KR101851603B1 - 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents
신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 2-(4-(5-클로로벤조[d]티아졸-2-일)페녹시)-2-메틸프로피온산 [2-(4-(5-Chlorobenzo[d]thiazol-2-yl)phenoxy)-2-methylpropanoic acid]은 파킨슨 질환 동물모델에서 운동능력 개선 효과, 도파민 뉴런 보호 효과, 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제를 통한 신경염증 제어 효과 및 활성산소종 억제 효과를 확인하였다.
또한, 현재 파킨슨 질환의 치료제로 사용되고 있는 도파민 작용제인 프라미펙솔과 비교하였을 때, 부작용을 최소화할 수 있는 저농도에서도 프라미펙솔과 유사한 치료 효과를 나타내었으며, 직접 작용하는 기존 약물과는 달리 항염증 효과를 통한 우회적인 기작을 통해 파킨슨 질환의 치료제로써 활용할 수 있으며, 기존 약물과 병행함으로써 시너지 효과를 기대할 수 있다.
또한, 현재 파킨슨 질환의 치료제로 사용되고 있는 도파민 작용제인 프라미펙솔과 비교하였을 때, 부작용을 최소화할 수 있는 저농도에서도 프라미펙솔과 유사한 치료 효과를 나타내었으며, 직접 작용하는 기존 약물과는 달리 항염증 효과를 통한 우회적인 기작을 통해 파킨슨 질환의 치료제로써 활용할 수 있으며, 기존 약물과 병행함으로써 시너지 효과를 기대할 수 있다.
Description
본 발명은 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
파킨슨 질환(parkinson disease; PD)은 알츠하이머 치매와 더불어 노년기에 나타나는 대표적인 퇴행성 신경질환의 하나로 65세 인구에서 약 1% 정도가 발병하며 나이가 들수록 그 발병률이 증가하는 것으로 알려져 있다. 파킨슨 질환은 운동성 장애를 나타내는데, 안정시 떨림증(tremor), 경직(rigidity), 운동완서(bradykinesia), 자세의 불안정(postural instability) 등이 대표적인 증상이다. 또한, 파킨슨 질환은 미세아교세포증(microgliosis), 성상교세포증(astrogliosis), 도파민성 뉴런의 진행적인 퇴화, 도파민성 뉴런에서 루이 소체(Lewy bodies)의 존재, 및 뇌흑질 치밀부(substantia nigra pars compacta)에서 알파-시누클레인(α-synuclein)이 축적되는 특징을 가진다.
파킨슨 질환의 정확한 원인은 알려지지 않았지만, 농약 등과 같은 신경독소들에 의한 환경적 요인, 유전적 요인, 미토콘드리아의 기능 장애, 노화 등이 관련되어 있는 것으로 파악된다. 유전적 요인으로는 알파-시누클레인, 파킨(Parkin), PINK-1, UCH-L1, DJ-1 등과 같은 유전자 돌연변이와 연관되어 있다고 알려져 있다. 현재 파킨슨 질환의 증상을 경감시키는 약물이 다수 존재하나, 병의 진행을 막을 수 있는 약물은 아직까지 보고된 바 없으며, 약물의 만성적인 사용은 심신을 약화시키는 부작용을 초래할 위험성이 크다.
파킨슨 질환의 치료를 위한 약물로는 엘-도파(L-dopa) 제제, 도파민 수용체 작용제, 항콜린 약제, 엘데프릴(Eldepryl) 등이 알려져 있다. 그러나, 이들 약물들 대부분은 원인적인 치료가 아니라 증상을 조절하는 역할을 하는 것으로 지속적인 약물의 복용을 필요로 한다. 이러한 약물들의 장기 투여는 약물 부작용의 문제점을 야기하게 된다. 예를 들어, 항콜린 약제들은 자율 신경계 이상이나 정신기능의 이상 등이 나타날 수 있어 고령의 환자들에게 지속적으로 투여하는 것에 한계가 있다. 또한, 엘-도파 제제의 경우, 장기간 동안의 복용에 따라 점차적으로 효과가 떨어지고, 몸이 뒤틀리거나 손, 발이 저절로 움직이는 이상운동이 생기는 등의 부작용이 발생하게 된다. 기타, 고주파를 이용한 신경자극술 즉, 고주파 파괴술 또는 심부 뇌자극술 등의 수술 치료도 행해지고 있으나, 침습적인 수술을 필요로 하고 많은 비용이 소모되는 문제점이 있다.
