KR20240032207A - Trop2에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 Trop2에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것으로서, Trop2에 특이적인 결합력을 가진 펩타이드를 발굴하기 위해 파지 디스플레이 기법을 이용하여 Trop2에 선택적으로 결합하는 펩타이드(아미노산 서열: CSTLNVESC)를 발굴하였다. 유방암(특히, 삼중음성 유방암), 췌장암 및 담도암 등 항암제 내성이 크고 효과적인 치료제가 없는 암을 대상으로, 본 발명의 펩타이드를 이용하여 암 특이적 약물전달 하거나 표적치료제를 개발하면 효과적인 항암제가 될 것으로 기대된다.

Description

Trop2에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도{Peptides that selectively bind to Trop2 and use thereof}
본 발명은 영양막 항원 2(Trophoblast antigen 2; Trop2)에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도에 대한 것이다.
막 당단백질인 영양막 항원 2(Trophoblast antigen 2; Trop2)는 종양 관련 칼슘 신호 전달인자 2(calcium signal transducer 2; tacstd2), 막 성분 표면 마커-1(membrane component surface marker-1; M1S1), 상피 당단백질-1(epithelial glycoprotein-1; EGP1), 및 위장 내 항원 733-1(gastrointestinal antigen 733-1; GA733-1)으로도 정의된다. 이는 35-49 kDa의 323개의 아미노산으로 구성되며, 긴 세포 외 도메인(extracellular domains; ECD), 단일 트랜스멤브레인 및 짧은 세포 내 도메인(intracellular domains; ICD)을 포함한다. 단백질 서열 및 결정 구조 측면에서 tacstd1 또는 Trop1으로 알려진 상피 세포 접착 분자(epithelial cell adhesion molecule; EpCAM)와 높은 유사성을 공유하지만, 이들은 다운스트림 신호 전달 경로에서 독립적이다. Trop2의 세포 외 도메인은, 티로글로불린 타입 1(thyroglobulin type-1; TY) 반복 도메인 및 인슐린 유사 성장 인자 타입 I 및 II와 같은 성장 인자에 결합할 수 있는 추정 표피 성장 인자 유사 도메인을 포함하는 시스테인이 풍부한 영역을 보존한다. 세포 내 도메인은 세린 잔기(S303)가 단백질 키나제 C에 의해 인산화될 수 있는 HIKE와 유사한 서열 및 또한 포스파티딜이노시톨 4,5-비스포스페이트의 결합 부위를 포함한다.
Trop2는 암에서 세포 내 신호 전달 과정에 있어서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 자궁경부암 세포에서 Trop2 수준을 증가시키면 세포 증식 및 침습을 지원하는 미토겐 활성화 단백질 키나제의 인산화를 유도할 수 있다. Trop2에 의한 베타 1 인테그린 조절은 전립선암 진행을 촉진할 수 있다. 더욱이, Trop2 ICD 및 cyclin D1의 Src 티로신 키나아제 유도 핵 축적은 전립선암의 진행 및 나쁜 예후와 상관관계가 있었다. 담낭암 세포에서 Trop2를 억제하는 것은 PI3K/AKT 경로의 Trop2 조절이 상피간엽이행(epithelial-mesenchymal transition; EMT) 및 전이를 유도할 수 있음을 시사하였다.
담도암(Cholangiocarcinoma; CCA)은 간 내(ICC) 및 간 외(ECC) CCA 조직으로 구성되는 담관 시스템에서의 공격적 악성 종양이다. CCA는 전 세계적으로 희귀 질환이지만 최근에는 확실한 증가 추세이다. 그러나 간 흡충 감염과 관련해서는 주로 동아시아 일부 특정 지역에서 확산되며, 간 흡충 감염은 중국, 일본, 한국, 및 태국에서 주요 위험인자이다. 서양에서는 다른 만성 간 질환이 CCA와 더 관련이 있다. 최근 보고에 따르면, 절제가능한 ICC는 32.3% 및 8.4%의 5년 및 10년 생존율을 나타냈다. 늦은 발견의 합병증과 약물 내성을 포함하는 치료의 한계가 중요한 문제이다. ECC의 하위 유형인 간문부 담도암(hilar CCA)에 대한 연구는 Trop2와 미세 혈관 밀도 및 나쁜 예후 간에 양의 상관 관계가 있음을 입증하였다. 간 흡충 관련 ICC 환자 조직은 60% 이상이 Trop2의 강력한 발현을 나타낸다는 것을 보여주었다.
친화성 펩타이드는 종양 표적화를 위한 항체의 대체 선택지다. 작은 펩타이드는 깊은 조직 침투, 낮은 면역원성 및 간단한 변형의 경우, 항체에 비해 상대적으로 장점을 갖지만, 혈류 내 순환 시간이 짧은 것이 한계이다. T7 파지 라이브러리를 디스플레이하는 펩타이드를 사용하는 바이오패닝은 표면 항원 표적화 펩타이드를 식별하는데 널리 사용된다. T7 파지의 캡시드에 CX7C(C, 시스테인; X, 임의의 아미노산 잔기)를 디스플레이하는 펩타이드 라이브러리가 구축되었다. 이러한 파지 디스플레이를 통해 효과적인 종양 표적화 및 세포 내재화를 제공하는 인터루킨-4 수용체 알파(interleukin-4 receptor alpha; IL-4Rα) 결합 펩타이드, IL4RPep-1이 개발된 바 있다. 세포사멸 유도(proapoptotic) 펩타이드인 (KLAKLAK)2와의 접합은 항종양 효과를 나타낼 뿐만 아니라 M2 극성 종양 관련 대식세포(TAM)를 M1 극성 대식세포로 전환시켰다.
상기와 같이, 펩타이드의 파지 디스플레이(phage display)는 타겟 세포에 대한 특이적인 리간드(ligand)를 확인하는데 매우 유용한 방법이며, 시험관 내(in vitro) 및 생체 내(in vivo)에서 암세포를 표적으로 하는 펩타이드를 발굴하는데 널리 사용되고 있다. 하지만, Trop2을 표적으로 하는 펩타이드 또는 이를 이용한 약물전달기술과 표적치료제는 아직 개발이 보고되지 않았다.
