KR100740972B1 - A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy - Google Patents

A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy Download PDF

Info

Publication number
KR100740972B1
KR100740972B1 KR1020040054006A KR20040054006A KR100740972B1 KR 100740972 B1 KR100740972 B1 KR 100740972B1 KR 1020040054006 A KR1020040054006 A KR 1020040054006A KR 20040054006 A KR20040054006 A KR 20040054006A KR 100740972 B1 KR100740972 B1 KR 100740972B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
csf
cells
spinal cord
present
therapeutic agent
Prior art date
Application number
KR1020040054006A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20060005134A (en
Inventor
하윤
Original Assignee
인하대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인하대학교 산학협력단 filed Critical 인하대학교 산학협력단
Priority to KR1020040054006A priority Critical patent/KR100740972B1/en
Publication of KR20060005134A publication Critical patent/KR20060005134A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100740972B1 publication Critical patent/KR100740972B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/19Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • A61K38/193Colony stimulating factors [CSF]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/53Colony-stimulating factor [CSF]
    • C07K14/535Granulocyte CSF; Granulocyte-macrophage CSF

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)

Abstract

본 발명은 GM-CSF를 유효성분으로 함유하는 신경질환 치료제에 관한 것으로서, 구체적으로 골수세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라 신경세포의 사멸을 억제하는 기능을 가진 GM-CSF를 유효성분으로 함유하는 신경질환 치료제에 관한 것이다. 본 발명의 GM-CSF를 함유하는 신경질환 치료제는 척추 등 손상된 신경기능의 회복을 촉진시키는데 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a therapeutic agent for neurological diseases containing GM-CSF as an active ingredient, and specifically, a nerve containing GM-CSF as an active ingredient that not only inhibits the death of bone marrow cells but also inhibits the death of nerve cells. It relates to a disease treatment agent. The neurological disease therapeutic agent containing GM-CSF of the present invention can be usefully used for promoting recovery of impaired nerve function such as the spine.

GM-CSFGM-CSF

Description

GM-CSF를 유효성분으로 함유하는 신경질환 치료제{A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy} A disease comprising GM-CSF for treatment of neuropathy             

도 1은 마우스의 신경모세포종(neuroblastoma)인 N2A 세포에 스타우로스포린(staurosporin)을 첨가하여 세포사멸(apoptosis)을 유발한 후, GM-CSF를 처리하여 신경세포의 사멸이 감소함을 나타낸 막대 그래프이고, 1 is a bar graph showing that apoptosis is induced by addition of staurosporin to N2A cells, which are neuroblastoma of the mouse, and then treated with GM-CSF to decrease neuronal cell death. ego,

도 2는 N2A 세포에 GM-CSF와 GM-CSF 수용체에 대한 중화항체(neutralizing antibody)를 넣었을 때 GM-CSF 단독으로 처리했을 때 보다 신경세포사멸 억제 효과가 감소된다는 것을 나타낸 막대 그래프이고, Figure 2 is a bar graph showing that the effect of inhibiting neuronal cell death is reduced when treated with GM-CSF alone when the neutralizing antibody to GM-CSF and GM-CSF receptor in N2A cells,

도 3은 척수손상 흰쥐에 GM-CSF 투여 후 Basso- Beattie- Bresnahan(BBB) 운동기능 평가 방식(locomotor rating system)을 이용하여 행동검사를 하였을 때 신경기능회복이 촉진된다는 것을 나타낸 꺾은선 그래프이고. Figure 3 is a line graph showing that the recovery of nerve function is promoted when behavioral tests using the Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor rating system after GM-CSF administration in spinal cord injury rats.

도 4는 척수 손상을 주지 않은 샴(sham) 대조군, 척수손상을 준 흰쥐에 PBS를 투여한 대조군, 척수 손상을 준 흰 쥐에 GM-CSF를 투여한 실험군을 비교했을 때 GM-CSF를 처리하면 손상부위와 주변조직에 신경세포사멸이 억제된다는 것을 나타낸 막대 그래프이다. Figure 4 shows that when treated with GM-CSF compared to the Sham control group that did not cause spinal cord injury, the control group administered PBS to the spinal cord injury rats, the experimental group administered GM-CSF to the spinal cord injury rats It is a bar graph showing that neuronal cell death is inhibited in the damaged area and surrounding tissue.

본 발명은 신경세포 사멸을 억제하는 기능을 갖는 GM-CSF를 함유하는 신경질환 치료제에 관한 것으로서, 기존에 알려져 있는 골수세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라 신경세포의 사멸을 억제하여 신경기능회복을 촉진하는 GM-CSF 함유 신경질환 치료제에 관한 것이다.The present invention relates to a therapeutic agent for neurological diseases containing GM-CSF, which has a function of inhibiting neuronal cell death. The present invention not only suppresses the death of known bone marrow cells but also suppresses the death of nerve cells to promote nerve function recovery. It relates to a GM-CSF-containing neurological disease treatment.