따라서, 파킨슨 질환은 그 병인이 정확히 알려져 있지 않아서 근본적인 치료보다 주로 증상 개선을 위한 치료방법들이 이용되고 있는 바, 파킨슨 질환의 예방 및 치료를 위해, 보다 효과적인 새로운 치료제의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 파킨슨 질환에 유용한 화합물 및 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물, 또는 파킨슨 질환 예방 또는 개선용 조성물을 제공하는 데에 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
또한, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 개선용 건강식품 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
본 발명에 따른 2-(4-(5-클로로벤조[d]티아졸-2-일)페녹시)-2-메틸프로피온산 [2-(4-(5-Chlorobenzo[d]thiazol-2-yl)phenoxy)-2-methylpropanoic acid]은 파킨슨 질환 동물모델에서 운동능력 개선 효과, 도파민 뉴런 보호 효과, 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제를 통한 신경염증 제어 효과 및 활성산소종 억제 효과를 확인하였다.
또한, 현재 파킨슨 질환의 치료제로 사용되고 있는 도파민 작용제인 프라미펙솔과 비교하였을 때, 부작용을 최소화할 수 있는 저농도에서도 프라미펙솔과 유사한 치료 효과를 나타내었으며, 직접 작용하는 기존 약물과는 달리 항염증 효과를 통한 우회적인 기작을 통해 파킨슨 질환의 치료제로써 활용할 수 있으며, 기존 약물과 병행함으로써 시너지 효과를 기대할 수 있다.
도 1은 파킨슨 질환 동물모델의 유도 및 약물 처리 과정을 도시화하여 나타낸 것이다.
도 2 및 도 3은 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 운동능력 개선 효과를 로타-로드(rota-rod) 테스트로 확인한 결과이다.
도 4는 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 보호 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 5는 파킨슨 질환 동물모델의 본 발명에 따른 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 보호 효과를 웨스턴 블롯으로 확인한 결과이다.
도 6은 파킨슨 질환 동물모델의 흑질 부위에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 7은 파킨슨 질환 동물모델의 선조체 부위에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 미세아교세포의 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 8은 파킨슨 질환의 실험 모델 세포주인 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포의 생존율 증가 효과를 MTT 분석으로 확인한 결과이다.
도 9는 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포의 생존율 증가 효과를 PI(propidium iodide)/hoechst 염색으로 확인한 결과이다.
도 10은 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 활성산소종 억제 효과를 DCF-DA(2',7'-Dichlorodihydrofluorescein diacetate) 분석법으로 확인한 결과이다.
도 11은 초대 배양(primary culture)한 성상교세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 12는 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 뉴런의 보호 효과를 파킨슨 질환 치료제인 프라미펙솔(pramipexole; PPX)과 비교한 결과이다.
도 13은 성상교세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포 활성 억제 효과를 프라미펙솔과 비교한 결과이다.
도 2 및 도 3은 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 운동능력 개선 효과를 로타-로드(rota-rod) 테스트로 확인한 결과이다.
도 4는 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 보호 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 5는 파킨슨 질환 동물모델의 본 발명에 따른 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 보호 효과를 웨스턴 블롯으로 확인한 결과이다.
도 6은 파킨슨 질환 동물모델의 흑질 부위에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 7은 파킨슨 질환 동물모델의 선조체 부위에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 미세아교세포의 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 8은 파킨슨 질환의 실험 모델 세포주인 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포의 생존율 증가 효과를 MTT 분석으로 확인한 결과이다.
도 9는 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포의 생존율 증가 효과를 PI(propidium iodide)/hoechst 염색으로 확인한 결과이다.
도 10은 SH-SY5Y 세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 활성산소종 억제 효과를 DCF-DA(2',7'-Dichlorodihydrofluorescein diacetate) 분석법으로 확인한 결과이다.
