최근 구충제는 다양한 질환을 해결하는 데 있어 다재다능한 치료 잠재력을 보여주며, 약물 재창출(drug repurposing)을 위한 유망 후보로 자리매김하고 있다. 그러나 낮은 생체이용률과 견고한 약동학적 근거의 부재와 같은 문제들이 성공적인 재창출을 저해하고 있다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 우리는 니클로사미드(NIC)를 모델 약물로 사용하여 주로 흡수, 분포, 대사에 관한 약동학적 특성을 중심으로 구충제의 핵심 약동학 인자들을 규명하고자 하였다. NIC의 장 투과성은 용해도에 의해 유의하게 영향을 받으며, 배출 수송체(efflux transporters)의 기질로 작용하지 않는다. 또한 NIC는 높은 혈장 단백질 결합을 보였다. 더 나아가 대사 연구에서는 NIC가 장 글루쿠로니다화(glucuronidation)에 의해 광범위하게 대사됨으로써 대사 안정성이 낮을 것으로 나타났다. 아울러 우리는 NIC의 CYP 매개 약물-약물 상호작용 가능성을 직접적 및 시간 의존적(time-dependent) 방식 모두에서 평가하였다. NIC는 CYP1A2 및 CYP2C8에 대해 강한 억제 효과를 보였으며, 시간 의존적 억제제로 전환될 가능성은 낮았다. 본 연구 결과는 구충제의 약동학에서 필수적인 인자들을 규명하는 데 기여할 수 있으며, 잠재적으로 이들의 재포지셔닝(repositioning)을 촉진할 수 있다.

과불화 및 다불화알킬물질(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)은 널리 분포한 환경 오염물질로, 인체 노출에 기여하는 것으로 보고되어 다양한 건강 우려를 야기한다. 이러한 맥락에서 인간 생체모니터링은 PFAS의 노출 수준을 잠재적 건강 위험과 연계시키는 데 필수적이다. 질량분석 기반 분석 기법은 다양한 코호트에서 PFAS 수준을 평가하기 위해 광범위하게 채택되어 왔다. 그러나 생물학적 시료(예: 혈장, 혈청, 소변 등)의 사용에서 기인하는 문제점들은 분석 방법론의 지속적인 연구와 정제를 요구한다. 본 종설은 시료 채취 및 전처리, 그리고 기기(분석) 기법을 포함하여 PFAS의 인간 생체모니터링을 위한 질량분석 기반 접근법의 현재 동향을 개괄한다. 또한 PFAS가 없는 공(空) 매트릭스(blank matrix)를 확보하는 과정에서의 문제와 배경 오염(background contamination) 위험을 극복하기 위한 분석 전략을 탐구한다. 더 나아가 본 종설은 최근 5년간의 미국과 중국에서 수행된 국제 코호트 연구들을 분석함으로써 지역 간 상이한 PFAS 노출 양상을 살펴본다. 이에 따라, 향후 생체모니터링 연구에서 반드시 다루어야 할 몇 가지 핵심 연구 공백이 강조된다.

분자 네트워킹(Molecular networking, MN)은 비표적(nontargeted) MS/MS 기반 대사체학에서 널리 활용되는 데이터 분석 방법이 되었다. 최근 MN이 약물 대사체 식별을 위한 강력한 도구로 제안되었으나, 약물 대사 연구에서의 효율성은 기존 전략들과의 벤치마킹이 아직 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 시험관 내 간 마이크로좀(in vitro liver microsome) 기반 대사 연구에서 생성된 sildenafil의 대사체를 동정하기 위해 MN, mass defect filtering, Agilent MassHunter Metabolite ID, Agilent Mass Profiler Professional 워크플로를 비교하였다. 총 28개의 이전에 알려진 대사체와 15개의 추가 미지 이성질체, 25개의 미지 대사체가 본 연구에서 확인되었다. 비교 결과, MN은 검출된 대사체 수(알려진 대사체 27종 및 미지 대사체 22종), 거짓양성(false positives) 비율, 인간 노동 기반 사후처리에 소요되는 시간과 노력 측면에서 기존 도구들과 비교 가능하거나 그 이상에 해당하는 성능을 보였다. 이는 약물 대사체 식별 도구로서 MN의 효율성을 뒷받침하는 근거를 제공한다.