외상성 척수손상은 심각한 신경결손을 일으키는 질환으로 손상 후 척수 조직의 중심부괴사와 출혈이 발생하고 이후 발생하는 이차 손상으로 척수 손상 부위가 넓어지는 병리소견을 가진다. 척수 손상의 악화를 일으키는 이차 손상의 원인으로 세포사멸(apoptosis)은 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다(Wingrave J.M. et al., J. Neurosci. Res. 73: 95-104, 2003; Li G.L. et al., Acta. Neuropathol. (Berl) 98: 473-480, 1999). 척수 손상 후 사망한 환자의 부검에서도 척수손상 부위의 세포사멸이 관찰되어 척수 손상 후 세포사멸의 억제가 중요한 치료 목표로 인정되고 있다. Traumatic spinal cord injury is a serious neurologic defect that causes pathological necrosis and bleeding of spinal cord tissue after injury, and pathologic findings that widen the spinal cord injury due to subsequent secondary injury. Apoptosis is known to play an important role as a cause of secondary injury that causes worsening of spinal cord injury (Wingrave JM et al., J. Neurosci. Res. 73: 95-104, 2003; Li GL et al., Acta. Neuropathol. (Berl) 98: 473-480, 1999). Necrosis of the spinal cord injury was also observed in autopsy of patients who died after spinal cord injury. Inhibition of apoptosis after spinal cord injury has been recognized as an important therapeutic goal.

조혈조직과 신경조직의 발생은 많은 유사성을 가진다. 특히 상기 두 조직의 유전자 전사과정과 세포분화과정은 매우 밀접한 연관성이 보고되고 있다(Vescovi A.L. et al., Nat. Med. 8: 535, 2002; Zhao L.R. et al., Exp. Neurol. 174: 11-20, 2002). 또한 최근에는 성인장기에서 발견되는 줄기세포가 단지 그 유래된 고 유장기의 세포로만 분화되는 것이 아니라 다른 조직 및 장기 세포로의 분화(transdifferentiation) 능력이 보고되고 있어 조혈조직과 신경조직의 줄기세포 수준에서의 유사성에 대하여 관심이 증가되고 있다. Vescovi A.L. 등은 성인의 뇌실하층(subependymal layer)에서 발견되는 신경줄기세포가 신경세포뿐만 아니라 혈액세포로도 분화됨을 증명하였다(Vescovi A.L. et al., Nat. Med. 8: 535, 2002). 반대로 조혈줄기세포를 신경조직에 이식하면 이식한 조혈줄기세포로부터 신경세포로의 분화를 확인할 수 있었다. 상기한 실험적 결과를 종합해 보면 신경계와 조혈기관은 적어도 분화과정에 있어서 밀접한 유사성을 가지고 있음을 추론할 수 있다. 이러한 유사성으로 미루어볼 때 신경계와 조혈기관의 사이토카인(cytokine)들 역시 그 작용에 유사성을 가질 것으로 사료된다. 이에 대하여 일부이지만 조혈 사이토카인의 신경줄기세포의 분열, 분화, 생존능력에 대한 작용이 보고되고 있고(Kannan Y. et al., Neuroimmunomodulation 8: 132-141, 2000; Kamegai M. et al., Neuron 4: 429-436, 1990) IL2 및 IL4가 흰쥐 희돌기교세포 전구세포(oligodendrocyte precursor cell)의 증식을 촉진하며 TGF-b 슈퍼 패밀리(superfamily)는 증식을 억제하는 것으로 알려져 있다(Schuster N. et al., Glia 40: 95-108, 2002; Nesic O. et al., J. Neurotrauma. 18: 947-956, 2001; Mehler M.F. et al., Nature 362: 62-6, 1993). 또한 IL5,7,9 및 11은 배발생 쥐의 해마(embryonic murine hippocampal progenitor cells)의 분화를 촉진하는 것으로 보고되고 있다(Mehler MF. et al., Nature ; 362:62-65, 1993). 따라서 조혈 사이토카인(cytokine)은 신경세포의 발생 및 분화과정 전체에 걸쳐 중요한 역할을 수행함을 확인할 수 있다. The development of hematopoietic and neural tissues has many similarities. In particular, gene transcription and cell differentiation of the two tissues have been reported to be closely related (Vescovi AL et al., Nat. Med. 8: 535, 2002; Zhao LR et al., Exp. Neurol. 174: 11). -20, 2002). Recently, stem cells found in adult organs are not only differentiated into the cells of the high whey cells derived from them, but also have been reported to be capable of transdifferentiation to other tissues and organ cells. There is increasing interest in the similarity in. Vescovi A.L. Et al. Demonstrated that neural stem cells found in the adult subventricular layer differentiate into blood cells as well as neurons (Vescovi A.L. et al., Nat. Med. 8: 535, 2002). In contrast, transplantation of hematopoietic stem cells into neural tissues confirmed the differentiation of transplanted hematopoietic stem cells into neurons. Taken together, we can infer that the nervous system and hematopoietic organs have at least similarities in the differentiation process. These similarities suggest that cytokines of the nervous system and hematopoietic organs may also have similarities. In part, however, hematopoietic cytokines have been reported to affect the division, differentiation and viability of neural stem cells (Kannan Y. et al., Neuroimmunomodulation 8: 132-141, 2000; Kamegai M. et al., Neuron 4). : 429-436, 1990) IL2 and IL4 promote the proliferation of rat oligodendrocyte precursor cells and the TGF-b superfamily is known to inhibit proliferation (Schuster N. et al. , Glia 40: 95-108, 2002; Nesic O. et al., J. Neurotrauma. 18: 947-956, 2001; Mehler MF et al., Nature 362: 62-6, 1993). IL5,7,9 and 11 have also been reported to promote differentiation of embryonic murine hippocampal progenitor cells (Mehler MF. Et al., Nature; 362: 62-65, 1993). Therefore, hematopoietic cytokines (cytokine) plays an important role throughout the development and differentiation of neurons.

