KR20220052465A - Cell Penetrating Peptide-linker-anti-cancer drug and Pharmaceutical composition for prevention or treatment of colorectal cancer containing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a cell penetrating peptide-linker-anticancer drug conjugate for treating colorectal cancer, and a pharmaceutical composition, for preventing or treating colorectal cancer, comprising the same. Particularly, the conjugate, in which octaarginine (R8) CPP is bound with oxaliplatin by means of a heterogeneous linker, exhibits effective cellular uptake and strong cytotoxicity effect against colorectal cancer cells, and thus is effective in treating colorectal cancer.

Description

세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체 및 이를 포함하는 대장암 예방 또는 치료용 약학 조성물{Cell Penetrating Peptide-linker-anti-cancer drug and Pharmaceutical composition for prevention or treatment of colorectal cancer containing the same}Cell penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugate and a pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising the same

본 발명은 대장암 치료를 위한 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체 및 이를 포함하는 대장암 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 옥타아르기닌(R8) CPP를 이질성 링커를 통해 옥살리플라틴과 결합한 형태의 접합제로서, 이는 효율적인 세포 흡수 및 대장암 세포에 대한 세포독성 효과가 강한 바, 대장암 치료에 효과적이다.The present invention relates to a cell-penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugate for the treatment of colorectal cancer and a pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising the same, specifically, in a form in which octaarginine (R8) CPP is combined with oxaliplatin through a heterogeneous linker As a binding agent, it is effective in the treatment of colorectal cancer, as it has a strong cytotoxic effect on colorectal cancer cells and efficient cellular uptake.

대장암(colorectal cancer)은 우리나라에서 위암 다음으로 가장 흔한 암이며 세계적으로는 3번째로 가장 흔한 암으로 이로 진단 받은 환자의 25%는 전이로 발견된다. 가장 흔하게 전이되는 부위는 간, 폐, 복막, 뼈 순으로 이중 복막전이는 가장 예후가 좋지 않은 것으로 보고되고 있다. 이러한 불량한 예후에도 불구하고 수술 외에는 뚜렷한 치료가 없는 상태로 최근 들어 복강내 항암치료가 생존율 향상에 도움이 되고 있으며 현재 사용되는 항암제로는 Mitomycin-C, 옥살리플라틴(Oxaliplatin)이 대표적이다. 하지만 이러한 복강내 항암치료는 다양한 부작용(백혈구감소증, 빈혈, 혈소판감소증, 심장, 폐, 신장 독성)이 보고 되고 있으며 일부 연구에서는 의미 있는 생존률에 뚜렷한 결과로 이어지고 있지 않음을 보고하였다. 이러한 이유는 복막전이는 복막-혈관 장벽으로 인한 투과성이 떨어지는 이유가 대두되고 있으며 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해 효과적인 약물 전달체를 개발하는 것이 중요하다.Colorectal cancer is the second most common cancer in Korea after gastric cancer and the third most common cancer worldwide, and 25% of diagnosed patients are found to have metastases. The most common sites of metastasis are the liver, lung, peritoneum, and bone, in that order, and double peritoneal metastasis is reported to have the worst prognosis. Despite this poor prognosis, there is no clear treatment other than surgery. Recently, intraperitoneal chemotherapy has been helping to improve the survival rate. Mitomycin-C and Oxaliplatin are representative anticancer drugs currently used. However, various side effects (leukopenia, anemia, thrombocytopenia, cardiac, lung, and renal toxicity) have been reported with such intraperitoneal chemotherapy, and some studies have reported that it does not lead to a clear result in meaningful survival. For this reason, the reason that peritoneal metastasis is poor in permeability due to the peritoneal-vascular barrier is emerging, and therefore it is important to develop an effective drug delivery system to solve this problem.

관련하여, 세포투과 펩타이드(Cell penetrating peptide)는 약물 전달 시스템에서 널리 사용된 물질이었다. CPP는 대개 30개의 아미노산으로 구성된 짧은 아미노산 시퀀스로, 천연 펩타이드나 단백질(예: 타트펩타이드, HIV-1 단백질)에서 유래하거나 유기합성(예: 폴리아기닌)으로 확보할 수 있다.In this regard, cell penetrating peptides have been widely used in drug delivery systems. CPPs are short amino acid sequences usually composed of 30 amino acids, which can be derived from natural peptides or proteins (eg tart peptide, HIV-1 protein) or obtained organically (eg polyarginine).

한편, 옥살리플라틴(Oxaliplatin)은 2002년 FDA가 승인한 3세대 Pt 기반 의약품이다. 옥살리플라틴은 전 세계 남녀에서 각각 세 번째, 두 번째로 많이 발생하며 사망의 주요 원인인 대장암(CRC)을 중심으로 항암치료에 널리 사용되고 있다. 옥살리플라틴은 광범위한 임상 사용에도 불구하고 신경독성, 설사, 메스꺼움, 신독성 등과 같은 잠재적인 부작용이 있다. 혈장 내 옥살리플라틴의 반감기는 14.1분에 불과해 약동학이 불리한 것으로 나타났다. 또한, 옥살리플라틴은 세포막 투과성이 낮고 세포막에 존재하는 유출 펌프의 기질이기 때문에 옥살리플라틴의 세포내 흡수는 매우 낮다. 결과적으로, 옥살리플라틴을 장기간 투여할 필요가 생기며, 결과적으로 암에 대한 약물 내성과 환자에 대한 약물 부작용을 초래할 수 있다. 따라서 옥살리플라틴을 세포로 전달하기 위한 새로운 전략의 개발이 필요한 실정이다.Meanwhile, Oxaliplatin is a third-generation Pt-based drug approved by the FDA in 2002. Oxaliplatin is the third and second most common cause of death in men and women worldwide, and is widely used for chemotherapy mainly for colorectal cancer (CRC), a major cause of death. Despite its widespread clinical use, oxaliplatin has potential side effects such as neurotoxicity, diarrhea, nausea, and nephrotoxicity. The half-life of oxaliplatin in plasma was only 14.1 minutes, indicating unfavorable pharmacokinetics. In addition, the intracellular uptake of oxaliplatin is very low because it has low cell membrane permeability and is a substrate for the efflux pump present in the cell membrane. As a result, it is necessary to administer oxaliplatin for a long time, which may result in drug resistance to cancer and adverse drug reactions in patients. Therefore, there is a need to develop a new strategy for delivering oxaliplatin into cells.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 나노물질인 세포 투과성 펩타이드(CPP)를 이용하여 독성을 낮추고 효과를 극대화하기 할 수 있는 대장암 치료를 위한 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체 및 이를 포함하는 대장암 예방 또는 치료용 약학 조성물를 개발하고자 하였다.Under this background, the present inventors use a cell-penetrating peptide (CPP), a nanomaterial, for the treatment of colorectal cancer that can lower toxicity and maximize the effect, and a cell-penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugate comprising the same, and colon cancer prevention or An attempt was made to develop a therapeutic pharmaceutical composition.

한국등록특허 10-1759261 (2017.07.12)Korean Patent Registration 10-1759261 (2017.07.12) 한국공개특허 10-2019-0083478 (2020.01.07)Korea Patent Publication 10-2019-0083478 (2020.01.07)

본 발명자들은 옥타아르기닌(R8) CPP 기반의 옥살리플라틴 결합체(CPP-Oxal)를 합성하였는데, 구체적으로 옥타아르기닌(R8) CPP를 이질성 링커를 통해 옥살리플라틴과 결합한 형태의 접합체(conjugates)로서, 본 발명자들은 효율적인 세포 흡수 및 대장암 세포에 대한 세포독성 효과가 강하다는 것을 실험적으로 확인하였고, 결합체의 세포 내 흡수 메커니즘과 세포 내 위치(localization)도 확인하였으며 종양이 있는 생쥐에 결합체를 투여 시 항암효과 있음을 확인함으로써 본 발명에 따른 접합제가 대장암 치료에 효과적임을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors synthesized an octaarginine (R8) CPP-based oxaliplatin conjugate (CPP-Oxal). Specifically, as conjugates in which octaarginine (R8) CPP is combined with oxaliplatin through a heterogeneous linker, the present inventors have It was experimentally confirmed that the cell uptake and cytotoxic effect on colorectal cancer cells were strong, and the intracellular uptake mechanism and intracellular localization of the conjugate were also confirmed. By doing so, it was found that the binder according to the present invention is effective for the treatment of colorectal cancer, and thus the present invention has been completed.

따라서, 본 발명은 대장암 치료를 위한 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체 및 이를 포함하는 대장암 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a cell-penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugate for the treatment of colorectal cancer and a pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising the same.

상기와 같은 목적을 해결하기 위하여, 본 발명은 대장암(colorectal cancer)의 예방 또는 치료에 사용하기 위한, (a) 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 또는 형광물질인 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 중에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP); (b) 상기 세포 투과 펩타이드와 결합하는 하기 화학식 I로 표시되는 링커; 및 (c) 상기 링커와 결합하는 항암제를 포함하는 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체(conjugates)를 제공한다.In order to solve the above object, the present invention is for use in the prevention or treatment of colorectal cancer, (a) octaarginine-K- mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); or octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with FITC, a fluorescent substance; any one cell penetrating peptide (CPP) selected from; (b) a linker represented by the following formula (I) for binding to the cell penetrating peptide; And (c) provides a cell-penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugates comprising an anticancer agent binding to the linker.

[화학식 I][Formula I]

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 본 발명은 (ⅰ) 상기 화학식 I로 표시되는 링커에 항암제를 첨가하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 (ⅰ) 단계의 생성물에 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) 또는 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl)에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP)를 첨가하여 합성하는 단계를 포함하는, 세포 투과 펩타이드-항암제 접합체(conjugates)의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of (i) adding an anticancer agent to the linker represented by Formula I; and (ii) octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) or FITC in the product of step (i) It provides a method for producing cell-penetrating peptide-anticancer agent conjugates, comprising the step of adding and synthesizing one cell-penetrating peptide (CPP).

또한, 본 발명은 상기 접합체를 포함하는 대장암(colorectal cancer) 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising the conjugate.

본 발명에 따른 접합제는 기존의 항암제를 대체하는 새로운 약물전달체-항암제로 사용될 수 있는바 대장암 치료에 유망한 물질로서, 대장암으로부터 생존율 증가 및 삶의 질 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명과 같은 약물전달시스템은 고부가가치 산업으로 매년 두 자리 수 이상의 성장률을 기록하고 있는바, 원천 기술 확보 및 새로운 바이오약물의 개발에 기여할 수 있다.The conjugate according to the present invention can be used as a new drug carrier-anticancer agent to replace the existing anticancer agent, and is a promising material for the treatment of colorectal cancer, and can increase the survival rate and improve the quality of life from colorectal cancer. In addition, the drug delivery system as in the present invention is a high value-added industry, recording double-digit or more growth rates every year, and can contribute to securing original technology and developing new biopharmaceuticals.

