KR100248033B1 - 사이토킨 억제제 - Google Patents

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KR100248033B1
KR100248033B1 KR1019950702857A KR19950702857A KR100248033B1 KR 100248033 B1 KR100248033 B1 KR 100248033B1 KR 1019950702857 A KR1019950702857 A KR 1019950702857A KR 19950702857 A KR19950702857 A KR 19950702857A KR 100248033 B1 KR100248033 B1 KR 100248033B1
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phe
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마크 제이. 수토
비벌리 이. 거튼
리챠드 에이. 호웃튼
코스타스 씨. 로울리스
로널드 알. 터틀
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테렌스 이. 메모로우
트레가 바이오사이언스 인크.
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Abstract

본 발명의 사이토킨의 생물학적 활성을 제한하거나 또는 조절하는 신규의 사이토킨 억제제에 관한 것이다. 본 발명은 또한 사이토킨 억제 펩티드를 포함하는 제약 조성물 및 상기 제약 조성물을 개체에 투여하는 방법을 제공한다. 본 발명은 또한, 개체의 사이토킨 활성을 억제하기 위한 신규의 펩티드의 사용 방법을 제공한다.

Description

[발명의 명칭]
사이토킨 억제제
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 일반적으로는 펩티드 화학 및 분자 병리학 분야에 관한 것이고, 보다 구체적으로는 신규의 사이토킨(cytokine) 억제제에 관한 것이다.
[배경 정보]
사이토킨은 바이러스 또는 박테리아 감염에 반응하여 및 면역 반응 동안 T세포 자극에 반응하여 대식세포 및 단핵세포가 생산하는 단백질의 한 부류이다. 사이토킨은 정상적으로는 조직 중에 매우 낮은 농도로 존재하고, 특이적 세포 유형상의 고친화력 수용체와의 결합을 통해 그들의 효과를 매개한다.
각종의 사이토킨, 예를 들면 인터류킨(IL), 인터페론(IF) 및 종양 괴사 인자(TNF)는 면역 및 염증 반응 동안 생산되고 이들 반응의 각종 측면을 조절한다. 면역 또는 염증 반응의 유도 후에 각종 사이토킨의 농도는 각각 상이한 시간에서 증가한다. 예를 들면, 개체를 박테리아 내생독소에 노출시키면, TNF 및 인터류킨-6-(IL-6) 농도가 증가한 다음 수 시간 후에 IL-1 및 IL-8의 농도가 증가한다.
TNF, IL-1, IL-6 및 IL-8은 숙주 방어 반응, 세포 조절 및 세포 분화를 매개한다. 예를 들면, 이들 사이토킨은 개체에 열병을 유발시키고, T 및 B 세포의 활성화를 야기시키며 다른 사이토킨의 농도에 영향을 미칠 수 있으며, 이것은 폭포 효과(cascade effect)를 일으켜 이에 의해 다른 사이토킨은 제1 사이토킨의 생물학적 작용을 매개한다.
이들 4가지 사이토킨의 활성화는 예를 들면 류머티스성 관절염을 비롯한 각종의 염증성 질환에서 발생하는 조직 손상 및 통증을 일으키게 된다. 류머티스성 관절명에서는, TNF, IL-1,IL-6 및 IL-8의 농도가 크게 증가하여 활액 중에서 검출될 수 있다. 이들 사이토킨의 발현에 의해 유발되는 사이토킨 폭포는 리포프로테인 대사의 억제뿐만 아니라 뼈 및 연골 파괴를 일으킨다. 박테리아 감염에서는, IL-8과 같은 사이토킨은 호중구와 같은 백혈구들을 사이토킨 발현 영역으로 끌어 당기는 시그널로서 작용한다. 일반적으로, 호중구에 의한 효소 및 과산화물 음이온의 방출은 감염성 박테리아를 파괴하는데 필수적이다. 그러나, 사이토킨 발현이 호중구가 예를 들면 폐를 침입하도록 하는 경우, 호중구 효소 및 과산화물 음이온의 방출은 성인의 호흡 곤란 증후군을 야기시킬 수 있으며, 이것은 치사성일 수도 있다. 유사하게, 다른 조직 및 기관에서의 사이토킨 발현에 반응한 호중구 침입은 건강한 조직의 파괴를 이끌 수 있다.
사이토킨은 다수의 생물학적 활성을 가지며, 1종 이상의 세포 타입과 상호 반응한다. 또한, 몇몇 세포는 한 타입 이상의 사이토킨과 상호 반응한다. 그 결과, 한 특정한 사이토킨 또는 세포 타입을 타겟으로 함으로써 건강한 조직의 손상을 예방하는 것이 가능하지 않다. 예를 들면, 한 사이토킨에 기인한 생물학적 효과를 제거하도록 디자인된 개개의 사이토킨 수용체 또는 수용체 길항제는 내생독소에 기인한 사망률을 감소시키지 않았으며, 이것은 TNF, IL-1,IL-6 및 IL-8에 의해 매개된다.
사이토킨에 의한 조직 손상을 예방하기 위한 보다 양호한 방법은 어떤 한 사이토킨의 발현을 고스란히 제거하지 않고서 반응에 관련된 모든 또는 수 종의 사이토킨의 발현을 억제하는 것이다. 이러한 방식으로 완전한 면역억압을 예방할 수 있으며, 항상성이 유지될 수 있다. 코르티코스테로이드는 사이토킨 발현을 효과적으로 조절한다. 그러나, 코르티코스테로이드는 완전한 면역억압을 야기시킬 수 있고 다른 바람직하지 못한 부작용, 예를 들면 “수척” 증후군, 당뇨병 및 골다공증을 유발할 수 있다. 비스테로이드성 소염약, 예를 들면 케토롤락(Toradol, Syntex사)도 또한 염증 및 통증을 치료하는데 효과적이다. 그러나, 이들 약물은 프로스타글란딘 생성을 억제함으로써 작용하고, 이것은 잠재적으로 위 궤양, 출혈 및 신 부전증을 비롯한 심각한 합병증을 이끌 수 있다.
사이토킨의 발현에 의해 야기되는 병리학적 상태를 예방하려면, 사이토킨 농도를 조직 내에서 쉽게 조절할 수 있어야 유리하다. 그러나, 사이토킨의 생리학적 효과를 변형시키는 것은 이들의 다상유전 효과 때문에 진행되지 못했다. 따라서, 바람직하지 못한 부작용을 야기시키지 않고서 개체 내의 사이토킨의 활성을 억제할 수 있는 약제에 대한 요구가 있다. 본 발명은 이러한 요구를 만족하는 것으로서 관련된 잇점들도 또한 제공한다.
[발명의 요약]
본 발명은 효능있는 사이토킨 억제제인 신규한 펩티드에 관한 것이다. 일반식 X1-X2-His(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3및 X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3(여기서, X1,X2,X3및 X4는 아미노산 또는 아미노산 유사체일 수 있음)을 갖는 신규한 사이토킨 억제 펩티드를 개시한다. 본 발명은 또한 (D)Trp 유사체를 함유하는 일반식 Ac-His(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NHAc)-Gly-NH2를 갖는 사이토킨 억제 펩티드에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 제약적으로 허용되는 담체 및 사이토킨 억제제를 포함하는 제약 조성물 및 상기 제약 조성물을 개체에 투여하는 방법에 관한 것이다. 상기 사이토킨 억제제를 개체에 투여하는 것은 사이토킨 활성을 억제하지만 그러나 완전하게 억압하지는 않는다. 따라서, 본 발명은 개체에 완전한 면역억압을 야기시키지 않고서, 개체 중의 사이토킨 활성에 의해 야기되는 건강한 조직에 대한 손상을 예방하거나 또는 최소화시키는 방법을 제공한다.