과립세포 대식세포집락 자극인자(Granulocyte macrophage colony stimulating factor, 이하 GM-CSF)는 대표적인 조혈 사이토카인의 하나로서, 조혈세포의 분화 촉진과 기능을 강화시키는 능력이 있다고 알려져 있다. 아울러, GM-CSF는 골수조혈줄기세포의 증식을 촉진시키며 백혈구의 세포사멸(apoptosis)을 억제시켜 말초혈액 내 백혈구수치를 증가시키는 작용을 한다. GM-CSF는 이러한 조혈세포 자극효과로 인하여 골수기능이 약화된 환자의 치료에 주로 이용된다. 그러나 아직까지 GM-CSF가 신경줄기세포의 분화와 분열 및 세포사멸에 어떠한 영향을 미치는 지에 대해서는 뚜렷이 보고된 바가 없다.Granulocyte macrophage colony stimulating factor (GM-CSF) is one of the representative hematopoietic cytokines and is known to be capable of promoting the differentiation and function of hematopoietic cells. In addition, GM-CSF promotes the proliferation of myeloid hematopoietic stem cells and inhibits apoptosis of leukocytes, thereby increasing leukocyte levels in peripheral blood. GM-CSF is mainly used to treat patients with weakened bone marrow function due to these hematopoietic cell stimulating effects. However, there is no clear report on how GM-CSF affects neural stem cell differentiation, division and apoptosis.

이에, 본 발명자들은 GM-CSF가 골수기능을 촉진시킬 뿐 만 아니라, 신경세포의 세포사멸을 억제시키는 작용이 있어 신경손상을 회복시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.Thus, the present inventors have confirmed that GM-CSF not only promotes bone marrow function, but also has an action of inhibiting neuronal cell death, thereby restoring nerve damage and completed the present invention.

본 발명의 목적은 골수세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라 신경세포의 사멸을 억제하여 신경기능회복의 기능을 갖는 GM-CSF를 함유하는 신경질환 치료제를 제공하는 것이다.
It is an object of the present invention to provide a therapeutic agent for neurological diseases containing GM-CSF which not only inhibits the death of bone marrow cells but also inhibits the death of nerve cells and has a function of neurological recovery.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 신경세포 사멸을 억제하는 기능을 갖는 GM-CSF을 함유하는 신경질환 치료제를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a therapeutic agent for neurological diseases containing GM-CSF having a function of inhibiting neuronal cell death.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 신경세포 사멸을 억제하는 기능을 갖는 GM-CSF을 함유하는 신경질환 치료제를 제공한다.The present invention provides a neurological disease treatment containing GM-CSF having a function of inhibiting neuronal cell death.

콜로니-자극 요소(Colony-stimulating factor; CSF)는 골수 간세포의 확장(expansion) 및 분화(differentiation)를 자극하는 사이토카인이다. 다양한 CSF가 다양한 발생 단계의 골수세포에 작용을 하고, 다양한 계통의 특이적 콜로니 형성을 촉진시킨다. GM-CSF는 골수세포의 분화를 촉진하는 조혈생장인자 (hematopoeictic growth factor)이고, 성숙 골수세포의 활성인자이다.Colony-stimulating factor (CSF) is a cytokine that stimulates expansion and differentiation of bone marrow hepatocytes. Various CSFs act on myeloid cells at various stages of development and promote the formation of specific colonies of various strains. GM-CSF is a hematopoeic growth factor that promotes differentiation of bone marrow cells and is an active factor of mature bone marrow cells.

