KR101168054B1 - Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating Autophagy-associated Disease and Method of Screening Thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 오토파고나이저(autophagonizer)라는 명칭의 소분자 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염의 약제학적 유효량 ; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 오토파고나이저를 포함하는 약제학적 조성물은 세포의 오토파지(autophagy)를 효과적으로 유도하므로, 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료에 큰 효능을 발휘한다. 또한 본 발명의 오토파고나이저를 포함하는 약제학적 조성물은은 아폽토시스와 무관한 메카니즘으로 세포 사멸을 유도하므로, 아폽토시스 메카니즘이 손상된 경우에도 효과적으로 사용될 수 있다.
The present invention provides a pharmaceutical composition comprising: (a) a pharmaceutically effective amount of a small molecule named autophagonizer or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (b) relates to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of autophagy-related diseases comprising a pharmaceutically acceptable carrier.
The pharmaceutical composition comprising the autophagogenizer of the present invention effectively induces autophagy of cells, thus exhibiting great efficacy in preventing or treating autophagy-related diseases. In addition, the pharmaceutical composition comprising the autophagogenizer of the present invention induces cell death by apoptosis-independent mechanism, and thus can be effectively used even when the apoptosis mechanism is impaired.

Description

오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 그의 스크리닝방법{Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating Autophagy-associated Disease and Method of Screening Thereof}Pharmaceutical Composition for Preventing or Treating Autophagy-associated Disease and Method of Screening Thereof}

본 발명은 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 오토파고나이저라는 명칭의 소분자를 포함하는 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating autophagy-related diseases. More specifically, the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating autophage-related diseases, including a small molecule named autophagogenizer.

오토파지는 기아상태생존, 감염성 세균으로부터의 보호 및 신경붕괴조절과 같은 세포 기능을 조절하는데 중요한 역할을 한다. 오토파지는 진화적으로 보존된 과정으로, 이스트에서 포유류에 이르기까지 모든 진핵세포에서 나타난다(Klionsky et al.(2000)). 오토파지 초기에, 세포질 및 세포 내 기관들은 오토파고섬(autophagosome)이라는 이중-막-결합 구조로 퇴화한다. 그 후 오토파고섬은 리소좀과 융합하여 오토리소좀(autolysosome)을 형성하고, 상기 퇴화된 물질은 리소좀 가수분해효소에 의해 분해되어 재사용된다. 그러나, 이러한 과정에 내재한 분자적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않았다(Tsukada and Ohsumi(1993); Thumm et al.(1994)). Autophages play an important role in regulating cellular functions such as starvation, protection from infectious bacteria and regulation of neurodecay. Autophagy is an evolutionarily conserved process that occurs in all eukaryotes, from yeast to mammals (Klionsky et al. (2000)). Early in autophagy, cytoplasm and intracellular organs degenerate into a double-membrane-bound structure called an autophagosome. The autopago island is then fused with the lysosome to form an autolysosome, and the degraded material is degraded by lysosomal hydrolase and reused. However, the molecular mechanisms inherent in this process are not yet known (Tsukada and Ohsumi (1993); Thumm et al. (1994)).

오토파지 경로는 두개의 독특한 유비퀴틴-유사 접합 시스템을 포함한다: Atg8PE(phosphatidylethanolamine) 및 Atg12Atg5. 상기 경로는 이스트 Vps34 동족체인 클라스 III PI3K(phosphatidylinositol 3-kinase) 복합체(Kihara et al.(2001))와 함께 오토파고섬 형성에 관련된다(Ohsumi(2001)). 상기 복합체 내 베클린 1(Beclin 1, 이스트 Atg6의 오르토로그)은 암 억제 유전자 산물이다(Liang et al.(1999); Qu et al.(2003); Yue et al.(2003)). 많은 종류의 세포에서, 성장요소 및 시토킨에 의한 class I PI3K/AKT 신호 경로의 자극은 오토파지를 억제하는 효과를 갖는다(Petiotet al.(2000); Melendez et al.(2003); Arico et al.(2001); Kanazawa et al.(2004)). 상기 억제 효과는 아마도 오토파지를 하향 조절하는 라파마이신표적(target of rapamycin(TOR)) 키나아제의 class I PI3K/AKT-의존적 활성화 때문일 것이다(Blommaart et al.(1995); Noda and Ohsumi(1998); Abeliovich et al.(2000); Abeliovic et al.(2003)). PI 3-키나아제 억제제인 워트마닌(wortmannin) 및 3-메틸아데닌(3-MA)으로 처리한 세포에서는 오토파고섬 전구체가 발생하지 않는데, 이는 오토파지성 액포 형성 초기 단계에서 PI 3-키나아제의 활성이 중요함을 시사한다(Mizushima et al.(2001). 사실 3-MA는 오랫동안 오토파지 억제제로서 사용되어 왔다(Seglen and Gordon(1982)).The autophagy pathway comprises two unique ubiquitin-like conjugation systems: Atg8PE (phosphatidylethanolamine) and Atg12Atg5. This pathway is involved in the formation of autophago islands with the class III phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K) complex (Kihara et al. (2001)), an East Vps34 homologue (Ohsumi (2001)). Beclin 1 (ortholog of yeast Atg6) in the complex is a cancer suppressor gene product (Liang et al. (1999); Qu et al. (2003); Yue et al. (2003)). In many cell types, stimulation of the class I PI3K / AKT signaling pathway by growth factors and cytokines has the effect of inhibiting autophagy (Petiotet al. (2000); Melendez et al. (2003); Arico et al. (2001); Kanazawa et al. (2004). The inhibitory effect is probably due to class I PI3K / AKT-dependent activation of the target of rapamycin (TOR) kinase that downregulates autophagy (Blommaart et al. (1995); Noda and Ohsumi (1998); Abeliovich et al. (2000); Abeliovic et al. (2003). Cells treated with the PI 3-kinase inhibitors wortmannin and 3-methyladenine (3-MA) do not generate autophagosome precursors, which are active during the early stages of autophagy vacuogenesis. This is important (Mizushima et al. (2001). In fact, 3-MA has long been used as an autophagy inhibitor (Seglen and Gordon (1982)).

특정조건 하에서 오토파지가 세포 사멸을 일으킬 수 있다는 사실이 최근에 알려졌다. 세포 사멸은 일반적으로 아폽토시스와 관련되어 있으나, 오토파지 및 논-리소좀 소포성 세포 사멸과 같은 다른 방식으로도 일어날 수도 있다. 그러나, 오토파지성 세포 사멸에 내재한 메커니즘은 거의 규명되지 않은 상태이다. 수많은 연구는 유방, 결장, 전립선 및 뇌에서 유래한 암세포 내에서 다양한 항암요법에 반응하여 오토파지 또는 오토파지성 세포 사멸이 활성화됨을 보고하고 있다. It is recently known that autophagy can cause cell death under certain conditions. Cell death is generally associated with apoptosis, but may also occur in other ways, such as autophagy and non-lysosomal vesicular cell death. However, the mechanism inherent in autophagy cell death is little known. Numerous studies report that autophagy or autophagy cell death is activated in response to various chemotherapy in cancer cells derived from breast, colon, prostate and brain.

특히, 상당수의 암세포가 영양 결핍에 대한 저항성을 가지고 있는데, 이는 암세포의 오토파지를 활성화 시키는 능력 때문이다(Hwang and Lee(2007)). 어떤 세포는 암 억제제 베클린 1을 코딩하는 유전자와 같은 ATG 유전자에 돌연변이를 가지고 있다. 오토파지 촉진은 암세포 성장의 억제 및 세포 사멸을 초래한다.In particular, many cancer cells are resistant to malnutrition because of their ability to activate autophagy (Hwang and Lee (2007)). Some cells carry mutations in the ATG gene, such as the gene encoding the cancer suppressor Becklin 1. Autophagy promotion results in inhibition of cancer cell growth and cell death.

따라서 새롭고 잠재적인 오토파지-유도성 물질은, 종양 형성과정에서 오토파지의 역할을 연구함에 크게 기여할 수 있으며 새로운 암 치료법의 기반을 형성할 수 있다. Thus, new and potential autophagy-inducing substances can greatly contribute to studying the role of autophagy in tumor formation and can form the basis of new cancer therapies.

다음과 같은 다양한 물리 화학적 치료법들이 암세포의 오토파지를 유도하는 것으로 보고되고 있다: 종양유전자 Ras에 노출(Chi et al.(1999)), 방사선조사(Paglin et al.(2001), 삼산화비소(Kanzawa et al.(2005)), 세라마이드(Daido et al.(2004)), 레스베라톨(resveratrol)(Opipari et al.(2004)), 테모졸로미드(temozolomide)(Kanzawa et al.(2004)), 도파민(Gomez-Santos et al.(2003)), 엔도스타틴(Tal-Or et al.(2003)), 대두 B-그룹 트리테르페노이드 사포닌(Ellington et al.(2005)) 및 히스톤 디아세틸라제(HDAC) 억제제(Shao et al.(2004); Oh et al.(2008)).Various physicochemical therapies have been reported to induce autophagy in cancer cells: exposure to oncogene Ras (Chi et al. (1999)), irradiation (Paglin et al. (2001), arsenic trioxide (Kanzawa) et al. (2005)), ceramides (Daido et al. (2004)), resveratrol (Opipari et al. (2004)), temozolomide (Kanzawa et al. (2004)) Dopamine (Gomez-Santos et al. (2003)), endostatin (Tal-Or et al. (2003)), soybean B-group triterpenoid saponins (Ellington et al. (2005)) and histone deacetylases (HDAC) inhibitors (Shao et al. (2004); Oh et al. (2008)).

포유류 라파마이신 표적(mTOR)의 억제자인 라파마이신은 오토파지를 유도하고 악성 신경 교종 세포의 증식을 억제한다(Takeuchi et al.(2005)). 암 진행을 제어함에 있어 오토파지가 핵심적 역할을 한다는 사실은, 산발성 유방암, 난소암 및 전립선 암에서 베클린 1의 40-75%가 단일대립유전자성으로 삭제되어 있고, 상기 베클린 1이 마우스에서 단일불충분 암 억제제로서 효과적으로 기능한다는 사실을 보여주는 최근 연구 결과에 의해 뒷받침된다(Qu et al.(2003); Yue et al.(2003)). 오토파지가 종양 형성 장벽을 제공하는 메커니즘은 여전히 이론적일 뿐이고, 오토파지로부터 세포 사멸에 이르기까지 연관되는 신호 경로 역시 아직 완전히 알려져 있지 않다.Rapamycin, an inhibitor of the mammalian rapamycin target (mTOR), induces autophagy and inhibits the proliferation of malignant glioma cells (Takeuchi et al. (2005)). The fact that autophagy plays a key role in controlling cancer progression is that 40-75% of beclin 1 has been deleted as monoallele in sporadic breast, ovarian and prostate cancers, and the beclin 1 is in mice. It is supported by recent research showing that it functions effectively as a monodeficient cancer inhibitor (Qu et al. (2003); Yue et al. (2003)). The mechanism by which autophages provide a tumor-forming barrier is still theoretical, and the signaling pathways involved from autophagy to cell death are not yet fully known.

아테롬성 동맥 경화증에 있어서, 라파마이신으로 코팅한 스텐트를 이용한 치료법은 점착성 대식세포의 수를 현저히 감소시켰으나 근육세포를 제거하지는 않았다(Verheye et al.(2007)). 대식세포는 플라그 제거에 있어 중심적인 역할을 하는데, 이러한 대식세포가 오토파지성 세포 사멸에 의해 선별적으로 정화될 수 있다는 사실은 아테증성 동맥경화증 플라그에 대한 새로운 치료 방법을 제시한다. 오토파지는 노화-관련 질병 또한 증가시킬 수 있다. 노인성 황반변성(Age-related macular degeneration(AMD))은 오토파지 및 노화된 망막색소 상피세포 내 엑소좀(exosome) 활성화의 결과로 발생할 수 있다(Wang et al.(2009)). AMD는 중년 드루젠증 환자 시각 상실의 주된 원인이며, 망막 황반부 내 물질의 세포 밖 무정형적 축적은 AMD의 초기 신호이다. 드루젠이란 안구 브런치막 내에 축적되는 백색 또는 황색의 세포밖 물질을 말한다. AMD 도너 안구 내 드루젠은 오토파지 마커인 Atg5, Atg12-Atg5 접합체 및 엑소좀을 포함하는데, 이는 오토파지 및 엑소좀에 의해 분비되는 내부 단백질의 증가가 드루젠 형성에 기여한다는 사실을 뒷받침하는 것이다. 오토파지의 조절은 세포내 항상성 제어에 있어 중요한 요소이며, 따라서 암, 아테롬성 동맥경화증 및 AMD와 같은 심각한 질병의 잠재적 치료법의 근간을 형성한다.
In atherosclerosis, treatment with rapamycin-coated stents significantly reduced the number of adherent macrophages but did not remove muscle cells (Verheye et al. (2007)). Macrophages play a central role in plaque removal, and the fact that these macrophages can be selectively purified by autophagy cell death suggests a new treatment for atherosclerotic plaques. Autophagy can also increase aging-related diseases. Age-related macular degeneration (AMD) can occur as a result of exosome activation in autophagy and aged retinal pigment epithelial cells (Wang et al. (2009)). AMD is the leading cause of visual loss in middle-aged drusen patients, and extracellular amorphous accumulation of substances in the retinal macular area is an early signal of AMD. Druzen refers to a white or yellow extracellular substance that accumulates in the eye brunch membrane. Drusen in the AMD donor eye contains the autophagy markers Atg5, Atg12-Atg5 conjugates and exosomes, supporting the fact that the increase in internal proteins secreted by autophagy and exosomes contribute to drusen formation. . The regulation of autophagy is an important factor in controlling intracellular homeostasis and thus forms the basis for potential treatment of serious diseases such as cancer, atherosclerosis and AMD.