최근 구충제는 다양한 질환을 해결하는 데 있어 다재다능한 치료 잠재력을 보여주며, 약물 재창출(drug repurposing)을 위한 유망 후보로 자리매김하고 있다. 그러나 낮은 생체이용률과 견고한 약동학적 근거의 부재와 같은 문제들이 성공적인 재창출을 저해하고 있다. 이러한 결점을 극복하기 위해, 우리는 니클로사미드(NIC)를 모델 약물로 사용하여 주로 흡수, 분포, 대사에 관한 약동학적 특성을 중심으로 구충제의 핵심 약동학 인자들을 규명하고자 하였다. NIC의 장 투과성은 용해도에 의해 유의하게 영향을 받으며, 배출 수송체(efflux transporters)의 기질로 작용하지 않는다. 또한 NIC는 높은 혈장 단백질 결합을 보였다. 더 나아가 대사 연구에서는 NIC가 장 글루쿠로니다화(glucuronidation)에 의해 광범위하게 대사됨으로써 대사 안정성이 낮을 것으로 나타났다. 아울러 우리는 NIC의 CYP 매개 약물-약물 상호작용 가능성을 직접적 및 시간 의존적(time-dependent) 방식 모두에서 평가하였다. NIC는 CYP1A2 및 CYP2C8에 대해 강한 억제 효과를 보였으며, 시간 의존적 억제제로 전환될 가능성은 낮았다. 본 연구 결과는 구충제의 약동학에서 필수적인 인자들을 규명하는 데 기여할 수 있으며, 잠재적으로 이들의 재포지셔닝(repositioning)을 촉진할 수 있다.

과불화 및 다불화알킬물질(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)은 널리 분포한 환경 오염물질로, 인체 노출에 기여하는 것으로 보고되어 다양한 건강 우려를 야기한다. 이러한 맥락에서 인간 생체모니터링은 PFAS의 노출 수준을 잠재적 건강 위험과 연계시키는 데 필수적이다. 질량분석 기반 분석 기법은 다양한 코호트에서 PFAS 수준을 평가하기 위해 광범위하게 채택되어 왔다. 그러나 생물학적 시료(예: 혈장, 혈청, 소변 등)의 사용에서 기인하는 문제점들은 분석 방법론의 지속적인 연구와 정제를 요구한다. 본 종설은 시료 채취 및 전처리, 그리고 기기(분석) 기법을 포함하여 PFAS의 인간 생체모니터링을 위한 질량분석 기반 접근법의 현재 동향을 개괄한다. 또한 PFAS가 없는 공(空) 매트릭스(blank matrix)를 확보하는 과정에서의 문제와 배경 오염(background contamination) 위험을 극복하기 위한 분석 전략을 탐구한다. 더 나아가 본 종설은 최근 5년간의 미국과 중국에서 수행된 국제 코호트 연구들을 분석함으로써 지역 간 상이한 PFAS 노출 양상을 살펴본다. 이에 따라, 향후 생체모니터링 연구에서 반드시 다루어야 할 몇 가지 핵심 연구 공백이 강조된다.

분자 네트워킹(Molecular networking, MN)은 비표적(nontargeted) MS/MS 기반 대사체학에서 널리 활용되는 데이터 분석 방법이 되었다. 최근 MN이 약물 대사체 식별을 위한 강력한 도구로 제안되었으나, 약물 대사 연구에서의 효율성은 기존 전략들과의 벤치마킹이 아직 이루어지지 않았다. 본 연구에서는 시험관 내 간 마이크로좀(in vitro liver microsome) 기반 대사 연구에서 생성된 sildenafil의 대사체를 동정하기 위해 MN, mass defect filtering, Agilent MassHunter Metabolite ID, Agilent Mass Profiler Professional 워크플로를 비교하였다. 총 28개의 이전에 알려진 대사체와 15개의 추가 미지 이성질체, 25개의 미지 대사체가 본 연구에서 확인되었다. 비교 결과, MN은 검출된 대사체 수(알려진 대사체 27종 및 미지 대사체 22종), 거짓양성(false positives) 비율, 인간 노동 기반 사후처리에 소요되는 시간과 노력 측면에서 기존 도구들과 비교 가능하거나 그 이상에 해당하는 성능을 보였다. 이는 약물 대사체 식별 도구로서 MN의 효율성을 뒷받침하는 근거를 제공한다.

본 연구에서는 약용식물 Cudrania tricuspidate의 잎 추출물에 포함된 생리활성 성분들의 약동학적 프로파일을 MS/MS 기반 분자 네트워킹 시스템을 사용하여 조사하였다. C. tricuspidate 잎 추출물(CLE)의 주요 활성 성분을 동정하기 위해 HPLC-DAD 분석을 수행하였으며, 여섯 종의 플라보노이드 표준 혼합물(rutin, isoquercitrin, nicotiflorin, kaempferol 3-O-glucoside, quercetin, kaempferol)을 사용하였다. 미지의 피크는 액체크로마토그래피 사중극자 비행시간 질량분석기(L C-QTOF/MS)로부터 얻은 질량 데이터 세트를 이용한 분자 네트워킹 분석을 통해 결정하였다. 이후의 약동학 연구를 위해 CLE(1 g/kg)를 경구 투여한 다음, 흰쥐에서 혈장 시료를 수집하였다. LC-QTOF/MS로 혈장 시료의 생성 이온 질량 데이터를 획득하고 이를 분자 네트워킹 분석에 적용하였다. 그 결과 생성된 분자 네트워킹 지도는 quercetin과 kaempferol의 글루쿠로니드 대사체가 주요 순환 성분임을 시사하였다. 이에 따라 β-glucuronidase 처리 후 quercetin 및 kaempferol을 동정하였고, 이들의 약동학적 파라미터를 계산하였다. 이러한 결과는 제안된 분자 네트워크 기반 접근법이 한약(초본) 의약품의 약동학 연구를 위한 잠재적이고 효율적인 방법임을 보여준다.