도 11은 초대 배양(primary culture)한 성상교세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포 활성 억제 효과를 면역조직화학 염색으로 확인한 결과이다.
도 12는 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 뉴런의 보호 효과를 파킨슨 질환 치료제인 프라미펙솔(pramipexole; PPX)과 비교한 결과이다.
도 13은 성상교세포에서 본 발명에 따른 화합물1에 의한 세포 활성 억제 효과를 프라미펙솔과 비교한 결과이다.
본 발명의 발명자들은 MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine)로 유도된 파킨슨 질환 동물모델에서 본 발명에 따른 화합물1이 운동능력 개선 효과, 도파민 뉴런 보호 효과, 신경염증 제어 효과 및 활성산소 억제 효과를 가지는 것을 확인함으로써, 파킨슨 질환의 새로운 치료제로서의 활용이 가능함을 확인하며 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
바람직하게는, 상기 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염은 운동능력 개선 효과 및 도파민 뉴런 보호 효과를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염은 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제를 통한 신경염증 제어 효과 및 활성산소종 억제 효과를 가질 수 있다.
바람직하게는, 상기 약제학적으로 허용가능한 염은 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염, 리튬염, 마그네슘염, 세슘염, 아미늄(aminium)염, 암모늄염, 트리에칠아미늄염 및 피리디늄염으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 염기성 염일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.
바람직하게는, 상기 약제학적으로 허용가능한 염은 염산, 브롬산, 황산, 아황산, 인산, 구연산, 초산, 말레산, 퓨마르산, 글루코산, 메탄설폰산, 벤젠설폰산, 캠퍼설폰산, 옥살산, 말론산, 글루타릭산, 아세트산, 글리콘산, 석신산, 타타르산, 4-톨루엔설폰산, 갈락투론산, 엠본산, 글루탐산, 시트르산 및 아스파르탄산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 산성 염일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아님을 명시한다.
본 발명의 조성물이 약학 조성물인 경우, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 및 카타플라스마제 등으로 제형화 될 수 있다. 한편, 상기 약학 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있는데, 이러한 약제학적으로 허용되는 담체는 약품 제제 시에 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, 미네랄 오일 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 약학 조성물은 첨가제로서 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
상기 약학 조성물은 증상 정도에 따라 투여 방법이 결정되는데, 통상적으로는 국소 투여 방식이 바람직하다. 또한, 상기 약학 조성물 중 유효성분의 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 환자의 나이, 성별, 체중 등에 따라 달라질 수 있으며, 일일 1회 내지 수회 투여할 수 있다.
또한, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 개선용 건강식품 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
상기 건강식품 조성물은 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽 또는 음료의 형태로 제공될 수 있으며, 상기 건강식품 조성물은 상기 유효성분 이외에 다른 식품 또는 식품 첨가물과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적 예를 들어 예방, 건강 또는 치료적 처치에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
상기 건강식품 조성물에 함유된 상기 유효성분의 유효용량은 상기 약학 조성물의 유효용량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있음은 확실하다.
상기 건강식품의 종류에는 특별한 제한이 없고, 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등을 들 수 있다.
이하에서는 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
1:
화합물1
합성
1-1. 에틸 2-(4-
포밀페녹시
)-2-
메틸프로파노에이트
[Ethyl 2-(4-formylphenoxy)-2-methylpropanoate] 합성
에탄올 용매에서 1 N 에톡시 나트륨(NaOEt) (1.1 당량(eq.))을 4-하이드록시벤즈알데히드(4-hydroxybenzaldehyde) (1.0 당량(eq.)) 및 에틸 α-브로모이소부티레이트(ethyl α-bromoisobutyrate) (1.1 당량(eq.))에 한 방울씩 첨가하고, 상기 반응 혼합물을 환류시켰다. 에탄올을 증발시킨 후, 잔여물을 에틸 아세테이트 및 물 사이에서 분배한 다음, 유기층은 황산마그네슘(MgSO4)으로 건조시키고, 여과 및 증발시켰다. 잔여물은 헥산 및 에틸 아세테이트(8:1)를 이용하는 실리카 겔 칼럼 크로마토그래피로 정제하여 화합물 에틸 2-(4-포밀페녹시)-2-메틸프로파노에이트를 얻었다.