최근에, 재조합 GM-CSF 단백질은 암 및 조혈질환을 포함하는 다양한 질병을 치료하기 위하여 연구되어 왔는데(Buchsel P.C. et al., Clin. J. Oncol. Nurs. 6: 198-205, 2002), GM-CSF는 골수세포에 작용하여 과립백혈구 및 대식세포를 포함하는 염증 백혈구 군락을 증가시키고(Staynov D.Z. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 92: 3606-3610, 1995), 다양한 항균 활성을 자극하고 염증 반응을 유도하면서, 시험관 내 대식세포 활성화 요소의 역할을 한다(Jarmin D.I., Exp. Hematol. 27: 1735-1745, 1999; Bischof R.J. et al., Clin. Exp. Immunol. 119: 361-367 2000). GM-CSF는 기존에 암 화학요법 후에 골수 회복을 촉진시키고 이식을 위한 골수 줄기 세포의 회수에 사용되어 왔다(Keller J.R. et al., Proc. Natl. Acad. Sci. 88: 7190-7194. 1991; Aglietta M. et al., Cancer 88: 454-460, 2000). GM- CSF를 이용한 감염성 질병, 조혈질환 및 암을 포함하는 다양한 질병의 치료를 위한 임상연구가 증가하는 추세에 있고(Janik J.E. et al., Clin. Immunol. 93: 209-221, 1999), 백신 보강제로서의 잠재성도 나타내었다(Kapoor D. et al., Am. J. Nephrol. 20: 53-56, 2000).Recently, recombinant GM-CSF proteins have been studied to treat a variety of diseases including cancer and hematopoietic diseases (Buchsel PC et al., Clin. J. Oncol. Nurs. 6: 198-205, 2002). -CSF acts on bone marrow cells to increase inflammatory white blood cell populations including granulocytes and macrophages (Staynov DZ et al., Proc. Natl. Acad. Sci . 92: 3606-3610, 1995) and It acts as an in vitro macrophage activating element, stimulating and inducing an inflammatory response (Jarmin DI, Exp. Hematol . 27: 1735-1745, 1999; Bischof RJ et al., Clin. Exp. Immunol. 119: 361-367 2000). GM-CSF has previously been used to promote bone marrow recovery after cancer chemotherapy and to recover bone marrow stem cells for transplantation (Keller JR et al., Proc. Natl. Acad. Sci . 88: 7190-7194. 1991; Aglietta M. et al., Cancer 88: 454-460, 2000). There is an increasing trend in clinical studies for the treatment of various diseases, including infectious diseases, hematopoietic diseases and cancer using GM-CSF (Janik JE et al., Clin. Immunol. 93: 209-221, 1999), vaccines Potential as adjuvant is also shown (Kapoor D. et al., Am. J. Nephrol. 20: 53-56, 2000).

본 발명자들은 본 발명의 GM-CSF가 상기한 기능외에도 신경세포의 손상을 억제할 수 있는지 확인하기 위하여, 먼저 신경세포의 세포사멸(apoptosis) 억제 능력을 확인하였다. 이를 위하여 배양한 마우스의 신경모세포종(neuroblastoma)인 N2A 세포에 스타우로스포린(staurosporin)을 넣어 세포사멸(apoptosis)을 유발한 후 TUNEL 염색으로 세포사멸이 일어난 세포수를 측정한 결과, GM-CSF의 농도가 높아질수록 신경세포의 사멸이 감소하고 낮은 농도(5 ng/㎖)만 처리해도 세포사멸이 절반 이하로 억제됨을 확인하였다(도 1 참조).The present inventors first confirmed the ability of the neurons to inhibit apoptosis in order to confirm whether the GM-CSF of the present invention can inhibit neuronal damage in addition to the above functions. To this end, injecting staurosporin into N2A cells, a neuroblastoma of cultured mice, induced apoptosis, and then measured the number of cells in which apoptosis occurred by TUNEL staining. As the concentration was increased, the neuronal cell death was reduced, and even when only a low concentration (5 ng / ml) was treated, it was confirmed that cell death was suppressed to less than half (see FIG. 1 ).

또한, 본 발명자들은 본 발명의 GM-CSF를 중화항체(neutralizing antibody)와 함께 처리했을 때 세포사멸의 억제 기능이 어떻게 변화하는지 확인하기 위하여, GM-CSF 수용체에 대한 중화항체를 1 ug/ml의 농도로 처리한 후 GM-CSF 단독으로 처리했을 때와 비교해 보았다. 그 결과, 중화항체는 GM-CSF와 수용체 간의 결합을 방해하여 세포사멸 억제효과를 낮추는 것을 확인하였다(도 2 참조). 상기 결과는 GM-CSF의 신경세포 세포사멸 억제 기능을 재확인 시켜주는 것이다. In addition, the inventors of the present invention, in order to confirm how the inhibitory function of apoptosis changes when the GM-CSF of the present invention is treated with a neutralizing antibody, the neutralizing antibody to the GM-CSF receptor is 1 ug / ml After treatment with the concentration compared with GM-CSF alone. As a result, the neutralizing antibody was confirmed to lower the apoptosis inhibitory effect by interfering with the binding between GM-CSF and the receptor (see Fig. 2 ). The above results reaffirm the neuronal cell death inhibition function of GM-CSF.

또한, 본 발명자들은 본 발명의 GM-CSF가 척수 손상이 일어난 쥐의 신경세포에서 세포사멸(apoptosis)을 억제함으로써, 손상된 신경 기능을 회복할 수 있는지 확인하기 위하여, 척수 손상을 주지 않은 샴(sham) 대조군, 인위적으로 척수 손상 을 준 흰쥐에 PBS를 투여한 대조군 및 인위적으로 척수 손상을 준 흰 쥐에 GM-CSF를 투여한 실험군의 행동검사를 실시한 결과 GM-CSF를 투여한 쥐가 그렇지 않은 쥐보다 BBB 점수가 높게 나타남을 관찰하였다. 이는 GM-CSF가 손상된 신경 기능을 회복시키는 효과를 나타냄을 의미한다(도 3 참조).In addition, the present inventors have found that sham without damaging the spinal cord in order to check whether GM-CSF of the present invention can restore impaired nerve function by inhibiting apoptosis in neurons of rats with spinal cord injury. The behavioral test of the control group in which PBS was administered to control rats and artificially injured spinal cord rats and the group treated with GM-CSF to artificially spinal cord injury rats did not. A higher BBB score was observed. This means that GM-CSF has the effect of restoring impaired nerve function (see FIG. 3 ).