본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
Numerous papers and patent documents are referenced and cited throughout this specification. The disclosures of the cited papers and patent documents are incorporated herein by reference in their entirety to better understand the state of the art to which the present invention pertains and the content of the present invention.

본 발명자들은 오토파지 관련 질환을 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있는 신규한 약제학적 조성물의 개발을 위하여 예의 연구 노력하였고 그 결과 오토파고나이저(autophagonizer)라는 명칭의 소분자가 아폽토시스-무관 메카니즘으로 세포의 오토파지(autophagy)를 효과적으로 유도함을 밝혀냄으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have made extensive efforts to develop a novel pharmaceutical composition that can effectively prevent or treat autophagy-related diseases. As a result, a small molecule named autophagonizer is apoptotic-independent mechanism. The present invention has been completed by finding that it effectively induces autophagy.

따라서 본 발명의 목적은 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of autophagy-related diseases.

본 발명의 다른 목적은 오토파지 관련 질환 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention to provide a method for screening or preventing autophagy-related diseases.

본 발명의 또 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
Still other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description, claims and drawings.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염의 약제학적 유효량 ; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다:According to one aspect of the present invention, the present invention is (a) a pharmaceutically effective amount of a compound represented by the following formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (b) provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of autophagy-related diseases comprising a pharmaceutically acceptable carrier:

화학식 1Formula 1

Figure 112010013956290-pat00001

Figure 112010013956290-pat00001

본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물의 IUPAC 명칭은 2-(3-Benzyl-4-oxo-3,4,5,6,7,8-hexahydro-benzo [4,5] thieno [2,3-d] pyrimidin-2-ylsulfanylmethyl)-oxazole-4-carboxylic acid(2-pyrrolidin-1-yl-ethyl)-amide 이며, 본 발명자들은 이를 오토파고나이저(autophagonizer)라고 명명하였다. 상기 오토파고나이저는 세포의 오토파지를 효과적으로 유도한다. 오토파지(autophagy)란 세포를 환경의 불균형 및 병원균으로부터 보호하기 위한 작용으로, 세포의 자기사멸과정이다. IUPAC name of the compound represented by Formula 1 of the present invention is 2- (3-Benzyl-4-oxo-3,4,5,6,7,8-hexahydro-benzo [4,5] thieno [2,3- d] pyrimidin-2-ylsulfanylmethyl) -oxazole-4-carboxylic acid (2-pyrrolidin-1-yl-ethyl) -amide, and the inventors named it autophagonizer. The autophagogenizer effectively induces autophagy of cells. Autophagy is an action to protect cells from environmental imbalances and pathogens.

특히 상기 오토파고나이저는 아폽토시스(apoptosis)와 무관한 메커니즘으로 과다증식세포의 오토파지를 유도한다. 많은 암세포들이 아폽토시스 메카니즘을 불활성화하거나 반-아폽토시스성 경로를 활성화시키는 돌연변이를 통해 생존하는 결과, 아폽토시스 메카니즘을 이용하는 전통적인 화학치료제에 저항성이 있다. 상기 오토파고나이저는 아폽토시스-무관 메커니즘으로 작용하기 때문에, 아폽토시스 내성 과다증식관련 질환의 예방 및 치료에도 효과적으로 이용될 수 있는 장점이 있다.In particular, the autophagogenizer induces autophagy of hyperproliferative cells in a mechanism independent of apoptosis. Many cancer cells survive through mutations that inactivate apoptosis mechanisms or activate anti-apoptotic pathways, resulting in resistance to traditional chemotherapeutic agents that utilize apoptosis mechanisms. Since the autophagogenizer acts as an apoptosis-independent mechanism, it can be effectively used for the prevention and treatment of apoptosis-resistant hyperproliferative diseases.

또한, 본 발명의 오토파고나이저는 BHMT(betaine-homocysteine methyltransferase) 발현을 상향 조절하는 메카니즘으로 과다증식세포의 오토파지를 유도하는 것을 특징으로 한다. BHMT는 글루타티온(GSH) 합성에 필요한 오토파고섬 막 효소인데, 3-MA의 표적으로 알려져있다(Furuya et al.(2001)). 3-MA는 BHMT 활성 상실을 방지하여 그 결과 세포 내 GSH/GSSG 비율 감소를 야기한다. BHMT는 간 및 신장에 풍부한 효소로서, 베타인에서 호모시스테인으로 메틸기를 전달하는 촉매작용을 하여 디메틸글리신 및 메티오닌을 생산한다(Lee et al.(1992); Garrow(1996)). 시토졸 BHMT은 오토파지성 퇴화과정에서 섭취되어 32-kDa 단편인 p32로 변환되는데, 이는 오토파고섬 및 리소좀의 융합과 깊은 관계가 있다. 따라서, 세포 내 BHMT 레벨의 증가는 오토파지성 액포의 형성과 함께 오토파지의 새로운 징표라 할 수 있다. In addition, the autophagogenizer of the present invention is characterized by inducing autophagy of hyperproliferative cells as a mechanism for upregulating BHMT (betaine-homocysteine methyltransferase) expression. BHMT is an autophagosomal membrane enzyme required for glutathione (GSH) synthesis and is known as a target of 3-MA (Furuya et al. (2001)). 3-MA prevents loss of BHMT activity, resulting in a decrease in intracellular GSH / GSSG ratio. BHMT is an enzyme rich in liver and kidney that catalyzes the transfer of methyl groups from betaine to homocysteine to produce dimethylglycine and methionine (Lee et al. (1992); Garrow (1996)). Cytosol BHMT is ingested during autophagy degeneration and converted to p32, a 32-kDa fragment, which is closely related to the fusion of autophagosomes and lysosomes. Thus, an increase in BHMT levels in the cell, together with the formation of autophagy vacuoles, is a new sign of autophagy.

하나의 구체예에서, 상기 오토파고나이저의 유효량은 전체 약제학적 조성물 내 1 내지 1000 의 농도로 포함된다. In one embodiment, the effective amount of autofaginizer is included at a concentration of 1 to 1000 in the total pharmaceutical composition.

본 발명의 오토파고나이저는 화학식 I의 화합물 그 자체뿐만 아니라, 약제학적으로 허용되는 그것의 염의 형태로서 본 발명의 조성물에 포함될 수 있다. 용어 "약제학적으로 허용되는 염"은, 화합물이 투여되는 유기체에 심각한 자극을 유발하지 않고 화합물의 생물학적 활성과 물성들을 손상시키지 않는, 화합물의 제형을 의미한다.
The autophagogenizers of the present invention may be included in the compositions of the present invention in the form of the compounds of formula (I) as well as pharmaceutically acceptable salts thereof. The term "pharmaceutically acceptable salt" means a formulation of a compound that does not cause severe irritation to the organism to which the compound is administered and does not impair the biological activity and properties of the compound.

본 발명의 약제학적 조성물은 오토파지 관련 질환들의 치료 및 예방에 특히 유효하다. 오토파지 관련 질환이란 오토파지를 유도함으로써 치료될 수 있는 질병들을 말하며, 구체적으로 오토파지가 세포 성장 및 분화를 억제하거나, 돌연변이 생성을 감소시키거나 또는 반응성 산화물에 의해 손상된 미토콘드리아 등의 세포 소기관을 제거함으로써 치료될 수 있는 모든 질병을 말한다. 오토파지 관련 질환을 예시하면 암, 아테롬성 동맥 경화증, 알츠하이머병, 파킨슨병, 근위측성측삭 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 헌팅톤병, 척수소뇌성 운동실조(spinocerebellar ataxia), 안 인후증 이영양증(oculopharyngeal muscular dystrophy), 프라이온병, 치명적 가족성 불면증, 알파-1 안티트립신 결핍증, 담창구 시상하부 위측증(dentatorubral pallidoluysian atrophy), 전측두엽 치매, 전진성 상핵 마비(progressive supranuclear palsy), 척추 인경 근위축증(x-linked spinobulbar muscular atrophy) 및 신경 핵내 유리질 봉입증(neuronal intranuclear hyaline inclusion disease) 등이 있다. The pharmaceutical composition of the present invention is particularly effective for the treatment and prevention of autophagy related diseases. Autophagy-related diseases are diseases that can be treated by inducing autophagy. Specifically, autophagy inhibits cell growth and differentiation, reduces mutagenesis, or removes cell organelles such as mitochondria damaged by reactive oxides. All diseases that can be treated by doing so. Examples of autophagy-related diseases include cancer, atherosclerosis, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, amyotrophic lateral sclerosis, Huntington's disease, spinocerebellar ataxia, and ocular pharyngeal dystrophy. ), Prion disease, fatal familial insomnia, alpha-1 antitrypsin deficiency, dentatorubral pallidoluysian atrophy, frontal lobe dementia, progressive supranuclear palsy, x-linked spinobulbar muscular atrophy and neuronal intranuclear hyaline inclusion disease.

오토파지 관련 질환 중 상기 암을 구체적으로 예시하면, 뇌하수체선종, 신경교종, 뇌종양, 상인두암, 후두암, 흉선종, 중피종, 유방암, 폐암, 위암, 식도암, 대장암, 간암, 췌장암, 췌내분비종양, 담낭암, 음경암, 요관암, 신세포암, 전립선암, 방광암, 비호지킨성림프종, 골수이형성증후군, 다발성골수종, 형질세포성종양, 백혈병, 소아암, 피부암, 난소암 또는 자궁경부암일 수 있다. Specific examples of the cancer among autophagy-related diseases include pituitary adenoma, glioma, brain tumor, glandular cancer, laryngeal cancer, thymoma, mesothelioma, breast cancer, lung cancer, gastric cancer, esophageal cancer, colon cancer, liver cancer, pancreatic cancer, pancreatic endocrine tumor, and gallbladder cancer. , Penile cancer, ureter cancer, renal cell cancer, prostate cancer, bladder cancer, non-Hodgkin's lymphoma, myelodysplastic syndrome, multiple myeloma, plasmacytoma, leukemia, childhood cancer, skin cancer, ovarian cancer or cervical cancer.

본원에서 사용된 바와 같이, "치료하는"이란 용어는, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, "치료"란 용어는 "치료하는"이 상기와 같이 정의될 때 치료하는 행위를 말한다.
As used herein, the term “treating”, unless stated otherwise, reverses, alleviates, or progresses the disease or condition to which the term applies, or one or more symptoms of the disease or condition. It means to inhibit or prevent. As used herein, the term "treatment" refers to the act of treating when "treating" is defined as above.

본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
The pharmaceutical composition of the present invention may comprise a pharmaceutically acceptable carrier. Pharmaceutically acceptable carriers included in the pharmaceutical compositions of the present invention are those commonly used in the preparation, such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, Calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like It doesn't happen. In addition to the above components, the pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a humectant, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifier, a suspending agent, a preservative, and the like. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and agents are Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 모두 가능하며, 비경구 투여는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등을 포함한다. 또한, 예를 들어, 종종 침적 또는 서방성 제형으로, 과다증식세포에 직접적으로 주사하는 것에 의해, 전신 방식보다는 국소 방식으로 화합물을 투여할 수도 있다.
The pharmaceutical compositions of the present invention may be oral or parenteral, and parenteral administration includes intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, transdermal administration and the like. It is also possible to administer the compound in a local rather than systemic manner, for example by direct injection into hyperproliferative cells, often in immersion or sustained release formulations.

