KR101068686B1 - Obesity prevention or treatment composition containing metadoxin as an active ingredient - Google Patents
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Abstract
본 발명은 메타독신 (pyridoxol L-2-pyrrolidone-5-carboxylate, metadoxine)을 유효성분으로 함유하는 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료용 조성물 및 이를 사용하는 비만 또는 이로 인한 합병증의 에방 또는 치료에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for the prevention or treatment of obesity or its complications containing metadoxin (pyridoxol L-2-pyrrolidone-5-carboxylate, metadoxine) as an active ingredient, and to the prevention or treatment of obesity or its complications using the same It is about.
메타독신, 비만증 치료, 약학 조성물 Metadoxin, obesity treatment, pharmaceutical composition
Description
본 발명은 메타독신을 유효성분으로 하는 비만 또는 그의 합병증의 예방 및 치료를 위한 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for the prevention and treatment of obesity or its complications with metadoxin as an active ingredient.
본 발명은 서울특별시 기술기반 구축(핵심)사업의 '다학제적 기술융합을 통한 염증 및 암 치료 신약개발' 과제로 지원된 것이다. The present invention is supported by the task of 'development of new drugs for the treatment of inflammation and cancer through the interdisciplinary technology convergence' of the Seoul technology base building (core) project.
비만인구는 현대사회에서 점차 증가하고 있다. 비만은 당뇨병, 고지질혈증 및 심혈관질환 등을 유발하고 이로 인하여 사망에 이르게 하는 심각한 질환으로, 미국을 비롯한 선진국은 물론이고 국내에서도 심각한 건강 및 사회적 문제로 등장하였다. 미국의 경우 총 건강관련 지출의 약 6%를 비만치료비용으로 지불하고 있으며, 국내의 비만치료시장규모도 1조원을 육박하고 있는 실정이다. 비만치료제는 발기부전치료제 및 탈모증 치료제와 함께 대표적인 QOL(Quality of Life:삶의 질) 개선제로 꼽힌다. Obesity is increasing in modern society. Obesity is a serious disease that causes diabetes, hyperlipidemia and cardiovascular disease, and thereby death, has emerged as a serious health and social problem in Korea as well as developed countries, including the United States. In the United States, about 6% of total health expenditures are paid for obesity treatment, and the domestic obesity treatment market is approaching 1 trillion won. Obesity treatment is considered as a representative quality of life (QOL) improvement agent along with erectile dysfunction treatment and alopecia treatment.
비만은 대사 장애로 인하여 체내에 지방세포가 증식 분화하고 이로 인하여 지방이 과잉으로 축적된 상태를 말한다. 에너지 흡수량이 소비량에 비해 상대적으로 증가하는 경우, 지방세포의 수와 부피가 증가되는 과정을 거쳐 결과적으로 지방조직의 질량이 증가된다 (Otto et al., 2005). 세포 수준에서의 비만은 지방세포의 증식 및 분화의 촉진으로 인한 지방세포의 수와 부피의 증가로 이해된다 (Hirsch et al, 1976).Obesity refers to a condition in which fat cells proliferate and differentiate due to metabolic disorders, resulting in excessive accumulation of fat. If the energy uptake increases relative to consumption, the mass and volume of fat cells increase, resulting in an increase in the mass of fat tissue (Otto et al., 2005). Obesity at the cellular level is understood as an increase in the number and volume of adipocytes due to the promotion of proliferation and differentiation of adipocytes (Hirsch et al, 1976).
비만은 체내 지방의 분포양상에 따라 복부 비만(상체 비만, 중심성 비만)과 하체 비만으로 구분되기도 한다. 복부비만은 복부 또는 복강 내에 지방이 과다하게 축적된 경우를 일컫는데, 이로 인하여 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 동맥경화성 심혈관질환(뇌졸중, 허혈성 심장 질환) 등의 질환이 잘 발생한다. 복부 비만은 대체로 허리(waist)둘레와 엉덩이(hip) 둘레의 비율(W/H)로 측정한다. 보통 남성의 경우 0.9 여성의 경우 0.8 이상일 때 비만으로 판정하나, 기준은 나라에 따라 조금씩 다르다. 또는 복부비만은 컴퓨터 단층촬영을 이용한 내장지방/피하지방 면적비를 사용하여 측정하기도 한다. 복부비만은 지방의 분포에 따라, 지방이 복강 밖 배의 피부 밑에 지방이 축적되는 피하형과, 위 주변의 막과 복강 내부 내장 사이를 가르는 장간막에 지방이 쌓여 살이 찌는 내장형이 포함된다. 복부 비만의 원인으로는 오랜 시간동안 의자에 앉아있는 생활을 하는 경우, 운동부족, 술(알코올) 섭취, 스트레스 등을 들 수 있다. Obesity is classified into abdominal obesity (upper body obesity, central obesity) and lower body obesity depending on the distribution of fat in the body. Abdominal obesity refers to a case where excessive fat is accumulated in the abdomen or abdominal cavity, which causes diabetes, hypertension, hyperlipidemia, and atherosclerotic cardiovascular disease (stroke, ischemic heart disease). Abdominal obesity is usually measured as the ratio of waist circumference to hip circumference (W / H). Normally 0.9 for men and 0.8 for women are considered obese, but the criteria vary slightly from country to country. Abdominal obesity is also measured using visceral fat / subcutaneous fat area ratio using computed tomography. Abdominal obesity includes the subcutaneous form, where fat accumulates under the skin of the abdominal abdomen, depending on the distribution of fat, and the visceral form, where fat builds up in the mesentery, which divides between the gastric periphery and the internal viscera of the abdominal cavity. As a cause of abdominal obesity If you are sitting in a chair for a long time, you may have a lack of exercise, alcohol (alcohol), or stress.
비만은 이와 관련된 다양한 합병증을 초래하므로 비만의 예방 및 치료는 매우 중요하다. 비만과 관련된 합병증에는 예를 들면, 대사증후군(내장 지방 증후군, 대사이상 증후군 등), 고트리글리세라이드 혈증, 저HDL 혈증, 협심증, 심 근경색, 성기능부전증, 수면무호흡증, 월경전 증후군, 스트레스성 뇨실금을 포함하는 뇨실금, 과행동장애, 만성피로증후군, 골관절염, 체중증가와 관련된 암, 기립성 저혈압, 폐고혈압, 월경장애, 당뇨병, 고혈압, 손상된 내당력, 관상동맥혈전증, 졸중, 우울증, 불안증, 정신병, 지연성 운동장애, 약물중독, 약물남용, 인지장애, 알쯔하이머병, 뇌허혈, 강박성 행동, 공황발작, 사회공포증, 대식증, 아테롬성 동맥경화증, 담석증과 같은 담낭 질병, 식욕부진, 다낭성 난소 질환과 같은 생식장애, 감염, 정맥류성 정맥, 표피증식 및 습진과 같은 피부병, 인슐린 저항성, 만성 동맥폐색증, 정형외과적 상해, 혈전색전증, 심장질환, 비뇨기질환, 지질증후군, 과혈당증, 스트레스 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.Obesity causes various complications associated with it, so prevention and treatment of obesity are very important. Complications related to obesity include, for example, metabolic syndrome (visceral fat syndrome, metabolic syndrome, etc.), hypertriglyceridemia, hypoHDLemia, angina pectoris, myocardial infarction, sexual dysfunction, sleep apnea, premenstrual syndrome, stress urinary Urinary incontinence including incontinence, hyperactivity disorder, chronic fatigue syndrome, osteoarthritis, cancer associated with weight gain, orthostatic hypotension, pulmonary hypertension, dysmenorrhea, diabetes, hypertension, impaired glucose tolerance, coronary thrombosis, stroke, depression, anxiety Psychosis, tardive dyskinesia, drug addiction, substance abuse, cognitive impairment, Alzheimer's disease, cerebral ischemia, obsessive compulsive behavior, panic attack, social phobia, bulimia, atherosclerosis, gallbladder disease such as cholelithiasis, anorexia, polycystic ovary disease and Reproductive disorders, infections, varicose veins, skin diseases such as epidermal growth and eczema, insulin resistance, chronic arterial obstruction, orthopedic injury, thromboembolism, heart Intestinal diseases, urinary diseases, lipid syndrome, hyperglycemia, stress, and the like, but are not limited thereto.
현재 비만치료방법으로는 운동을 통하여 과잉 에너지를 소비하는 약물 비의존적 방법이 있으며, 약물에 의한 비만치료 방법으로는 식욕을 억제하여 칼로리 섭취량을 제한하는 식욕억제제, 리파아제 억제제, 팽창사하제, 열발생촉진제 등이 사용된다. 식욕억제 약물인 시브트라민(sibutramine)은 원래 항우울제로 사용된 약물로서 시냅스에서 세로토닌의 재흡수를 억제하여 포만감을 빨리 느끼게 하는 효과를 나타낸다. 그러나 이 약물은 심혈관작용, 중추작용, 간장장애 및 신장장애 등 여러 부작용이 있는 것으로 보고되었다. 올리스타트(Orlistat)는 지방을 분해하여 체내흡수를 돕는 소화효소인 리파아제의 기능을 억제하여 지방을 체외로 배출하는 작용을 하지만 부작용으로 실변이 큰 문제점으로 지적되고 있으며 탄수화물을 주식으로 하는 우리나라의 식습관에는 효과가 불분명한 약물이다.Currently, there is a drug-independent method that consumes excess energy through exercise, and obesity treatment by drugs suppresses appetite, restricts caloric intake, appetite suppressants, lipase inhibitors, bloating agents, and heat generation. Accelerators and the like are used. Sibutramine, an appetite suppressant, was originally used as an antidepressant and suppresses the reabsorption of serotonin at synapses. However, the drug has been reported to have a number of side effects, including cardiovascular, central, hepatic and renal failure. Orlistat inhibits the function of lipase, a digestive enzyme that helps absorb the body by breaking down fat, and releases fat out of the body. However, it has been pointed out as a side effect as a side effect. There is a drug whose effect is unclear.
지방세포는 줄기세포가 지방전구세포로 분화한 후 지방전구세포가 다시 지방 세포로 분화하여 만들어진다. 지방세포는 지방을 중성지질(triglyceride) 형태로 저장하여 운동이나 금식 등으로 체내 이용할 수 있는 당원이 고갈되었을 때 저장하고 있던 중성지질을 분해하여 에너지생성을 자극함으로써 혈당 항상성을 유지하는데 핵심적 역할을 하는 세포이다. 그러나 반대로 지방세포의 증식과 분화촉진은 과잉에너지 섭취와 함께 체내 저장 지방량을 증가시켜 비만의 직접적 원인이 된다. 3T3-L1 지방전구세포주는 지방세포의 증식과 분화의 연구에 널리 활용되고 있는 in vitro 모델로서 이 세포에 호르몬 자극물질을 처리하면, 세포 분열이 재개되는 mitotic clonal expansion (MCE) 단계를 거쳐 C/EBPα, PPARγ, adipocyte protein-2/fatty acid-binding protein 등 지방세포의 형질 발달에 관여하는 유전자의 발현이 나타나면서 최종적으로 분화과정이 진행된다 (Spiegelman et al., 1996; Fajas et al., 1998). Adipocytes are made by stem cells, which differentiate into adipocytes, and then, progenitor cells, which differentiate into adipocytes. Fat cells play a key role in maintaining blood glucose homeostasis by decomposing the stored triglycerides when triglycerides are stored in the form of triglycerides and decomposing stored triglycerides when the body is depleted for exercise or fasting. It is a cell. On the contrary, the proliferation and differentiation of adipocytes increases excess fat intake and increases the amount of fat stored in the body, which is a direct cause of obesity. The 3T3-L1 adipocyte cell line is an in vitro model widely used for the study of the proliferation and differentiation of adipocytes. The treatment of hormonal stimulants to these cells undergoes a mitotic clonal expansion (MCE) step in which cell division resumes. Differentiation progresses with expression of genes involved in the development of fat cells such as EBPα, PPARγ, adipocyte protein-2 / fatty acid-binding protein (Spiegelman et al., 1996; Fajas et al., 1998) ).
