KR101497932B1

KR101497932B1 - 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 조성물

Info

Publication number: KR101497932B1
Application number: KR1020130051699A
Authority: KR
Inventors: 신찬영; 정재훈; 류종훈; 김기찬
Original assignee: 건국대학교 산학협력단
Priority date: 2013-05-08
Filing date: 2013-05-08
Publication date: 2015-03-03
Also published as: KR20140132493A

Abstract

본 발명은 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효 성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 자페 범주성 장애에서 나타나는 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 개선함으로써 우수한 자폐 범주성 장애 치료 효과를 나타낸다.

Description

아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 조성물 {Composition comprising Agmatine or its pharmaceutically acceptable salt for preventing or treating autism spectrum disorder}

본 발명은 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효 성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

자폐증은 사회적 상호작용의 장애, 상동적 행동 및 관심 범위의 제한, 언어적·비언어적 의사소통의 장애를 주 증상으로 하는 뇌 발달 장애이다. 자폐증은 보통 3세 이하에 시작되고 진단될 수 있으며 발달의 광범위한 범주에 영향을 주는 질환이므로 대체로 일생 동안 기능의 이상이 계속 되어 환자 본인과 가족에게 심각한 고통을 초래하는 질환으로 의학적 및 사회적 손실비용이 매우 큰 질환이다. 최근에는 자폐의 정도와 예후가 매우 다양함을 강조하여 과거 사용되던 자폐증의 진단명을 자폐 범주성 장애(Autism Spectrum Disorder, ASD)로 수정한 용어를 사용한다. 자폐 범주성 장애(ASD)에는 자폐증을 비롯하여 아스퍼거 증후군, Rett's Disorder, 아동기 붕괴성 장애, 달리 분류되지 않는 전반적 발달장애(PDD NOS) 등을 포함하는 전반적 발달장애(pervasive developmental disorder, PDD)가 포함된다.

자폐증은 최근 약 20여 년 간에 걸쳐 그 유병률이 급격히 증가하고 있는 질환으로 2012년 미국 질병 관리국 CDC 보고에 의하면 자폐증의 유병률은 100명당 1명을 이미 넘어선 것으로 확인되었으며 특히 한국의 아동들을 대상으로 한 역학 연구에서는 유병율이 매우 높아, 7~12세 아동의 2.64%가 자폐증 또는 기타 자폐 범주성 장애를 갖고 있는 것으로 보고 되었다 (Kim et al., Am J Psychiatry 168:904-912. 2011).

자폐증은 다양한 유전인자와 환경인자가 독립적 혹은 상호 연관성을 지니며 발병 기전에 관여하는 것으로 추측되는 매우 복잡한 질환이며 현 단계에서는 효과적인 치료제가 없는 질환이다. 분자생물학적 또는 병리학적 지표를 통한 자폐증 진단 방법이 아직 확립되어 있지 않고 따라서 원인에 대한 치료제가 전무하며, 간질, 자해, 공격적 행동, 불안이나 정서장애 등의 동반증상에 대한 대증적인 약물 치료만이 행해지고 있는 실정이다. 또한 실험적 약물로서 risperidone, fluoxetine, clozapine 등 기존 정신과 약물에 대한 치료 반응을 연구하는 초보적 수준의 연구가 진행되고 있는 수준이며 D-cycloserine, oxytocin, Methallothionein I/II, Gold 등 실험적 약물이 있으나 체계적인 효능 연구는 부족한 실정이다.

본 발명은 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 식품 조성물을 제공함을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 아그마틴(Agmatine) 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 아그마틴은 자폐 범주성 장애에서 나타나는 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 예방 또는 치료할 수 있다.