또한, 본 발명자들은 본 발명의 GM-CSF가 척수 손상이 일어난 부위에서 손상부위 및 주변조직까지도 세포사멸을 억제하는 기능이 있는지 확인하기 위하여, 척수손상 후 5 일째 척수조직을 거두어 고정한 후, TUNEL 염색을 실시하였다. 그 결과, GM-CSF 샴이나 PBS 대조군과는 달리 GM-CSF를 처리하면 손상부위(척수 중심) 및 주변조직(척수 앞부분, 꼬리부분)의 신경세포사멸도 억제되는 것을 확인하였다(도 4 참조). In addition, the inventors of the present invention, in order to determine whether the GM-CSF of the present invention has a function of inhibiting apoptosis from the site where the spinal cord injury occurs, the damaged area and the surrounding tissues, after harvesting and fixing the spinal cord tissue 5 days after spinal cord injury, TUNEL staining Was carried out. As a result, it was confirmed that unlike GM-CSF Siamese or PBS control, the treatment of GM-CSF also inhibited neuronal cell death of damaged areas (center of spinal cord) and surrounding tissues (front and tail of spinal cord) (see FIG. 4 ). .

스타우로스포린에 의한 N2A 세포의 사멸, GM-CSF의 N2A 세포 보호작용, 중화항체에 의한 GM-CSF 효과 봉쇄작용 및 척수손상조직의 세포사멸 비교와 GM-CSF 처치 후 실험동물간의 행동검사 차이는 단일 스튜던트 티 테스트(non-paired student t-test)로 시행하였다. 통계적 유의성은 P value < 0.05로 하였으며 결과는 평균 표준오차로 하였다.Differences in N2A cell death by staurosporin, N2A cell protection by GM-CSF, GM-CSF effect blockade by neutralizing antibodies, and apoptosis of spinal cord injury tissues and differences in behavioral test between GM animals after GM-CSF treatment A single student tee test (non-paired student t-test) was performed. Statistical significance was defined as P value < 0.05 and the result was mean standard error.

본 발명의 GM-CSF는 임상투여시에 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품제제의 형태로 사용될 수 있다.GM-CSF of the present invention can be administered parenterally during clinical administration and can be used in the form of general pharmaceutical preparations.

즉, 본 발명의 GM-CSF는 실제 임상 투여시에 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 GM-CSF에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(Calcium carbonate), 수크로스(Sucrose) 또는 락토오스(Lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(Propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용 될 수 있다.That is, the GM-CSF of the present invention can be administered in various parenteral formulations during actual clinical administration, and when formulated, diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrating agents, surfactants, etc., which are commonly used Is prepared using. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and such solid preparations include at least one excipient such as starch, calcium carbonate, Calcium carbonate, Sucrose (Lucose) or lactose (Lactose), gelatin and the like are mixed and prepared. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium styrate talc are also used. Oral liquid preparations include suspending agents, liquid solutions, emulsions, and syrups, and may include various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives, in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin. . Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories. As the non-aqueous solvent and the suspension solvent, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like can be used. As the base of the suppository, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycerogelatin and the like can be used.

본 발명의 GM-CSF의 유효용량은 250ug/m2 체표면적(body surface area) 이며, 하루 1회 투여될 수 있다.The effective dose of GM-CSF of the present invention is 250ug / m 2 body surface area, and can be administered once a day.

한편 GM-CSF의 급성 독성을 알아보기 위하여 하기 <실시예 3>과 같은 실험을 수행하였으며, 그 결과 본 발명의 GM-CSF는 랫트에서 1 g/kg까지 독성변화를 나타내지 않으며, 경구 투여 최소치사량(LD50)은 1g/kg 이상인 안전한 물질로 판단되었다.On the other hand, in order to determine the acute toxicity of GM-CSF was carried out the same experiment as in <Example 3> , as a result of the GM-CSF of the present invention does not show a toxicity change up to 1 g / kg in rats, the minimum lethal dose (LD50) was determined to be a safe substance of more than 1 g / kg.

이하 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> GM-CSF의 세포 수준에서의 세포사멸 억제 효과 확인<Example 1> Confirmation of apoptosis inhibitory effect at the cellular level of GM-CSF

<1-1> 세포배양<1-1> Cell Culture

본 발명자들은 실험실 조건(in vitro)에서의 하기 실험을 통하여 본 발명의 GM-CSF의 세포수준에서 세포사멸 억제 효과를 확인하였다.The present inventors confirmed the effect of inhibiting apoptosis at the cellular level of the GM-CSF of the present invention through the following experiment in laboratory conditions (in vitro).