Cyclic AMP response element binding protein (CREB) 은 지방세포의 분화가 시작되기 전의 지방전구세포와 지방세포의 분화 과정 중 지속적으로 발현되고 있는 세포 내 핵심적인 전사인자로 보고된 바 있다 (Klemm et al., 1998; Reusch et al., 2000). CREB 은 지방세포의 분화 유도 물질인 인슐린, 덱사메타손, 3-isobutyl-1-methyxanthine (IBMX) 에 의해 활성화된다. CREB 은 지방세포에 특이적인 유전자들의 프로모터 부위에 결합하여 이들 유전자들의 전사를 조절한다 (Reusch et al., 2000; Spiegelman et al., 1980). 따라서 CREB의 활성화는 지방세포의 분화과정에 필수적인 요소로 알려져 있다. 세포 내에서 protein kinase A (PKA) 는 타겟 단백질인 CREB 의 Ser133 위치를 인산화시키고, 핵으로의 이동을 촉 진함으로써 CREB을 활성화한다 (Student et al., 1980; Gonzalez et al., 1989). 활성화된 CREB 은 지방세포의 분화초기 단계에서 C/EBPβ 의 발현을 촉진한다. C/EBPβ는 다른 단백질의 경우와 마찬가지로 C/EBPβ mRNA로부터 단백질합성 과정을 거쳐 생성되나, 이 과정 중 서로 다른 분자량의 C/EBPβ-LAP (liver-enriched activator protein)과 C/EBPβ-LIP (liver-enriched inhibitory protein)의 4 종류 단백질이 생성되는 독특한 생합성경로를 갖는다 (Ossipow et al., 1993; Timchenko et al., 1999). 이어서 연속적으로 지방세포에 특이적인 C/EBPα, PPARγ 등의 유전자들의 발현이 촉진되어 결과적으로 성숙한 지방세포의 형질을 갖게 된다 (Zhang et al., 2004).Cyclic AMP response element binding protein (CREB) has been reported to be a key transcription factor in cells that are expressed continuously during the differentiation of adipocytes and adipocytes before adipocyte differentiation begins (Klemm et al., 1998; Reusch et al., 2000). CREB is activated by insulin, dexamethasone and 3-isobutyl-1-methyxanthine (IBMX), which are differentiation inducing substances of adipocytes. CREB regulates transcription of these genes by binding to promoter sites of genes specific for adipocytes (Reusch et al., 2000; Spiegelman et al., 1980). Therefore, activation of CREB is known to be essential for adipocyte differentiation. In cells, protein kinase A (PKA) phosphorylates the Ser133 position of the target protein, CREB, and activates CREB by promoting its migration to the nucleus (Student et al., 1980; Gonzalez et al., 1989). Activated CREB promotes C / EBPβ expression in the early stages of differentiation of adipocytes. As in the case of other proteins, C / EBPβ is produced through protein synthesis from C / EBPβ mRNA. During this process, C / EBPβ-liver-enriched activator protein (C / EBPβ-LAP) and C / EBPβ-LIP (liver) -enriched inhibitory protein) has a unique biosynthetic pathway in which four proteins are produced (Ossipow et al., 1993; Timchenko et al., 1999). Subsequently, expression of genes such as C / EBPa and PPARγ specific for adipocytes is successively promoted, resulting in traits of mature adipocytes (Zhang et al., 2004).
따라서 전구지방세포에서 PKA-CREB 신호전달과정을 억제함으로써 지방세포의 분화에 핵심인자로 작용하는 C/EBPβ-LAP 발현억제, 분화지방세포에서 C/EBPα 및 PPARγ 활성억제 효능을 갖는 약물을 개발할 경우 비만치료를 위한 새로운 약물요법이 될 것으로 기대한다.Therefore, the development of drugs with inhibitory effect on C / EBPβ-LAP expression, which acts as a key factor in the differentiation of adipocytes, and the inhibition of C / EBPα and PPARγ activity in differentiated adipocytes It is expected to be a new drug therapy for the treatment of obesity.
한편, 메타독신(pyridoxol L-2-pyrrolidone-5-carboxylate)은 하기 화학식 1로 표시되는 구조를 갖는 피리독신(pyridoxine)과 피롤리돈 카르복실레이트(pyrrolidone carboxylate)의 착화합물이다. On the other hand, metadoxin (pyridoxol L-2-pyrrolidone-5-carboxylate) is a complex compound of pyridoxine (pyridoxine) and pyrrolidone carboxylate having a structure represented by the following formula (1).
메타독신은 알코올성 지방간의 치료제로서 연구된 바 있다 (Ki et al., 2007; Caballeria et al., 1998; Gutierrez et al., 2003). 동물모델에서 메타독신은 알코올과 아세트알데하이드의 배출을 증가시키고 자유라디칼에 의한 손상을 감소시켜 세포 내 ATP, GSH 를 정상수준으로 회복시키는 작용이 있음이 보고되었다 (Caballeria et al., 1998). 또한 메타독신은 현재 임상적으로 사용되고 있는 약물로서 알코올성 지방간에 유효한 사실이 알려져 있다 (Gutierrez et al., 2003). 이와 같이 메타독신은 간에서의 지방축적을 억제하는 효능이 증명되었음에도 불구하고 지방세포의 증식과 분화에 대한 영향은 아직 연구된 바가 없다. Metadoxine has been studied as a therapeutic for alcoholic fatty liver (Ki et al., 2007; Caballeria et al., 1998; Gutierrez et al., 2003). In animal models, metadoxin has been reported to increase the release of alcohol and acetaldehyde and to reduce the damage caused by free radicals to restore intracellular ATP and GSH to normal levels (Caballeria et al., 1998). Metadoxine is also known to be effective against alcoholic fatty liver as a drug currently being used clinically (Gutierrez et al., 2003). Although metadoxin has been shown to inhibit the accumulation of fat in the liver, the effects on the proliferation and differentiation of fat cells have not been studied.
본 발명은 비만 및 이로 인한 합병증의 예방, 개선 또는 치료 방법 및 이를 위한 조성물을 찾는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention is to solve the problem to find a method for preventing, improving or treating obesity and the complications and the composition therefor.
본 발명자들은 선행연구를 통하여 메타독신과 마늘유의 병용투여에 의해 알코올성 지방간염을 효과적으로 개선함을 발표한 바 있다(대한민국특허출원번호 제10-2006-0119935호). 이러한 선행연구결과를 바탕으로 메타독신과 비만과의 상관관계에 대해 연구를 거듭하여 수행한 결과, 메타독신이 지방세포의 분화조절 핵심 전사인자의 발현에 영향을 미치는 PKA-CREB 신호전달과정을 억제함으로써 지방세포의 분화과정을 억제하여 비만 및 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료에 우수한 효과를 발휘한다는 것을 밝히고 이를 기초로 본 발명을 완성하기에 이르렀다. The present inventors have announced through the previous study that the alcoholic fatty liver disease is effectively improved by the combined administration of metadoxin and garlic oil (Korean Patent Application No. 10-2006-0119935). Based on the results of these previous studies, studies on the relationship between metadoxin and obesity have shown that metadoxin inhibits PKA-CREB signaling, which affects the expression of key transcription factors that regulate the differentiation of adipocytes. By suppressing the differentiation process of fat cells thereby revealing an excellent effect on the prevention or treatment of obesity and its complications, the present invention has been completed based on this.
본 발명의 메타독신을 유효성분으로 함유하는 조성물은 메타독신에 의한 PKA-CREB 신호 억제를 통하여 지방 세포의 분화를 억제할 뿐만 아니라 세포에 지방의 축적을 억제함으로서 부작용이 거의 없이 비만 및 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료 용도로서 유용하게 사용할 수 있다.The composition containing the metadoxin of the present invention as an active ingredient inhibits the differentiation of fat cells through the inhibition of PKA-CREB signal by metadoxine, as well as inhibits the accumulation of fat in the cells, thereby causing obesity and its complications with little side effects. It can be usefully used as a prophylactic or therapeutic use of.
본 발명은 메타독신을 유효성분으로 함유하고, 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 비만의 예방 또는 치료용 조성물 및 이를 사용하는 비만의 예방 또는 치료방법을 제공한다.The present invention provides a composition for preventing or treating obesity containing metadoxin as an active ingredient and a pharmaceutically acceptable carrier, and a method for preventing or treating obesity using the same.
또한 본 발명은 메타독신을 유효성분으로 함유하는 비만의 예방 또는 개선을 위한 식품조성물을 제공한다.The present invention also provides a food composition for the prevention or improvement of obesity containing metadoxin as an active ingredient.
또한 본 발명은 메타독신과 더불어, 다른 비만치료 물질(예, sibutramine, orlistat)을 추가적으로 포함하는 비만 및 이로 인한 합병증의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 또는 이를 사용한 비만 및 이로 인한 합병증의 예방, 개선 또는 치료방법을 제공한다.The present invention also provides a composition for the prevention, improvement or treatment of obesity and related complications, including metadoxin and other obesity treatment substances (eg, sibutramine, orlistat) or the prevention, improvement or Provide treatment.
본 발명의 조성물의 특징은 메타독신의 처치가 지방세포 분화조절 핵심 전사인자의 발현에 영향을 미치는 PKA-CREB 신호전달과정의 억제를 통하여 지방세포의 분화과정을 억제함으로 비만의 예방 및 치료에 현저하게 우수한 효과를 나타낸다는 것이다.The composition of the present invention is remarkable for the prevention and treatment of obesity by inhibiting the differentiation of fat cells through the inhibition of PKA-CREB signaling process in which the treatment of metadoxin affects the expression of key transcription factors that regulate adipocyte differentiation. It shows an excellent effect.
비만은 인간 뿐 만 아니라 많은 다른 동물에서도 문제가 되므로, 본 발명은 또한 인간 이외의 다른 동물의 비만을 치료하거나 예방하는 방법 및 이를 위한 조성물을 제공한다.Since obesity is a problem not only in humans but also in many other animals, the present invention also provides methods and compositions for treating or preventing obesity in other animals than humans.
본 발명의 발명자들은 메타독신이 3T3-L1 지방전구세포가 지방세포로 분화되는 것을 억제한다는 것을 세포질 내의 중성지방을 확인함으로써 밝혀내었다 (도 1B). 또한 지방 분화의 지표 단백질인 PPARγ, C/EBPα, ACC, sterol regulatory element binding protein (SREBP) 의 발현 역시 메타독신에 의해 감소되는 것을 면역화학적 분석법으로 확인하였다 (도1C). 지방전구세포에 MDI (3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone 및 insulin) 를 처리하면 mitotic clonal expansion 이 일어나 세포수가 급격히 증가하게 되는데, 메타독신 처리는 이러한 지방세포 증식을 유의하게 억제하지 않았다(도 2A). Cyclin-dependent kinase (CDK) 의 활성을 억제하는 단백질인 p27, p21 과 세포주기의 S 단계의 진행을 의미하는 cyclin A 의 발현 정도에 대하여도 메타독신에 의하여 유의적인 억제효과를 관찰할 수 없었던 것(도 2B)으로 보아 메타독신에 의한 지방세포의 분화억제 효능이 세포주기를 교란시킴으로써 나타나는 현상이 아닌 것으로 해석된다.The inventors of the present invention have found that metadoxin inhibits the differentiation of 3T3-L1 adipocytes into adipocytes by identifying triglycerides in the cytoplasm (FIG. 1B). In addition, the expression of PPARγ, C / EBPa, ACC, and sterol regulatory element binding protein (SREBP), which are indicator proteins of adipose differentiation, was also reduced by metadoxin, and confirmed by immunochemical analysis (FIG. 1C). Treatment of adipose progenitor cells with MDI (3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone and insulin) caused mitotic clonal expansion, leading to a sharp increase in cell numbers, whereas metadoxin treatment did not significantly inhibit this fat cell proliferation (FIG. 2A). ). Significant inhibitory effects were not observed by metadoxin on the expression of p27, p21, a protein that inhibits cyclin-dependent kinase (CDK) activity, and cyclin A, which indicates the progression of S phase of the cell cycle. 2B, it is interpreted that the effect of inhibiting the differentiation of adipocytes by metadoxin is not a phenomenon caused by disturbing the cell cycle.