상기 자폐 범주성 장애는 자폐증, 아스퍼거 증후군, Rett's Disorder, 아동기 붕괴성 장애, 달리 분류되지 않는 전반적 발달장애(PDD NOS)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 약학조성물은 항간질제(antiepileptic), 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI), 항정신병약(antipsychotic) 및 오피오이드 길항제(opioid antagonist)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 약물과의 병용 사용할 수 있다. 자폐 범주성 장애는 원인에 대한 치료제가 전무하며, 동반증상에 대한 대증적인 약물 치료만이 행해지고 있는데, 주로 항간질제는 경련 및 뇌파이상, 선택적 세로토닌 재흡수 억제제는 불안 및 강박, 항정신병약은 충동 및 공격, 오피오이드 길항제는 자해 증상을 치료하기 위해 사용된다.

상기 항간질제(antiepileptic)는 페노바비탈(phenobarbital), 프리미돈(primidone), 디페닐 하이단토인(diphenylhydantoin), 페니토인(phenytoin), 트리메타디온(trimethadione), 파라메타디온(paramethadione), 펜숙시미드(phensuximide), 에토숙시미드(ethosuximide), 아미노글루테시미드(aminoglutethimide), 브로모나트륨(NaBr), 브로모칼륨(KBr), 마그네슘염(Magnesium salt) 및 카바마제핀(carbamazepine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물일 수 있다.

상기 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 시탈로프람(citalopram), 에스시탈로프람(escitalopram), 플루옥세틴(fluoxetine), 플루복사민(fluvoxamine), 파록세틴(paroxetine), 설트랄린(sertraline) 및 지멜리딘(zimelidine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물일 수 있다.

상기 항정신병약은 클로르프로마진(chlorpromazine), 티오리다진(thioridazine), 할로페리돌(haloperidol), 페르페나진(perphenazine), 쿠에타핀(quetiapine), 클로자핀(clozapine), 올란자핀(olanzapine) 및 리스페리돈(risperidone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물일 수 있다.

상기 오피오이드 길항제는 날트렉손(naltrexone)일 수 있다.

본 발명의 조성물은 발프로산 또는 이의 염을 투여하여 유도된 자폐 범주성 장애 동물 모델에 투여 시 자폐 범주성 장애에 의한 증상을 효과적으로 치료하였다. 본 발명의 조성물은 상기 동물 모델에서 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있다.

본 발명의 조성물과 관련하여 사용된 것으로 문구 "약학적으로 허용되는"은 포유동물 (예를 들어, 인간)에게 투여하였을때에 생리학적으로 허용되며, 일반적으로 바람직하지 않은 반응을 생성시키지 않는 이러한 조성물의 분자 본체 및 그 밖의 다른 성분을 의미한다.

본 발명의 조성물은 담체를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물에 적용된 용어 "담체"는 활성 화합물 (예를 들어, 아그마틴)과 함께 투여되는 희석제, 부형제 또는 비히클을 의미한다. 이러한 약제학적 담체는 물, 염수, 덱스트로즈 수용액, 글리세롤 수용액, 및 낙화생유, 대두유, 광유, 호마유 등과 같은 석유, 동물, 식물, 또는 합성 기원의 오일을 포함하는 오일과 같은 멸균 액체일 수 있다. 그러나, 아그마틴은 가용성이 높기 때문에, 수용액이 바람직하다. 적합한 약제학적 담체는 문헌 ("Remington's Pharmaceutical Sciences"by E.W. Martin, 18th Edition)에 기술되어 있다. 본 발명에서 특히 바람직한 것은 즉시-방출, 즉 60분 이하와 같은 단시간에 걸쳐서 활성 성분의 대부분 또는 전부를 방출하는데 적합하며, 약물의 빠른 흡수를 가능하게 하는 담체이다.

본 발명의 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염은 조성물의 총 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%로 포함하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

본 발명의 조성물은 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.

경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 본 발명의 약학적 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘, 스티레이드, 탈크 같은 윤활제도 사용될 수 있다.

경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다.

비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제와 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤 및 젤라틴 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 비경구 투여시 피하주사, 정맥주사 또는 근육내 주사를 통하여 투여될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르며, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나 바람직한 효과를 위해서 본 발명의 추출물은 1일 1 내지 100 mg/kg으로 투여하는 것이 바람직하다. 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 다만, 상기 투여량의 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명은 아그마틴(Agmatine) 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.