상기 조성물의 제형은 사용방법에 따라 달라질 수 있으나, 경고제 (Plasters), 과립제 (Granule), 산제 (Powders), 시럽제 (Syrups), 액제 (solutions), 유동엑스제 (FluidextractsI), 유제 (Emulsions), 현탁제 (Suspensions), 침제 (Infusions), 정제 (Tablets), 주사제 (Injections), 캅셀제 (Capsules) 및 환제(Pills)등으로 제조할 수 있다. 적합한 제형은 선택된 투여 루트에 따라 좌우된다. 공지 기술들, 담체 및 부형제들 중의 어느 것이라도 적합하게, 그리고 당해 분야, 예를 들어, 앞서 설명한 Remingston's Pharmaceutical Sciences에서 이해되는 바와 같이 사용될 수 있다. The formulation of the composition may vary depending on the method of use, but may be used as a warning agent (Plasters), granules (Granule), powders (Sowrups), syrups (Syrups), solutions (FluidextractsI), emulsions (Emulsions) , Suspensions, infusions, tablets, injections, capsules and pills. Proper formulation is dependent upon the route of administration chosen. Any of the known techniques, carriers and excipients can be used suitably and as understood in the art, for example in Remingston's Pharmaceutical Sciences described above.

아울러, 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 환자의 연령, 성별, 상태, 체내에서 활성 성분의 흡수도, 불활성율 및 병용되는 약물을 고려하여 결정하는 것이 좋으며, 상기 화학식 1의 화합물을 기준으로 하였을 때 0.001 ㎍/㎏(체중) 내지 500 ㎎/㎏(체중)으로 투여할 수 있다.
In addition, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is preferably determined in consideration of the age, sex, condition, absorption of the active ingredient in the body, inactivation rate and the drug used in combination, based on the compound of Formula 1 When administered, it may be administered at 0.001 μg / kg body weight to 500 mg / kg body weight.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) BHMT(betaine-homocysteine methyltransferase) 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 세포에 시험물질을 처리하는 단계; 및 (b) 상기 BHMT의 발현을 분석하는 단계를 포함하며, 상기 시험물질이 BHMT의 발현을 증가시키면 오토파지 관련 질환 예방 또는 치료제로 판단하는 오토파지 관련 질환 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.
According to another aspect of the present invention, the present invention comprises the steps of (a) treating a test substance to a cell comprising a beta-homocysteine methyltransferase (BHMT) nucleotide sequence; And (b) analyzing the expression of the BHMT, and when the test substance increases the expression of the BHMT, it provides a screening method for preventing or treating autophage-related diseases, which is determined to be an autophagy-related disease prevention or treatment.

오토파지는 수개의 신호 경로에 의해 조절되는데, 본 발명자들은 상기 오토파고나이저의 처리로 유도되는 오토파지는 신규한 신호 경로를 통해 조절됨을 밝혀내었으며, 상기 경로는 BHMT의 현저한 상향 조절로서 특징되어 진다는 사실을 밝혀내었다. 즉 오토파지성 액포의 성숙 또는 LC3-I의 오토파고섬-결합 LC3-II으로의 변환증가뿐만 아니라, BHMT의 현저한 상향 조절 또한 오토파지의 징표임을 밝혀낸 것이다. Autophagy is regulated by several signal pathways, and the inventors have found that autophagy induced by the treatment of the autophagogenizer is regulated through a novel signal pathway, which is characterized by significant upregulation of BHMT. I found out that I was losing. In other words, not only the maturation of autophagy vacuoles or the conversion of LC3-I to autophagosome-binding LC3-II, but also significant upregulation of BHMT is a sign of autophagy.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 BHMT 유전자는 유전자 등록번호(GenBank) BC012616의 뉴클레오타이드 서열이다.In one embodiment of the invention, the BHMT gene is a nucleotide sequence of the gene registration number (GenBank) BC012616.

상기 BHMT의 발현을 분석하는 단계는 다양한 방식으로 수행할 수 있으며, 특히 당업계에 공지된 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 예컨대, BHMT 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 세포에 시험물질을 처리한 시험군 세포와 시험물질을 처리하지 않은 대조군 세포 각각으로부터 RNA를 분리하고, 이로부터 cDNA를 합성하면서 각기 다른 형광물질로 표지한다. 그 후, 상기 표지된 cDNA를 BHMT 단백질의 유전자와 혼성화시키고, 시험군과 대조군의 BHMT 유전자 발현 정도를 상호 비교하여 BHMT의 발현을 분석하는 방법을 사용할 수 있으며, 예컨대 RT-PCR을 사용하여 BHMT 의 발현을 분석할 수 있다.
Analyzing the expression of BHMT can be carried out in a variety of ways, in particular can be carried out using methods known in the art. For example, RNA is isolated from a test cell treated with a test substance and a control cell not treated with a test substance to a cell including a BHMT nucleotide sequence, from which a cDNA is synthesized and labeled with different fluorescent substances. Thereafter, the labeled cDNA may be hybridized with the genes of the BHMT protein, and the expression level of the BHMT may be analyzed by comparing the degree of BHMT gene expression between the test group and the control group, for example, by using RT-PCR. Expression can be analyzed.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(ⅰ) 본 발명은 (a) 오토파고나이저라는 명칭의 소분자 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염의 약제학적 유효량 ; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.(Iii) the present invention provides a pharmaceutical composition comprising (a) a pharmaceutically effective amount of a small molecule or pharmaceutically acceptable salt thereof; And (b) provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of autophagy-related diseases comprising a pharmaceutically acceptable carrier.

(ⅱ) 본 발명의 조성물은 세포의 오토파지(autophagy)를 효과적으로 유도하므로, 오토파지 관련 질환의 예방 또는 치료에 큰 효능을 발휘한다. 또한 본 발명의 조성물은 아폽토시스와 무관한 메카니즘으로 과다증식성 세포의 사멸을 유도하므로, 아폽토시스 메카니즘이 손상된 경우에도 효과적으로 사용될 수 있다.
(Ii) Since the composition of the present invention effectively induces autophagy of cells, it exhibits great efficacy in preventing or treating autophagy-related diseases. In addition, the composition of the present invention induces the death of hyperproliferative cells in a mechanism independent of apoptosis, and thus can be effectively used even when the apoptosis mechanism is impaired.

도 1. 오토파고나이저 동정 및 스크리닝 분석법
(A) 오토파고나이저의 구조.
(B) 세포-기반 스크리닝 분석법에서 (a) 미처리 대조군 및 (b) 10 μM 오토파고나이저로 처리한 세포 내 크기 및 밀도 측면에서 증가된 GFP-LC3 발현의 점모양 패턴. 10 μM 오토파고나이저의 존재 또는 부존재 하 24시간 배양한 MCF-7 세포 내 라이소트랙 레드의 축적((c): 대조군, (d): 오토파고나이저) 및 MDC-표지 액포((e): 대조군, (f): 오토파고나이저)를 형광 현미경으로 관찰하였다.
(C, D) 오토파고나이저 처리 세포의 고-용량 스크리닝 분석. 각 샘플 웰 당 총 형광 강도(C) 및 각 샘플의 세포 당 총 형광강도(D)를 측정하였다. R은 라파마이신, A는 오토파고나이저를 의미한다. 값은 평균±SE로 표시하였다. 눈금 막대는 20 ㎛를 지시한다.
도 2. 오토파고나이저의 세포 독성 효능; 및 초미세구조 특성 및 LC3 변환 웨스턴 블롯을 이용한 오토파지 활성 탐지
(A) 오토파고나이저의 양-의존적 효능. 세포를 2일간 0, 1, 2, 5 또는 10 μM 오토파고나이저로 처리하고 세포 생존율을 MTT 분석법으로 산정하였다.
(B) 오토파고나이저 처리 후 감소된 생존율. 다양한 시간 동안 HT1080 세포를 0, 1, 2, 5 또는 10 μM 오토파고나이저로 처리하고 세포 생존율을 MTT 분석법으로 산정하였다. 세 개의 독립된 실험으로부터 얻은 값을 평균±SE로 표시하였다.
(C, D) μM 오토파고나이저의 (C) 부존재 및 (D) 존재 하 1일 동안 배양한 세포의 초미세구조를 TEM으로 나타내었다. 화살표는 거의 완전한 기관 및 소화된 잔류 물질을 포함하는 대표적인 오토파지성 액포를 가리킨다. 눈금 막대: 1㎛.
도 3. HT1080 세포 내 LC3 -I의 LC3 - II 으로의 변환관찰
(E, F)오토파고나이저-처리 HT1080 세포 내 LC3-I의 LC3-II으로의 변환을 모니터하기 위하여, 10 μM 오토파고나이저 또는 캠토테신, 또는 20 μg/mL 라파마이신으로 24시간 동안 세포를 처리하였다. 단백질 추출액의 등분량으로 항-LC3 항체를 사용한 이뮤노 블롯을 수행하였다. 내부 대조군으로는 튜블린을 사용하였다. (E) 오토파고나이저 및 라파마이신으로 처리한 모두에서 LC3-II의 현저한 증가가 관찰되었다. (F) 증가된 LC3 변환의 정량적 분석. NT: 미처리, A : 오토파고나이저, C: 캠토테신, and R: 라파마이신.

도 4. HT1080 세포 내에서 오토파고나이저에 의해 유도되는 세포 사멸은 아폽토시스와 무관하다.
(A) 아폽토시스성 핵의 Hoechst 33342 염색. (B) 아가로스 젤 전기 영동법을 사용한 DNA 단편 분석. (C) 아폽토시스의 정량화. 세포를 10 μM 오토파고나이저 또는 캠토테신으로 24시간 동안 처리하고, FACS 및 아넥신 V-FITC 염색법으로 아폽토시스를 분석하였다. (D) 카스페이스 억제제의 영향. 10 μM 오토파고나이저 또는 캠토테신으로 24시간 동안 세포를 처리하기에 앞서, DMSO 또는 카스페이스 족 억제제 Z-VAD-FMK(50 μM)로 한 시간 동안 선-처리 하였다. 대조군 세포는 오직 DMSO만으로 처리하였다. 생존하지 못한 세포의 퍼센트는 트립판 블루 염색으로 산정하였다. 세 개의 독립된 실험으로부터 얻은 값을 평균±SE로 표시하였다.
도 5. 오토파고나이저에 의해 유도되는 오토파지는 알려지지 않은 메카니즘과 관련된다.
10 μM 오토파고나이저로 세포를 24시간 처리하기에 앞서, DMSO 또는 오토파지 억제제인 3-MA(10 mM), 워트마닌(100 nM), PD98059(10 μM)으로 1시간 동안 선처리하였다. 생존하지 못한 세포의 퍼센트는 트립판 블루 염색으로 산정하였다. 세 개의 독립된 실험으로부터 얻은 값을 평균±SE로 표시하였다.
도 6. 이중 신호 계급모양 클러스터
두 실험 조건 하 각각의 이중 신호 계급모양 클러스터를 나타내었다. 두 실험 조건(오토파고나이저 vs. 라파마이신) 간 흩어진 플롯 및 신호 상관관계(ρ)는 낮은 관련성을 나타낸다.

