KR102171818B1 - 듀니온을 유효성분으로 포함하는 탈모의 예방 또는 개선용 조성물 - Google Patents

듀니온을 유효성분으로 포함하는 탈모의 예방 또는 개선용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물에 관한 것으로서, 항암제 투여로 유도된 탈모증 동물모델에 본 발명의 듀니온 화합물을 투여한 결과, 탈모가 억제되고 모낭 및 내모근초의 탈락이 억제됨을 확인함으로써, 상기 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체는 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

듀니온을 유효성분으로 포함하는 탈모의 예방 또는 개선용 조성물{COMPOSITION FOR PREVENTING OR ALLEVIATING ALOPECIA CONTAINING DUNNIONE AS AN ACTIVE INGREDIENT}
본 발명은 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물에 관한 것이다.
암은 인간의 건강과 생명을 위협하는 질병 중 하나로, 암 발병률은 계속 증가하고 있다. 암의 치료방법으로는 외과수술, 방사선요법, 생물요법 그리고 화학요법 등이 있다. 이 중에서 화학요법으로 사용되는 항암제는 암세포의 대사경로에 개입하여 DNA와 직접 작용하여 DNA의 복제, 전사, 번역과정을 차단하거나, 핵산 전구체의 합성을 방해하고, 세포의 분열을 저해함으로써 세포에 대한 세포독성을 나타낸다.
그러나, 암 환자의 항암화학요법 치료에는 골수 억제에 의한 빈혈, 혈구세포 감소증과 오심, 구토, 설사 등의 위장관 장애 및 탈모 등의 부작용이 많이 발생한다. 암 환자의 약 65% 내지 70%가 경험하는 항암화학요법으로 인한 탈모(chemotherapy-induced alopecia, CIA)는 환자들이 심리적으로 가장 큰 충격을 받는 부작용 중의 하나로 알려져 있다. 또한, CIA는 환자들에게 외모변화에 대한 심리적인 충격을 유발하고, 어색함, 슬픔, 혐오감, 분노, 우울 등을 유발시켜 자신감을 잃거나 성적 매력을 못 느끼게 하는 원인이 된다.
특히, 탈모 증상은 환자에게 암이라는 질병을 계속 자각하게 하고, 부정적인 기분 변화를 경험하게 한다. 또한, 탈모 증상은 심리적인 위축과 더불어 대인관계에 어려움을 주어 신체적, 정신적인 고통뿐 아니라 궁극적으로는 삶의 질에 부정적인 영향을 미친다. 이러한 탈모 증상은 여성에서 특히 심하며, 보고에 따르면 여성 암 환자의 47%가 탈모를 항암화학요법의 가장 심각한 부작용으로 생각하고, 약 8%의 환자가 탈모에 대한 두려움으로 항암화학요법을 거부한다는 연구결과가 보고된 바 있다(McGarvey EL et al., Cancer Pract., 2001;9:283-289). 또한, CIA의 부정적인 심리학적 영향이 환자의 면역 기능을 억제하여 암의 진행을 유발할 수 있다는 연구결과가 보고된 바 있다(Spiegel D et al., Biol Psychiatry, 2003;54:269-282).
CIA의 발생과 정도는 항암제의 종류, 반감기, 용량, 투여 경로, 투여 속도 및 투여 일정에 따라 차이가 있지만, 항암화학요법에 사용되는 많은 항암제가 CIA를 유발하는 것으로 알려져 있다. 특히, CIA를 잘 일으키는 항암제로는 아드리아마이신(adriamycin), 사이클로포스파마이드(cyclophosphamide), 도세탁셀(docetaxel), 다우노루비신(daunorubicin), 에피루비신(Epirubicin), 에토포사이드(etoposide), 아이포스파마이드(ifosphamide), 이리노테칸(irinotecan), 파클리탁셀(paclitaxel), 토포테칸(topotecan), 빈데신(vindesine), 및 비노렐빈(vinorelbine) 등이 있다. 또한, 경우에 따라 CIA를 유발하는 항암제로는 암사크린(amsacrine), 블레오마이신(bleomycin), 부설판(busulphan), 시타라빈(cytarabine), 5-플루오로우라실(5-fluorouracil), 젬시타빈(gemcitabine), 로무스틴(lomustine), 멜팔란(melphalan), 티오테파(thiotepa), 및 빈블라스틴(vinblastine) 등이 알려져 있다(Trueb RM., Skin Therapy Lett., 2010; 15(7):5-7).
