer target labeled with a radioactive isotope having a concentration of 200 μM (37° C., 1 hour). The cultured KB cells were washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) to remove unbound peptide. The cover slip was placed on a slide containing a fluorescent binding medium (Fluorescent mounting medium, Dako, Glostrup, Denmark). A confocal laser scanning microscope was used with a 100X Oil immersion lens FV1200 confocal microscope (Olympus, Pittsburgh, PA, USA). In the same manner as described above, the cell uptake of the radioisotope labeled cancer target compound was analyzed using the fibrosarcoma cell line HT-1080. The cell uptake measurement results are shown in FIG. 3.

도 3에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물과 합께 배양한 KB 세포는 세포막 및 세포질에서 강한 형광이 확인되었다. 반면에, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물과 함께 배양한 HT-1080 세포는 형광이 매우 약한 것을 확인하였다. 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체를 발현하는 암 세포에서 세포 흡수율이 매우 높다는 것을 의미한다.As shown in FIG. 3, strong fluorescence was observed in the cell membrane and cytoplasm of the KB cells cultured together with the radioisotope-labeled cancer target compound. On the other hand, it was confirmed that HT-1080 cells cultured with a radioisotope-labeled cancer target compound were very weak in fluorescence. The above results indicate that the radioisotope-labeled cancer target compound has a very high cell uptake rate in cancer cells expressing folate receptors.

실험예Experimental Example 3. 종양 보유 마우스 모델에서 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체 내(in vivo) 감마 카메라 3. In vivo gamma camera of radioisotope labeled cancer target compound in tumor bearing mouse model 이미징Imaging (Gamma camera imaging) 및 경쟁 효과 분석(Gamma camera imaging) and competitive effect analysis

마우스는 16 내지 18 g인 6주령의 암컷 흉선 누드마우스(BALB/c nu/nu)를 사용하였다. 상기 마우스는 케이지에서 사육하였으며, 수돗물 및 음식을 제공하였다. 일반적인 설치류의 식이는 엽산을 다량 함유하고 있다. 그러므로 본 실험에 사용한 마우스는 혈청의 엽산 농도를 생리학적 범위로 감소시키기 위하여, 3 주 동안 엽산을 포함하지 않는 사료(TD.95247, Harlan Laboratories, Indianapolis, IN, USA)를 급이하였다. The mouse used was a female thymic nude mouse (BALB/c nu/nu), 6 weeks of age, 16 to 18 g. The mice were bred in cages and provided with tap water and food. The diet of common rodents is high in folic acid. Therefore, the mice used in this experiment were fed with folic acid-free diet (TD.95247, Harlan Laboratories, Indianapolis, IN, USA) for 3 weeks in order to reduce the serum folic acid concentration to the physiological range.

상기 마우스의 배면 흉부의 우측 및 좌측에 각각 0.1 ml의 PBS에 포함된 1 × 107 KB(FR-positive) 세포 및 HT-1080(FR-negative,as an internal reference) 세포를 피하 접종하였다. 접종 후 약 14일 동안 사육하여 종양 보유 마우스를 제조하였다. 제조된 종양 보유 마우스의 흉부에 형성된 종양의 수직 치수는 400 내지 550 mm3로 측정되었다.The mice were inoculated subcutaneously with 1×10 7 KB (FR-positive) cells and HT-1080 (FR-negative, as an internal reference) cells contained in 0.1 ml PBS, respectively, on the right and left sides of the rear chest. After inoculation, the mice were kept for about 14 days to prepare tumor-bearing mice. The vertical dimension of the tumor formed in the chest of the prepared tumor bearing mouse was measured to be 400 to 550 mm 3 .