[발명의 상세한 설명]
본 발명은 일반적으로 하기 식을 갖는 신규한 사이토킨 억제제에 관한 것이다:
X1-X2-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
상기에서,
X1은, H 또는 COCH3이고,
X2는이고,
X3은,NH2 또는 OH이고,
Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph, COPh, COO-t-부틸, COOCH2PH, CH2CO-(폴리에틸렌 글리콜) 또는 A이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 알킬기이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, NH2, SH, NHCH3, NHCH2Ph 또는 A이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
예를 들면, 본 발명은 사이토킨 활성을 억제할 수 있는 펩티드, 예를 들면
Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2,
Ac-Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, 및
Ac-(시클로헥실)Gly-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2를 제공한다.
본 발명은 또한 하기 식을 갖는 신규한 사이토킨 억제제에 관한 것이다:
X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
상기에서,
X4는, H 또는 COCH3이고,
X3은,NH2또는 OH이고,
Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph, COPh, COOCH2Ph, COO-t-부틸, CH2CO-(폴리에틸렌 글리콜) 또는 A이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, NH2, SH, NHCH3, NHCH2Ph 또는 A이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
예를 들면, 본 발명은 사이토킨 활성을 억제할 수 있는
His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, His-(D)Phe-Arg(D)Trp-OH, 및 시클로(His-(D)Phe-Arg-(D)Trp)를 제공한다.
본 명세서에서 사용된 용어 “억제하다”는 그의 통상적으로 이해되는 의미, 즉 제한하다, 한정하다, 조절 하에 유지시키다, 또는 완화시킨다는 의미를 갖는다. 따라서 “사이토킨 억제제”는 사이토킨의 생물학적 활성을 제한하거나 또는 조절하는 작용을 갖는 약제인 것이다. 사이토킨 억제제는 예를 들면 본 명세서에서 개시한 바와 같은 아미노산 또는 아미노산 유사체를 포함하는 펩티드일 수 있다. 상기한 예외에, 사이토킨 억제제 펩티드의 다른 대표적인 예로는 다음의 것들을 들 수있다:
(여기서, (D)Trp의 유사체인 (D)Trp(CH2NHAc) 중의 H2는 α-카르보닐 산소를 대신한다.)
상기한 사이토킨 억제제 펩티드는 부분적으로는, 아미노산 서열, His-(D)Phe-Arg-(D)Trp 또는 (D)Trp의 유사체(여기서, 아미노산은 그의 통상적으로 알려진 3글자 코드로 나타냈으며, (D)는 천연적으로 생성되는 (L)-아미노산에 반대되는 것으로서, “D” 배위를 갖는 아미노산을 의미한다)를 갖는 코어 구조에 의해 부분적으로 특성화된다. 특정의 배위를 표시하지 않은 경우, 당업계의 숙련인은 그 아미노산은 (L)-아미노산이라는 것을 알 수 있을 것이다. 상기한 펩티드에서, “Nle”는 노르류신에 대한 3글자 코드이고, “Ph”는 “페닐”기(C6H5)를 나타낸다.
상기한 펩티드와 같은 사이토킨 억제제는 Merrifield의 문헌[J. Am. Chem. Soc., 85:2149(1964), 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨]의 고상 펩티드 합성 방법의 변형법을 사용하여 합성하거나 또는 당업계에 공지된 표준 용액 방법[예를 들면, Bodanszky, M.의 문헌, Principles of Peptide Synthesis, 2차 개정판, (Springer-Verlag, 1988 및 1993) 참조, 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨]을 사용하여 합성할 수 있다. Merrifield의 방법에 의해 제조된 펩티드는 자동화 펩티드 합성기, 예를 들면 Applied Biosystems 431A-01 Peptide Synthesizer(미합중국 캘리포니아주 마운틴 뷰 소재)를 사용하거나 또는 Houghten의 문헌[Proc. Natl. Acad. Sci., USA. 82:5131 (1985), 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨]에 기재된 손으로 하는 펩티드 합성 기술을 사용하여 합성할 수 있다.
펩티드는 아미노산 또는 아미노산 유사체를 사용하여 합성하고, 그의 활성기는 필요에 따라, 예를 들면 t-부틸디카르보네이트(t-BOC)기 또는 플루오레닐메톡시 카르보닐(FMOC)기를 사용하여 보호하였다. 아미노산 및 아미노산 유사체는 상업적으로 구입하거나(Sigma Chemical Co.; Advanced Chemtec) 또는 당업계에 공지된 방법을 사용하여 합성할 수 있다. 고상 방법을 사용하여 합성한 펩티드는 4-메틸벤즈히드릴아민(MBHA), 4-(옥시메틸)-페닐아세트아미도 메틸 및 4-(히드록시메틸)페녹시메틸-코폴리(스티렌-1% 디비닐벤젠)(Wang 수지)를 비롯한 수지(이들은 모두 시판되는 것임)에 또는 De Grado 및 Kaiser의 문헌(J. Org. Chem. 47:3258 (1982), 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨)에 기재된 바와 같이 합성할 수 있는 p-니트로벤조페논 옥심 중합체(옥심 수지)에 부착될 수 있다.
당업계의 숙련인은 펩티드 내에 포함되는 아미노산 또는 아미노산 유사체의 선택은 부분적으로는 사이토킨 억제 펩티드의 필요한 특정의 물리적, 화학적 또는 생물학적 특성들에 의존한다는 것을 알 수 있을 것이다. 상기 특성들은 부분적으로는 사이토킨 억제제가 투여되는 경로, 또는 사이토킨 억제제가 도달해야 하는 개체내의 위치에 의해 결정된다.
펩티드 중의 반응기의 선택적 변형은 또한 사이토킨 억제제에 바람직한 특성을 부여할 수 있다. 펩티드는 수지에 여전히 부착된 상태로 조작되어 N-말단 변형된 화합물, 예를 들면 아세틸화 펩티드를 생성할 수 있거나 또는 불화 수소 또는 등가의 절단제를 사용하여 수지로부터 제거한 다음 변형시킬 수 있다. C-말단 카르복시기를(Wang 수지) 함유하는 합성된 화합물은 수지로부터 절단한 후, 또는 몇몇 경우에서는 용액상 합성 전에 변형시킬 수 있다. 펩티드의 N-말단 또는 C-말단을 변형시키기 위한 방법은 당업계에 공지되어 있으며, 이들의 예로서는 N-말단의 아세틸화 방법 또는 C-말단의 아미드화 방법을 들 수 있다. 유사하게, 아미노산 또는 아미노산 유사체의 측쇄를 변형시키는 방법은 펩티드 합성 분야의 숙련인에게 공지되어 있다. 펩티드 상에 존재하는 반응기에 대한 변형의 선택은 숙련된 기술자가 필요로 하는 펩티드 내의 특성들에 의해 결정될 수 있다.