도 1은 (a) 두자리 리간드가 있는 옥살리플라틴의 구조를 나타낸 것으로, DACH는 안정적이고 세포 독성을 제공하는데 필수적이며, 옥살레이트는 상대적으로 불안정하고 다른 유사한 화합물로 대체할 수 있으며, (b) Intrastrand Pt-GG diadduct의 형성 구조를 나타낸 것으로, DACH는 Pt-DNA 부가물에 관여한다.
도 2는 MTT 분석한 결과로서, (a) SW480, (b) SW620 및 (c) HCT116 세포주에서 CPP-Oxal 및 옥살리플라틴의 세포 독성 효과를 나타낸 것이고(각 그림의 곡선은 다항 회귀 분석을 사용함), (d) ICP-MS를 사용하여 HCT116 세포에서 CPP-Oxal 및 옥살리플라틴의 세포 내 Pt 함량 (백만 개 세포 당 ng) 측정하였다.
도 3은 HCT116 세포에서 F-CPP-Oxal(10 μM)의 세포 흡수 및 공동국소화(colocalization) 분석결과이다. (a) F-CPP-Oxal의 녹색 형광, (b) 미토트래커의 적색 형광, (c) 병합된 이미지((a), (b) 및 Hoechst 33342 (파란색, 8.11 μM)에서 가져온 것으로 Pearson의 r은 0.953 이고(scale bar: 20 μm)), (d) 각 형광 이미지의 녹색 및 빨간색 픽셀 강도로 구성된 산점도이다. (a)의 녹색 강도는 x 좌표를 나타내고 (b) y 좌표의 빨간색 강도를 나타낸 것이며, 산점도에 나타나는 픽셀의 빈도는 다른 색상으로 구분되며, (d) 막대 옆에 있는 숫자는 주파수 수준을 나타낸다.
도 4는 (a) 미토트래커(10 μM) (b) 리소트래커(10 μM) 및 (c) 로다민 B-덱스트란 (10 μM). Pearson의 r은 병합된 각 이미지에 있으며, (d), (e) 및 (f) 화살표를 따라 각 형광 신호의 상대 강도를 나타낸 것이고, Hoechst 33342의 형광은 명확성을 위해 생략되었다(스케일 막대 : 20 μm).
도 5는 세포 내 이입 억제제를 사용하여 F-CPP-Oxal의 세포 흡수 메커니즘 조사한 결과로서, (a) HCT116 세포의 공 초점 현미경 이미지: (ⅰ) 제어 및 (ⅱ) 클라트린 매개 세포 내 이입, (ⅲ) 카베올라 매개 세포 내 이입 및 (ⅳ) 거시세포증가증의 억제를 나타낸 것으로, Hoechst 33342를 사용하여 핵을 염색한 것이고(scale bar: 20 μm), (b) 다른 억제 조건 하에서 F-CPP-Oxal의 상대적 형광 강도 비교한 것이다.
도 6은 (a) 각 그룹의 체중 변화 비율, (b) 종양 부피 변화 비율 및 (c) 각 그룹의 종양 억제율 (TIR)을 계산하여 나타낸 것이고, (d) 0 일, 10 일 및 20 일에 종양이 있는 마우스의 이미지를 나타낸 것으로 종양은 마우스 옆구리에서 볼 수 있고, (e) 20 일에 마우스를 희생시킨 후 절개 된 종양의 이미지를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows (a) the structure of oxaliplatin with a bidentate ligand, DACH is stable and essential for providing cytotoxicity, oxalate is relatively unstable and can be replaced with other similar compounds, (b) Intrastrand Pt It shows the formation structure of -GG diadduct, and DACH is involved in Pt-DNA adduct.
Figure 2 shows the results of MTT analysis, showing the cytotoxic effects of CPP-Oxal and oxaliplatin in (a) SW480, (b) SW620 and (c) HCT116 cell lines (the curves in each figure use polynomial regression analysis); (d) Intracellular Pt content (ng per million cells) of CPP-Oxal and oxaliplatin was measured in HCT116 cells using ICP-MS.
3 is a result of cell uptake and colocalization analysis of F-CPP-Oxal (10 μM) in HCT116 cells. (a) green fluorescence of F-CPP-Oxal, (b) red fluorescence of mitotracker, (c) merged images ((a), (b) and Hoechst 33342 (blue, 8.11 µM) from Pearson's r is 0.953 (scale bar: 20 μm)), and (d) is a scatter plot consisting of the green and red pixel intensities of each fluorescence image. The green intensity in (a) represents the x-coordinate, (b) the red intensity of the y-coordinate, the frequencies of pixels appearing in the scatterplot are differentiated by different colors, and (d) the numbers next to the bars represent the frequency levels.
4 shows (a) Mitotracker (10 μM), (b) Lysotracker (10 μM) and (c) Rhodamine B-dextran (10 μM). Pearson's r is in each merged image, (d), (e) and (f) the relative intensity of each fluorescence signal along the arrows, Hoechst 33342's fluorescence is omitted for clarity (scale bar: 20 μm).
Figure 5 is the result of investigating the cellular uptake mechanism of F-CPP-Oxal using an endocytic inhibitor, (a) confocal microscopy images of HCT116 cells: (i) control and (ii) clathrin-mediated endocytosis, ( Showing inhibition of iii) caveola-mediated endocytosis and (iv) macrocytosis, nuclei stained using Hoechst 33342 (scale bar: 20 μm), (b) F-CPP- under different inhibitory conditions The relative fluorescence intensity of Oxal was compared.
6 shows (a) the percentage change in body weight of each group, (b) the percentage change in tumor volume, and (c) the tumor inhibition rate (TIR) of each group calculated and shown, and (d) on days 0, 10 and 20 An image of a mouse with a tumor is shown. The tumor can be seen from the flank of the mouse, and (e) shows an image of the tumor excised after sacrificing the mouse on day 20.

이하, 일실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through an embodiment.

본 발명자는 옥타아르기닌(R8) CPP를 이질성 링커를 통해 옥살리플라틴과 결합한 형태의 접합제의 경우 효율적인 세포 흡수 및 대장암 세포에 대한 세포독성 효과가 강하다는 것을 실험적으로 확인하였고, 결합체의 세포 내 흡수 메커니즘과 세포 내 위치(localization)도 확인하였으며, 종양이 있는 생쥐에 결합체를 투여 시 항암효과 있음을 확인함으로써 본 발명에 따른 접합제가 대장암 치료에 효과적임을 알게 되어 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The present inventors have experimentally confirmed that, in the case of a conjugate in which octaarginine (R8) CPP is combined with oxaliplatin through a heterogeneous linker, efficient cellular uptake and strong cytotoxic effect on colorectal cancer cells, the intracellular uptake mechanism of the conjugate And intracellular localization was also confirmed, and by confirming that the conjugate had an anticancer effect when administered to tumor-bearing mice, it was found that the conjugate according to the present invention is effective in treating colorectal cancer, thereby completing the present invention.

세포투과성펩타이드(Cell penetrating peptide; CPP)는 아미노산 8-30개로 이루어진 짧은 사슬로 합성이 비교적 단순하고 쉽고 독성이 적어 약물전달체로서 좋은 장점을 가지고 있다. 따라서 대장암 복막전이 치료에 사용되는 옥살리플라틴과 CPP를 결합하는 링커의 개발은 중요한 의미가 있다.Cell penetrating peptide (CPP) is a short chain consisting of 8 to 30 amino acids, which is relatively simple and easy to synthesize, and has a good advantage as a drug delivery system because of its low toxicity. Therefore, the development of a linker that binds oxaliplatin and CPP used for the treatment of colorectal cancer peritoneal metastasis is of great significance.

따라서, 본 발명은 (a) 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 또는 형광물질인 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 중에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP); (b) 상기 세포 투과 펩타이드와 결합하는 하기 화학식 I로 표시되는 링커; 및 (c) 상기 링커와 결합하는 항암제를 포함하는 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체(conjugates)를 제공한다.Accordingly, the present invention provides (a) octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); or octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with FITC, a fluorescent substance; any one cell penetrating peptide (CPP) selected from; (b) a linker represented by the following formula (I) for binding to the cell penetrating peptide; And (c) provides a cell-penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugates comprising an anticancer agent binding to the linker.

[화학식 I][Formula I]

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 FITC가 표지된 옥타아르기닌(R8)은 FITC-amh-옥타아르기닌-K-머캅토아세틸기(FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl)이다. 상기 항암제는 옥사리플라틴(oxaliplatin)이다. 본 발명에 따른 상기 접합제는 하기 화학식 Ⅱ로 표시될 수 있다.The FITC-labeled octaarginine (R8) is a FITC-amh-octaarginine-K-mercaptoacetyl group (FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl). The anticancer agent is oxaliplatin. The binder according to the present invention may be represented by the following Chemical Formula II.

[화학식 Ⅱ][Formula II]

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 옥타아르기닌은 세포막의 음전하 물질과 결합하여 세포 내 투과성을 향상시킬 수 있다. The octaarginine may improve intracellular permeability by binding to the negatively charged material of the cell membrane.

또한, 본 발명은 ((ⅰ) 상기 화학식 I로 표시되는 링커에 항암제를 첨가하는 단계; 및 (ⅱ) 상기 (ⅰ) 단계의 생성물에 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR- K-mercaptoacetyl) 또는 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K- mercaptoacetyl)에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP)를 첨가하여 합성하는 단계를 포함하는, 세포 투과 펩타이드-항암제 접합체(conjugates)의 제조방법을 제공한다.In addition, the present invention comprises the steps of ((i) adding an anticancer agent to the linker represented by Formula I; and (ii) octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) or FITC in the product of step (i) It provides a method for producing cell-penetrating peptide-anticancer agent conjugates, comprising the step of adding and synthesizing one cell-penetrating peptide (CPP).

또한, 본 발명에 따른 접합체를 포함하는 대장암(colorectal cancer) 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.In addition, there is provided a pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising the conjugate according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어“예방”은 본 발명의 조성물의 투여로 알레르기 질환을 억제시키거나 진행을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.As used herein, the term “prevention” refers to any action that suppresses or delays the progression of an allergic disease by administration of the composition of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어“치료”는 본 발명의 조성물의 투여로 알레르기 질환의 증상이 호전 또는 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.As used herein, the term “treatment” refers to any action in which symptoms of allergic diseases are improved or beneficially changed by administration of the composition of the present invention.

본 발명의 조성물은 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 약제학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약제학적으로 허용 가능한 첨가제는 상기 조성물에 대해 0.1 ~ 90 중량부로 포함되는 것이 바람직하나 이에 제한되는 것은 아니다.The composition of the present invention may further include pharmaceutically acceptable additives, and pharmaceutically acceptable additives include starch, gelatinized starch, microcrystalline cellulose, lactose, povidone, colloidal silicon dioxide, calcium hydrogen phosphate, lactose, Mannitol, syrup, gum arabic, pregelatinized starch, corn starch, powdered cellulose, hydroxypropyl cellulose, Opadry, sodium starch glycolate, lead carnauba, synthetic aluminum silicate, stearic acid, magnesium stearate, aluminum stearate, calcium stearate, Sucrose, dextrose, sorbitol and talc and the like can be used. The pharmaceutically acceptable additive according to the present invention is preferably included in an amount of 0.1 to 90 parts by weight based on the composition, but is not limited thereto.

또한, 본 발명의 조성물은 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. In addition, the composition of the present invention may be administered in various oral and parenteral formulations during actual clinical administration, and when formulated, commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, diluents or excipients such as surfactants It can be prepared using

경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트, 수크로오스, 락토오스 또는 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and may be prepared by mixing excipients such as starch, calcium carbonate, sucrose, lactose or gelatin. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate talc may also be used. Liquid formulations for oral use include suspensions, solutions, emulsions, and syrups, and various excipients such as wetting agents, sweetening agents, fragrances, and preservatives in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin may be included. .

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함될 수 있다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올 레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용 될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.Formulations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. As the base of the suppository, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like can be used.

한편, 주사제에는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제, 방부제 등과 같은 종래의 첨가제가 포함될 수 있다.On the other hand, the injection may contain conventional additives such as solubilizers, isotonic agents, suspending agents, emulsifiers, stabilizers, preservatives, and the like.

또한, 본 발명의 치료용 조성물은 임의의 생리학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 안정화제(Remington: The Science and Practice of Pharmacy, l9th Edition, Alfonso, R., ed, Mack Publishing Co.(Easton, PA: 1995))를 추가로 포함할 수 있다. 허용가능한 담체, 부형제 또는 안정화제는 사용된 투여량 및 농도에서 수용자에게 비독성이고, 완충용액, 예를 들어 인산, 시트르산 및 다른 유기산; 아스코르브산을 비롯한 항산화제; 저분자량 (약 10개 미만의 잔기) 폴리펩티드; 단백질, 예를 들어 혈청 알부민, 젤라틴 또는 면역글로불린; 친수성 중합체, 예를 들어 폴리비닐피롤리돈; 아미노산, 예를 들어 글리신, 글루타민, 아스파라긴, 아르기닌 또는 리신; 단당류, 이당류, 및 글루코스, 만노스 또는 덱스트린을 비롯한 다른 탄수화물; 킬레이트제, 예를 들어 EDTA; 당 알콜, 예를 들어 만니톨 또는 소르비톨; 염-형성 반대이온, 예를 들어 나트륨; 및(또는) 비이온성 계면활성제, 예를 들어 트윈, 플루로닉스 또는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)이 포함된다.In addition, the therapeutic composition of the present invention may contain any physiologically acceptable carrier, excipient or stabilizer (Remington: The Science and Practice of Pharmacy, 19th Edition, Alfonso, R., ed, Mack Publishing Co. (Easton, PA). : 1995)) may be additionally included. Acceptable carriers, excipients or stabilizers are nontoxic to recipients at the dosages and concentrations employed and include buffers such as phosphoric acid, citric acid and other organic acids; antioxidants including ascorbic acid; low molecular weight (less than about 10 residues) polypeptides; proteins such as serum albumin, gelatin or immunoglobulins; hydrophilic polymers such as polyvinylpyrrolidone; amino acids such as glycine, glutamine, asparagine, arginine or lysine; monosaccharides, disaccharides, and other carbohydrates including glucose, mannose or dextrins; chelating agents such as EDTA; sugar alcohols such as mannitol or sorbitol; salt-forming counterions such as sodium; and/or nonionic surfactants such as Tween, Pluronics or polyethylene glycol (PEG).