구체적으로, 파클리탁셀(paclitaxel)과 같은 항미세소관(antimicrotubule) 제제는 80% 이상, 아드리아마이신(adriamycin)과 같은 토포이소머라아제(topoisomerase) 억제제는 60% 내지 100%, 사이클로포스파마이드(cyclophosphamide)를 포함한 알킬화(alkylating) 제제는 60% 이상, 5-플루오로우라실(5-fluorouracil)과 같은 대사길항제(antimetabolite)는 10% 내지 50%의 환자에서 CIA를 유발하며, 단일 약제보다 두 가지 이상의 항암제를 복합 투여할 때 더 빈번하고 심한 양상으로 발생한다고 보고되었다(Batchelor D., Eur J Cancer Care, 2001;10:147-163). 항암제 치료로 인한 탈모(CIA)는 환자 개인뿐 아니라 사회 전반에도 영향을 미칠 수 있는 주요 부작용임에도 불구하고 현재까지 효과적인 치료법이 없는 실정이다.
한편, 듀니온(dunnione)은 나프토퀴논(Naphthoquinone)계 화합물로서, 알파 듀니온(alpha-dunnione,(2,3-dihydro-2,3,3-trimethyl naphtho [1,2-b]furan-4,9-dione)과 듀니온(dunnione, 2,3-dihydro-2,3,3-trimethyl naphtho [1,2-b]furan-4,5-dione) 2개의 구조체로 나뉜다. 또한, 듀니온은 남미에서 자생하는 스트렙토카르푸스 듀니(Streptocarpus dunnii)의 잎이나 몇 종류의 칼세올라리아(Calceolaria)에서 얻어진다. 현재까지 보고된 듀니온의 약리작용을 살펴보면, 듀니온은 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1) 효소 활성을 증가시켜 세포내 NAD+ 등의 증가를 유도하며, 이 NAD+를 조효소로 사용하는 Sirtuin 1 등과 같은 탈아세틸효소(deacetylases) 등의 활성화를 통해 항암제에 의한 소장 점막 손상, 및 알코올이나 췌장의 도관에 생긴 담석등에 유발되는 급성췌장염 등의 예방 및 치료에 효과가 있음이 보고되었다(Pandit et al., Biochem Biophys Res Commun 2015;467:697-703/ Shen et al., Sci Rep 2017;7:3006). 또한, 미국등록특허 9,066,922 B2 문헌에는 듀니온이 비만, 당뇨, 대사성증후군, 신경퇴행질환, 미토콘드리아 기능장애 관련 질환의 예방 및 치료에 사용될 수 있음을 개시하고 있다.
미국등록특허 9,066,922 B2
McGarvey EL et al., Cancer Pract., 2001;9:283-289 Spiegel D et al., Biol Psychiatry, 2003;54:269-282 Trueb RM., Skin Therapy Lett., 2010, 15(7):5-7 Batchelor D., Eur J Cancer Care, 2001;10:147-163 Pandit et al., Biochem Biophys Res Commun 2015;467:697-703 Shen et al., Sci Rep 2017;7:3006
이에 본 발명자들은 항암화학요법으로 인한 탈모 증상의 개선에 효과적인 물질을 찾기 위해 연구한 결과, NQO1 효소의 기질로 알려진 듀니온(dunnione)이 항암제 단독 또는 병용 투여에 의한 탈모 증상을 개선시킴을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019006335618-pat00001
.
본 발명의 다른 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는 발모 촉진용 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019006335618-pat00002
.