시클린 펩티드도 또한 효과적인 사이토킨 억제제이다. 시클릭 펩티드는 예를 들면 펩티드의 N-말단의 아미노기와 C-말단의 카르복실기 사이에 공유 결합의 형성을 유도함으로써 얻을 수 있다. 예를 들면, His와 (D)Trp 사이에 공유 결합의 형성을 유발하여 제조한 펩티드인 시클로(His-(D)Phe-Arg-(D)Trp)는 사이토킨 억제제 활성을 가질 수 있다. 별법으로는, 시클릭 펩티드는 말단 반응성 기와 반응성 아미노산 측쇄 사이 또는 2개의 반응성 아미노산 측쇄 사이의 공유 결합을 형성함으로써 얻을 수 있다. 당업계의 숙력인은 특정의 시클릭 펩티드의 선택은 펩티드상에 존재하는 반응기뿐만 아니라 펩티드의 필요한 특성에 의해 결정된다는 것을 알 수 있을 것이다. 예를 들면, 시클릭 펩티드는 증가된 생체내 안정성을 갖는 사이토킨 억제제를 제공할 수 있다.
새롭게 합성된 펩티드는 이하에서 상세하게 기재되는(실시예 Ⅰ 참조) 역상 고성능 액체 크로마토그래피(RP-HPLC)와 같은 방법 또는 펩티드의 크기 또는 전하에 기초한 기타 분리 방법을 사용하여 정제할 수 있다. 게다가, 정제된 펩티드는 이들 방법 및 이하에서 상세하게 기재되는(실시예 Ⅰ 참조) 아미노산 분석법 및 질량 분석계와 같은 기타 방법을 사용하여 특성화될 수 있다.
본 발명은 또한 사이토킨 억제제 및 제약학상 허용되는 담체를 포함하는 제약 조성물에 관한 것이다. 제약학상 허용되는 담체는 당업계에 공지되어 있으며, 이들에는 수용액, 예를 들면 생리적으로 완충된 염수 또는 기타 용매 또는 부형제, 예를 들면 글리콜, 글리세롤, 오일, 예를 들면 올리브유 또는 주사가능한 유기 에스테르가 있다.
제약학상 허용되는 담체는 예를 들면 사이토킨 억제제를 안정화시키거나 또는 상기 약제의 흡수를 증가시키는 작용을 하는 생리적으로 허용되는 화합물을 함유할 수 있다. 상기 생리학상 허용되는 화합물에는 예를 들면, 탄수화물, 예를 들면 글루코오스, 수크로오스 또는 덱스트란, 항산화제, 예를 들면 아스코르브산 또는 글루타티온, 킬레이트제, 저분자량 단백질 또는 기타 안정화제 또는 부형제가 있다. 당업계의 숙련인은 생리적으로 허용되는 화합물을 비롯한 제약학상 하용되는 담체의 선택은 예를 들면 사이토킨 억제제의 투여 경로 및 특정의 사이토킨 억제제의 특정의 물리화학적 특성에 의존한다는 것을 알 것이다.
본 발명은 또한 개체 중의 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성을 억제하기 위하여 개체에 사이토킨 억제제를 포함하는 제약 조성물을 투여하는 방법에 관한 것이다. 예를 들면, 상기 조성물은 염증, 통증, 악액질 및 병적 면역원성 질환, 예를 들면 관절염, 염증성 장 질환 및 전신 홍반성 낭창(이들 각각은 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성을 특징으로 함)에 대한 치료로서 개체에 투여될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 용어 “병리학적으로 상승된”이란 사이토킨 활성이 개체의 정상적 집단에서 예측되는 활성의 범위 이상으로 상승되는 것을 의미한다. 예를 들면, 특정의 조직 내에 존재하는 IL-1 활성의 정상적 범위는 집단 중의 다수의 개체를 샘플링함으로써 결정될 수 있다. 사이토킨-유도 병리학적 효과를 특징으로 하는 병을 갖는 개체는 개체 내의 사이토킨 활성이 정상적 범위 이상으로 병리학적으로 상승되었는지를 결정함으로써 쉽게 판별할 수 있다.
당업계의 숙련인은 사이토킨 억제제를 포함하는 제약 조성물을 예를 들면 경구, 질내 또는 직장내 또는 비경구, 예를 들면 정맥내, 근육내, 피하, 안와내, 낭내, 복강내, 지망막하조내를 비롯한 각종의 경로에 의해 또는 예를 들면 스킨 팻치 또는 경피성 이온삼투요법을 각기 사용하는 피부를 통한 수동적 흡수 또는 인위적으로 촉진시킨 흡수에 의해 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성을 갖는 개체에 투여할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, 조성물을 주사, 삽관법, 경구 또는 국소로 투여할 수 있으며, 국소 투여의 경우는 연고 또는 산제의 직접 도포에 의한 수동적 방식 또는 예를 들면 비강 스프레이 또는 흡입제를 사용하는 능동적 방식일 수 있다. 사이토킨 억제제는 또한 국소 스프레이로서 투여될 수 있으며, 이 경우 조성물중의 한 성분은 적절한 분사제이다. 제약 조성물은 또한 경우에 따라 리포좀, 미소립자 (microsphere) 또는 다른 중합체 매트릭스 내로 포함될 수 있다[Gregoriadis의 문헌, Liposome Technology, Vol. 1 (CRC Press, 미합중국 플로리다주 보카 레이톤 소재, 1984), 본 명세서에서 참고문헌으로 인용됨]. 예를 들면 인지질 또는 기타 지질로 이루어진 리포좀은 비교적 제조 및 투여가 간단한 비독성의 생리학상 허용되고 대사가능한 담체이다.
상기한 바와 같이, 사이토킨 발현은 개체 내의 건강한 조직에 손상을 일으킬 수 있으며, 극도의 경우, 심각한 장애 및 사망을 이끌 수 있다. 사이토킨은 국소적 감염 부위에서 발현될 수 있으며, 또는 예를 들면 박테리아 내생독소 유도 패혈증에 반응하여 또는 면역 반응으로 전신적으로 발현될 수 있다. 사이토킨 발현은 개체내에 발열(열병) 및 통각과민(통증에 극히 예민함) 뿐만 아니라 대식세포 및 단핵세포 활성화(이것은 개체 내에 염증 반응을 생성시키거나 또는 염증 반응에 추가로 기여함)를 유발할 수 있다.
사이토킨 발현은 국소적이거나 또는 전신적일 수 있기 때문에, 당업계의 숙련인은 개체 내의 사이토킨의 공급원 및 분포에 기초하여 사이토킨 억제제의 특정 투여 경로 및 방법을 선택할 수 있을 것이다. 예를 들면, 전신 질환, 예를 들면 박테리아 내생독소 유도 패혈증을 앓는 개체에서는 사이토킨 억제제를 함유하는 제약 조성물을 정맥내, 경구 또는 사이토킨 억제제를 전신으로 분포시키는 다른 방법으로 투여할 수 있다. 그러나, 국소적 사이토킨 발현에 의해 야기되는 병, 예를 들면 급성 호흡 곤란 증후군을 앓는 개체에서는 사이토킨 억제제는 적절한 제약학상 허용되는 담체 중에 현탁 또는 용해시켜 비강 스프레이를 사용하여 폐로 직접 투여할 수 있다.