한국공개특허 제10-2021-0100207호 (2021.08.13 공개)
본 발명은 Trop2에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도에 대한 것으로, 서열번호 1로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 Trop2에 특이적으로 결합하는 펩타이드, 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 진단용 조성물, 약물전달용 조성물 및 암세포 영상화용 조성물, 상기 펩타이드와 서열번호 2로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포투과성 펩타이드 및 서열번호 3으로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포사멸 유도 펩타이드가 결합된 융합 펩타이드 및 상기 융합 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제의 해결을 위해, 본 발명은 서열번호 1로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 Trop2에 특이적으로 결합하는 펩타이드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드, 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합벡터 및 상기 재조합벡터로 형질전환된 형질전환체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드, 서열번호 2로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포투과성 펩타이드 및 서열번호 3으로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포사멸 유도 펩타이드가 결합된 융합 펩타이드를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암세포 영상화용 조성물을 제공한다.
본 발명은 Trop2에 결합하는 펩타이드 및 이의 용도에 관한 것으로서, Trop2에 특이적인 결합력을 가진 펩타이드를 발굴하기 위해 파지 디스플레이 기법을 이용하여 Trop2에 선택적으로 결합하는 펩타이드(아미노산 서열: CSTLNVESC)를 발굴하였다. 유방암(특히, 삼중음성 유방암), 췌장암 및 담도암 등 항암제 내성이 크고 효과적인 치료제가 없는 암을 대상으로, 본 발명의 펩타이드를 이용하여 암 특이적 약물전달 하거나 표적치료제를 개발하면 효과적인 항암제가 될 것으로 기대된다.
도 1은 담도암 세포주에서 Trop2 발현 결과를 나타낸다.
도 2는 pcDNA-Trop2-형질감염된 HEK293T 세포에서의 Trop2 발현 결과를 나타낸다.
도 3은 Trop2-과발현 세포를 이용한 파지 라이브러리의 바이오패닝 결과를 나타낸다.
도 4는 Trop2 단백질에 대한 CSTLNVESC 펩타이드의 결합을 확인한 결과를 나타낸다.
도 5 및 도 6은 Trop2-과발현 세포에 대한 CSTLNVESC 펩타이드의 결합을 확인한 결과를 나타낸다.
도 7은 Ligand Tracer를 이용한 세포 결합 친화도 측정 결과를 나타낸다.
도 8은 담도암 세포주에서 CSTLNVESC 펩타이드의 세포 독성 결과를 나타낸다.
도 9는 혈청 안정성 분석 결과를 나타낸다.
도 10은 CSTLNVESC 펩타이드에 의한 세포 이동 및 침습 억제를 확인한 결과를 나타낸다.
도 11은 CSTLNVESC 펩타이드의 종양 호밍(homing) 결과를 나타낸다.
도 12는 CSTLNVESC 표적 세포독성 펩타이드의 항종양 성장 활성 결과를 나타낸다.
본 발명은 서열번호 1로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 영양막 항원 2(Trophoblast antigen 2; Trop2)에 특이적으로 결합하는 펩타이드를 제공한다.
본 발명의 펩타이드는 당업계에 공지된 화학적 합성(Creighton, Proteins; Structures and Molecular Principles, W. H. Freeman and Co., NY, 1983)에 의해 쉽게 제조될 수 있다. 대표적인 방법으로서 액체 또는 고체상 합성, 단편 응축, F-MOC 또는 T-BOC 화학법이 포함되지만(Chemical Approaches to the Synthesis of Peptides and Proteins, Williams et al., Eds., CRC Press, Boca Raton Florida, 1997; A Practical Approach, Athert on & Sheppard, Eds., IRL Press, Oxford, England, 1989), 이들로 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 펩타이드는 유전공학적 방법에 의해 제조될 수 있다. 우선, 통상적인 방법에 따라 상기 펩타이드를 코딩하는 DNA 서열을 합성한다. DNA 서열은 적절한 프라이머를 사용하여 PCR 증폭함으로써 합성할 수 있다. 다른 방법으로 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예컨대, 자동 DNA 합성기(예: Biosearch 또는 AppliedBiosystems사에서 판매하는 것)를 사용하여 DNA 서열을 합성할 수도 있다. 제작된 DNA 서열은 이 DNA 서열에 작동가능하게 연결되어(operatively linked) 그 DNA 서열의 발현을 조절하는 하나 또는 그 이상의 발현 조절 서열(expression control sequence)(예: 프로모터, 인핸서 등)을 포함하는 벡터에 삽입시키고, 이로부터 형성된 재조합 발현 벡터로 숙주세포를 형질전환시킨다. 생성된 형질전환체를 상기 DNA 서열이 발현되도록 적절한 배지 및 조건 하에서 배양하여, 배양물로부터 상기 DNA 서열에 의해 코딩된 실질적으로 순수한 펩타이드를 회수한다. 상기 회수는 이 기술분야에서 공지된 방법(예컨대, 크로마토그래피)을 이용하여 수행할 수 있다. 상기에서 '실질적으로 순수한 펩타이드'라 함은 본 발명에 따른 펩타이드가 숙주로부터 유래된 어떠한 다른 단백질도 실질적으로 포함하지 않는 것을 의미한다.
본 발명에서 상기 서열번호 1로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 펩타이드는 이의 기능적 변이체를 포함하는 개념이다. “기능적 변이체”란 Trop2에 특이적으로 결합하는 본 발명의 펩타이드의 성질에는 영향을 미치지 않는 아미노산 위치에서 일부 아미노산의 치환이 발생된 모든 유사한 서열을 의미한다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드를 제공한다.
상기 “폴리뉴클레오타이드(polynucleotide)”는 단일가닥 또는 이중가닥 형태로 존재하는 디옥시리보뉴클레오티드 또는 리보뉴클레오티드의 중합체이다. RNA 게놈 서열, DNA(gDNA 및 cDNA) 및 이로부터 전사되는 RNA 서열을 포괄하며, 특별하게 다른 언급이 없는 한 천연의 폴리뉴클레오타이드의 유사체를 포함한다.
상기 폴리뉴클레오타이드는 상기 펩타이드를 코딩하는 뉴클레오타이드 서열뿐만 아니라, 그 서열에 상보적인(complementary) 서열도 포함한다. 상기 상보적인 서열은 완벽하게 상보적인 서열뿐만 아니라, 실질적으로 상보적인 서열도 포함한다.