반응시간, 12.5시간; 수율, 41.9%; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 9.70 (s, 1 H), 7.62 (d, 2 H, J = 8.8 Hz), 6.73 (d, 2 H, J = 8.8 Hz), 4.05 (q, 2 H, J = 6.8 Hz), 1.50 (s, 6 H), 1.03 (t, 3 H, J = 7.2 Hz); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 190.7, 173.4, 161.0, 131.6, 130.4, 117.8, 79.6, 61.7, 25.4, 14.0.
1-2. 2-(4-
포밀페녹시
)-2-
메틸프로피온산
[2-(4-
formylphenoxy
)-2-methylpropanoic acid] 합성
상기 수득된 화합물 에틸 2-(4-포밀페녹시)-2-메틸프로파노에이트 (1.0 당량(eq.))를 1,4-디옥산(1,4-dioxane)에 용해시키고 1 N 수산화나트륨(NaOH) (1.4 당량(eq.))을 첨가하였다. 반응 혼합물을 상온에서 교반하고, 휘발성 물질을 증발시킨 후, 잔여물은 메틸렌 클로라이드 및 물 사이에서 분배하였다. 물 층을 12 N 염산(HCl)으로 산성화시키고 메틸렌 클로라이드로 추출하였다. 유기층을 증발시켜 화합물 2-(4-포밀페녹시)-2-메틸프로피온산을 얻었다.
반응시간, 4시간; 수율, 99%; 1H NMR (500 MHz, DMSO-d6) δ 10.54 (s, 1 H), 9.83 (s, 1 H), 7.79 (dd, 2 H, J = 9.0 Hz), 6.95 (d, 2 H, J = 8.5 Hz), 1.69 (s, 6 H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 191.7, 178.5, 161.0, 132.0, 130.5, 118.5, 79.5, 25.5.
1-3. 2-(4-(5-
클로로벤조[d]티아졸
-2-일)
페녹시
)-2-
메틸프로피온산
[2-(4-(5-Chlorobenzo[d]thiazol-2-yl)phenoxy)-2-methylpropanoic acid] (화합물 1) 합성
아세트산(0.37 mL) 용매에 상기 수득된 2-(4-포밀페녹시)-2-메틸프로피온산(78.2 mg, 0.38 mmol), 2-아미노-4-클로로벤젠티올(2-amino-4-chlorobenzenethiol) (60.0 mg, 0.38 mmol) 및 소듐 아세테이트(NaOAc) (93.6 mg, 1.13 mmol)의 용액을 1시간 동안 환류시켰다. 냉각 후, 반응 혼합물은 에틸 아세테이트 및 물 사이에서 분배하였고, 유기층을 감압 하에서 증발시켰다. 생성된 침전물을 여과시키고 메틸렌 클로라이드로 세정하여 2-(4-(5-클로로벤조[d]티아졸-2-일)페녹시)-2-메틸프로피온산(화합물1)을 얻었으며(46.6 mg, 39.6%), 수득된 화합물1의 화학구조는 하기 화학식 1과 같다.
백색 고체; 반응시간, 1시간; 수율, 39.6%; 녹는점, 190.8 ~ 192.0℃; 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 8.03 (d, 1 H, J = 8.4 Hz), 7.98 (d, 1 H, J = 2.0 Hz), 7.92 (d, 2 H, J = 8.8 Hz), 7.37 (dd, 1 H, J = 2.0, 8.8 Hz), 6.92 (d, 2 H, J = 8.8 Hz), 1.55 (s, 6 H); 13C NMR (100 MHz, DMSO-d6) δ 175.2, 169.8, 159.0, 155.2, 133.7, 131.9, 129.4, 126.3, 125.8, 124.2, 122.5, 118.9, 79.5, 25.8.