본 발명의 건강기능식품은 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 함량은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 약학적 조성물은 식품의 총중량에 대하여 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있다.

또한, 상기 식품의 종류에는 특별한 제한이 없다. 본 발명의 약학적 조성물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 음료, 껌, 비타민 복합제, 드링크제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.

본 발명의 건강 기능성 음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 수크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트릴톨 등의 당알콜이다. 또한, 상술한 것 이외의 향미제(사카린, 아스파르탐 등)을 사용할 수 있다.

본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 증진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.

본 발명의 조성물 또는 건강기능식품은 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염에 추가하여 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 하나 이상 더 포함할 수 있다.

본 발명의 조성물 또는 건강기능식품은 자폐 범주성 장애 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.

본 발명은 치료가 필요한 대상체에 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 투여하여 자폐증을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다. 본 명세서에서 사용된 것으로서 용어 "치료가 필요한 대상체"는 인간을 위시한 포유동물을 의미한다.

본 발명은 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료를 위한 약제학적 제제를 제조하는데 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 사용하는 용도를 제공한다.

본 발명에 있어, 상기 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 조성물은 독성 및 부작용이 없다. 예를 들면, 상기 조성물은 인간을 포함하는 포유류에게 투여 시 경련유발과 같은 부작용이 발생하지 않는다.

본 발명의 조성물은 자페 범주성 장애에서 나타나는 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 예방 및 치료함으로써 우수한 자폐 범주성 장애 예방 및 치료 효과를 나타낸다.

도 1은 대조군 1(C1), 대조군 2(C2), 아그마틴 1 군(A1), 아그마틴 2 군(A2) 랫드에서 운동 활성을 측정한 것으로, 임신중 발프로산 투여에 의해 움직인 거리(도 1a) 및 시간(도 1b)이 증가하며, 이는 아그마틴 투여에 의해 회복됨을 나타낸다. # P < 0.05 , ### P < 0.001 vs. 대조군 2. *** P < 0.001 vs. 대조군 1. α''P < 0.001 vs. 대조군 2.
도 2는 대조군 1, 대조군 2, 아그마틴 1 군, 아그마틴 2 군 랫드에서 사회성을 측정한 것으로, 임신중 발프로산 투여에 의해 Sociability(도 2a) 및 Social preference(도 2b) 결여 증세가 나타나며, 이는 아그마틴 투여에 의해 회복됨을 나타낸다. # P < 0.05 , ### P < 0.001 vs. 대조군 2. * P < 0.05, *** P < 0.001 vs. 대조군 1. αP < 0.05, α'P < 0.01 vs. 대조군 2.
도 3은 도 2의 결과로부터 계산하여 얻은 Social Index(SI) 및 Social preference Index(SPI) 수치를 나타낸 것으로, 임신중 발프로산 투여에 의해 SI(도 3a) 및 SPI(도 3b) 수치가 감소하며, 이는 아그마틴 투여에 의해 회복됨을 나타낸다. ## P < 0.01 , ### P < 0.001 vs. 대조군 2. ** P < 0.01, *** P < 0.001 vs. 대조군 1. α'P < 0.01 vs. 대조군 2.
도 4는 대조군 1, 대조군 2, 아그마틴 1 군, 아그마틴 2 군 랫드에서 전기자극으로 유도한 경련에 대한 감수성을 측정한 것으로, 임신중 발프로산 투여에 의해 증가한 경련 감수성이 아그마틴 투여에 의해 회복됨을 나타낸다. 도 4a는 이를 그래프로 표현한 것이고, 도 4b는 구체적인 수치를 나타낸 표이다.

본 발명에서는 자폐증의 치료 효과검증을 위해 가장 광범위하게 사용되고 있는 동물 모델인 선천성 발프로산 노출 자폐 범주성 장애 동물 모델을 사용하였다. 이는 임신 중인 랫드 어미에 발프로산 (Valproic acid)를 주입하여 태어난 새끼의 자폐 증상을 검색하고 그 기전을 연구하는 동물 모델이다.

