초록 ▼

○ 제1세부 : 본 연구에서는 doxifluridine을 원숭이에 단회 및 반복 경구투여한 후, parent drug인 독시플루리딘과 대사체인 5-fluorouracil(5-FU)의 혈액 및 주요 장기 조직 및 분뇨 중 농도를 측정하여, AUC, $C_{max},\;T_{max}$등의 독성동태학적 파라메타 및 ADME 연구를 수행하였다.
- 분석법 확립 및 Validation 수행 : Multiple reaction monitoring (MRM)를 이용하여 LC/MS/MS를 이용하여 신속하고 정확하게 혈액,

○ 제1세부 : 본 연구에서는 doxifluridine을 원숭이에 단회 및 반복 경구투여한 후, parent drug인 독시플루리딘과 대사체인 5-fluorouracil(5-FU)의 혈액 및 주요 장기 조직 및 분뇨 중 농도를 측정하여, AUC, $C_{max},\;T_{max}$등의 독성동태학적 파라메타 및 ADME 연구를 수행하였다.
- 분석법 확립 및 Validation 수행 : Multiple reaction monitoring (MRM)를 이용하여 LC/MS/MS를 이용하여 신속하고 정확하게 혈액, 간 조직, 소장 조직, 대장 조직 및 분과 뇨에서 doxifluridine과 대사체를 분석할 수 있는 분석법을 확립하였고 validation을 수행하였다.
- ADME (Absorption, Distribution, Metabolism, Excretion) 연구 : Doxifluridine을 50 및 100mg/kg/day 용량으로 단회 및 2주간 반복투여하고 혈중의 doxifluridine과 대사체인 5-FU의 농도를 분석하여 독성동태학적파라메타를 구하고 ADME를 연구한 결과, doxifluridine과 5-FU 모두 투여용량에 증가에 따라 용량증가폭 보다 큰 전신노출(Cmax 및 AUC로 평가)의 증가를 나타내었다. 미변화체인 doxifluridine과 변화체인 5-FU의 전신노출 비율은 용량증가에 의한 변화가 관찰되지 않아 용량증가에 따라 위장관에서의 흡수는 증가되었지만 5-FU의 대사과정은 영향을 받지 않았음이 시사되었다. 2주 반복투여에 의해 doxifluridine의 전신노출은 큰변화가 없으나 5-FU의 생성은 약간 증가하는 경향을 보여 반복투여에 의해 doxifluridine의 전신노출은 영향 받지 않으나, 활성대사체인 5-FU로의 대사는 영향 받을 수 있음이 시사 되었다. 조직 분포 및 대사시험에서 단회 및 2주 반복투여후 모두 간과 장관에서 doxifluridine은 검출되지 않고 활성대사체인 5-FU만 검출되었으며, 간조직보다 장관조직에서 5-FU가 높은 농도로 검출되고, 장관조직 부위에 따라 site-specificity를 보였다. 뇨 및 분으로의 배설은 뇨 배설이 분으로의 배설보다 많았으며, 뇨로 배설된 doxifluridine과 5-FU의 비율은 50mg/kg/day 투여군은 7:1, 100mg/kg/day투여 군은 14:1로 용량증가에 따라 미변화체인 doxifluridine의 뇨배설 비율이 증가하였다. 반면 분으로 배설된 doxifluridine과 5-FU의 비율은 50 mg/kg/day 투여군에서 1:11로 5-FU의 배설 비율이 높았다.
- ADME관련 유전자 발현 연구 : Doxifluridine을 반복투여한 원숭이의 간, 소장, 대장에서 분리한 RNA를 이용한 유전자 발현분석을 실시하였다. 간, 소장, 대장에서 각각 26,24, 135개의 유전자를 선별하였다. 장기별로는 대장에서 가장 많은 유전자의 변화가 나타났다. ADME관련 유전자중 dihydropyrimidine dehydrogenase(DPYD)와 thymidylate synthase(TYMS)와 같은 5-FU 관련 유전자의 장기특이적 발현 패턴을 확인하였다. 향후 항암제의 치료예후에 대한 기초정보로 활용 하리라 기대된다.
○ 제 2세부 : 다양한 종류의 헤파린 유도체를 합성한 후 이들의 흡수 및 동력학적 평가를 통하여 헤파린 유도체가 인체에 미칠 수 있는 약물의 독성을 원숭이에서 관찰하였다.
(가) 헤파린 유도체 제조방법에 따른 LD1, LD2, LD5, LD7를 제조한 후 독성동태평가
* 3종류 헤파린 유도체에서 높은 경구 흡수율 보임 (혈중농도 약 $7-8{\mu}g/ml$)
(나)기 선정된 헤파린 유도체 LD2를 영장류에 단회 경구투여한 후 독성동태평가
* 500 mg/kg LD2 경구 투여시 Cmax는 $1.73{\pm}0.1{\;}IU/ml$이고 Tmax는 1시간이고 혈중농도가 24시간 이상 동안 1 IU/ml를 유지함.
(다)기 선정된 헤파린 유도체 LD2를 여러 농도에서 1일1회 2주간 반복 경구 투여한 후 독성동태평가
* 12.8, 89, 640 mg/kg 농도에서 각각 Cmax가 $0.63{\pm}0.06,\;0.83{\pm}0.04,\;2.19{\pm}0.18IU/ml$이었고 24시간 후에도 혈중 농도가 0.5 IU/ml 이상으로 높게 유지됨.