본 발명의 발명자들은 메타독신에 의한 호르몬 유도성 지방세포의 분화 억제 효능이 분화과정 중 어느 단계의 작용에 의한 것인지를 밝히고자 메타독신의 처치 기간이나 메타독신 처치를 시작하는 시점을 달리하여 관찰한 결과, 메타독신을 분화 유도 과정 8 일 동안 처치했을 때는 중성지방의 축적이 강력하게 억제되었고(도 3A,실험 #3), 지방세포의 분화 유도 과정 중 후반과정인 4 일에서 8 일 사이에 약물을 처리하였을 때 효과적으로 중성지방의 축적이 억제되었으나(도 3A, 실험 #3, #4, #5), 지방세포 분화 유도 과정의 초기 4일까지 약물을 처리하였을 때에는 대조군과 비슷한 정도로 지방축적이 진행되는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 메타독신이 분화의 초기단계가 아니라 후반단계인 지방세포의 분화과정 중에 작용한다는 것을 의미한다. 메타독신에 의한 중성지질의 축적억제는 지방분화의 표지 단백질인 FAS 와 ACC 의 단백질의 발현 변화를 통해서도 확인할 수 있었다 (도 3B). 이러한 결과는 메타독신에 의한 지방세포 분화 억제 효능이 지방분화의 선행단계인 mitotic clonal expansion 의 차단에 의한 것이 아니라, 후반단계인 지방 분화 단계의 억제에 의한 것으로 해석된다.The inventors of the present invention have observed different effects of metadoxin-induced differentiation of hormone-induced adipocytes at different stages of the differentiation process. Results: When metadoxin was treated for 8 days of differentiation induction, triglyceride accumulation was strongly inhibited (Fig. 3A, Experiment # 3), and the drug was induced between 4 and 8 days later in the process of inducing differentiation of adipocytes. Triglyceride accumulation was effectively inhibited when treatment was performed (Fig. 3A,
MDI에 의하여 2일간 배양되고 분화된 3T3-L1 지방전구세포에서 루시퍼라제 유전자의 전사촉진은 메타독신 처치에 의하여 감소하나(도4A), HEK293세포에서 PPARγ 및 RXRα 의존적 리포터 활성은 메타독신의 처치에 의하여 변화되지 않았다(도4B). 따라서, 지방세포분화프로그램 중의 PPRE 루시퍼라제 활성의 변화는 메타독신에 의한 PPARγ 의존적 유전자 전사의 억제가 아니라 세포분화 (cellular differentiation)의 저해로부터 기인하는 것으로 생각된다.Transcriptional stimulation of luciferase gene in 3T3-L1 adipocytes cultured and differentiated by MDI for 2 days was reduced by metadoxin treatment (FIG. 4A), while PPARγ and RXRα dependent reporter activity in HEK293 cells was not affected by metadoxin treatment. Not changed (Fig. 4B). Therefore, the change in PPRE luciferase activity in the adipocyte differentiation program is thought to be due to inhibition of cellular differentiation, but not inhibition of PPARγ dependent gene transcription by metadoxin.
본 발명의 발명자들은 PKA 에 의해 인산화되는 CREB 의 Ser133 위치에 특이적으로 결합하는 항체를 사용하여, 메타독신 처리 후 초기시간에 MDI 에 의해 유도된 CREB 의 인산화 정도(도 5A) 및 전체 CREB 의 발현량이 감소한다는 것을 관찰하였다. 또한 젤 지연 분석법을 이용하여 CREB consensus 서열 부위에 활성화된 CREB 의 결합 정도를 관찰한 결과, 핵 분획의 단백질이 CREB의 consensus 서열 부위에 결합되는 정도가 메타독신의 처리에 의해 15 분-30 분 이후 감소된다는 것을 관찰하였다(도 5B). 메타독신에 의한 지방세포의 분화 억제 효능이 MDI 처치에 의해 CREB이 인산화 되고 활성화되는 과정을 교란시킴으로써 나타나는 것으로 해석된다.The inventors of the present invention, using an antibody that specifically binds to the Ser133 position of CREB phosphorylated by PKA, the degree of phosphorylation of CREB induced by MDI at the initial time after metadoxin treatment (FIG. 5A) and expression of total CREB It was observed that the amount decreased. In addition, the degree of binding of activated CREB to the CREB consensus sequence site was observed by gel delay analysis. Was observed (FIG. 5B). The suppression of the differentiation of adipocytes by metadoxin is interpreted as being disrupted by the process of phosphorylation and activation of CREB by MDI treatment.
또한 본 발명자들은 메타독신이 PKA-adenylate cyclase 신호체계를 교란시킴으로써 CREB 의 인산화를 감소시켜 지방세포의 분화에 억제 효능을 갖는다는 것을 증명하였다(도6A, B, C).We also demonstrated that metadoxin has an inhibitory effect on the differentiation of adipocytes by reducing phosphorylation of CREB by disrupting the PKA-adenylate cyclase signaling system (FIGS. 6A, B, C).
호르몬 자극으로 지방세포의 분화를 유도시키면서 C/EBPβ-LAP 과 C/EBPβ-LIP 의 발현을 관찰한 결과 호르몬 자극으로 유도된 C/EBPβ 의 활성은 메타독신 처치 24 시간 이 후 그 발현량이감소하였으며(도6), 메타독신 처치군의 LAP/LIP 의 비율이 12 시간 에서부터 48 시간 까지 대조군에 비해 감소한다는 것이 관찰되었는데(도7). 이는 메타독신에 의해 지방세포 분화를 억제하는 방향으로의 전사인자 복합체가 형성되었다는 것을 의미한다. Hormone stimulation induced the differentiation of adipocytes, and the expression of C / EBPβ-LAP and C / EBPβ-LIP was observed. The hormonal stimulation induced C / EBPβ activity decreased 24 hours after metadoxin treatment. (FIG. 6), it was observed that the ratio of LAP / LIP in the metadoxin treatment group decreased from 12 hours to 48 hours compared to the control group (FIG. 7). This means that metadoxin formed a transcription factor complex in the direction of inhibiting adipocyte differentiation.
상기와 같은 실험결과를 기초로 본 발명은 메타독신, 이의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 이들의 용매화물 또는 수화물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료를 위한 의약 조성물, 또는 이를 사용하여 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다. 본 발명의 약학 조성물은 인간 뿐 만 아니라 다른 동물 의 비만 및 이로 인한 합병증을 치료하거나 예방하기 위하여 사용된다.Based on the above experimental results, the present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of obesity or its complications, including metadoxin, a pharmaceutically acceptable salt thereof, or a solvate or hydrate thereof as an active ingredient, or It is used to provide a method of preventing or treating obesity or the complications thereby. The pharmaceutical compositions of the present invention are used to treat or prevent obesity and the complications of humans as well as other animals.
또한 본 발명은 메타독신, 이의 식품학적으로 허용가능한 염, 또는 이들의 용매화물 또는 수화물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 개선을 위한 식품 조성물, 또는 상기 조성물을 사용하여 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 개선방법을 제공한다. 본 발명의 식품 조성물은 인간 뿐 만 아니라 다른 동물 의 비만 및 이로 인한 합병증을 예방하거나 개선하기 위하여 사용된다.The present invention also provides a food composition for preventing or ameliorating obesity or its complications, including metadoxin, a food acceptable salt thereof, or a solvate or hydrate thereof as an active ingredient, or using the composition or obesity or It provides a method for preventing or ameliorating complications. The food composition of the present invention is used to prevent or ameliorate the obesity and the complications of humans as well as other animals.
또한 본 발명은 메타독신, 이의 약학적으로 허용가능한 염, 또는 이들의 용 매화물 또는 수화물 및 다른 비만치료 물질을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 이로 인한 합병증의 예방 또는 치료를 위한 조성물, 또는 상기 조성물을 사용하여 비만 또는 이로 인한 합병증을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다. 다른 비만 치료물질로는 예를 들어 시부트라민(sibutramine), 올리스타트(orlistat) 등을 들 수 있으며, 이로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 약학 조성물은 인간 뿐 만 아니라 다른 동물 의 비만 및 이로 인한 합병증을 예방하거나 치료하기 위하여 사용된다. 상기 메타독신 및 비만치료물질은 25-1 : 1-25, 더욱 바람직하게는 10-1 : 1-10의 중량비로 함유하는 것이 바람직하다.The present invention also provides a composition for the prevention or treatment of obesity or its complications, including metadoxin, a pharmaceutically acceptable salt thereof, or a solvate or hydrate thereof and other obesity treatment substances as an active ingredient, or the composition To provide a method of preventing or treating obesity or the complications thereof. Other obesity therapeutic agents include, but are not limited to, for example, sibutramine, orlistat, and the like. The pharmaceutical compositions of the present invention are used to prevent or treat obesity and the complications of humans as well as other animals. The metadoxin and the anti-obesity substance are preferably contained in a weight ratio of 25-1: 1-25, more preferably 10-1: 1-10.
본 발명의 조성물은 신체 각 부위의 비만 또는 복부비만의 예방, 개선 또는 치료를 위하여도 사용될 수 있으며, 대상 복부비만으로서는 장시간 의자에 앉아있는 생활을 하거나, 운동부족, 술(알코올) 섭취, 스트레스 등에 의한 복부비만을 포함하며, 이에 제한되는 것은 아니다.The composition of the present invention can also be used for the prevention, improvement or treatment of obesity or abdominal obesity of each part of the body, the target abdominal obesity, living for a long time sitting in a chair, lack of exercise, alcohol (alcohol) intake, stress, etc. But not limited to, but not limited to.