임신 초기 (임신 14주까지의 기간)에 발프로산에 노출될 경우, 사람 및 설치류에서 태아에게 골격형성 이상, 인지 장애 및 자폐증과 같은 행동학적 이상이 유발된다. 발프로산의 이러한 부작용은 1980년대 초기에 제시되었으며 (Dalens et al., J Pediatr, 97, 332-333, 1980; Gomez, J Pediatr, 98, 508-509, 1981; Bjerkedal et al., Lancet, 2, 1096, 1982; Robert et al., Rev Neurol (Paris), 139, 445-447, 1983; Ornoy, Reprod Toxicol, 28, 1-10, 2009), 1990년대에 들어서는 임신 중 발프로산에 노출된 아이들에게서 지적 장애가 나타남이 보고되었다 (Langer et al., Fetal Diagn Ther, 9, 155-158, 1994; Moore et al., J Med Genet, 37, 489-497, 2000). 또한, 선천성 발프로산 노출 증후군이 자폐증과 연관성을 가지고 있음이 1990년대에 제시되었고 (Christianson et al., Dev Med Child Neurol, 36, 361-369, 1994), 최근에는 발프로산을 포함한 간질치료 약물에 임신 중 태아가 노출되었을 때 자폐증을 유발할 수 있음이 보고된 바 있다 (Guven et al., J Matern Fetal Neonatal Med, 19, 115-117, 2006).

선천성 발프로산 노출 증후군 환자와 유사하게 랫드에서도 임신 중 발프로산 노출에 의해 사회성 결여 증상 (Schneider and Przewlocki, Neuropsychopharmacology, 30, 80-89, 2005), 반복 행동 (Schneider et al., Psychoneuroendocrinology, 33, 728-740, 2008), 간질 증세 (Kim et al., Toxicol Lett, 201, 137-142, 2011)가 유발됨이 보고되고 있다. 이러한 보고들을 바탕으로 하여, 임신 중 발프로산 노출 동물 모델이 자폐증을 연구하는 데 유용한 동물 모델로 제시되어 현재 널리 사용되고 있다 (Narita et al., Pediatr Res, 52, 576-579, 2002, Ingram et al., Neurotoxicol Teratol, 22, 319-324, 2000).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

< 제조예 > 임신 중 발프로산 노출에 의한 선천성 발프로산 노출 자폐 범주성 장애 동물 모델 유도

임신 5일차의 SD 암컷 랫드를 실험동물 업체인 대한 바이오 링크로부터 공급받아서, 일정한 온도 (22±2 ℃), 일정한 습도 (55±5 %)가 유지되는 공간에서 유지하였다. 상기 암컷 랫드를 발프로산 투여 군과 식염수 투여군으로 구분하였다.

임신 12일째 발프로산 투여 군의 임신 랫드에 발프로산 나트륨(sodium valproate, Sigma)을 100 mg/ml의 농도로 생리식염수에 용해한 용액 400 mg/kg, 즉 임신 12일째 암컷 랫드의 평균 몸무게인 280 g을 기준으로 1.12 ml을 피하주사하였다. 대조군 랫드에는 생리식염수를 피하주사하였다. 임신 랫드에게서 발프로산 또는 식염수 투여 9일 후 (임신 21일 째) 태어난 새끼를 생후 28일이 되도록 각각의 어미 랫드와 함께 생활하게 하였다.

< 실시예 > 아그마틴 투여가 행동학적 증상에 미치는 영향 관찰

아그마틴 또는 식염수 투여

제조예에서 얻은 발프로산 투여군의 새끼가 생후 28일(4주령)이 되었을 때 2개의 군으로 나누었다. 첫 번째 군에는 아그마틴을 10 mg/ml의 농도로 생리식염수에 용해한 용액 100 mg/kg을 복강 주사하였다. 생후 28일이 된 산자는 평균적으로 그 몸무게가 70g에 해당하므로, 100 mg/kg은 70g의 랫드 산자를 기준으로 0.7 ml에 해당한다. 두 번째 군에는 생리식염수를 10 mg/ml의 농도로 100 mg/kg을 복강 주사하였다.