도 7. 오토파고나이저 -조절 유전자의 RT - PCR 증명
오토파고나이저-처리 세포 내에서, BHMT 및 베클린 1 RNA 레벨은 시간 의존적 방식으로 증가하였고, BIRC 수준은 시간 의존적 방식으로 감소하였다. (B) BHMT, 베클린 1 및 BIRC의 RNA 레벨의 정량적 분석.
도 8. 오토파고나이저 -유도 오토파지에 대한 바필로마이신 A1의 영향.
(A) FACS 스캔 및 아크리딘 오렌지를 이용한 AVO 정량분석. 10 μM 오토파고나이저로 처리한 24시간 후에 세포를 초생체 염색 아크리딘 오렌지에 노출시켰다. 조합 처리를 위해, 10 μM 오토파고나이저로 처리하기 1시간 전에 세포를 200 nM 바필로마이신 A1로 처리하였다. 대조군 세포는 PBS만으로 처리하였다. FL1-H 및 FL3-H은 각각 녹색 및 적색 세기를 가리킨다. (B) HT1080 세포에 대한 오토파고나이저 및 바필로마이신 A1 처리 후 아크리딘 오렌지 염색. 눈금 막대는 20 ㎛를 지시한다.
Figure 1. Autofaginizer Identification and Screening Assay
(A) The structure of the autopaginizer.
(B) Dot pattern of increased GFP-LC3 expression in terms of size and density in cells treated with (a) untreated control and (b) 10 μM autopagogenizer in cell-based screening assay. Accumulation of Lysotrack Red in MCF-7 cells cultured for 24 hours with or without 10 μM autopagogener ((c): control, (d): autopagoneizer) and MDC-labeled vacuole ((e): A control group (f): autophagogenizer) was observed under a fluorescence microscope.
(C, D) High-Dose Screening Analysis of Autopagonaser Treated Cells. Total fluorescence intensity (C) per well of each sample and total fluorescence intensity (D) per cell of each sample were measured. R stands for rapamycin and A stands for autopaginizer. Values are expressed as mean ± SE. Scale bars indicate 20 μm.
Figure 2. Cytotoxicity effects of auto digging homogenizer; And Ultrastructural Properties and LC3 Conversion Western Autophagy Activity Detection Using Blots
(A) Amount-dependent efficacy of autophagogenizers. Cells were treated with 0, 1, 2, 5 or 10 μM autopaginizer for 2 days and cell viability was estimated by MTT assay.
(B) reduced survival after autopagogenizer treatment. HT1080 cells were treated with 0, 1, 2, 5 or 10 [mu] M autophagogenizer for various times and cell viability was estimated by MTT assay. Values from three independent experiments are expressed as mean ± SE.
(C, D) The ultrafine structure of cells cultured for 1 day in the absence of (C) and (D) of μM autopagogenizer is shown by TEM. Arrows point to representative autophagy vacuoles containing nearly complete organs and digested residual material. Scale bar: 1 μm.
Figure 3. HT1080 cells LC3 -I of LC3 - II observed the conversion of the
In order to monitor the conversion of LC3-I to LC3-II in (E, F) autofagonizer-treated HT1080 cells, cells were treated with 10 μM autopagogenizer or camptothecin, or 20 μg / mL rapamycin for 24 hours. Treated. Immunoblots using anti-LC3 antibodies were performed in equal portions of the protein extracts. Tubulin was used as an internal control. (E) Significant increases in LC3-II were observed both with autophagogenizer and rapamycin. (F) Quantitative analysis of increased LC3 conversion. NT: untreated, A: autopagogenizer, C: camptothecin, and R: rapamycin.

Figure 4. Cell death is automatic digging in HT1080 cells induced by a homogenizer is independent of apoptosis.
(A) Hoechst 33342 staining of apoptotic nuclei. (B) DNA fragment analysis using agarose gel electrophoresis. (C) Quantification of apoptosis. Cells were treated with 10 μM autopagogenizer or camptothecin for 24 hours, and apoptosis was analyzed by FACS and Annexin V-FITC staining. (D) Influence of carspace inhibitors. Prior to treatment with cells for 10 hours with 10 μM autopagogenizer or camptothecin, the cells were pre-treated with DMSO or carspace inhibitor Z-VAD-FMK (50 μM) for 1 hour. Control cells were treated only with DMSO. The percentage of cells that did not survive was estimated by trypan blue staining. Values from three independent experiments are expressed as mean ± SE.
Figure 5. Auto Auto digging phage induced by the homogenizer is associated with an unknown mechanism.
Prior to 24 hours treatment of cells with 10 μM autophagogenizer, the cells were pretreated for 1 hour with DMSO or autophagy inhibitors 3-MA (10 mM), wortmannin (100 nM), PD98059 (10 μM). The percentage of cells that did not survive was estimated by trypan blue staining. Values from three independent experiments are expressed as mean ± SE.
Figure 6. Dual Signal Rank Cluster
Each double signal class cluster is shown under two experimental conditions. Scattered plots and signal correlations (ρ) between the two experimental conditions (autopagonizer vs. rapamycin) show low correlation.

Figure 7. RT - PCR proof of autophagogenizer -regulatory genes
In autophagogenizer-treated cells, BHMT and Becklin 1 RNA levels increased in a time dependent manner and BIRC levels decreased in a time dependent manner. (B) Quantitative analysis of RNA levels of BHMT, Becklin 1 and BIRC.
Figure 8. Fargo Auto Ionizer - Effect of azithromycin bar Philo A1 to induce auto-grip.
(A) AVO quantitation using FACS scan and acridine orange. Twenty four hours after treatment with 10 [mu] M autopagogenizer, cells were exposed to parasitic staining acridine orange. For the combination treatment, cells were treated with 200 nM batillomycin A1 1 hour prior to treatment with 10 μM autopagogenizer. Control cells were treated with PBS only. FL1-H and FL3-H indicate green and red intensities, respectively. (B) Acridine orange staining after autopagogenizer and bacillomycin A1 treatment on HT1080 cells. Scale bars indicate 20 μm.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명 하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not to be construed as limiting the scope of the present invention. It will be self-evident.

실시예Example

실험방법 및 재료Experiment Method and Materials

세포 배양 및 스크리닝 분석법Cell Culture and Screening Assays

AGS(인간 위 상피조직), HCT116(인간 대장암종), A549(인간 폐암종), MCF7 (인간 상피조직-유사 유방샘암종), HeLa(인간 상피샘암종) 및 COS7(유인원 바이러스 40-형질전환 아프리카 그린 원숭이 신장) 세포를 10% 우태아 혈청(FBS)을 포함하는 DMEM 배지(Dulbecco’s modified Eagle’s medium)에서 배양 및 보존하였다. HT1080(인간 섬유육종)세포는 10% FBS를 포함하는 MEM(Minimal Essential Medium) 배지에서 배양 및 보존하였다. 제조사(Invitrogen) 프로토콜에 따라, 리포펙타민(Lipofectamine) 2000으로 COS7 세포를 pEGFP-LC3으로 형질 전환시켜 EGFP-LC3를 발현하는 안정적인 COS7 세포주를 준비하였다. G418 750 /mL을 포함하는 완전 배지에서 안정적인 클론을 선별하였다. pH 7.4, 5% CO2 대기환경 및 37°C에서 세포를 배양하였다. EGFP-LC3를 안정적으로 발현하는 COS7 세포를 화합물로 24시간동안 처리한 후, 형광 현미경으로 관찰하였다.
AGS (human gastric epithelial tissue), HCT116 (human colorectal carcinoma), A549 (human lung carcinoma), MCF7 (human epithelial tissue-like mammary carcinoma), HeLa (human epithelial carcinoma) and COS7 (human apes virus 40-transforming African green) Monkey kidney) cells were cultured and preserved in DMEMbe's modified Eagle's medium containing 10% fetal bovine serum (FBS). HT1080 (human fibrosarcoma) cells were incubated and preserved in MEM (Minimal Essential Medium) medium containing 10% FBS. According to the Invitrogen protocol, COS7 cells were transformed with pEGFP-LC3 with Lipofectamine 2000 to prepare stable COS7 cell lines expressing EGFP-LC3. Stable clones were selected in complete medium containing G418 750 / mL. pH 7.4, 5% CO 2 Cells were incubated at ambient and 37 ° C. COS7 cells stably expressing EGFP-LC3 were treated with the compound for 24 hours, and then observed under a fluorescence microscope.

화합물 및 플라스미드Compounds and Plasmids

본 발명의 스크리닝에 사용한 2000개의 화합물은 ChemDiv, Chemgenex 및 한국 화학 은행(Korea Chemical Bank)으로부터 취득하였고, 구조-기반 합성 라이브러리 및 천연물 라이브러리를 포함시켰다. 상기 화합물들은-80°C에서 10 mM DMSO 저장용액에 보관하였다. EGFP-LC3를 인코딩하는 플라스미드 및 항-LC3 항체는 타모추 요시모리(National Institute for Basic Biology, Okazaki, Japan)가 제공해주었다.
The 2000 compounds used for the screening of the present invention were obtained from ChemDiv, Chemgenex and Korea Chemical Bank, and included structure-based synthetic libraries and natural product libraries. The compounds were stored in 10 mM DMSO stock at -80 ° C. Plasmids and anti-LC3 antibodies encoding EGFP-LC3 were provided by Tamochus Yoshimori (National Institute for Basic Biology, Okazaki, Japan).

시약reagent

DMEM, MEM 및 FBS는 깁코 래버러토리(Grand Island, NY)로부터 취득하였다. Hoechst 33258, LysoTracker 및 FITC-접합 아넥신 V는 몰레큘라 프로브(Eugene, OR)로부터 취득하였다. 카스페이스 족 억제제인 Z-VAD-FMK는 바이오비전(USA)으로부터 취득하였고, 그 밖의 다른 모든 화합물들은 시그마 케미칼(St. Louis, MO)로부터 취득하였다.
DMEM, MEM and FBS were obtained from Gibco Laboratories (Grand Island, NY). Hoechst 33258, LysoTracker and FITC-conjugated Annexin V were obtained from Molecular Probe (Eugene, OR). Carspace family inhibitor Z-VAD-FMK was obtained from Biovision (USA) and all other compounds were obtained from Sigma Chemical (St. Louis, MO).

세포 내 액포의 시각화 및 분석Visualization and analysis of intracellular vacuoles

오토파지성 액포를 탐지하기 위하여, 오토파지성 기관에 축적되는 것으로 알려진(Biederbick et al.(1995)) 형광 염료 MDC(monodansylcadaverine) 50 를 30분 동안 세포에 처리하였다. 배양 후 세포를 PBS로 4회 세척하고 즉시 형광 현미경으로 분석하였다. 세포를 50 nM의 라이소트랙 레드로 20분 동안 표지하여 세포의 산성 구획을 분석하고, 1회 세척 및 배지 교환 후 형광 현미경을 사용하여 세포를 관찰하였다. 라이소트랙 레드는 산성기관에 특이적으로 축적되는 형광 염료인 바, 기능적인 라이소좀을 일차적으로 표지한다(Stefanis et al.(2001)). To detect autophagy vacuoles, the cells were treated with fluorescent dyes monodansylcadaverine (MDC) 50, known to accumulate in autophagy organs (Biederbick et al. (1995)). After incubation the cells were washed four times with PBS and immediately analyzed by fluorescence microscopy. Cells were labeled with 50 nM Lysotrack Red for 20 minutes to analyze the acidic compartments of the cells, and cells were observed using fluorescence microscopy after one wash and media exchange. Lysotrack Red is a fluorescent dye that accumulates specifically in acidic organs and primarily labels functional lysosomes (Stefanis et al. (2001)).

고-용량 스크리닝 분석법(High-Content Screening Analysis)High-Content Screening Analysis

염색된 오토파지성 액포의 정량적 형광 분석은 CellomicsArrayScanVTI (Thermo Scientific)을 사용하여 수행하였다. 핵 및 시토졸 분핵의 형광 강도를 측정하기 위하여 써모 사이언티픽 HCi™(High-Content Informatics)의 표적 활성화 프로토콜을 사용하였다. 세포를 96-웰 플레이트에 넣고 오토파고나이저로 24시간 동안 처리하였다. 그 다음 핵 및 오토파지성 액포를 각각 Hoechst 33342(1:1000) 및 라이소트랙 레드를 사용하여 염색하였다. HCi™ 표적 활성화 프로토콜의 Hoechst 33342 염색을 사용하여 각각의 세포를 동정하였고, 핵을 둘러싸고 있는 세포 영역을 제조사 프로토콜에 따라 라이소트랙 레드로 측정하였다.
Quantitative fluorescence analysis of stained autophagy vacuoles was performed using CellomicsArrayScanVTI (Thermo Scientific). The target activation protocol of Thermo Scientific High-Content Informatics (HCi ™) was used to measure the fluorescence intensity of nuclei and cytosolic fibrils. Cells were placed in 96-well plates and treated with an autopaginator for 24 hours. Nuclei and autophagy vacuoles were then stained using Hoechst 33342 (1: 1000) and Lysotrack Red, respectively. Each cell was identified using Hoechst 33342 staining of the HCi ™ Target Activation Protocol, and the cell area surrounding the nuclei was measured with LysoTrack Red according to the manufacturer's protocol.

세포 생존 및 사멸 측정Cell Survival and Death Measurement

세포 성장은 MTT(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 색도 분석법(colorimetric assay)을 사용하여 측정하였다. 다양한 암세포를 5 × 103 셀/웰의 밀도로 96-웰 플레이트에 고정시키고 안정화를 위해 24시간동안 배양하였다. 상기 세포를 다양한 시간대에 다양한 농도의 오토파고나이저로 처리하였다. 분석 마지막 단계에 각각의 웰에 2 mg/ml의 MTT를 첨가하고 4시간 동안 배양하였다. 각각의 웰의 MTT-포마잔을 50 ㎕ DMSO에 녹이고 마이크로플레이트 판독기(Bio-Tek Instrument Inc., Winooski, VT)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다.Cell growth was measured using MTT (3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) colorimetric assay. Various cancer cells were fixed in 96-well plates at a density of 5 × 10 3 cells / well and incubated for 24 hours for stabilization. The cells were treated with various concentrations of autophagogenizer at various time points. At the end of the assay 2 mg / ml MTT was added to each well and incubated for 4 hours. MTT-formazan of each well was dissolved in 50 μl DMSO and absorbance was measured at 540 nm using a microplate reader (Bio-Tek Instrument Inc., Winooski, VT).