Abstract ▼

${\circ}$ Toxicokinetic and ADME study of doxifluridine after single and 2-week repeated administration of doxifluridine in monkeys. A robust new bioanalytical method using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC/MS/MS) has been developed for the determination

${\circ}$ Toxicokinetic and ADME study of doxifluridine after single and 2-week repeated administration of doxifluridine in monkeys. A robust new bioanalytical method using high performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC/MS/MS) has been developed for the determination of doxifluridine and its active metabolite, 5-fluorouracil (5-FU), in blood, liver, intestine, urine, and feces for this study. After single oral administration of doxifluridine in monkeys at the dose of 50 and 100 mg/kg/day, systemic exposures (as measured by Cmax and AUC) of both doxifluridine and 5-FU were increased supraproportionally with increasing dose. The ratio of 5-FU to doxifluridine (metabolite to parent compound) was not changed with increasing dose, suggesting the absorption of doxifluridine was increased but the metabolism of doxifluridine to 5-FU was not affected by the increase of the dose. After 2-week repeated administration of doxifluridine, the Cmax and AUC of doxifluridine was not changed but those of 5-FU was increased compared to those after single administration, which suggests the systemic exposure of doxifluridine was not affected but the metabolism of doxifluridine to 5-FU could be increased by the repeated administration. Only 5-FU, not doxifluridine, was detected in liver and intestine tissues after single and repeated administration with higher concentration of 5-FU in intestine tissues than liver. The concentration of the 5-FU showed site-specificity among the intestinal tissues (duodenum, jejunum/ileum, colon, rectum) with highest concentration in duodenum. Urinary excretion of doxifluridine and 5-FU was higher than fecal excretion. The ratio of doxifluridine to 5-FU in urine 7:1 at 50 mg/kg/day and was increased with increasing dose. Main excrete in feces was 5-FU. Total RNA was isolated from liver, small intestine and large intestine from DF treated monkey for microarray experiment. 135 genes were identified as being either up- or down-regulated over 2 fold changes during DF treatment in large intestine and were analyzed hierarchical clustering. Some ADME associated genes, dihydropyrimidine dehydrogenase(DPYD) and thymidylate synthase(TYMS), were showed organ specific expression pattern. The identified genes offer valuable information related to molecular mechanisms of anti-cancer drug treatment.
${\circ}$ After synthesis of several heparin derivatives, their bioavailability and toxicophamacokinetics were evaluated in monkeys.
(a) Evaluation of bioavailability of heparin derivatives (LD1, LD2, LD5, LD7): High bioavailability of LD2, LD5, LD7 (plasma concentration: $7-8{\mu}g/ml$)