[화학식 1]
실시예
2: 파킨슨 질환 동물모델 유도 및 약물 처리
7주령의 수컷 C57BL/6 마우스는 부산대학교 실험동물센터의 동물 사육실에서 2주 동안 순화시킨 다음 행동양식을 평가하기 위해 로타-로드(rota-rod) 테스트를 3일 동안 수행하였다. 그 후, 화합물1(0.1 mg/kg, 1 mg/kg 및 10 mg/kg)을 농도 별로 10일 동안 복강 주사하고, 다음날, MPTP(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine) 20 mg/kg을 2시간 간격으로 총 4회 투여하여 파킨슨 질환을 유도하였다. 이때, 마우스는 총 5개의 군으로 나누어진다; 대조군(n=8), MPTP 처리군(n=8), MPTP + 화합물1 0.1 mg/kg 처리군(n=8), MPTP + 화합물1 1 mg/kg 처리군(n=8) 및 MPTP + 화합물1 10 mg/kg 처리군(n=8). 그 후, 로타-로드 테스트를 3일 동안 수행하여 행동양식을 평가하였다. 도 1은 파킨슨 질환 동물모델의 유도 및 약물 처리 과정을 도시화하여 나타낸 것이다.
실시예
3: 파킨슨 질환 동물모델에서 화합물1에 의한 운동능력 개선 효과 분석
MPTP 처리 후, 6, 24 및 48시간째에 29 rpm의 속도로 로타-로드 테스트를 수행하였으며, 총 180초를 측정하였고, 이때, 로타-로드에서 떨어지는 시간을 기록하여 행동양식을 평가하였다.
그 결과, 도 2 및 도 3을 참조하여 보면, MPTP 처리군에서 근 경직(rigidity), 떨림(tremor)등의 증상이 나타나고, MPTP 처리 전에 활발했던 움직임이 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. MPTP 처리군과 비교하였을 때, 화합물1 처리군(0.1 mg/kg 또는 10 mg/kg)은 24시간째에서 감소된 운동능력을 개선시키는 것을 확인하였다. 그러나, 화합물1 1 mg/kg 처리군에서는 운동능력 개선 효과가 관찰되지 않았다. 따라서, 화합물1의 전처리는 특정 농도에서 MPTP로 유도된 파킨슨 질환 동물모델의 운동능력을 회복시키는 것을 확인하였다.
실시예
4: 파킨슨 질환
동물모델에서 화합물1의
효과 분석
흑질(substantia nigra; SN)과 선조체(striatum; STR)에서 도파민 뉴런(dopaminergic neurons)의 손상을 확인하기 위해, 뇌 조직의 절편을 이용하여 면역조직화학(immunohistochemistry) 염색을 수행하였다. 상기 면역조직화학 염색에 사용된 항체의 종류는 하기 표 1과 같다.
| 1차 항체 | 표적 | 희석농도 (종) | 제조회사 |
| 티로신 수산화효소 (tyrosine hydroxylase; TH) |
도파민 뉴런 | 1:1000 (ms) | Chemicon |
| 아교섬유산성 단백질 (glial fibrillary acidic protein; GFAP) |
성상교세포 (astrocyte) |
1:500 (ms) | Cell signaling |
| 이온화 칼슘-결합 어댑터 분자 1 (ionized calcium-binding adapter molecule 1; Iba 1) |
미세아교세포 (microglia) |
1:500 (ms) | Wako |
4-1. 파킨슨 질환 동물모델에서 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 보호 효과 분석
도파민 경로인 흑질 선조체 경로의 흑질과 선조체 부위에서 화합물1에 의한 도파민 뉴런의 손상을 확인하기 위해, 뇌 조직 절편에 면역조직화학 염색을 수행하여 도파민 뉴런의 마커인 티로신 수산화효소(tyrosine hydroxylase; TH)의 발현을 분석하였다.
그 결과, 도 4를 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPTP 처리군에서 티로신 수산화효소의 염색이 감소한 것으로 보아 도파민 뉴런이 많이 손상된 것을 확인하였으며, 화합물1 처리군(0.1 mg/kg 또는 10 mg/kg)에서는 티로신 수산화효소의 염색이 증가함으로써 도파민 뉴런이 보호된 것을 확인할 수 있었다. 흥미롭게도 화합물1 0.1 mg/kg 처리군이 화합물1 1 mg/kg 처리군 보다 도파민 뉴런의 보호 효과가 더 좋았으며, 이는 로타-로드 실험 결과와 매치되는 것을 확인할 수 있었다.
