KR20100023680A

KR20100023680A - 디부틸프탈레이트의 항암제로서의 용도

Info

Publication number: KR20100023680A
Application number: KR1020080082565A
Authority: KR
Inventors: 이영한; 임융호; 이은정; 이선희; 우윤경; 신순영; 이영은; 정유훈; 박광수
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2008-08-22
Filing date: 2008-08-22
Publication date: 2010-03-04

Abstract

본 발명은 디부틸프탈레이트(Dibutyl phthalate) 화합물의 항암제로서의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해하는 하기 화학식 1의 디부틸프탈레이트 화합물과 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 암 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물에 관한 것이다.

[화학식 1]

본 발명의 디부틸프탈레이트는 G1-phase에서 S-phase로의 이행에 관여하는 사이클린 D1의 발현을 저해시키는 효과를 가지고 있으므로 암세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도함으로써 암 예방 및 치료를 위한 약학조성물로 유용하게 이용될 수 있다.

항암제, 디부틸프탈레이트, 사이클린 D1, 세포사멸

Description

디부틸프탈레이트의 항암제로서의 용도 {Use in anti-cancer agent of Dibutyl phthalate}

세포주기는 모든 진핵세포에서 성장과 분열을 조절하는 과정으로, 정상세포는 스스로 성장과 분열과정 간의 균형을 유지하지만, 암세포는 이 과정을 조절하는 유전자의 손상으로 세포 증식이 조절되지 않기 때문에 세포의 수가 기하급수적으로 빠르게 증가하고 성장한다.

세포주기의 과정은 크게 간기(Interphase)와 분열기(Mitotic phase)로 나뉘며, 간기는 다시 세포들이 세포분열에 필요한 각종 단백질의 합성이 일어나는 G1 -phase와 DNA 합성이 일어나는 S-phase, 및 세포분화 과정인 유사분열(Mitosis-phase) 단계로 구별된다.

세포주기가 시작되면 세포는 세포분열에 필요한 각종 단백질을 합성하는데, 사이클린(Cyclin)이라고 불리는 단백질들이 여기에 포함된다. 각종 사이클린 단백질은 사이클린 의존성 키나아제(Cyclin Dependent Kinase, CDK)라고 불리는 인산화 효소와 cyclin/CDK 복합체를 형성하여 세포주기의 단계를 조절하는 역할을 한다.

사이클린 D1 유전자는 세포주기 중 G1-phase에서 S-phase로 넘어가는 G1/S 변환기(transition)에 관여한다. 사이클린 D1 단백질이 CDK4 또는 CDK6와 복합체를 형성하여 활성화 되면 망막세포종 단백질(retinoblastoma protein; Rb)을 인산화 시켜 Rb와 결합되어 있는 전사조절인자인 E2F를 분리시켜 전사활성을 갖게 한 후, S-phase 과정에 필요한 사이클린 A, 사이클린 E, DHFR(dihydrofolate reductase) 등의 S-phase 촉진인자(S-phase promoting factor; SPF)를 형성함으로써 S-phase로 이행하게 한다.

많은 암 세포에서 사이클린 D1의 과발현이 대표적으로 나타나는데, 그 중에서도 유방암 세포, 부갑상선 종양, 위암세포, 흑생종암, 결장암 등에서 많이 발현된다. 사이클린 D1의 유전자 증폭이나 과발현이 될 경우에는 Rb 기능이 손실되면서 E2F 전사인자가 통제되지 않아, S-phase에 필요한 유전자의 발현이 이상적으로 증가하게 되어 세포증식을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 암세포의 사이클린 D1의 발현을 억제시키면 암세포의 증식을 저해시킬 수 있어 보다 효과적으로 암을 치료할 수 있게 된다(Zhou O 등, Oncogene, 15:107-115, 1997; Das SK 등, Biochem Biophys Acta, 1780:743-749, 2008).

이에 본 발명자들은 G1-phase에서 S-phase로의 이행에 관여하는 사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해시켜 세포의 성장을 억제시킴으로써 암세포를 저해할 수 있는 화합물을 찾고자 예의 노력한 결과, 디부틸프탈레이트(diphenyl phthalate) 화합물이 사이클린 D1의 발현을 억제시키는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

결국, 본 발명은 사이클린 D1의 발현을 저해시키는 디부틸프탈레이트(diphenyl phthalate) 화합물 및 상기 화합물의 항암제로서의 용도를 제공하는데 그 주된 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해시킴으로써 암 세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 하기 화학식 1의 디부틸프탈레이트(diphenyl phthalate) 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

또한, 본 발명은 상기의 디부틸프탈레이트 화합물의 항암제로서의 용도를 제공한다.

구체적으로, 본 발명은 상기 디부틸프탈레이트 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 암 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물을 제공한다.