제조예에서 얻은 생리식염수 투여군의 새끼가 생후 28일이 되었을 때 2개의 군으로 나누었다. 첫 번째 군에는 아그마틴을 10 mg/ml의 농도로 생리식염수에 용해한 용액 100 mg/kg을 복강 주사하였다. 두 번째 군에는 생리식염수를 10 mg/ml의 농도로 100 mg/kg을 복강 주사하였다.

이하 임신중 발프로산을 투여한 암컷 랫드로부터 태어난 발프로산 투여군 새끼들 중 아그마틴을 투여한 군을 아그마틴 1 군(A1), 발프로산 투여군 새끼들 중 생리식염수를 투여한 군을 대조군 1(C1), 임신중 생리식염수를 투여한 암컷 랫드로부터 태어난 생리식염수 투여군 새끼들 중 아그마틴을 투여한 군을 아그마틴 2 군(A2), 생리식염수 투여군 새끼들 중 생리식염수를 투여한 군을 대조군 2(C2)라고 명명하였다.

실험 결과 분석 방법-이원분산분석

행동학적 실험으로 얻어진 수치는 평균 ± 표준편차로 표기하였다. 이원분산분석을 통해 발프로산 노출 효과, 아그마틴 투여 효과, 또는 이 두가지 요인 간의 상관관계를 밝혔다. 요인 중 통계적으로 유의한 효과가 나타나는 경우, Bonferroni's post-tests 방법을 이용한 사후검정을 통해 유의성을 검정하였다. 통계 분석에는 PASW Statistics (18.0; SPSS Inc, Chicago, IL, USA)를 이용하였다.

운동 활성 측정 ( Open - field locomotor test )

각 실험동물 군 별로 8마리의 랫드 산자가 실험에 사용되었다. 투여 30분 후, 각 군의 랫드들을 행동학적으로 관찰하였다.

동물 모델에서 운동 활성 측정은 다음과 같은 방법에 따라 수행하였다 (Park et al., Eur J Pharmacol, 574, 112-119, 2007); 랫드의 움직임을 관찰하기 위해 길이 42 cm, 너비 42 cm, 높이 42 cm로 이루어진 흑색 플라스틱 박스를 사용하였다. 실험대상 랫드를 박스 안에 넣고 5 분간 그 환경에 익숙해지도록 한 후, 10 분 동안 운동 활성을 측정하였다. 박스 안에서 움직인 총 거리 (cm)와 움직인 총 시간 (sec)을 각각 CCD 카메라에 기반하여 움직임을 추적하는 장치 및 소프트웨어를 이용해 측정하였다(EthoVision 3.1, Noldus information Technology, the Netherlands).

결과는 도 1a 및 도 1b에 나타내었다.

도 1a에서, 임신중 발프로산을 투여한 랫드로부터 출생한 랫드들(아그마틴 1군 및 대조군 1)이 임신중 생리식염수를 투여한 랫드로부터 출생한 랫드들(아그마틴 2 군 및 대조군 2)보다 각각 움직인 거리가 증가했음을 알 수 있다[F (1, 28) = 7.086, P = 0.0127]. 그리고 아그마틴 투여에 의해 움직인 거리가 감소했음을 알 수 있다[F (1, 28) = 76.19, P < 0.0001]. 사후검정을 통해서 대조군 1이 대조군 2에 비해 움직인 거리가 길고 (P < 0.05), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 움직인 거리가 짧음 (P < 0.001)을 알 수 있었다. 아그마틴 2 군 또한 대조군 2에 비해 움직인 거리가 감소하였다 (P < 0.001).

도 1b에서, 대조군 1이 대조군 2보다 움직인 시간이 증가했음을 알 수 있다[F (1, 28) = 20.93, P < 0.0001]. 그리고 아그마틴 투여에 의해 움직인 시간이 감소했음을 알 수 있다[F (1, 28) = 14.06, P = 0.0008]. 사후검정을 통해서 대조군 1이 대조군 2에 비해 긴 시간 동안 움직였으며 (P < 0.001), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 짧은 시간 동안 움직임 (P < 0.001)을 알 수 있었다.