본 발명에서 나프토퀴논계 화합물인 듀니온(dunnione)을 사이클로포스파미드의 단독 투여로 유도된 탈모증 동물모델 또는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드 병용 투여로 유도된 탈모증 동물모델에 투여한 결과, 탈모가 억제되고 모낭 및 내모근초의 탈락이 억제됨을 확인함으로써, 상기 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과를 확인하기 위한 실험 계획을 나타낸 것이다.
도 2a는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 8일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP+Dunnione(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 2b는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 12일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP+Dunnione(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 3a는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 14일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP+Dunnione(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 3b는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 16일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP+Dunnione(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 3c는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 18일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP+Dunnione(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 4는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 18일째에 마우스의 피부조직을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 5a는 NQO1 넉아웃 마우스에서 제모 후 12일째에 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 5b는 NQO1 넉아웃 마우스에서 제모 후 14일째에 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 6a는 NQO1 넉아웃 마우스에서 제모 후 16일째에 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 6b는 NQO1 넉아웃 마우스에서 제모 후 18일째에 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 7은 NQO1 넉아웃 마우스에서 제모 후 18일째에 마우스의 피부조직을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: CYP(사이클로포스파미드 처리군); G3: CYP + Dun(사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 8a는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온 처리 유무에 따른 피부조직 내 NAD+ 농도를 나타낸 도이다(*p<0.05: 정상군과 사이클로포스파미드군을 비교, #p<0.05: 사이클로포스파미드군과 듀니온 병용처리군을 비교).
도 8b는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온 처리 유무에 따른 피부조직 내 NADH 농도를 나타낸 도이다(*p<0.05: 정상군과 사이클로포스파미드군을 비교).
도 8c는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온 처리 유무에 따른 피부조직 내 NAD+/NADH 비율을 나타낸 도이다(*p<0.05: 정상군과 사이클로포스파미드군을 비교, #p<0.05: 사이클로포스파미드군과 듀니온 병용처리군을 비교).
도 8d는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온 처리 유무에 따른 피부조직 내 Sirt1 활성을 나타낸 도이다(*p<0.05: 정상군과 사이클로포스파미드군을 비교, #p<0.05: 사이클로포스파미드군과 듀니온 병용처리군을 비교).
도 9는 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델의 피부조직 내 Sirt1 단밸질 발현과 p65 및 p53 단백질의 아세틸화 반응에 대한 듀니온의 영향을 나타낸 도이다.
도 10은 도세탁셀(docetaxel), 아드리아마이신(adriamycin) 및 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과를 확인하기 위한 실험 계획을 나타낸 것이다.
도 11a는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 12일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다:(G1: Control(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC+Dunnione(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 11b는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 14일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC+Dunnione(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 12a는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 16일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC+Dunnione(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 12b는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 18일째의 각 실험군의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC+Dunnione(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 13은 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델에서 제모 후 18일째에 마우스의 피부조직을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC + Dun(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
도 14는 도세탁셀(docetaxel), 아드리아마이신(adriamycin) 및 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 NQO1 넉아웃 탈모증 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과를 확인하기 위한 실험 계획을 나타낸 것이다: G1: Control (PBS 처리군); G2: 6X TAC (도세탁셀 (11.58 mg/kg), 아드리아마이신 (9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드 (76.8 mg/kg) 처리군); G3: 6X TAC + Dunnione (6X TAC 및 듀니온 병용 처리군)); G4: Dunnione (듀니온 (20 mg/kg) 단독 처리군).
도 15는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 NQO1 넉아웃 탈모증 동물모델에서 제모 후 8일, 12일, 14일 16일 및 18일째에 마우스의 피부 표면을 촬영한 사진을 나타낸 것이다: G1: Control(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC+Dunnione(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dunnione(듀니온 단독 처리군).