마우스 신경모세포종(neuroblastoma) N2A 세포는 ATCC(American Tissue Culture Collection)에서 구입하였다. 상기 세포를 24 웰(well) 플레이트에 3 x 104cells/cm2의 농도로 분주한 뒤, DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium, Gibco BRL, Grand Island, NY, USA) 배지에 2 mM l-글루타민, 페니실린(20 units/mL), 스트렙토마이신(20 mg/mL) 과 10% 우태아 혈청(FBS; Gibco BRL)을 첨가한 뒤 배양하였다. 배양조건은 5% CO2 공급하에 37℃를 유지하였다. Mouse neuroblastoma N2A cells were purchased from the American Tissue Culture Collection (ATCC). The cells were dispensed at a concentration of 3 × 10 4 cells / cm 2 in 24 well plates, and then 2 mM l-glutamine, penicillin (Dulbecco's modified Eagle's medium, Gibco BRL, Grand Island, NY, USA) medium 20 units / mL), streptomycin (20 mg / mL) and 10% fetal bovine serum (FBS; Gibco BRL) were added and cultured. Culture conditions were maintained at 37 ℃ under 5% CO 2 supply.

세포사멸을 유도하기 위하여 스타우로스포린(staurosporin, Sigma, St Louis, MO, USA)을 24 시간 동안 처리하였으며, 세포사멸 유도에 적절한 스타우로스포린의 농도를 결정하기 위하여 다양한 농도(0, 0.5, 1, 1.5, 2 uM)의 스타우로스포린을 처리하였다.Staurosporin (staurosporin, Sigma, St Louis, MO, USA) was treated for 24 hours to induce apoptosis, and various concentrations (0, 0.5, 1) were determined to determine the appropriate concentration of staurosporin for inducing apoptosis. , 1.5, 2 uM) of staurosporin.

(2) GM-CSF 처리(2) GM-CSF treatment

사람의 재조합 GM-CSF(LG Chemical Co, Seoul, Korea)를 사용하였다. GM-CSF의 신경보호작용에 대한 유효량을 확인하기 위하여 1 uM의 스타우로스포린을 처리하기 전, 6 시간 동안 다양한 농도의 GM-CSF(0, 50, 500, 5000 ng/ml)를 처리하였다.Human recombinant GM-CSF (LG Chemical Co, Seoul, Korea) was used. To determine the effective amount of GM-CSF for neuroprotective action, various concentrations of GM-CSF (0, 50, 500, 5000 ng / ml) were treated for 6 hours before 1 uM of staurosporin.

(3)세포사멸의 측정(TUNEL staining)(3) Measurement of cell death (TUNEL staining)

TUNEL(Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeled) 염색법으로 사멸된 세포(apoptotic cells)의 숫자를 계측하였다. 세포는 4℃에서 10 분간 4% 파라포름알데히드(paraformaldehyde)에서 고정하였으며, 0.1% 트리톤(Triton) X-100(Sigma)으로 세포막 투과도를 증가시켰다. 형광물질이 표지된 UTP(Fluorescein-labelled UTP)를 TdT(Roche, Germany)와 함께 첨가하였으며, 37℃에서 1 시간 반응시킨 후 레이저 스캐닝 공초점 현미경(laser scanning confocal microscopy, Bio-rad MRC 1024 laser scanning confocal imaging system mounted onto a NIKON microscope, Bio-Rad,Hercules, CA)으로 관찰하였다. 그 결 과, GM-CSF의 농도가 높아질수록 신경세포의 사멸이 감소하고 낮은 농도(5 ng/㎖)만 처리해도 세포사멸이 절반 이하로 억제됨을 확인하였다(도 1).The number of apoptotic cells was measured by terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick-end labeled (TUNEL) staining. Cells were fixed in 4% paraformaldehyde for 10 minutes at 4 ° C., and cell membrane permeability was increased with 0.1% Triton X-100 (Sigma). Fluorescein-labelled UTP (Fluorescein-labelled UTP) was added together with TdT (Roche, Germany), and then reacted at 37 ° C. for 1 hour, followed by laser scanning confocal microscopy and Bio-rad MRC 1024 laser scanning. confocal imaging system mounted onto a NIKON microscope, Bio-Rad, Hercules, CA). As a result, as the concentration of GM-CSF was increased, the neuronal cell death was reduced and the cell death was inhibited to less than half even when only a low concentration (5 ng / ml) was treated ( FIG. 1 ).

또한, GM-CSF 수용체와 결합하여 중화시키는 작용을 하는 중화항체를 처리하여 세포사멸 억제 기능의 변화를 확인하였다. In addition, the neutralizing antibody that binds to and neutralizes the GM-CSF receptor was treated to confirm a change in apoptosis inhibitory function.

그 결과, 상기 중화항체가 GM-CSF와 수용체 간의 결합을 방해하여 세포사멸 억제 효과를 낮추는 것을 확인하였다(도 2). 상기 결과는 본 발명의 GM-CSF가 신경세포를 사멸하는 기능을 가진다는 것을 다시 한번 확인시켜 주는 것이다.As a result, it was confirmed that the neutralizing antibody lowers the apoptosis inhibitory effect by interfering with the binding between GM-CSF and the receptor ( FIG. 2 ). The above results confirm once again that the GM-CSF of the present invention has a function of killing neurons.

