초록 ▼

<제 1 세부과제>
가. 고분자성 약물의 약물동태 연구기반 구축
(1) 약물과 고분자간의 공유결합체 및 약물-고분자 관능기 공유결합체의 합성
(2) 공유결합체에 방사선 물질 표지화
(3) 합성한 공유결합체의 혈중농도 및 조직분포 측정
나. 입자성 약물 및 표면수식된 입자성 약물의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
(1) 리포솜 및 표면수식 리포솜의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
(2) micellar drug의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구 <

<제 1 세부과제>
가. 고분자성 약물의 약물동태 연구기반 구축
(1) 약물과 고분자간의 공유결합체 및 약물-고분자 관능기 공유결합체의 합성
(2) 공유결합체에 방사선 물질 표지화
(3) 합성한 공유결합체의 혈중농도 및 조직분포 측정
나. 입자성 약물 및 표면수식된 입자성 약물의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
(1) 리포솜 및 표면수식 리포솜의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
(2) micellar drug의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
(3) 마이크로에멀젼의 제조방법 확립 및 물리화학적 특성 연구
다. 입자성 약물의 약물동태 연구기반 구축
(1) 리포좀, 표면 수식된 입자성 약물 및 micellar drug의 혈중농도 및 조직분포 측정
<제 2 세부과제>
가. 새로운 비마약성 진통제 DA-5018의 생체내분포 측정
$^{14}C$-DA-5018을 SD계 래트에 정맥주사 및 경구투여후 ,5분,1시간,4시간에 에테르로 마취치사시킨후 래트를 급속히 동결 절단하여 조직박편을 제작 후, 전신오토라디오그라피법을 이용하여 각 조직 장기에서 방사성 농도를 비교분석하여 암,수래트에서 $^{14}C$-DA-5018의 생체내 분포를 비교분석하였다.
나. 해당조직의 적출을 통한 tissue homogenize 방법과 전신오토라디오그라피법과의 비교검토
DA-5018을 SD계 래트에 5mg/kg 정맥주사 및 경구투여후 ,5분,1시간,4시간후에 방혈치사시켜 혈장,간,폐,심장,위,신장,비장,대장,소장,뇌,척수를 적출 분리하여 무게를 달고 생리식염수를 가하여 homogenize하여 각 조직의 농도를 HPLC로 측정하였다. 그 측정치를 전신오토라디오그라피법과 비교 검토하였다.
다. PBPK 방법에 의한 tissue dosimetry 연구
(1) PBPK Model
간장, 신장, 지방, 근육, 혈액, 그리고 기타 등 6개의 구획 (compartments)으로 나누었다. 약물의 경구투여 경로를 고려하여 소화기관도 별도의 구획으로 설정하였다. 그리고 각 compartments를 순환기관(혈관)으로 연결하였으며, 주로 간장에서 물질 대사가 일어남을 가정하였다.
(2) PBPK Model에 필요한 생화학적 인자들의 결정
PBPK 방법에 의한 tissue dosimetry를 성공적으로 수행하기 위해서는 앞서 설정된 PBPK model에 필요한 생리.생화학적 인자들을 먼저 확립하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 연구 대상 물질로 2-mercaptohenzothiazole(2-MBT)을 선정하였다. 그리고, 이 물질을 대상으로 조직:혈액 분배 계수(tissue : blood partitioning coefficient)들과 물질 대사 속도 상수(capability and affinity constant of metabolism)등의 생화학적 인자들을 구하였다.
(3) PBPK Model Simulation
앞서 결정한 PBPK model을 대상으로 Advanced Continuous Simulation Language (ACSL, Version 10 for Windows, MGA software, Concord, MA, USA, 1995)를 사용하여 적절한 program을 작성하였고, Microsoft Fortran 5.1 Program을 이용하여 code화 및 comfiling 하였다.
(4) Doses Extrapolation
PBPK model simulation 결과, 최적 조건하에서의 각 상수들을 결정하고, 이들을 고정한 후, 약물의 투여량을 바꾸어 simulation 하였다. 투여량에 따라서 각 compartments에 분포 및 잔류되는 약물의 농도를 추정하였다.
<제 3 세부과제>
가. 간 적출 및 관류실험
관류간 실험에 있어서 glucose 및 이산화 탄소의 적정 농도를 결정하였다.
나ytochrome P450 활성을 측정하였다.
다. 적출 간관류 실험과 간세포 배양 실험을 이용한 약물대사 검색
(1) 적출 관류간에서 다환상방향족화합물을 이용한 대사검정
(2) 배양된 Hepal 세포에서 다환상방향족화합물을 이용한 대사검정
(3) 다환상방향족화합물을 이용한 대사 작용을 생체내와 배양간 세포와 비교검색
(4) Cytochrome P450 활성과 다환상방향족화합물을 이용한 대사 작용을 생체와 관류간에서 비교검색
(5) Cytochrome P450 활성과 다환상방향족화합물을 이용한 대사 작용을 생체내와 배양간 세포에서 비교검색
(6) Cytochrome P450 유전자 발현조절
<제 4 세부과제>
Nifedipine 및 gentamicin을 모델 약물로 선정하여
가. 쥐에 nifedipine 주사 및 점적 투약 후 약물동태학적 변수들의 생체 리듬성을 고찰하였다.
(1) HPLC에 의한 약물의 in vitro/in vivo 혈중 농도 분석법 확립
(2) 쥐에 주사후 서로 다른 투여 시간대에 따른 nifedipine의 생체 주기성과 약물동태학적 고찰
(3) 정상상태에서 연속주입과 다단계 주입에 의한 생체 주기성 및 혈중 농도 변동의 최소화
나. 사람에 주사 후 gentamicin의 생체 주기성과 약물동태학적 변수들의 생체 리듬성 고찰
(1) 정상 지원자에서의 실험 설계
(2) 사람에의 gentamicin 투여 및 채혈
(3) 사람 혈청중 겐타마이신농도 분석
(4) 약물동태학적 변수의 확립 및 통계적 분석
(5) 통계처리