다음으로 선조체에서 웨스턴 블롯(western blot)을 수행하여 티로신 수산화효소의 발현을 관찰하였다. 그 결과, 도 5를 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPTP 처리군에서 티로신 수산화효소의 발현이 감소한 것으로 보아 도파민 뉴런이 손상된 것을 확인하였으며, 화합물1 처리군(0.1 mg/kg 또는 10 mg/kg)에서는 티로신 수산화효소의 발현이 유의하게 증가함으로써 도파민 뉴런이 보호된 것을 확인할 수 있었다.
4-2. 파킨슨 질환 동물모델에서
화합물1에
의한 신경염증 제어 효과 분석
흑질과 선조체 부위에서 화합물1에 의한 신경염증 제어 효과를 확인하기 위해, 뇌 조직 절편에 면역조직화학 염색을 수행하여 성상교세포(astrocyte)의 마커인 GFAP와 미세아교세포(microglia)의 마커인 Iba-1의 발현으로 세포의 활성화 정도를 분석하였다.
그 결과, 도 6은 흑질 부위의 염색 결과로, 대조군과 비교하였을 때, MPTP 처리군에서 성상교세포와 미세아교세포의 발현이 증가함으로써 세포가 활성화된 것을 확인할 수 있었고, 상기 활성이 화합물1에 의하여 감소하는 것을 확인하였다.
또한, 도 7은 선조체 부위의 염색 결과로, 대조군과 비교하였을 때, MPTP 처리군에서 미세아교세포의 발현이 증가함으로써 세포가 활성화된 것을 확인할 수 있었고, 상기 활성이 화합물1에 의하여 감소하는 것을 확인하였다.
성상교세포와 미세아교세포는 면역능 세포(immunocompetent cell)로 이들 세포의 활성은 만성적인 염증을 일으키는 것으로 알려져 있다. 따라서, 상기 결과들을 종합해볼 때, 화합물1은 성상교세포와 미세아교세포의 활성을 감소시킴으로써 항염증 효과가 있음을 확인하였다.
실시예
5: 화합물1에 의한 세포의 생존율 증가 효과 분석
파킨슨 질환의 실험 모델 세포주인 SH-SY5Y 세포에 화합물1을 6시간 동안 농도 별로 전처리한 후, 파킨슨 질환 유발 독소인 1-메틸-4-페닐피리디니움(1-methyl-4-phenylpyridinium; MPP+) 500 μM을 24시간 동안 처리하고 MTT 분석 및 PI(propidium iodide)/hoechst 염색을 수행하여 세포 생존율을 분석하였다.
그 결과, 도 8을 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPP+ 처리에 의하여 세포 생존율이 감소하는 것을 확인하였으며, 화합물1을 전처리하였을 때, 농도 의존적으로 세포 생존율이 회복되었고, 특히, 화합물1 10 μM 농도에서 세포 생존율이 유의하게 증가한 것을 확인하였다. 이 결과를 통해 화합물1이 파킨슨 질환 세포모델에서 세포에 직접적인 보호 효과를 가지는 것을 알 수 있었다.
또한, 도 9를 참조하여 보면, PI/hoechst는 세포 핵을 각각 빨간색과 파란색으로 염색하는 염료로, PI의 경우, 온전한 세포막을 투과하지 못하므로 세포막이 손상된 세포의 핵을 염색하기 때문에 세포사멸의 좋은 마커로 사용된다. 대조군과 비교하였을 때, MPP+ 처리에 의하여 PI의 염색이 증가하는 것을 확인하였으며, 화합물1을 전처리하였을 때, 농도 의존적으로 PI 염색이 감소하는 것을 확인함으로써 화합물1이 파킨슨 질환 세포모델에서 세포사멸을 억제하는 것을 알 수 있었다.