사이토킨의 생물학적 활성을 억제시키기 위하여, 사이토킨 억제제는 효과적인 투여량, 즉 약 0.01 내지 100 mg/체중 kg으로 투여해야 한다. 효과적인 총 용량은 단일 용량으로, 거환으로 또는 비교적 단기간에 걸친 주입에 의해 개체에 투여할 수 있으며, 또는 보다 장기간에 걸쳐 다중 용량이 투여되는 분할투여 치료 프로토콜을 사용하여 투여할 수 있다. 당업계의 숙련인은 개체 내에서 효과적인 투여량을 얻는데 필요한 사이토킨 억제제의 농도는 개체의 연령 및 일반적 건강 상태 뿐만 아니라 투여 경로 및 투여되는 치료 횟수를 비롯한 많은 인자들에 의존한다는 것을 알 것이다. 이들 인자들을 고려하여, 숙련된 기술자는 사이토킨 활성을 억제하는데 효과적인 투여량을 얻기 위하여 구체적인 투여량을 조절할 수 있다.
사이토킨 억제제의 예 및 사이토킨에 의해 매개되는 유해한 생물학적 효과를 예방하거나 또는 최소화하는데 있어서의 사이토킨 억제제의 효능을 하기하며 표 1 및 표 2에 요약하였다. 하기하는 바와 같이, 실시예 Ⅱ에 기재한 펩티드와 같은 사이토킨 억제제는 생쥐에서 사이토킨 발현을 효과적으로 억제하고(실시예 Ⅲ 및 Ⅳ), 당업계에서 인체 내에서의 효능에 대한 잠재성 예측기로서 인식되는 생쥐, 쥐 및 토끼 모델 시스템을 사용하여 생쥐, 쥐 및 토끼에서의 사이토킨-매개 통증, 부종, 열병 및 치사율의 완화를 제공한다. 따라서, 본 명세서에서 기재한 화합물은 염증, 통증, 악액질 및 병적 면역원성 질환, 예를 들면 관절염, 염증성 장 질환 및 전신 홍반성 낭창과 같은 병(이들은 변화된 사이토킨 활성이 특징임)의 치료를 위한 의약으로서 사용될 수 있다.
하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명을 제한하는 것이 아니다.
[실시예 I]
[사이토킨 억제제 펩티드의 합성]
본 실시예는 사이토긴 억제제 펩티드의 고상 합성 방법을 설명한다.
[A. Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2]
아미노산 서열 Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly(“EX-1”)을 갖는 사이토킨 억제제 펩티드를 Merrifield(1964)의 고상 펩티드 합성 방법의 변형법을 사용하여 합성하였다. 필수적으로, t-BOC 글리신 유도체(Advanced Chemtech; 미합중국 켄터키주 루이스빌 소재)를 함유하는 MBHA 수지를 고상 펩티드 합성에 적합한 반응 용기에 첨가하였다(Houghten, 1985 참조). 수지를 메틸렌 클로라이드로 3회 세척하고, t-BOC 보호기를 메틸렌 클로라이드 중의 1-2% 아니솔을 함유하는 트리플루오로아세트산(TFA)를 사용하여 제거하였다. 이어서 수지를 메틸렌 클로라이드로 세척하고 디이소프로필 에틸아민으로 처리하였다.
디메틸포름아미드 중의 N-포르밀-BOC-보호된 D-트립토판 3.2 당량 및 디시클로헥실카르보디이미드 3.0 당량을 첨가하여 펩티드를 연장시켰다. 닌히드린을 사용하여 반응을 모니터하고, 25분 동안 진행시킨 후 메틸렌 클로라이드를 사용하여 수지를 세척하였다. 완전한 헵타펩티드가 합성될 때까지 디-톨룰일-BOC 아르기닌에 이어 소정의 보호된 아미노산 각각을 사용하여 방법을 반복하였다.
헵타펩티드의 합성 후, 트립토판 잔기 상의 N-포르밀 보호기를 DMF 중의 20% 피페리딘을 사용하여 제거하고, 수지를 메틸렌 클로라이드로 세척하였다. 펩티드를 10% 아니솔을 함유하는 무수 불화수소(HF)를 사용하여 수지로부터 절단하고, 반응 혼합물을 농축시키고, 잔류물을 아세트산 수용액으로 분해하였다. 분해된 시료를 함유하는 아세트산 분획물을 제거하고, 잔류물을 물로 세척하였다. 세척액을 아세트산 분획물에 첨가하고, 합한 시료를 농축시켰다. 생성된 조 펩티드를 30분에 걸쳐 1 내지 60% 용액 B의 구배(용액 A는 0.1% TFA/물이고, 용액 B는 0.1% TFA/아세토니트릴이다)를 사용하여 RP-HPLC(Vydac, C-18 컬럼)으로 정제하였다.
펩티드는 RP-HPLC(Vydac C-18 컬럼, 이소크라틱 24% 용액 B; 용액 A 및 용액 B, 상기한 바와 같음; 215 nm에서 흡수 측정)에 의해 97% 순도인 것으로 측정되었다. 정제된 헵타펩티드의 질량은 플라이트 검출기의 BioIon 20 Mass Analyzer time을 사용하여 혈장 흡수 질량 분석계에 의해 측정하였다. EX-1 펩티드의 질량은 942.7로 측정되었으며, 이것은 예측한 분자량(MS(M+1) = 942.2)과 본질적으로 동일한 것이다.
[B. His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NAc)-Gly-NH2]
아미노산 서열 His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NAc)-Gly-NH2를 갖는 본 발명의 사이토킨 억제 펩티드를 다음과 같이 변형시키는 것을 제외하고는 상기한 바와 같이 합성하고 정제하였다. Boc-(D)Trp를 메틸 클로로포르메이트 및 N,O-디메틸 히드록실아민 히드로클로라이드를 사용하여 대응하는 N,O-디메틸히드록사메이트로 전환시켰다. 트립토판 아미드를 수소화 알루미늄 리튬을 사용하여 환원시켜 Boc-(D)Trp 알데히드를 얻었다.
DMF 중의 수소화시아노붕소 나트륨 및 Boc-(D)Trp 알데히드의 용액을 1% 아세트산을 함유하는 DMF 중의 링크 아미드 수지에 부착된 글리신에 첨가하였다. 환원성 아민화가 완료된 후, 수지를 1:1 트리플루오로아세트산 및 메틸렌 클로라이드와 함께 진탕시켜 Boc기를 제거하였다. 잔류 아미노산의 순차적인 커플링을 펩티드 합성기(Applied Biosystmes) 상에서 수행하여 펩티드 His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NAc)-Gly-NH2를 생성시켰다. 펩티드를 수지로부터 절단하고 상기한 바와 같이 정제하였다.
[실시예 Ⅱ]
[아세틸화 펩티드 사이토킨 억제제의 제조]
본 실시예는 N-아세틸화 펩티드 사이토킨 억제제의 제조 방법을 설명한다.