따라서, 발프로산 노출에 의해 증가된 운동 활성이 아그마틴 투여에 의해 정상으로 회복되었음을 알 수 있었다.

사회성 측정 ( Social interaction test )

각 실험동물 군 별로 8마리의 랫드 산자가 실험에 사용되었다. 상기 4개 군의 랫드들의 사회성을 측정하기 위해 Sociability test 및 social preference test를 각각 수행하였다.

(1) Sociability test

Sociability test는 다음과 같은 방법에 따라 수행하였다 (Crawley, Ment Retard Dev Disabil Res Rev, 10, 248-258, 2004); 3개의 구획으로 나뉘어져 있는 투명한 박스 구조물에서, 양쪽 구획에는 철망으로 이루어진 둥근 케이지를 놓고, 가운데 구획(Central compartment)에 실험대상 랫드를 놓고 실험을 수행하였다. 한 쪽 케이지에는 동종의 랫드를 넣고(Stranger 1 side), 다른 쪽 케이지는 빈 채로 두어(Empty side), 동종의 랫드에 대하여 보이는 관심도와 새로운 물체(빈 케이지)에 대하여 보이는 관심의 정도를 비교 분석하였다. Stranger 1 side에 머무른 시간이 길수록, Central compartment 및 Empty side에 머무른 시간이 짧을수록 사회성이 높은 것으로 볼 수 있다. 측정은 EthoVision System을 이용하여 10분 간 수행하였다.

결과는 도 2a에 나타내었다.

도 2a의 좌측 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Stranger 1 side에 머무른 시간을 확인할 수 있다. 사후검정을 통해서 대조군 1이 대조군 2에 비해 짧은 시간 동안 Stranger 1 side에 머물렀으며 (P < 0.05), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 긴 시간 동안 머물렀음 (P < 0.05)을 알 수 있었다. 따라서, 발프로산 노출에 의해 감소된 Sociability가 아그마틴 투여에 의해 정상으로 회복되었음을 알 수 있었다.

도 2a의 중앙 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Central compartment에 머무른 시간을 확인할 수 있다. Central compartment에서 머무른 시간은 발프로산 노출에 의해 증가하였으며 [F (1, 28) = 6.639, P = 0.0155], 아그마틴 투여에 의해 감소하였다 [F (1, 28) = 20.66 P < 0.0001]. 사후검정을 통해서 대조군 1이 대조군 2에 비해 긴 시간 동안 Central compartment에 머물렀으며 (P < 0.001), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 짧은 시간 동안 머물렀음 (P <0.001) 을 알 수 있었다.

도 2a의 우측 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Empty side에 머무른 시간을 확인할 수 있다. 대조군 1이 대조군 2에 비해 긴 시간 동안 Empty side에 머물렀으며, 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 짧은 시간 동안 머물렀음을 알 수 있었다.

도 3a에는 Sociability test에서의 SI 지수에 대해 나타내었다.

Sociability Index (SI)는 Stranger 1 side에서 머무른 시간을 Empty side에서 머루는 시간으로 나눈 값으로 정의되며(Kim et al., Toxicol Lett, 201, 137-142, 2011), 사회성 회복 효과를 나타내는 지표가 될 수 있다. SI는 아그마틴 투여에 의해 증가하였다 [F (1, 28) = 5.119, P = 0.0316]. 사후검정을 통해 대조군 1의 SI 수치가 대조군 2의 SI 수치보다 낮으며 (P < 0.01), 아그마틴 투여에 의해 아그마틴 1 군에서 SI 수치가 증가함 (P < 0.01)을 알 수 있었다.

(2) Social preference test

Social preference test는 Sociability test가 종료되고 바로 이어서 진행하였다. Empty side에 새로운 동종의 랫드를 넣어 주고, 실험대상 랫드가 기존에 있던 랫드(Familiar side)에 보이는 관심도와 새로 온 랫드(Novel side)에 대해 보이는 관심의 정도를 비교 분석하였다. Familiar side 및 Central compartment에 머무른 시간이 짧을수록, Novel side에 머무른 시간이 짧을수록 사회성이 높은 것으로 볼 수 있다. 측정은 EthoVision System을 이용하여 10분 간 수행하였다.