도 16은 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드로 유도된 NQO1 넉아웃 탈모증 동물모델에서 제모 후 18일째에 마우스의 피부조직을 광학현미경으로 관찰한 결과를 나타낸 것이다: G1: Ctrl(PBS 처리군); G2: 6X TAC(도세탁셀(11.58 mg/kg), 아드리아마이신(9.24 mg/kg) 및 사이클로포스파미드(76.8 mg/kg)); G3: 6X TAC + Dun(6X TAC 및 듀니온 병용 처리군); G4: Dun(듀니온 단독 처리군).
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 일 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019006335618-pat00003
.
본 발명에서 사용하는 용어 '약학적으로 허용 가능한 염'이란, 화합물이 투여되는 유기체에 심각한 자극을 유발하지 않고 화합물의 생물학적 활성과 물성들을 손상시키지 않는, 화합물의 제형을 의미한다. 상기 약학적 염은, 약학적으로 허용되는 음이온을 함유하는 무독성 산부가염을 형성하는 산, 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 인산, 브롬화수고산, 요드화수소산 등과 같은 무기산, 타타르산, 포름산, 시트르산, 아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플로로아세트산, 글루콘산, 벤조산, 락트산, 푸마르산, 말레인산, 살리신산 등과 같은 유기 카본산, 메탄설폰산, 에탄술폰산, 벤젠설폰산, p-톨루엔설폰산 등과 같은 설폰산 등에 의해 형성된 산부가염이 포함된다. 예를 들어, 약학적으로 허용 가능한 카르복실산 염에는, 리튬, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등에 의해 형성된 금속염 또는 알칼리 토금속 염, 라이신, 아르지닌, 구아니딘 등의 아미노산 염, 디시클로헥실아민, N-메틸-D-글루카민, 트리스(히드록시메틸)메틸아민, 디에탄올아민, 콜린 및 트리에틸아민 등과 같은 유기염 등이 포함된다. 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물은 통상적인 방법에 의해 그것의 염으로 전환시킬 수도 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 '프로드럭(prodrug)'이란, 생체 내에서 모 약제(parent drug)로 변형되는 물질을 의미한다. 프로드럭은 모 약제보다 투여하기 쉽기 때문에 종종 사용된다. 예를 들어, 이들은 구강 투여에 의해 생 활성을 얻을 수 있음에 반하여, 모 약제는 그렇지 못할 수 있다. 프로드럭은 또한 모 약제보다 제약 조성물에서 향상된 용해도를 가질 수도 있다. 예를 들어, 프로드럭은 수용해도가 이동성에 해가 되지만, 일단 수용해도가 이로운 세포에서는, 물질대사에 의해 활성체인 카르복실산으로 가수분해되는, 세포막의 통과를 용이하게 하는 에스테르(프로드럭)로서 투여되는 화합물일 것이다. 프로드럭의 또 다른 예는 펩티드가 활성 부위를 드러내도록 물질대사에 의해 변환되는 산기에 결합되어 있는 짧은 펩티드(폴리아미노산)일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 용어 '용매화물(solvate)'이란, 비공유적 분자 사이의 힘(non-covalent intermolecular force)에 의해 결합된 화학양론적(stoichiometric) 또는 비화학양론적(non-stoichiometric)인 양의 용매를 포함하고 있는 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다. 그에 관한 바람직한 용매들로는 휘발성, 비독성, 및/또는 인간에게 투여되기에 적합한 용매들이 있으며, 상기 용매가 물인 경우, 이는 수화물(hydrate)을 의미한다.
본 발명에서 사용하는 용어 '이성질체(isomer)'란, 동일한 화학식 또는 분자식을 가지지만 광학적 또는 입체적으로 다른 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다.
이하에서 별도의 설명이 없는 한, 용어 '화학식 1로 표시되는 화합물'은 화합물 그 자체, 이의 약학적으로 허용되는 염, 이의 프로드럭, 이의 용매화물 및 이의 이성질체를 모두 포함하는 개념으로 사용되고 있다.