본 발명의 약학적 조성물의 인체에 대한 투여량은 대상체의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 0.01 - 100 mg/kg/day이며, 바람직하게는 0.1 - 20 mg/kg/day이며, 더욱 바람직하게는 1 - 5 mg/kg/day일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고 수회로 나누어 투여할 수도 있으며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다. The dosage for the human body of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on the subject's age, weight, sex, dosage form, health status and disease level, and is generally 0.01 - 100 mg/kg/day, preferably 0.1 to 20 mg/kg/day, and more preferably 1 to 5 mg/kg/day, but is not limited thereto. Administration may be administered once a day or may be administered in several divided doses, which is not intended to limit the scope of the present invention.

본 발명에서는 옥살리플라틴의 전신 약물 전달과 관련된 문제를 극복하기 위해 CPP 옥살리플라틴 결합체(CPP-Oxal)를 제조하였는데, 본 발명에 따른 링커는 CPP와 약물화물을 결합하도록 최적화되었다. 다양한 결장암 세포에 대한 CPP-Oxal의 시험관내 세포 독성은 MTT 분석을 사용하여 확인하였으며, IC50 값은 모약물보다 현저히 낮았고, 이는 CPP를 통한 옥살리플라틴의 향상된 세포 흡수를 나타낸다. CPP-Oxal의 효율적인 세포 흡수를 공초점 현미경, ICP-MS 연구를 기반으로 확인하였으며, CPP-Oxal의 세포 위치 및 내재화 메커니즘을 추가로 조사하였다. 또한, 종양 성장 억제는 옥살리플라틴보다 CPP-Oxal에서 더 두드러져 이종 이식에 대한 CPP-Oxal의 향상된 생체 내 항종양 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. In the present invention, a CPP oxaliplatin conjugate (CPP-Oxal) was prepared to overcome the problems associated with the systemic drug delivery of oxaliplatin, and the linker according to the present invention was optimized to bind CPP to the drug product. The in vitro cytotoxicity of CPP-Oxal against various colon cancer cells was confirmed using MTT assay, and the IC50 values were significantly lower than the parent drug, indicating enhanced cellular uptake of oxaliplatin through CPP. Efficient cellular uptake of CPP-Oxal was confirmed based on confocal microscopy and ICP-MS studies, and the cellular localization and internalization mechanism of CPP-Oxal were further investigated. In addition, tumor growth inhibition was more pronounced with CPP-Oxal than with oxaliplatin, confirming that CPP-Oxal exhibited an improved in vivo antitumor effect on xenografts.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공하는 것이다. Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention, but the following examples are only illustrative of the present invention and the scope of the present invention is not limited to the following examples. The embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art.

<실험예><Experimental example>

하기 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples commonly applied to each embodiment according to the present invention.

1. 일반적인 합성방법1. General synthesis method

디-tert-부틸말로네이트, 나트륨 하이드라이드(NaH), N-(3-브로모프로필)프탈이미드, 히드라진 모노 하이드레이트, N-메틸모르폴린(NMM), 트리플루오로아세트산 (TFA), 트리에틸실란, 디클로로 (1,2-디아미노시클로헥산)백금(II), 인산염 완충 식염수 및 트리스(2-카르복시에틸)포스핀 염산염 (TCEP)는 Sigma-Aldrich Korea(대한민국, 용인)에서 구입하였다. N-β-말레이미도프로필옥시숙신이미드에스테르(BMPS)와 옥살리플라틴은 각각 Thermo Fisher Scientific (미국 일리노이 주 록 포드)과 Alfa Aesar (코리아 피셔 사이언스 (주))에서 구입하였다. 옥타아르기닌(R8) CPP, RRRRRRRR-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl), FITC-amh-RRRRRRRR-K-머 캅토아세틸(FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl)(여기서, amh는 6-아미노헥사노산임)은 Peptron (대한민국, 대전)에서 합성하였다. 머캅토아세틸기(the mercaptoacetyl group)의 부착을 위해 라이신 잔기를 CPP에 첨가 하였다. 질량스펙트럼은 한국기초과학지원연구소(KBSI)(대한민국, 오창)의 고분해능 고속원자충격(HR-FAB-MS) 또는 고분해능 전기분무이온화(HR-ESI-MS) 방법을 사용하여 얻었다. 고분자량 화합물의 분석을 위해 매트릭스 지원 레이저 탈착/이온화 질량 분광법(matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectroscopy, MALDI-TOF MS) 데이터는 BIONEER (대한민국 대전)에서 얻었다.Di-tert-butylmalonate, sodium hydride (NaH), N-(3-bromopropyl)phthalimide, hydrazine monohydrate, N-methylmorpholine (NMM), trifluoroacetic acid (TFA), tri Ethylsilane, dichloro(1,2-diaminocyclohexane)platinum(II), phosphate buffered saline and tris(2-carboxyethyl)phosphine hydrochloride (TCEP) were purchased from Sigma-Aldrich Korea (Yongin, Korea). N-β-maleimidopropyloxysuccinimide ester (BMPS) and oxaliplatin were purchased from Thermo Fisher Scientific (Rockford, Illinois, USA) and Alfa Aesar (Korea Fisher Science Co., Ltd.), respectively. Octaarginine (R8) CPP, RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl), FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl (FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl), where amh is 6 -Aminohexanoic acid) was synthesized by Peptron (Daejeon, Korea). A lysine residue was added to CPP for attachment of the mercaptoacetyl group. Mass spectra were obtained using the high-resolution fast atomic bombardment (HR-FAB-MS) or high-resolution electrospray ionization (HR-ESI-MS) methods of the Korea Basic Science Institute (KBSI) (Ochang, Korea). For the analysis of high molecular weight compounds, matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectroscopy (MALDI-TOF MS) data were obtained from BIONEER (Daejeon, Korea).

UV 및 ELS 검출기가 통합된 CombiFlash RF+ Lumen instrument(MA, USA)를 사용하여 중압 액체크로마토그래피(MPLC)를 수행하였다.Medium pressure liquid chromatography (MPLC) was performed using a CombiFlash RF+ Lumen instrument (MA, USA) with integrated UV and ELS detectors.

분석역상고성능액체크로마토그래피(RP-HPLC) 및 분취용 RP-HPLC는 Shimadzu SPD-20A UV 검출기와 Shimadzu LC-20AR 시리즈 펌핑 시스템(Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan)을 사용하여 수행하였다. Vivaspin 2 Hydrosart® (HY) 한외 여과 컬럼 (MWCO = 2kDa)은 Sartorius Stedim Lab Ltd. (Stonehouse GL10 3UT, 영국)에서 구입하였다.Analytical reversed-phase high-performance liquid chromatography (RP-HPLC) and preparative RP-HPLC were performed using a Shimadzu SPD-20A UV detector and a Shimadzu LC-20AR series pumping system (Shimadzu Corporation, Kyoto, Japan). The Vivaspin 2 Hydrosart® (HY) ultrafiltration column (MWCO = 2 kDa) was manufactured by Sartorius Stedim Lab Ltd. (Stonehouse GL10 3UT, UK).

2. 합성물질 특징2. Synthetic Characteristics

2-1. 디-tert-부틸 2-(3-아미노프로필)말로네이트[2-1. di-tert-butyl 2-(3-aminopropyl)malonate [ Di-tert-butyl 2-(3-aminopropyl)malonate (1)Di-tert-butyl 2-(3-aminopropyl)malonate (1) ]]

화합물 1은 문헌 Bioconjugate Chem. 20 (2009) 1869-1878에서 설명한 방법과 유사하게 합성하였다. 간단히 말해서, 디-tert-부틸말로네이트를 먼저 3-브로모 프로필 프탈이미드에 컨쥬게이션하여 디-tert-부틸 2- (3-프탈이미도프로필-말로네이트)를 얻었다. 이어서 무수 에탄올 중 히드라진 일 수화물 (25mmol)을 사용하여 디-tert-부틸 2-(3-프탈이미도프로필-말로네이트)를 탈 보호하여 화합물 1을 얻었다. 정량적 수율을 얻었다. 1H NMR (CDCl3)δ (ppm): 3.17 (t, 1H, R-CH), 2.71 (t, 2H, NH2CH2), 1.85 (m, 2H, CH2CH), 1.62 (m, 2H, CH2CH2CH2),1.48(s,18H,t-Bu); 13CNMR(CDCl3)δ (ppm): 168.52 (C(O)-t-Bu), 81.81 (C quaternary, t-Bu), 53.41 (CH2NH), 39.29(R-CH, malonate), 29.70 (NHCH2CH2), 27.78(CH3,t-Bu), 25.69(CH2CH). HR-FAB-MS:exactm/z calculated for C14H27NO4 273.1916; found 274.2016[M+H]+.Compound 1 is described in Bioconjugate Chem. 20 (2009) 1869-1878 was synthesized similarly to the method described. Briefly, di-tert-butylmalonate was first conjugated to 3-bromopropyl phthalimide to give di-tert-butyl 2- (3-phthalimidopropyl-malonate). Subsequently, compound 1 was obtained by deprotection of di-tert-butyl 2-(3-phthalimidopropyl-malonate) using hydrazine monohydrate (25 mmol) in absolute ethanol. A quantitative yield was obtained. 1 H NMR (CDCl 3 )δ (ppm): 3.17 (t, 1H, R-CH), 2.71 (t, 2H, NH 2 CH 2 ), 1.85 (m, 2H, CH 2 CH), 1.62 (m, 2H, CH 2 CH 2 CH 2 ), 1.48(s, 18H, t-Bu); 13 CNMR(CDCl 3 )δ (ppm): 168.52 (C(O)-t-Bu), 81.81 (C quaternary, t-Bu), 53.41 (CH 2 NH), 39.29 (R-CH, malonate), 29.70 (NH CH 2 CH 2 ), 27.78 (CH 3 ,t-Bu), 25.69 (CH 2 CH). HR-FAB-MS:exact m/z calculated for C 14 H 27 NO 4 273.1916; found 274.2016[M+H] + .

2-2. 디 -tert-부틸 2-(3-(3-(2, 5- 디옥소 -2,5-디히드로-1H-피롤-1-일)프로파나미도)프로필)말로네이트[2-2. di-tert-butyl 2-(3-(3-(2,5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido)propyl)malonate [ Di-tert-butyl 2-(3-(3-(2, 5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido) propyl)malonate (2)Di-tert-butyl 2-(3-(3-(2, 5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido) propyl)malonate (2) ]]

NMM (0.34 mmol)을 질소 기체 하에 건조 CH2Cl2 중의 화합물 1 (0.47 mmol) 용액에 첨가하였다. 반응 혼합물을 0℃까지 냉각시킨 후 동일한 온도에서 BMPS (0.22 mmol)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 질소 분위기 하에서 교반하면서 밤새 방치하였다. 완료 후 반응 혼합물을 수조에서 5 ℃로 냉각하고 1N HCl을 첨가하여 pH를 3-4 pH 수준으로 낮추었다. 층을 분리하고 수성층을 CH2Cl2로 3 회 추출하였다. 유기층을 MgSO4 상에서 건조시키고 증발시켜 원하는 것을 얻었다. 최종 생성물은 ELS 및 UV 검출기가 통합된 구배시스템(95% CH2Cl2/5% MeOH)을 사용하여 간단한 실리카 겔 컬럼에서 MPLC로 정제하였다. 정량적 수율이 얻어졌다. 1H NMR (CDCl3)δ (ppm): 6.71 (s, 2H, CHCH), 3.84 (t, 2H, NCH2), 3.22(q,2H,NHCH2), 3.1(t,1H,R-CH), 2.51(t, 2H, NCH2CH2), 1.80 (m, 2H, CH 2 CH), 1.44(m,2H,CH2CH 2 CH2), 1.48(s,18H,t-Bu); 13CNMR(CDCl3)δ (ppm): 172 (CH2 CONH), 170(CONCO), 169(COCHCO), 135(CHCH), 81.81(C quaternary, t-Bu), 53.41 (COCHCO), 39(NCH2), 35(NHCH2), 34(NCH2CH2), 27.78(CH3,t-Bu), 26.75(NHCH2), 25.69(CHCH2). HR-FAB-MS: exactm/z calculated for C21H32NO2 424.2290; found 425.2290 [M+H]+.NMM (0.34 mmol) was added to a solution of compound 1 (0.47 mmol) in dry CH 2 Cl 2 under nitrogen gas. After the reaction mixture was cooled to 0° C., BMPS (0.22 mmol) was added at the same temperature. The reaction mixture was left overnight with stirring under a nitrogen atmosphere. After completion the reaction mixture was cooled to 5 °C in a water bath and the pH was lowered to 3-4 pH level by addition of 1N HCl. The layers were separated and the aqueous layer was extracted 3 times with CH 2 Cl 2 . The organic layer was dried over MgSO 4 and evaporated to give the desired. The final product was purified by MPLC on a simple silica gel column using a gradient system (95% CH 2 Cl 2 /5% MeOH) with an integrated ELS and UV detector. A quantitative yield was obtained. 1 H NMR (CDCl 3 )δ (ppm): 6.71 (s, 2H, CHCH), 3.84 (t, 2H, NCH2), 3.22(q,2H,NHCH2), 3.1(t,1H,R-CH), 2.51(t, 2H, NCH2CH2), 1.80 (m, 2H , CH2CH), 1.44( m , 2H , CH2CH2CH2 ), 1.48(s,18H, t - Bu); 13 CNMR(CDCl 3 )δ (ppm): 172 (CH 2 C ONH), 170 ( C ON C O), 169 ( C OCH C O), 135 ( C H C H), 81.81 (C quaternary, t- Bu), 53.41 (CO C HCO), 39 (NCH 2 ), 35 (NHCH 2 ), 34 (N C H 2 CH 2 ), 27.78 (CH 3 ,t-Bu), 26.75 (NHCH 2 ), 25.69 ( CH C H 2 ). HR-FAB-MS: exact m/z calculated for C 21 H 32 NO 2 424.2290; found 425.2290 [M+H] + .