또한, 상기 폴리뉴클레오타이드는 변형될 수 있다. 상기 변형은 뉴클레오타이드의 추가, 결실 또는 비보존적 치환 또는 보존적 치환을 포함한다. 상기 아미노산 서열을 코딩하는 폴리뉴클레오타이드는 상기 뉴클레오타이드 서열에 대하여 실질적인 동일성을 나타내는 뉴클레오타이드 서열도 포함하는 것으로 해석된다. 상기의 실질적인 동일성은, 상기 뉴클레오타이드 서열과 임의의 다른 서열을 최대한 대응되도록 얼라인하고, 당업계에서 통상적으로 이용되는 알고리즘을 이용하여 얼라인된 서열을 분석한 경우에, 최소 80%의 상동성, 최소 90%의 상동성 또는 최소 95%의 상동성을 나타내는 서열일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합벡터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 재조합벡터로 형질전환된 형질전환체(단, 인간을 제외함)를 제공한다.
본 발명에 있어서,“벡터”는 클론유전자(또는 클론 DNA의 다른 조각)를 운반하는데 사용되는 스스로 복제되는 DNA 분자를 의미한다.
본 발명에서 있어서, “재조합벡터”는 숙주 세포 내에서 삽입된 핵산을 발현할 수 있는 당 분야에 공지된 플라스미드, 바이러스 벡터 또는 기타 매개체를 의미하는 것으로서, 당업계에 공지된 통상의 발현벡터에 본 발명의 펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드가 작동가능하게 연결된 것일 수 있다. 상기 재조합벡터는 일반적으로 숙주세포에서 증식할 수 있는 복제원점, 발현을 조절하는 하나 이상의 발현 조절 서열(예. 프로모터, 인핸서 등), 선별 마커(selective marker) 및 발현 조절 서열과 작동가능하게 연결된 본 발명의 펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함할 수 있다. 형질전환체는 상기 재조합벡터에 의해 형질전환된 것일 수 있다.
바람직하게는 형질전환체는 본 발명의 펩타이드를 암호화하는 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합벡터를 당업계에 공지된 방법, 예를 들어 이에 한정되지는 않으나, 일시적 형질감염(transient transfection), 미세주사, 형질도입(transduction), 세포융합, 칼슘 포스페이트 침전법, 리포좀 매개된 형질감염(liposome-mediated transfection), DEAE 덱스트란-매개된 형질감염(DEAE Dextran- mediated transfection), 폴리브렌-매개된 형질 감염(polybrene-mediated transfection), 전기침공법(electropora tion), 유전자 총(gene gun) 및 세포 내로 핵산을 유입시키기 위한 다른 공지의 방법에 의해 숙주세포에 도입하여 수득할 수 있다(Wu et al., J. Bio. Chem., 267:963-967, 1992; Wu and Wu, J. Bio. Chem., 263:14621-14624, 1988).
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 진단용 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 암은 Trop2의 발현 수준이 높은 암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 바람직하게는 상기 암은 유방암(특히, 삼중음성유방암), 폐암, 췌장암, 뇌종양 간암, 식도암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 갑상선암, 방광암, 난소암, 담도암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 후두암, 및 구강암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 "진단"이란 병리 상태의 존재 또는 특징을 확인하는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 진단은 암의 존재 또는 특징을 확인하는 것이다.
본 발명의 펩타이드를 이용한 암의 진단은 혈액, 소변이나 바이옵시(biopsy)에 의해 직접 얻은 해당 조직 또는 세포에 본 발명의 펩타이드를 반응시켜 이들의 결합을 검출함으로써 진단할 수 있다.
또한, 본 발명의 펩타이드가 암 조직에 결합하였는지 여부를 용이하게 확인, 검출 및 정량하기 위하여, 본 발명의 펩타이드는 표지된 상태로 제공될 수 있다. 즉, 검출가능한 표지에 링크(예: 공유 결합 또는 가교)되어 제공될 수 있다. 상기 검출 가능한 표지는 발색효소(예: 퍼옥시다제(peroxidase), 알칼라인 포스파타제(alkaline phosphatase)), 방사성 동위원소(예: 124I, 125I, 111In, 99mTc, 32P, 35S), 크로모포어(chromophore), 발광물질 또는 형광물질(예: FITC, RITC, 로다민(rhodamine), 시아닌(cyanine), 텍사스레드(Texas Red), 플로레신(fluorescein), 피코에리트린(phycoerythrin), 퀀텀닷(quantum dots))등 일 수 있다.
유사하게, 상기 검출 가능한 표지는 항체 에피토프(epitope), 기질(substrate), 보조인자(cofactor), 저해제 또는 친화 리간드일 수 있다. 이러한 표지는 본 발명의 펩타이드를 합성하는 과정 중에 수행할 수도 있고, 이미 합성된 펩타이드에 추가로 수행될 수도 있다. 만약 검출가능한 표지로 형광물질을 이용하는 경우에는 형광단층촬영(Fluorescence mediated tomography:FMT)으로 암을 진단할 수 있다. 예컨대, 형광물질로 표지된 본 발명의 펩타이드를 혈액 내로 순환시키고 형광단층촬영으로 펩타이드에 의한 형광을 관찰할 수 있다. 형광이 관찰된다면, 암으로 진단된다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 약물은 펩타이드 약물 또는 항암제일 수 있으며, 보다 바람직하게는, 상기 펩타이드 약물은 세포 사멸 또는 괴사 유도 활성을 갖는 세포 독성 펩타이드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 펩타이드는 약물을 암세포에 선택적으로 전달하는 지능형 약물 전달체로서 사용될 수 있다. 본 발명의 펩타이드를 종래 공지의 약물과 연결하여 암 치료에 이용한다면 본 발명의 펩타이드에 의해 약물이 암세포 유래 엑소좀에 선택적으로 전달되기 때문에 약물의 효력을 증가시킬 수 있고 동시에 정상조직에 미치는 약물의 부작용을 현저히 줄일 수 있다.
