WO2014088349A1 - Ｐⅴｏ 공중합체 및 이를 포함하는 ｐⅴｏ 미립구 - Google Patents

Ｐⅴｏ 공중합체 및 이를 포함하는 ｐⅴｏ 미립구 Download PDF

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WO2014088349A1
WO2014088349A1 PCT/KR2013/011230 KR2013011230W WO2014088349A1 WO 2014088349 A1 WO2014088349 A1 WO 2014088349A1 KR 2013011230 W KR2013011230 W KR 2013011230W WO 2014088349 A1 WO2014088349 A1 WO 2014088349A1
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microspheres
copolymer
vanillin
present
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이동원
권정일
김지혜
국경혜
박민형
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전북대학교 산학협력단
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Definitions

  • the present invention is a PVO (poly (vanillin oxalate)) copolymer, PVO microspheres containing the PVO copolymer, drug carriers containing the PVO microspheres, antioxidant, anti-inflammatory, composition for inhibiting cancer cell metastasis, and ischemic diseases It relates to a prophylactic or therapeutic composition.
  • Biodegradable polymers have been developed and widely used in tissue engineering.
  • Biodegradable polymers have suitable physicochemical, biological and mechanical properties, and the polymers used in tissue engineering can be largely divided into natural polymers and synthetic polymers.
  • Natural polymers include collagen, hyaluronic acid, alginate, gelatin, xanthan gum, keratin and small intestinal submucosa, which have excellent biocompatibility and low immune response after transplantation. However, natural polymers do not have sufficient mechanical properties when used individually.
  • Synthetic polymers include PLA (poly (lactic acid)), PGA (poly (glycolic acid)), PLGA (poly (lactic-co-glycolic acid)), PCL (poly (e-caprolactone)), etc. Polyester.
  • PGA poly (glycolic acid)
  • PLA poly (glycolic acid)
  • PLGA poly (lactic-co-glycolic acid)
  • PCL poly (e-caprolactone)
  • Polyester Among them, ⁇ -hydroxy acid-based polyglycolide (PGA), polylactide (PLA), and their copolymer PLGA are synthetic polymers approved by the US FDA as biomaterials such as tissue engineering porous supports and drug delivery systems. It is widely used and has high biocompatibility, biodegradability and processability. However, due to the lack of bioactive materials and hydrophobicity, there is a difficulty in cell adhesion, and acid degradation products generated during hydrolysis of PLGA reduce inflammation around tissues. In addition, the polymers do not have the
  • Vanillin (4-hydroxy-3-methoxybenzylaldehyde), on the other hand, is the main ingredient of vanilla beans, has a unique vanilla flavor that is characteristic of aromatic hydrocarbon compounds, and has no sweetness but can add sweetness to food, such as chocolate, cakes and drinks. Used as a fragrance widely used as a food additive. Recently, studies on the efficacy of vanillin have been actively conducted, but vanillin has a short maintenance period in vivo, and when directly administered, it does not stay long in the body and is discharged to the outside.
  • the present inventors overcome the problems of vanillin itself as described above, and introduced a prodrug concept that can increase the efficacy of vanillin, as a result of efforts to develop a novel biodegradable polymer containing vanillin, PVO (polyvanillin oxalate) copolymer is prepared, the PVO copolymer is non-toxic, has excellent biocompatibility, has an excellent antioxidant and anti-inflammatory effect by releasing vanillin while being degraded in physiological conditions appearing in inflammatory tissues and cells, The present invention was completed by confirming that the cancer cell metastasis inhibiting activity and excellent therapeutic effect against ischemic disease.
  • Another object of the present invention is to provide a PVO microspheres comprising the PVO copolymer.
  • Still another object of the present invention is to provide a drug carrier comprising the PVO microspheres.
  • Still another object of the present invention is to provide an antioxidant or anti-inflammatory composition comprising the PVO microspheres as an active ingredient.
  • Another object of the present invention to provide a composition for inhibiting cancer cell metastasis comprising the PVO microspheres as an active ingredient.
  • the present invention provides a PVO (poly (vanillin oxalate)) copolymer and a preparation method thereof.
  • the present invention also provides a PVO microspheres comprising the PVO copolymer.
  • the present invention also provides a drug carrier comprising the PVO microspheres.
  • the present invention also provides an antioxidant or anti-inflammatory pharmaceutical composition comprising the PVO microspheres as an active ingredient.
  • the present invention also provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of ischemic diseases comprising the PVO microspheres as an active ingredient.
  • PVO microspheres according to the present invention are not toxic, have excellent biocompatibility, have excellent antioxidant and anti-inflammatory effects by releasing vanillin in response to low pH and hydrogen peroxide, which are physiological conditions present in inflammatory tissues and cells, It has excellent therapeutic effect against cancer cell metastasis inhibiting activity and ischemic disease, and thus can be usefully used in various pharmaceutical fields.
  • Figure 2 is a diagram observing the form of the PVO microspheres of the present invention using SEM.
  • Figure 4 is a diagram showing the release rate of vanillin in the PVO microspheres of the present invention.
  • FIGS 6 and 7 are diagrams showing the effect of inhibiting the intracellular ROS production of PVO microspheres of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing the effect of inhibiting NO production in the cells of PVO microspheres of the present invention.
  • FIG. 9 is a diagram showing the effect of PVO microspheres of the present invention on the mRNA expression of cytokines related to inflammation in cells.
  • FIG. 10 is a diagram showing the results of the MTT assay for confirming the cytotoxicity of PVO microspheres of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram showing the effect of the PVO microspheres of the present invention on blood ALT concentration in the APAP-induced acute liver failure animal model.
  • FIG. 16 is a diagram showing the effect of PVO microspheres of the present invention on blood ALT concentration in liver ischemia / reperfusion injury model.
  • FIG. 17 is a diagram illustrating the effect of PVO microspheres of the present invention on liver tissue damage in liver ischemia / reperfusion injury model through histological analysis.
  • the present invention provides a PVO (poly (vanillin oxalate)) copolymer represented by the following Chemical Formula 1.
  • n is an integer of 10 to 200, preferably an integer of 33 to 100.
  • the average molecular weight of the PVO copolymer is preferably 10,000 to 30,000 Daltons (Dalton).
  • the polymerization is preferably carried out in an organic solvent.