상기 종양 보유 마우스를 사용하여, 상기 실시예 1-2에서 제조한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체 내 감마 카메라 이미징을 수행하였다. 보다 구체적으로, 종양 보유 마우스에 55.5 MBq의 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 꼬리 정맥에 주사한 후 감마카메라(Vertex; ADAC Laboratories, Milpitas, CA, USA)를 사용하여 종양 보유 마우스의 생체 내 이미징을 수행하였다. 감마 카메라 이미지는 주사 후 1, 2 및 3 시간 후 획득한 것이며, 획득시간(acquisition times)은 120초이다. 획득한 감마 카메라 이미지에서 관심 부위(regions of interest, ROIs, 15 X 15 pixels)는 흉벽의 종양 부위에 그렸다. 또한 정상 근육 흡수 측정(normal muscle uptake measurement)을 위한 관심 부위는 왼쪽 팔 근육에서 추출하였다. 결정된 관심 부위 내의 픽셀 당 평균 암세포수를 측정하였으며, 타겟(종양)-비타겟(정상근육) 흡수 비율을 계산하였다.Using the tumor-bearing mouse, in vivo gamma camera imaging of the radioisotope-labeled cancer target compound prepared in Example 1-2 was performed. More specifically, after injecting 55.5 MBq of a radioactive isotope labeled cancer target compound into a tail vein in a tumor-bearing mouse, the tumor-bearing mouse is in vivo using a gamma camera (Vertex; ADAC Laboratories, Milpitas, CA, USA). Imaging was performed. Gamma camera images were acquired 1, 2 and 3 hours after injection, and acquisition times were 120 seconds. In the obtained gamma camera image, regions of interest (ROIs, 15 X 15 pixels) were drawn on the tumor region of the chest wall. In addition, the region of interest for normal muscle uptake measurement was extracted from the left arm muscle. The average number of cancer cells per pixel in the determined region of interest was measured, and the target (tumor)-non-target (normal muscle) absorption ratio was calculated.

또한, 상기 실시예 1-2에서 제조된 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 엽산 수용체에 특이적으로 결합하여 유리 엽산과 경쟁할 수 있는지를 평가하였다. 구체적으로, 실시예 1-2에서 제조된 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 유리 엽산(4 mM, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 약 20 배에 해당하는 농도)을 종양 보유 마우스의 꼬리 정맥에 주사하였으며, 주사 후 1, 2 및 3 시간 후 감마 카메라 이미징을 수행하였다.In addition, it was evaluated whether the radioisotope-labeled cancer target compound prepared in Example 1-2 can specifically bind to a folic acid receptor and compete with free folic acid. Specifically, the radioisotope-labeled cancer target compound and free folic acid (4 mM, a concentration corresponding to about 20 times the radioisotope-labeled cancer target compound) prepared in Examples 1-2 of tumor-bearing mice were prepared. The tail vein was injected and gamma camera imaging was performed 1, 2 and 3 hours after injection.

생체 내 감마 카메라 이미징 및 경쟁 효과를 분석한 결과는 도 4 및 5에 나타내었다.The results of analyzing in vivo gamma camera imaging and competitive effects are shown in FIGS. 4 and 5.

도 4 및 5에 나타낸 바와 같이, 신장에서 가장 강한 활성이 관찰되었는데, 이는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 신장을 통해 배설된다는 것을 의미한다. 또한 종양 보유 마우스에서, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체 양성 KB 세포에 축적된 것을 확인하였다(도 4A, 화살표). 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 타겟(종양)-비타겟(정상근육) 흡수 비율은 시간에 따라 증가하는 경향을 보였다(각각 1, 2 및 3 시간에서 3.4 ± 0.4, 4.4 ± 0.7 및 6.6 ± 0.8). 이와는 대조적으로, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 엽산 수용체 음성인 HT-1080 세포에는 축적되지 않는 것을 확인하였으며(도 4, 화살표 헤드), 타겟(종양)-비타겟(근육) 흡수 비율은 KB 세포보다 유의하게 낮았다(p<0.05)(도 5).As shown in Figures 4 and 5, the strongest activity in the kidney was observed, which means that the radioisotope labeled cancer target compound is excreted through the kidney. In addition, in tumor-bearing mice, it was confirmed that the radioisotope-labeled cancer target compound accumulated in folate receptor-positive KB cells (FIG. 4A, arrow). The target (tumor)-non-target (normal muscle) uptake ratio of radioisotope-labeled compounds for cancer targets tended to increase with time (3.4 ± 0.4, 4.4 ± 0.7 and 6.6 at 1, 2 and 3 hours, respectively). ± 0.8). In contrast, it was confirmed that the radioisotope-labeled cancer target compound does not accumulate in folate receptor-negative HT-1080 cells (Fig. 4, arrow head), and the target (tumor)-non-target (muscle) uptake ratio is It was significantly lower than KB cells (p<0.05) (FIG. 5 ).

또한 유리 엽산과 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 경쟁 효과를 평가한 결과, KB 세포의 흡수가 유의하게 감소하였다(종양-정상 근육 섭취 비율은 1, 2 및 3 시간에서 각각 2.6 ± 0.3, 2.9 ± 0.5 및 2.8 ± 0.3, 그림 4B, 화살표). 상기 결과는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 및 과량의 유리 엽산을 함께 주입하는 것이 KB 세포에서 상기 암 표적용 화합물 내 동위원소의 흡수를 억제한다는 것을 의미한다(도 5). In addition, as a result of evaluating the competitive effect of the free folic acid and the radioisotope-labeled compound for cancer targets, the absorption of KB cells was significantly decreased (tumor-normal muscle uptake ratio was 2.6±0.3 at 1, 2 and 3 hours, respectively). 2.9 ± 0.5 and 2.8 ± 0.3, Figure 4B, arrows). The results indicate that injecting a radioisotope labeled cancer target compound and excess free folic acid together inhibits the uptake of isotopes in the cancer target compound in KB cells (FIG. 5 ).

실험예Experimental Example 4. 종양 보유 마우스 모델을 사용한 생체 외( 4. In vitro using a tumor-bearing mouse model ( ex ex vivovivo ) 광학 ) Optical 이미징Imaging (Optical imaging) 및 사후(Postmortem) 연구(Optical imaging) and postmortem research

상기 실험예 2 및 3을 수행한 후 종양 보유 마우스로부터 종양 및 장기를 절제하였다. 절제된 종양 및 장기는 형광 이미징 시스템(FOBI-10BR, Neoscience, Suwon, Korea)을 사용하여 생체 외 광학 이미징되었다. 본 발명에서 이용한 형광물질인 ROX의 방출 밴드는 520 내지 675 nm이다. 광학 이미징 수행 시 노출 시간은 이미지 당 2.5 초이며, 획득한 이미지는 전용 소프트웨어를 사용하여 분석하였다.After performing Experimental Examples 2 and 3, tumors and organs were excised from tumor bearing mice. Resected tumors and organs were optically imaged in vitro using a fluorescence imaging system (FOBI-10BR, Neoscience, Suwon, Korea). The emission band of the fluorescent material ROX used in the present invention is 520 to 675 nm. When performing optical imaging, the exposure time was 2.5 seconds per image, and the acquired images were analyzed using dedicated software.

또한 사후 연구를 위하여, 생체 외 광학 이미징 후 종양은 두 부분으로 나누었다. 각 조각은 생체분포 연구 또는 공초점 현미경 분석에 무작위로 사용하였다. 상기 공초점 현미경 분석을 위한 조각은 최적 절삭 온도 임베딩 화합물(embedding compound)에서 즉시 동결시켜 준비하였다. 생체 외 광학 이미징 결과는 도 6에 나타내었다. In addition, for post-mortem studies, tumors were divided into two parts after in vitro optical imaging. Each piece was used randomly for biodistribution studies or confocal microscopy analysis. Pieces for the confocal microscopy analysis were prepared by immediately freezing in an optimal cutting temperature embedding compound. The in vitro optical imaging results are shown in FIG. 6.

도 6에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물은 건강한 기관인 신장에서 형광 활성을 나타냈으며, 이는 상기 화합물이 신장을 통해 배설된다는 것을 의미한다. 또한, KB 종양에서 형광물질인 ROX의 형광 활성이 높게 검출되었으며(화살표), HT-1080 종양에서 형광 활성이 약하게 검출되었다(화살표 헤드).As shown in Figure 6, the radioisotope-labeled compound for cancer targets exhibited fluorescence activity in the kidney, a healthy organ, which means that the compound is excreted through the kidney. In addition, the fluorescence activity of the fluorescent substance ROX was detected high in the KB tumor (arrow), and the fluorescence activity was weakly detected in the HT-1080 tumor (arrow head).