전자투과현미경(Electronic transmission microscope TransmissionTransmission ElectronElectron MicroscopyMicroscopy )분석)analysis

트립신 처리하여 세포를 수득하고, PBS로 두 번 세척하고, pH 7.4 및 0.1 M 포스페이트 완충액 내 2% 파라포름알데히드/2% 글루타르알데히드를 사용하여 세포를 고정시켰다. 고정 후, 세포를 소듐 카코딜레이트로 세척하고 플레이트로부터 긁어내어 원심분리로 펠렛화하였다. 세포 펠렛을 소듐 카코딜레이트 내 1%(v/v) 오스믹산(osmic acid)을 사용하여 미리 고정시키고 1% 우라닐 아세테이트(uranyl acetate)를 사용하여 염색하였다. 탈수 후, 펠렛을 둘코판(Durcopan)(Fluka, Sigma) 내에 삽입하였다. LKB 8800 울트라톰 III을 사용하여 초박막 단편을 준비하고 필립스 EM 400T 전자현미경을 사용하여 관찰하였다.
Trypsin treatment yielded cells, washed twice with PBS and fixed cells with 2% paraformaldehyde / 2% glutaraldehyde in pH 7.4 and 0.1 M phosphate buffer. After fixation, cells were washed with sodium cacodylate and scraped from plates to pellet by centrifugation. Cell pellets were pre-fixed with 1% (v / v) osmic acid in sodium cacodylate and stained with 1% uranyl acetate. After dehydration, pellets were inserted into Durcopan (Fluka, Sigma). Ultra thin sections were prepared using LKB 8800 Ultratom III and observed using a Philips EM 400T electron microscope.

호케스트Hocist 염료 염색법에 의한  By dye dyeing 아폽토시스Apoptosis 관찰 observe

크로마틴 응축 또는 핵 분열을 관찰하기 위하여 세포를 50 ㎍ 호케스트33342/㎖ 배양배지로 37℃에서 30분간 염색하고, 한번 세척한 후 PBS에 재현탁시키어 형광 현미경으로 관찰하였다.
In order to observe chromatin condensation or nuclear fission, the cells were stained for 30 minutes at 37 ° C. with a 50 μg Hochest 33342 / ml culture medium, washed once and then resuspended in PBS and observed by fluorescence microscopy.

DNADNA 분열에 의한  By division 아폽토시스Apoptosis 탐지 Detection

아가로스 젤 전기영동법을 사용하여 DNA 분열 탐지를 수행하였다. 원심분리하여 세포를 수집한 후 PBS로 세척하였다. 상기 세척한 세포를 10 mM EDTA, 0.5%(w/v) 소듐 도데실 설페이트(SDS) 및 0.1%(w/v) RNase A를 포함하는 pH 8.0의 10 mM Tris-HCl 용액으로 용해하고 50℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 상기 용해물을 50℃에서 1시간 동안 추가적으로 1 mg/ml 프로테나제 K와 반응시키고, 1 mM EDTA를 포함하는 pH 7.5의 40 mM 트리스 아세테이트 및 1% (w/v) 아가로스 젤 내 50 V 조건으로 1시간 동안 전기영동을 수행하였다. 전기영동 후, 에티디움 브로마이드를 사용하여 DNA를 시각화하였다.
DNA cleavage detection was performed using agarose gel electrophoresis. Cells were collected by centrifugation and washed with PBS. The washed cells were lysed with a 10 mM Tris-HCl solution at pH 8.0 containing 10 mM EDTA, 0.5% (w / v) sodium dodecyl sulfate (SDS) and 0.1% (w / v) RNase A and 50 ° C. The reaction was carried out for 1 hour at. The lysate was further reacted with 1 mg / ml proteinase K for 1 hour at 50 ° C. and 50 V in 40 mM tris acetate and 1% (w / v) agarose gel at pH 7.5 containing 1 mM EDTA. Electrophoresis was performed for 1 hour under conditions. After electrophoresis, DNA was visualized using ethidium bromide.

아넥신Annexin (( AnnexinAnnexin ) V를 이용한 ) Using V 아폽토시스Apoptosis 탐지 Detection

트립신 처리하여 세포(5 × 105)를 수득한 후, PBS로 두 번 세척하였다. 세척한 세포를 200 ㎕의 결합 완충액(1 mM 칼슘 크로라이드를 포함하는 PBS)에 재현탁 시켰다. 제조사(Invitrogen, Camarillo, CA) 지시에 따라 FITC-접합 아넥신 V를 0.5 ㎍/mL의 농도로 첨가하였다. 상온에서 20분간 반응시킨 후, 400 ㎕의 결합 완충액을 첨가하고, 즉시 FAC 스캔(Becton Dickinson, San Jose, CA)을 사용하여 샘플을 분석하였다. 셀 퀘스트 소프트웨어(Becton Dickinson)를 사용하여 데이터를 분석하였다. Trypsin treatment yielded cells (5 × 10 5 ), which were then washed twice with PBS. The washed cells were resuspended in 200 μl binding buffer (PBS with 1 mM calcium chromide). FITC-conjugated Annexin V was added at a concentration of 0.5 μg / mL according to the manufacturer's instructions (Invitrogen, Camarillo, Calif.). After 20 minutes of reaction at room temperature, 400 μl of binding buffer was added and samples were analyzed immediately using a FAC scan (Becton Dickinson, San Jose, Calif.). Data was analyzed using Cell Quest software (Becton Dickinson).

카스페이스Carspace 억제 분석 Inhibition assay

6-웰 플레이트에 2 × 105 셀/웰의 비율로 HT1080 세포를 탑재하고 37℃에서 밤새 반응시켰다. 10 μM 오토파고나이저 또는 10 μM 캠토테신으로 처리하기 한 시간 전에 50 μM의 Z-VAD-FMK를 처리하였다. 24시간 후 트리판(trypan) 블루 염색법으로 세포 생존을 측정하였다.
HT1080 cells were mounted in 6-well plates at a ratio of 2 × 10 5 cells / well and reacted overnight at 37 ° C. 50 μM of Z-VAD-FMK was treated one hour prior to treatment with 10 μM autophagogenizer or 10 μM camptothecin. After 24 hours, cell survival was measured by trypan blue staining.

웨스턴Western 블롯Blot 분석법 Analysis method

10% 글리세롤, 2% SDS, 10 mM 디싸이오트레이톨(dithiothreitol) 및 0.005% 브로모 페놀 블루를 포함하는 50 mM Tris HCl 완충액에 용해시킨 처리된 HT1080 세포로부터 가용성 단백질을 수득하였다. 바이오-라드(Bio-Rad) 단백질 분석법에 의해 측정한 동일한 양의 단백질을 12.5% SDS-PAGE으로 분리하고 PVDF 막(Millipore, Bedford, MA)으로 이전하였다. 그 후 블롯을 블록킹하고 항-LC3 항체를 사용하여 4℃에서 밤새 항체 표지하였다. 표지된 항체는 제조사 지시에 따라 ECL(enhanced chemiluminescence) 키트(Amersham Life Science, Inc., Buckinghamshire, UK)를 사용하여 시각화하였다. 로딩 대조군으로는 튜블린을 사용하였고, 항-튜블린 항체(Upstate Biotechnology)를 사용하여 탐지하였다. 상대적 비율의 정량적 분석은 ImageJ 1.40g(NIH, USA)을 사용하여 수행하였다. Soluble protein was obtained from treated HT1080 cells dissolved in 50 mM Tris HCl buffer containing 10% glycerol, 2% SDS, 10 mM dithiothreitol and 0.005% bromo phenol blue. The same amount of protein measured by Bio-Rad protein assay was separated by 12.5% SDS-PAGE and transferred to PVDF membrane (Millipore, Bedford, Mass.). The blot was then blocked and antibody labeled overnight at 4 ° C. using anti-LC3 antibody. Labeled antibodies were visualized using enhanced chemiluminescence (ECL) kit (Amersham Life Science, Inc., Buckinghamshire, UK) according to manufacturer's instructions. Tubing was used as a loading control and was detected using anti-tubulin antibody (Upstate Biotechnology). Quantitative analysis of relative ratios was performed using ImageJ 1.40 g (NIH, USA).

아크리딘Acridine 오렌지 염색법을 사용한  Orange staining AVOsAVOs 정량 및 흐름세포측정법( Quantitative and Flow Cytometry FlowFlow CytometryCytometry ))

아크리딘 오렌지-염색 세포에서, 세포 질 및 핵은 각각 밝은 녹색 및 어두운 적색의 형광을 발하는 반면, 산성 분획은 밝은 적색 형광을 발광한다(Garrow(1996)). 적색 형광 강도는 산성도에 비례하기 때문에, 산성 분획 부분의 부피를 적량할 수 있다(Paglin et al.(2001)). 아크리딘 오렌지로 세포를 17분 동안 염색하고, 트립신-EDTA를 사용하여 플레이트로부터 제거하고 페놀 레드-무첨가 성장 배지에 수집하였다. 청색(488 nm)의 여기-광(excitation light)과 함께 방사되는 녹색(510-530 nm) 및 적색(650 nm) 형광을 셀퀘스트 소프트웨어를 사용하여 FACSCalibur(Becton Dickinson)으로 측정하였다.
In acridine orange-stained cells, the cytoplasm and nucleus fluoresce bright green and dark red, respectively, while the acidic fraction emits bright red fluorescence (Garrow (1996)). Since the red fluorescence intensity is proportional to the acidity, the volume of the acidic fraction portion can be titrated (Paglin et al. (2001)). Cells were stained with acridine orange for 17 minutes, removed from the plate using trypsin-EDTA and collected in phenol red-free growth medium. Green (510-530 nm) and red (650 nm) fluorescence emitted with excitation-light of blue (488 nm) were measured by FACSCalibur (Becton Dickinson) using CellQuest software.

cDNAcDNA 마이크로어레이Microarray 및 데이터 분석법 And data analysis

전사 동태 분석을 위해 인간 8K 트윈 칩(Digital Genomics, Inc., Seoul, Korea)을 사용하였다. 시험군 RNA는 역전사를 이용해 Cy5-dUTP으로 표지하였고, 대조군 RNA는 Cy3-dUTP를 사용하여 표지하였다. 상기 표지물들을 cDNA 칩 위에 장착하고 65℃ 어두운 수조 내 16시간동안 반응시켰다. 칩을 세척하고, 그 다음 428 스캐너(Affymetrix, Santa Clara, CA, USA)를 사용하여 스캔하고 처리되지 않은 생정보(raw data)를 취득하고 진사이트 데이터 분석 소프트웨어 버전 3.5(BioDiscovery, Los Angeles, CA)를 사용하여 통계학적으로 분석하였다. 두 신호 간 상관계수 ρ는 다음의 방정식을 사용하여 계산하였다:Human 8K twin chips (Digital Genomics, Inc., Seoul, Korea) were used for transcription kinetics analysis. Test group RNA was labeled with Cy5-dUTP using reverse transcription, and control RNA was labeled with Cy3-dUTP. The labels were mounted on cDNA chips and allowed to react for 16 hours in a 65 ° C. dark water bath. The chip is cleaned, then scanned using a 428 scanner (Affymetrix, Santa Clara, CA, USA) to obtain raw data and Gensite data analysis software version 3.5 (BioDiscovery, Los Angeles, CA) Was analyzed statistically). The correlation coefficient ρ between two signals was calculated using the following equation:

Figure 112010013956290-pat00002
Figure 112010013956290-pat00002

상기에서 xk 는 x 신호에서 kth 유전자에 대한 비율의 log10 표현이고, yk 는 y 신호에서 kth 유전자에 대한 비율의 log10 표현이다(Qu et al.(2003)). Where x k is a log 10 representation of the ratio for the k th gene in the x signal and y k is a log 10 representation of the ratio for the k th gene in the y signal (Qu et al. (2003)).