  • the organic solvent includes, but is not limited to, benzene, dichloromethane, chloroform, and the like.
  • the present invention provides a PVO microspheres represented by the formula (1), including a PVO copolymer.
  • the PVO microspheres can be prepared by an oil-in-water emulsion method.
  • the PVO microspheres may further comprise a therapeutic agent.
  • the drug is not limited by a specific drug or classification, and includes antioxidants, anti-inflammatory agents, anticancer agents, anti-cell killing agents, thrombolytic agents, anti-inflammatory drugs, antiviral agents, antibacterial agents, hormones, and the like.
  • the drug is, for example, 4-amino-1,8-naphthalimide (4-AN), N- (6-oxo-5,6-dihydrophenantridin-2-yl) -N, N-dimethyl Acetamide HCl (PJ34), aurintricarboxylic acid, tissue plasminogen activator protein (tPA), N-benzyloxycarbonyl-valine-alanine-aspartic acid-fluoromethylketone (Z-VAD-FMK), manganese Manganese porphyrin, curcumin, dexamethasone, biliverdin, and the like.
  • 4-amino-1,8-naphthalimide (4-AN)
  • N- (6-oxo-5,6-dihydrophenantridin-2-yl) -N N-dimethyl Acetamide HCl
  • PJ34 N-dimethyl Acetamide HCl
  • tPA tissue plasminogen activator protein
  • PVO microspheres according to the present invention are not toxic, have excellent biocompatibility, have excellent antioxidant and anti-inflammatory effects by releasing vanillin in response to low pH and hydrogen peroxide, which are physiological conditions present in inflammatory tissues and cells, It has excellent therapeutic effect against cancer cell metastasis inhibiting activity and ischemic disease, and thus can be usefully used in various pharmaceutical fields.
  • the present invention provides a drug carrier comprising the PVO microspheres.
  • the drug carrier means a drug carrier that can control the sustained release of the drug for a long time.
  • One or more drugs may be enclosed in the drug carrier of the present invention.
  • the drug includes all biological and chemical substances used for the prevention, treatment, alleviation or alleviation of the disease. More specifically, the drug includes, but is not limited to, various forms of proteins, peptides, compounds, extracts, nucleic acids (DNA, RNA, oligonucleotides, vectors) and the like.
  • Drugs that can be used in the present invention are not limited by specific drugs or classifications, and may be, for example, antioxidants, anti-inflammatory agents, anticancer agents, anti-cell death agents, thrombolytic agents, anti-inflammatory drugs, antiviral agents, antibacterial agents, hormones and the like.
  • the medicament may optionally be mixed with various excipients in the art, such as diluents, release retardants, inert oils, binders and the like.
  • the drug supported on the drug carrier of the present invention may be released by diffusion, lysis, osmotic pressure or ion exchange in a cell.
  • the drug carrier of the present invention can be administered by any suitable method, including a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the drug carrier of the present invention can be variously formulated in the form of an oral dosage form or a sterile injectable solution according to a conventional method, and can be prepared as a solid microsphere powder, and can also be used as an inhalable drug carrier.
  • the antioxidant composition may be used for the prevention or treatment of diseases caused by oxidative stress, the phosphate disease may be hypertension, arteriosclerosis, stroke, fatty liver, diabetes, cataracts, acquired immunodeficiency, chronic bronchitis, Alzheimer's disease. Diseases, Parkinson's disease, stroke, Huntington's disease, liver fibrosis, cirrhosis and liver cancer, and the like.
  • the anti-inflammatory composition may be used for the prevention or treatment of inflammatory diseases
  • the inflammatory diseases are acute / chronic hepatitis, drug-induced hepatitis, acute cholecystitis, acute liver failure, esophagitis, tonsillitis, sore throat, conjunctivitis, mastitis, skin inflammation , Acute and chronic eczema, contact dermatitis, atopic dermatitis, seborrheic dermatitis, chronic simple thyroid gland, interrogation, deprived dermatitis, papule hives, psoriasis, sun dermatitis, acne, Crohn's disease, ulcerative colitis, peritonitis, osteomyelitis, cellulitis , Meningitis, encephalitis, pancreatitis, trauma-induced shock, bronchial asthma, allergic rhinitis, cystic fibrosis, stroke, acute bronchitis, chronic bronchitis, acute bronchiolitis, chronic
  • the present invention also provides a pharmaceutical composition for inhibiting cancer cell metastasis comprising the PVO microspheres as an active ingredient.
  • the cancer cells include all common cancer cells, preferably gastric cancer, colon cancer, breast cancer, lung cancer, non-small cell lung cancer, bone cancer, pancreatic cancer, skin cancer, head or neck cancer, skin or eye melanoma, uterine cancer, ovarian cancer, colon cancer , Small bowel cancer, rectal cancer, anal muscle cancer, fallopian tube carcinoma, endometrial carcinoma, cervical carcinoma, vaginal carcinoma, vulvar carcinoma, Hodgkin's disease, esophageal cancer, small intestine cancer, lymph gland cancer, bladder cancer, gallbladder cancer, endocrine gland cancer, thyroid cancer, parathyroid cancer , Adrenal cancer, soft tissue sarcoma, urethral cancer, penile cancer, prostate cancer, chronic or acute leukemia, lymphocyte lymphoma, bladder cancer, kidney or ureter cancer, renal cell carcinoma, renal pelvic carcinoma, hematologic cancer, brain cancer, central nervous system (CNS; central) nervous system) including, but not limited to, tumor, primary CNS lympho
  • the ischemic diseases include cerebral ischemia, cardiac ischemia, diabetic vascular heart disease, heart failure, myocardial hypertrophy, retinal ischemia, ischemic colitis, ischemic acute renal failure, ischemic acute liver failure, stroke, brain trauma, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, neonatal hypoxia, glaucoma, Diabetic neurosis or ischemia / reperfusion injury, and the like.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may contain one or more known active ingredients having an antioxidant, anti-inflammatory, cancer cell metastasis suppression, or prevention or treatment effect of ischemic disease.
  • compositions of the present invention may vary with the condition and weight of the individual, the extent of the disease, the form of the drug, the route and duration of administration, and may be appropriately selected by those skilled in the art.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in an amount of 0.01 to 100 mg / kg per day. Administration of the composition may be administered once a day, may be divided several times.
  • the manufacturing process of the PVO copolymer is as follows.