Abstract ▼

It is ideal to perform the pharmacokinetic (PK) studies of drugs after they are administered directly to human subjects. However, it will cause ethical problems. that a very toxic or potent drug is administered directly to human subjects for its PK study. In this case, it would be desirable to perfo

It is ideal to perform the pharmacokinetic (PK) studies of drugs after they are administered directly to human subjects. However, it will cause ethical problems. that a very toxic or potent drug is administered directly to human subjects for its PK study. In this case, it would be desirable to perform in vitro study or PK study in animals and to extrapolate the result to human subjects. In this view, this research project was done to establish the fundamental technology of PK study, which makes it possible to predict the metabolite and evaluate the mechanism of metabolism by developing a new experimental model for drug PK study.
The PK studies so far have been focused on drugs with small molecular weight. Recent advance of biotechnology introduced new polymeric and particulate dosage forms which have physico-chemical characteristics different from those of conventional ones. However, the PK studies for them have been negligible. Therefore, this study was done to establish the experimental model which can be used to establish the PK of particulate and polymeric drugs.
Systemic autoradiography method and physiologically based PK (PBPK) model was also investigated to predict effective tissue concentration of drugs for establishing criteria of PK data evaulation. On the other hand, the drug metabolisom study was done to establish the experimental model for estimating the drug metabolism. Correlation of circadian rhythms and PK parameters was also investigated in this study.
For collecting fundamental data from animal experiments of different particulate and polymeric drugs to establish experimental model, we investigated drug-protein conjugate as a polymeric drug, liposomal drug, PEG-modified liposomal drug, micellar drug and microemulsion loaded with drug as particulate drugs. The result of study demonstrated that thephsico-chemical properties of the particulate and polymeric drugs affect the PK behaviors of drugs.
PBPK model for 2-mercaptobenzothiazole (2-MBT), which was a model drug in this study was simulated with Advanced Continuous Simulation Language (ACSL) program, and then the simulated results were compared to the tissue dosimetric results obtained from laboratory experiments. In addition, dose extrapolation was tried with the 2-MBT PBPK model from low to high dose. Findings from our study suggest that PBPK modeling/ACSL simulation approach make it possible to predict effective tissue concentration of drug without massive labor/work for classical pharmacokinetic study.
The ex vivo drug metabolism study was done in isolated perfused rat livers, primary hepatocyte and Hepa 1 cell culture with various drugs such as morin, quercetin, estradiol, 3MC and TCDD. As a result of study, the expression of CYP1A1 mRNA could be controlled and the metabolite and the mechnism of metabolism could be estimated by developing a new experimental model.
The PK and pharmacdynamic parameters of nifedipine and gentamicin, as model drugs, was varied with circadian rhythms. The blood concentartion optimization technique considering the influence of circadian rhythm on PK of drugs-could be applied in clinical dosage regimen as well as dosage formulations to minimize side effects and maximize pharmacological responses in clinical studies.
In overall conclusion, the fundamental technology for the establishment of pharmacokinetic criteria could be developed in this research project and it is expected to be able to be used as a basic technique for the PK study.