RTRT -- PCRPCR 분석법 Analysis method

제조사 지시에 따라 트리졸 시약(Invitrogen)을 사용하여 총 RNA를 분리하였고 유전자의 상향- 및 하향-조절은 다음의 프라이머 쌍을 사용한 RT-PCR 분석법으로 확인하였다: BHMT에 대하여 5’-CCCCATAACCCTTCTGTCA-3’ 및 5’-ACTTTTCACAGGGTGGGTGCTTAG-3’ ; Beclin 1에 대하여 5’-CAAGATCCTGGACCGTGTCA-3’ 및 5’-TCGCACTTTGTGTGGACATCA-3’; 그리고 BIRC1에 대하여 5’-CTTACGAAGAACTACGGCTGGACT-3’ 및 5’-GCCATTTCTCTAAACACCCTCCAC-3’. 상대적 비율에 대한 정량적 분석은 이미지J 1.40g(NIH, Bethesda, MD)를 사용하여 수행하였다.
Total RNA was isolated using Trizol Reagent (Invitrogen) according to manufacturer's instructions and gene up- and down-regulation was confirmed by RT-PCR assay using the following primer pairs: 5'-CCCCATAACCCTTCTGTCA-3 for BHMT 'And 5'-ACTTTTCACAGGGTGGGTGCTTAG-3';5'-CAAGATCCTGGACCGTGTCA-3'and5'-TCGCACTTTGTGTGGACATCA-3' for Beclin 1; And 5'-CTTACGAAGAACTACGGCTGGACT-3 'and 5'-GCCATTTCTCTAAACACCCTCCAC-3' for BIRC1. Quantitative analysis of relative proportions was performed using Image J 1.40 g (NIH, Bethesda, MD).

통계학적 분석Statistical analysis

실험결과는 평균±표준편차(SD)를 사용하여 표시하였다. 대조군 및 실험군 간 통계학적 중요성을 결정하기 위하여 스튜던트 t-테스트를 사용하였다. p < 0.05는 통계학적으로 중요하게 고려되었다.
The experimental results were expressed using the mean ± standard deviation (SD). Student's t-test was used to determine statistical significance between the control and experimental groups. p <0.05 was considered statistically significant.

실험 결과Experiment result

오토파고나이저는Auto Pagonaizer 신규한New 오토파지Autophagy 유도물질이다. It is an inducer.

신규한 오토파지 유도물질을 밝히기 위하여, EGFP-LC3를 이용한 세포-근간 스크리닝 시스템 및 고-용량 스크리닝 분석법(high-content screening)을 채택하였다. LC3는 미세소관 관련 단백질 1의 3번 라이트 체인이며, 오토파지의 핵심물질이다. LC3-I은 세포질 액상 부분에서 합성되고, 오토파지성 액포 형성과정에서 세포막-결합 LC3-II로 변환되기 때문에, 오토파지 유도물질 스크리닝을 위해 COS7 세포를 이용하여 EGFP-LC3를 발현하는 안정적인 세포주를 축조하였다. 상기 스크리닝 방법을 이용하여 2,000가지 합성 화합물 라이브러리에서 가장 효능 있는 물질로서 신규한 오토파지 유도물질 오토파고나이저를 밝혀내었다(도 1A). 오토파고나이저와 구조적으로 비슷한 다른 소분자 또한 시험해보았지만 강한 오토파지 활성을 나타내지는 않았다. 안정적으로 EGFP-LC3를 발현하는 코스-7 세포를 오토파고나이저로 처리한 결과 미처리 세포와 비교하여 세포질 내 EGFP 형광이 증가함을 확인하였다(도 1B (a), (b)). 24시간 동안 오토파고나이저로 처리한 후 MCF-7의 오토파지성 액포를 라이소트랙 레드(LysoTracker Red)(도 1B (c), (d)) 및 모노단시카다베린(monodansycadaverine: MDC)(도 1B (e), (f))으로 염색하였고, 그 결과 대조군과 비교하여 오토파고나이저 처리 세포에서 형광강도의 증가를 관찰할 수 있었다.To identify novel autophagy inducers, a cell-root screening system using EGFP-LC3 and high-content screening were employed. LC3 is the third light chain of microtubule related protein 1 and is the key to autophagy. Because LC3-I is synthesized in the cytosolic liquid phase and converted to cell membrane-bound LC3-II during autophagy vacuogenesis, we use a COS7 cell to express a stable cell line expressing EGFP-LC3 for autophagy inducer screening. Constructed. The screening method revealed a novel autophagy inducer autopagogenizer as the most potent material in the 2,000 synthetic compound libraries (FIG. 1A). Other small molecules that were structurally similar to Autophagogenizer were also tested, but did not show strong autophagy activity. As a result of treating Cos-7 cells stably expressing EGFP-LC3 with an autophagogenizer, it was confirmed that EGFP fluorescence was increased in cytoplasm compared with untreated cells (FIG. 1B (a) and (b)). Autophagy vacuoles of MCF-7 were treated with LysoTracker Red (FIG. 1B (c), (d)) and monodansycadaverine (MDC) after treatment with autophagogenizer for 24 hours. 1B (e) and (f)) were stained, and as a result, the increase in fluorescence intensity was observed in the autophagogenizer treated cells compared to the control.

심층적 정량 분석을 위해 각각의 세포 및 샘플의 평균 형광 강도를 셀로믹 타겟 활성화(Cellomics Target Activation) 프로토콜을 사용하여 측정하였다. 오토파고나이저-유도 라이소트랙 형광은 대조군 염색보다 샘플 당 2.54배 컸으며, 라파마이신에 의해 유도된 형광보다 샘플 당 약 1.5배 컸다(도 1C). 오토파고나이저 처리 세포에서의 세포 당 평균 유도율 또한 대조군 및 라파마이신-처리세포에서보다 각각 1.24배 및 3.04배 컸다(도 1D). 상기 결과는 종합적으로 오토파고나이저가 오토파지의 효험 있는 유도물질임을 지시한다.
The mean fluorescence intensity of each cell and sample was measured using the Cellomics Target Activation protocol for in-depth quantitative analysis. Autophagogenizer-induced lysotrack fluorescence was 2.54 times greater per sample than control staining and about 1.5 times greater per sample than fluorescence induced by rapamycin (FIG. 1C). The mean induction rate per cell in the autophagogener treated cells was also 1.24 fold and 3.04 fold greater than in the control and rapamycin-treated cells, respectively (FIG. 1D). The results collectively indicate that the autophagogenizer is an effective inducer of autophagy.

본 발명의 The 오토파고나이저는Auto Pagonaizer 오토파지를Autophagy 통해 세포 성장 및 생존 능력을 감소시켰다. Decreased cell growth and viability.

오토파고나이저-유도 오토파지는 그 유효농도가 5 부터이며, 다양한 암세포의 성장에 영향을 주었다. 세포를 오토파고나이저로 2일간 처리한 MTT 분석 결과, 오토파고나이저가 양-의존적 방식으로 세포의 생존능력을 감소시켰음을 확인하였다(도 2A).Autophagogenizer-induced autophages have an effective concentration of 5 and influenced the growth of various cancer cells. MTT analysis of the cells treated with Autopagonaiser for 2 days, it was confirmed that the Autopagogonaser reduced the viability of the cells in a sheep-dependent manner (Fig. 2A).

HT1080 섬유육종 세포의 경우 세포 생존능력은 다양한 시간 프레임에서 양-의존적 방식으로 감소하였다(도 2B). 상기 세포 성장 감소 및 생존능력 감소가 오토파지의 결과이고 아폽토시스의 결과가 아님을 입증하기 위하여, 전자투과현미경(TEM)을 사용하여 LC3 변환을 관찰하였다. 시험물질처리 24시간 후 전자투과현미경(TEM)을 사용하여 오토파지성 액포를 면밀히 관찰하였다.For HT1080 fibrosarcoma cells cell viability decreased in a sheep-dependent manner over various time frames (FIG. 2B). LC3 conversion was observed using electron transmission microscopy (TEM) to demonstrate that reduced cell growth and reduced viability were the result of autophagy and not of apoptosis. After 24 hours of treatment, the autophagy vacuole was closely observed using an electron transmission microscope (TEM).

오토파고나이저-처리 세포는 미처리 세포와 비교하여(도 2C) 액포 수가 증가하였다(도 2D). 항-LC3 항체를 이용한 이뮤노블롯 방법으로 오토파지성 액포 형성과정에서의 LC3 변환을 관찰하였다. 상기 변환은 오토파고나이저- 및 라파마이신-처리 세포에서 관찰된 반면, 아폽토시스 유도물질인 캠토테신(Camptothecin)에 의해 처리된 세포 또는 대조군 세포에서는 관찰되지 않았다(도 3E 및 3F). 이러한 결과는 오토파고나이저는 캠토테신이 아닌, 라파마이신의 LC3 변환 패턴과 유사한 패턴으로 오토파지성 세포 사멸을 유도함으로써 세포의 생존 능력에 영향을 준다는 사실을 나타낸다.
Autophagogenizer-treated cells had increased vacuole counts (FIG. 2D) compared to untreated cells (FIG. 2C). LC3 conversion during autophagical vacuogenesis was observed by immunoblot method using anti-LC3 antibody. This transformation was observed in autophagogenizer- and rapamycin-treated cells, while not in cells treated with apoptosis inducer Camptothecin or control cells (FIGS. 3E and 3F). These results indicate that autophagogener influences cell viability by inducing autophagy cell death in a pattern similar to the LC3 transformation pattern of rapamycin but not camptothecin.

오토파고나이저Autopagoneizer -유도 세포 사멸은 Induced cell death 아폽토시스와Apoptosis and 무관하다.  Irrelevant

오토파고나이저가 오토파지성 세포 사멸을 유도한다는 사실을 확인하기 위하여, 아폽토시스 분석을 수행하였다. 우선, 오토파고나이저 및 캠토테신으로 세포를 처리하고, 호케스트(Hoechst) 33342로 핵을 염색하였다. 오토파고나이저 처리한 경우에 캠토테신으로 처리한 경우보다 아폽토시스성 세포 수가 더 적었다(도 4A).Apoptosis analysis was performed to confirm that autophagogenizer induced autophagy cell death. First, the cells were treated with autopagogenizer and camptothecin, and the nuclei were stained with Hoechst 33342. Autopagogenizer treatment resulted in fewer apoptotic cells than treatment with camptothecin (FIG. 4A).

둘째로, DNA 단편 분석결과 오토파고나이저 처리 세포 내에서 조각나지 않은 DNA를, 캠토테신-처리 세포에서는 조각난 DNA 단편을 확인할 수 있었다(도 4B). 셋째로, 아폽토시스 정량을 위해 FACS(fluorescent activated cell sorter) 분석을 수행한 결과 오토파고나이저 처리 세포는 그 79.5%가 M1 단계에 남아있는 반면, 캠토테신-처리 세포는 오직 50.3%만이 M1 단계에 남아있음을 확인하였다(도 4C). 마지막으로 세포를 카스페이스(caspase)-3 및 아폽토시스 방해자인 Z-VAD-FMK로 함께 처리한 경우의 사멸 세포수는 캠토테신-처리 배양의 경우보다 감소하였으나, 오토파고나이저-처리 배양과 비교해서는 변화가 없었다(도 4D). 상기 결과는 오토파고나이저가 아폽토시스와 무관한 메커니즘으로 오토파지성 세포 사멸을 유도함을 나타낸다.
Secondly, DNA fragment analysis showed unfragmented DNA in autophagogenerized cells and fragmented DNA fragments in camptothecin-treated cells (FIG. 4B). Third, fluorescence activated cell sorter (FACS) analysis for apoptosis quantification showed that 79.5% of the autophagogener-treated cells remained at M1, while only 50.3% of camptothecin-treated cells remained at M1. It was confirmed that there was (Fig. 4C). Finally, the number of apoptosis cells when cells were co-treated with caspase-3 and the apoptosis interferer Z-VAD-FMK was lower than in the case of camptothecin-treated cultures, but compared to autophagogener-treated cultures. There was no change (FIG. 4D). The results indicate that the autophagogenizer induces autophagy cell death in a mechanism independent of apoptosis.

본 발명의 The 오토파고나이저는Auto Pagonaizer 신규한New 오토파지Autophagy 신호 경로와 관련되어 있다. It is related to the signal path.