상기 약학적 조성물은 약리학적 유효량(therapeutically effective amount)으로 투여할 수 있다. 본 발명에서 사용하는 용어 '약리학적 유효량'은 투여되는 화합물의 양이 치료하는 장애의 하나 또는 그 이상의 증상을 어느 정도 경감 또는 줄이거나, 예방을 요하는 질병의 임상학적 마커 또는 증상의 개시를 지연시키는데 유효한 활성성분의 양을 의미한다. 따라서, 약리학적 유효량은,(i)질환의 진행 속도를 역전시키는 효과,(ii)질환의 그 이상의 진행을 어느 정도 금지시키는 효과, 및/또는(iii)질환과 관련된 하나 또는 그 이상의 증상을 어느 정도 경감(바람직하게는, 제거)하는 효과를 가지는 양을 의미한다. 약리학적 유효량은 치료를 요하는 질병에 대한 공지된 생채 내(in vivo) 및 생체 외(in vitro) 모델 시스템에서 화합물을 실험함으로써 경험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭, 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 경구 투여용 제형으로 제조하여 경구 투여할 수 있다. 경구 투여용 제형으로는 예를 들면 정제, 환제, 경/연질 캅셀제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제, 과립제, 엘릭시르제 등이 있는데, 이들 제형은 유효성분 이외에 희석제(예: 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 만니톨, 솔비톨, 셀룰로즈 및/ 또는 글리신), 활택제(예: 실리카, 탈크, 스테아르산 및 이의 마그네슘 또는 칼슘염 및/또는 폴리에틸렌 글리콜)를 함유하고 있다. 정제는 또한 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분 페이스트, 젤라틴, 메틸셀룰로즈, 나트륨 카복시메틸셀룰로즈 및/또는 폴리비닐피롤리딘과 같은 결합제를 함유할 수 있으며, 경우에 따라 전분, 한천, 알긴산 또는 이의 나트륨 염과 같은 붕해제 또는 비등 혼합물 및/또는 흡수제, 착색제, 향미제, 및 감미제를 함유할 수 있다.
본 발명의 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭, 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물은 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여는 피하주사, 정맥주사, 근육 내 주사 또는 흉부 내 주사를 주입하는 방법에 의한다. 이때, 비경구 투여용 제형으로 제제화하기 위하여 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용되는 염, 이의 프로드럭, 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 안정제 또는 완충제와 함께 물에 혼합하여 용액 또는 현탁액으로 제조하고, 이를 앰플 또는 바이알 단위 투여형으로 제조할 수 있다. 상기 조성물은 멸균되고/되거나 방부제, 안정화제, 수화제 또는 유화 촉진제, 삼투압 조절을 위한 염 및/또는 완충제 등의 보조제, 및 기타 치료적으로 유용한 물질을 함유할 수 있으며, 통상적인 방법인 혼합, 과립화 또는 코팅 방법에 따라 제제화할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물의 인체에 대한 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 몸무게가 60 ㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 일반적으로 0.001 ㎎/일 내지 2,000 ㎎/일이며, 바람직하게는 0.01 ㎎/일 내지 1,000 ㎎/일이며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 약제의 형태에 따라 다르지만, 상기 듀니온 화합물을 약 0.01 내지 100 중량%로 포함한다.
상기 탈모는 유전적 원인, 호르몬, 자가면역질환, 스트레스, 영양 결핍, 약물 사용, 출산, 발열, 수술 등으로 유발된 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 탈모는 약물 사용으로 인한 탈모일 수 있으며, 바람직하게는, 항암제 치료로 인한 탈모일 수 있다.
상기 항암제 치료는 단독 또는 두 종류 이상의 항암제를 병용 투여하는 것일 수 있으며, 병용 투여시 두 종류 이상의 항암제를 시간차를 두고 투여할 수 있다.
상기 항암제는 범용 항암제(conventional anticancer drugs) 또는 각각의 암에 특이적인 분자 타겟을 통해(암의 성장과 발암에 관여하는 특정한 분자의 활동에 의한 암의 성장과 전이) 암세포만을 공격하는 표적치료 항암제(targeted anticancer drugs) 일 수 있으며 이에 제한되지 않는다.