(b) Evaluation of toxicophamacokinetics of LD2 after single administration into monkey: For oral administration of 500 mg/kg LD2, Cmax was $1.73{\pm}0.1IU/ml$ and Tmax was 1 h. Plasma concentration of LD2 maintained above 1 IU/ml for 24 h.
(c) Evaluation of toxicophamacokinetics of LD2 after daily repetitive administration into monkey for 2 weeks For daily repetitive administration of 12.8, 89, 640 mg/kg LD2, Cmax was $0.63{\pm}0.06,\;0.83{\pm}0.04,\;and\;2.19{\pm}0.18IU/ml$, respectively. In all cases, plasma concentration of LD2 maintained above 0.5 IU/ml for 24 h.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 용역연구사업 연구결과보고서 ...2
• 제출문 ...3
• 목차 ...4
• I. 연구결과보고서 요약문 ...5
• 한글요약문 ...5
• Summary ...6
• II. 총괄연구개발과제 연구결과 ...7
• 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...7
• 1.1. 총괄연구개발과제의 목표 ...7
• 1.2. 세부연구개발과제의 목표달성도 ...11
• 1.3. 국내·외 기술개발 현황 ...12
• 제2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...14
• 2.1. 시험물질의 선정 ...14
• 2.2. 영장류를 이용한 독시플루리딘의 독성동태연구 ...16
• 2.3. 독시플루리딘의 2주 반복 경구투여 후 ADME 관련 유전자 발현 분석 ...40
• 2.4. 영장류를 이용한 해파린유도체의 독성동태연구 ...43
• 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...45
• 3.1. 영장류를 이용한 독시푸루리딘 독성동태연구 ...45
• 3.2. 독시플루리딘의 2주 반복 경구투여 후 ADME 관련 유전자 발현 분석 ...70
• 3.3. 영장류를 이용한 해파린유도체의 독성동태연구 ...79
• 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...106
• 4.1. 연구결과 고찰 ...106
• 4.2. 결론 ...110
• 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과 ...112
• 5.1. 활용성과 ...112
• 5.2. 활용계획 ...113
• 제6장 기타중요변경사항 ...113
• 제7장 참고문헌 ...113
• 제8장 첨부서류 ...114
• III. 제1세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성) ...115
• 제1장 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...116
• 1.1. 세부연구개발과제의 목표 ...116
• 1.2. 세부연구개발과제의 목표달성도 ...119
• 1.3. 국내·외 기술개발 현황 ...120
• 제2장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...121
• 2.1. 시험물질의 선정 ...121
• 2.2 독성동태시험을 위한 LC/MS/MS를 이용한 원숭이 혈액 및 조직 중 독시플루리딘과 5-FU의 측정방법 개발 및 validation ...122
• 2.3. 단회 경구투여후 독시플루리딘의 독성 동태 연구 방법 ...144
• 2.4. 2주 반복 경구투여 후 독시플루리딘의 독성 동태 연구 방법 ...145
• 제3장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...147
• 3.1. 생체시료 분석법 개발 및 validation 수행 ...147
• 3.2. 원숭이에 doxifluridine 단회투여 후 독성동태 결과 ...147
• 3.3. 원숭이에 doxifluridine 2주 반복 투여 후 독성동태 결과 ...152
• 제4장 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...172
• 4.1. 연구결과 고찰 ...172
• 4.2. 결론 ...175
• 제5장 세부연구개발과제의 연구성과 ...177
• 5.1. 활용성과 ...177
• 5.2. 활용계획 ...178
• 제6장 기타중요변경사항 ...178
• 제7장 참고문헌 ...178
• 제8장 첨부서류 ...179
• IV. 제2세부연구개발과제 연구결과...180
• 제1장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ...181
• 1.1. 세부연구개발과제의 목표 ...181
• 1.2. 세부연구개발과제의 목표달성도 ...182
• 1.3. 국내·외 기술개발 현황 ...182
• 제2장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법 ...185
• 가. 연구수행내용 ...185
• 나. 연구방법 ...185
• 제3장 세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과 ...187
• 가. 연구결과 기술 ...187
• 제4장 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ...214
• 제5장 세부연구개발과제의 연구성과 ...215
• 5.1. 활용성과 ...215
• 5.2. 활용계획 ...216
• 제6장 기타중요변경사항 ...216
• 제7장 참고문헌 ...216
• 제8장 첨부서류 ...216
• 총괄 연구과제 요약 ...217
• 제1세부 연구과제 요약 ...219
• 제2세부 연구과제 요약 ...221