목차 Contents

• 가. 총론...32
• 제1장 서론...32
• 제2장 국내외 기술개발 현황...35
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...38
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도...59
• 제5장 연구개발결과의 활용계획...63
• 제6장 참고문헌...64
• 나. 각론...68
• A: 약제의 물리-화학적 성질에 따른 약물의 체내동태 규명...68
• 제1장 서론...69
• 제2장 국내외 기술개발 현황...71
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...72
• 1절. 연구내용...72
• 1. 고분자성 약물...72
• 2. 입자성 약물...74
• 2절. 연구 결과...82
• 1. 고분자성 약물...82
• 2. 입자성 약물...94
• 제4장 연구 개발 목표 달성도 및 대외 기여도...136
• 1) 연구 개발 최종목표...136
• 2) 대외 기여도...136
• 제5장 연구 개발 결과의 활용계획...137
• 제6장 참고 문헌...138
• B; 약물의 조직별 유효농도 예측을 위한 체내 분포 연구...141
• 제1장 서론...142
• 제2장 국내외 기술개발 현황...144
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과...146
• 1절. 수행내용...146
• 1. 새로운 비마약성 진통제 DA-5018의 생체내분포측정...146
• 2. 해당조직의 적출을 통한 tissue homogenize방법과 전신오토라디오 그라피법과의 비교 검토...146
• 3. PBPK 방법에 의한 tissue dosimetry 연구...146
• 가. PBPK Model...146
• 나. PBPK Model 에 필요한 생화학적 인자들의 결정...147
• 다. PBPK Model Simulation...147
• 라. Doses Extrapolation...147
• 2 절. 연구 방법 및 결과...147
• 1. 새로운 비마약성 진통제 DA-5018의 생체내분포측정...147
• 가. 방사선표식화합물...147
• 나. 실험 동물...148
• 다. 동결절편 제작...148
• 라. $^{14}$C-DA-5018 정맥주사후 전신오토라디오그라피법을 이용한 생체내분포측정...148
• 마. $^{14}$C-DA-5018 경구투여후 전신오토라디오그라피법을 이용한 생체내 분포측정...153
• 바. 해당조직의 적출을 통한 tissue homogenize 방법과 전신오토라디오그라피법과의 비교검토...153
• 2. PBPK 방법에 의한 tissue dosimetry 연구결과...160
• 가. PBPK Model...160
• 나. PBPK Model에 필요한 생화학적 인자들...163
• (1) 대사 경로...163
• (2) 대사 속도 상수...163
• (3) 조직: 혈액 분배계수...163
• 다. PBPK Model Simulation...163
• (1) ACSL Program...163
• (2) Simulation...169
• 라. Doses Extrapolation...172
• 제4장 연구 개발 목표 달성도 및 대외 기여도...176
• 1. 연구개발 목표의 달성도...176
• 가. 전신오토라디오그라피법을 이용한 체내분포연구기술 확립 및 DA-5018의 분포연구 ·...176
• 나. 해당조직 적출을 통한 tissue homogenize 방법과 전신오토라디오 그라피법과의 비교검토...176
• 다. 약물의 조직별 유효농도 예측이 가능한 PBPK Model 개발...176
• 라. PBPK Model을 이용한 약물의 조직별 유효농도 예측...176
• 2. 대외 기여도...176
• 제5장 연구 개발 결과의 활용계획...178
• 제6장 참고문헌...179
• C: 약물대사연구를 위한 모델개발...181
• 제1장 서론...182
• 제2장 국내 $\cdot$외 기술 개발현황...182
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...185
• 1절 수행 내용...185
• 가. 간적출 및 관류실험...185
• 나. 간세포 배양 실험 확립...185
• 다. 적출 간관류 실험과 간세포 배양 실험을 이용한 악물대사 검색...185
• 2절 연구방법...185
• 가. 실험동물 및 실험동물 처치...185