상기 범용 항암제는 아드리아마이신(Adriamycin), 암사크린(Amsacrine), 블레오마이신(Bleomycin), 부설판(Busulphan), 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide), 사이타라빈(Cytarabine), 다우노루비신(Daunorubicin), 도세탁셀(Docetaxel), 에피루비신(Epirubicin), 에토포사이드(Etoposide), 5-플루오로우라실(5-Fluorouracil), 젬시타빈(Gemcitabine), 이포스파마이드(Ifosphmide), 이리노테칸(Irinotecan), 로무스틴(Lomustine), 멜팔란(Melphalan), 파클리탁셀(Paclitaxel), 치오테파(Thiotepa), 토포테칸(Topotecan), 빈블라스틴(Vinblastine), 빈데신(Vindesine), 및 비노렐빈(Vinorelbine)으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있으나, 바람직하게는 상기 항암제는 도세탁셀(docetaxel), 아드리아마이신(adriamycin) 및 사이클로포스파미드(cyclophisphamide)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 화합물은 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1) 효소에 의존적일 수 있다.
상기 화합물은 모낭 및 내모근초(inner root sheath)의 탈락을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 C57BL/6 마우스에 사이클로포스파미드 단독으로 복강주사하여 항암제 치료로 인한 탈모증 동물모델을 확립하였다. 상기 동물모델에 듀니온을 사이클로포스파미드 투여 3일 전부터 매일 경구투여한 결과, 사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군은 사이클로포스파미드 단독 처리군에 비교하여 탈모가 억제되며(도 2a 내지 도 3c), 피부조직의 모낭 및 내모근초(inner root sheath)의 탈락이 억제되고, 털의 수가 증가함을 확인하였다(도 4).
또한, 본 발명자들은 듀니온의 탈모 억제 효과가 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1)효소에 의해 매개되는지 확인하고자, NQO1 넉아웃 마우스에 사이클로포스파미드 단독으로 복강주사하여 항암제 치료로 인한 탈모증 NQO1 넉아웃 동물모델을 확립하였다. 상기 동물모델에 듀니온을 사이클로포스파미드 투여 3일 전부터 매일 경구투여한 결과, C57BL/6 마우스의 결과와 달리 사이클로포스파미드 및 듀니온 병용 처리군은 사이클로포스파미드 단독 처리군 수준으로 탈모가 진행됨을 육안으로 확인하였고(도 5a 내지 도 6b), 피부조직의 모낭 및 내모근초의 탈락이 진행됨을 확인하였다(도 7).
또한, 본 발명자들은 듀니온이 NAD+농도 증가 및 Sirt1 효소활성 증가시키지를 확인하기 위해, 사이클로포스파미드 유도 탈모증 마우스 모델에서 제모 후 18일째에 얻어진 피부조직의 NAD+와 NADH 농도 및 NAD+/NADH 비율을 분석한 결과, 사이클로포스파미드에 의해 감소되는 Sirt1 단백질 발현, NAD+의 농도 및 NAD+/NADH 비율이 듀니온에 의해 증가하는 현상을 확인하였으며(도 8a 내지 8c), NAD+를 기질로 사용하는 Sirt1 단백질의 활성이 듀니온 병용처리군에서 정상군과 동일하게 유지되는 결과를 확인하였다(도 8d). 또한, 피부조직에서 사이클로포스파미드에 의한 Sirt1 단밸질의 발현 감소 및 표적 단백질인 NF-κB p65 및 p53의 아세틸화 증가현상이 듀니온 병용처리에 의하여 Sirt1 발현이 정상화 유지되고 p65 및 p53의 아세틸화 반응이 억제되는 현상을 확인하였다(도 9).
또한, 본 발명자들은 C57BL/6 마우스에 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드(이하 TAC로 표기)를 병용 투여하여 항암제 치료로 인한 탈모증 동물모델을 확립하였다. 상기 동물모델에 듀니온을 TAC 투여 3일 전부터 매일 경구투여한 결과, TAC 및 듀니온 병용 처리군은 TAC 단독 처리군에 비교하여 탈모가 억제되며(도 11a 내지 도 12b), 피부조직의 모낭 및 내모근초의 탈락이 억제되고, 털의 수가 증가함을 확인하였다(도 13).