상기 약물은 항암제로서, 본 발명의 펩타이드에 연결될 수 있는 항암제로는 종래 암의 치료에 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다. 예컨대, 메르탄신(mertansine), 독소루비신, 파클리탁셀, 빈크리스틴, 다우노루비신(daunorubicin), 빈블라스틴(vinblastine), 액티노마이신-D(actinomycin-D), 도세탁셀, 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 비산트렌 (bisantrene), 호모해링토닌(homoharringtonine), 글리벡(Gleevec; STI-571), 시스플라틴, 5-플로오로우라실, 아드리아마이신, 메토트렉세이트, 부설판(busulfan), 클로람부실(chlorambucil), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 멜팔란 (melphalan), 니트로겐 무스타드(nitrogen mustard) 및 니트로소우레아 (nitrosourea) 등이 있다. 항암제와 본 발명의 펩타이드 간의 연결은 당업계에 공지된 방법, 예컨대, 공유 결합, 가교 등을 통해 수행될 수 있다. 이를 위해 본 발명의 펩타이드는 필요하다면 그 활성이 소실되지 않는 범위에서 화학적으로 수식(modification)될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드, 서열번호 2로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포투과성 펩타이드 및 서열번호 3으로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포사멸 유도 펩타이드가 결합된 융합 펩타이드를 제공한다.
상기 서열번호 2로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포투과성 펩타이드는 "RRRRRRR"로서, 본 명세서에서는 "R7"로 약칭하였다.
상기 서열번호 3으로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포사멸 유도 펩타이드는 "KLAKLAKKLAKLAK" 또는 "(KLAKLAK)2"로서, 본 명세서에서는 "KLA"로 약칭하였다.
또한, 본 발명은 상기 융합 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 암은 Trop2의 발현 수준이 높은 암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 바람직하게는 상기 암은 유방암(특히, 삼중음성유방암), 폐암, 췌장암, 뇌종양 간암, 식도암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 갑상선암, 방광암, 난소암, 담도암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 후두암, 및 구강암일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학 조성물은 유효 성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용하여 제조될 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등의 가용화제를 사용할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 투여를 위해서 유효 성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1 종 이상 포함하여 약학 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물의 약제 제제 형태는 과립제, 산제, 피복정, 정제, 캡슐제, 좌제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 및 활성 화합물의 서방출형 제제 등이 될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 복강내, 흉골내, 경피, 비측내, 흡입, 국소, 직장, 경구, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물의 유효성분의 유효량은 질환의 예방 또는 치료 요구되는 양을 의미한다. 따라서, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효 성분 및 다른 성분의 종류 및 함량, 제형의 종류 및 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자에 따라 조절될 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 예컨대, 성인의 경우, 1일 1회 내지 수회 투여시, 본 발명의 조성물은 1일 1회 내지 수회 투여시, 화합물일 경우 0.1ng/kg~10g/kg 용량으로 투여할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암세포 영상화용 조성물을 제공한다.
바람직하게는, 상기 펩타이드는 발색효소, 방사성동위원소, 크로모포어(chromophore), 발광물질, 형광물질(fluorescer), 자기공명 영상물질, 상자성입자(superparamagnetic particles) 또는 초상자성입자(ultrasuper paramagnetic particles)로 표지될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
암세포 영상화 및 암 진단은, 이에 한정되지는 않으나, 암 질환의 초진 목적 뿐만아니라, 진행 경과, 치료에 대한 치료 경과, 치료제에 대한 반응 모니터링 등을 포괄하여 사용할 수 있다. 상기 펩타이드는 결합 여부의 확인, 검출 및 정량을 용이하게 하기 위하여, 표지된 상태로 제공될 수 있으며, 이에 대해서는 상기에서 기술한 바와 같다.
이하에서는, 본 발명을 한정하지 않는 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다. 본 발명의 하기 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 따라서, 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석된다.
<실험예>
하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.
1. 세포 배양
KKU-213 및 KKU-055 인간 간내 담도암 세포주는 Japan Collection of Research Bioresources Cell Bank(JCRB Cell Bank, Tokyo, Japan)으로부터 구입하였다. HEK293T 인간 배아 신장 세포는 ATCC(Manassas, VA, USA)으로부터 구입하였다. KKU-213, KKU-055, 및 HEK293T 세포를 10% 소태아혈청(FBS), 100U/ml 페니실린, 및 100μg/ml 스트렙토마이신이 포함된 둘베코 변형 이글 배지(DMEM)에서 5% 이산화탄소(CO2), 37℃에서 배양하였다.
바이오패닝을 위한 Trop2 과발현 세포를 제작하기 위해, 인간 Trop2 유전자 tacstd2(Origene, Rockville, MD, USA)를 포함하는 pCMV6-AC-GFP 플라스미드를 Lipofectamine 2000(Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA)을 사용하여 HEK293T 세포에 형질감염시켰다. Trop2 침묵을 위해, KKU-213 세포는 Lipofectamine RNAiMAX(Thermo Fisher Scientific)를 사용하여 Trop2 유전자(Qiagen, Venlo, Netherlands) 또는 대조군 siRNA(Bioneer, Oakland, CA)에 대한 짧은 간섭 RNA(small-interfering RNA; siRNA)로 형질감염되었다. 2개의 siRNA, siTrop21 및 siTrop22는 표적 서열에 대해 특이적으로 설계되었다; 5'-CCC GGG ATC GTT TGC AAG TAA-3' 및 5'-TTG CGA CAT TGT GAA GGC TTA-3'. 침묵 효율은 웨스턴 블롯에 의해 분석되었다.
2. T7 파지 라이브러리의 바이오패닝 및 Trop2 결합 펩타이드 선별
CX7C(C, 시스테인; X, 임의의 아미노산 잔기)를 디스플레이하는 T7 415-1b 파지 벡터에 기초한 파지 펩타이드 라이브러리는 제조업체의 매뉴얼(Novagen, Madison, WI)에 따라 구축되었다. 라이브러리의 다양성은 5×108 플라크 형성 단위(plaque-forming units; pfu)였다. 선택된 파지 클론의 DNA 삽입물은 Koma Biotech Co.(대전, 대한민국)에 의해 시퀀싱되었다. 바이오패닝을 위해 Trop2-형질감염된 HEK293T 세포를 35mm 접시에서 배양하였다. 세포를 실온(RT)에서 30분 동안 1% 소 혈청 알부민(bovine serum albumin; BSA)을 포함하는 배양 배지로 차단하고, 4℃에서 1시간 동안 T7 파지 라이브러리(약 1×109 pfu)와 함께 반응시켰다. 결합되지 않은 파지를 제거하고, 세포를 인산 완충 식염수(phosphate buffered saline; PBS)로 3회 세척하였다. 결합 파지를 RT에서 10분 동안 E. coli BL21(OD600 1.0)이 풍부한 Luria-Bertani(LB) 배지로 용출하였다. 용출된 파지는 E. coli BL21(OD600 0.5)이 풍부한 LB 배지로 37℃에서 1-3시간 동안 또는 용해가 관찰될 때까지 증폭되었다. 증폭된 파지의 역가는 플라그 형성 분석에 의해 결정되었고, 파지는 다음 라운드에 사용되었다. 세 번째 및 네 번째 라운드에서 용출된 파지를 무작위로 선택하고, 증폭하여, 펩타이드 서열을 분석하였다.
모든 펩타이드는 펩타이드 합성기를 사용하여 표준 플루오레닐 메톡시카보닐 보호기(fluorenyl methoxycarbonyl protecting group; Fmoc) 방법으로 합성하고 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)로 >90% 순도로 정제하였으며, 그 질량은 매트릭스 보조 레이저 탈착 이온화 비행시간형 질량분석(Peptron Inc., 대전, 대한민국)에 의해 확인되었다. 펩타이드는 N-말단에서 비오틴과 접합되었다. 형광 표지를 위해, 펩타이드는 C-말단에서 플루오레세인 이소티오시아네이트(fluorescein isothiocyanate; FITC) 또는 근적외선 Flamma® 675 염료(Bioacts, 인천, 대한민국)와 접합되었다. T7 파지 코트 단백질에 존재하는 서열인 NSSSVDK 펩타이드를 음성 대조군으로 사용하였다.
3. 파지 세포 결합 및 펩타이드 단백질 결합에 대한 효소 결합 면역흡착 분석(Enzyme-linked immunosorbent assay; ELISA)
96웰 플레이트에 접종된 세포를 실온에서 30분 동안 1% BSA로 차단한 다음, RT에서 1시간 동안 각 파지 클론(1 × 109 pfu)과 함께 반응시켰다. RT에서 1시간 동안 마우스 항-T7 모노클로날 항체(Novagen)와 반응하기 전에 플레이트를 PBS로 세척하였고, 겨자무 퍼옥시다제(horseradish peroxidase; HRP)-접합 염소 항-마우스 IgG 모노클로날 항체(Santa Cruz Biotechnology, Dallas, TX, USA)와 RT에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 세척한 후, 1-Step™ Turbo TMB-ELISA 기질 용액을 첨가하고(Thermo Fisher Scientific), 플레이트를 RT에서 10-30분 동안 반응시킨 후 2N H2SO4 정지 용액을 첨가하였다. 흡광도를 마이크로플레이트 판독기로 450 nm에서 측정하였다.
재조합 Trop2(Recombinant Trop2; rTrop2) 또는 BSA(100μl 용액 중 0.5μg)를 4℃에서 밤새 0.1M NaHCO3(pH 7.6)와 ELISA 마이크로플레이트에 코팅하였다. 플레이트를 PBS로 세척하고 RT에서 1시간 동안 1% BSA로 차단하였다. 비오틴화된 펩타이드(100μl 용액 중 1μg)를 단백질 코팅된 플레이트에 첨가하고, RT에서 1시간 동안 그리고 HRP-접합 스트렙타비딘과 함께 RT에서 1시간 동안 반응시켰다. PBS로 여러 번 세척한 후, 기질 용액 100μl를 첨가하였다. 청색이 나타난 후 정지 용액을 첨가하였다. 흡광도를 마이크로플레이트 판독기로 450 nm에서 측정하였다.
4. 면역형광 분석
세포를 4웰 챔버 슬라이드에 접종하고 37℃에서 밤새 유지하였다. 세포를 PBS로 부드럽게 세척하고 RT에서 10분 동안 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde; PFA)로 고정하였다. 1% BSA로 30분 동안 차단한 후, 슬라이드를 4℃에서 밤새 마우스 Trop2에 대한 단일클론 항체(Abcam, Cambridge, UK)와 함께 반응시켰다. 그런 다음, 세포를 Alexa Fluor 488-표지된 마우스 IgG에 대한 항체(Thermo Fisher Scientific)와 함께 RT에서 1시간 동안 반응시켰고, RT에서 10분 동안 4', 6-디아미디노-2-페닐인돌 디하이드로클로라이드(4', 6-diamidino-2-phenylindole dihydrochloride; DAPI)(Dojindo, 쿠마모토, 일본)로 대조염색하였다. 슬라이드를 변색 방지 용액으로 봉입하고 커버 유리를 덮었다. 슬라이드는 형광 현미경으로 분석되었다.
공동 국소화 분석을 위해, 세포를 4℃에서 1시간 동안 FITC-접합 펩타이드와 함께 반응시켰고, RT에서 10분 동안 4% PFA로 고정하였다. 다음으로, 세포를 4℃에서 밤새 마우스 Trop2에 대한 항체와 함께 반응시킨 다음, Alexa Fluor 594-표지된 마우스 IgG에 대한 항체(Thermo Fisher Scientific)와 함께 RT에서 1시간 동안 반응시켰다. 세포를 DAPI로 대조염색하고, 퇴색 방지제로 봉입하였다. 슬라이드를 공초점 현미경을 사용하여 검사하였다.
조직 염색을 위해, 유리 슬라이드 상의 동결된 조직을 0.3% Triton X-100/PBS와 함께 RT에서 15분 동안 반응시켰고 PBS로 세척하였다. RT에서 30분 동안 1% BSA/PBS로 차단한 후, 조직 슬라이드를 4℃에서 밤새 토끼 Trop2에 대한 항체(Abcam)와 함께 배양한 다음, Alexa Fluor 488-표지된 항-토끼 IgG 항체(Thermo Fisher Scientific)와 함께 RT에서 1시간 동안 배양하였다. 조직 슬라이드를 DAPI와 함께 RT에서 10분 동안 반응시킨 후, 봉입하였다.
5. 유세포 분석
백만 개의 세포를 준비하고 4% PFA로 고정하고 RT에서 30분 동안 1% BSA로 차단하였다. 세포를 교반하면서 1시간 동안 RT에서 마우스 Trop2에 대한 항체와 함께 반응시켰다. 그런 다음, 세포를 Alexa Fluor 488-표지된 마우스 IgG에 대한 항체와 함께 RT에서 1시간 동안 반응시켰다. 펩타이드 결합을 위해, 세포를 FITC-표지 펩타이드와 함께 4℃에서 1시간 동안 교반하면서 반응시켰다. 유세포 분석기로 분석하기 전에 염색된 세포를 4% PFA로 고정하였다.
6. 웨스턴 블로팅 분석
세포 용해물을 10% 나트륨 도데실 설페이트-폴리아크릴아미드 겔(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel; SDS-PAGE)에 반응시키고, 폴리비닐리덴 디플루오라이드(polyvinylidene difluoride; PVDF) 멤브레인으로 옮겼다. 5% 탈지유로 차단한 후, 멤브레인을 4℃에서 밤새 토끼 Trop2에 대한 항체와 함께 반응시킨 다음 RT에서 1시간 동안 HRP-접합 염소 토끼 IgG에 대한 항체(Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA)와 함께 반응시켰다. 밴드 신호는 발광 이미지 분석 시스템(LAS-1000, Fujifilm, Tokyo, Japan)에 의해 검출되었다.
7. 면역침전 분석
Trop2-과발현 HEK293T 세포의 세포 용해물을 회전 장치에서 2시간 동안 RT에서 비오틴화된 펩타이드와 함께 반응시켰다. 경쟁 분석을 위해 과량의 표지되지 않은 펩타이드가 추가되었다. 비오틴-연결 펩타이드-단백질 복합체를 회전 장치에서 1시간 동안 RT에서 단량체 아비딘-표지된 자기 비드(Bioclone, San Diego, CA, USA)로 침전시켰다. 단백질 복합체를 용출 완충액으로 용출하고 Trop2에 대한 항체를 사용하여 웨스턴 블롯팅 분석을 수행하였다.
8. 이동 및 침습 분석
혈청 결핍된 KKU-213 세포를 펩타이드를 함유한 무혈청 배지로 재현탁하고, Transwell 챔버(Corning Life Sciences, Tewksbury, MA, USA)의 8.0μm 기공 폴리카보네이트 삽입물에 첨가하였다. 침습 분석을 위해서, 사용하기 전에 멤브레인을 37℃에서 2시간 동안 0.3μg 마트리겔 매트릭스(Corning Life Sciences)로 코팅하였다. 혈청 함유 또는 무혈청 배지를 리저버에 첨가하고 37℃에서 밤새 반응시켰다. 이동 또는 침습한 세포를 고정하고 RT에서 10분 동안 0.1% 크리스탈 바이올렛 용액으로 염색하였다. 염색된 세포를 광학현미경으로 계수하였다.
9. 종양 호밍 (homing) 분석
4주령 BALB/c 암컷 누드 마우스는 Orient Bio(대한민국 성남)로부터 구입하였다. 마우스는 경북대학교 동물실험윤리위원회(IACUC)의 가이드라인(허가번호 2017-0077)에 따라 관리 및 유지되었다. 마우스는 특정 병원체가 없는 조건, 제어된 온도(22±2℃), 습도(50±10%), 및 명암 주기(12:12 h)에서 유지되었다. 무균 정제 식품, 물 및 침구가 제한 없이 제공되었다. 마우스에 100μl DMEM에 재현탁된 약 200만개의 KKU-213 세포를 피하 주사하였다. 약 4주 후 종양 크기가 200mm3에 도달했을 때, 마우스에 근적외선 Flamma Fluor 675 표지 펩타이드를 정맥 주사하였다. 2시간 후, In Vivo Imaging System(IVIS)(PerkinElmer, Waltham, MA, USA)을 사용하여 신호를 검출하였다. 분석 중에, 마우스는 산소 유량계 0.8L/min이 공급된 가스 챔버에서 2.5% 이소플루란으로 마취되었다. 그런 다음 마우스를 30% CO2 가스실 안락사에 의해 희생시켰고, 중요한 장기와 종양에서 신호를 관찰하였다. 동결된 조직이 조직학적 검사를 위해 준비되었다.
10. 통계 분석
Student t-tests 및 one-way ANOVA tests를 사용하여 그룹 간의 통계적 유의성을 분석하였다.
< 실시예 1> CCA 세포주에서 Trop2 발현
KKU-213 및 KKU-055 인간 CCA 세포주에서 Trop2 발현을 조사하기 위해, 세포 용해물을 웨스턴 블롯팅으로 분석하였다(도 1A). Trop2는 KKU-213 세포에서 발견되었지만 KKU-055 세포에서는 발견되지 않았다. 면역형광(도 1B) 및 유세포 분석(도 1C)에 의하면, 거의 모든 KKU-213 세포가 세포막에서 Trop2를 높게 발현하는 반면 KKU-055 세포는 Trop2를 거의 발현하지 않는 것으로 나타났다.
< 실시예 2> T7 파지 라이브러리를 이용한 Trop2 결합 펩타이드의 바이오패닝
펩타이드 바이오패닝을 위해, 녹색 형광 단백질(green fluorescence protein; GFP)과 연결된 Trop2 유전자(tacstd2)를 인코딩하는 플라스미드를 HEK293T 정상 배아 신장 세포에 형질감염시켜, 일시적으로 Trop2를 과발현하는 세포를 준비하였다. 면역형광 현미경 분석 결과, 대부분의 세포가 형질감염 48시간 후에 GFP 단백질을 발현하는 것으로 나타났다(도 2A). 또한, 세포막에서 Trop2 발현이 관찰되었다(도 2B). 웨스턴 블로팅은 형질감염된 세포가 모의(mock)-형질감염된 대조군 세포에 비해 성숙한 형태(글리코실화)의 Trop2를 발현함을 나타냈다(도 2C).
도 3A는 무작위 CXXXXXXXC 펩타이드를 디스플레이하는 T7 파지 라이브러리를 사용한 펩타이드에 대한 바이오패닝 절차를 도식적으로 나타낸다. 파지 라이브러리는 일시적 Trop2-과발현 HEK293T 세포와 함께 반응시켰다. 세포 결합 파지는 다음 라운드의 스크리닝을 위해 용출되고 증폭되었다. 파지 역가는 플라그 분석에 의해 결정되었다. 세 번째 및 네 번째 라운드 후, 파지 역가는 각각 7.7배 및 30.8배 증가하였다(도 3B). 동시에, 형질감염되지 않은 HEK293T 세포에 대해서도 스크리닝을 수행하였다(도 3C). 후보 파지를 무작위로 선택하고 시퀀싱에 의해 펩타이드 코딩 DNA 삽입물에 대해 분석하였다. 이 중, 7개 후보는 Trop2 과발현 HEK293T 세포에 대한 스크리닝에서만 나왔으며, 형질감염되지 않은 HEK293T 세포에서 나온 것은 아니었다. 6-mer보다 짧은 후보 서열은 제외되었다. 그런 다음, 개별 파지 클론을 증폭하고 ELISA를 사용하여 세포 결합에 대해 분석하였다(도 3D). 파지 클론 중, CSTLNVESC 펩타이드를 발현하는 파지 클론은 Trop2-음성 KKU-055 및 HEK293T 세포보다 높은 수준으로 Trop2-양성 KKU-213 세포에 결합하였다. 그 후에 CSTLNVESC 펩타이드가 추가 연구를 위해 선택되었다.
< 실시예 3> Trop2 단백질에 대한 CSTLNVESC 펩타이드의 결합
CSTLNVESC 펩타이드와 Trop2 단백질의 결합을 조사하기 위해, N-말단 비오틴이 연결된 CSTLNVESC 펩타이드를 합성하고, ELISA 플레이트에 코팅된 인간 재조합 Trop2 단백질에 결합된 펩타이드를 스트렙타비딘 접합 HRP로 결합 활성을 확인하였다(도 4A). 대조군으로는 BSA를 사용하였다(도 4A). 다음으로, 비오틴 표지 펩타이드를 Trop2 과발현 HEK293T 세포의 세포 용해물과 함께 반응시킨 다음, 스트렙타비딘 표지 마그네틱 비드를 사용하여 Trop2 펩타이드 복합체를 풀다운하였다. 비오틴 표지된 CSTLNVESC 펩타이드는 세포 용해물의 Trop2에 결합 및 침전되었으며, 이는 표지되지 않은 CSTLNVESC 펩타이드를 더 높은 농도로 첨가함으로써 억제되었다(도 4B).
< 실시예 4> Trop2 -과발현 세포에 대한 CSTLNVESC 펩타이드의 결합
세포에 대한 CSTLNVESC 펩타이드의 결합을 조사하기 위해, CSTLNVESC 펩타이드는 카르복시 말단에서 FITC 형광 염료로 표지되었다. 유세포 분석은 CSTLNVESC-FITC 펩타이드가 KKU-055 세포보다 높은 수준에서 KKU-213 세포에 결합되었음을 나타냈다(도 5A). 대조적으로, NSSSVDK-FITC 대조군 펩타이드는 두 세포주 모두에 약하게 결합하였다. NSSSVDK-FITC 펩타이드가 아닌 CSTLNVESC-FITC 펩타이드가 Trop2 발현 KKU-213 세포에 결합하는 것은 면역형광 현미경 분석에 의해서도 관찰되었다(도 5B).
Trop2-과발현 세포에 대한 CSTLNVESC-FITC 펩타이드의 결합이 Trop2에 의해 매개되는지 여부를 추가로 조사하기 위해, KKU-213 세포에서 Trop2 유전자 발현을 Trop2 siRNA를 사용하여 침묵시켰다. Trop2 발현은 웨스턴 블롯팅(도 5C), 면역형광 현미경 검사(도 5D), 및 유세포 분석(도 5E)에 의해 확인된 바와 같이, 24시간 동안 Trop2 siRNA로 형질감염된 후 감소하였다. 이어서, Trop2 침묵 세포에 대한 CSTLNVESC-FITC 펩타이드의 결합이 감소하였다(도 5D 및 도 5F).
또한, CSTLNVESC-FITC 펩타이드는 Trop2 과발현 HEK293T 세포에는 선택적으로 결합하지만, 야생형 HEK293T 세포에는 결합하지 않았고(도 6A), Trop2 과발현 MCF7 유방암, HeLa 자궁경부암 및 H460 폐암세포에는 결합하지만, Trop2가 낮게 발현되는 BEAS-2B 정상 기관지 상피 세포에는 결합하지 않았다(도 6B).
CSTLNVESC 펩타이드의 세포 결합 친화도를 결정하기 위해, Ligand Tracer 기기를 사용한 결합 분석을 수행하였다. 상기 장치로 KKU-213 또는 KKU-055 세포에 대한 CSTLNVESC-FITC 펩타이드의 용량 및 시간 의존적인 결합을 지속적으로 모니터링하였다. KKU-213 세포에 대한 CSTLNVESC-FITC 결합의 KD 값은 5.21 ± 1.98 μM인 반면 KKU-055 세포에 대한 결합은 거의 검출되지 않았다(도 7).
CSTLNVESC 펩타이드가 세포 생존에 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해, KKU-213 및 KKU-055 세포를 펩타이드와 함께 24시간 동안 반응시켰다. 최대 256μM 농도의 CSTLNVESC 펩타이드로 처리한 후에도 KKU-213 및 KKU-055 세포 모두에서 세포 독성이 관찰되지 않았다(도 8).
CSTLNVESC 펩타이드의 안정성을 조사하기 위해, 펩타이드를 37℃에서 24시간 동안 마우스 혈청과 함께 배양하고 HPLC로 분석하였다. CSTLNVESC 펩타이드는 16시간까지 안정적이었고 그 이후에는 감소하였다(도 9).
< 실시예 5> CSTLNVESC 펩타이드에 의한 세포 이동 및 침습의 억제
Trop2는 EMT 및 전이에 관여하며, CSTNVESC 펩타이드가 세포 이동 및 침습에 영향을 미치는지 알아보기 위해 트랜스웰(Trans-well) 챔버 분석을 수행하였다. CSTLNVESC 펩타이드는 KKU-213 세포의 혈청 유도 이동 및 침습을 용량 의존적 방식으로 억제하였으나, 대조군 펩타이드는 거의 영향이 없었다(도 10).
< 실시예 6> CSTLNVESC 펩타이드의 종양 호밍 (homing)
CSTLNVESC 펩타이드의 종양 호밍(homing)을 조사하기 위해, 펩타이드를 Flamma 675 근적외선 염료와 접합시키고 KKU-213 피하 종양이 있는 마우스에 정맥 주사하였다. 주사 후 2, 6, 및 24시간에 IVIS 시스템을 사용한 전신 영상화를 한 결과, CSTLNVESC-Flamma 675 펩타이드가 대조군 펩타이드보다 더 효율적으로 종양에 위치하는 것으로 나타났다(도 11A). 정량화된 데이터에서 종양 내 CSTLNVESC-Flamma 675 펩타이드의 평균 광자는 주사 후 24시간까지 대조군 펩타이드의 평균 광자보다 높았다(도 11B). 생체외 영상(도 11C) 및 분리된 기관의 평균 광자의 정량화(도 11D)에서도 종양에서의 CSTLNVESC-Flamma 675 펩타이드의 축적을 나타냈지만, 다른 기관에서 CSTLNVESC 및 대조군 펩타이드의 축적은 신장을 제외하고는 거의 관찰되지 않았다. 신장에서의 높은 수준의 광자는 비특이적이며 펩타이드의 소변 배설로 인한 것으로 보인다. Trop2에 대한 항체를 사용한 면역형광 분석은 대조군 펩타이드와는 달리 CSTLNVESC 펩타이드가 종양 조직에 축적되고, Trop2와 함께 위치하고 있음을 나타내었다(도 11E).
< 실시예 7> CSTLNVESC 표적 세포독성 펩타이드의 종양 성장 억제능
표적 암 치료를 위한 CSTLNVESC 펩타이드의 적용 가능성을 확인하기 위해, CSTLNVESC, RRRRRRR(R7) 및 KLAKLAKKLAKLAK(KLA) 펩타이드로 구성된 Trop2 표적지향성 세포독성 펩타이드를 합성하고 CSTLNVESC-R7-KLA로 명명하였다. R7은 펩타이드 및 단백질의 세포 내재화를 향상시키는 것으로 잘 알려진 세포 투과성 펩타이드이다. KLA는 세포에 도입되면 포유동물 세포의 미토콘드리아막을 손상시켜 세포사를 유도할 수 있는 세포 독성 펩타이드이다. CSTLNVESC-R7-KLA는 KKU-213 종양이 있는 마우스에 정맥 주사되었다(10mg/kg, 주당 3회, 도 12A). CSTLNVESC-표적 R7-KLA 펩타이드는, 대조군 펩타이드-표적 R7-KLA 또는 CSTLNVESC, R7, 및 KLA의 병용 치료보다 더 효율적으로 종양 부피(도 12B) 및 종양 중량(도 12C)을 감소시켰다. 한편, 펩타이드를 사용한 모든 치료는 식염수 처리 대조군 보다 마우스 생존을 더 효율적으로 증가시켰고(도 12D), 체중에 영향을 미치지 않았다(도 12E). 간 기능 효소(AST, ALT, 및 ALP) 및 신장 기능 마커(BUN 및 크레아티닌)의 수준은 정상 범위 내에 있었으며(도 12F), 이는 CSTLNVESC-R7-KLA로 치료 후 간 및 신장에 대한 독성을 포함한 전신 부작용이 없었음을 시사한다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 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.

Claims (17)

  1. 서열번호 1로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 영양막 항원 2(Trophoblast antigen 2; Trop2)에 특이적으로 결합하는 펩타이드.
  2. 제1항의 펩타이드를 코딩하는 폴리뉴클레오타이드.
  3. 제2항의 폴리뉴클레오타이드를 포함하는 재조합벡터.
  4. 제3항의 재조합벡터로 형질전환된 형질전환체(단, 인간을 제외함).
  5. 제1항의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 진단용 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 암은 Trop2의 발현 수준이 높은 암인 것을 특징으로 하는 암 진단용 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 암은 유방암, 삼중음성유방암, 폐암, 췌장암, 뇌종양 간암, 식도암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 갑상선암, 방광암, 난소암, 담도암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 후두암 및 구강암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 암 진단용 조성물.
  8. 제1항의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 약물 전달용 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 약물은 펩타이드 약물 또는 항암제인 것을 특징으로 하는 약물 전달용 조성물.
  10. 제9항에 있어서, 상기 펩타이드 약물은 세포 사멸 또는 괴사 유도 활성을 갖는 세포 독성 펩타이드인 것을 특징으로 하는 약물 전달용 조성물.
  11. 제9항에 있어서, 상기 항암제는 메르탄신(mertansine), 독소루비신, 파클리탁셀, 빈크리스틴, 다우노루비신(daunorubicin), 빈블라스틴(vinblastine), 액티노마이신-D(actinomycin-D), 도세탁셀, 에토포사이드(etoposide), 테니포사이드(teniposide), 비산트렌 (bisantrene), 호모해링토닌(homoharringtonine), 글리벡(Gleevec; STI-571), 시스플라틴, 5-플로오로우라실, 아드리아마이신, 메토트렉세이트, 부설판(busulfan), 클로람부실(chlorambucil), 시클로포스파미드(cyclophosphamide), 멜팔란 (melphalan), 니트로겐 무스타드(nitrogen mustard) 및 니트로소우레아 (nitrosourea)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 약물 전달용 조성물.
  12. 제1항의 펩타이드, 서열번호 2로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포투과성 펩타이드 및 서열번호 3으로 표시된 아미노산 서열로 이루어진 세포사멸 유도 펩타이드가 결합된 융합 펩타이드.
  13. 제12항의 융합 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.
  14. 제13항에 있어서, 상기 암은 Trop2의 발현 수준이 높은 암인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 암은 유방암, 삼중음성유방암, 폐암, 췌장암, 뇌종양 간암, 식도암, 신장암, 대장암, 직장암, 위암, 갑상선암, 방광암, 난소암, 담도암, 담관암, 담낭암, 자궁암, 자궁경부암, 전립선암, 두경부암, 후두암 및 구강암으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학조성물.
  16. 제1항의 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 암세포 영상화용 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 펩타이드는 발색효소, 방사성동위원소, 크로모포어(chromophore), 발광물질, 형광물질(fluorescer), 자기공명 영상물질, 상자성입자(superparamagnetic particles) 및 초상자성입자(ultrasuper paramagnetic particles)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 표지된 것을 특징으로 하는 암세포 영상화용 조성물.
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