실험예
6:
화합물1에
의한
활성산소종
(reactive oxygen species;
ROS
) 억제 효과 분석
SH-SY5Y 세포에 화합물1을 6시간 동안 농도 별로 전처리한 후, 파킨슨 질환 유발 독소인 MPP+ 500 μM을 24시간 동안 처리하였다. 활성산소종을 측정하기 위해, DCF-DA(2',7'-Dichlorodihydrofluorescein diacetate) 시약을 30분 동안 처리한 후, 형광 분석을 통해 생성된 활성산소종을 정량하였다. DCF-DA 시약은 활성산소종에 비례적으로 산화 반응하는 형광 색소로, 세포막을 통과하는 과정에서 세포 내 에스테라제(esterase) 효소에 의해 DCF로 가수분해되고, 세포 내 활성산소종과 반응하여 형광을 나타내게 된다. 따라서, 발현하는 형광의 정도를 측정함으로써 활성산소종을 정량할 수 있다.
그 결과, 도 10을 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPP+ 처리에 의하여 활성산소종이 유의하게 증가하는 것을 확인하였으며, 화합물1을 전처리하였을 때, 농도 의존적으로 활성산소종이 유의하게 감소하는 것을 확인하였다. 따라서, 본 결과를 통해 화합물1의 세포 보호 효과가 활성산소종의 생성을 감소시킴으로써 일어나는 것임을 알 수 있었다.
실험예
7:
화합물1에
의한 성상교세포의 활성 억제 효과 분석
초대 배양(primary culture)한 성상교세포에 화합물1을 6시간 동안 농도 별로 전처리한 후, 파킨슨 질환 유발 독소인 MPP+ 500 μM을 24시간 동안 처리하고 성상교세포의 마커인 GFAP를 이용하여 세포 활성화 정도를 분석하였다.
그 결과, 도 11을 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPP+ 처리에 의하여 성상교세포의 마커인 GFAP의 염색이 증가함으로써 성상교세포가 활성화된 것을 확인하였으며, 화합물1을 0.1 μM 또는 10 μM로 전처리하였을 때, 성상교세포의 활성 억제 효과가 우수한 것을 확인하였다.
상기 실험은 화합물1에 의한 성상교세포의 활성 억제 효과를 in vitro 실험으로 재확인한 것이며, 이를 통해 성상교세포와 연관된 염증 반응에서 화합물1이 특히 저농도에서도 항염증 효과를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
실험예
8: 도파민 뉴런 보호 및 성상교세포 활성 억제 효과에 대한
화합물1의
차별성 분석
8-1.
화합물1
또는
프라미펙솔(pramipexole; PPX)에
의한 도파민 뉴런의 보호 효과 비교
상기 실시예 4에서 MPTP 처리에 의한 도파민 뉴런의 손상이 화합물1에 의해 보호되는 것을 확인하였으며, 파킨슨 질환 치료제로 알려진 약물 중 도파민 작용제로 작용하는 프라미펙솔을 양성 대조군으로 사용하여 그 효과를 비교 관찰하였다. 뇌 조직 절편에 면역조직화학 염색을 수행하여 도파민 뉴런의 마커인 티로신 수산화효소의 발현을 분석하였다.
그 결과, 도 12를 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, MPTP 처리군에서 티로신 수산화효소의 염색이 감소한 것으로 보아 도파민 뉴런이 많이 손상된 것을 확인하였으며 양성 대조군(positive control)으로 사용한 파킨슨 질환의 치료제인 프라미펙솔(PPX)과 비교하였을 때, 저농도의 화합물1을 처리한 군에서 티로신 수산화효소의 염색이 증가함으로써 도파민 뉴런이 보호된 것을 확인할 수 있었다. 이를 통해 시판 중인 파킨슨 치료제의 도파민 뉴런의 보호 효과가 화합물1 저농도(0.1 mg/kg)에서도 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
8-2.