본 발명에 있어서, 상기 합병증은 중성지질, 콜레스테롤, 저밀도지질의 혈중농도 상승에 기인한 질병을 포함하며, 이에 제한되지 않는다. 또한 본 발명의 조성물에 의하여 예방 또는 치료가 가능한 비만으로 인한 합병증으로는 예를 들면, 대사증후군(내장 지방 증후군, 대사이상 증후군 등), 고트리글리세라이드 혈증, 저HDL 혈증, 협심증, 심근경색 성기능부전증, 수면무호흡증, 월경전 증후군, 스트레스성 뇨실금을 포함하는 뇨실금, 과행동장애, 만성피로증후군, 골관절염, 체중증가와 관련된 암, 기립성 저혈압, 폐고혈압, 월경장애, 당뇨병, 고혈압, 손상된 내당력, 관상동맥혈전증, 졸중, 우울증, 불안증, 정신병, 지연성 운동장애, 약물중독, 약물남용, 인지장애, 알쯔하이머병, 뇌허혈, 강박성 행동, 공황발작, 사회공포증, 대식증, 아테롬성동맥경화증, 담석증과 같은 담낭 질병, 식욕부진, 다낭성 난소 질환과 같은 생식장애, 감염, 정맥류성 정맥, 표피증식 및 습진과 같은 피부병, 인슐린 저항성, 만성 동맥폐색증, 정형외과적 상해, 혈전색전증, 심장질환, 비뇨기질환, 지질증후군, 과혈당증, 스트레스 등을 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.In the present invention, the complications include, but are not limited to, diseases caused by elevated blood concentrations of triglycerides, cholesterol, and low density lipids. In addition, complications due to obesity, which can be prevented or treated by the composition of the present invention, for example, metabolic syndrome (intestinal fat syndrome, metabolic syndrome, etc.), hypertriglyceridemia, hypoHDLemia, angina pectoris, myocardial infarction , Sleep apnea, premenstrual syndrome, urinary incontinence including stress urinary incontinence, hyperactivity disorder, chronic fatigue syndrome, osteoarthritis, cancer associated with weight gain, orthostatic hypotension, pulmonary hypertension, menstrual disorders, diabetes, hypertension, impaired internal Glucose, coronary thrombosis, stroke, depression, anxiety, psychosis, tardive dyskinesia, drug addiction, drug abuse, cognitive impairment, Alzheimer's disease, cerebral ischemia, obsessive compulsive behavior, panic attack, social phobia, macrophage, atherosclerosis, cholelithiasis Reproductive disorders such as gallbladder disease, anorexia, polycystic ovary diseases, infections, skin diseases such as varicose veins, epidermal growth and eczema, insulin Resistance, chronic arterial occlusion, orthopedic injury, thromboembolism, heart disease, urinary disease, lipid syndrome, hyperglycemia, stress, and the like.
본 발명의 조성물에 있어서, 유효성분으로서는 메타독신의 약학적 또는 식품학적으로 허용가능한 염을 이용하여도 좋다. 이와 같은 염으로서는 산 부가염이나 제4급 암모늄 염 등을 들 수 있다. 산 부가염으로서는 예컨대, 염산 염, 브롬화수소산 염, 요오드화수소산 염, 황산 염, 인산 염 등의 무기산 염이나 옥살산염, 말레인산 염, 푸마르산 염, 유산 염, 말산 염, 숙산산 염, 주석산 염, 안신향산 염, 메탄설폰산 염 등의 유기산 염을 들 수 있다. 또한 제4급 암모늄 염으로서는 예컨대, 메틸요오다이드, 메틸브로마이드, 에틸요오다이드, 에틸브로마이드 등의 저급 알킬할로게니드; 메틸메탄설포네이트, 에틸메탄설포네이트 등의 저급 알킬설포네이트; 메틸-p-톨루엔설포네이트 등의 저급 알킬아릴설포네이트 등의 제 4급 암모늄 염을 들 수 있다.In the composition of the present invention, as an active ingredient, a pharmaceutically or food acceptable salt of metadoxin may be used. Examples of such salts include acid addition salts and quaternary ammonium salts. Examples of acid addition salts include inorganic acid salts such as hydrochloride, hydrobromide, hydroiodide, sulfate, and phosphate, oxalate, maleic acid salt, fumaric acid salt, lactic acid salt, malic acid salt, succinic acid salt, tartaric acid salt, and ancin. Organic acid salts, such as a salt of a salt and a methanesulfonic acid salt, are mentioned. As the quaternary ammonium salts, for example, lower alkylhalogenides such as methyl iodide, methyl bromide, ethyl iodide, ethyl bromide and the like; Lower alkylsulfonates such as methylmethanesulfonate and ethylmethanesulfonate; And quaternary ammonium salts such as lower alkylarylsulfonate such as methyl-p-toluenesulfonate.
또한 메타독신 또는 그의 약학적 또는 식품학적으로 허용가능한 염은 용매화물 또는 수화물로서 존재하는 것도 있기 때문에, 본 발명의 치료제의 유효성분으로서는 이들의 용매화물 또는 수화물을 이용하여도 좋다.In addition, since metadoxin or a pharmaceutically or food-acceptable salt thereof may exist as a solvate or hydrate, solvates or hydrates thereof may be used as an active ingredient of the therapeutic agent of the present invention.
또한, 본 발명은 상기 약학 조성물이 경구 투여용 제제 및 주사제로 제형화되는 약학 조성물을 제공한다. 상기 경구 투여용 제제는 캅셀제, 정제, 현탁제, 시 럽제 또는 산제에서 선택되는 것이 바람직하다.The present invention also provides a pharmaceutical composition wherein the pharmaceutical composition is formulated as an oral preparation and an injection. The preparation for oral administration is preferably selected from capsules, tablets, suspensions, syrups or powders.
본 발명의 조성물의 유효성분인 메타독신, 그의 약학적 또는 식품학적으로 허용가능한 염, 또는 이들의 용매화물 또는 수화물은 이들 자체를 환자에 투여하여도 좋지만 일반적으로는 이들의 유효성분 1종 또는 2종 이상을 포함하는 조성물을 조제하여 투여하거나, 다른 유용한 비만 억제약물과 혼합하여 복합제제 형태로 제형화하여 투여할 수 있다. 실제적으로는 이 분야에서 사용하는 통상적인 방법에 따라 경구투여에 적합한 단위투여형의 제제로 제형화시켜 투여한다. 이러한 목적에 적합한 경구투여용 제형에는 경질 및 연질캅셀제, 정제, 산제, 현탁제, 시럽제 등이 포함된다. 이러한 경구투여용 제제에는 두 가지 또는 그 이상의 활성 성분이외에 하나 또는 그 이상의 불활성인 통상적인 담체, 예를 들면 전분, 락토스, 카복시메틸셀룰로오즈, 카올린 등의 부형제, 물, 젤라틴, 알코올, 글루코즈, 아라비아 고무, 트라가칸타 고무 등의 결합제, 전분, 덱스트린, 나트륨 알기네이트 등의 붕해제, 탈크, 스테아르산, 마그네슘 스테아레이트, 유동 파라핀 등의 활탁제와 같은 추가의 첨가제 성분들이 포함될 수 있다. 본 발명에서는 또한 용해를 위한 용해보조제 등을 첨가할 수도 있다.Metadoxin, an active ingredient of the composition of the present invention, a pharmaceutically or food acceptable salt thereof, or a solvate or hydrate thereof may be administered to the patient itself, but in general, one or two of these active ingredients. Compositions containing more than one species may be prepared or administered, or may be administered in combination with other useful anti-obesity drugs in a formulated form. In practice, it is formulated and administered in a unit dosage form suitable for oral administration according to conventional methods used in the art. Oral dosage forms suitable for this purpose include hard and soft capsules, tablets, powders, suspensions, syrups and the like. Such oral preparations include, in addition to two or more active ingredients, one or more inert conventional carriers such as excipients such as starch, lactose, carboxymethylcellulose, kaolin, water, gelatin, alcohols, glucose, gum arabic And additional additive components such as binders such as tragacanta rubber, disintegrants such as starch, dextrin, sodium alginate, and suspending agents such as talc, stearic acid, magnesium stearate, liquid paraffin, and the like. In the present invention, a dissolution aid for dissolution may also be added.
본 발명에 따른 약물의 1일 투여 용량은 투여하고자 하는 대상의 비만 진행 정도, 발병시기, 연령, 건강상태, 합병증 등의 다양한 요인에 따라 달라지지만 성인을 기준으로 할 때 일반적으로는 상기 언급된 중량비로 조합된 조성물 50mg 내지 2g, 바람직하게는 200 내지 750 mg을 1일 1 내지 2회 분할하여 투여할 수 있다. 그러나 비만의 정도가 심한 환자나 합병증이 있는 경우에는 치료효율성을 증진시키기 위하여 본 발명의 약물을 상기 범위를 벗어나는 대용량까지 증량하여 투여할 수 있다. 가장 바람직하게는 메타독신 200 내지 500 mg을 함유하는 단위 투여체 1-2개를 1일 1회 내지 2회 경구투여한다. 본 발명의 조성물이 식품조성물일 경우, 유효성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 메타독신은 식품 또는 음료 등의 제조시에 원료에 대하여 각각 0.0001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으나, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 자명하다. 본 발명의 식품조성물을 사용하는 식품으로는 육류, 소세지, 빵, 초코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 이제 제한되는 것은 아니다.The daily dose of the drug according to the present invention depends on various factors such as the degree of obesity progression, onset time, age, health condition, complications, etc. of the subject to be administered, but generally based on the adult weight ratio mentioned above 50 mg to 2 g, preferably 200 to 750 mg of the combined composition may be administered once or twice a day. However, patients with severe obesity or complications can be administered by increasing the drug of the present invention to a large amount outside the above range in order to improve treatment efficiency. Most preferably, 1-2 unit doses containing 200-500 mg of metadoxin are orally administered once or twice daily. When the composition of the present invention is a food composition, the mixed amount of the active ingredient can be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment). In general, metadoxin may be added in amounts of 0.0001 to 10% by weight, preferably 0.1 to 5% by weight, based on the raw materials in the manufacture of foods or beverages and the like. However, in the case of long-term intake for health and hygiene or health control, the amount may be below the above range, but the active ingredient may be used in an amount above the above range because there is no problem in terms of safety. Self-explanatory Foods using the food composition of the present invention include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, dairy products including other noodles, gum, ice cream, various soups, drinks, tea, drinks, Alcoholic beverages and vitamin complexes, and the like, but are not limited thereto.
본 발명은 하기 실험예 및 실시예에 의해 더욱 상세히 설명되나, 본 발명이 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.The present invention is explained in more detail by the following experimental examples and examples, but the present invention is not limited thereto.
실험예Experimental Example
실험재료 및 방법Materials and Methods
메타독신(metadoxine)은 파마킹㈜에서 제공받았다. IBMX, 덱사메사존 (dexamethasone)과 인슐린(insulin)은 시그마-알드리치사 (St.Louis, MO)제품으로 사용하였다. PPARγ, C/EBPα, C/EBPβ, SREBP1, p21, p27 및 cyclinA에 대한 항체는 Santa Cruz Biotechnology사 (Santa Cruz, CA)에서 구매하였다. CREB, p-CREB(Ser133), 아세틸 코엔자임A 카르복실라제(ACC), ERK, p-ERK(Thr202/Tyr204), JNK, p-JNK(Thr183/Tyr185), p38 kinase 및 p-p38 kinase(Thr180/Tyr182)는 Cell Signaling Technology사 (Beverly, MA)로부터, 항FAS 항체는 BD Biosciences Pharmingen (San Jose, CA)로부터, 항 β-actin 항체는 시그마-알드리치사로부터 구입하여 사용하였다.Metadoxine was provided by Pharmaking. IBMX, dexamethasone (dexamethasone) and insulin (insulin) were used as products of Sigma-Aldrich (St. Louis, MO). Antibodies to PPARγ, C / EBPa, C / EBB, SREBP1, p21, p27 and cyclinA were purchased from Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA). CREB, p-CREB (Ser133), acetyl coenzyme A carboxylase (ACC), ERK, p-ERK (Thr202 / Tyr204), JNK, p-JNK (Thr183 / Tyr185), p38 kinase and p-p38 kinase (Thr180 / Tyr182) was purchased from Cell Signaling Technology (Beverly, MA), anti-FAS antibody from BD Biosciences Pharmingen (San Jose, Calif.), And anti β-actin antibody from Sigma-Aldrich.