오토파지는 수개의 신호 경로에 의해 조절되고, 3-MA, 워트마닌(wortmannin) 및 PD98059는 상기 신호 경로들의 억제제로 알려져 있다. 오토파고나이저가 어떠한 신호 경로로 작용하는지를 결정하기 위하여, 세포를 오토파고나이저 및 상기 억제제로 함께 처리하였다. 오토파고나이저 처리 전에 1시간 동안 세포를 예비처리하고 생존한 세포의 수를 세었다. 세포를 억제제만으로 처리한 경우, 사멸 세포수는 현저하게 감소하였다. 그러나, 세포를 오토파고나이저 및 억제제 모두로 처리한 경우는 오토파지성 세포사멸의 영향으로 사멸 세포수가 증가하였다(도 5). 세포를 억제자만으로 처리한 경우에는 그 어떠한 중대한 변화도 관찰되지 않았으므로, 상기 결과들은 오토파고나이저가 신규한 신호 경로에 관계된 오토파지 유도물질임을 나타낸다.Autophages are regulated by several signal pathways, and 3-MA, wortmannin and PD98059 are known to be inhibitors of these signal pathways. In order to determine which signal pathway the autophagogener acts on, cells were treated together with the autopagogenizer and the inhibitor. Cells were pretreated for 1 hour prior to autophagogenizer treatment and the number of surviving cells was counted. When cells were treated with inhibitors only, the number of dead cells decreased significantly. However, when cells were treated with both autophagogenizer and inhibitor, the number of dead cells increased due to the effect of autophagy apoptosis (FIG. 5). Since no significant changes were observed when cells were treated with inhibitor alone, the results indicate that the autophagogenizer is an autophagy inducer involved in the novel signal pathway.

오토파고나이저-유도 오토파지에 내재한 메커니즘을 규명하기 위하여, cDNA 마이크로 어레이 분석법을 수행하였다. 오토파고나이저 처리 세포의 마이크로 어레이 분석 결과는 라파마이신-처리 세포와 다른 결과를 보였는데, 이는 오토파고나이저가 라파마이신-무관 경로로 오토파지를 유도함을 나타낸다(도 6). 오토파고나이저 처리에 의해 오토파지- 및 아폽토시스-관련 유전자는 각각 상향 조절 및 하향 조절하였다(표 1). 이 중 BHMT는 가장 현저하게 상향 조절되었고, 그 다음으로 오토파지-관련 유전자인 베클린 1 및 인터루킨 18이 뒤를 이었다. 사멸-관련단백질 3(DAP3) 및 캐스페이스 9와 같은 관련 유전자들은 하향 조절되었는데, 이는 기존의 결과들과 일치하는 것이다. 상기 결과는 상향 및 하향 조절된 유전자에 대한 RT-PCR를 수행하여 확인하였다. 오토파고나이저-처리 세포에서, BHMT 및 베클린 1의 레벨은 증가 한 반면 BIRC1 발현 레벨은 감소하였다(도 7). RT-PCR 결과는 마이크로 어레이 결과와 일치하였다. 상기 결과를 하기 표 1에 정리하였다.
In order to elucidate the mechanisms inherent in autophagogenizer-induced autophagy, cDNA microarray analysis was performed. Microarray analysis of autophagogener treated cells showed different results from rapamycin-treated cells, indicating that autophagogener induced autophagy by the rapamycin-independent pathway (FIG. 6). Autophagy- and apoptosis-related genes were upregulated and downregulated, respectively, by autophagogenizer treatment (Table 1). BHMT was most significantly upregulated, followed by autophagy-related genes, Becklin 1 and Interleukin 18. Relevant genes such as death-related protein 3 (DAP3) and Caspace 9 were downregulated, consistent with previous results. The results were confirmed by performing RT-PCR on up and down regulated genes. In autophagogenizer-treated cells, the levels of BHMT and Beclin 1 were increased while BIRC1 expression levels were decreased (FIG. 7). RT-PCR results were consistent with microarray results. The results are summarized in Table 1 below.

Figure 112010013956290-pat00003
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바필로마이신Batillomycin A1이 본 발명의  A1 of the present invention 오토파고나이저Autopagoneizer -유도 -Judo 오토파지에In autophagy 미치는 영향 Impact

바필로마이신 A1은 오토파지의 알려진 조절자이며, 오토파지성 액포의 성숙을 방해한다. 바필로마이신 A1 및 오토파고나이저를 함께 처리한 경우 오토파지성 액포 수가 감소하였다(도 8A). 산성 소포체(Acidic vesicular organelles: AVO)를 아크리딘 오렌지로 염색하고 FACS 분석으로 정량하였다. 세포를 오토파고나이저로 처리하기에 앞서 바필로마이신 A1으로 처리한 경우 AVO의 형광강도가 감소하였다(도 8B). 이러한 결과는 FACS의 분석과 일치하는 것이다. 결론적으로, 오토파고나이저 처리는 오토파지를 유도하였고, 바필로마이신 처리는 오토파고나이저-유도 오토파지성 액포의 성숙을 방해하였다.Vapilomycin A1 is a known regulator of autophagy and interferes with the maturation of autophagy vacuoles. When treated with the bacillomycin A1 and autophagogenizer, the number of autophagy vacuoles was reduced (FIG. 8A). Acidic vesicular organelles (AVO) were stained with acridine orange and quantified by FACS analysis. Fluorescence intensity of AVO was reduced when the cells were treated with bacillomycin A1 prior to treatment with autophagogenizer (FIG. 8B). This result is consistent with the analysis of FACS. In conclusion, autophagogenizer treatment induced autophagy, and bacillomycin treatment prevented the maturation of autophagogener-induced autophagocytic vacuoles.

추가논의Additional discussion

인간 지놈 시퀀싱은 추정적 약물 타겟을 코딩하는 새로운 유전자를 예측하고, 화합물 라이브러리로부터 유래한 다수 소분자를 고-시료 처리와 타겟-유래 방식으로 특성 분석하는 것을 가능하게 하였다(Drews (2000)). 반면에, 다양한 화합물 집합의 세포-근간 표현형 스크리닝법은 살아있는 세포 내 생물학적 과정을 조절하는 소분자를 동정하기 위한 장래의 화학-유전학적 접근법을 제시한다(Haggarty et al.(2000); Stockwell, (2000)). 본 발명의 연구에서는, 오토파지 유도성 소분자를 스크리닝 하기 위하여, EGFP-LC3을 발현하는 안정된 COS7 세포주 내에서 세포-근간, 시각적, 화학적 및 유전학적 스크리닝법을 수행하였다. 이러한 “표현형” 스크리닝법의 효용성으로 인하여 신규한 소분자 오토파고나이저(도 1)을 발견하고, 이를 오토파지성 세포 사멸 유도물질로서 동정하기에 이르렀다. Human genome sequencing has made it possible to predict new genes encoding putative drug targets and to characterize multiple small molecules derived from compound libraries in a high-sample processing and target-derived manner (Drews (2000)). On the other hand, cell-based phenotypic screening of a diverse set of compounds presents a future chemical-genetic approach to identifying small molecules that regulate biological processes in living cells (Haggarty et al. (2000); Stockwell, (2000). )). In the present study, to screen for autophagy inducible small molecules, cell-root, visual, chemical and genetic screening was performed in stable COS7 cell lines expressing EGFP-LC3. The effectiveness of this “phenotype” screening method has led to the discovery of a novel small molecule autophagogenizer (FIG. 1), which has been identified as an autophagy cell death inducer.

일반적으로 항암제는 아폽토시스를 유도하는 메카니즘으로 작용하므로, 화학요법 저항성 암세포에서 아폽토시스 메카니즘 손상이 발견되는 것은 놀랄만한 일이 아니다(Kaufmann and Vaux(2003); Longley and Johnston(2005)). 그러나, 아폽토시스 저항성 세포 내에서도 화학치료제 처리에 대한 반응으로서 논-아폽토시스 세포 사멸은 관찰된다(Leist and Jaattela(2001); Roninson et al.(2001); Naito et al.(2004)). 많은 암세포들이 아폽토시스 메카니즘을 불활성화하거나 반-아폽토시스성 경로를 활성화시키는 돌연변이를 통해 생존하는 결과, 전통적인 화학치료제에 저항성이 있다. 따라서, 아폽토시스-무관 방식으로 작용하는 신규한 항암제의 특성분석은 신규한 치료 전략과 깊은 관계가 있다. 오토파지성 세포 사멸의 표적을 정하는 것은 신규한 치료제 표적의 동정을 요구할 것이고, 비정상적으로 프로그램된 세포 사멸과 관련된 질병을 치료하기 위한 시도에 중요한 영향을 미칠 것이다.Since anticancer drugs generally act as a mechanism for inducing apoptosis, it is not surprising that apoptosis mechanism damage is found in chemotherapy resistant cancer cells (Kaufmann and Vaux (2003); Longley and Johnston (2005)). However, even within apoptotic resistant cells, non-apoptotic cell death is observed in response to chemotherapeutic treatment (Leist and Jaattela (2001); Roninson et al. (2001); Naito et al. (2004)). Many cancer cells are resistant to traditional chemotherapeutic agents as a result of survival through mutations that inactivate apoptosis mechanisms or activate anti-apoptotic pathways. Thus, the characterization of novel anticancer agents that work in an apoptosis-independent manner is deeply related to the novel therapeutic strategies. Targeting autophagy cell death will require identification of novel therapeutic targets and will have a significant impact on attempts to treat diseases associated with abnormally programmed cell death.

특히 오토파고나이저의 세포 독성적 효능은 HT1080 섬유육종 세포에 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 실험에서 사용된 8개의 인간 암세포주 패널에서, 모든 세포가 마이크로 몰의 범위의 오토파고나이저에 민감성을 나타내었다. 본 발명자들은 오토파고나이저의 IC50이 약 5 μM임을 발견하였다. 흥미롭게도 오토파고나이저 처리결과 모든 오토파고나이저-민감성 세포가 진행성 액포화 과정을 거쳤다. 따라서 사이토졸의 액포화는 본 발명의 화합물에 의해 유도되는 사멸 과정의 특징으로 여겨질 수 있다.In particular, the cytotoxic efficacy of autofaginizer is not limited to HT1080 fibrosarcoma cells. In the panel of eight human cancer cell lines used in the experiments of the present invention, all cells were sensitive to automogonizers in the micromolar range. The inventors have found that the IC 50 from Autopagonizer It was found to be 5 μΜ. Interestingly, the treatment of autophagogener-sensitized cells has undergone progressive saturation. Thus, the saturation of cytosol can be regarded as a characteristic of the killing process induced by the compounds of the present invention.

전자 현미경 뿐만 아니라 수개의 마커를 사용하여 오토파고나이저-유도성 액포를 관찰하였다. 또한, 액포에서 때때로 발견되는 세포질 이중-막-결합 구조의 존재는 오토파지를 시사할 수 있다. 흥미롭게도, 오토파고나이저 처리 세포의 액포 내에서 세포질 소기관과 유사한 구조가 발견되었다.Several markers were used as well as electron microscopy to observe autophagogenizer-induced vacuoles. In addition, the presence of cytoplasmic double-membrane-bound structures sometimes found in vacuoles may suggest autophagy. Interestingly, structures similar to cytoplasmic organelles have been found in the vacuoles of autophagogenerized cells.

본 발명자들은 오토파고나이저가 HT1080 세포 내에서 오토파지를 유도하며, 이는 아폽토시스 및 카스페이스와는 무관함을 밝혔다. 실제로, 카스페이스-무관 아폽토시스 또는 핵분열(nuclear fragmentation)-무관 아폽토시스는 선별적으로 보고된 바 있는 반면(Kolenko et al., 2000; Ferri and Kroemer, 2000), 두 특성이 동시에 결여된 것은 논-아폽토시스성 세포 사멸의 징표로서 여겨지고 있다(Szende et al.(1995); Sasaki et al.(2003); Guo et al.(2003)). 게다가, 오토파고나이저-유도 오토파지는 알려진 오토파지 억제제인 바필로마이신 A1에 의해 억제되었다.We found that autophagogenizer induced autophagy in HT1080 cells, which was independent of apoptosis and carspace. Indeed, carspace-independent apoptosis or nuclear fragmentation-independent apoptosis have been reported selectively (Kolenko et al., 2000; Ferri and Kroemer, 2000), while the lack of both properties simultaneously is non-apoptosis. It is considered a sign of sexual cell death (Szende et al. (1995); Sasaki et al. (2003); Guo et al. (2003)). In addition, autophagogenizer-induced autophages were inhibited by the known autophagy inhibitors, batillomycin A1.