상기 암 질환은 일반적인 암 질환을 포함하며, 바람직하게는 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 비소세포성폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구 내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 항문부근암, 나팔관임종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(Central nervous system, CNS) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 뇌하수체 선종 등으로부터 선택된 하나 이상의 질환을 포함한다.

본 발명의 디부틸프탈레이트(diphenyl phthalate)는 G1-phase에서 S-phase로의 이행에 관여하는 사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해시키는 효과를 가지고 있으므로 암세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도함으로써 암 예방 및 치료를 위한 약학조성물로 유용하게 이용될 수 있다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명은 사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해함으로써 암 세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 하기 화학식 1의 디부틸프탈레이트(diphenyl phthalate) 화합물을 제공한다.

[화학식 1]

본 발명에 있어서, 상기 화학식 1의 디부틸프탈레이트는 하기의 반응식에 따라 당 업계에 잘 알려진 합성방법에 의해 제조가 가능하다. 그러나, 상기 화학식 1의 화합물의 제조방법이 하기 반응식에 제한되는 것을 아니며, 공지의 다른 유기합성 반응들을 사용하여 다양하게 제조할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기의 디부틸프탈레이트 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 암 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물을 제공한다.

본 발명에 있어서, 디부틸프탈레이트 화합물은 사이클린 D1의 발현량을 저해시킴으로써 세포주기 진행 억제를 유도하여 암세포의 증식을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 디부틸프탈레이트 화합물은 통상의 치환기들의 합성 및 분획 방법을 통하여도 합성할 수 있다(Herbert O. House, Modern Synthetic Reactions, 2nd Ed., The Benjamin/Cummings Publishing Co., 1972).

또한, 본 발명의 화합물을 당해 기술 분야에서 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용 가능한 염 및 용매화물로 제조될 수 있다.

약학적으로 허용 가능한 염으로는 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 산부가염은 통상의 방법, 예를 들면 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴과 같은 수혼화성 유기용매를 사용하여 침전시켜서 제조한다. 동몰량의 화합물 및 물중의 산 또는 알코올(예를 들면, 글리콜 모토메틸에테르)을 가열하고 이어서 상기 혼합물을 증발시켜서 건조시키거나 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다.

이때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 시트르산, 말레인산(maleic acid), 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산(propionic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글리콜산(glycollic acid), 글루콘산(gluconic acid), 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르 산(glutaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아스파르트산, 아스코르빈산, 카본산, 바닐릭산, 히드로 아이오딕산 등을 사용할 수 있다.

또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속염을, 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리토 금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 특히 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하며, 또한 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속염을 적당한 은염(예를 들면, 질산은)과 반응시켜 얻는다.

본 발명의 화합물의 약학적으로 허용 가능한 염은, 달리 언급되지 않는 한, 본 발명의 화합물에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성기의 염을 포함한다. 예를 들면, 약학적으로 허용 가능한 염으로는 히드록시기의 나트륨, 칼슘 및 칼륨 염이 포함되며, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드로브로마이드, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 숙시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄설포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔설포네이트(토실레이트) 염이 있으며, 당업계에서 알려진 염의 제조방법이나 제조과정을 통하여 제조될 수 있다.

상기와 같은 방법으로 얻어진 본 발명의 화합물은 암 세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도 효과를 알아보기 위하여 실험한 결과, p21의 발현 활성을 확인할 수 있다.

본 발명에 따른 화학식 1의 화합물을 포함하는 약학 조성물은 통상의 방법에 따른 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.

본 발명에 따른 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.

상세하게는, 제형화할 경우 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 공형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로오스(sucrose), 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 등의 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리 콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 오일, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 화합물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물의 형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서는 본 발명의 화합물은 0.0001 내지 100 ㎎/㎏, 바람직하게는 0.001 내지 100 ㎎/㎏의 양을 1일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다. 본 발명의 조성물에서 화학식 1의 화합물을 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.001 ~ 50중량%, 바람직하게는 0.01 ~ 50중량%의 양으로 존재하여야 한다.

본 발명에 따른 화합물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 기타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 약학조성물을 랫트, 마우스, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있고, 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

실시예. 디부틸프탈레이트(dibutyl phthalate)의 제조

딘-스타크 트랩(Dean-Stark trap)과 응축기에 연결한 100 ㎖ 둥근 바닥 플라스크에 4.9 g(0.03 mol)의 프탈산 무수물과 5.6 g (0.06 mmol)의 n-부탄올, 3.3 ㎎의 파라톨루엔술폰산 (p-TsOH, 0.017 mmol)을 넣고, 20 ㎖의 톨루엔을 적가하여 3시간 동안 환류 가열 교반하였다.