• 나. 적출 관류 간실험법...185
• 다. Sprague-Dawley계 백서의 간으로부터 postmitochondrial 분획 분리...186
• 라. Spectrofluorometry에 의한 ethoxyresorufin-$O$-deethylase(EROD) 효소 활성 측정...186
• 마. Total RNA 의 분리...187
• 바. Reverse Transcription Polymerase Chain Reaction(RTPCR)...187
• 사. Lactate dehydrogenase(LDH) 활성도 측정...187
• 아. 간세포 배양 실험 확립...188
• 자. 간세포 독성 검사...188
• 차. 배양 간세포의 산화효소 활성 측정...188
• 카. 배양 간세포의 환원효소 활성 측정...188
• 타. Cytochrome P45O의 활성 측정...189
• 3절 연구결과...189
• 가. 적출간 관류법 확립...189
• 나. 적출 관류간의 생존도 검사...189
• 다. 적출 관류간세포 독성검사...190
• 라. CYP1A1 mRNA 발현조절...190
• 마. EROD activity 측정...191
• 바. Morin과 estrogen이 3MC에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...192
• 사. Morin과 estrogen이 3MC에 의한 EROD activity에 미치는 영향...192
• 아. Quercetin 과 estrogen이 3MC에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...193
• 자. Quercetin 과 estrogen이 3MC에 의한 EROD activity에 미치는 영향...193
• 차. Morin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...194
• 카. Morin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 EROD activity에 미치는 영향...195
• 타. Quercetin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...196
• 파. Quercetin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 EROD activity에 미치는 영향...196
• 하. 자성 백서 관류 간에서 Morin과 estrngen이 3MC에 의한 CYPA1 mRNA 발현에 미치는 영향...197
• 갸. 자성 백서 관류 간에서 Morin과 estrogen이 3MC에 의한 EROD activity에 미치는 영향...197
• 냐. 자성 백서 관류 간에서 Quercetin 과 estrogen이 3MC에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...198
• 댜. 자성 백서 관류 간에서 Quercetin 과 estrogen이 3MC에 의한 EROD activity에 미치는 영향 ·...199
• 랴. Morin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...200
• 먀. Morin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 EROD activity에 미치는 영향...200
• 뱌. Quercetin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 CYP1A1 mRNA 발현에 미치는 영향...201
• 샤. Quercetin 과 estrogen 이 TCDD에 의한 EROD activity에 미치는 영향...201
• 야. 쥐 간 1차배양 세포 배양법 확립...202
• 쟈. 쥐 간 1차배양 세포에 대한 TCDD와 flavonoids 및 estradiol 처치...202
• 챠. 적출관류간에서 TCDD, flavonoids 및 estradiol의 영향...202
• 캬. Hepa-1 세포 및 1차 배양 간세포에 대한 TCDD. flavonoids 및 estradiol의 영향...203
• 탸. Hepa-1 세포 및 1차 배양 간세포에서 Cytochrome P45O 유전자 발현 조절 ·...203
• 제4장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도...204