새롭게 합성된 펩티드를 수지로부터 절단하기 전에, 시료를 2시간 동안 아세트산 무수물, 디이소프로필에틸아민 및 메틸렌 클로라이드로 처리하여 펩티드의 아미노 말단을 아세틸화시키는 것을 제외하고는 실시예 I.A에 기재한 바와 같이 헵타펩티드 Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly를 합성하였다. 아세틸화 후, 상기한 바와 같이 헵타펩티드를 수지로부터 절단하여 RP-HPLC로 정제하고 질량 분석계로 특성화하였다. 본 명세서에서 EX-2로 명명한 실시예 Ⅱ의 아세틸화 헵타펩티드는 98% 순도인 것으로 측정되었고, 질량은 985.2 달톤으로 측정되었고, 이것은 예측한 분자량과 동일하였다.
실시예 Ⅰ 및 Ⅱ에 기재한 바와 유사한 방법을 사용하여 Ac-(시클로헥실) Gly-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2(“EX-3”); Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2(“EX-4”); 및 Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-NH2(“EX-5”)을 비롯한 본 발명의 다른 사이토킨 억제제 펩티드를 합성하였다. 수지로부터 펩티드를 절단하기 전에 펩티드를 과량의 아세트산 무수물을 사용하여 아세틸화시키는 것을 제외하고는 실시예 I.B에 기재한 방법을 사용하여 Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NAc)-Gly-NH2를 제조하였다.
[실시예 Ⅲ]
[생쥐에서의 리포폴리사카라이드-유도된 종양 괴사 인자 농도의 감소]
본 실시예는 리포폴리사카라이드(LPS; 내생독소) 처리된 생쥐에서의 종양 괴사 인자(TNF) 농도를 감소시키는 2종의 사이토킨 억제제의 효능을 설명한다.
약 20g 중량의 Balb/c 암컷 생쥐를 대조군 및 처리군의 2개의 군으로 나눴다. 0.9% 염수 중의 LPS 5 mg/kg을 대조용 생쥐내에 복강내(ip) 주사로 투여하였다. 처리군의 생쥐를 먼저 염수 중의 EX-2 30㎍ 또는 EX-3 150㎍으로 ip 주사한 다음 EX-2 또는 EX-3을 투여한 지 1분 후에 생쥐에게 대조군과 동일하게 LPS를 투여하였다.
LPS를 투여한 후 최대 4시간 까지의 다양한 횟수로 처리한 생쥐 및 대조용 생쥐의 안와동으로부터 혈액 시료를 수거하였다. 3000 x g에서 5분 동안 원심분리시켜 혈장을 분리한 다음 1% 소 혈청 알부민을 함유하는 4배 부피의 1 x 포스페이트 완충 염수 (pH 7.4)로 희석시켰다. 혈청 시료 100㎕를 TNF-α(Genzyme; 미합중국 매사츠세츠주 캠브리지 소재)에 대한 ELISA로 분석평가하였다.
각 군으로부터의 6마리의 생쥐에서의 평균(+/- SEM) TNF-α 농도를 측정하여 TNF 농도의 감소 %를 계산하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 생쥐를 EX-2로 처리하였을 때 비처리 대조용 생쥐에 비해 TNF-α 농도를 50% 감소시켰다. 유사하게, EX-3으로 생쥐를 처리했을 때에는 비처리 대조용 생쥐에 비해 TNF-α의 농도를 56% 감소시켰다. (표 2). 이들 결과는 본 발명의 펩티드가 LPS-유도된 사이토킨 활성을 억제할 수 있다는 것을 나타낸다.
[실시예 Ⅳ]
[생쥐에서의 리포폴리사카라이드-유도된 인터류킨-6 농도의 감소]
본 실시예는 LPS 처리된 생쥐에서의 인터류킨-6(IL-6) 농도를 감소시키는 사이토킨 억제제의 효능을 설명한다.
Balb/c 생쥐를 상기 실시예 Ⅲ에 기재한 바와 같이, 군으로 나눠 처리하였다. 혈액시료를 6시간 까지의 각종 시간에서 안와동으로부터 얻고, 상기한 바와 같이 혈청을 수거하여 희석시켰다. 분취액 100㎕를 Starnes 등의 문헌 [J. Immunol, 145: 4185-4194 (1990), 본 명세서에서 참고문헌으로 인용함]의 방법의 변형법으로 IL-6- 특이적 ELISA를 사용하여 IL-6에 대해 분석 평가하였다.
각 군으로부터의 6마리 생쥐의 평균 (+/- SEM) IL-6 농도를 측정하여 IL-6 감소 %를 계산하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이 생쥐를 EX-2로 처리하면 비처리 대조용 생쥐에 비해 IL-6의 농도가 60%가 감소되었다.
[표 1]
[표 2]
[실시예 Ⅴ]
[카라기난-유도된 발바닥 부종]
본 실시예는 염증 및 통증을 완화시키는 2종의 사이토킨 억제제의 효능을 설명한다.
키라기난-유도된 발바닥 부종을 문헌[Hiltz 및 Lipton, Peptides 11:979-982 (1990); Vinegar 등., Fed. Proc. 46:118-126(1987); 및 Vinegar 등., J. Pharmacol. Expt. Therap. 166:96-103 (1969), 본 명세서에서 참고문헌으로 인용됨]의 방법의 변형법을 사용하여 유도하였다. 요약하면, 다 큰 (adult) 암컷 Balb/c 생쥐를 케타민 7 mg/kg 및 롬푼 0.6 mg/kg을 ip 주사하여 마취시켰다. 발 육지 두께를 스프링 장착된 마이크로미터(Swiss Precision Instruments)를 사용하여 측정하였다. 발 육지 두께를 1/100 in 단위로 나타냈다. 기준 측정치를 얻은 후, 생쥐에게 생리 식염수 0.2ml (대조군) 또는 염수 0.2 ml 중의 각종 투여량의 EX-2 또는 EX-3(처리군)을 뒷발 육지에 주사하였다. 제1 주사 직후에 0.15 % k-카라기난(Sigma Chemical Co.) 0.02 ml를 주사하였다.
뒷발 육지 두께를 6시간 동안 매시간 마다 측정하여 두께 변화를 측정하고, EX-2를 이용한 처리에 기인한 부종의 감소 %를 계산하였다. 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, EX-2 1㎍ 또는 Ex-3 1㎍의 ip 주사는 2시간 지점에서 측정하였을 때 카라기난-유도된 부종을 각각 45% 또는 49% 만큼 감소시켰다.
[실시예 Ⅵ]
[리포폴리사카라이드-유도된 치사율]
본 실시예는 LPS 투여에 의해 유도된 패혈증에 의한 치사율을 감소시키는데 있어서의 사이토킨 억제제 EX-2 및 EX-3의 효능을 설명한다.
River 등의 문헌[Endocrinology 125: 2800-2805(1989), 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨]에 보고된 정보에 기초하여 이들 실험을 수행하였다. 다 큰 암컷 Balb/c 생쥐에게 임의로 음식물 및 물을 제공하였다. 생쥐에게 염수 0.2 ml 중의 EX-2 또는 EX-3 30 내지 300㎍ (처리군) 또는 0.2 ml 염수만(대조군)을 40시간 동안 매 4 시간 ip 주사하였다(각 군 당 생쥐 10 마리). 제1 주사 직후, 염수 0.2ml 중의 LPS 내생독소 0.6 mg을 각 생쥐에게 투여하였다. LPS 주사 후, EX-2 또는 염수를 각각 처리 생쥐 또는 대조용 생쥐에게 36시간 동안 매 4시간 마다 투여하였다.