결과는 도 2b에 나타내었다.

도 2b의 좌측 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Familiar side에 머무른 시간을 확인할 수 있다. Familiar side에서 머무른 시간은 아그마틴 투여에 의해 감소 [F (1, 28) = 20.72, P < 0.0001]함을 알 수 있었다. 사후검정을 통해 대조군 1이 대조군 2 보다 Familiar side에서 긴 시간을 보냈으며 (P < 0.001), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 짧은 시간을 보냈음 (P < 0.001)을 알 수 있었다. 따라서, 발프로산 노출에 의해 감소된 Social preference가 아그마틴 투여에 의해 정상으로 회복되었음을 알 수 있었다.

도 2b의 중앙 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Central compartment에 머무른 시간을 확인할 수 있다. Central compartment에서 머무른 시간은 아그마틴 투여에 의해 감소[F (1, 28) = 44.65, P < 0.0001]함을 알 수 있었다. 사후검정을 통해 대조군 1이 대조군 2에 비해 Central compartment에서 긴 시간을 보냈으며 (P < 0.05), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 짧은 시간을 보냈음 (P < 0.001)을 알 수 있었다. 아그마틴 투여에 의해 아그마틴 2 군 랫드가 Central compartment에서 보낸 시간은 유의적으로 감소하였다 (P < 0.01).

도 2b의 우측 막대들에서, 각 군의 랫드들이 Novel side에 머무른 시간을 확인할 수 있다. Novel side에서 머무른 시간은 아그마틴 투여에 의해 증가[F (1, 28) = 39.66, P < 0.0001]함을 알 수 있었다. 사후검정을 통해 대조군 1이 대조군 2에 비해 짧은 시간을 Novel side에서 보냈으며 (P < 0.001), 아그마틴 1 군이 대조군 1에 비해 긴 시간을 보냈음 (P < 0.001)을 알 수 있었다. 아그마틴 투여에 의해 아그마틴 2 군 랫드가 Novel side에서 보낸 시간은 유의적으로 증가하였다 (P < 0.05).

도 3b에서 Social preference test에서의 Social preference Index (SPI)에 대해 나타내었다.

Social preference Index (SPI)는 실험대상 랫드가 새로운 랫드가 있는 영역 (Novel side)에서 머무른 시간을 기존에 있던 랫드가 있는 영역 (Familiar side)에서 머무른 시간으로 나눈 값으로 정의되며(Kim et al., Toxicol Lett, 201, 137-142, 2011), 사회성 회복 효과를 나타내는 지표가 될 수 있다.

SPI는 아그마틴 투여에 의해 증가하였다 [F (1, 28) = 61.92, P < 0.0001]. 사후검정을 통해 대조군 1의 SPI 수치가 대조군 2의 SPI 수치보다 낮으며 (P < 0.001), 아그마틴 투여에 의해 아그마틴 1 군에서 SPI 수치가 증가함 (P < 0.001)을 알 수 있었다. 또한, 아그마틴 투여에 의해 아그마틴 2 군에서 SPI 수치가 증가하였다. (P < 0.01).

랫드에서의 전기자극에 대한 경련 감수성 측정

각 실험동물 군 별로 12마리의 랫드 산자가 실험에 사용되었다.