<실시예 2> 척수손상 동물에서의 GM-CSF 치료효과 확인Example 2 Confirmation of GM-CSF Treatment Effect in Spinal Cord Injured Animals

(1) 척수손상동물모델 제작(1) spinal cord injury animal model production

척수손상모델은 450 마리의 체중이 300 내지 350 g인 다 자란 수컷 스프라그 돌리 래트(adult male Sprague-Dawley rats)를 사용하였으며, 마취는 케타민(ketamine) 복강주사로 시행하였다. 후궁절제술은 T8에서 T10까지 시행하였다. 척수노출부위는 혈관 협자(vascular clip, occlusion pressure, 50 g, Aesculap, Melsungen, Germany)가 들어갈 정도로 절개하였으며, 척수손상은 혈관 협자로 5 분간 척수를 압박시킴으로써 척수를 손상시킨 후 근막과 피부를 봉합하였다. The spinal cord injury model used adult male Sprague-Dawley rats, weighing 300 to 350 g, and anesthesia was performed by ketamine intraperitoneal injection. Posterior archectomy was performed from T8 to T10. The spinal cord excision site was incised enough to enter the vascular narrows (vascular clip, occlusion pressure, 50 g, Aesculap, Melsungen, Germany). It was.

(2) 척수손상모델에 GM-CSF 투약 및 행동검사(2) GM-CSF administration and behavioral tests in spinal cord injury model

실험동물관리와 연구지침은 인하대학교 의과대학 실험동물관리위원회의 허가와 지침하에 수행되었다. 5 마리는 샴 대조군(sham control), 25 마리는 PBS 대조 군(PBS control)이었으며 20 마리는 GM-CSF 투여 실험군으로 사용하였다. 사람의 재조합 GM-CSF를 손상 다음날부터 20 ㎍/일(day)로 5 일간 주사하였으며, PBS 대조구는 인산염 완충용액(phosphate buffered saline, pH 7.4)을 피하주사 하였다. 샴(Sham) 대조구는 척수손상을 주지 않았으며, 아무런 약물 처치도 시행하지 않았다. 행동검사는 Basso-Beattie-Bresnahan(BBB) 운동기능 평가 방식(locomotor rating system)을 이용하여 5 주간 매주 측정하였다. Laboratory animal management and research guidelines were carried out with the permission and guidance of the Institutional Animal Management Committee. Five were sham control, 25 were PBS control and 20 were used as GM-CSF administration experimental group. Human recombinant GM-CSF was injected at 20 μg / day for 5 days from the day after injury, and PBS control was injected subcutaneously with phosphate buffered saline (pH 7.4). The Sham control did not cause spinal cord injury and did not perform any medication. Behavioral tests were measured weekly for 5 weeks using the Basso-Beattie-Bresnahan (BBB) locomotor rating system.

그 결과, 도 3에서와 같이 PBS 처리한 대조구보다 GM-CSF 처리한 실험구가 신경손상 회복을 촉진시키는 것을 확인하였다.As a result, the degree of experimental one GM-CSF treatment than the control a PBS treatment as in the third it was confirmed that to facilitate the recovery nerve injury.

<실시예 3> 척수손상조직에 대한 TUNEL 염색Example 3 TUNEL Staining on Spinal Cord Injury Tissues

TUNEL 염색은 GM-CSF 실험구와 PBS 대조구 및 샴 대조구(n=5)를 대상으로 시행하였다. 척수손상 후 5 일째 척수조직을 제거하였으며 4% 파라포름알데하이드 (paraformaldehyde)로 고정한 뒤 파라핀 포매를 시행하였다.TUNEL staining was performed in GM-CSF experimental group, PBS control group and Siamese control group (n = 5). Spinal cord tissue was removed 5 days after spinal cord injury, and paraffin embedding was performed after fixation with 4% paraformaldehyde.

모든 유핵세포(nucleated cell)의 핵은 4'6'diamidino-2- phenylindole(DAPI, 1 ug/ml)(Sigma)로 대조염색 하였으며, 파란색(nuclei)과 녹색(TUNEL) 형광발색을 역시 레이져 스캐닝 공초점 현미경(laser scanning confocal microscopy, LSCM)으로 검경 하였다.The nuclei of all nucleated cells were counterstained with 4'6'diamidino-2-phenylindole (DAPI, 1 ug / ml) (Sigma) and laser scanning for blue (nuclei) and green (TUNEL) fluorescence. Specimens were performed by laser scanning confocal microscopy (LSCM).

그 결과, 샴이나 PBS 대조군과는 달리 GM-CSF를 처리하면 손상부위와 주변조직의 신경세포사멸이 억제되는 것 또한 확인하였다(도 4 ).As a result, it was also confirmed that, unlike the Siamese or PBS control, treatment with GM-CSF inhibited neuronal cell death of the damaged area and surrounding tissues ( FIG. 4 ).