세포배양(Cell Cell culture CultureCulture ))
3T3-L1 지방전구세포주는 ATCC(Rockville, MD)로부터 얻었다. 상기 세포는 Dulbecco’s modified Eagle’s medium (DMEM), 10% fetal bovine serum, 10 mM 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid, 50 units/ml 페니실린 및 50 μg/ml 스트렙토마이신을 함유하는 성장배지를 사용하여 37oC, 5% CO2의 가습대기에서 유지하였다.3T3-L1 adipocyte cell lines were obtained from ATCC (Rockville, MD). The cells were grown in medium containing Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM), 10% fetal bovine serum, 10 mM 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid, 50 units / ml penicillin and 50 μg / ml streptomycin. It was used at 37 o C, 5% CO 2 in a humidified atmosphere.
지방세포의 분화(Differentiation of fat cells AdipocyteAdipocyte DifferentiationDifferentiation ))
3T3-L1 지방전구세포의 분화를 유도하기 위해 100 % 포화도가 되었을 때 배지를 교체하여 2 일을 더 배양한 후 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 1 mM dexamethasone, 1 mg/ml insulin (MDI) 를 함유한 DMEM 배지로 교체하였다. 2 일 후 1 mg/ml insulin을 함유한 DMEM 배지로 교체하여 배양하였고 이후 2 일마다 같은 배지로 교체하면서 약 8-10 일간 배양하였다. 8일째 되는날 세포를 Oil Red O 염색을 하거나 면역화학 분석을 위하여 수집하였다. 필요할 경우, 세포수집 후 광학현미경 하에서 혈구계산기로 그 수를 세었다.To induce differentiation of 3T3-L1 adipocytes, change medium and incubate for 2 more days, then 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 1 mM dexamethasone, 1 mg / ml Replaced with DMEM medium containing insulin (MDI). After 2 days, the culture was replaced with DMEM medium containing 1 mg / ml insulin and then cultured for about 8-10 days with the same medium every 2 days. On day 8, cells were collected for Oil Red O staining or immunochemical analysis. If necessary, the cell count was counted with a hemocytometer under an optical microscope.
오일 레드 오 염색 (Oil Red Blot Dyeing ( OilOil RedRed O O StainingStaining ))
지방세포 분화 상태를 결정하기 위해서, 세포를 PBS로 세척하고 10% 포르말린으로 1시간 동안 고정한 후 Oil Red O 염색을 하여 광학현미경으로 염색 정도를 관찰하였다.To determine the status of adipocyte differentiation, the cells were washed with PBS, fixed with 10% formalin for 1 hour, and then stained with an optical microscope using Oil Red O staining.
루시퍼라제 리포터 유전자 분석 (Luciferase reporter gene analysis ( LuciferaseLuciferase ReporterReporter GeneGene AssayAssay ))
프로메가의 dual-luciferase reporter assay system을 사용하였다. 3T3-L1 세포 (7 x 105) 를 6 well plate에 배양하고 3시간 동안 serum을 고갈시키고 난 후 프로모터 함유 형광 리포터 유전자를 트랜스펙션(transfection)시켰다. 12시간 후 메타독신을 처치하고 난 이후 48시간 후 세포를 용해시키고 루미노 스캔을 사용하여 활성도를 측정했다. Promega's dual-luciferase reporter assay system was used. 3T3-L1 cells (7 × 10 5 ) were cultured in 6 well plates and serum depleted for 3 hours before transfection of the promoter-containing fluorescent reporter gene. Cells were lysed 48 hours after metadoxin
면역화학적 분석 (Immunoblot Analysis)Immunoblot Analysis
세포를 10 mM Tris-HCl (pH 7.1), 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 10% glycerol, 0.5% Triton X-100, 0.5% Nonidet P-40, 1 mM dithiothreitol 및 0.5 mM phenylmethylsulfonyl fluoride을 함유하는 완충액에 프로타아제 저해 칵테일 (Calbiochem, La Jolla,CA)이 보충된 용액으로 용해 시켜 세포 용해물 (cell lysate)을 제조하였다.The cells were buffered with 10 mM Tris-HCl, pH 7.1, 100 mM NaCl, 1 mM EDTA, 10% glycerol, 0.5% Triton X-100, 0.5% Nonidet P-40, 1 mM dithiothreitol and 0.5 mM phenylmethylsulfonyl fluoride Cell lysates were prepared by dissolving in a solution supplemented with a protase inhibitory cocktail (Calbiochem, La Jolla, CA).
Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) 와 이뮤노블롯 분석은 앞에 설명한 바와 같이 수행하였다. 면역반응 단백질은 ECL chemiluminescence detection kit (Amersham Biosciences, Buckinghamshire, UK) 또는 SuperSignal West Pico chemiluminescent substrate kit (Pierce, Rockford, IL)으로 염색하였다. 동량의 단백질을 로딩하였는지는 β-actin을 면역화학 분석법으로 확인하였다 . 단백질 수준의 변화를 확인하기 위하여 다른 시료들을 사용한 최소한 3번의 독립적인 실험을 수행하였다.Sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) and immunoblot analysis were performed as previously described. Immune response proteins were stained with ECL chemiluminescence detection kit (Amersham Biosciences, Buckinghamshire, UK) or SuperSignal West Pico chemiluminescent substrate kit (Pierce, Rockford, IL). Whether the same amount of protein was loaded was confirmed by β-actin immunochemical analysis. At least three independent experiments with different samples were performed to confirm changes in protein levels.
핵 추출물의 제조 (Preparation of Nuclear Extracts)Preparation of Nuclear Extracts
세포를 차가운 PBS로 세척하고, 표면에서 분리하여 마이크로 튜브에 옮겼다. 50 μl의 용해 완충액 [10 mM HEPES(pH 7.9), 10 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 0.5% Nonidet-P40, 1 mM dithiothreitol 및 0.5 mM phenylmethylsulfonylfluoride]을 세포에 첨가하고 볼텍싱을 하여 세포막을 파괴하였다. 다음, 얼음에서 10분간 방치한 후, 4℃에서 5분동안 원심분하여, 핵을 포함하는 펠렛을 20 mM HEPES (pH 7.9), 400 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mM dithiothreitol 및 1 mM phenylmethylsulfonylfluoride를 포함하는 추출완충액 25 μl에 재현탁시키고, 30분 간 얼음에서 방치한 후, 10분간 10,000g에서 원심분리하여 핵추출물(nuclear extracts)을 함유하는 상등액을 얻었다.Cells were washed with cold PBS, detached from the surface and transferred to micro tubes. 50 μl of lysis buffer [10 mM HEPES (pH 7.9), 10 mM KCl, 0.1 mM EDTA, 0.5% Nonidet-P40, 1 mM dithiothreitol and 0.5 mM phenylmethylsulfonylfluoride] was added to the cells and vortexed to destroy the cell membrane. Then, after standing in ice for 10 minutes, centrifuged for 5 minutes at 4 ℃, the pellet containing the
젤 지연 분석 (Gel Shift Gel Delay Assay (Gel Shift AssayAssay ))
Gel shift 분석을 위하여 CREB 의 컨센서스 서열을 위한 이중 사슬 DNA 탐침 (5’-AGAGATTGCCTGACGTCAGAGAGCTAG-3’ 밑줄친 부분은 핵심 뉴클레오티드 서열임)에 [γ-32P]ATP 와 T4 polynucleotide kinase로 끝 부분에 라벨링을 하여 사용하였다. 반응 혼합물은 20% glycerol, 5 mM MgCl2, 250 mM NaCl, 2.5 mM EDTA, 2.5 mM dithiothreitol, 0.25 mg/ml poly dI-dC, 50 mM Tris-HCl(pH 7.5)을 함유하는 5×binding buffer 2 μl와 10 μg 핵추출물 그리고 멸균 증류수를 포함하여 총량이 10 μl 이었으며, 반응은 1 μl (106 cpm) 의 탐침을 첨가함으로써 개시되었으며, 그 다음 10분간의 사전배양과 그 후 20분 동안의 실온에서의 배양을 계속하였다. DNA에 대한 단백질 결합의 특이성은 방사선동위원소가 라벨링된 탐침을 첨가하기 전에 각 반응혼합물에 레이블 되지 않은 올리고뉴클레오티드를 20배 정도 과다하게 첨가하여 경쟁적인 반응을 시킴으로서 확인하였다. 어떤 실험에서는 DNA 컨센서스 서열에 대한 CREB 결합의 특이성을 특이적인 항체를 각 2 μg을 사용하여 수퍼쉬프트 분석을 함으로써 확인하였다. 시료를 4% polyacrylamide gels 에 로딩하고 140 V에서 전개한 후, 겔을 분리하여 고정시켜 건조시킨 후 방사선동위원소를 사용하 여 측정하였다. Label the end with [γ-32P] ATP and T4 polynucleotide kinase on the double-stranded DNA probe (under 5'-AGAGATTGCC TGACGTCA GAGAGCTAG-3 'is the key nucleotide sequence) for the consensus sequence of CREB for gel shift analysis Was used. The reaction mixture is 5 × binding
데이터 분석 Data Analysis
Scan & Analysis System (Alpha-Innotech Corporation, San Leandro, CA)을 사용하여 스캐닝 덴시토미트리를 수행하였다. 각 레인의 면적을 AlphaEaseTM version 5.5 소프트웨어를 이용하여 계산하였다. Scanning densitometry was performed using a Scan & Analysis System (Alpha-Innotech Corporation, San Leandro, Calif.). The area of each lane was calculated using AlphaEaseTM version 5.5 software.
실험예 1 <메타독신에 의한 지방전구세포에서 지방세포로의 분화억제>Experimental Example 1 <Inhibition of Differentiation of Adipose Progenitor Cells into Adipocytes by Metadoxin>
본 발명에서는 3T3-L1 지방전구세포주 모델을 사용하여 비만에 예방 및 치료효과가 있는 약물을 발굴하기 위한 연구의 일환으로서, 메타독신이 지방 세포의 분화에 영향을 미칠 것인지를 관찰하였다. 3T3-L1 지방전구세포에 호르몬 자극인 MDI 와 메타독신 0.1-1 mM 을 동시에 처치하거나 또는 메타독신 없이 MDI만 처치하고 10% FBS를 함유하는 성장배지에서 8 일간 배양하였다. 메타독신을 처치할 때, 대조군과 비교하여 분화가 농도 의존적으로 억제되는 것을 Oil Red O 염색법으로 세포질 내의 중성지방을 염색함으로써 확인하였다(도 1B). 세포질 내에 Oil Red O로 염색된 트리글리세리드가 축적된 것으로부터 호르몬 처치는 지방전구세포가 잘 분화되도록 한다는 것을 관찰할 수 있었다. 반면, 메타독신을 함께 처리한 경우 현저하게 용량 의존적으로 지방세포로의 분화를 억제하였다.In the present invention, as part of a study for discovering a drug having a prophylactic and therapeutic effect on obesity using the 3T3-L1 progenitor cell line model, it was observed whether metadoxin affects the differentiation of fat cells. 3T3-L1 adipocytes were treated with hormone-stimulated MDI and 0.1-1 mM of metadoxin at the same time, or treated with MDI alone without metadoxin and incubated in growth medium containing 10% FBS for 8 days. When metadoxin was treated, it was confirmed by staining triglycerides in the cytoplasm with Oil Red O staining that concentration-dependent inhibition of differentiation compared to the control group (FIG. 1B). From the accumulation of triglycerides stained with Oil Red O in the cytoplasm, it could be observed that hormonal treatment allows the fat precursor cells to differentiate well. On the other hand, treatment with metadoxine significantly inhibited differentiation into adipocytes in a dose-dependent manner.