본 연구에서는 카트(khat)(Catha edulis)와 페seudo에페드린의 대사를 비교하여, 법의학 및 도핑 관리 목적에서 이들을 구별하는 데 사용할 수 있는 객관적 기준을 확인하고자 하였다. 조화된 실험 조건 하에서 사람 간 마이크로솜을 이용한 시험관 내(in vitro) 연구와 랫트 소변을 이용한 생체 내(in vivo) 연구를 수행하였다. 생물학적 시료는 액체 크로마토그래피-탠덤 질량분석으로 분석하였으며, 그 결과로 얻어진 대사 프로파일을 질적으로 그리고 반정량적으로 비교하였다. 카트(또는 캡힌온, cathinone)과 페seudo에페드린의 여러 대사체는 두 모델 모두에서 공통적으로 관찰되어, 카틴(cathine)만으로는 카트 사용의 특이적 마커로 기능할 수 없음을 확인하였다. 또한 캡힌온은 페seudo에페드린 투여 랫트 소변에서도 검출되었으나, 그 농도는 극히 낮았다. 반면, 변하지 않은 모화합물(parent compound)은 두 투여 조건 모두에서 소변 내 우세한 종으로 남아 있었다. 따라서 본 연구 결과는 해석이 모화합물-대사체 전체 패턴에 의존해야 함을 시사하며, 카트와 페seudo에페드린 사용을 구별하기 위한 잠정적 기준으로서 소변 내 페seudo에페드린-캡힌온 농도 비율의 사용을 뒷받침한다.

벤드로플루메티아지드(bendroflumethiazide), 부메타나이드(bumetanide), 클로르탈리돈(chlorthalidone)과 같은 이뇨제는 금지 약물의 존재를 은폐할 가능성, 체중 감량 유도, 공정성 저해, 말의 중대한 건강 위험을 초래할 수 있으므로 경마 산업에서 금지된 물질이다. 본 연구는 초고성능 액체크로마토그래피-사중극자-오비트랩 질량분석기(UHPLC-Q Exactive MS)를 이용하여 말의 혈장(equine plasma)에서 8종 이뇨제를 동시 검출하기 위한 방법의 개발을 제시한다. 이 방법은 스크리닝 검출 한계(SDL) 1 ng/mL, 총 분석 시간 4.6분 미만을 달성하였다. 시료 전처리는 비극성 탄소 수지를 포함한 NEXUS 카트리지를 사용한 고체상 추출(SPE)을 수행하였다. 크로마토그래피 분리는 Luna Omega HyperSil-High Strength (HSS) C18 컬럼에서 이루어졌으며, 용리 기울기는 증류수 중 5 mM 포름산암모늄(pH 3.0)과 아세토니트릴 중 0.1% 포름산을 0.4 mL/min의 유속으로 구성하였다. 이 방법은 기준선에서 분리된 피크와 반복성의 일관성(n = 10)으로 확인되어 특이성과 정확성을 보장하였다. 회수율은 토라세미드(torsemide) 9.3 ± 2.5%에서 트리암테렌(triamterene) 62.2 ± 8.3%까지였으며, SDL은 트리암테렌에 대해 0.1 ng/mL, 기타 분석물에 대해 1 ng/mL였다. 1 ng/mL의 농도에서 8개의 모든 시험 시료가 검출되었다. 본 방법은 경주 전 검사에 적용되었으며, 약물 남용을 탐지하고 경마에서의 공정한 경쟁을 보장하기 위한 예방적 조치로서의 실제적 적용 가능성을 보여주었다. 개발된 UHPLC-Q Exactive MS 방법은 말 스포츠에서의 도핑 통제를 위한 유용한 도구를 제공하며, 경주 및 수의 분야 모두에 대한 향후 약물검사 프로토콜에 구현될 수 있을 것으로 기대된다.

대사 프로파일링 결과, 비활성 또는 독성 대사산물의 생성은 최소화되면서도 구별되는 생분해 및 청소(청결) 기전이 확인되었다. 이러한 결과는 PTX가 치료 효과를 향상시키면서도 전신 부담을 감소시키는 약물전달 플랫폼으로서 안전하고 효과적일 가능성을 시사하며, 암 화학요법에서의 향후 임상적 전환을 뒷받침한다.