실험예Experimental Example 5. 종양 보유 마우스 모델을 사용한 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물의 생체분포(Biodistribution) 5. Biodistribution of radioisotope labeled cancer target compounds using tumor bearing mouse models

방사성 동위원소 표지된 암 표적 화합물의 생체분포를 확인하기 위하여 상기 실험예 4의 장기를 사용하였다. 구체적으로, 상기 실험예 4의 장기는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 투여한지 3 시간 후 희생된 종양 보유 마우스의 것이다. 상기 실험예 4의 장기는 사전에 측정된 감마 카운터 튜브(Gamma counter tube)에 각각 담았다. 각 장기의 방사능은 감마 카운터(1480 Wizard 3, PerkinElmer Life and Analytical Sciences)로 측정하였다. 분당 카운트(counter per minute)는 감쇠 보정(Decay correction)하였고, 보정된 결과는 조직의 무게 당 투여량의 백분율(Percentage injected dose per gram of wet tissue ,%ID/g)로 나타내었다. 암 표적용 화합물의 생체 분포 값(% ID/g)을 표 1에 나타내었다.The organ of Experimental Example 4 was used to confirm the biodistribution of the radioisotope-labeled cancer target compound. Specifically, the organ of Experimental Example 4 is the tumor bearing mouse sacrificed 3 hours after the administration of the radioisotope-labeled cancer target compound. The organs of Experimental Example 4 were each stored in a previously measured gamma counter tube. Radioactivity of each organ was measured by a gamma counter (1480 Wizard 3, PerkinElmer Life and Analytical Sciences). The counts per minute were decay correction, and the corrected results were expressed as the percentage of dose per gram of wet tissue (% ID/g). Table 1 shows the biodistribution values (% ID/g) of the cancer target compound.

장기long time 조직의 무게 당 투여량 (%ID/g) (SD)Dose per weight of tissue (%ID/g) (SD) 1 시간 후 After 1 hour 3 시간 후3 hours later 폐 (Lung, Lu)Lung, Lu 2.75(1.28)2.75 (1.28) 1.06(0.08)1.06 (0.08) 심장 (Heart, Hr)Heart (Hart) 1.57(0.43)1.57 (0.43) 0.45(0.16)0.45 (0.16) 혈액 (Blood)Blood 6.21(2.74)6.21 (2.74) 2.44(0.17)2.44 (0.17) 간 (Liver, Lv)Liver (Lv) 2.89(1.35)2.89 (1.35) 2.02(0.82)2.02 (0.82) 위 (Stomach, St)Stomach, St 2.27(0.89)2.27 (0.89) 2.11(1.12)2.11 (1.12) 대장 (Colon, Co)Colon (Colon, Co) 1.25(0.47)1.25 (0.47) 0.35(0.02)0.35 (0.02) 신장 (Kidney, Kd)Kidney (Kdney) 20.03(6.54)20.03 (6.54) 10.52(2.63)10.52 (2.63) 근육 (Muscle, Mu)Muscle (Muscle, Mu) 1.68(1.61)1.68 (1.61) 0.46(0.10)0.46 (0.10) KB 종양(엽산 수용체 양성)KB tumor (folate receptor positive) 2.50(0.80)2.50 (0.80) 4.08(1.16)4.08 (1.16) HT-1080 종양(엽산 수용체 음성)HT-1080 tumor (folate receptor negative) 0.94(0.93)0.94 (0.93) 0.78(0.25)0.78 (0.25)

표 1에 나타낸 바와 같이, 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 투여 시 신장의 생체분포 값이 가장 높았다. 정상 조직의 활성의 감소로 인하여, 상기 화합물을 투여한지 3 시간 후 생체분포 값이 감소한 것을 확인하였다. 반면에, 염산 수용체 양성인 KB 종양에서는 생체분포 값이 증가하였다.As shown in Table 1, when the radioisotope labeled cancer target compound is administered, the biodistribution value of the kidney is highest. Due to the decrease in the activity of normal tissues, it was confirmed that the biodistribution value decreased 3 hours after administration of the compound. On the other hand, the biodistribution value increased in the hydrochloric acid receptor positive KB tumor.