지방 분화의 마커 단백질인 PPARγ, C/EBPα, ACC, sterol regulatory element binding protein (SREBP) 의 발현 정도를 관찰하여 지방분화에서의 생화학 적인 변화를 확인하였다. 예상대로 각 지방분화 마커 단백질들은 메타독신에 의해 용량의존적으로 감소되는 것을 면역화학적 분석법으로 확인하였다 (도1C). Biochemical changes in adipose differentiation were confirmed by observing the expression levels of adipose differentiation marker proteins PPARγ, C / EBPa, ACC, and sterol regulatory element binding protein (SREBP). As expected, each lipo differentiation marker protein was confirmed by immunochemical assay that dose-dependently decreased by metadoxin (FIG. 1C).
실험예 2 <Experimental Example 2 < 메타독신에Metadoxin 의한 지방세포 증식에 미치는 영향> Effect on fat cell proliferation>
분열이 정지된 3T3-L1 지방전구세포에 호르몬 자극을 처리하면, 세포는 분열을 재개하고 약 2-3 회의 세포분열이 일어나는 mitotic clonal expansion 단계를 거치게 되고 이 과정은 지방 세포의 분화에 있어서 필수적인 것으로 알려져 있다 (Otto et al., 2005; Sherr et al., 1999; Morrison et al., 1999, Zhang et al., 2004). 따라서 메타독신의 지방세포의 분화억제 효능이 mitotic clonal expansion 과정을 교란시킴으로써 나타나는 현상인지를 알아보았다. 성장이 정지된 지방전구세포에 MDI 를 처리하면, 대조군의 세포는 mitotic clonal expansion 의 과정이 진행되는 약 3 일 동안 세포의 수가 시간의 함수로써 급격히 증가하였다. 메타독신을 처리한 군과 대조군의 상대적인 세포의 수를 측정해본 결과, 두 군간 유의적인 변화는 없었다 (도 2A). When hormonal stimulation is applied to 3T3-L1 progenitor cells that have ceased dividing, the cells undergo a mitotic clonal expansion step, which resumes dividing and occurs about 2-3 times of cell division, which is essential for the differentiation of fat cells. Known (Otto et al., 2005; Sherr et al., 1999; Morrison et al., 1999, Zhang et al., 2004). Therefore, we examined whether metadoxin inhibits the differentiation of adipocytes by disrupting the mitotic clonal expansion process. When MDI was treated with suspended progenitor cells, the number of cells in the control group increased rapidly as a function of time for about three days during the process of mitotic clonal expansion. As a result of measuring the relative number of cells in the metadoxin treated group and the control group, there was no significant change between the two groups (FIG. 2A).
또한 Cyclin-dependent kinase (CDK) 의 활성을 억제하는 단백질은 지방세포의 분화와 연관된 세포 주기를 조절하는데 중요한 기능을 한다. 따라서 CDK 활성 억제 단백질인 p27, p21 과 세포주기의 S 단계의 진행을 의미하는 cyclin A (Sherr et al., 1999) 의 발현 정도를 확인하였다. p21, p27, cyclin A 단백질 발현 정도는 메타독신 처리군과 대조군을 비교하였을 때 유의적인 변화를 관찰할 수 없었다 (도 2B). 이상의 결과는 메타독신에 의한 지방세포의 분화억제 효능이 세포주기를 교란시킴으로써 나타나는 현상이 아닌 것으로 해석된다.Proteins that inhibit the activity of Cyclin-dependent kinase (CDK) also play an important role in regulating the cell cycle associated with the differentiation of adipocytes. Therefore, the expression levels of p27, p21, a CDK activity inhibitory protein, and cyclin A (Sherr et al., 1999), which indicates the progression of S phase of the cell cycle, were confirmed. p21, p27, cyclin A protein expression level was not significantly changed when compared with the metadoxin treatment group and the control group (Fig. 2B). The above results are interpreted that the effect of inhibiting the differentiation of fat cells by metadoxin is not a phenomenon caused by disturbing the cell cycle.
실험예 3 <Experimental Example 3 < 메타독신에Metadoxin 의한 지방세포 분화에 미치는 영향 > Effect on adipocyte differentiation
메타독신에 의한 호르몬 유도성 지방세포의 분화 억제 효능이 분화과정 중 어느 단계의 작용에 의한 것인지를 밝히고자 하였다. 본 실험은 메타독신의 처치 기간이나 메타독신 처치를 시작하는 시점을 달리하여 관찰하였다. 메타독신을 분화 유도 과정 8 일 동안 처치했을 때는 중성지방의 축적이 강력하게 억제되었다 (도 3A, 실험 #3). 지방세포의 분화 유도 과정 중 후반과정인 4 일에서 8 일 사이에 약물을 처리하였을 때 효과적으로 중성지방의 축적이 억제되는 것을 확인하였다 (도 3A, 실험 #3, #4, #5). 반면에 지방세포 분화 유도 과정의 초기 4일까지 약물을 처리하였을 때에는 대조군과 비슷한 정도로 지방축적이 진행되는 것을 확인하였다. 또한 3T3-L1 지방전구세포에 4일에서 8일 까지 약물을 처리하였을 때에는 중성지방의 축적이 현저하게 억제됨을 관찰하였다 (도 3A, 실험 #4, #5). 이러한 결과는 메타독신이 분화의 초기단계가 아니라 후반단계인 지방세포의 분화과정 중에 작용함을 의미한다.The purpose of this study was to investigate the effects of metadoxin-induced differentiation of hormone-induced adipocytes. In this experiment, the treatment period of metadoxin or the timing of metadoxin treatment were differently observed. When metadoxin was treated for 8 days of differentiation induction process, triglyceride accumulation was strongly inhibited (FIG. 3A, Experiment # 3). It was confirmed that the accumulation of triglycerides was effectively inhibited when the drug was treated between 4 and 8 days, which is a late process of adipocyte differentiation (FIG. 3A,
각 처치군에서 메타독신에 의한 중성지질의 축적억제는 지방분화의 표지 단백질인 FAS 와 ACC 의 단백질의 발현 변화를 통해서도 확인할 수 있었다 (도 3B). 이러한 결과는 메타독신에 의한 지방세포 분화 억제 효능이 지방분화의 선행단계인 mitotic clonal expansion 의 차단에 의한 것이 아니라, 후반단계인 지방 분화 단계의 억제에 의한 것으로 해석된다. Inhibition of accumulation of neutral lipids by metadoxin in each treatment group was also confirmed through the expression changes of proteins of FAS and ACC, which are marker proteins of adipose differentiation (FIG. 3B). These results suggest that the inhibition of adipocyte differentiation by metadoxin is not due to the blocking of mitotic clonal expansion, which is a preliminary stage of lipodifferentiation, but by the inhibition of the latter stage.
실험예 4 <Experimental Example 4 < 메타독신에Metadoxin 의한 by PPARPPAR γ 유전자의 전사촉진에 대한 영향> Effect on γ Gene Transcription>
PPAR 들 중에서 PPARγ는 지방세포에 특이적인 것으로, 지방조직 및 지방세포주에서 가장 높게 발현된다. Oil Red O 염색 실험결과에서 얻어진 메타독신에 의한 지방축적의 감소효과가 표적 프로모터에 대한 PPAR 결합의 변화로부터 기인한 것인지 확인하기 위하여, MDI에 의하여 2일간 배양되고 분화된 3T3-L1 지방전구세포에서 루시퍼라제 유전자의 전사촉진을 모니터하였다. 3T3-L1 지방전구세포에 메타독신을 처리하였을 때 PPRE luciferase 활성은 농도 의존적으로 감소하였다 (도4A). 이러한 PPRE luciferase 활성의 감소가 직접적인 PPARγ 길항작용에 의한 것인지를 확인하기 위해 HEK293 세포에 PPARγ 와 RXRα 를 동시에 transfection 한 후에 PPRE luciferase 활성을 확인하였다. 메타독신 처치는 PPARγ 와 RXRα 에 의해 증가된 PPRE luciferase 활성을 변화시키지 못하였다 (도4B). 따라서, 지방세포분화프로그램중의 PPRE 루시퍼라제 활성의 변화는 메타독신에 의한 PPARγ 의존적 유전자 전사의 억제가 아니라 세포분화 (cellular differentiation)의 저해로부터 기인하는 것으로 생각된다.Among PPARs, PPARγ is specific for adipocytes and is most highly expressed in adipose tissue and adipocyte lines. To determine whether the reduction of fat accumulation by metadoxin obtained from Oil Red O staining results from the change of PPAR binding to the target promoter, in 3T3-L1 adipocytes cultured and differentiated by MDI for 2 days The transcriptional promotion of the luciferase gene was monitored. When 3T3-L1 adipocytes were treated with metadoxin, PPRE luciferase activity was decreased in a concentration dependent manner (FIG. 4A). In order to confirm whether the decrease in PPRE luciferase activity was caused by direct PPARγ antagonism, PPRE luciferase activity was confirmed after transfection of PPARγ and RXRα into HEK293 cells. Metadoxin treatment did not alter PPRE luciferase activity increased by PPARγ and RXRα (FIG. 4B). Thus, changes in PPRE luciferase activity in adipocyte differentiation programs are thought to result from inhibition of cellular differentiation, but not inhibition of PPARγ dependent gene transcription by metadoxin.
실험예 5 <Experimental Example 5 < 메타독신에Metadoxin 의한 by CREBCREB 활성화의 감소> Reduction of Activation>
CREB 은 지방전구세포와 호르몬 유도성 지방세포의 분화과정 중에서 지속적으로 발현되는 전사인자로서 지방세포의 증식과 분화를 조절하는 것으로 알려져 있다 (Klemm et al., 1998; Reusch et al., 2000). 활성화된 형태의 CREB 과발현은 지방세포의 증식과 분화과정을 진행시키기에 충분하다. 이것은 세포질 내의 중성지방의 축적, 세포 형태의 변화, 그리고 지방분화의 지표 단백질의 증가에 의해 확인되었다. 반면, 불활성화 형태의 CREB의 과발현에 의해서는 지방세포의 분화과정이 억제되었다 (Reusch et al., 2000). 따라서 메타독신에 의한 지방세포의 분화 억제 효능이 MDI 처치에 의해 CREB이 인산화 되고 활성화되는 과정을 교란시킴으로써 나타나는 현상인지를 알아보고자 하였다. 본 실험에 사용된 인산화된 CREB 에 결합하는 항체는 PKA 에 의해 인산화되는 CREB 의 Ser133 위치에 특이적인 항체이다. 면역화학적 분석에 의해 메타독신 처리 후 초기시간에 MDI 에 의해 유도된 CREB 의 인산화 정도가 감소됨을 확인하였다 (도 5A). 또한 메타독신 처치에 의해 MDI 에 의해 유도된 전체 CREB 의 발현량 또한 감소하였다. 이것은 CRE 에 의해 CREB 의 발현이 조절되기 때문이다 (Meyer et al., 1993). 또한 젤 지연 분석법을 이용하여 CREB consensus 서열 부위에 활성화된 CREB 의 결합 정도를 관찰하였다. 예측한 것과 같이 핵 분획의 단백질이 CREB의 consensus 서열 부위에 결합되는 정도는 메타독신의 처리에 의해 15 분-30 분 이후 감소되었다 (도 5B). 이러한 결과는 면역화학적 분석법에 의한 결과와 일치 하였다 CREB is a transcription factor that is continuously expressed during the differentiation of adipocytes and hormone-induced adipocytes and is known to regulate the proliferation and differentiation of adipocytes (Klemm et al., 1998; Reusch et al., 2000). The activated form of CREB overexpression is sufficient to allow the proliferation and differentiation of adipocytes. This was confirmed by the accumulation of triglycerides in the cytoplasm, changes in cell morphology, and an increase in marker proteins of fat differentiation. On the other hand, overexpression of inactivated forms of CREB inhibited adipocyte differentiation (Reusch et al., 2000). Therefore, we tried to determine whether the effect of inhibiting the differentiation of adipocytes by metadoxin is a phenomenon caused by disturbing the process of phosphorylation and activation of CREB by MDI treatment. The antibody that binds to phosphorylated CREB used in this experiment is an antibody specific for the Ser133 position of CREB phosphorylated by PKA. Immunohistochemical analysis confirmed that the phosphorylation of CREB induced by MDI was reduced at the initial time after metadoxin treatment (FIG. 5A). In addition, the expression of total CREB induced by MDI was also reduced by metadoxin treatment. This is because the expression of CREB is regulated by CRE (Meyer et al., 1993). In addition, the degree of binding of activated CREB to the CREB consensus sequence site was observed using a gel delay assay. As expected, the extent of binding of the protein of the nuclear fraction to the consensus sequence site of CREB was reduced after 15-30 min by treatment with metadoxin (FIG. 5B). These results were in agreement with those obtained by immunochemical analysis.