상온으로 냉각시킨 후, 트리에틸아민을 과량 가하고 혼합물을 감압증류하여 휘발성 물질을 제거한 다음 남겨진 잔류물은 실리카겔 관 크로마토그래피법으로 정제하여 디부틸프탈레이트 2.5 g(9.0 mmol, 30% 수율)를 얻었다.

¹H NMR (400 MHz, MeOD) d 7.68-7.73 (m, 2H), 7.48-7.52 (m, 2H), 4.29-4.34 (m, 4H), 1.67-1.76 (m, 4H), 1.38-1.50 (m, 4H), 0.99-1.01 (m, 6H)

¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 206.0, 205.9, 170.8, 169.3, 167.2, 69.0, 57.6, 57.5, 52.1.

실험예 1. 사이클린 D1의 발현 억제 확인

본 발명에서는 상기 실시예에서 제조한 디부틸프탈레이트의 사이클린 D1에 대한 발현 저해 여부를 관찰하기 위해, 세포단계에서 특정 단백질의 발현량을 그 단백질의 항체를 이용하여 측정하는 웨스턴 블롯(Western blot assay)을 수행하였다.

세포의 단백질은 20 mM HEPES(N-2-hydroxyethylpiperazine-N'-2-ethanesulfonic acid) 완충용액 + 1% Triton X-100 + 10% 글리세롤 + 150 mM NaCl + 10 ㎍/㎕ Leupeptin + 1 mM PMSF(phenylmethylsulfonyl fluoride) 완충용액에 용해시킨 후, 고속원심분리로 세포 내 잔사물들을 분리하여 동량의 단백질을 에스디에스-폴리아크릴아마이드 겔(SDS-polyacrylamide gel) 전기영동으로 분리하였으며, 분자량별로 분리된 단백질은 니트로셀룰로오스 필터(nitrocellulose filter)로 옮겨서 사이클린 D1에 대한 항체를 사용하여 enhanced chemiluminescence 감지 시스템 (Amersham Pharmacia Biotech, Piscataway, NJ)으로 사이클린 D1의 발현량을 측정하였다.

그 결과, 도 3에서 보는 것과 같이, 대조군과 비교했을 때 디부틸프탈레이트를 처리한 실험군에서 사이클린 D1의 발현이 감소하였다. 특히, 24시간 후에는 사이클린 D1이 10% 정도로 거의 발현되지 않았으므로 본 발명의 디부틸프탈레이트가 사이클린 D1의 발현을 효과적으로 저해하는 것을 확인할 수 있었다.

본 발명의 화합물을 포함하는 약학조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제제예 1. 산제의 제조

본 발명의 화합물 20 ㎎

유당 100 ㎎

탈크 10 ㎎

상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.

제제예 2. 정제의 제조

본 발명의 화합물 10 ㎎

옥수수전분 100 ㎎

유당 100 ㎎

스테아린산 마그네슘 2㎎

상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.

제제예 3. 캡슐제의 제조

본 발명의 화합물 10 ㎎

결정성 셀룰로오스 3 ㎎

락토오스 14.8 ㎎

마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎

통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충진하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 4. 주사제의 제조

본 발명의 화합물 10 ㎎

만니톨 180 ㎎

주사용 멸균 증류수 2974 ㎎

Na₂HPO₄12H₂O 26 ㎎

통상의 주사제의 제조방법에 따라 1앰플당(2 ㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.

제제예 5. 액제의 제조

본 발명의 화합물 20 ㎎

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 전체 100 ㎖로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.

도 1은 본 발명에 따른 디부틸프탈레이트의 수소 핵자기공명분광학 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 2는 본 발명에 따른 디부틸프탈레이트의 탄소 핵자기공명분광학 스펙트럼을 나타낸 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 디부틸프탈레이트의 사이클린 D1에 대한 발현량 저해 효과를 확인한 웨스턴 블롯 결과이다.

Claims

사이클린 D1(Cyclin D1)의 발현을 저해시킴으로써 암 세포의 증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 하기 화학식 1의 디부틸프탈레이트(dephenyl phthalate) 화합물.

[화학식 1]
상기 제1항의 디부틸프탈레이트 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 암 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물.
제 2항에 있어서,

상기 디부틸프탈레이트 화합물은 사이클린 D1의 발현량을 저해시킴으로써 세포주기 진행 억제를 유도하여 암세포의 증식을 제어하는 것을 특징으로 하는 약학조성물.
제 2항에 있어서,

상기 암 질환은 위암, 결장암, 유방암, 폐암, 비소세포성폐암, 골암, 췌장암, 피부암, 두부 또는 경부암, 피부 또는 안구 내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 항문부근암, 나팔관임종, 자궁내막암종, 자궁경부암종, 질암종, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 만성 또는 급성 백혈병, 림프구 림프종, 방광암, 신장 또는 수뇨관 암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(Central nervous system, CNS) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종, 또는 뇌하수체 선종인 것을 특징으로 하는 약학조성물.