엽산 수용체 발현 암세포 표적용 HBED-CC-EDBE-엽산 합성에 관한 연구 = A study about synthesis of HBED-CC-EDBE-Folate that targeted cancer overexpressed folate receptor

국문 초록 (Abstract)

양전자 방출 핵종인 Ga-68은 방사성동위원소 발생장치 (Radioisotope Generator)를 통해 쉽게 생산이 가능하고 반감기는 68분이며 양전자 소멸반응에 의해 생성된 감마 에너지를 이용해 양전자방출단층촬영술 (Positron Emission Tomography, PET) 진단에 쓰인다. 양기능성 킬레이트인 HBED-CC (N,N′-bis[2-hydroxy-5-(carboxyethyl) benzyl] ethylenediamine-N,N′-diacetic acid)는 Ga-68과 표지 시 기존에 사용 되었던 DOTA (1,4,7,10-Tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid), NOTA (1,4,7-triazacyclononane-1,4,7-triacetic acid) 킬레이트 보다 구조적 안정성과 반응성이 높고 암세포 섭취율과 혈류 내 제거 속도가 더 뛰어난 것으로 보고된 바 있다. 엽산 수용체 (Folate receptor)는 주로 유방암, 자궁암, 직장암, 난소암 세포의 외벽에 발현되어 있는데 비타민의 한 종류인 엽산 (Folic acid)과 특이적으로 결합한다. 따라서 양기능성 킬레이트인 HBED-CC의 말단 카복실기에 엽산을 결합 시키면 Ga-68이 암세포에 특이적으로 전달되어 PET측정이 가능하고 높은 안정성과 암세포 섭취율을 바탕으로 보다 우수한 영상을 얻을 수 있을 것이라고 판단된다. 이에HBED-CC 양기능성 킬레이트제를 합성하고 엽산을 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide (EDC), N-hydroxysuccinimide (NHS)를 이용한 반응을 통해 컨쥬게이션 시켰고 친수성을 높이기 위해 polyethylene glycol 유도체 (2,2’-(ethylenedioxy)-bis-(ethylamine) (EDBE))를 도입하여 전구체 HBED-CC-EDBE-엽산을 합성하였다. 합성 여부는 NMR, HPLC, FAB-MS, 원소 분석을 통해 확인 하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Gallium-68 is known as positron emission radiometal produced easily in 68Ge/68Ga generator with a half life of 68 min hence, suitable for PET diagnosis. Ga3+ is hard acid so rapidly formed with hard base donor ligand. Bifunctional chelate HBED-CC N,N′-bis[2-hydroxy-5-(carboxyethyl)benzyl] ethylenediamine-N,N′-diacetic acid) was studied that stability, kinetics, renal clearance, tumor cell uptake are higher than DOTA, NOTA. In this study conjugated folic acid to target folate receptor expressed various cancer cells such as ovarian, breast, colorectal, renal, nesopharyngeal, cervical was used because Folic acid has an affinity with folate receptor. We synthesized precursor HBED-CC-EDBE-Folate using EDC/NHS reaction between folate and HBED-CC and introduced EDBE of small molecular PEG for raising hydrophilicity. The result of Its synthesis was characterized by spectroscopy like NMR, HPLC, FAB-MS. According to these properties, this precursor is prospected for PET diagnosis agent with Ga-68 and expected specific cell uptake, superior biodistribution, acquisition of sensitive PET image. Finally we will try to label Ga-68 in the precursor and be scheduled to conduct cell uptake for overexpressed folate receptor, biodistribution, measuring PET imange.

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ 서 론 = 1
• 1. 방사선의약품과 양전자방출단층촬영술 = 1
• 2. 양전자방출핵종 : 18F와 68Ga = 3
• 3. 양기능성킬레이트 : HBED-CC = 5
• 4. 표적지향 약물전달시스템 = 9
• 5. 엽산 수용체와 엽산 = 10
• Ⅱ. 실 험 = 14
• 1. 시약 및 기기 = 14
• 2. 합성 = 15
• 2-1. HBED-CC-EDBE-Folate의 역합성 전략 = 15
• 2-2. HBED-CC 합성 = 16
• 2-3. 69Ga-HBED-CC 합성 = 17
• 2-4. EDBE-엽산 합성 = 18
• 2-5. HBED-CC-EDBE-엽산 합성 = 20
• Ⅲ. 결 과 = 22
• 1. HBED-CC 합성 = 22
• 1-1. HBED-CC 1H-NMR = 22
• 2. 69Ga-HBED-CC 합성 = 24
• 2-1. 69Ga-HBED-CC HPLC 크로마토그램 = 24
• 2-2. 69Ga-HBED-CC LC/MS = 26
• 3. EDBE-엽산 합성 = 27
• 3-1. EDBE-엽산 HPLC 크로마토그램 = 27
• 3-2. EDBE-엽산 1H-NMR = 29
• 4. HBED-CC-EDBE-엽산 합성 = 31
• 4-1. HBED-CC-EDBE-엽산 HPLC 크로마토그램 = 31
• 4-2. HBED-CC-EDBE-엽산 1H-NMR = 33
• 4-3. HBED-CC-EDBE-엽산 FAB-MS [M+H]+ = 35
• 4-4. HBED-CC-EDBE-엽산의 C, H, N, O 원소 분석 결과 = 36
• Ⅳ. 결 론 = 37
• Ⅴ. 참 고 문 헌 = 39
• Abstract = 43