동물 모델에서 전기자극에 대한 경련 감수성 측정은 다음과 같은 방법을 따라 수행하였다(Park et al., Eur J Pharmacol, 574, 112-119, 2007); 일정한 전류를 발생시키는 기구인 ECT UNIT 7801(UGO BASILE 사에서 제조, Biological Research Apparatus Italy)를 이용하여 랫드의 양쪽 귀에 각각 금속 집게를 꽂아 전기 자극을 가하고, 경련 자극에 의한 반응은 overt hind limb extension (설치류가 뒷다리를 뒤로 쭉 뻗는 자세)을 보이는 지의 여부를 통해 결정하였다. 경련 자극은 50 mA로 시작하여, 경련 반응을 보일 경우 다음 동물은 3 mA를 낮추고, 경련 반응을 보이지 않을 경우에는 다음 동물은 3 mA를 높이는 방식으로 가하였다 (Browning et al., Epilepsy Res, 6, 1-11, 1990). 실험군에서 50%의 동물이 경련을 일으키는 자극 수치인 CC50 (convulsive current 50)은 Litchfield-Wilcoxon II 방법을 이용해 계산하였다(Litchfield and Wilcoxon, J Pharmacol Exp Ther, 96, 99-113, 1949).

결과는 도 4a 및 도 4b에 나타내었다.

도 4a의 그래프에서 대조군 1의 랫드가 대조군 2의 랫드에 비해 전기자극으로 유도한 경련에 대한 감수성이 크게 증가함을 확인할 수 있다. 대조군 1과 비교하여 아그마틴 1 군의 랫드의 전기자극으로 유도한 경련에 대한 감수성은 크게 낮아졌다.

도 4b의 수치를 보면, 아그마틴 1군에서는 대조군 1에 비해 전기자극으로 유도한 경련에 대한 감수성이 낮아져서, 대조군 2에 가까운 수준으로 회복됨을 알 수 있다. 따라서 발프로산 노출에 의해 증가된 전기자극으로 유도한 경련에 대한 감수성이 아그마틴 투여에 의해 정상으로 회복되었음을 알 수 있었다.

Claims

아그마틴(Agmatine) 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 치료용 약학조성물로서, 상기 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염은 자폐 범주성 장애에서 나타나는 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 예방 또는 치료하는 조성물.
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제 1항에 있어서, 상기 약학조성물은 정제, 캡슐제, 환제, 과립제, 산제, 주사제 또는 액제 형태로 제제화 되는 것인 약학조성물.
제 1항에 있어서, 상기 약학조성물은 항간질제(antiepileptic), 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(selective serotonin reuptake inhibitor, SSRI), 항정신병약(antipsychotic) 및 오피오이드 길항제(opioid antagonist)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 약물과의 병용 사용을 위한 것인 약학조성물.
제 4항에 있어서, 상기 항간질제(antiepileptic)는 페노바비탈(phenobarbital), 프리미돈(primidone), 디페닐 하이단토인(diphenylhydantoin), 페니토인(phenytoin), 트리메타디온(trimethadione), 파라메타디온(paramethadione), 펜숙시미드(phensuximide), 에토숙시미드(ethosuximide), 아미노글루테시미드(aminoglutethimide), 브로모나트륨(NaBr), 브로모칼륨(KBr), 마그네슘염(Magnesium salt) 및 카바마제핀(carbamazepine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물인 약학조성물.
제 4항에 있어서, 상기 선택적 세로토닌 재흡수 억제제(SSRI)는 시탈로프람(citalopram), 에스시탈로프람(escitalopram), 플루옥세틴(fluoxetine), 플루복사민(fluvoxamine), 파록세틴(paroxetine), 설트랄린(sertraline) 및 지멜리딘(zimelidine)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물인 약학조성물.
제 4항에 있어서, 상기 항정신병약은 클로르프로마진(chlorpromazine), 티오리다진(thioridazine), 할로페리돌(haloperidol), 페르페나진(perphenazine), 쿠에타핀(quetiapine), 클로자핀(clozapine), 올란자핀(olanzapine) 및 리스페리돈(risperidone)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 약물인 약학조성물.
제 4항에 있어서, 상기 오피오이드 길항제는 날트렉손(naltrexone)인 약학조성물.
아그마틴(Agmatine) 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 자폐 범주성 장애 예방 또는 개선용 건강기능식품으로서, 상기 아그마틴 또는 이의 약학적으로 허용되는 염은 자폐 범주성 장애에서 나타나는 과잉행동 증상, 사회성 결여 증상, 또는 간질성 경련 증상을 예방 또는 개선하는 건강기능식품.
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