실험예Experimental Example 6. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양의 면역 조직 화학 염색(Immunohistochemistry staining) 6. Immunohistochemistry staining of tumors administered with a radioisotope labeled cancer target compound.

방사성 동위원소 표지된 암 표적 화합물이 투여된 종양을 면역 조직 화학 염색하기 위하여 상기 실험예 4의 동결된 종양(KB 종양 및 HT-1080 종양)을 사용하였다. 구체적으로 상기 실험예 4의 동결된 종양은 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 투여한지 3시간 후 희생된 종양 보유 마우스의 것이다. 동결된 종양 조직을 10 μm 두께로 절삭하여 절편을 제조하였다. 제조된 절편을 완전히 건조시킨 후, 4 % 포름알데하이드(in PBS)를 사용하여 슬라이드에 고정시켰다. 상기 슬라이드를 차가운 100 % 메탄올과 함께 -20 ℃에서 10 분 동안 배양하였다. 그 후 슬라이드에 고정된 절편을 5% 염소 혈청(goat serum)으로 실온에서 30 분간 블로킹(blocking)시켰다. 블로킹된 절편을 1차 항체(마우스 항-FR 항체, sc-5155219, 1:100 dilution; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA)를 처리하여 실온에서 1시간동안 배양하였다. 배양 후 PBS로 세척하였으며, 2차 항체(Alexa Fluor® 488-conjugated goat anti-Armenian hamster secondary antibody, 1:100; Jackson Immuno Research Inc., West Grove, PA, USA)와 항온배양 하였다. 2차 항체와 배양된 슬라이드를 DAPI(4',6-diamidino-2-phenylindole, Invitrogen, Calsbad, CA, USA)가 포함된 Prolong® Gold Antifade Reagent로 덮어 공초점 레이저 스캐닝 하였다. 상기 공초점 레이저 스캐닝은 60x 오일 침지렌즈가 장착된 FV1200 공초점 현미경(Olympus)으로 수행하였다. 획득한 모든 이미지는 동일한 노출시간으로 촬영하였으며, 밝기 및 대비 조정은 동일하게 적용하였다. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 투여된 종양의 면역 조직 화학 염색(Immunohistochemistry staining) 결과는 도 7에 나타내었다. The frozen tumors of Experimental Example 4 (KB tumors and HT-1080 tumors) were used to immunohistochemically stain tumors to which the radioisotope labeled cancer target compound was administered. Specifically, the frozen tumor of Experimental Example 4 is that of a tumor-bearing mouse sacrificed 3 hours after administration of a radioisotope-labeled cancer target compound. Frozen tumor tissue was cut to a thickness of 10 μm to prepare sections. After the prepared sections were completely dried, they were fixed to slides using 4% formaldehyde (in PBS). The slides were incubated for 10 min at -20 °C with cold 100% methanol. Then, the sections fixed to the slides were blocked with 5% goat serum for 30 minutes at room temperature. Blocked sections were incubated with primary antibody (mouse anti-FR antibody, sc-5155219, 1:100 dilution; Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA) for 1 hour at room temperature. After incubation, it was washed with PBS and incubated with a secondary antibody (Alexa Fluor® 488-conjugated goat anti-Armenian hamster secondary antibody, 1:100; Jackson Immuno Research Inc., West Grove, PA, USA). Secondary antibody and cultured slides were covered with Prolong® Gold Antifade Reagent containing DAPI (4',6-diamidino-2-phenylindole, Invitrogen, Calsbad, CA, USA) to perform confocal laser scanning. The confocal laser scanning was performed with an FV1200 confocal microscope (Olympus) equipped with a 60x oil immersion lens. All acquired images were taken at the same exposure time, and the brightness and contrast adjustments were applied identically. The results of immunohistochemistry staining of tumors administered with a radioisotope labeled cancer target compound are shown in FIG. 7.