표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, EX-2 또는 EX-3 3.3mg(각 300㎍을 11회 주사)의 투여는 대조용 생쥐에 비해 생존율을 각가 83% 또는 86% 증가시켰다. 이들 결과는 본 발명의 사이토킨 억제 펩티드의 복강내 투여는 LPS-유도된 패혈증에 기인한 치사율을 감소시킬 수 있다는 것을 증명한다.
[실시예 Ⅶ]
[인터류킨-1β-유도된 통각과민의 감소]
본 실시예는 통증 예방을 제공하는데 있어서의 사이토킨 억제제, EX-2의 효능을 설명한다.
문헌[Poole 등, Br. J. Pharmacol. 106:489-492 (1992); Follenfant 등., Br. J. Pharmacol. 98:41-43 (1989); 및 Randall 및 Sellito, Arch Internatl. Pharmacodyn. 111:409-419 (1957), 본 명세서의 참고문헌으로 인용됨]에 기재된 방법의 변형법을 사용하여 이들 실험을 수행하였다. 다 큰 수컷 Sprague-Dawley 쥐(175-275 g)를 가변 압력기 (IITC Life Sciences; 미합중국 캘리포니아주 우드랜드 힐즈 소재)를 사용하여 발바닥 가압법에 의해 통각과민에 대해 시험하였다. 쥐를 우리 환경에 순응시키고, 훈련 기간의 시작 전에 3일 동안 길들였다. 통각과민 실험을 시작하기 1일전에, 각 쥐에게 타격을 가하고 15분 간격으로 2회의 가변 발바닥 가압 시험을 행하였다. 이튿날 쥐를 예비 시험하여 각 동물이 몸 전체의 몸부림 및(또는) 소리를 내는 것과 같은 도피 반사 작용을 나타내는 압력(mm Hg)을 측정하였다. 쥐들 가운데 약 5-10%는 비반응자들이었으며, 이들은 추가의 실험에서 제외시켰다.
발바닥 가압에 반응한 동물들을 1 ml/kg 부피 중의 EX-2의 각종 농도(처리군) 또는 염수 단독(대조군)을 ip 주사하여 예비처리하였다. 20분 후, IL-1β(1U/100 ㎕) 100 ㎕을 발바닥내 주사를 통해 쥐에게 투여하였다. IL-1 투여 2시간 후에 쥐에게 2회의 추가의 발바닥 가압 시험을 행하여, 대조용 쥐에 비해 EX-2 처리한 쥐에게 증가된 압력(mmHg)을 가할 수 있음을 관찰하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, EX-2 1㎍을 이용한 처리는 대조용 쥐에 비해 쥐가 참을 수 있는 압력의 양을 125% 만큼 증가시켰다.
[실시예 Ⅷ]
[성인 호흡 곤란 증후군]
본 실시예는 LPS-처리된 쥐에서의 호흡 곤란 증후군을 감소시키는 있어서의 사이토킨 억제제 EX-2의 효능을 설명한다.
문헌[Ulich 등, Am. J. Pathol. 141:61-18 (1992) 및 Wheelden 등, Lab. Animals 26:29-37 (1992), 본 명세서에서 참고문헌으로 인용됨]에 기재된 방법의 변형법을 사용하여 이들 실험을 수행하였다. 수컷 Harlan Sprague-Dawley 쥐를 케타민 70 mg/kg 및 롬푼 6 mg/kg의 혼합물을 ip 주사하여 마취시켰다. 마취시킨 각 쥐의 목에 2-3 cm 절개를 하여 주위의 연질 조직을 무디게 해부하여 그의 기관을 노출시켰다. 쥐를 거의 수직인 슬라브 상에 매달고, 후두에 대해 1 cm 후방의 지점에서 노출된 기관 내에 1 cc 주사기에 부착된 25 G x 1/2 in. 침을 삽입함으로써 기관내 주사를 행하였다.
각 쥐는 느린 기관내 투여를 통해 염수 0.5 mg/kg 또는 LPS 내생독소 10 mg/ml (5 mg/kg)의 0.5 ml/kg을 투여받았다. LPS 내생독소 투여 직후, 쥐에게 염수 1 ml/kg (대조군) 또는 다양한 농도의 EX-2를 함유하는 염수(처리군)를 ip 주사하였다. LPS 및 염수가 폐 내로 용이하게 퍼지도록 하기 위하여 1-2분 동안 높은 위치에 유지시켰다. 절개부를 닫고 쥐를 회복시켰다. 기관내 주사한 지 2 및 4시간 후에, 염수 또는 EX-2를 각각 대조용 및 처리 쥐에게 재차 ip 투여하였다.
기관내 투여 후 6시간 째에, 쥐를 다시 마취시키고 심장 천자를 통해 사혈시켰다. 혈청을 수거하여 저장하였다. 목 및 가슴을 열어 기관 및 폐를 노출시키고, 폐를 27G x 3/4 in. 침을 사용하여 6 x 5 ml 염수로 세정하고 세정액을 한데 모았다.
기관지 폐포성 세정액 중의 총 다형핵 백혈구(PMN; 호중구)를 EX-2-처리 쥐에서 계수하여 대조용 쥐의 수와 비교하였다. 표 1에 나타낸 바와 같이, EX-2 100㎍/kg으로 처리하였을 때 LPS-처리된 폐에서의 PMN 침윤의 증가를 58% 억제하였다.
[실시예 Ⅸ]
[인터류킨-1β-또는 리포폴리사카라이드-유도된 온도 상승의 억제]
본 실시예는 2개의 상이한 약제에 반응하는 쥐의 체온 상승을 억제하는데 있어서의 사이토킨 억제제, EX-2, EX-3 및 EX-4의 효능을 설명한다.
수컷 Wistar 쥐 (생후 45-75일)를 쥐의 정상적 체온에 대해 열중성(thermoneutral)인 26℃로 유지시킨 온도 조절된 방에 위치시키고, 방에서는 시험전 24시간 동안 음식물 및 물을 자유로이 먹을 수 있도록 하였다. 연구일 아침에, 쥐에게 식별하기 위해 표시하고 체중을 달았다. 스트렌스를 최소화시키도록 디자인한 감금 우리내에 동물을 넣고 동물의 직장 내에 3-5 cm 온도 프로브(YSI 프로브 #402)를 삽입시켜 각 쥐의 체온을 측정하였다. 판독치가 안정화된 지 15초 후에 온도를 기록하였다. 1시간 뒤에 측정을 반복하여 각 쥐에 대한 기준 온도를 설정하였다.
기준 온도를 설정한 후, 쥐에게 염수, IL-1β 또는 LPS 내생독소를 ip 주사하였다. 이어서 쥐에게 염수(대조군) 또는 각종 농도의 EX-2 또는 EX-3(처리군)을 ip 주사하였다. 쥐의 온도를 6시간 동안 매시간 측정하여 IL-1β 또는 LPS에 기인한 온도의 상승이 EX-2 또는 EX-3에 의해 억제된 것을 측정하였다.