2-3. 2-(3-(3-(2,5-디옥소-2,5-디히드로-1H-피롤-1-일)프로파나미도)프로필) 말론산[2-3. 2-(3-(3-(2,5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido)propyl) malonic acid [ 2-(3-(3-(2,5-Dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido)propyl)malonic acid (3)2-(3-(3-(2,5-Dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1-yl)propanamido)propyl)malonic acid (3) ]]

화합물 2 (0.14 mmol)는 트리에틸실란 (1.0 mmol)의 존재 하에 트리플루오로아세트산 (2.4 mmol) 및 건조 CH2Cl2에서 교반하여 산 분해시켰다. 실온에서 4 시간 동안 반응시킨 후, 용매를 증발시켜 제거하고 조생성물을 Et2O로 세척하고 정제없이 더 사용하였다. 정량적 수율이 얻어졌다. 1H NMR (CDCl3)δ (ppm): 6.86 (s, 2H, CHCH), 3.8 (t, 2H, NCH2), 3.3(m,3H,NHCH 2 ,R-CH), 2.5(t,2H,NCH2 CH2), 1.77 (s, 2H, CHCH 2 ), 1.46(m,2H,NHCH2CH 2 ); 13CNMR(CDCl3)δ (ppm): 173.4 (NHCO), 172.5 (CONCO), 172.5(COCHCO), 134.4(CHCH), 39(COCHCO), 34.8(NCH2), 34.5(NHCH2), 26.8(NCH2CH2), 26.6(CHCH2), 26.23(NHCH2CH2). HR-FAB-MS: exactm/z calculated for C13H16N2O7 312.1033; found 313.1033 [M+H]+.Compound 2 (0.14 mmol) was acid decomposed by stirring in trifluoroacetic acid (2.4 mmol) and dry CH 2 Cl 2 in the presence of triethylsilane (1.0 mmol). After reacting at room temperature for 4 hours, the solvent was removed by evaporation, and the crude product was washed with Et 2 O and used further without purification. A quantitative yield was obtained. 1 H NMR (CDCl 3 )δ (ppm): 6.86 (s, 2H, CHCH), 3.8 (t, 2H, NCH 2 ), 3.3(m,3H,NHC H 2 ,RC H ), 2.5(t,2H) ,NCH 2 C H 2 ), 1.77 (s, 2H, CHC H 2 ), 1.46(m,2H,NHCH 2 C H 2 ); 13 CNMR (CDCl 3 )δ (ppm): 173.4 (NHCO), 172.5 ( C ON C O), 172.5 ( C OCH C O), 134.4 ( C H C H), 39 (CO C HCO), 34.8 (NCH 2 ), 34.5 (NHCH 2 ), 26.8 (NCH 2 CH 2 ), 26.6 ( C HCH 2 ), 26.23 (NHCH 2 CH 2 ). HR-FAB-MS: exact m/z calculated for C 13 H 16 N 2 O 7 312.1033; found 313.1033 [M+H] + .

2-4. cis-시클로헥산-1,2-디아미노백금(Ⅱ)-[2-(3-(3-(2,5-디옥소-2,5-디히드로-1H-피롤 -1 일)프로판-미도)프로필)말로네이트2-4. cis-Cyclohexane-1,2-diaminoplatinum(II)-[2-(3-(3-(2,5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrole-1yl)propane-mido) ) propyl) malonate cis-Cyclohexane-1,2-diaminoplatinum(Ⅱ)-[2-(3-(3-(2,5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1yl)propane-mido)propyl)malonate] (4)cis-Cyclohexane-1,2-diaminoplatinum(II)-[2-(3-(3-(2,5-dioxo-2,5-dihydro-1H-pyrrol-1yl)propane-mido)propyl)malonate] ( 4)

4 시간 동안 반응시킨 후, 용매를 증발시켜 제거하고 제품을 Et2O로 사용하고 정제없이 더 사용합니다. 정량적 수율이 나타났다. 처음에 [DACHPt(OH2)2]2+·2NO3-는 Chemother. Res. Pract. 2012 (2012) 1-10 문헌에 따라 합성하였다. [DACHPt/(Cl)2]를 AgNO3 수용액에 현탁시키고 암실에서 24 시간 동안 실온에서 교반하였다. 교반한 후, AgCl 침전물은 3000 rpm에서 15 분 동안 원심분리하여 0.22 μm 필터를 통해 여과하였다. [DACHPt(H2O)2]2+·2NO3-를 탈이온수에서 교반하고 50℃까지 데웠다. 용액을 실온으로 냉각시킨 다음 화합물 3을 첨가하였다. 반응 혼합물의 0.1 M Na2CO3 용액으로 pH 5.5로 조정하였다. 반응은 4 시간 동안 어두운 곳에서 수행하였고, 반응 혼합물을 동결 건조하고 C18 컬럼 (220 nm, 2 ml min-1, tR = 1.50 min)에서 H2O/MeOH (80:20) 이동상을 사용하는 분취용 RP-HPLC로 정제하여 끈적끈적한 고체로서 화합물 4를 얻었다. 정량적 수율이 얻어졌다. 1H NMR (D2O)δ (ppm): 6.7 (s, 2H, CHCH), 3.6 (t, 2H, NCH2), 3.4(m,3H,NHCH 2 ,R-CH), 2.5(m,2H,NCH2CH 2 ), 1.77(s,2H,CHCH 2 ), 1.46(m,2H,NHCH2CH 2 ). HR ESI-MS: exact m/z calculated for C19H28N4O7NaPt 642.1503; found 642.1511. 1H NMR (D2O)δ (ppm): 6.7 (s, 2H, CHCH), 3.6 (t, 2H, NCH2), 3.4(m,3H,NHCH 2 ,R-CH), 2.5(m,2H,NCH2CH 2 ), 1.77(s,2H,CHCH 2 ), 1.46(m,2H,NHCH2CH 2 ).After reacting for 4 h, the solvent is removed by evaporation and the product is used as Et2O and further used without purification. A quantitative yield was shown. Initially, [DACHPt(OH 2 ) 2 ] 2+ ·2NO 3- is Chemother. Res. Pract. 2012 (2012) 1-10 was synthesized according to the literature. [DACHPt/(Cl) 2 ] was suspended in AgNO 3 aqueous solution and stirred at room temperature in the dark for 24 hours. After stirring, the AgCl precipitate was filtered through a 0.22 μm filter by centrifugation at 3000 rpm for 15 min. [DACHPt(H 2 O) 2 ] 2+ ·2NO 3- was stirred in deionized water and heated to 50°C. The solution was cooled to room temperature and then compound 3 was added. The reaction mixture was adjusted to pH 5.5 with 0.1 M Na 2 CO 3 solution. The reaction was carried out in the dark for 4 hours, the reaction mixture was freeze-dried and min using H 2 O/MeOH (80:20) mobile phase on a C18 column (220 nm, 2 ml min-1, tR = 1.50 min). Purification by preparative RP-HPLC gave compound 4 as a sticky solid. A quantitative yield was obtained. 1 H NMR (D 2 O)δ (ppm): 6.7 (s, 2H, CHCH), 3.6 (t, 2H, NCH 2 ), 3.4(m,3H,NHC H 2 ,RC H ), 2.5(m, 2H,NCH 2 C H 2 ), 1.77(s,2H,CHC H 2 ), 1.46(m,2H,NHCH 2 C H 2 ). HR ESI-MS: exact m/z calculated for C 19 H 28 N 4 O 7 NaPt 642.1503; found 642.1511. 1 H NMR (D 2 O)δ (ppm): 6.7 (s, 2H, CHCH), 3.6 (t, 2H, NCH 2 ), 3.4(m,3H,NHC H 2 ,RC H ), 2.5(m, 2H,NCH 2 C H 2 ), 1.77(s,2H,CHC H 2 ), 1.46(m,2H,NHCH 2 C H 2 ).

2-5. CPP 접합체의 합성2-5. Synthesis of CPP Conjugates

생물학적 활성을 평가하기 위해 CPP-옥살리플라틴 접합체(CPP-Oxal) 및 FITC 표지된 CPP-옥살리플라틴 접합체(F-CPP-Oxal) 두 가지 유형의 접합체를 합성하였다. 처음에, 화합물 4를 TCEP(26mM)와 함께 PBS 완충액에 부드럽게 용해시키고 10 분 동안 교반하였다. 결과적으로, CPP, 옥타아르기닌을 첨가하고 반응 혼합물을 실온에서 4 시간 동안 교반하였다. 조물질을 한외 여과 컬럼(ultrafiltration column)인, Vivaspin 2 Hydrosart® (HD)로 30 분 동안 정제하고, DI H2O로 3500 rpm에서 추가로 30 분 동안 재정제한 다음, 동결 건조하여 백색 고체를 얻었다. FITC-CPP를 포함하는 접합체도 동일한 합성 경로로 제조하였다. 두 제품 모두 MALDI-ToF 질량 분석기로 분석하였다(도 5). MALDI-TOF MS: exact m/z 에 의해 CPP-Oxal = 2088.1600; found 2113.4631 [M+Na+H]+, and for F-CPP-Oxal = 2590.1600; found 2726.8453 [M+3-HPA matrix]+로 계산되었다.To evaluate the biological activity, two types of conjugates were synthesized: CPP-oxaliplatin conjugate (CPP-Oxal) and FITC-labeled CPP-oxaliplatin conjugate (F-CPP-Oxal). Initially, compound 4 was gently dissolved in PBS buffer with TCEP (26 mM) and stirred for 10 min. Consequently, CPP, octaarginine was added and the reaction mixture was stirred at room temperature for 4 hours. The crude material was purified with an ultrafiltration column, Vivaspin 2 Hydrosart® (HD) for 30 minutes, re-purified with DI H 2 O at 3500 rpm for an additional 30 minutes, then lyophilized to obtain a white solid. . A conjugate comprising FITC-CPP was also prepared by the same synthetic route. Both products were analyzed by MALDI-ToF mass spectrometer (FIG. 5). MALDI-TOF MS: CPP-Oxal = 2088.1600 by exact m/z ; found 2113.4631 [M+Na+H] + , and for F-CPP-Oxal = 2590.1600; It was calculated as found 2726.8453 [M+3-HPA matrix] + .