<실시예 4> 랫트에 대한 경구투여 급성 독성실험Example 4 Oral Acute Toxicity in Rats

6 주령의 특정병원부재(SPF) SD계 랫트를 사용하여 급성독성실험을 실시하였다. 군당 2 마리씩의 동물에 GM-CSF를 10 ug/kg의 용량으로 5 회 피하주사하였다. 시험물질 투여후 동물의 폐사여부, 임상증상, 체중변화를 관찰하고 혈액학적 검사와 혈액생화학적검사를 실시하였으며, 부검하여 육안으로 복강장기와 흉강장기의 이상여부를 관찰하였다. 시험결과, 시험물질을 투여한 모든 동물에서 특기할 만한 임상증상이나 폐사된 동물은 없었으며, 체중변화, 혈액검사, 혈액생화학 검사, 부검소견 등에서도 독성변화는 관찰되지 않았다. 이상의 결과 본 발명의 GM-CSF는 모두 랫트에서 1 g/kg까지 독성변화를 나타내지 않으며 경구 투여 최소치사량(LD50)은 1 g/kg이상인 안전한 물질로 판단되었다.Acute toxicity test was performed using SPF SD rats at 6 weeks of age. Two animals per group were injected subcutaneously with GM-CSF five times at a dose of 10 ug / kg. After administration of the test substance, mortality, clinical symptoms, and changes in body weight were observed, and hematological and hematological examinations were performed. As a result, there were no clinical symptoms or deaths in all animals treated with the test substance, and no toxicity change was observed in weight change, blood test, blood biochemistry test, autopsy findings, etc. As a result, all of the GM-CSF of the present invention did not show a toxicity change in rats up to 1 g / kg and the minimum lethal dose (LD50) of oral administration was determined to be a safe substance of more than 1 g / kg.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 GM-CSF는 기존에 알려져 있는 골수세포의 사멸을 억제할 뿐만 아니라 신경세포의 사멸을 억제하여 신경기능 회복을 위한 신경질환 치료제로 유용하게 사용될 수 있다.




As described above, the GM-CSF of the present invention can be usefully used as a therapeutic agent for neurological diseases for restoring nerve function by inhibiting the death of neurons as well as inhibiting the death of previously known bone marrow cells.




Claims (4)

과립구-대식세포 집락 촉진인자(granulocyte macrophage-colony stimulating factor, GM-CSF)를 유효성분으로 하는 신경손상질환 치료제.A therapeutic agent for neurological disorders comprising granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) as an active ingredient. 제 1항에 있어서, GM-CSF는 신경세포 사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는 신경손상질환 치료제.According to claim 1, GM-CSF is a therapeutic agent for nerve injury disease, characterized in that to inhibit neuronal cell death. 제 1항에 있어서, GM-CSF는 척수신경의 손상회복을 촉진하는 것을 특징으로 하는 신경손상질환 치료제.According to claim 1, GM-CSF is a therapeutic agent for nerve injury disease, characterized in that to promote the repair of the spinal nerve. 제 1항에 있어서, GM-CSF는 사람의 재조합 GM-CSF인 것을 특징으로 하는 신경손상질환 치료제.According to claim 1, wherein GM-CSF is a human neuropathy disease therapeutic agent, characterized in that GM GM-CSF.
KR1020040054006A 2004-07-12 2004-07-12 A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy KR100740972B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040054006A KR100740972B1 (en) 2004-07-12 2004-07-12 A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020040054006A KR100740972B1 (en) 2004-07-12 2004-07-12 A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060005134A KR20060005134A (en) 2006-01-17
KR100740972B1 true KR100740972B1 (en) 2007-07-20

Family

ID=37117203

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040054006A KR100740972B1 (en) 2004-07-12 2004-07-12 A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100740972B1 (en)

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Acta. Neuropathol., 98: 473-480, 1999
Exp. Neurol., 174: 11-20, 2002
Nat. Med., 88: 535, 2002

Also Published As

Publication number Publication date
KR20060005134A (en) 2006-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Aloe et al. Nerve growth factor in neurological and non-neurological diseases: basic findings and emerging pharmacological prospectives
US9359405B2 (en) Antagonists of the interleukin-1 receptor
US11369626B2 (en) Therapeutic agent for nervous system disease
US20040209812A1 (en) Use of erythropoietin in stroke recovery
JP2023521064A (en) Stem cell-derived exosomes containing pain modulators and uses thereof
ZA200601807B (en) Novel use of antisecretory factor
US9642917B2 (en) Use of G-CSF dimer in preparation of medicament for treatment of neurodegenerative diseases
WO1999065509A1 (en) Regulation of tyrosine hydroxylase
KR102414649B1 (en) Erythropoietin-derived peptide, preparation method therefor, and use thereof
KR100740972B1 (en) A agent comprising GM-CSF for treatment of neuropathy
US11767344B2 (en) Pharmaceutically acceptable salts of polypeptides and methods of inhibiting the interaction between psd-95 and n-methyl-d-aspartic acid receptor (nmdar)
KR20220079621A (en) Systemic Administration of Peptides for Treatment and/or Remyelination of Spinal Cord Injuries
RU2721282C2 (en) Method for treating multiple sclerosis (versions)
US12029751B2 (en) Therapeutic agent for nervous system disease
KR102684069B1 (en) Neurological disease treatment
US20200316131A1 (en) Pharmaceutical composition for treating drug-resistant cancer comprising exosomes derived from differentiating stem cells as an active ingredient
US20090291887A1 (en) Proteins of the SDF-1-Family for the Manufacturing of a Medicament
US20220204559A1 (en) Short synthetic peptides and their uses for treating retinal degenerative diseases and/or tissue injuries
US20100305024A1 (en) Methods of inhibiting calcineurin with apoe analogs
ZA200508695B (en) Use of erythropoietin in stroke recovery
TW202412833A (en) Methods for preventing and treating brain inflammation
KR20100020125A (en) Agent comprising g-csf for treatment or prevention of neuropathic pain

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130527

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140612

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee