KR101286743B1

KR101286743B1 - Pharmaceutical composition containing fenofibrate for prevention of sepsis

Info

Publication number: KR101286743B1
Application number: KR1020110014674A
Authority: KR
Inventors: 조은경; 최흥식; 육재민
Original assignee: 충남대학교산학협력단
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2013-07-15
Also published as: WO2012111920A2; WO2012111920A3; KR20120095170A

Abstract

본 발명은 고지혈증 치료제로 이용되고 있는 페노피브레이트(fenofibrate)를 유효성분으로 하는 패혈증 예방용 약학 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 약학 조성물은 패혈증에 의한 사이토카인의 분비를 억제하고 생존율을 현저하게 증가시켜 패혈증의 예방에 유용하게 사용될 수 있다. The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing sepsis, using fenofibrate, which is used as an antihyperlipidemic agent, as an active ingredient. The pharmaceutical composition of the present invention can be usefully used for the prevention of sepsis by inhibiting the secretion of cytokines by sepsis and significantly increasing the survival rate.

Description

Pharmaceutical composition containing fenofibrate for prevention of sepsis

본 발명은 패혈증 예방용 조성물에 관한 것으로 보다 상세하게는 고지혈증 치료제로 이용되고 있는 페노피브레이트(fenofibrate)를 유효성분으로 하는 패혈증 예방용 약학 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for preventing sepsis, and more particularly, to a pharmaceutical composition for preventing sepsis, using fenofibrate, which is used as an antihyperlipidemic agent, as an active ingredient.

패혈증은 세균 감염이나 외상적 충격 등으로 인체 면역시스템이 교란되어 지나칠 정도로 강한 면역 비상체제를 가동함으로써 생기는 일종의 '과다면역반응'이다. 흔히 패혈증은 패혈성 쇼크(Septic shock)로 발전하게 되는데 이는 감염을 동반하는 전신성 염증반응증후군(systemic inflammatory response syndrome)으로 정의된다(비특허문헌 1). 특히, 패혈증 쇼크는 치사율이 45%에 이르러 중환자실에 입원한 환자들의 생명을 위협하는 가장 흔한 원인이 되기도 한다.Sepsis is a type of 'hyperimmune reaction' caused by running an immune emergency system that is too strong to disturb the human immune system due to bacterial infection or traumatic shock. Often sepsis develops into septic shock, which is defined as systemic inflammatory response syndrome with infection (Non-Patent Document 1). In particular, sepsis shock is the most common cause of life-threatening inpatients, with a mortality rate of 45%.

패혈증은 면역억제를 유도하는 치료제의 투여 및 화상 혹은 내장 파열 등으로 박테리아가 혈관 또는 세포의 내부로 침투하여 일어나는 일련의 임상적 병리현상으로(비특허문헌 2), 그람양성 박테리아와 그람음성 박테리아에 의해서 유도될 수 있다. 그람 양성 패혈증의 경우 박테리아가 계속 생존하면서 세포 내부에서 증식하는 것과는 달리, 그람 음성 패혈증은 그람음성 박테리아 또는 그의 세포벽 구성성분의 일종인 엔도톡신이 1차의 감염소에서 혈중에 과도하게 침입하여 순환기계를 통해서 전신으로 퍼짐으로 인해서 발생하게 된다. 혈류로 침입한 엔도톡신은 우선 엔도톡신 접착단백질(endotoxin binding protein)과 결합한 다음에, 생체내의 대식세포, 호중구, 임파구 등의 염증세포 및 혈관내피세포를 자극하여 종양괴사인자(tumor necrosis factor)를 포함하는 다양한 염증성 사이토카인을 생성시킨다. 그람음성 패혈증의 임상적 발현으로는 현저한 사이토카인의 증가로 인해서 다장기장애(multiple organ dysfunction syndrome: MODS)를 일으키고 그 결과 사망을 초래하게 된다.
Sepsis is a series of clinical pathologies caused by bacteria penetrating into blood vessels or cells due to the administration of therapeutic agents that induce immunosuppression and burns or visceral rupture (Non-Patent Document 2). Can be induced. In the case of Gram-positive sepsis, while bacteria continue to survive and multiply inside the cell, Gram-negative sepsis is caused by excessive invasion of blood from the Gram-negative bacterium or endotoxin, a component of its cell wall, into the bloodstream at the first infectious site. It is caused by spreading through the whole body. Endotoxin invaded into the bloodstream first binds to endotoxin binding protein, and then stimulates inflammatory cells and vascular endothelial cells such as macrophages, neutrophils and lymphocytes in vivo to contain tumor necrosis factor. It produces a variety of inflammatory cytokines. Clinical manifestations of Gram-negative sepsis include a marked increase in cytokines, leading to multiple organ dysfunction syndrome (MODS), resulting in death.

페노피브레이트는 피브레이트 계열의 의약품으로 콜레스테롤을 낮추기 위한 용도로 주로 사용된다. PPARs(peroxisome proliferator-activated receptor)는 핵에 존재하는 호르몬 수용체의 일종으로 지방산의 물질대사를 조절하는데 중요한 역할을 담당하고 있으며, PPARα, PPARβ, PPARγ가 알려져 있다. 페노피브레이트는 PPARα의 활성을 촉진시켜서 중성지방을 감소시키는 반면 고밀도지단백 콜레스테롤은 증가시키는 역할을 수행한다. PPARα가 결핍된 생쥐의 경우, 페노피브레이트와 반응하지 못하고 그로인해 target 유전자들이 발현이 저해됨으로서 결국 비만을 유발하게 된다는 보고가 있다(비특허문헌 3). 이밖에도 당뇨병, 비만, 인슐린 저항성을 가진 실험동물과 고지방 식이를 섭취한 C57BL/6 생쥐에 페노피브레이트를 처리했을 때 몸무게가 감소했다는 보고를 통해서 체지방 감소효과들을 확인 할 수 있었다(비특허문헌 4). 그러나 아직까지 페노피브레이트가 패혈증의 예방에 효과가 있다는 것은 보고된 바 없다.
Fenofibrate is a fibrate family of drugs used primarily for lowering cholesterol. Peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs) are a type of hormone receptor in the nucleus that plays an important role in regulating the metabolism of fatty acids. PPARα, PPARβ, and PPARγ are known. Fenofibrate promotes PPARα activity to reduce triglycerides while increasing high-density lipoprotein cholesterol. In mice lacking PPARα, there is a report that it does not react with fenofibrate and thereby causes target genes to be inhibited, resulting in obesity (Non-Patent Document 3). In addition, the body weight reduction effects were confirmed by the report that the body weight was reduced when fenofibrate was treated in diabetic, obese, insulin resistant experimental animals and high-fat dieted C57BL / 6 mice (Non-Patent Document 4). However, it has not been reported that fenofibrate is effective in preventing sepsis.

Bone RC. The pathogenesis of sepsis. Ann. Intern. Med. 1991; 115: 457.Bone RC. The pathogenesis of sepsis. Ann. Intern. Med. 1991; 115: 457. Cohen J. The immunopathogenesis of sepsis. Nature. 2002; 420: 885-91.Cohen J. The immunopathogenesis of sepsis. Nature. 2002; 420: 885-91. Costet P, Legendre C, More J, Edgar A, Galtier P, Pineau T. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha-isoform deficiency leads to progressive dyslipidemia with sexually dimorphic obesity and steatosis. J Biol Chem 1998, 273:29577-29585.Costet P, Legendre C, More J, Edgar A, Galtier P, Pineau T. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha-isoform deficiency leads to progressive dyslipidemia with sexually dimorphic obesity and steatosis. J Biol Chem 1998, 273: 29577-29585. Guerre-Millo M, Gervois P, Raspe E, Madsen L, Poulain P, Derudas B, Herbert JM, Winegar DA, Willson TM, Fruchart JC, Berge RK, Staels B. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha activators improve insulin sensitivity and reduce adiposity. J Biol Chem 2000, 275:16638-16642.Guerre-Millo M, Gervois P, Raspe E, Madsen L, Poulain P, Derudas B, Herbert JM, Winegar DA, WillsonTM, Fruchart JC, Berge RK, Staels B. Peroxisome proliferator-activated receptor alpha activators improve insulin sensitivity and reduce adiposity. J Biol Chem 2000, 275: 16638-16642.

본 발명은 고지혈증 치료제로서 이용되고 있는 페노피브레이트(fenofibrate)의 패혈증 치료제로서의 새로운 용도를 제공하고자 하는 것을 목적으로 한다.
It is an object of the present invention to provide a novel use of fenofibrate as an agent for the treatment of sepsis, which is used as an agent for treating hyperlipidemia.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 페노피브레이트를 유효성분으로 함유하는 패혈증 예방용 약학 조성물에 관한 것이다. 특히 본 발명에서 상기 패혈증은 그람음성 박테리아의 감염에 의한 패혈증에 그 효과가 높다.The present invention for achieving the above object relates to a pharmaceutical composition for preventing sepsis containing fenofibrate as an active ingredient. In particular, in the present invention, the sepsis has a high effect on sepsis caused by Gram-negative bacteria infection.

하기 실시예에 기재된 바와 같이 리포다당류에 의해 유도된 패혈증 모델에서 페노피브레이트는 시험관 내 (in-vitro) 및 생체 (in-vivo) 실험 모두 전염증 사이토카인의 발현 및 분비를 억제하는 효과가 있음을 확인하였다. 더 나아가, 쥐를 대상으로 한 패혈증에 의한 생존율 측정에서 페노피브레이트를 처리하지 않은 군의 경우 생존율이 33%에 불과하였으나, 페노피브레이트를 처리한 경우에는 생존율이 93%로 크게 향상되었다. 이로서, 패혈증 쇼크로 인한 치사율을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 기대된다.
In the sepsis model induced by lipopolysaccharide as described in the Examples below, fenofibrate was found to have the effect of inhibiting the expression and secretion of pro-inflammatory cytokines in both in-vitro and in-vivo experiments. It was. Furthermore, the survival rate of septicemia in rats was only 33% in the fenofibrate-treated group, but significantly improved to 93% in the fenofibrate-treated group. This is expected to significantly reduce mortality due to sepsis shock.

페노피브레이트는 콜레스테롤을 낮추기 위한 용도로 이미 널리 사용되고 있는 의약품으로 Tricor, Trilipix (Abbott Labs), Lifibra (Teva) 등 정제나 캡슐의 형태로 여러 가지 상표로 출시되고 있다. 그러나, 제형이 이에 한정되는 것은 아니며 약제학적 분야에서 공지의 방법에 의하여, 그 자체 또는 약학적 허용되는 담체(carrier), 부형제(forming agent), 희석제 등과 혼합하여 분말, 과립, 정제, 캡슐제 또는 주사제 등의 제형으로 제조되어 사용될 수 있다. Fenofibrate is already widely used for lowering cholesterol and is marketed in various forms in the form of tablets or capsules such as Tricor, Trilipix (Abbott Labs), and Lifibra (Teva). However, the formulation is not limited thereto, and powders, granules, tablets, capsules or the like may be mixed by themselves or by pharmaceutically acceptable carriers, forming agents, diluents or the like by methods known in the pharmaceutical art. It can be prepared and used in the form of an injection or the like.

본 발명에 따른 유효성분의 투여량은 체내에서 활성성분의 흡수도, 물활성화율 및 배설속도, 환자의 연령, 성별 및 상태, 치료할 질병의 중증정도 등에 따라 적절히 선택되나, 일반적으로 성인에게 1일에 체중 1kg 당 상기 화합물을 1~100mg 의 양으로 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다.
The dosage of the active ingredient according to the present invention is appropriately selected depending on the absorption of the active ingredient in the body, the rate of water activation and excretion, the age, sex and condition of the patient, the severity of the disease to be treated, etc. The compound may be administered once to several times in an amount of 1 to 100mg per 1kg of body weight.

이상과 같이 본 발명의 페노피브레이트를 유효성분으로 함유하는 조성물은 패혈증에 의한 사이토카인의 분비를 억제하고 생존율을 현저하게 증가시켜 패혈증의 예방에 유용하게 사용될 수 있다.
As described above, the composition containing the fenofibrate of the present invention as an active ingredient can be usefully used for the prevention of sepsis by inhibiting the secretion of cytokines by sepsis and significantly increasing the survival rate.

도 1은 대식세포 내에서 리포다당류 자극에 의한 전염증성 사이토카인 m-RNA의 발현에 대한 페노피브레이트의 영향을 보여주는 그래프.
도 2는 대식세포 내에서 리포다당류 자극에 의한 전염증성 사이토카인의 분비에 대한 페노피브레이트의 영향을 보여주는 그래프.
도 3은 패혈증 유발 쥐의 생존율에 대한 페노피브레이트의 영향을 보여주는 그래프.
도 4는 리포다당류에 의한 패혈증 유발 쥐의 혈중 사이토카인 농도에 대한 페노피브레이트의 영향을 보여주는 그래프.1 is a graph showing the effect of fenofibrate on the expression of proinflammatory cytokine m-RNA by lipopolysaccharide stimulation in macrophages.
2 is a graph showing the effect of fenofibrate on the secretion of proinflammatory cytokines by lipopolysaccharide stimulation in macrophages.
3 is a graph showing the effect of fenofibrate on the survival of sepsis-induced mice.
4 is a graph showing the effect of fenofibrate on blood cytokine concentrations in sepsis-induced rats by lipopolysaccharide.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적 범위가 한정되거나 변경되는 것은 아니다. 또한 이러한 예시에 기초하여 본 발명의 기술적 사상의 범위 안에서 다양한 변형과 변경이 가능함은 당업자에게는 당연할 것이다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these embodiments are merely examples for easily explaining the contents and scope of the technical idea of the present invention, and thus the technical scope of the present invention is not limited or changed. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes can be made within the scope of the present invention based on these examples.

세포내(Intracellular in vitroin vitro ) 페노피브레이트의 효과) Effect of Fenofibrate

1) 생쥐의 골수 유래 대식세포의 준비1) Preparation of Bone Marrow-derived Macrophages in Mice

8주령의 야생형 C57BL/7 생쥐는 코아텍(평택, 한국)으로부터 구입하였으며, 물과 사료를 충분히 공급하면서 12시간 주기로 명암을 주는 표준실험실 조건에서 사육하였다. 실험 동물의 절차는 충남대학교의 Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)의 지침에 따랐다. 생쥐의 골수로부터 대식세포를 채취하여 세포 배지에 대식세포 집락 인자 (macrophage colony-stimulating factor, M-CSF)를 25 ng/㎖의 농도로 첨가하여 4일 동안 37℃, 5% CO₂ 조건에서 대식세포로 분화시켰다. 분화된 대식세포가 아닌 림프구들은 기계적인 파괴로 제거하였다.
Eight-week-old wild-type C57BL / 7 mice were purchased from Koatech (Pyeongtaek, South Korea) and were bred in standard laboratory conditions that provided light and feed for 12-hour cycles. Procedures of the experimental animals were in accordance with the guidelines of the Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) of Chungnam National University. Macrophages were collected from the bone marrow of mice and macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) was added to the cell medium at a concentration of 25 ng / ml for 4 days at 37 ° C. and 5% CO ₂ . Differentiation into phagocytes. Lymphocytes other than differentiated macrophages were removed by mechanical destruction.

2) 리포 다당류로 자극된 골수 유래 대식세포에서 전염증성 사이토카인의 mRNA의 활성 및 분비에 대한 페노피브레이트의 영향 2) Effect of fenofibrate on the activity and secretion of proinflammatory cytokine mRNA in lipopolysaccharide-stimulated bone marrow-derived macrophages

리포 다당류로 자극된 골수 유래 대식세포에서 리포 다당류에 의해서 유도되는 전염증성 사이토카인들의 mRNA 활성과 분비에 대한 페노피브레이트의 영향을 조사하였다. The effect of fenofibrate on mRNA activity and secretion of lipopolysaccharide-induced proinflammatory cytokines in bone marrow-derived macrophages stimulated with lipopolysaccharide was investigated.

우선 염증성 사이토카인들의 mRNA활성 여부를 확인하기 위해서 1)에서 준비한 대식세포에 50μM의 페노피브레이트를 2시간 전처리 후, 100ng/㎖ 의 리포 다당류 (시그마, 미국)를 자극하였다. 6시간 후, 대식세포를 수집하여 Easy-BlueTM Total RNA Extraction Kit(인트론, 한국)를 이용해 RNA를 분리하였다. First stimulated to 1) lipopolysaccharide (Sigma, USA), after the second macrophages fenofibrate of 50 μ M in the pre-treatment time, 100ng / ㎖ prepared from mRNA to determine whether the activity of inflammatory cytokines. After 6 hours, macrophages were collected and RNA isolated using the Easy-BlueTM Total RNA Extraction Kit (Intron, Korea).

도 1에서 확인할 수 있듯이 리포다당류에 의해 대식세포 내 종양괴사인자-α(TNF-α)와 인터루킨-6(IL-6)의 m-RNA 발현은 증가하였으나, 페노피브레이트를 전처리한 경우(Feno)에는 그 발현량이 모두 유의하게 감소한 것을 확인할 수 있었다.
As can be seen in Figure 1, lipopolysaccharide increased the expression of m-RNA in macrophage tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-6 (IL-6), but when fenofibrate was pretreated (Feno) It was confirmed that all of the expression amount significantly decreased.

상기 방법에 의해 리포 다당류를 자극한 후 18시간 후에 세포 배양 상층액을 취하여 분비된 종양괴사인자-α와 인터루킨-6의 양을 PharMingen사의 Duoset antibody pairs를 이용하여 ELISA 방법에 근거해서 측정하고 그 결과를 도 2에 도시하였다. 도 2로부터 전염즘성 사이토카인인 종양괴사인자-α와 인터루킨-6의 분비양이 페노피브레이트의 전처리에 의해 현격히 감소한 것을 확인할 수 있었다.
After 18 hours of stimulating lipopolysaccharide by the above method, cell culture supernatants were taken and the amount of tumor necrosis factor-α and interleukin-6 secreted was measured using PharMingen's Duoset antibody pairs based on ELISA method. Is shown in FIG. 2. From FIG. 2, it was confirmed that the secretion amount of tumor necrosis factor-α and interleukin-6, which are infectious cytokines, was significantly reduced by the pretreatment of fenofibrate.

페노피브레이트 효능에 관한 생체 실험 (In vivo experiments on fenofibrate efficacy in vivoin vivo test) test)

1) 생쥐의 패혈증 모델에서 페노피브레이트 투여에 의한 생존률 비교1) Comparison of survival rate by fenofibrate administration in mouse sepsis model

실험 동물로는 몸무게 20 g의 C57BL/7 생쥐를 코아텍(평택, 한국)으로부터 구입하여, 15마리씩 3개의 군으로 나누었다. 실험군 가군은 일주일동안 corn oil을 100㎕ 씩 경구투여 하였다. 나군은 4일 동안 corn oil 100㎕ 씩을 그리고 나머지 3일 동안은 페노피브레이트를 100㎎/㎏의 비율로 경구투여 하였다. 다군은 7일동안 페노피브레이트를 100㎎/㎏의 비율로 경구투여 하였다. As experimental animals, 20 g of C57BL / 7 mice weighed from Coatech (Pyeongtaek, Korea) were divided into three groups of 15 animals. In the experimental group, 100 μl of corn oil was orally administered for one week. The group was orally administered 100 μl of corn oil for 4 days and fenofibrate at the rate of 100 mg / kg for the remaining 3 days. Multi-groups were orally administered fenofibrate at a rate of 100 mg / kg for 7 days.

이 후, 3개의 실험군에 대장균으로부터 추출한 리포 다당류(시그마, 미국)를 생리식염수 1㎖ 당 40㎎의 비율로 희석하여 40㎎/㎏의 투여량으로 복강 내 주사하여 인위적으로 패혈증을 유발시키고 12시간 간격으로 생존률을 비교하여 도 3에 도시하였다. 도 3에서 확인할 수 있듯이, 리포 다당류를 투여한 뒤 72시간이 경과된 시점에서 가군의 경우 15마리 중 5마리가, 나군의 경우 8마리가 그리고 다군의 경우 14마리가 생존하여 페노피브레이트가 패혈증에 의한 생쥐의 사망률을 감소시키는 것을 확인 할 수 있었다.
Subsequently, lipopolysaccharides (Sigma, USA) extracted from E. coli were diluted at a rate of 40 mg per 1 ml of saline solution in three experimental groups and injected intraperitoneally at a dose of 40 mg / kg to artificially induce sepsis and 12 hours. The survival rates were compared at intervals and are shown in FIG. 3. As can be seen in FIG. 3, 72 hours after administration of lipopolysaccharide, 5 out of 15 animals, 8 in the group of four, and 14 in the group of alive survived fenofibrate due to sepsis. It was found that reducing the mortality rate of mice.

2) 페노피브레이트를 투여한 생쥐의 혈중 사이토카인 비교2) Comparison of Blood Cytokines in Mice with Fenofibrate

1)의 가군과 다군의 실험군의 생쥐로부터 리포 다당류의 주사로부터 24시간 뒤에 혈액을 채취한 후 혈청중 종양괴사인자-α와 인터루킨-6의 농도를 효소면역검사법(enzyme linked immunosorbent assay, ELISA)을 이용해서 측정하고 그 결과를 도 4에 도시하였다. Blood was collected 24 hours after the injection of lipopolysaccharide from mice in the experimental and multi-group mice, and the concentrations of tumor necrosis factor-α and interleukin-6 in serum were analyzed by enzyme linked immunosorbent assay (ELISA). It measured by using and the result is shown in FIG.

도 4에서 확인 할 수 있듯이, corn oil을 투여한 가군 생쥐(SC)에 비해서 페노피브레이트가 투여된 다군 생쥐(Feno)의 혈청 중 종양괴사인자-α와 인터루킨-6의 농도가 유의하게 감소되어 있는 것을 알 수 있었다. 위 결과를 토대로 리포 다당류에 의해서 증가된 염증성 사이토카인의 분비가 페노피브레이트에 의해서 조절되는 것을 확인할 수 있었다. As can be seen in Figure 4, the concentrations of tumor necrosis factor-α and interleukin-6 in the serum of fenofibrate-treated multi-group mice (Feno) significantly reduced compared to the group of mice treated with corn oil (SC) Could know. Based on the above results, it was confirmed that the secretion of inflammatory cytokines increased by lipopolysaccharide is controlled by fenofibrate.

Claims

Pharmaceutical composition for the treatment and prevention of sepsis with fenofibrate as an active ingredient.

The method of claim 1,
The sepsis is a pharmaceutical composition for treating and preventing sepsis, characterized in that by the infection of Gram-negative bacteria.