표 1에 나타낸 바와 같이, EX-2 500 ㎍/kg으로 처리하였을 때 IL-1-유도된 열병을 52% 억제하였다. 또한, EX-2 50 또는 150 ㎍/kg으로 처리했을 경우, LPS 주사 후 6시간째에 측정하였을 때 LPS-유도된 열병을 각각 45% 또는 52% 억제하였다. 게다가 EX-3 150 ㎍/kg으로 처리하였을 때에는 LPS-유도된 열병을 57% 억제하였다 (표 2). 이들 결과는 본 발명의 각종 사이토킨 억제 펩티드가 열병을 효과적으로 감소시킬 수 있음을 증명한다.
[실시예 Ⅹ]
[생쥐에서의 아라키돈산-유도된 귀 부종의 감소]
본 실시예는 EX-2 및 EX-3이 생쥐에서의 아라키돈산 유도된 귀 부종을 감소시킬 수 있음을 논증한다.
18-23 g의 암컷 Balb/c 생쥐를 사용하여 실험을 하였다. 아라키돈산(AA)의 국소 투여 30분 전에 염수 또는 EX-2 또는 EX-3 100㎍을 ip 투여하였다. 10 ㎕ 피펫을 사용하여 AA 용액 (에탄올 100 mg/ml ; Calbiochem-Novabiochem; 미합중국 캘리포니아주 산 디에고 소재) 10 ㎕를 각 쥐의 오른쪽 귀의 내측 및 외측 표면에 투여하였다. 에탄올 10 ㎕만을 각 쥐의 왼쪽 귀의 내측 및 외측 표면에 투여하였다.
AA 투여 직전 및 60분 후에 손으로 고정한 스프링 장착된 측경기를 사용하여 귀 두께를 측정하였다. AA-처리한 귀에서 관찰된 변화로부터 대조용 귀에서 관찰된 변화를 뺌으로써 귀 두께 증가를 계산하였다. 각 군(염수 및 대조용)에 대한 값은 각 군 중의 개개의 생쥐에서 관찰된 부종의 평균치이다. 부종의 감소 %는 염수 대조용 군에서 관찰된 부종을 기준으로 하였다. 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, EX-2 및 EX-3은 AA-유도된 귀 부종을 각각 72% 및 62% 만큼 감소시켰다.
[실시예 XI]
[토끼에서의 모르핀-유도된 호흡 억제의 감소]
본 실시예는 EX-2 및 EX-3을 토끼에서의 모르핀에 의해 유도된 호흡 억제를 감소시킬 수 있음을 논중한다.
수컷 Shelton 토끼(3-4 kg)를 억압하여 호흡 변환기(Model F-RCT; Grass Instruments; 미합중국 매사추세츠주 퀸씨 소재)를 앞다리 바로 뒤의 흉곽 주위에 끼워넣었다. 변환기를 EKG 케이블을 통해 유리 복사법에 연결시켰다. 25 G 쌍익상 피부판 침을 사용하여 변연 귀 정맥을 캐뉼레이팅하여 약물 투여용 정맥내 라인을 만들었다.
토끼의 호흡을 안정화시킨 다음, 모르핀 설페이트 (염수 0.5 ml 중의 2 mg/kg)를 정맥내(iv) 주사로 투여하고, 호흡 속도 및 깊이를 10분 동안 모니터하였다. 이어서 모르핀 제2 투여량을 투여한 다음 10분 후에, EX-2 또는 EX-3 (염수 0.5 ml 중의 10 ㎕/kg)을 정맥내 투여하고, 토끼를 20분 동안 모니터하였다. EX-2 또는 EX-3의 2회의 추가 투여량(염수 1.0 ml 중의 20 ㎍/kg)을 20분 간격으로, 즉 제1 모르핀 주사 후 40분 및 60분에 투여하였다.
결과를 기준값으로부터의 변화 %로 계산하고, 실험 종반(80분)에 처리된 군의 평균값에서 대조용 군의 평균값을 뺀 차로 나타냈다. 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, EX-2 및 EX-3은 토끼에서의 모르핀-유도된 호흡 억제를 각각 50% 및 65%만큼 감소시켰다.
[실시예 XII]
[TNF-α 농도 및 LPS-유도된 치사율을 감소시키는데 있어서의 경구 투여된 사이토킨 억제제의 효과]
본 실시예는 생쥐에서의 LPS-유도된 TNF-α 농도 및 치사율을 감소시키는 데 있어서의 각종 사이토킨 억제제의 경구 효능을 설명한다.
LPS 유도된 치사율 연구를 상기한 River 등의 문헌(1989)에 보고된 정보에 기초하여 수행하였다. 다 큰 암컷 Balb/c 생쥐에 음식물 및 물을 임의로 제공하였다. 생쥐에게 염수 100 ㎕ 중의 EX-2, EX-3, EX-4 또는 EX-5 150㎍ 또는 300 ㎍을 40시간 동안 매 4시간 마다 가바즈(gavage)로 투여하였다 (각각 총 투여량 1.65 mg 및 3.3 mg). 대조용 생쥐에게는 염수 100 ㎕만을 투여하였다. 사이토킨 억제제 또는 염수의 제1 투여량 직후, 염수 0.2 ml 중의 LPS 0.6 mg을 ip 주사로 투여하였다. 대조용 생쥐(0%) 또는 EX-2 또는 EX-3을 투여받은 생쥐(0% 내지 11%)에 비해 EX-4 3.3 mg(63%), EX-5 1.65 mg (68%) 또는 EX-5 3.3 mg(44%)를 투여받은 생쥐에서 통계적으로 상당한 생존율 증가가 관찰되었다.
경구 투여한 사이토킨 억제제의 LPS-유도된 TNF-α 농도를 감소시키는 능력을 관찰하였다. Balb/c 암컷 생쥐 (20 g)에게 염수 100 ㎕ 중의 EX-2, EX-3, EX-4 또는 EX-5 150 ㎍ 또는 300 ㎍을 가바즈 (gavage)로 투여하였다. 대조용 생쥐는 염수 100 ㎕만을 투여하였다. 1분 후, LPS 0.1 mg을 ip 주사하여 투여하였다. 시료를 수거하여 TNF-α 농도를 상기 실시예 III에 기재한 바와 같이 측정하였다.
각 군으로부터 (n=9-20)의 생쥐의 평균 TNF-α 농도를 측정하여 TNF-α 농도의 감소 %를 계산하였다. TNF-α 농도는 대조용 생쥐(0%) 및 EX-2를 투여받은 생쥐 (26% 내지 28%)에 비해 Ex-3 150 ㎍(49%), EX-3 300 ㎍ (40%) 또는 EX-4 300 ㎍ (44%)를 투여받은 생쥐에서 상당히 감소되었다.
이들 결과는 본 발명의 각종의 사이토킨 억제제를 경구로 투여하였을 때 효과적임을 증명한다.
본 발명을 상기한 실시예를 참고로 하여 기재하였으나, 본 발명의 본질을 벗어나지 않고서 각종의 변형을 행할 수 있다. 따라서, 본 발명은 단지 하기하는 특허청구의 범위에 의해서만 제한된다.