실험예 6 <Experimental Example 6 < PKAPKA 의존적인 Dependent CREBCREB 인산화에 대한 For phosphorylation 메타독신의Metadox 영향> Impact>
메타독신이 직접적으로 CREB 의 인산화와 활성을 감소시키는지를 확인하기 위하여 지방전구세포에 PKA를 활성화시켜 cAMP 를 증가시키는 물질들과 메타독신을 동시에 처치하였다. 3T3-L1 지방전구세포에 8-Br-cAMP 또는 forskolin 을 처치하면 인산화된 CREB 의 발현량은 증가하였다. 이러한 물질들에 의해서 증가된 인산화된 CREB 의 발현은 메타독신 처치에 의해 초기시간부터 지속적으로 감소되었다 (도6A, B). 반면, 화학적 PKA 억제제인 H89 를 전처치하면 MDI 에 의해 유도된 CREB 의 인산화가 감소되었다 (도6C). 이상의 결과는 메타독신이 PKA-adenylate cyclase 신호체계를 교란시킴으로써 CREB 의 인산화를 감소시켜 지방세포의 분화에 억제 효능을 갖는다는 것을 증명한다. To determine whether metadoxine directly reduced phosphorylation and activity of CREB, metadoxin was simultaneously treated with substances that increased cAMP by activating PKA in adipocytes. When 3T3-L1 adipocytes were treated with 8-Br-cAMP or forskolin, the expression level of phosphorylated CREB was increased. The expression of phosphorylated CREB increased by these substances was continuously decreased from the initial time by metadoxin treatment (Figures 6A, B). In contrast, pretreatment with H89, a chemical PKA inhibitor, reduced phosphorylation of CREB induced by MDI (FIG. 6C). These results demonstrate that metadoxin has an inhibitory effect on the differentiation of adipocytes by reducing the phosphorylation of CREB by disrupting the PKA-adenylate cyclase signaling system.
실험예 7 < 메타독신에 의한 C/ EBPβ발현의 감소 > Example 7 <reduction of C / EBP β expression by single meta>
C/EBPβ 는 지방세포의 분화 과정 초기의 핵심 조절인자이다 (Yeh et al., 1995). C/EBPβ 는 CREB 의 타켓 유전자로서 지방세포의 분화 과정에서 중요한 역할을 한다. C/EBPβ 는 C/EBPα 와 PPARγ 의 전사를 활성화 시키고, 지방세포의 분화과정의 초기단계인Mitotic clonal expansion 와 후반단계인 분화과정의 중요한 조절인자로 알려져 있다 (Lane et al., 2005). 따라서 호르몬 자극으로 지방세포의 분화를 유도시키면서 C/EBPβ-LAP 과 C/EBPβ-LIP 의 발현을 관찰하였다. 호르몬 자극으로 유도된 C/EBPβ 의 활성은 메타독신 처치 24 시간 이 후 그 발현량이감소하였다 (도7). 또한 배경을 제외한 밴드 영역의 강도를 정량한 결과 메타독신 처치군의 LAP/LIP 의 비율이 12 시간 에서부터 48 시간 까지 대조군에 비해 감소하였다 (도7). 이러한 결과는 메타독신에 의해 지방세포 분화를 억제하는 방향으로의 전사인자 복합체가 형성되었다는 것을 의미한다. C / EBPβ is a key regulator early in the differentiation process of adipocytes (Yeh et al., 1995). C / EBPβ is a target gene of CREB and plays an important role in adipocyte differentiation. C / EBPβ activates the transcription of C / EBPa and PPARγ, and is known to be an important regulator of mitotic clonal expansion and late stage differentiation (Lane et al., 2005). Therefore, hormonal stimulation induced the differentiation of adipocytes and observed the expression of C / EBPβ-LAP and C / EBPβ-LIP. The hormonal stimulation-induced activity of C / EBβ decreased its expression after 24 hours of metadoxin treatment (FIG. 7). In addition, as a result of quantifying the intensity of the band region excluding the background, the ratio of LAP / LIP of the metadoxin treatment group decreased from 12 hours to 48 hours compared to the control group (FIG. 7). These results indicate that metadoxin formed a transcription factor complex in the direction of inhibiting adipocyte differentiation.
메타독신을 유효성분으로 함유하는 다양한 형태의 제제를 하기와 같이 제조하였다.Various forms of preparations containing metadoxin as active ingredients were prepared as follows.
제제예 1: 정제의 제조Formulation Example 1 Preparation of Tablet
메타독신 100 ㎎Metadoxin 100 mg
유당 50 ㎎
전분 10 ㎎
스테아린산 마그네슘 적량Magnesium stearate proper amount
상기의 성분들을 혼합하고 통상적인 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.The tablets were prepared by mixing the above components and tableting according to a conventional method for preparing tablets.
제제예 2: 산제의 제조Formulation Example 2: Preparation of Powder
메타독신 250 ㎎Metadoxin 250 mg
유당 30 ㎎
전분 20 ㎎
스테아린산 마그네슘 적량Magnesium stearate proper amount
상기의 성분들을 긴밀히 혼합한 후 폴리에틸렌이 코팅된 포에 충진하고 밀봉하여 산제를 제조하였다.After the above ingredients were mixed intimately, a powder was prepared by filling and sealing a polyethylene-coated cloth.
제제예 3: 캅셀제의 제조Formulation Example 3: Preparation of Capsule
메타독신 500 ㎎Metadoxin 500 mg
유당 30 ㎎
전분 28 ㎎Starch 28 mg
탈크 2 ㎎
스테아린산 마그네슘 적량Magnesium stearate proper amount
상기의 성분들을 혼합하고 통상적인 캅셀제의 제조방법에 따라서 젤라틴 경캅셀에 충진하여 캅셀제를 제조하였다.The above ingredients were mixed and filled into gelatin light capsules according to a conventional method for preparing capsules to prepare capsules.
제제예 4: 현탁제의 제조Formulation Example 4: Preparation of Suspending Agent
메타독신 50 ㎎Metadoxin 50 mg
이성화당 10 g10 g of isomerized sugar
설탕 30 ㎎30 mg of sugar
나트륨 카복시메틸셀룰로즈 100 ㎎Sodium Carboxymethylcellulose 100 mg
레몬향 적량Lemon flavor
정제수 적량 가하여 전체 100 ㎖Add 100 ml of purified water
상기의 성분들을 혼합하여 통상적인 현탁제의 제조방법에 따라 현탁제를 제조한 후 100 ㎖ 용량의 갈색병에 충진하고 멸균하여 현탁제를 제조하였다.The above components were mixed to prepare a suspension according to a conventional method for preparing a suspension, and then filled into a 100 ml brown bottle and sterilized to prepare a suspension.
제제예 5: 연질캅셀제의 제조(연질캅셀제 1정 중 함량)Formulation Example 5 Preparation of Soft Capsule (Content in 1 Tablet of Soft Capsule)
메타독신 500 ㎎Metadoxin 500 mg
폴리에틸렌글리콜 400 400 ㎎Polyethylene glycol 400 400 mg
농글리세린 55 ㎎Concentrated glycerin 55 mg
정제수 35 ㎎Purified water 35 mg
폴리에틸렌글리콜과 농글리세린을 혼합한 후 정제수를 첨가한 혼합물을 약 60℃로 유지한 상태에서 플라본을 넣고 교반기로 약 1,500 rpm으로 교반하면서 균일하게 혼합하였다. 상기 혼합액을 서서히 교반하면서 실온으로 냉각하고 진공펌프로 기포를 제거하여 연질캅셀의 내용물을 준비하였다.After mixing polyethylene glycol and concentrated glycerin, flavone was added while maintaining the mixture to which purified water was added at about 60 ° C., followed by uniform mixing while stirring at about 1,500 rpm with a stirrer. The mixture was cooled slowly to room temperature with gentle stirring, and the contents of the soft capsule were prepared by removing bubbles with a vacuum pump.
연질캅셀의 피막은 당분야에 공지된 젤라틴, 가소제의 소프트 처방으로 하여 1캅셀당 젤라틴 132 ㎎, 농글리세린 52 ㎎, 70% 디솔비톨액 6 ㎎ 및 착향제로 에틸바닐린 적량, 코팅기제로 카르나우바납을 사용하여 통상적인 제조방법으로 제조하였다.The soft capsule film is gelatin known in the art, soft formulation of plasticizer, gelatin 132 mg per 1 capsule, concentrated glycerin 52 mg, 70
제제예 6: 주사제의 제조Formulation Example 6 Preparation of Injection
메타독신 200 ㎎Metadoxin 200 mg
만니톨 180 ㎎Mannitol 180 mg
주사용 멸균 증류수 2974 ㎎Sterile distilled water for injection 2974 mg
Na2HPO412H2O 26 ㎎Na 2 HPO 4 12H 2 O 26 mg
통상적인 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2 ㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.According to the conventional method for preparing an injection, the amount of the above ingredient is prepared per ampoule (2 ml).
제제예 7: 음료의 제조Formulation Example 7 Preparation of Beverage
메타독신 0.01gMetadoxin 0.01g
구연산 8.5g8.5 g citric acid
백당 10g 10g per bag
포도당 2.5g2.5 g of glucose
DL-사과산 0.3gDL-apple acid 0.3 g
정제수 적량Purified water
상기의 성분 함량에 정제수를 적량 배합하여 총100mL이 되도록 하여 교반하고 통상의 음료제조 방법으로 제조하였다.A proper amount of purified water was added to the above-mentioned ingredient content to make a total of 100 mL, followed by stirring.
참고문헌:references:
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약어: 본 출원 명세서에 기재된 약어는 각각 다음을 의미한다.Abbreviations: Each abbreviation described in the present specification means the following.