3. 생물학적 분석3. Biological analysis

3-1. 재료3-1. material

Dulbecco의 인산 완충 식염수(DPBS, pH 7.4), Roswell Park Memorial Institute(RPMI) 1640, High 포도당 Dulbecco의 변형된 Eagle 's 배지(DMEM), 소 태아 혈청(FBS) 및 트립신/EDTA는 Gibco ™ Thermo Fischer Scientific(영국 러프 버러)에서 구입하였다. 3-(4,5-디메틸-2-티아졸릴)-2,5-디페닐-2H-테트라졸륨 브로마이드(MTT)는 Sigma-Aldrich(한국)에서 구입하였다. 특정 세포 소기관 마커인 미토트래커(mitotracker)TM Red CMXRos, 리소트래커(lysotracker) Red DND-99, Hoechst 33342, 및 로다민 B-덱스트란(rhodamine B-dextran, MW 10,000)은 Thermo Fisher Scientific (Invitrogen, Oregon, USA)에서 구입하였다. 이미프라민 염산염, 클로르프로마진 염산염 및 메틸-β-시클로덱스트린은 Sigma-Aldrich(한국)에서 구입하였다. Milli-Q 정제수(18.2 MΩ)를 사용하여 모든 수용액을 준비하였다.Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (DPBS, pH 7.4), Roswell Park Memorial Institute (RPMI) 1640, High Glucose Dulbecco's Modified Eagle's Medium (DMEM), Fetal Bovine Serum (FBS), and Trypsin/EDTA from Gibco™ Thermo Fischer It was purchased from Scientific (Loughborough, UK). 3-(4,5-dimethyl-2-thiazolyl)-2,5-diphenyl-2H-tetrazolium bromide (MTT) was purchased from Sigma-Aldrich (Korea). Specific organelle markers, mitotracker™ Red CMXRos, lysotracker Red DND-99, Hoechst 33342, and rhodamine B-dextran (MW 10,000) were obtained from Thermo Fisher Scientific (Invitrogen, Oregon, USA). Imipramine hydrochloride, chlorpromazine hydrochloride and methyl-β-cyclodextrin were purchased from Sigma-Aldrich (Korea). All aqueous solutions were prepared using Milli-Q purified water (18.2 MΩ).

3-2. 세포 배양3-2. cell culture

HCT116, HeLa, SW480 및 SW620 세포는 한국 세포주 은행(서울, 한국)에서 구입하였다. 세포를 가습된 5% CO2 환경 및 페니실린과 함께 10% (v/v) FBS에서 37 ℃에서 DMEM에서 배양하였다.HCT116, HeLa, SW480 and SW620 cells were purchased from the Korean Cell Line Bank (Seoul, Korea). Cells were cultured in DMEM at 37° C. in 10% (v/v) FBS with a humidified 5% CO 2 environment and penicillin.

3-3. MTT 분석을 사용한 세포 독성 측정3-3. Cytotoxicity measurement using MTT assay

SW480, SW620 및 HCT116 세포(웰당 4.5 × 103 세포)를 96 웰 플레이트에 접종하였다. 배지는 24 시간 이내에 비혈청 RPMI 1640으로 변경되었으며 추가 24 시간 후 세포를 다른 농도 (0-40 μM)의 옥살리플라틴과 CPP-Oxal로 처리하였다. 처리된 세포를 48 시간 동안 배양하고 차가운 PBS로 세척한 다음 배지와 함께 MTT에 4 시간 동안 노출시켰다. 매체를 DMSO로 변경하고 용해된 포르마잔 염료(formazan dye)를 플레이트 리더를 사용하여 540 nm에서 흡광도 분광광도법으로 측정하여 정량화 하였다. 미처리 세포를 대조군으로 사용하였다. 세포의 생존율 퍼센트는 대조군 웰과 비교하여 실험 웰에서 형성된 형광 강도의 퍼센트로 계산하였다. 각 실험은 세 번 수행하였다.SW480, SW620 and HCT116 cells (4.5×10 3 cells per well) were seeded in 96 well plates. The medium was changed to serum-free RPMI 1640 within 24 hours, and after an additional 24 hours, the cells were treated with different concentrations (0-40 μM) of oxaliplatin and CPP-Oxal. The treated cells were incubated for 48 h, washed with cold PBS, and then exposed to MTT together with the medium for 4 h. The medium was changed to DMSO, and the dissolved formazan dye was quantified by measuring absorbance spectrophotometry at 540 nm using a plate reader. Untreated cells were used as controls. The percent viability of cells was calculated as the percentage of fluorescence intensity formed in the experimental wells compared to the control wells. Each experiment was performed three times.

3-4. 세포 흡수, 국소화 및 흡수 메커니즘에 대한 공 초점 현미경 연구3-4. Confocal microscopy studies of cellular uptake, localization and uptake mechanisms

HeLa 및 HCT116 세포 (웰당 1 x 105 세포)를 35mm 커버 유리 바닥 접시와 4 웰 챔버 세포 배양 슬라이드 (SPL Ltd., 포천, 한국)에 파종하고 24 시간 동안 배양하였다. 오래된 배지를 제거하고 세포를 37℃에서 30 분 동안 10 μM의 F-CPP-Oxal을 포함하는 무혈청 RPMI 1640으로 전처리하고, 다음으로 미토트래커(200nM), 리소트래커(lysotracker) (150 nM), 로다민 B-덱스트란(rhodamine B-dextran) (1mg/mL, 1 시간 동시 배양 시간) 및 Hoechst 33342 (8.11 μM)와 같은 특정 세포 기관 마커로 염색하였다. 세포를 무 혈청 RPMI 1640으로 세번 세척하여 내부화되지 않은 샘플을 제거하고 Hoechst33342로 10 분 동안 배양한 다음 오일 침지 렌즈 (NA 1.30, 100x)가 장착된 공초점 레이저 스캐닝 현미경(Carl Zeiss LSM 710)을 사용하여 분석하였다. FITC는 아르곤 레이저로 488 nm에서 여기되었고 방출 밴드 필터를 사용하여 500-530 nm에서 형광이 관찰되었다. 미토트래커(Mitotracker), 로다민 B-덱스트란(rhodamine B-dextran) 및 리소트래커(lysotracker)는 HeNe 레이저로 543 nm에서 여기되었고 방출 필터를 사용하여 600-700 nm에서 형광이 관찰되었다. 결과 형광 이미지는 라인 강도 프로파일 다이어그램과 Pearson의 상관 계수(Pearson 's r)를 사용하여 공동국소화(colocalization) 정도를 식별하는데 사용되었다. 선강도 프로파일(line intensity profile)은 Zen 소프트웨어(Carl Zeiss, Germany)를 사용하여 분석되었습니다. Pearson의 r 및 산점도는 JACoP (Just Another Colocalization Plugin)와 함께 설치된 ImageJ 소프트웨어 (https://imagej.nih.gov/ij)를 사용하여 얻었다. 관심 영역(ROI)은 공초점 현미경 이미지의 전체 영역이었다. 세포 흡수 메커니즘을 조사하기 위해 HCT116 세포를 무혈청 RPMI 1640 배지에서 chlorpromazine hydrochloride (30 μM), methyl-β-cyclodextrin (10 mM) 및 imipramine hydrochloride (5 μM)와 같은 다양한 막 진입 억제제로 전처리 하였다. 37℃에서 30 분 동안, F-CPP-Oxal (10 μM)로 추가 30 분 동안 후처리 하였다. 세포 내부의 형광 강도는 ImageJ 소프트웨어를 사용하여 정량화되었습니다.형광 강도 분석을 위해 비슷한 크기의 10 개 세포를 선택하였다. 모든 분석을 세 번 수행하였다.HeLa and HCT116 cells (1 x 10 5 cells per well) were seeded on 35 mm cover glass bottom dishes and 4-well chamber cell culture slides (SPL Ltd., Pocheon, Korea) and cultured for 24 hours. The old medium was removed and the cells were pretreated with serum-free RPMI 1640 containing 10 μM of F-CPP-Oxal at 37° C. for 30 min, followed by mitotracker (200 nM), lysotracker (150 nM), They were stained with specific organelle markers such as rhodamine B-dextran (1 mg/mL, 1 hour co-incubation time) and Hoechst 33342 (8.11 μM). Cells were washed three times with serum-free RPMI 1640 to remove uninternalized samples and incubated for 10 min with Hoechst33342 using a confocal laser scanning microscope (Carl Zeiss LSM 710) equipped with an oil immersion lens (NA 1.30, 100x). and analyzed. FITC was excited at 488 nm with an argon laser and fluorescence was observed at 500–530 nm using an emission band filter. Mitotracker, rhodamine B-dextran and lysotracker were excited at 543 nm with a HeNe laser and fluorescence was observed at 600-700 nm using an emission filter. The resulting fluorescence image was used to identify the degree of colocalization using the line intensity profile diagram and Pearson's correlation coefficient (Pearson'sr). The line intensity profile was analyzed using Zen software (Carl Zeiss, Germany). Pearson's r and scatterplots were obtained using ImageJ software (https://imagej.nih.gov/ij) installed with Just Another Colocalization Plugin (JACoP). The region of interest (ROI) was the entire area of the confocal microscopy image. To investigate the cellular uptake mechanism, HCT116 cells were pretreated with various membrane entry inhibitors such as chlorpromazine hydrochloride (30 μM), methyl-β-cyclodextrin (10 mM) and imipramine hydrochloride (5 μM) in serum-free RPMI 1640 medium. Post-treatment with F-CPP-Oxal (10 μM) for 30 min at 37 °C for an additional 30 min. Fluorescence intensity inside the cells was quantified using ImageJ software. Ten cells of similar size were selected for fluorescence intensity analysis. All analyzes were performed in triplicate.

3-5. ICP-MS에 의한 세포 흡수 정량화3-5. Quantification of cell uptake by ICP-MS

세포 내 Pt 금속 함량을 한국 기초 과학 연구원(한국 서울)의 유도 결합 플라즈마 질량 분석법 (ICP-MS) (Elan DRC II, PerkinElmer SCIEXTM)을 통해 측정하였다. HCT116 세포를 6 개의 웰-플레이트에서 잘 성장한 다음 20 mM CPP-Oxal 및 옥살리플라틴으로 1 시간 동안 처리하였다. 오래된 배지를 제거하고 세포를 PBS (x3)로 세척하고 트립신으로 분리 한 다음 혈구계로 계수하였다. 세포를 7000 rpm에서 5 분 동안 원심 분리하여 세포 펠릿을 얻었다. 세포 펠릿을 HNO3 수용액 (70%) : H2O2 (30%) (8 : 1) 용액에 추가로 현탁하고 투명한 용액이 나타날 때까지 초음파 처리한 다음 ICP-MS를 사용하여 분석하였다. 세포 흡수 실험을 세 번 수행하였으며 각 실험 슬롯을 ICP-MS 분석에 사용하였다.The intracellular Pt metal content was measured by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) (Elan DRC II, PerkinElmer SCIEXTM) of the Korea Institute of Basic Science (Seoul, Korea). HCT116 cells were grown well in 6 well-plates and then treated with 20 mM CPP-Oxal and oxaliplatin for 1 hour. The old medium was removed, the cells were washed with PBS (x3), isolated with trypsin, and counted with a hemocytometer. Cells were centrifuged at 7000 rpm for 5 min to obtain a cell pellet. Cell pellet in HNO 3 aqueous solution (70%): H 2 O2 It was further suspended in (30%) (8: 1) solution, sonicated until a clear solution appeared, and then analyzed using ICP-MS. Cell uptake experiments were performed in triplicate and each experimental slot was used for ICP-MS analysis.

3-6. 생체 내 마우스 연구(In vivo mouse study)3-6. In vivo mouse study

암컷 BALB/c 누드 마우스(6 주령)는 코리아 오리엔트 바이오(대한민국 성남시)에서 구입하여 표준 생활 조건에서 두었다. 이종 이식을 생성하기 위해 HCT116 결장암 세포를 암컷 누드 마우스의 옆구리에 피하로 주입하였다 (2 x 107 cells/ 200 μL). 종양이 성장하여 크기가 100 mm3에 도달하면 마우스를 일련의 주사로 시작했고 첫 번째 주사는 0 일로 간주하였다. 3 그룹의 마우스 (그룹 당 5 마리 마우스)에 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 및 20 일에 피하 주사를 놓았다. 0.083 mg/mL의 CPP-Oxal, 옥살리플라틴 및 PBS를 대조군으로 사용하였다. 약물 주입 절차 전에 각 마우스의 체중을 격일로 측정하였다. 종양 부피비(%)의 계산을 위해 0 일째에 각 마우스의 종양 부피를 100%로 설정하고, 0 일의 부피를 기준으로 격일의 종양 부피 변화율을 상대적으로 계산하였다. 체중비(%)도 같은 방법으로 계산하였다. 20 일에 마우스를 자궁 경부 탈구로 희생시키고 종양을 절개하고 무게를 재고 사진을 찍었다. 종양 억제 비율(TIR)을 다음 방정식을 사용하여 계산하였다: Female BALB/c nude mice (6 weeks old) were purchased from Korea Orient Bio (Seongnam, Korea) and placed under standard living conditions. To generate xenografts, HCT116 colon cancer cells were injected subcutaneously into the flanks of female nude mice (2 x 10 7 cells/200 μL). When the tumors grew and reached 100 mm 3 in size, mice were started with a series of injections and the first injection was considered day 0. Three groups of mice (5 mice per group) received subcutaneous injections on days 0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 and 20. CPP-Oxal at 0.083 mg/mL, oxaliplatin and PBS were used as controls. Each mouse was weighed every other day before the drug injection procedure. For the calculation of the tumor volume ratio (%), the tumor volume of each mouse on day 0 was set to 100%, and the rate of change in tumor volume every other day was calculated relative to the volume on day 0. Body weight ratio (%) was calculated in the same way. On day 20, mice were sacrificed by cervical dislocation and tumors were dissected, weighed and photographed. The Tumor Inhibition Ratio (TIR) was calculated using the following equation:

* TIR (%) = 100 × (대조군의 평균 종양 무게 - 실험군의 평균 종양 무게)/대조군의 평균 종양 무게* TIR (%) = 100 × (mean tumor weight of control group - mean tumor weight of experimental group)/mean tumor weight of control group

동물을 대상으로 한 모든 실험은 순천향대학교 동물 실험 센터에서 수행되었으며, 연구 절차는 실험동물의 처리 및 사용 기준에 따라 순천향대학교 동물 윤리위원회의 승인을 받았다.All experiments on animals were performed at Soonchunhyang University Animal Testing Center, and the research procedures were approved by the Animal Ethics Committee of Soonchunhyang University in accordance with the standards for handling and use of laboratory animals.

실험예 1. 옥살리플라틴 접합체 및 그 링커의 합성Experimental Example 1. Synthesis of oxaliplatin conjugate and its linker

옥살리플라틴의 구조는 두 개의 두자리 유기 리간드가 배위되는 중앙에 Pt 원자가 있는 정사각형 평면을 갖는다(도 1a). 리간드 1,2-디아미노시클로헥산 (DACH) 중 하나는 안정한 담체 리간드로 작용하며 옥살리플라틴의 고유 세포 독성에 필수적이다. 시스플라틴(cisplatin) 및 카보플라틴(arboplatin)과 같은 다른 Pt 화합물의 암모니아 리간드와 비교하여 부피가 큰 DACH 리간드는 더 수용성이며 세포에서 더 큰 왜곡 된 DNA 부가 물을 형성한다(도 1b). 이것은 DNA 불일치 복구 또는 Pt 약물 투여 후 활성이 크게 증가하는 뉴클레오티드 절제 복구 시스템으로 복구할 수없는 심각한 DNA 손상을 일으킨다. 따라서 DACH는 시스플라틴 또는 카보플라틴 내성 세포에 대한 옥살리플라틴의 세포 독성 향상에 기여한다. 대조적으로, 옥살리플라틴의 옥살레이트(oxalate) 리간드는 매우 불안정하므로 옥살리플라틴은 생물학적 조건에서 가수 분해되어 활성 종을 생성할 수 있다. 옥살레이트는 옥살리플라틴의 약리학적 활성에 중요하지 않기 때문에 DACH를 그대로 유지하면서 전달 벡터에 접합하기 위해 다른 부분으로 대체할 수 있다. 또한, CPP 또는 아미노산 잔기는 옥살 레이트처럼 Pt 원자에 직접 결합할 수 없으므로 CPP와 옥살리플라틴을 동시에 접합하는 데 적합한 링커가 필요함을 나타낸다. 따라서 우리는 한쪽 끝에서 CPP 옥타아르기닌(R8)과 다른 쪽 끝에서 옥살리플라틴 유도체에 결합하는 특수 링커를 설계하고 합성하고자 하였다(반응식 1). The structure of oxaliplatin has a square plane with a central Pt atom to which two bidentate organic ligands are coordinated (Fig. 1a). One of the ligands 1,2-diaminocyclohexane (DACH) acts as a stable carrier ligand and is essential for the intrinsic cytotoxicity of oxaliplatin. Compared to the ammonia ligands of other Pt compounds such as cisplatin and carboplatin, bulky DACH ligands are more water soluble and form larger distorted DNA adducts in cells (Fig. 1b). This results in severe DNA damage that cannot be repaired by DNA mismatch repair or nucleotide excision repair systems, whose activity greatly increases after Pt drug administration. Thus, DACH contributes to the enhancement of the cytotoxicity of oxaliplatin to cisplatin or carboplatin-resistant cells. In contrast, the oxalate ligand of oxaliplatin is highly unstable, so oxaliplatin can be hydrolyzed under biological conditions to generate active species. Since oxalate is not critical for the pharmacological activity of oxaliplatin, it can be substituted with other moieties for conjugation to the delivery vector while keeping DACH intact. In addition, CPP or amino acid residues cannot bind directly to the Pt atom like oxalate, indicating the need for a suitable linker for conjugating CPP and oxaliplatin simultaneously. Therefore, we tried to design and synthesize a special linker that binds to CPP octaarginine (R8) at one end and an oxaliplatin derivative at the other end (Scheme 1).

[반응식 1][Scheme 1]

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 반응식 1은 (a) BMPS, NMM, CH2Cl2(rt, 밤새), (b) TFA, DCM, 트리 에틸 실란(4h, rt), (c) [DACHPt(OH2)2]2+·2NO3-, Na2CO3, H2O(2h, rt), (d) CPP (R = R8KCOS 또는 FITC-amh-R8KCOS), PBS buffer (pH = 7), TCEP(6h, rt)에서의 반응 과정을 나타낸 것이다.Scheme 1 is (a) BMPS, NMM, CH 2 Cl 2 (rt, overnight), (b) TFA, DCM, triethyl silane (4h, rt), (c) [DACHPt(OH 2 ) 2 ] 2+ · 2NO 3- , Na 2 CO 3 , H 2 O (2h, rt), (d) in CPP (R = R8KCOS or FITC-amh-R8KCOS), PBS buffer (pH = 7), TCEP (6h, rt) shows the reaction process.

구체적으로, 먼저 상기 화합물 1은 문헌 Bioconjugate Chem. 20 (2009) 1869-1878.에 이미 기술된 바와 같이 제조하였다. 간단히 말해서, 말로네이트의 알킬화에 강염기(NaH)를 사용하여 생성물의 더 높은 수율을 얻은 다음 염기 가수 분해로 Gabriel 합성을 수행하여 말로네이트(1)와 아미노 화합물을 생성하였다. Specifically, first, the compound 1 is described in Bioconjugate Chem. 20 (2009) 1869-1878. Briefly, a higher yield of the product was obtained using a strong base (NaH) for the alkylation of malonate, followed by base hydrolysis to perform Gabriel synthesis to give malonate (1) and amino compounds.

화합물 2는 반대 말단에 NHS-에스테르 및 말레이미드기를 함유하는 아민-설프히드릴 가교제(amine-to-sulfhydryl crosslinker)인 헤테로이작용성 링커( heterobifunctional linker), BMPS와 화합물 1의 커플링에 의해 합성되었다. 화합물 2의 말로네이트 모이어티에 있는 tert-부틸 보호기를 CH2Cl2 및 트리에틸실란에서 25% TFA로 제거하여 화합물 3을 정량적 수율로 생성했으며, 이를 정제없이 더 사용하였다. 트리에틸실란은 tert-부틸 에스테르의 온화한 탈보호(mild deprotection)를 위해 TFA 용액과 같은 강산에서 선택적 탄수화물 제거제 역할을 한다. 트리에틸실란은 수율 향상, 반응 시간 감소 및 간단하게 조제를 가능하게 하였다. 후속 합성은 화합물 3과 [DACHPt(H2O)2]2+-(NO3)2를 반응시켜 화합물 4를 얻는 것이다. 옥살리플라틴 전구체 [DACHPt(H2O)2]2+-(NO3)2는 반응식 S1에 기재된 바와 같이 제조되었다. 화합물 3의 디카복실산 그룹은 배위결합을 통해 Pt(II)와 두자리 킬레이트를 형성할 수 있다. 특히, 결합 구조는 옥살레이트 리간드와 유사하여 단단한 결합 대신 세포 내부의 Pt 약물을 쉽게 방출할 수 있다. 그러나, 화합물 4의 말레이미드 그룹의 가수분해는 염기성 pH 조건에서 관찰되었다. 가수분해되는 것을 방지하기 위해 접합체 형성은 pH 5.5 ~ 6.0에서 수행하였다. BMPS 가교제는 화합물 4의 친수성을 증가시켜 C18 컬럼이 있는 분취용 RP-HPLC를 사용하여 조생성물을 정제할 수 있도록 하였다. 모든 화합물은 다양한 분석 기술을 사용하여 완전히 분석될 수 있었다.Compound 2 was synthesized by coupling Compound 1 with a heterobifunctional linker, BMPS, which is an amine-to-sulfhydryl crosslinker containing NHS-ester and maleimide groups at opposite ends. . The tert-butyl protecting group on the malonate moiety of compound 2 was removed in CH 2 Cl 2 and triethylsilane with 25% TFA to give compound 3 in quantitative yield, which was used further without purification. Triethylsilane acts as a selective carbohydrate scavenger in strong acids such as TFA solutions for mild deprotection of tert-butyl esters. Triethylsilane made it possible to improve yield, reduce reaction time and simplify preparation. Subsequent synthesis is to react compound 3 with [DACHPt(H2O)2] 2+ -(NO 3 ) 2 to obtain compound 4. The oxaliplatin precursor [DACHPt(H 2 O) 2 ] 2+ -(NO 3 ) 2 was prepared as described in Scheme S1. The dicarboxylic acid group of compound 3 can form a bidentate chelate with Pt(II) through a coordination bond. In particular, the binding structure is similar to the oxalate ligand, so it can easily release the Pt drug inside the cell instead of a tight bond. However, hydrolysis of the maleimide group of compound 4 was observed under basic pH conditions. To prevent hydrolysis, conjugate formation was performed at pH 5.5-6.0. The BMPS crosslinking agent increased the hydrophilicity of compound 4, allowing the crude product to be purified using preparative RP-HPLC with a C18 column. All compounds could be fully analyzed using a variety of analytical techniques.

실험예 2. 링커-Pt 유도체에 CPP의 접합(4)Experimental Example 2. Conjugation of CPP to Linker-Pt Derivative (4)

화합물 4를 PBS에서 옥타 아르기닌과 부드럽게 혼합하여 CPP-Oxal 및 FITC 표지 CPP-Oxal (F-CPP-Oxal)의 두 가지 유형의 CPP 접합체를 얻었다. F-CPP-Oxal은 공 초점 현미경을 사용하여 세포 흡수 및 국소화를 조사하는 데 사용되었다. CPP는 C-말단에 티올기를 가지고 있으며 화합물 4의 말레이미드기와 쉽게 반응할 수 있다. 그러나 티올은 말레이미드 그룹에 결합되기 전에 산화되기 쉬워 반응 수율이 감소한다. 이황화 형성을 방지하기 위해 수용성 TCEP를 적용하여 산성 조건에서도 신속하고 화학량론적으로 이황화물을 감소시켰다. 반응하지 않은 시약을 제거하기 위해 한외여과컬럼인 Vivaspin 2 Hydrosart® (HD)를 사용한 원심분리를 사용하여 접합체를 정제하였다. 결과물을 동결건조한 다음 MALDI-TOF MS를 사용하여 분석하였다(도 5).Compound 4 was gently mixed with octa-arginine in PBS to obtain two types of CPP conjugates: CPP-Oxal and FITC-labeled CPP-Oxal (F-CPP-Oxal). F-CPP-Oxal was used to investigate cellular uptake and localization using confocal microscopy. CPP has a thiol group at the C-terminus and can easily react with the maleimide group of compound 4. However, the thiol is prone to oxidation before being attached to the maleimide group, thereby reducing the reaction yield. To prevent disulfide formation, water-soluble TCEP was applied to rapidly and stoichiometrically reduce disulfide even under acidic conditions. To remove unreacted reagents, the conjugate was purified by centrifugation using an ultrafiltration column, Vivaspin 2 Hydrosart® (HD). The resultant was lyophilized and then analyzed using MALDI-TOF MS (FIG. 5).