Claims (49)

  1. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    X1-X2-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서,
    X1은, H 또는 COCH3이고, X2는이고, X3은, NH2 또는 OH이고,
    Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 알킬기이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  2. 제1항에 있어서, 아미노 말단이 아세틸화에 의해 변형된 펩티드.
  3. 제1항에 있어서, 카르복시 말단이 아미드화에 의해 변형된 펩티드.
  4. 제1항에 있어서, 상기 R1이 H, C2H5및 CH2Ph로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 R2가 H 및 COCH3로 이루어진 군으로부터 선택된 펩티드.
  5. 제6항에 있어서, 상기 R1및 R2가 동일한 잔기로서, 상기 잔기가 H인 펩티드.
  6. 제1항에 있어서, 상기 X1이 노르류신, 노르발린, 류신 또는 이소류신으로 이루어진 군으로부터 선택된 펩티드.
  7. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서, X4는, H 또는 COCH3이고, X3은,NH2또는 OH이고,
    Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 R3이고, R3은 제1항에서 정의된 바와 같고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  8. 제7항에 있어서, 아미노 말단이 아세틸화에 의해 변형된 펩티드.
  9. 제7항에 있어서, 카르복시 말단이 아미드화에 의해 변형된 펩티드.
  10. 제7항에 있어서, 상기 R1이 H, C2H5및 CH2Ph로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 R2가 H 및 COCH3로 이루어진 군으로부터 선택된 펩티드.
  11. 제10항에 있어서, 상기 R1및 R2가 동일한 잔기로서, 상기 잔기가 H인 펩티드.
  12. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2
  13. 제12항에 있어서, 상기 펩티드의 아미노 말단이 아세틸화된 펩티드.
  14. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    Ac-(시클로헥실)Gly-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2
  15. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    His-(D)Phe-Arg-(D)Trp
  16. 제15항에 있어서, 아미노 말단이 아세틸화에 의해 변형된 펩티드.
  17. 제15항에 있어서, 카르복시 말단이 아미드화에 의해 변형된 펩티드.
  18. 하기 식으로 이루어진 사이토킨 억제 펩티드.
    Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NHAc)-Gly-NH2
  19. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성 억제용 조성물.
    X1-X2-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서, X1은, H 또는 COCH3이고, X2는이고, X3은, NH2 또는 OH이고,
    Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 알킬기이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  20. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성 억제용 조성물.
    X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서, X4는, H 또는 COCH3이고, X3은,, NH2또는 OH이고, Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, R3은 제1항에서 정의된 바와 같고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  21. Ac-Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, Ac-(시클로헥실)Gly-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-NH2, His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2, 및 Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2로 이루어진 군으로부터 선택된 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는, 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성 억제용 조성물.
  22. 하기 서열을 갖는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체를 포함하는, 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성 억제용 조성물.
    Ac-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp(CH2NHAc)-Gly-NH2
  23. 제19항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 염증에 기인한 것인 조성물.
  24. 제19항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 악액질에 기인한 것인 조성물.
  25. 제19항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 병적 면역원성 질병에 기인한 것인 조성물.
  26. 제19항에 있어서, 1회 이상 투여되는 조성물.
  27. 제19항에 있어서, 국소 투여되는 조성물.
  28. 제19항에 있어서, 비경구 투여되는 조성물.
  29. 제19항에 있어서, 경구 투여되는 조성물.
  30. 제19항에 있어서, 경피성 이온삼투요법을 통해 투여되는 조성물.
  31. 제20항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 염증에 기인한 것인 조성물.
  32. 제20항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 악액질에 기인한 것인 조성물.
  33. 제20항에 있어서, 상기 병리학적으로 상승된 사이토킨 활성이 병적 면역원성 질병에 기인한 것인 조성물.
  34. 제20항에 있어서, 1회 이상 투여되는 조성물.
  35. 제20항에 있어서, 국소 투여되는 조성물.
  36. 제20항에 있어서, 비경구 투여되는 조성물.
  37. 제20항에 있어서, 경구 투여되는 조성물.
  38. 제20항에 있어서, 경피성 이온삼투요법을 통해 투여되는 조성물.
  39. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된, 류마티스성 관절염의 발병 이환성(罹患性)이 있는 개체에게서 류마티스성 관절염의 증세를 감소시키기 위한 조성물.
    X1-X2-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기식에서, X1은, H 또는 COCH3이고, X2는이고, X3은, NH2또는 OH이고,
    Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 알킬기이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  40. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된, 류마티스성 관절염의 발병 이환성이 있는 개체에게서 류마티스성 관절염의 증세를 감소시키기 위한 조성물.
    X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서,
    X4는, H 또는 COCH3이고, X3은,NH2또는 OH이고, Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, R3은 제1항에서 정의된 바와 같고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  41. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된, 염증성 장 질환의 발병 이환성이 있는 개체에게서 염증성 장 질환의 증세를 감소시키기 위한 조성물.
    X1-X2-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서, X1은, H 또는 COCH3이고, X2는이고, X3은, NH2또는 OH이고,
    Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R3은 1 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 3 내지 6개의 탄소 원자를 갖는 시클릭 알킬기이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  42. 하기 식을 포함하는 사이토킨 억제 펩티드 및 제약상 허용되는 담체가 함유된, 염증성 장 질환의 발병 이환성이 있는 개체에게서 염증성 장 질환의 증세를 감소시키기 위한 조성물.
    X4-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-X3
    상기에서, X4는, H 또는 COCH3이고, X3은,, NH2또는 OH이고, Y는 O, H2또는 S이고, R1은 H, COCH3, C2H5, CH2Ph 또는 COPh이고, R2는 H 또는 COCH3이고, R4는 (CH2)m-CONH2, (CH2)m-CONHR1또는 (CH2)m-CONHA이고, R5는 OH, OR3, 또는 NH2이고, R6은 H 또는 R3이고, R3은 제1항에서 정의된 바와 같고, Ph는 C6H5이고, m은 1, 2 또는 3이고, n은 0, 1, 2 또는 3이고, A는 하기 일반식을 갖는 탄수화물이다.
  43. 제19,20,39,40,41 및 42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펩티드의 아미노 말단이 아세틸화에 의해 변형된 것인 조성물.
  44. 제19,20,39,40,41 및 42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 펩티드의 카르복시 말단이 아미드화에 의해 변형된 것인 조성물.
  45. 제19,20,39,40,41 및 42항 중 어느 한 항에 있어서, R1이 H, C2H5및 CH2Ph로 이루어진 군에서 선택된 것인 조성물.
  46. 제19,20,39,40,41 및 42항 중 어느 한 항에 있어서, R1및 R2가 동일한 기로서, 이 기가 H인 조성물.
  47. 제19,39 및 41항 중 어느 한 항에 있어서, X1이 노르류신, 노르발린, 류신 또는 이소류신으로 이루어진 군으로서 선택된 것인 조성물.
  48. 제39항에 있어서, 상기 펩티드가 Nle-Gln-His-(D)Phe-Arg-(D)Trp-Gly-NH2인 조성물.
  49. 제48항에 있어서, 상기 펩티드의 아미노 말단이 아세틸화된 것인 조성물.
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