도 7에 나타낸 바와 같이, KB 종양 조직 내에서 강한 형광이 검출되었으며, 검출된 형광은 ROX 및 항-FR 항체로부터 기인한 것이다. 반면에, HT-1080 종양 조직 내에서는 ROX 및 항-FR 항체로 인한 형광이 약하게 검출되었다.As shown in FIG. 7, strong fluorescence was detected in the KB tumor tissue, and the detected fluorescence originated from ROX and anti-FR antibodies. On the other hand, fluorescence due to ROX and anti-FR antibodies was weakly detected in HT-1080 tumor tissue.

실험예Experimental Example 7. 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 사용한 생체 내 광학 7. In vivo optics using compounds for radioactive isotope labeled cancer targets 이미징Imaging (( In In vivovivo optical imaging) 및 이를 이용한 종양 제거 수술 optical imaging) and tumor removal surgery using the same

방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물을 이용한 생체 내 광학 이미징이 수술 중 종양 보유 마우스의 종양을 안내할 수 있는지 평가하였다. 구체적으로, 복막 암(peritoneal carcinomatosis)을 보유한 마우스는 KB 세포 1 x 107(in 0.1 ml PBS)를 마우스의 복강 내 주사한 후 10 일 동안 사육하여 준비하였다. 준비된 복막 암 보유 마우스는 수술 직전에 마취시키고(복막 내 주사, ketamine[60 mg/kg]/xylazine[5 mg/kg]), 형광 영상 시스템(FOBI-10BR, Neoscience, 수원, 한국) 하에서 ROX의 형광을 검출(피크 흡수 파장=575 nm, 피크 방출 파장=602 nm)하며 수술을 수행하였다. 수술 종료 후, 마우스 및 절제된 종양의 광학 이미징을 수행하였다. 생체 내 광학 이미징을 이용한 종양 제거 수술 과정 및 결과는 도 8 및 9에 나타내었다.It was evaluated whether in vivo optical imaging with a radioisotope labeled cancer target compound can guide tumors in tumor bearing mice during surgery. Specifically, mice with peritoneal carcinomatosis were prepared by intraperitoneal injection of KB cells 1 x 10 7 (in 0.1 ml PBS) for 10 days after intraperitoneal injection of mice. Prepared peritoneal cancer-bearing mice were anesthetized immediately prior to surgery (intraperitoneal injection, ketamine [60 mg/kg]/xylazine [5 mg/kg]) and ROX under a fluorescence imaging system (FOBI-10BR, Neoscience, Suwon, Korea). Fluorescence was detected (peak absorption wavelength=575 nm, peak emission wavelength=602 nm) and surgery was performed. After surgery, optical imaging of mice and resected tumors was performed. The surgical procedure and results of tumor removal using in vivo optical imaging are shown in FIGS. 8 and 9.

도 8 및 9에 나타낸 바와 같이, 복막 암을 보유한 마우스의 형광 이미징을 통해 복강 내에 종양이 전이된 것을 확인하였다(도 8A, 화살표). 또한 생체 내 광학 이미징을 통해 종양이 제거된 것을 확인하였다(도 9). 다만 표면에 위치하는 복막 암은 제거하였으나, 작은 종양이 제거되지 않은 것을 알 수 있다(도 8B). 수술 후 광학 이미징을 수행한 결과, 절제된 종양은 정상 근육보다 강한 형광을 나타내는 것을 확인하였다(도 8C).8 and 9, it was confirmed that the tumor metastasized in the abdominal cavity through fluorescence imaging of mice bearing peritoneal cancer (FIG. 8A, arrow). In addition, it was confirmed that the tumor was removed through in vivo optical imaging (FIG. 9 ). However, it was found that the peritoneal cancer located on the surface was removed, but the small tumor was not removed (FIG. 8B ). As a result of performing optical imaging after surgery, it was confirmed that the excised tumor showed stronger fluorescence than normal muscles (FIG. 8C).

종합적으로 본 발명자들은 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물이 암 조직에 투여되었을 때 흡수 비율과 생체분포 값이 높다는 것을 확인하였다. 이는 방사성 동위원소 표지된 암 표적용 화합물 투여 시 방사선 영상과 형광 영상을 함께 얻을 수 있다는 것을 의미하는 바, 본 발명의 암 표적용 화합물은 영상의학, 암 진단 및 치료 분야에서 다양하게 활용될 수 있다.Overall, the present inventors have confirmed that the radioisotope labeled cancer target compound has a high absorption rate and biodistribution value when administered to cancer tissue. This means that when radioactive isotope-labeled compounds for cancer targets are administered, radiographic images and fluorescence images can be obtained together. .