실험예 3. 접합체의 세포 독성 테스트 및 정량화Experimental Example 3. Cytotoxicity test and quantification of the conjugate

합성 CPP-Oxal과 모약물의 체외 세포 독성 효과를 비교하고 분석하였다. 시험 된 세포주는 SW480, SW620 및 HCT116으로, 모두 인간 결장 조직의 원발성 선암에서 확립되었다. 모든 세포주는 CPP-Oxal 및 옥살리플라틴의 다른 농도 (0-40 μM)로 48 시간 동안 배양한 다음 MTT 분석을 사용하여 세포의 생존율을 측정하였다. CPP-Oxal은 옥살리플라틴과 비교하여 모든 세포주에서 감소된 세포 생존력을 보였으며, 이는 접합체가 선택된 세포주에 대해 상당히 더 나은 약물 효능을 제공하였음을 의미한다(도 2a, 도 2b, 및 도 2c).The in vitro cytotoxic effects of synthetic CPP-Oxal and the parent drug were compared and analyzed. The cell lines tested were SW480, SW620 and HCT116, all established from primary adenocarcinomas of human colon tissue. All cell lines were incubated for 48 h with different concentrations of CPP-Oxal and oxaliplatin (0-40 μM) and then cell viability was measured using MTT assay. CPP-Oxal showed reduced cell viability in all cell lines compared to oxaliplatin, suggesting that the conjugate provided significantly better drug efficacy against the selected cell lines ( FIGS. 2A , 2B , and 2C ).

[표 1][Table 1]

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상기 표 1은 다른 결장암 세포주에서 CPP-Oxal 및 옥살리플라틴의 IC50을 측정하여 나타낸 것으로, 각 값은 MTT 분석 결과를 기반으로 계산한 결과이다. 표 1에서 보는 바와 같이, SW480, SW620, HCT116 세포주에서 CPP-Oxal의 IC50 값은 각각 6.8 μM, 8.1 μM, 12.4μM으로 측정되었다. 옥살리플라틴의 경우 18.0 μM , 24.3 μM 및 21.5 μM이며, 일반적으로 IC50 값은 접합체 사용 시 1.7 ~ 3.0 배 감소하였다(표 1). 또한 ICP-MS를 사용하여 Pt를 정량화하여 세포 내부의 옥살리플라틴과 CPP-Oxal의 총량을 비교하였다(도 2d). HCT116 세포를 옥살리플라틴(20 μM) 및 CPP-Oxal(20 μM)과 함께 1 시간 동안 배양한 다음 세포를 세척하고 용해시켰다. ICP-MS는 CPP-Oxal 처리된 세포의 총 Pt가 백만 세포당 154 ng임을 보여주었다. 반면 백만 세포 당 옥살리플라틴 5.3 ng 처리된 세포는 세포 내 Pt 함량의 큰 차이가 CPP-Oxal의 향상된 세포 내재화에 기반을 두고 있음을 의미한다. Table 1 shows the IC50 measurements of CPP-Oxal and oxaliplatin in different colon cancer cell lines, and each value is a result calculated based on the MTT analysis result. As shown in Table 1, the IC50 values of CPP-Oxal in SW480, SW620, and HCT116 cell lines were 6.8 μM, 8.1 μM, and 12.4 μM, respectively. For oxaliplatin, it was 18.0 μM , 24.3 μM and 21.5 μM, and in general, the IC50 values decreased by 1.7 to 3.0-fold when using the conjugate (Table 1). In addition, the total amount of oxaliplatin and CPP-Oxal inside the cell was compared by quantifying Pt using ICP-MS (Fig. 2d). HCT116 cells were incubated with oxaliplatin (20 μM) and CPP-Oxal (20 μM) for 1 h, then cells were washed and lysed. ICP-MS showed that the total Pt of CPP-Oxal treated cells was 154 ng per million cells. On the other hand, cells treated with 5.3 ng of oxaliplatin per million cells imply that the large difference in intracellular Pt content is based on enhanced cellular internalization of CPP-Oxal.

이러한 결과는 접합체가 옥살리플라틴 단독보다 세포에 더 효율적으로 들어가는 것을 보여준다. 따라서 CPP는 약물의 세포 흡수를 돕고 세포 내 약물 효능을 향상시켜준다. 유사하게, 링커 (2) 및 CPP 단독에 대해도 세포 독성 분석을 수행 하였다. 고농도(40 μM)임에도 어떤 세포주에서도 세포 독성이 관찰되지 않았는데, 이는 접합체의 세포 독성이 본질적으로 옥살리플라틴 부분에만 기인함을 의미한다.These results show that the conjugate enters the cell more efficiently than oxaliplatin alone. Therefore, CPP aids in cellular uptake of drugs and enhances intracellular drug efficacy. Similarly, cytotoxicity assays were also performed for linker (2) and CPP alone. No cytotoxicity was observed in any cell line despite the high concentration (40 μM), suggesting that the cytotoxicity of the conjugate was essentially due only to the oxaliplatin moiety.

실험예 4. 접합체의 세포 흡수 및 국소화(localization)Experimental Example 4. Cell uptake and localization of the conjugate

F-CPP-Oxal의 세포 흡수 및 세포 내 분포는 공초점 현미경(Carl Zeiss LSM 710, NA 1.30, 100x)을 사용하여 조사되었다. 첫째, HCT116 세포를 처음에 10 μM의 F-CPP-Oxal로 30 분 동안 처리한 다음 미토콘드리아 염색을 위해 미토 트래커 (100 nM)로 37℃에서 추가 30 분 동안 처리하였다. 그 후, 세포 배지를 버리고 신선한 배지로 3 회 헹구고 DNA 염색을 위해 Hoechst 33342와 함께 10 분 동안 배양 하였다. F-CPP-Oxal은 1 시간 이내에 HCT116 세포에 의해 빠르게 흡수되었으며 접합체의 형광은 세포질 전체에서 관찰되었지만 핵에서는 더 적은 정도로 관찰되었으며, 이는 접합체가 핵으로 들어가기 전에 세포질에서 먼저 확산되는 경향이 있음을 의미한다(도 3a). 또한, 병합된 이미지는 F-CPP-Oxal과 미토트래커 사이의 형광 신호의 상당한 공동국소화(colocalization)를 보여준다(도 3c). 공동국소화 정도는 두 가변 신호 (녹색과 적색) 사이의 강도 상관관계를 보여주는 Pearson의 r을 계산하여 측정하였다. Pearson의 r 범위는 -1에서 1까지이고 값 1은 완전한 양의 상관 관계를 나타 내기 때문에 0.953 값은 F-CPP-Oxal과 미토트래커 사이의 높은 공동국소화를 반영하였다. 공동국소화는 각 형광 이미지의 픽셀에서 mitotracker의 적색 형광 신호에 대해 F-CPP-Oxal의 녹색 형광 신호 강도가 플롯 된 산점도를 기반으로 추가로 확인하였다(도 3d). 각 그림의 동일한 지점에 있는 녹색 및 빨간색 픽셀은 모두 유사한 강도를 보여 주므로 상당히 우수한 공동국소화를 나타냈다. 모든 결과는 접합체가 세포 내로 잘 내재화되었으며 미토콘드리아에 대한 세포 국소화가 바람직하다는 것을 보여주는 결과이다.Cellular uptake and intracellular distribution of F-CPP-Oxal were investigated using a confocal microscope (Carl Zeiss LSM 710, NA 1.30, 100x). First, HCT116 cells were initially treated with 10 μM of F-CPP-Oxal for 30 min and then treated with Mito Tracker (100 nM) for an additional 30 min at 37°C for mitochondrial staining. Afterwards, the cell medium was discarded, rinsed 3 times with fresh medium and incubated with Hoechst 33342 for 10 min for DNA staining. F-CPP-Oxal was rapidly taken up by HCT116 cells within 1 h and fluorescence of the conjugate was observed throughout the cytoplasm but to a lesser extent in the nucleus, suggesting that the zygote tends to diffuse in the cytoplasm first before entering the nucleus. (Fig. 3a). In addition, the merged image shows significant colocalization of the fluorescence signal between F-CPP-Oxal and mitotracker (Fig. 3c). The degree of colocalization was determined by calculating Pearson's r, which shows the intensity correlation between the two variable signals (green and red). Since Pearson's r ranged from -1 to 1, with a value of 1 indicating a perfect positive correlation, a value of 0.953 reflected the high colocalization between F-CPP-Oxal and mitotracker. Colocalization was further confirmed based on a scatterplot in which the green fluorescence signal intensity of F-CPP-Oxal was plotted against the red fluorescence signal of mitotracker in the pixels of each fluorescence image (Fig. 3d). The green and red pixels at the same spot in each figure all show similar intensities, thus indicating fairly good colocalization. All results show that the zygote is well internalized into the cell and that the cellular localization to the mitochondria is desirable.

다음으로, 내재화 과정을 이해하기 위해 접합체의 세포 국소화를 추가로 세포 내 소기관의 염색을 통해 확인하고자 하였다. F-CPP-Oxal이 HeLa 세포에서 1 시간 동안 미토트래커(200 nM)와 공동배양 되었을 때, 두 형광 신호 사이에 상당한 공동국소화 되어 관찰되었는바 미토콘드리아에서 접합체의 국소화를 확인할 수 있었다(도 4a).Next, in order to understand the internalization process, the cellular localization of the zygote was further confirmed through staining of intracellular organelles. When F-CPP-Oxal was co-cultured with mitotracker (200 nM) in HeLa cells for 1 hour, significant colocalization between the two fluorescence signals was observed, confirming the localization of the conjugate in mitochondria (Fig. 4a).

도 4d는 Pearson의 r은 0.983이었고 화살표를 사용하여 형광의 상대적 강도를 보여주는 것으로, 공동국소화(colocalization)를 확인할 수 있었다. 반대로 F-CPP-Oxal을 리소트래커(150 nM)와 로다민 B-덱스트란(1 mg/mL; 초기 및 후기 endosome marker)과 유사한 방식으로 동시 배양했을 때 눈에 띄는 공동국소화(colocalization)가 관찰되지 않았다. 접합체와 세포 기관 마커는 접합체가 리소좀이나 세포 내 소포 내부에 갇히지 않았음을 의미한다(도 4b 및 도 4c). 이러한 결과는 낮은 Pearson의 r 값(각각 0.059 및 0.328)과 화살표를 사용한 강도 프로파일(도 4e 및 도 4f)을 기반으로 확인되었다. 또한 이러한 결과는 접합체가 세포 내 전좌에 공통적인 수용체 매개 세포 내구 경로를 따르지 않을 수 있음을 의미한다.FIG. 4d shows Pearson's r was 0.983 and shows the relative intensity of fluorescence using arrows, confirming colocalization. Conversely, striking colocalization was observed when F-CPP-Oxal was co-cultured with Lysotracker (150 nM) and Rhodamine B-dextran (1 mg/mL; early and late endosome markers) in a similar manner. It didn't happen. The zygote and organelle markers meant that the zygote was not trapped inside the lysosome or intracellular vesicles ( FIGS. 4B and 4C ). These results were confirmed based on the low Pearson's r values (0.059 and 0.328, respectively) and intensity profiles using arrows (Figs. 4e and 4f). These results also suggest that the zygote may not follow the receptor-mediated endocytosis pathway common to intracellular translocation.

실험예 5. 접합체의 내재화 메커니즘Experimental Example 5. Conjugate internalization mechanism

약물의 세포 내 침투 거동을 조사하기 위해 다양한 세포 내 이입 억제제를 사용하여 F-CPP-Oxal의 세포 흡수 메커니즘을 연구하였다. 이 조사는 클라트린 매개 세포 내 이입, 카베올라 매개 세포 내 이입, 및 거대피세포증(macropinocytosis)의 세 가지 주요 세포 내 세포 경로에 초점을 맞추었다. 따라서 클로르프로마진 염산염(chlorpromazine hydrochloride)(30 μM)는 세포막 수용체와의 결합 반응에 대한 반응에서 대사산물, 호르몬 및 단백질의 대표적인 내재화 과정인 클라트린 매개 세포 내 이입을 억제하는데 사용되었다. 메틸-β-시클로덱스트린(Methyl-β-cyclodextrin)은 플라스크 모양의 단백질인 카베올라(caveolae)가 풍부한 세포 콜레스테롤 도메인을 극도로 고갈시킨다. 따라서 메틸-β-시클로덱스트린(10mM)을 사용하여 스핑고지질, 알부민, 바이러스 및 병원성 박테리아를 내재화하는 카베올라 매개 세포 내 이입을 억제하였다. 보고된 바에 따르면 이미프라민(imipramine)은 거대 피세포증(macropinocytosis)을 시작하기 위한 필수적인 단계인 막 주름을 방해한다. 따라서, 이미프라민 염산염(imipramine hydrochloride)(5 μM)는 세포 외 환경에서 비특이적으로 용질이나 물질을 흡수할 수 있는 거대피세포증을 억제하는데 사용되었다. 각 내이 세포 경로를 억제하기 위해 HCT116 세포를 각 억제제로 30 분 동안 전처리하였다. 그런 다음 세포를 F-CPP-Oxal (10 μM)로 처리하고 30 분 동안 다시 배양하였다. 신선한 세포 배지와 Hoechst33342로 세포를 세척한 후 공 초점 현미경을 사용하여 접합체의 형광을 관찰하였다. To investigate the endocytosis behavior of drugs, the cellular uptake mechanism of F-CPP-Oxal was studied using various endocytosis inhibitors. This investigation focused on three major intracellular cellular pathways: clathrin-mediated endocytosis, caveola-mediated endocytosis, and macropinocytosis. Therefore, chlorpromazine hydrochloride (30 μM) was used to inhibit clathrin-mediated endocytosis, a representative internalization process of metabolites, hormones, and proteins in response to their binding to cell membrane receptors. Methyl-β-cyclodextrin extremely depletes the cellular cholesterol domain rich in caveolae, a flask-shaped protein. Therefore, methyl-β-cyclodextrin (10 mM) was used to inhibit caveola-mediated endocytosis internalizing sphingolipids, albumin, viruses and pathogenic bacteria. Reportedly, imipramine interferes with membrane folds, an essential step for initiating macropinocytosis. Therefore, imipramine hydrochloride (5 μM) was used to inhibit macrotheliosis, which can absorb solutes or substances non-specifically from the extracellular environment. To inhibit each inner ear cell pathway, HCT116 cells were pretreated with each inhibitor for 30 min. The cells were then treated with F-CPP-Oxal (10 μM) and incubated again for 30 min. After washing the cells with fresh cell medium and Hoechst33342, the fluorescence of the conjugate was observed using a confocal microscope.