  • PVO microspheres were prepared by a known oil / water emulsion method using the PVO copolymer obtained in Example 1. More specifically, 50 mg of PVO was dissolved in 500 ⁇ l of dichloromethane and then added to 5 ml of 10 (w / v)% PVA (poly (vinyl alcohol)) solution. The mixed solution was sonicated for 30 seconds using an ultrasonic mill (Fisher Scientific, Sonic Dismembrator 500), and then homogenized for 2 minutes to form a homogeneous oil / water emulsion (PRO Scientific, PRO 200). The emulsion was added to 20 mL PVA (1w / w%) and then homogenized for 1 minute. The remaining solvent was removed using a rotary evaporator, PVO microspheres were obtained by centrifugation at 10000 g, 4 ° C. for 5 minutes, washed twice with deionized water, and lyophilized under reduced pressure.
  • PVA poly (vinyl alcohol)
  • the shape and size of the PVO microspheres obtained in Example 2 were observed.
  • the morphology of PVO microspheres was observed using SEM (scanning electron microscop, S-3000N, Hitachi, Japan), and the particle diameter was measured using a particle size analyzer (ELS-8000, Photal Otsuka Electronics, Japan). The results are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.
  • the PVO microspheres of the present invention are round spheres with an average diameter of about 230 nm (pH 7.4).
  • PVO microspheres are substances that can be absorbed into cells by phagocytosis by macrophages.
  • the PVO microspheres of the present invention were found to release about 80% of vanillin within 36 hours at pH 5.4, which was significantly higher than the rate of vanillin release at pH 7.4. This pH dependent release of vanillin was thought to be due to acetal binding of PVO. In addition, it was confirmed that 1 mg of PVO microspheres contained about 300 mg of vanillin.
  • RAW 264.7 cells were pretreated with vanillin (0.25 mM) or PVO microspheres (100 mg) for 10 hours and then 1 Treatment of mg LPS induced the production of ROS.
  • the generation of intracellular ROS was observed through confocal laser scanning microscopy (CLSM) and flow cytometry using DCFH-DA (dichlorofluorescin-diacetate) as a probe. The results are shown in FIGS. 6 and 7, respectively.
  • Example 2 In order to confirm the anti-inflammatory activity of the PVO microspheres obtained in Example 2, the production of NO and intracellular NO-induced intracellular NO induced by LPS was confirmed by the same method as Experimental Example 3-2. The results are shown in FIGS. 8 and 9, respectively.
  • iNOS inducible nitric oxide synthase
  • TNF- ⁇ a major inflammation related cytokine
  • MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) assay was performed. More specifically, RAW 264.7 cells were treated with PVO microspheres at various concentrations (50-500 ⁇ g), and then cultured for 24 hours. The culture was removed, treated with MTT reagent for 4 hours, then removed again and treated with DMSO (dimethyl sulfoxide) for 30 minutes. Absorbance was measured at 570 nm using a micro plate reader (E-Max, Molecular Device Co. US). The results are shown in FIG.
  • the PVO microspheres of the present invention was confirmed that there is no significant cytotoxicity up to a high concentration of 500 ⁇ g.
  • the PVO microspheres of the present invention have a strong antioxidant and anti-inflammatory activity, it was confirmed that it can be used for the treatment of acute liver failure caused by oxidative stress.

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Abstract

본 발명은 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체, 상기 PVO 공중합체를 포함하는 PVO 미립구, 상기 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체, 항산화용, 항염증용, 암세포 전이 억제용 조성물 및, 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 PVO 미립구는 독성이 없으며, 우수한 생체적합성을 가지고 있고, 염증 조직 및 세포에서 나타나는 생리적 조건인 낮은 pH 및 과산화수소에 민감하게 반응하여 바닐린을 방출함으로써 뛰어난 항산화 및 항염증 효과를 가지고 있으며, 암세포 전이 억제 활성 및 허혈성 질환에 대한 우수한 치료 효과를 가지고 있어, 다양한 의약 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.

Description

ＰⅤＯ 공중합체 및 이를 포함하는 ＰⅤＯ 미립구
본 발명은 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체, 상기 PVO 공중합체를 포함하는 PVO 미립구, 상기 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체, 항산화용, 항염증용, 암세포 전이 억제용 조성물 및, 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
현재까지 조직공학에서는 다양한 생분해성 고분자가 개발되어 광범위하게 이용되었다. 생분해성 고분자는 적합한 물리화학적, 생물학적, 기계적인 특성을 가지고 있으며, 조직공학에 이용된 고분자는 크게 천연 고분자와 합성 고분자로 나눌 수 있다.
천연 고분자에는 콜라겐, 히알루론산, 알지네이트, 젤라틴, 잔탄검, 케라틴, 소장 점막하조직(small intestinal submucosa)등이 포함되며, 이들은 우수한 생체 적합성과 이식 후 낮은 면역 반응을 가지고 있다. 그러나, 천연 고분자는 개별적으로 쓰일 경우 충분한 기계적 특성을 가지고 있지 못한 단점이 있다.
합성 고분자에는 PLA(poly(lactic acid)), PGA(poly(glycolic acid)), PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid)), PCL(poly(e-caprolactone))등이 포함되며, 주로 소수성 폴리에스테르이다. 그 중 α-하이드록시산 계열인 폴리글리콜라이드(PGA), 폴리락타이드(PLA) 및 그들의 공중합체인 PLGA는 미국 FDA의 승인을 받은 합성 고분자로서 조직공학적 다공성 지지체, 약물전달시스템 등의 생체재료로 널리 이용되고 있으며, 높은 생체적합성, 생분해성 및 가공성을 가지고 있다. 하지만 생체 활성물질의 결여와 소수성으로 인해 세포부착에 어려움을 가지며, PLGA의 가수분해 과정 중 생성되는 산 분해물이 조직주변의 pH를 감소시켜 염증을 유발하는 단점이 있다. 또한, 상기 고분자들은 특정 부위를 표적 하거나 질병 부위의 환경에 감응하는 능력이 없다. 따라서, 새로운 생분해성 고분자 개발에 대한 관심이 점점 높아지고 있다.