이상, 본 발명내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다. As described above, since a specific part of the present invention has been described in detail, it is obvious to those skilled in the art that this specific technique is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

<110> Wonkwang University Center for Industry-Academy Cooperation <120> Targeting compound of cancer and use thereof <130> 1-111P <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> spacer <400> 1 Gly His Glu Gly 1 <210> 2 <211> 3 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> chelating ligand <400> 2 Glu Cys Gly 1 <110> Wonkwang University Center for Industry-Academy Cooperation <120> Targeting compound of cancer and use thereof <130> 1-111P <160> 2 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 4 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> spacer <400> 1 Gly His Glu Gly One <210> 2 <211> 3 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> chelating ligand <400> 2 Glu Cys Gly One

Claims (10)

형광물질,
방사성 동위원소와 결합하며 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 킬레이팅 리간드 및
엽산(folate)을 포함하는, 암 표적용 화합물.
Fluorescent,
A chelating ligand represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, which is associated with a radioactive isotope and
A compound for targeting cancer, comprising folate.
제1항에 있어서,
상기 형광물질은 발광 분자, 형광 단백질, 금속이온, 착화합물, 유기염료, 도체, 반도체, 부도체, 양자점 또는 양자선인, 암 표적용 화합물.
According to claim 1,
The fluorescent material is a light-emitting molecule, a fluorescent protein, a metal ion, a complex, an organic dye, a conductor, a semiconductor, a nonconductor, a quantum dot or a quantum ray, a compound for cancer targeting.
제1항에 있어서,
상기 암은 폐암, 유방암, 전립선암, 결장직장암, 뇌암, 난소암, 자궁경부암, 자궁내막암, 자궁내막선암종, 비인두암, 뇌하수체암 및 갑상선 수질암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 이상인, 암 표적용 화합물.
According to claim 1,
The cancer is for cancer targets, at least one selected from the group consisting of lung cancer, breast cancer, prostate cancer, colorectal cancer, brain cancer, ovarian cancer, cervical cancer, endometrial cancer, endometrial carcinoma, nasopharyngeal cancer, pituitary cancer and thyroid medulla cancer compound.
제1항에 있어서,
상기 암 표적용 화합물은 표적 펩타이드의 형광 교란을 감소시키기 위한 스페이서를 더 포함하는, 암 표적용 화합물.
According to claim 1,
The cancer target compound further comprises a spacer for reducing fluorescence disturbance of the target peptide, a cancer target compound.
제4항에 있어서,
상기 스페이서는 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는, 암 표적용 화합물.
The method of claim 4,
The spacer is represented by the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, a cancer target compound.
제4항에 있어서,
상기 암 표적용 화합물은 구조식 1의 형태로 배열되는 것인, 암 표적용 화합물.
[구조식 1]
엽산-스페이서-킬레이팅 리간드-형광물질
The method of claim 4,
The cancer target compound is to be arranged in the form of structural formula 1, a cancer target compound.
[Structural Formula 1]
Folic acid-spacer-chelating ligand-fluorescent material
제4항에 있어서,
상기 암 표적용 화합물은 화학식 1로 표시되는 것인, 암 표적용 화합물.
[화학식 1]
Figure pat00003

The method of claim 4,
The compound for cancer targets is represented by Formula 1, a compound for cancer targets.
[Formula 1]
Figure pat00003

제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 이중 방식(dual modality) 조영제.
A dual modality contrast agent comprising a compound for a cancer target according to any one of claims 1 to 7.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 포함하는 암 진단용 조성물.
A composition for diagnosing cancer comprising the compound for cancer target according to any one of claims 1 to 7.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 암 표적용 화합물을 생물학적 시료에 처리하는 단계를 포함하는 암 모니터링을 위한 정보제공방법.A method for providing information for cancer monitoring, comprising the step of treating a compound for a cancer target according to any one of claims 1 to 7 in a biological sample.
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