도 5a에서 볼 수 있듯이, 클라트린(clathrin) 및 카베올라(caveolae) 억제제는 내재화 과정에 영향을 미치지 않았으며 F-CPP-Oxal은 대조군과 거의 유사하게 내재화되었다(억제제 없음). 대조적으로, 이미프라민 염산염(imipramine hydrochloride)으로 처리된 세포는 세포 내부에서 현저하게 감소된 형광을 보였으며, 이는 F-CPP-Oxal의 내재화가 분명히 억제되었음을 나타낸다.As shown in Figure 5a, clathrin and caveolae inhibitors did not affect the internalization process, and F-CPP-Oxal was internalized almost similarly to the control (no inhibitor). In contrast, cells treated with imipramine hydrochloride showed significantly reduced fluorescence inside the cells, indicating that the internalization of F-CPP-Oxal was clearly inhibited.

따라서, 접합체의 세포 내재화는 거대피세포증-매개 세포 내 이입을 따르는 것으로 보인다. 결과는 세포 내부의 상대적인 형광 강도를 비교했을 때도 확인되었다(도 5b). 녹색 형광의 강도를 정량화하고 Imag J를 사용하여 비교하였다.Thus, the cellular internalization of the zygote appears to follow macrocytosis-mediated endocytosis. The result was also confirmed when comparing the relative fluorescence intensity inside the cell (Fig. 5b). The intensity of green fluorescence was quantified and compared using Imag J.

실험예 6. 접합체의 생체 내 항종양 활성Experimental Example 6. In vivo antitumor activity of the conjugate

CPP-Oxal이 대장 암 세포의 생존력에 영향을 미치는 모 약물보다 더 효과적 이었기 때문에 대장 암 치료를 위한 CPP-Oxal의 생체 내 적용 가능성을 조사하였다. 누드 마우스에 HCT116 암세포 (2 x 107 cells/200 μL)를 주입하여 CRC 마우스 모델로 간주되는 이종 이식을 준비하였다. 종양 크기가 100 mm3에 도달하면 마우스를 처리한 샘플을 기준으로 3 개의 그룹(n = 5 / 그룹)으로 나누고 투여를 시작(0 일)하고 20 일까지 계속하였다. 격일로 200 μL의 CPP-Oxal(40μM) 및 옥살리플라틴 (40 μM)을 각 마우스의 종양 조직 근처에 피하 주사하였다. 또한 대조군으로 PBS를 주입하였다. 각 마우스의 체중 및 종양 부피를 주사 20 일까지 주기적으로 모니터링 하였다. Since CPP-Oxal was more effective than the parent drug affecting the viability of colorectal cancer cells, the in vivo applicability of CPP-Oxal for colorectal cancer treatment was investigated. Xenografts, considered a CRC mouse model, were prepared by injecting HCT116 cancer cells (2 x 107 cells/200 μL) into nude mice. When the tumor size reached 100 mm3, mice were divided into 3 groups (n = 5 / group) based on the treated samples, and administration was started (day 0) and continued until day 20. Every other day, 200 μL of CPP-Oxal (40 μM) and oxaliplatin (40 μM) were injected subcutaneously near the tumor tissue of each mouse. In addition, PBS was injected as a control. The body weight and tumor volume of each mouse were monitored periodically until day 20 of injection.

도 6a에 나타낸 바와 같이, 초기에 모든 마우스에서 체중이 약간 증가하였다. 그러나 쥐의 체중은 4 일 후에 감소하기 시작했고 옥살리플라틴으로 처리된 쥐는 가장 큰 체중 감소를 보였다. 특히, CPP-Oxal 처리 된 마우스의 체중은 16 일 이후에 증가하기 시작했고, 마지막으로 가장 높은 값을 보였는데, 이는 종양에 대한 접합체의 높은 세포독성 때문일 수 있지만 부작용이 적기 때문일 수 있다. 마지막 날, 옥살리플라틴, PBS 및 CPP-Oxal로 처리된 마우스는 각각 약 17%, 9% 및 4%의 체중 감소율을 보였다.As shown in Figure 6a, initially all mice gained a little weight. However, the weight of the mice started to decrease after 4 days, and the mice treated with oxaliplatin showed the greatest weight loss. In particular, the body weight of CPP-Oxal-treated mice started to increase after 16 days, and finally showed the highest value, which may be due to the high cytotoxicity of the conjugate to tumors, but may be due to the small number of side effects. On the last day, mice treated with oxaliplatin, PBS and CPP-Oxal showed weight loss of approximately 17%, 9% and 4%, respectively.

종양 부피와 관련하여 모든 마우스는 종양 부피의 증가를 보였다. 그러나 CPP-Oxal 처리 마우스는 도 6b에 표시된 것처럼 가장 느리게 증가하였다. 20 일째 PBS 처리 군의 종양 부피와 비교하여 옥살리플라틴 처리 마우스는 30% 감소한 반면, CPP-Oxal 처리 마우스는 60% 감소하여 CPP-Oxal 처리 군에서 종양 부피를 나타냈다. 마우스 그룹은 다른 그룹보다 상당히 작았다. 20 일째에 종양 부피를 기준으로 종양억제비율(TIR)을 도 6c에 표시된 대로 계산하였다. CPP-Oxal 처리된 마우스의 종양억제비율(TIR)은 옥살리플라틴 처리된 마우스(22%)에 비해 약 47% 더 많았다. Regarding tumor volume, all mice showed an increase in tumor volume. However, CPP-Oxal-treated mice showed the slowest increase as shown in FIG. 6b . Compared with the tumor volume of the PBS-treated group on day 20, oxaliplatin-treated mice decreased by 30%, whereas CPP-Oxal-treated mice decreased by 60%, indicating tumor volume in the CPP-Oxal-treated group. The mouse group was significantly smaller than the other groups. Tumor inhibition ratio (TIR) based on tumor volume at day 20 was calculated as indicated in Figure 6c. The tumor inhibition ratio (TIR) of CPP-Oxal-treated mice was approximately 47% higher than that of oxaliplatin-treated mice (22%).

각 마우스 옆구리의 종양은 다른 날에 촬영하여 도 6d에 나타냈다. 종양 성장은 PBS 또는 옥살리플라틴을 주사한 마우스에서 더 두드러졌다. 20 일에 각 그룹의 마우스를 희생시키고 모든 종양을 절개하여 실제 크기를 결정하였다. CPP-Oxal로 처리된 종양은 가장 작았으며 옥살리플라틴 처리는 도 6e에 나타낸 것처럼 접합체보다 덜 효과적이었다. 따라서 CPP-Oxal가 종양 성장을 억제하는데 상당한 영향을 미쳤음을 알 수 있었다.Tumors in the flank of each mouse were photographed on different days and shown in Fig. 6d. Tumor growth was more pronounced in mice injected with PBS or oxaliplatin. On day 20, mice in each group were sacrificed and all tumors were dissected to determine their actual size. Tumors treated with CPP-Oxal were the smallest and oxaliplatin treatment was less effective than the conjugates as shown in Figure 6e. Therefore, it can be seen that CPP-Oxal had a significant effect on inhibiting tumor growth.

종합적으로 보건데, 상기 실험예의 결과를 통해, 본 발명에 따른 접합체가 생체 내에서 종양 진행을 늦추고 CRC 모델의 이종 이식에서 상당한 항종양 효능을 늦출 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.Taken together, through the results of the above experimental examples, it was confirmed that the conjugate according to the present invention has great potential to slow tumor progression in vivo and significant anti-tumor efficacy in xenografts of the CRC model.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 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 의하여 정의된다고 할 것이다.As described above in detail a specific part of the content of the present invention, for those of ordinary skill in the art, it is clear that this specific description is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.

Claims (7)

대장암(colorectal cancer)의 예방 또는 치료에 사용하기 위한, 다음을 포함하는 세포 투과 펩타이드-링커-항암제 접합체(conjugates):
(a) 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 또는 형광물질인 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); 중에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP);
(b) 상기 세포 투과 펩타이드와 결합하는 하기 화학식 I로 표시되는 링커; 및
(c) 상기 링커와 결합하는 항암제.
[화학식 I]
Figure pat00006

Cell penetrating peptide-linker-anticancer agent conjugates, comprising:
(a) octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl); or octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with FITC, a fluorescent substance; any one cell penetrating peptide (CPP) selected from;
(b) a linker represented by the following formula (I) for binding to the cell penetrating peptide; and
(c) an anticancer agent that binds to the linker.
[Formula I]
Figure pat00006

제1항에 있어서,
상기 FITC가 표지된 옥타아르기닌(R8)은 FITC-amh-옥타아르기닌-K-머캅토아세틸기(FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl)인 것을 특징으로 하는, 접합제.
According to claim 1,
The FITC-labeled octaarginine (R8) is a FITC-amh-octaarginine-K-mercaptoacetyl group (FITC-amh-RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl).
제1항에 있어서,
상기 항암제는 옥사리플라틴(oxaliplatin)인 것을 특징으로 하는 접합체.
According to claim 1,
The conjugate, characterized in that the anticancer agent is oxaliplatin (oxaliplatin).
제1항에 있어서,
상기 접합제는 하기 화학식 Ⅱ로 표시되는 것을 특징으로 하는, 접합체.
[화학식 Ⅱ]
Figure pat00007

According to claim 1,
The conjugate is characterized in that it is represented by the following formula (II).
[Formula II]
Figure pat00007

제1항에 있어서,
상기 옥타아르기닌은 세포막의 음전하 물질과 결합하여 세포 내 투과성을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 접합체.
According to claim 1,
The octaarginine binds to a negatively charged substance of the cell membrane, characterized in that it improves intracellular permeability, the conjugate.
(ⅰ) 상기 화학식 I로 표시되는 링커에 항암제를 첨가하는 단계; 및
(ⅱ) 상기 (ⅰ) 단계의 생성물에 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR- K-mercaptoacetyl) 또는 FITC가 표지된 옥타아르기닌-K-머캅토아세틸(RRRRRRRR-K- mercaptoacetyl)에서 선택된 어느 하나의 세포 투과 펩타이드(CPP)를 첨가하여 합 성하는 단계;
를 포함하는, 세포 투과 펩타이드-항암제 접합체(conjugates)의 제조방법.
[화학식 I]
Figure pat00008

(i) adding an anticancer agent to the linker represented by Formula I; and
(ii) any one selected from octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) labeled with octaarginine-K-mercaptoacetyl (RRRRRRRR-K-mercaptoacetyl) or FITC in the product of step (i) synthesizing by adding a cell penetrating peptide (CPP) of;
A method for producing a cell-penetrating peptide-anticancer agent conjugate (conjugates), comprising a.
[Formula I]
Figure pat00008

제1항 내지 제5항 중에서 선택된 어느 하나의 접합체를 포함하는 대장암(colorectal cancer) 예방 또는 치료용 약학 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating colorectal cancer comprising a conjugate of any one of claims 1 to 5.
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