ACC: acetyl CoA carboxylase; AMPK: AMP-activated protein kinase; ACC: acetyl CoA carboxylase; AMPK: AMP-activated protein kinase;
CDK: cyclin depend kinase; C/EBP: CCAAT/enhancer binding protein; CRE: cyclic AMP response element; CREB : cyclic AMP response element binding protein; FAS: fatty acid synthase; IBMX: 3-isobutyl-1-methylxanthine; MAPK: mitogen activated protein kinase; MDI: 3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone and insulin; PKA: protein kinase ; PPAR: peroxisome proliferator activated receptor, SREBP: sterol regulatory element binding proteinCDK: cyclin depend kinase; C / EBP: CCAAT / enhancer binding protein; CRE: cyclic AMP response element; CREB: cyclic AMP response element binding protein; FAS: fatty acid synthase; IBMX: 3-isobutyl-1-methylxanthine; MAPK: mitogen activated protein kinase; MDI: 3-isobutyl-1-methylxanthine, dexamethasone and insulin; PKA: protein kinase; PPAR: peroxisome proliferator activated receptor, SREBP: sterol regulatory element binding protein
도 1은 메타독신에 의한 3T3-L1 preadipocytes(지방전구세포)에서 지방세포로의 분화억제 효과를 관찰한 결과이다. 도1A는 메타독신의 화학구조이며, 도1B는 세포질 내의 트리글리세라이드를 Oil Red O 염색한 결과이다. 도1C는 지방분화의 지표 단백질인 PPARγ, C/EBPα, ACC, SREBP의 발현 정도를 세포 용해물(cell lysates)에 대하여 면역화학 분석법으로 확인한 결과로, 동량의 단백질을 로딩하였는지는 β-액틴으로 확인하였으며, 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인하였으며 도1C는 그 중 대표적인 것이다. 1 is a result of observing the effect of inhibiting the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes (fat progenitor cells) to adipocytes by metadoxin. Figure 1A is the chemical structure of metadoxin, Figure 1B is the result of Oil Red O staining triglyceride in the cytoplasm. FIG. 1C shows the expression level of PPARγ, C / EBPa, ACC, and SREBP, which are indicator proteins of adipose differentiation, by immunochemical analysis on cell lysates. The same amount of protein was loaded by β-actin. The results were confirmed by three independent experiments, and FIG. 1C is representative of them.
도 2는 메타독신이 지방세포 증식 및 세포주기조절 단백질에 미치는 영향을 관찰한 결과이다. (A)의 수치는 3번의 별개의 실험결과로부터 얻은 평균±S.E 이다 (* 및 ** 는 각각 대조군과 비교하여 p<0.05, p<0.01 로 유의함을 의미함). 2 is a result of observing the effect of metadoxin on adipocyte proliferation and cell cycle control protein. The value in (A) is the mean ± S.E obtained from three separate experiments (* and ** mean p <0.05 and p <0.01, respectively, compared to the control).
(B)세포 용해물에서 p27, p21 및 cyclin A에 대한 면역화학 분석법을 실시한 결과로, 동량의 단백질을 로딩하였는지는 β-액틴으로 확인하였으며, 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인하였다.(B) Immunohistochemical analysis of p27, p21 and cyclin A in cell lysates confirmed that β-actin was loaded with the same amount of protein, and the results were confirmed by three independent experiments.
도 3은 메타독신의 처리 시간에 따른 메타독신의 지방세포 분화에 미치는 영향을 관찰한 결과이다. (A) 세포질의 트리글리세리드의 Oil Red O 염색결과이다. MDI-유도 분화프로그램 과정 중 굵게 표시된 기간 동안 3T3-L1 지방전구세포를 1mM 메타독신 (도3에 Meta로 표시)으로 처리하였다. 현미경사진은 8일째에 세포를 10% 포르말린으로 고정시키고 Oil Red O 염색한 결과이다. (B)세포 용해물로 FAS 및 ACC에 대하여 면역화학 분석법으로 분석한 결과이다. 동량의 단백질을 로딩하였 는지는 β-액틴으로 확인하였으며, 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인하였다.Figure 3 is a result of observing the effect on the differentiation of metadoxin adipocytes with the treatment time of metadoxin. (A) Oil Red O staining of cytoplasmic triglycerides. 3T3-L1 adipocytes were treated with 1 mM metadoxin (indicated in Meta in FIG. 3) during the periods shown in bold during the MDI-induced differentiation program. The micrograph shows the result of Oil Red O staining with cells fixed at 10% formalin on day 8. (B) Cell lysates were analyzed by immunochemical analysis for FAS and ACC. Loading the same amount of protein was confirmed by β-actin, the results were confirmed by three independent experiments.
도 4는 PPARγ 리포터 활성에 대한 메타독신의 효과를 나타낸 것이다. (A) 3T3-L1 지방전구세포에서의 PPRE 리포터의 상대적 활성. 3T3-L1 전구지방세포에 MDI-유도 분화 프로그램을 48시간 동안 적용시키고 PPRE 루시퍼라제 활성에 대한 메타독신의 효과를 측정하였다. 수치는 적어도 3번의 독립적인 실험으로 얻은 결과의 평균±S.E이다. (**는 무처리군과 비교하여 p<0.01로 통계적으로 유의함; # 및 ##는 각각 MDI 만 처리시와 비교하여 p<0.05, P<0.01로 통계적으로 유의함을 나타낸다) (B) HEK293세포에서의 상대적 PPRE 루시퍼라제 활성을, HEK293세포를 1mM 메타독신으로 48시간 동안 처리 후 측정하였다. 수치는 적어도 3번의 독립적인 실험으로 얻은 결과의 평균±S.E이다. (*는 mock 트랜스펙션과 비교하여 p<0.05 통계적으로 유의함을 나타냄).4 shows the effect of metadoxin on PPARγ reporter activity. (A) Relative activity of PPRE reporter in 3T3-L1 adipocytes. The MDI-induced differentiation program was applied to 3T3-L1 progenitor cells for 48 hours and the effect of metadoxin on PPRE luciferase activity was measured. Values are the mean ± S.E of results from at least three independent experiments. (** is statistically significant at p <0.01 compared to no treatment group; # and ## respectively are statistically significant at p <0.05, P <0.01 compared to MDI only treatment) (B) Relative PPRE luciferase activity in HEK293 cells was measured after treatment of HEK293 cells with 1 mM metadoxin for 48 hours. Values are the mean ± S.E of results from at least three independent experiments. (* Indicates p <0.05 statistically significant compared to mock transfection).
도5는 메타독신(Meta)에 의한 지방세포의 분화 과정 중 유도되는 CREB의 활성화에 미치는 영향을 관찰한 결과로, MDI-유도 분화프로그램 동안 메타독신 (Meta)에 의한 CREB 인산화의 저해효과를 보여준다. (A) CREB에 대한 면역화학 분석. 비히클 또는 1mM 메타독신으로 그림에 나타난 시간동안 처리한 3T3-L1 지방전구세포에서 인산화된 CREB(Ser133) 및 총CREB를 측정하였다. 동량의 단백질을 로딩하였는지는 β-액틴으로 확인하였다. (B) 젤 지연 분석. 비히클 또는 1mM 메타독신으로 처리한 3T3-L1 지방전구세포에서 CREB-DNA 결합활성을 측정하였다. 핵추출물을 CREB-결합 올리고뉴클레오티드와 반응시키고 결합특이성 (binding specificity)을 과량의 탐침 경쟁반응 또는 수퍼쉬프트 분석으로 확인하였다. 결 과는 3번의 독립적인 실험으로 확인하였다.FIG. 5 shows the effects of CREB activation induced during the differentiation of adipocytes by metadoxin (Meta), showing the inhibitory effect of CREB phosphorylation by metadoxin (Meta) during MDI-induced differentiation program. . (A) Immunohistochemical analysis for CREB. Phosphorylated CREB (Ser133) and total CREB were measured in 3T3-L1 adipocytes treated with vehicle or 1 mM metadoxin for the time indicated in the figure. Loading the same amount of protein was confirmed by β-actin. (B) Gel Delay Assay. CREB-DNA binding activity was measured in 3T3-L1 adipocytes treated with vehicle or 1 mM metadoxin. The nuclear extract was reacted with CREB-binding oligonucleotides and binding specificity was confirmed by excess probe competition or supershift analysis. The results were confirmed by three independent experiments.
도 6은 PKA 의존적인 CREB 활성화에 있어서 메타독신의 영향을 관찰한 것으로, 메타독신에 의한 PKA 의존적인 CREB 인산화 억제에 대한 결과를 나타낸다. (A) 8-Br-cAMP에 의하여 유도된 CREB 인산화에 대한 메타독신(Meta)의 효과. 100μM 8-Br-cAMP와 1mM 메타독신으로 3T3-L1 지방전구세포를 처리하였을 때 CREB의 Ser133에서의 인산화를 측정하였다. (B) Forskolin으로 유도한 CREB 인산화(Ser133)에 대한 메타독신의 효과. 10μM forskolin을 메타독신과 함께 또는 메타독신 처리없이 3T3-L1 지방전구세포에 0.25-1시간 동안 처리하였다. (C) MDI에 0.25-1시간 동안 노출된 3T3-L1 지방전구세포에서의 CREB 인산화에 대한 10μM H89(PKA 저해제)의 저해 효과. 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인되었으며, 대표적인 블롯결과를 나타내었다.Figure 6 shows the effect of metadoxin on PKA dependent CREB activation, showing the results for inhibition of PKA dependent CREB phosphorylation by metadoxin. (A) Effect of metadoxin (Meta) on CREB phosphorylation induced by 8-Br-cAMP. Phosphorylation of CREB at Ser133 was measured when 3T3-L1 adipocytes were treated with 100 μM 8-Br-cAMP and 1 mM metadoxin. (B) Effect of metadoxin on Forskolin induced CREB phosphorylation (Ser133). 10 μM forskolin was treated with 3T3-L1 adipocytes with or without metadoxine for 0.25-1 hour. (C) Inhibitory effect of 10 μM H89 (PKA inhibitor) on CREB phosphorylation in 3T3-L1 adipocytes exposed to MDI for 0.25-1 h. The results were confirmed by three independent experiments and showed representative blot results.
도 7은 메타독신을 처리한 3T3-L1 지방전구세포에서의 CREB의 표적 유전자이자 분화 과정 중 핵심 전사인자인 C/EBPβ 유전자의 발현결과이다. 메타독신과 함께 또는 메타독신 없이 MDI 를 함유하는 배지에서 3T3-L1 지방전구세포를 1-48시간동안 배양하고 C/EBPβ-LAP 및 C/EBPβ-LIP를 이뮤노블롯팅하였다. 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인되었다. LAP 및 LIP의 상대적인 강도를 덴시토메트리로 측정하였다. 하단 오른쪽 패널은 LIP에 대한 LAP 의 비를 나타낸다. 수치는 3번의 독립적인 실험으로 얻은 결과의 평균±S.E이다. (*는 MDI 만 처리시와 비교하여 p<0.05로 통계적으로 유의함을 나타낸다) (B) MAPK 인산화에 대한 메타독신의 효과. 세포 용해물 (각 20μg)에서 phospho-ERK(Thr202/Tyr204) 및 ERK, phospho- JNK(Thr183/Tyr185) 및 JNK, phospho-p38(Thr180/Tyr182) 및 p38에 대한 면역화학적 분석을 수행하였다. 결과는 3번의 독립적인 실험으로 확인되었으며, 대표적인 블롯결과를 나타내었다. 7 is a result of expression of C / EBβ gene, which is a target gene of CREB and a key transcription factor during differentiation in 3T3-L1 adipocytes treated with metadoxin. 3T3-L1 adipocytes were cultured for 1-48 hours in medium containing MDI with or without metadoxin and immunoblotting C / EBβ-LAP and C / EBβ-LIP. The results were confirmed by three independent experiments. Relative intensities of LAP and LIP were measured by densitometry. The lower right panel shows the ratio of LAP to LIP. The figure is the mean ± S.E of the results from three independent experiments. (* Indicates statistically significant at p <0.05 compared to MDI only treatment). (B) Effect of metadoxin on MAPK phosphorylation. Immunohistochemical analysis of phospho-ERK (Thr202 / Tyr204) and ERK, phospho-JNK (Thr183 / Tyr185) and JNK, phospho-p38 (Thr180 / Tyr182) and p38 in cell lysates (20 μg each) was performed. The results were confirmed by three independent experiments and showed representative blot results.
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