한편, 바닐린(vanillin, 4-hydroxy-3-methoxybenzylaldehyde)은 바닐라콩의 주 성분으로, 방향족 탄화수소 화합물의 특징인 독특한 바닐라향을 가지며, 단맛은 없으나 음식에 달콤함을 더해줄 수 있어 초콜릿, 케이크, 음료 등에 식품첨가물로 널리 쓰이는 향료로 사용된다. 최근 바닐린의 약효에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나, 바닐린은 생체 내 유지 기간이 매우 짧고, 직접적으로 투여했을 경우 체내에 오래 머물지 못하고 외부로 배출되는 단점이 있다.
이에, 본 발명자는 상기와 같은 바닐린 자체가 가지고 있는 문제점을 극복하고, 바닐린의 약효를 증가시킬 수 있는 전구약물 개념을 도입하여, 신규한 바닐린을 포함하는 생분해성 고분자를 개발하기 위해 노력한 결과, PVO(polyvanillin oxalate) 공중합체를 제조하였으며, 상기 PVO 공중합체가 독성이 없으며, 우수한 생체적합성을 가지고, 염증 조직 및 세포에서 나타나는 생리적 조건에서 분해되면서 바닐린을 방출함으로써 뛰어난 항산화 및 항염증 효과를 가지고 있으며, 암세포 전이 억제 활성 및 허혈성 질환에 대한 우수한 치료 효과를 가지고 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PVO 공중합체를 포함하는 PVO 미립구를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 항산화용 또는 항염증용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 암세포 전이 억제용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 PVO (poly(vanillin oxalate)) 공중합체 및 이의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 공중합체를 포함하는 PVO 미립구를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 항산화용 또는 항염증용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 암세포 전이 억제용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 PVO 미립구는 독성이 없으며, 우수한 생체적합성을 가지고 있고, 염증 조직 및 세포에서 나타나는 생리적 조건인 낮은 pH 및 과산화수소에 민감하게 반응하여 바닐린을 방출함으로써 뛰어난 항산화 및 항염증 효과를 가지고 있으며, 암세포 전이 억제 활성 및 허혈성 질환에 대한 우수한 치료 효과를 가지고 있어, 다양한 의약 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 PVO 공중합체의 1H NMR 스펙트럼을 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 PVO 미립구의 형태를 SEM을 이용하여 관찰한 도이다.
도 3은 본 발명의 PVO 미립구의 크기를 입도 분석기를 이용하여 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 PVO 미립구에서 바닐린의 방출 속도를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 PVO 미립구의 항산화 활성을 확인하기 위한 앰플렉스 레드 어세이 결과를 나타낸 도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 PVO 미립구의 세포 내 ROS 생성 억제 효과를 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 PVO 미립구의 세포 내 NO 생성 억제 효과를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 PVO 미립구가 세포 내 염증 관련 사이토카인의 mRNA 발현에 미치는 영향을 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 PVO 미립구의 세포 독성을 확인하기 위한 MTT 어세이 결과를 나타낸 도이다.
도 11은 본 발명의 PVO 미립구를 마우스에 투여하였을 때, 조직에 미치는 독성을 조직학적 분석을 통해 관찰한 도이다.
도 12는 본 발명의 PVO 미립구가 APAP에 의해 유도된 급성 간부전 동물 모델에서 혈중 ALT 농도에 미치는 영향을 나타낸 도이다.
도 13은 본 발명의 PVO 미립구가 APAP에 의해 유도된 급성 간부전 동물 모델에서 간 조직의 손상에 미치는 영향을 조직학적 분석을 통해 관찰한 도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 PVO 미립구가 암세포의 전이에 미치는 영향을 나타낸 도이다.
도 16은 본 발명의 PVO 미립구가 간 허혈/재관류 손상 모델에서 혈중 ALT 농도에 미치는 영향을 나타낸 도이다.
도 17은 본 발명의 PVO 미립구가 간 허혈/재관류 손상 모델에서 간 조직의 손상에 미치는 영향을 조직학적 분석을 통해 관찰한 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는, PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체를 제공한다.
화학식 1
Figure PCTKR2013011230-appb-C000001
상기 화학식 1에서 n은 10 내지 200의 정수, 바람직하게는 33 내지 100의 정수이다.
상기 PVO 공중합체의 평균 분자량은 10,000 내지 30,000 달톤(Dalton)인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은
(a) 2-(하이드록시메틸)-2-메틸프로판-1,3-디올(2-(Hydroxymethyl)-2-methylpropane-1,3-diol) 및 바닐린(vanillin, 4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde)을 반응시켜, 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀(4-(5-(hydroxymethyl)-5-methyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-methoxyphenol)을 제조하는 단계; 및
(b) 상기 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀 및 옥살릴 클로라이드(oxalyl chloride)를 반응시켜 중합 반응을 통한 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체를 제조하는 단계;를 포함하는, 상기 화학식 1로 표시되는 PVO 공중합체의 제조방법을 제공한다.
상기 (b) 단계에서 중합반응은 유기용매에서 진행되는 것이 바람직하다. 상기 유기용매는 벤젠, 디클로로메탄, 클로로포름 등을 포함하며, 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는, PVO 공중합체를 포함하는 PVO 미립구를 제공한다.
상기 PVO 미립구의 직경은 바람직하게는 200 내지 2000 nm, 보다 바람직하게는 400 내지 600 nm이다.
상기 PVO 미립구는 유/수 에멀젼 법(oil-in-water emulsion method)에 의해 제조될 수 있다.
상기 PVO 미립구는 약물(therapeutic agent)을 더 포함할 수 있다.
상기 약물은 특정 약제나 분류에 의해 제한되지 않으며, 항산화제, 항염증제, 항암제, 항세포사멸제, 혈전용해제, 소염진통제, 항바이러스제, 항균제, 호르몬 등을 포함한다.
상기 약물은 일례로서 4-아미노-1,8-나프탈이미드(4-AN), N-(6-옥소-5,6-디하이드로페난트리딘-2-일)-N,N-디메틸아세트아미드 HCl(PJ34), 아우린트리카르복시산, 조직 플라스미노겐 활성화인자 단백질(tPA), N-벤질옥시카보닐-발린-알라닌-아스파르트산-플루오로메틸케톤(Z-VAD-FMK), 망간포피린(manganese porphyrin), 커큐민(curcumin), 덱사메타존(dexamethasone), 빌리버딘(biliverdin)등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 PVO 미립구는 독성이 없으며, 우수한 생체적합성을 가지고 있고, 염증 조직 및 세포에서 나타나는 생리적 조건인 낮은 pH 및 과산화수소에 민감하게 반응하여 바닐린을 방출함으로써 뛰어난 항산화 및 항염증 효과를 가지고 있으며, 암세포 전이 억제 활성 및 허혈성 질환에 대한 우수한 치료 효과를 가지고 있어, 다양한 의약 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.
이에, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체를 제공한다.
본 발명에서 약물전달체는 장기간 동안 약물의 지속성 방출이 제어 가능한 약물전달체를 의미한다. 본 발명의 약물전달체에는 한 가지 이상의 약물이 봉입될 수 있다. 상기 약물은 질병의 예방, 치료, 완화 또는 경감을 위해 사용되는 모든 생물학적, 화학적 물질을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 약물은 단백질, 펩타이드, 화합물, 추출물, 핵산(DNA, RNA, 올리고뉴클레오티드, 벡터) 등의 다양한 형태를 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 본 발명에 사용될 수 있는 약물은 특정 약제나 분류에 의해 제한되지 않으며, 예를 들어, 항산화제, 항염증제, 항암제, 항세포사멸제, 혈전용해제, 소염진통제, 항바이러스제, 항균제, 호르몬 등일 수 있다. 약제에는 희석제, 방출 지연제, 비활성 오일, 결합제 등의 당 기술 분야의 다양한 부형제가 선택적으로 혼합될 수 있다. 본 발명의 약물전달체에 담지된 약물은 세포 내에서 확산, 용해, 삼투압 또는 이온교환 등에 의하여 방출될 수 있다.
본 발명의 약물전달체는 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하여 적절한 방법으로 투여될 수 있다. 본 발명의 약물전달체는 통상의 방법에 따라 경구형 제형 또는 멸균 주사용액 등의 형태로 다양하게 제형화 할 수 있으며, 고체의 미립구 분말로 제조할 수 있어, 흡입형 약물전달체로도 이용 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 항산화용 또는 항염증용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 항산화용 조성물은 산화적 스트레스로 인한 질환의 예방 또는 치료에 이용될 수 있으며, 상기 산화적 스트레스로 인산 질환은 고혈압, 동맥경화, 중풍, 지방간, 당뇨병, 백내장, 후천성 면역결핍증, 만성기관지염, 알츠하이머병, 파킨슨병, 뇌졸중, 헌팅턴병, 간 섬유화, 간경변 및 간암 등을 포함하며 이에 제한되지 않는다.
상기 항염증용 조성물은 염증성 질환의 예방 또는 치료에 이용될 수 있으며, 상기 염증성 질환은 급·만성 간염, 약제 유발성 간염, 급성 담낭염, 급성 간부전, 식도염, 편도선염, 인후염, 결막염, 유선염, 피부 염증, 급·만성 습진, 접촉성 피부염, 아토피성 피부염, 지루성 피부염, 만성단순태선, 간찰진, 박탈 피부염, 구진상 두드러기, 건선, 일광 피부염, 여드름, 크론병, 궤양성 대장염, 복막염, 골수염, 봉소염, 뇌막염, 뇌염, 췌장염, 외상 유발 쇼크, 기관지 천식, 알레르기성 비염, 낭포성 섬유증, 뇌졸중, 급성 기관지염, 만성 기관지염, 급성 세기관지염, 만성 세기관지염, 골관절염, 통풍, 척추관절병증, 강직성 척추염, 라이터 증후군, 건선성 관절병증, 장질환 척추염, 연소자성 관절병증, 연소자성 강직성 척추염, 반응성 관절병증, 감염성 관절염, 후-감염성 관절염, 임균성 관절염, 결핵성 관절염, 바이러스성 관절염, 진균성 관절염, 매독성 관절염, 라임 병, 결절성 다발동맥염, 과민성 혈관염, 루게닉 육아종증, 류마티스성 다발성근육통, 관절 세포 동맥염, 칼슘 결정 침착 관절병증, 가성 통풍, 비-관절 류마티즘, 점액낭염, 건초염, 상과염, 신경병증성 관절 질환(charco and joint), 출혈성 관절증(hemarthrosic), 헤노흐-쉔라인 자반병, 비후성 골관절병증, 다중심성 세망조직구종, 수르코일로시스(surcoilosis), 혈색소증, 겸상 적혈구증 및 기타 혈색소병증, 고지단백혈증, 저감마글로불린혈증, 가족성 지중해열, 베하트 병, 전신성 홍반성 루푸스, 재귀열, 건선, 다발성 경화증, 패혈증, 패혈성 쇼크, 다장기 기능장애 증후군, 급성 호흡곤란 증후군, 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease), 류마티스성 관절염(rheumatoid arthritis), 급성 폐손상(acute lung injury) 및 기관지 폐 형성장애(broncho-pulmonary dysplasia) 등을 포함하며 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 암세포 전이 억제용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 암세포는 일반적인 암세포를 모두 포함하며, 바람직하게는 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 비소세포성폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구 내 흑색종, 자궁암, 난소암, 대장암, 소장암, 직장암, 항문부근암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병, 식도암, 소장암, 임파선암, 방광암, 담낭암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관암, 신장세포암종, 신장골반암종, 혈액암, 뇌암, 중추신경계(CNS; central nervous system) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간신경교종 또는 뇌하수체선종을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
또한, 본 발명은 상기 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 허혈성 질환은 뇌허혈, 심장허혈, 당뇨병성 혈관심장질환, 심부전, 심근비대증, 망막허혈, 허혈성 대장염, 허혈성 급성 신부전증, 허혈성 급성 간부전증, 뇌졸중, 뇌외상, 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 신생아 저산소증, 녹내장, 당뇨성 신경증 또는 허혈/재관류 손상 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 약학적 조성물은 항산화, 항염증, 암세포 전이 억제, 또는 허혈성 질환의 예방 또는 치료 효과를 갖는 공지의 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 당해 기술 분야에 알려진 적합한 제제는 문헌 (Remington's Pharmaceutical Science, 최근, Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조성물을 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충전제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.
본 발명의 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여 경로 및 기간에 따라 달라질 수 있으며, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 1일 0.01 내지 100 mg/kg의 양으로 투여할 수 있다. 상기 조성물의 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수 회 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명의 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물은 항산화, 항염증, 암세포 전이 억제, 또는 허혈성 질환의 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예, 실험예 및 제조예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예, 실험예 및 제조예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예, 실험예 및 제조예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. PVO 공중합체의 제조
Figure PCTKR2013011230-appb-I000001
PVO 공중합체의 제조 과정은 하기와 같다.
먼저, 2-(하이드록시메틸)-2-메틸프로판-1,3-디올(2-(Hydroxymethyl)-2-methylpropane-1,3-diol, 7.896 g, 65.72 mmol) 및 바닐린(vanillin, 4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde, 10 g, 65.72 mmol)을 건조된 THF에서 혼합한 후, P-톨루엔설폰산(p-toluenesulfonic acid, 43 mg,0.25 mmmol)을 촉매로 첨가하고 85 ℃에서 밤새 반응시켜 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀(4-(5-(hydroxymethyl)-5-methyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-methoxyphenol)을 제조하였다. 상기 화합물은 흰색의 물질로 아세탈 결합으로 이루어져 있고, 산성의 pH에서 빠르게 분리되는 특성을 가지고 있다. 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR : 6.8~7.0 (m, 3H, Ar), 5.6 (s, 1H, CHO2), 3.6-4.0 (m, 4H, OCH2C), 3.6 (m, 2H, CCH2OH), 0.9 (m, 3H, CCH3).
상기 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀(3.941 mmol)을 건조된 디클로로메탄 (DCM)에 녹인 후, 질소 하에서 피리딘(9.852 mmol)을 한 방울씩 첨가하였다(4 ℃). 또한, 건조된 25 ml의 DCM에 녹인 옥살릴 클로라이드(3.941 mmol)를 4 ℃에서 상기 혼합액에 한 방울씩 첨가하였다. 상기 중합 반응은 질소, 상온에서 6시간 동안 계속되었고, 최종 생성된 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체는 디클로로메탄을 이용하여 추출하였으며, 차가운 헥산에서 침전을 통해 분리한 후, 고압에서 건조시켜 엷은 노란색의 고체를 수득하였다. 1H NMR 결과는 다음과 같다.
1H NMR : 6.8~7.0 (m, 3H, Ar), 5.5 (s, 1H, CHO2), 4.5 (m, 2H, OCH2C), 3.8~4.2 (m, 4H, OCH2C), 3.8 (m, 3H, OCH3), 1.0 (s, 3H, CH3C).
실시예 2. PVO 미립구의 제조
상기 실시예 1에서 수득한 PVO 공중합체를 이용하여 공지된 유/수 에멀전 법을 통하여 PVO 미립구를 제조하였다. 보다 구체적으로, 50 mg의 PVO를 500 μl의 디클로로메탄에 녹인 후, 5 ml의 10 (w/v)% PVA(poly(vinyl alcohol)) 용액에 첨가하였다. 상기 혼합액을 초음파분쇄기(Fisher Scientific, Sonic Dismembrator 500)를 이용하여 30초 동안 초음파 처리한 후, 균질한 유/수 에멀전을 형성할 수 있도록 2분간 균질화하였다(PRO Scientific, PRO 200). 상기 에멀전을 20 mL PVA(1w/w%)에 첨가한 후, 1분간 균질화하였다. 남아있는 용매는 회전 증발기를 이용하여 제거하였으며, 10000 g, 4 ℃에서 5분간 원심분리를 통하여 PVO 미립구를 수득하고, 탈이온화된 물을 이용하여 2회 세척한 후, 감압하에 동결 건조하였다.
실험예 1. PVO 공중합체의 특성 분석
상기 실시예 1에서 수득한 PVO 공중합체의 화학 구조 및 분자량을 확인하였다. 1H NMR을 이용하여 PVO 공중합체의 화학 구조를 확인하였으며, 그 결과를 도 1에 나타내었다.
또한, 겔 투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography, GPC)를 이용하여 PVO 공중합체의 분자량을 확인하였으며, 그 결과 PVO 공중합체는 약 22000 Da의 분자량을 가진 것으로 확인되었다(다분산도 (polydispersity)=~1.6).
실험예 2. PVO 미립구의 특성 분석
2-1. 물리적 특성 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 형태 및 크기를 관찰하였다. PVO 미립구의 형태는 SEM(scanning electron microscop, S-3000N, Hitachi, Japan)을 이용하여 관찰하였으며, 입자의 직경은 입도분석기(ELS-8000, Photal Otsuka Electronics, Japan)를 이용하여 측정하였다. 그 결과를 각각 도 2 및 도 3에 나타내었다.
도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 PVO 미립구는 평균 약 230 nm의 지름을 가진 둥근 구형임을 확인하였다(pH 7.4). 이를 통해, PVO 미립구는 대식세포에 의한 식세포 작용에 의해 세포 내로 흡수될 수 있는 물질임을 확인하였다.
2-2. 바닐린 방출 반응 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 바닐린 방출 반응을 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다. 먼저 PVO 미립구 100 mg을 37 ℃에서 5 ml의 PBS를 포함하고 있는 테스트 튜브에 준비하였다. 적절한 시간 간격에 따라 500 μl의 상등액을 취하고, 동량의 새 PBS로 대체하였으며, 방출된 바닐린의 양은 HPLC(high performance liquid chromatography system, Futecs, Korea)를 통해 확인하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 PVO 미립구는 pH 5.4에서 36 시간 내에 약 80%의 바닐린을 방출함을 확인하였으며, 이는 pH 7.4에서의 바닐린 방출 속도에 비해 현저하게 높은 것이었다. 이러한 pH 의존적인 바닐린의 방출은 PVO의 아세탈 결합에 의한 것으로 판단되었다. 또한, 1 mg의 PVO 미립구는 약 300 mg의 바닐린을 포함하고 있음을 확인하였다.
실험예 3. PVO 미립구의 항산화 활성 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 항산화 활성을 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
3-1. 앰플렉스 레드(amplex red) 어세이
과산화수소(H2O2) 용액 1 ml(10 μM, pH 7.4)에 PVO 미립구 1 mg 또는 바닐린 1 mM을 처리한 후, 앰플렉스 레드(amplex red) 어세이를 이용하여 시간에 따른 과산화수소 농도 변화를 확인하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 반응 36시간 후, 바닐린 1 mM을 처리한 군에서는 약 20%의 과산화수소가 감소하였으나, 본 발명의 PVO 미립구를 처리한 군에서는 90% 이상의 과산화수소가 감소하여, 현저하게 높은 과산화수소 소거 활성이 있음을 확인하였다.
3-2. ROS 억제 활성 측정
PVO 미립구가 LPS(lipopolysaccharide)에 의해 유도된 산화적 스트레스를 감소시키는 능력이 있는지 확인하기 위하여, RAW 264.7 세포를 바닐린(0.25 mM) 또는 PVO 미립구(100 mg) 로 10시간 동안 선 처리한 후, 1 mg의 LPS를 처리하여 ROS의 생성을 유도하였다. 세포 내 ROS의 생성은 DCFH-DA(dichlorofluorescin-diacetate)를 프로브로 이용하여, 공초점 레이저 주사 현미경(confocal laser scanning microscopy, CLSM) 및 유세포 분석기(flow cytometry)를 통해 관찰하였다. 그 결과를 각각 도 6 및 도 7에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 아무것도 처리하지 않은 세포는 무시해도 될 경도의 DCF 형광을 나타내지만, LPS만을 처리한 세포는 과산화수소를 포함하는 세포 내 ROS가 크게 증가하여 강한 DCF 형광을 나타냄을 확인하였다. 또한, LPS 처리 전 본 발명의 PVO 미립구를 처리한 세포에서는 DCF 형광이 크게 약화된 것을 확인하였다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 유세포 분석에서 DCF 형광이 현저하게 왼쪽으로 이동한 것을 통해 본 발명의 PVO 미립구를 처리하여 세포 내 ROS의 생성을 크게 억제할 수 있음을 확인하였다.
이상의 실험 결과를 통하여, 본 발명의 PVO 미립구는 강한 항산화 활성을 가지고 있음을 확인하였다.
실험예 4. PVO 미립구의 항염증 활성 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 항염증 활성을 확인하기 위하여, 실험예 3-2와 동일한 방법을 통하여 LPS에 의해 유도된 세포 내 NO의 생성 및 염증 관련 사이토카인의 발현 변화를 확인하였다. 그 결과를 각각 도 8 및 도 9에 나타내었다.
도 8에 나타낸 바와 같이, LPS만을 처리한 세포에서는 많은 염증성 질환을 일으키는 주요 인자로 알려진 NO(nitric oxide)의 생성이 크게 증가하였으나, 본 발명의 PVO 미립구를 처리한 세포에서는 PVO 미립구의 농도에 의존적으로 NO 생성이 억제됨을 확인하였다.
또한, 도 9에 나타낸 바와 같이, LPS만을 처리한 세포에서는 NO 생성에 관여한다고 알려진 iNOS(inducible nitric oxide synthase) 및 주된 염증 관련 사이토카인인 TNF-α의 mRNA 발현이 크게 증가하였으나, 본 발명의 PVO 미립구를 처리한 세포에서는 iNOS 및 TNF-α의 mRNA 발현이 현저하게 억제됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 PVO 미립구는 강한 항염증 활성을 가지고 있음을 확인하였다.
실험예 5. PVO 미립구의 세포 독성 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 세포 독성을 확인하기 위하여, MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 어세이를 수행하였다. 보다 구체적으로, RAW 264.7 세포에 PVO 미립구를 다양한 농도 (50~500 μg)로 처리한 후, 24시간 동안 배양하였다. 배양액을 제거하고, MTT 시약으로 4시간 동안 처리한 후, 다시 이를 제거하고 DMSO(dimethyl sulfoxide)로 30분 동안 처리하였다. 마이크로 플레이트 리더(E-Max, Molecular Device Co. US)를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다. 그 결과를 도 10에 나타내었다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 PVO 미립구는 500 μg의 고농도까지 유의한 세포 독성이 없음을 확인하였다.
실험예 6. PVO 미립구의 생체적합성 분석
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 생체적합성을 확인하기 위하여, 마우스에 PVO 미립구를 투여하고 7일 후 장기를 분리한 다음, H&E(Hematoxylin-Eosin) 염색 및 면역 세포 특이적 마커인 ED-1으로 염색하여 조직면역학적 분석을 수행하였다. 대조군으로는 산성 분해 물질을 생산하여 외부 물질 반응이 심각하다고 알려진 PLGA(poly(lactic-co-glycolic acid))를 이용하였다. 그 결과를 도 11에 나타내었다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 PVO 미립구를 투여한 마우스는 PLGA를 투여한 마우스에 비해 면역 반응이 관찰되지 않음을 확인하였다. 따라서, 본 발명의 PVO 미립구는 생체적합성이 우수하여 약물전달체로서 이용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 7. PVO 미립구의 급성 간부전 치료 효과 검증
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구가 염증성 질환의 일종인 급성 간부전의 치료에 이용될 수 있는지 확인하기 위하여, 아세트아미노펜(acetaminophen, APAP)에 의해 유도된 간 손상 마우스 모델을 이용하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. APAP는 ROS의 생성을 유도하고 산화적 스트레스를 유도하여 급성 간 손상을 일으키는 물질로 알려져있다. 먼저 ICR 마우스(~20g)에 200 μl의 APAP(18 mg/ml)를 복강으로 투여하여 급성 간 손상을 유도하였다. 1시간 후, PVO 미립구(25 또는 50 μg)를 꼬리 정맥으로 투여하였다. APAP 투여 24시간 후, 각 마우스를 희생시켜 전혈 및 간 조직을 분리한 후, 혈중 ALT 농도를 측정하고 간 조직의 H&E 염색을 수행하였다. 그 결과를 각각 도 12 및 도 13에 나타내었다.
도 12에 나타낸 바와 같이, 간 독성의 병리학적 마커로 이용되는 혈중 ALT 농도를 측정한 결과, 본 발명의 PVO 미립구를 투여한 마우스는 대조군에 비해 현저하게 혈중 ALT 농도가 감소함을 확인하였다.
또한, 도 13에 나타낸 바와 같이, 간 조직의 H&E 염색 결과, PVO 미립구 자체는 간 조직에 어떠한 영향도 미치지 않았으나, APAP 투여 후 PVO 미립구를 투여한 마우스의 간 조직은 APAP만을 투여한 마우스에 비해 광범위한 간 조직 손상이 현저하게 완화됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 PVO 미립구는 강한 항산화 및 항염증 활성을 가지고 있어, 산화적 스트레스에 의해 발생하는 급성 간부전의 치료에 이용될 수 있음을 확인하였다.
실험예 8. PVO 미립구의 암세포 전이 억제 효과 검증
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 암세포 전이 억제 활성을 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다. 먼저, SW620 암세포에 바닐린(1 mM) 또는 PVO 미립구(1 mg)를 30분 동안 처리한 후, 마트리젤(matrigel)이 코팅된 트렌스웰 삽입체(transwell insert) 상부에 배양하였다. 상기 트렌스웰 삽입체 외부에 H2O2 및 내부와 동일한 농도의 바닐린 또는 PVO 미립구를 첨가하고 37℃, CO2 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양이 끝난 후, 삽입체의 상부면을 면봉으로 닦아 이동하지 않은 암세포를 제거하였으며, 아래쪽으로 이동한 세포들은 H&E 염색을 실시하여 200배 현미경 시야에서 계수하였다. 그 결과를 도 14 및 도 15에 나타내었다.
도 14 및 도 15에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 PVO 미립구에 의해 과산화수소에 의해 유도되는 암세포의 전이가 현저하게 억제됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 PVO 미립구는 암세포 전이 억제 활성을 가지고 있음을 확인하였다.
실험예 9. PVO 미립구의 허혈성 질환 치료 효과 검증
상기 실시예 2에서 수득한 PVO 미립구의 간(hepatic) 허혈/재관류 동물모델에서 치료 효과를 확인하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실험 동물로는 7~8주령의 ICR 마우스를 이용하였으며, 마취 1시간 전에 I/R 군 중 PVO 100 μg군은 PVO 50 μg, PVO 50 μg군은 PVO 25 μg, Vanillin 30 μg 군은 바닐린 15 μg을 식염수에 분산시켜 각각 복강 주사하였다(pre-injection). 대조군(Vehicle)은 동일한 양의 생리식염수를 복강 주사하였다. 1시간 후, 케타민 및 자일라진의 혼합 용액을 복강 주사하여 각 마우스를 마취시켰다 (최종 농도 Ketamine 100 mg/kg, Xylazine 10 mg/kg). 개복 후, 간동맥과 간문맥을 혈관 클립을 이용하여 잡아주었다. 이 때, 간의 약 70% 부분(median and left lateral lobe)이 빠르게 허혈 상태에 들어가게 되고, 붉은 색의 간이 창백하게 변하는 것을 육안으로 확인하였다. I/R 군은 허혈 상태를 60분간 지속시켰으며, Sham 군은 개복만 진행하고, 혈관 클립을 사용하지 않았다. 1시간 후, 혈관 클립을 제거하여 재관류를 시켜주었다. 재관류 후, 추가적으로 PVO 100 μg군에 PVO 50 μg, PVO 50 μg군에 PVO 25 μg, Vanillin 30 μg군에 바닐린 15 μg씩 각각 복강 주사 하였다. 대조군(Vehicle)은 동일한 양의 생리식염수를 복강 주사하였다. 봉합 12시간 후, 각 마우스를 희생시켜 혈중 ALT 측정 및 간 조직의 H&E 염색을 수행하였다. 그 결과를 도 16 및 도 17에 나타내었다.
도 16 및 도 17에 나타낸 바와 같이, PVO 미립구를 투여한 군은 대조군에 비해 간 손상 마커인 혈중 ALT의 농도가 현저하게 감소하였으며, 간 조직의 손상 역시 현저하게 감소함을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 PVO 미립구는 허혈성 조직에서 재관류에 의한 손상에 대한 치료 효과를 가지고 있음을 확인하였다.
이하 본 발명의 상기 조성물을 함유하는 약학적 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 주사제의 제조
PVO 미립구 10 mg
만니톨 180 mg
주사용 멸균 증류수 2974 mg
Na2HPO4·2H2O 26 mg
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당 (2 ml) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
제제예 2. 액제의 제조
PVO 미립구 20 mg
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ml로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는, PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013011230-appb-I000002
    상기 화학식 1에서, n은 10 내지 200의 정수이다.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 PVO 공중합체는 평균분자량이 10,000 내지 30,000 달톤(Dalton)인 것을 특징으로 하는, PVO 공중합체.
  3. (a) 2-(하이드록시메틸)-2-메틸프로판-1,3-디올(2-(Hydroxymethyl)-2-methylpropane-1,3-diol) 및 바닐린(vanillin, 4-hydroxy-3-methoxy-benzaldehyde)을 반응시켜, 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀(4-(5-(hydroxymethyl)-5-methyl-1,3-dioxan-2-yl)-2-methoxyphenol)을 제조하는 단계; 및
    (b) 4-(5-(하이드록시메틸)-5-메틸-1,3-디옥산-2-일)-2-메톡시페놀 및 옥살릴 클로라이드(oxalyl chloride)를 반응시켜 중합 반응을 통한 PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체를 제조하는 단계;를 포함하는, 하기 화학식 1로 표시되는, PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013011230-appb-I000003
    상기 화학식 1에서, n은 10 내지 200의 정수이다.
  4. 하기 화학식 1로 표시되는, PVO(poly(vanillin oxalate)) 공중합체를 포함하는 PVO 미립구:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013011230-appb-I000004
    상기 화학식 1에서, n은 10 내지 200의 정수이다.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 PVO 미립구는 직경이 200 내지 2000 nm 인 것을 특징으로 하는, PVO 미립구.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 PVO 미립구는 항산화제(anti-oxidant agent), 항염증제(anti-inflammatory agent), 항세포사멸제(anti-apoptotic agent) 및 혈전용해제(thrombolytic agent)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 약물 (therapeutic agent)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, PVO 미립구.
  7. 제 4항의 PVO 미립구를 포함하는 약물전달체.
  8. 제 4항의 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 항산화용 또는 항염증용 약학적 조성물.
  9. 제 4항의 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 암세포 전이 억제용 약학적 조성물.
  10. 제 4항의 PVO 미립구를 유효성분으로 포함하는 암세포 전이 억제용 약학적 조성물.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 허혈성 질환은 뇌허혈, 심장허혈, 당뇨병성 혈관심장질환, 심부전, 심근비대증, 망막허혈, 허혈성 대장염, 허혈성 급성 신부전증, 허혈성 급성 간부전증, 뇌졸중, 뇌외상, 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 신생아 저산소증, 녹내장, 당뇨성 신경증 및 허혈/재관류 손상으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 허혈성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
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