화합물1
또는
프라미펙솔(pramipexole; PPX)에
의한 성상교세포의 활성 억제 효과 비교
상기 실시예 7에서 MPP+ 처리에 의한 성상교세포 활성 증가가 화합물1에 의해 완화되는 것을 확인하였으며, 프라미펙솔을 양성 대조군으로 사용하여 그 효과를 비교 관찰하였다. 성상교세포에 화합물1 또는 프라미펙솔(1 μM 또는 10 μM)을 6시간 동안 전처리한 후, MPP+ 500 μM을 24시간 처리하고 성상교세포의 마커인 GFAP를 이용하여 세포 활성화 정도를 분석하였다.
그 결과, 도 13을 참조하여 보면, 대조군과 비교하였을 때, 프라미펙솔은 성상교세포 활성에 아무런 영향을 미치지 않았지만, 화합물1 0.1 μM 또는 10 μM을 전처리하였을 때, MPP+에 의한 GFAP의 증가를 완화시킴으로써 성상교세포의 활성을 감소시키는 것을 확인하였다. 이를 통해 화합물1이 기존 약물과 다른 기전을 통해 신경세포를 보호하는 것을 알 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술한 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (6)
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물:
[화학식 1]
- 제 1항에 있어서, 상기 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염은 운동능력 개선 효과 및 도파민 뉴런 보호 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염은 성상교세포 및 미세아교세포의 활성 억제를 통한 신경염증 제어 효과 및 활성산소종 억제 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 약제학적으로 허용가능한 염은 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염, 리튬염, 마그네슘염, 세슘염, 아미늄(aminium)염, 암모늄염, 트리에칠아미늄염 및 피리디늄염으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 염기성 염인 것을 특징으로 하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 약제학적으로 허용가능한 염은 염산, 브롬산, 황산, 아황산, 인산, 구연산, 초산, 말레산, 퓨마르산, 글루코산, 메탄설폰산, 벤젠설폰산, 캠퍼설폰산, 옥살산, 말론산, 글루타릭산, 아세트산, 글리콘산, 석신산, 타타르산, 4-톨루엔설폰산, 갈락투론산, 엠본산, 글루탐산, 시트르산 및 아스파르탄산으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 산성 염인 것을 특징으로 하는 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 파킨슨 질환 예방 또는 개선용 건강식품 조성물:
[화학식 1]
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170045262A KR101851603B1 (ko) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020170045262A KR101851603B1 (ko) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101851603B1 true KR101851603B1 (ko) | 2018-04-24 |
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ID=62087512
Family Applications (1)
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| KR1020170045262A KR101851603B1 (ko) | 2017-04-07 | 2017-04-07 | 신경염증제어를 통한 파킨슨 질환 예방 또는 치료용 조성물 |
Country Status (1)
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| KR (1) | KR101851603B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20200011270A (ko) * | 2018-07-24 | 2020-02-03 | 부산대학교 산학협력단 | 신규한 디플루오로아세트산 유도체 화합물 및 이를 포함한 조성물 |
| WO2020263011A1 (ko) * | 2019-06-27 | 2020-12-30 | 재단법인대구경북과학기술원 | 미세아교세포 마커로서의 후각수용체 및 그의 용도 |
| KR20220058774A (ko) | 2020-10-30 | 2022-05-10 | 오철현 | 레몬머틀, 맥문동 및 당귀의 혼합추출물을 포함하는 항산화, 항염, 항균 및 안티 폴루션용 조성물 |
| KR20220163542A (ko) | 2021-06-02 | 2022-12-12 | 오철현 | 레몬머틀 및 꽃송이 버섯의 혼합추출물을 포함하는 항산화, 항염 및 안티 폴루션용 조성물 |
Citations (1)
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| KR101118371B1 (ko) | 2010-04-30 | 2012-03-09 | 성균관대학교산학협력단 | 로가닌 및 약학적으로 허용되는 이의 염을 포함하는 파킨슨씨 질환, 스트레스, 노화, 뇌졸중 및 헌팅톤 질환의 예방 및 치료용 약학 조성물 |
-
2017
- 2017-04-07 KR KR1020170045262A patent/KR101851603B1/ko active IP Right Grant
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| KR102111048B1 (ko) * | 2018-07-24 | 2020-05-14 | 부산대학교 산학협력단 | 신규한 디플루오로아세트산 유도체 화합물 및 이를 포함한 조성물 |
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