흥미롭게도, 오토파고나이저-유도 오토파지는 3-MA에 의해서는 억제되지 않았는데, 3-MA는 퇴화 단계(sequestration step)에서 오토파지를 억제하기 위하여 클라스 III PI3K 활성 간섭 목적으로 흔히 사용되는 시약이다. 따라서, 오토파고나이저 작용에 내재된 메카니즘을 밝히기 위하여, cDNA 마이크로어레이 분석법을 수행하였다. HT1080 세포에 대한 마이크로어레이 분석결과 BHMT의 상향 조절을 확인하였고, 또한 추가적인 실험으로 오토파고나이저-유도 오토파지성 세포 사멸에서 BHMT의 중요성을 확인하였다. 그 뿐만 아니라, HT1080 세포 마이크로어레이 분석 결과 베클린-1과 같은 오토파지-관련 분자는 오토파고나이저 처리에 의해 HT1080 세포 내에서 상향 조절되는 반면, DAP3 및 카스페이스-9과 같은 아폽토시스-관련 분자는 하향 조절됨을 확인하였다. BHMT는 글루타티온(GSH) 합성에 필요한 오토파고섬 막 효소인데, 3-MA의 표적으로 알려져있다(Furuya et al.(2001)). 3-MA는 BHMT 활성 상실을 방지하여 그 결과 세포 내 GSH/GSSG 비율 감소를 야기한다. BHMT는 간 및 신장에 풍부한 효소로서, 베타인에서 호모시스테인으로 메틸기를 전달하는 촉매작용을 하여 디메틸글리신 및 메티오닌을 생산한다(Lee et al.(1992); Garrow(1996)). 시토졸 BHMT은 오토파지성 퇴화과정에서 섭취되어 32-kDa 단편인 p32로 변환되는데, 이는 오토파고섬 및 리소좀의 융합과 관계가 있다.Interestingly, autophagogenizer-induced autophagy was not inhibited by 3-MA, which is a commonly used reagent for class III PI3K active interference purposes to inhibit autophagy in the sequestration step. . Therefore, cDNA microarray analysis was performed to elucidate the mechanism inherent in the operation of autophagogenizers. Microarray analysis of HT1080 cells confirmed the upregulation of BHMT, and further experiments confirmed the importance of BHMT in autophagogenizer-induced autophagy cell death. In addition, HT1080 cell microarray analysis revealed that autophagy-related molecules, such as beclin-1, are upregulated in HT1080 cells by autophagogenizer treatment, whereas apoptosis-related molecules, such as DAP3 and carspace-9, It was confirmed that the down-regulation. BHMT is an autophagosomal membrane enzyme required for glutathione (GSH) synthesis and is known as a target of 3-MA (Furuya et al. (2001)). 3-MA prevents loss of BHMT activity, resulting in a decrease in intracellular GSH / GSSG ratio. BHMT is an enzyme rich in liver and kidney that catalyzes the transfer of methyl groups from betaine to homocysteine to produce dimethylglycine and methionine (Lee et al. (1992); Garrow (1996)). Cytosol BHMT is ingested during autophagy degeneration and converted to p32, a 32-kDa fragment, which is associated with the fusion of autophagosomes and lysosomes.

결론적으로, 본 발명의 실험 결과는 오토파고나이저의 신규한 생물학적 기능을 제시하였다. 오토파고나이저 구조의 신규함이 이 소분자를 혁신적인 오토파지 유도물질로 만든다. HDAC 억제자 SAHA 및 mTOR 억제자 라파마이신과 같은 다양한 오토파지 유도물질이 이미 알려져있지만, 오토파고나이저는 예전에 발견되었던 것과 무관한 화학구조를 나타낸다. 상기 신규한 구조와 관련된 오토파지 신호 경로를 밝히는 것은 신규한 오토파지 유도물질을 위한 초석이 될 것이다. 오토파고나이저는 오토파지성 세포 사멸에 이르게 하는 오토파지의 유도물질로서, 암, 아테롬성 동맥 경화증 및 망막 혈관신생과 같은 질병의 치료제로서 사용될 수 있다. 오토파고나이저를 치료제로 개발하기 위해서는, 그것의 표적 단백질 및 활성 모드를 명확히 할 필요가 있다. cDNA 분석 결과 라파마이신과 다른 신호 경로가 확인되었기 때문에, mTOR 경로는 오토파고나이저 신호 경로로부터 제외하였다. 오토파고나이저 신호 경로 및 표적 단백질을 더 밝히기 위한 페이지 디스플레이(phage display) 또는 오피옴(ORFeome)과 같은 표적 동정 기법이 연구 중에 있으며, 이들은 아직 알려지지 않은 메카니즘에 관한 통찰을 제공할 것이다. 결론적으로, 오토파고나이저는 신규한 소분자로서 흥미로운 오토파지 생물학 분야를 탐구할 수 있는 신규하고 독특한 도구를 제공한다.In conclusion, the experimental results of the present invention suggested a novel biological function of autofaginizer. The novelty of the autopagonizer structure makes this small molecule an innovative autophagy inducer. Although various autophagy inducers, such as the HDAC inhibitor SAHA and the mTOR inhibitor rapamycin, are already known, autophagoneizers exhibit chemical structures independent of those previously discovered. Identifying the autophagy signal path associated with the novel structure will be the cornerstone for the novel autophagy inducers. Autophagonizer is an inducer of autophagy leading to autophagy cell death and can be used as a therapeutic agent for diseases such as cancer, atherosclerosis and retinal neovascularization. In order to develop an autopagonizer as a therapeutic, it is necessary to clarify its target protein and activity mode. Since the cDNA analysis identified a signal pathway different from rapamycin, the mTOR pathway was excluded from the autophagogenizer signal pathway. Target identification techniques such as phage display or ORFeome for further elucidation of the autopaginizer signal pathways and target proteins are under study, and they will provide insights into unknown mechanisms. In conclusion, Autophagoneizer is a new small molecule that provides a new and unique tool for exploring the exciting field of autophagy biology.

본 발명의 중요성Importance of the present invention

본 발명의 오토파고나이저는 오토파지를 유도하여 오토파지성 세포 사멸을 일으킬 수 있는 신규한 소분자이다. 상기 신규한 화학구조를 갖는 오토파지 유도물질은 EGFP-LC3를 발현하는 안정한 세포주에서 오토파지성 액포 증가를 보인 세포 근간 스크리닝법에 의해 동정되었다. 라이소트랙(LysoTracker) 및 MDC 형광 또한 오토파고나이저 처리 세포에서 현저하게 증가하였다. 오토파고나이저의 오토파지적 효능은 많은 수의 암 세포주에서 세포 증식을 억제하였고, 세포 생존능력을 감소시켜 아폽토시스-무관 오토파지성 세포 사멸을 일으켰다. 알려진 오토파지 억제제에 의해 오토파고나이저의 오토파지적 효능이 억제되지 않았으므로 그 메카니즘은 라파마이신과 다르다. 따라서, 오토파고나이저는 독특한 화학 구조 및 신규한 활성 모드를 갖는 오토파지 유도물질로서 동정되었고, 이는 오토파지 연구 분야의 비약적 발전이라 할 것이다.
The autophagogenizer of the present invention is a novel small molecule capable of inducing autophagy to cause autophagy cell death. Autophagy inducers having this novel chemical structure were identified by cell-based screening, which showed an increase in autophagy vacuoles in stable cell lines expressing EGFP-LC3. LysoTracker and MDC fluorescence were also significantly increased in autophagogenerized cells. The autophagy efficacy of autophagogenizers inhibited cell proliferation in a large number of cancer cell lines and reduced cell viability resulting in apoptosis-independent autophagy cell death. The mechanism differs from rapamycin because no known autophagy inhibitors have inhibited the autophagy efficacy of autophagogenizers. Thus, autophagogenizers have been identified as autophagy inducers with unique chemical structures and novel modes of activity, which would be a quantum leap in the field of autophagy research.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the present invention. Thus, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and equivalents thereof.

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Claims (10)

(a) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 그의 약제학적으로 허용 가능한 염의 약제학적 유효량 ; 및 (b) 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물:
화학식 1
Figure 112012004533776-pat00004

(a) a pharmaceutically effective amount of a compound represented by the following formula (1) or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier, wherein the pharmaceutical composition for preventing or treating cancer comprises:
Formula 1
Figure 112012004533776-pat00004

삭제delete 제 1 항에 있어서, 상기 암은 뇌하수체선종, 신경교종, 뇌종양, 상인두암, 후두암, 흉선종, 중피종, 유방암, 폐암, 위암, 식도암, 대장암, 간암, 췌장암, 췌내분비종양, 담낭암, 음경암, 요관암, 신세포암, 전립선암, 방광암, 비호지킨성림프종, 골수이형성증후군, 다발성골수종, 형질세포성종양, 백혈병, 소아암, 피부암, 난소암 및 자궁경부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
According to claim 1, wherein the cancer is pituitary adenoma, glioma, brain tumor, epiglottis cancer, laryngeal cancer, thymoma, mesothelioma, breast cancer, lung cancer, gastric cancer, esophageal cancer, colon cancer, liver cancer, pancreatic cancer, pancreatic endocrine tumor, gallbladder cancer, penile cancer, Ureter cancer, renal cell cancer, prostate cancer, bladder cancer, non-Hodgkin's lymphoma, myelodysplastic syndrome, multiple myeloma, plasmacytoma, leukemia, childhood cancer, skin cancer, ovarian cancer and cervical cancer Pharmaceutical compositions.
제 1 항에 있어서, 상기 약제학적 조성물은 BHMT(betaine-homocysteine methyltransferase) 발현을 상향 조절하는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
According to claim 1, wherein the pharmaceutical composition is a pharmaceutical composition, characterized in that up-regulating the expression of beta-homocysteine methyltransferase (BHMT).
제 1 항에 있어서, 상기 약제학적 조성물은 아폽토시스(apoptosis)에 영향을 미치지 않는 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the pharmaceutical composition does not affect apoptosis.
다음의 단계를 포함하는 암 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법:
(a) BHMT(betaine-homocysteine methyltransferase) 뉴클레오타이드 서열을 포함하는 세포에 (i) 시험물질 또는 (ii) 3-MA, 워트마닌 및 PD98059으로 구성된 군으로부터 선택되는 오토파지 억제제와 시험물질을 처리하는 단계; 및
(b) 상기 BHMT의 발현을 분석하여 암 예방 또는 치료제를 선별하는 단계로서 상기 시험물질을 단독으로 처리한 경우 BHMT의 발현을 증가시켜 오토파지를 활성화 시키고, 상기 오토파지 억제제와 시험물질을 동시에 처리한 경우 오토파지 활성이 감소되지 않는 경우에 암 예방 또는 치료제로 선별하는 것을 특징으로 하는 단계.
Screening methods for preventing or treating cancer, comprising the following steps:
(a) treating a cell comprising a beta-homocysteine methyltransferase (BHMT) nucleotide sequence with (i) a test substance or (ii) an autophagy inhibitor and a test substance selected from the group consisting of 3-MA, wortmannin and PD98059 ; And
(b) analyzing the expression of the BHMT to screen for cancer prevention or treatment as a step of treating the test substance alone to increase the expression of BHMT to activate autophagy, and simultaneously treated with the autophagy inhibitor and the test substance In one case, the method is characterized in that the screening for cancer prevention or treatment if the autophagy activity is not reduced.
삭제delete 제 6 항에 있어서, 상기 암은 뇌하수체선종, 신경교종, 뇌종양, 상인두암, 후두암, 흉선종, 중피종, 유방암, 폐암, 위암, 식도암, 대장암, 간암, 췌장암, 췌내분비종양, 담낭암, 음경암, 요관암, 신세포암, 전립선암, 방광암, 비호지킨성림프종, 골수이형성증후군, 다발성골수종, 형질세포성종양, 백혈병, 소아암, 피부암, 난소암 및 자궁경부암으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법.
According to claim 6, wherein the cancer is pituitary adenoma, glioma, brain tumor, epiglottis cancer, laryngeal cancer, thymoma, mesothelioma, breast cancer, lung cancer, gastric cancer, esophageal cancer, colon cancer, liver cancer, pancreatic cancer, pancreatic endocrine tumor, gallbladder cancer, penile cancer, Ureter cancer, renal cell cancer, prostate cancer, bladder cancer, non-Hodgkin's lymphoma, myelodysplastic syndrome, multiple myeloma, plasmacytoma, leukemia, childhood cancer, skin cancer, ovarian cancer and cervical cancer Screening method.
제 6 항에 있어서, 상기 BHMT 뉴클레오타이드 서열은 유전자 등록번호(GenBank) BC012616의 뉴클레오타이드 서열인 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법.
7. The method of claim 6, wherein the BHMT nucleotide sequence is a nucleotide sequence of GeneBank BC012616.
제 6 항에 있어서, 상기 BHMT의 발현을 분석하는 단계는 RT-PCR방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 스크리닝 방법. The screening method of claim 6, wherein analyzing the expression of BHMT is performed by RT-PCR.
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