본 발명자들은 듀니온의 탈모 억제 효과가 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1)효소에 의해 매개되는지 확인하고자, NQO1 넉아웃 마우스에 TAC 복합 항암제를 복강주사하여 항암제 치료로 인한 탈모증 NQO1 넉아웃 동물모델을 확립하였다(도 14). 상기 동물모델에 듀니온을 TAC 투여 3일 전부터 매일 경구투여한 결과, C57BL/6 마우스의 결과와 달리 TAC 및 듀니온 병용 처리군은 TAC 단독 처리군 수준으로 탈모가 진행됨을 육안으로 확인하였고(도 15), 피부조직의 모낭 및 내모근초의 탈락이 진행됨을 확인하였다(도 16).
따라서, 본 발명의 듀니온 화합물은 NQO1 효소에 의존적으로 사이클로포스파미드의 단독 투여로 유도된 탈모증 동물모델 또는 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드 병용 투여로 유도된 탈모증 동물모델의 탈모를 억제하고 모낭 및 내모근초의 탈락을 억제함을 확인함으로써, 본 발명의 듀니온 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체는 항암제 치료로 인한 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 측면은, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염, 이의 프로드럭(prodrug), 이의 용매화물 또는 이의 이성질체를 유효성분으로 포함하는 발모 촉진용 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure 112019006335618-pat00004
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이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 새로운 성장기의 모낭이 유도된 동물모델의 준비
실험에 사용한 모든 마우스는 항온(22℃ 내지 26℃), 항습(55% 내지 60%)이 되는 무균 동물실에서 사육하였으며, 일반 고형사료(샘타코㈜, 한국)와 물을 충분히 공급하면서 1주일 동안 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 모든 실험은 원광대학교 동물시험 관리위원회의 실험실 동물 관리 및 윤리 규정에 따라 동물시험 관리위원회의 승인을 받은 후 시행하였다.
9주령의 C57BL/6 마우스 등쪽 피부 영역의 털을 일차적으로 동물용 이발기(hair clipper)로 제거한 다음, 니크린 제모제(일동제약)를 등쪽 피부에 도포하여 털을 완전히 제거하고 흐르는 물로 남은 제모제를 수세하여, 자발적으로 유도된 성장기의 모낭과 구별되는 새로운 성장기 모낭을 유도하였다.
실시예 2. 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온(dunnione)의 탈모 억제 효과 확인을 위한 실험군
항암제로 유도된 탈모증(chemotherapy-induced alopecia, CIA) 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과를 확인하기 위해, 4가지 실험군으로 나누어 실험하였다. 항암제로는 사이클로포스파미드(cyclophosphamide, 이하 CYP로 표기)를 사용하였다.
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 9일 째 되는 날에 PBS만을 복강 주사한 정상군(Control, 4마리), 사이클로포스파미드(150 ㎎/㎏)를 복강 주사한 사이클로포스파미드군(CYP, 6마리), 듀니온을 사이클로포스파미드 처리 3일 전부터 매일 경구투여하는 병용 처리군(CYP+Dunnione, 6마리)과 듀니온(Dunnione(20 ㎎/㎏), 4마리)만을 투여하는 단독 처리군으로 나누어 실험을 진행하였다(도 1).
실험예 1. 듀니온 처리에 따른 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 탈모증 동물모델의 피부 육안 관찰
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 실시예 2에 기재된 각 실험군의 피부에서 일어나는 발모와 관련된 육안적인 특징들을 8일, 12일, 14일, 16일 및 18일 째에 디지털카메라를 이용하여 촬영하였다.
실시예 2의 모든 실험군은 제모 후 8일째까지 거의 털이 자라지 않았다(도 2a). 제모 후 12일 째에는 모든 실험군에서 비슷한 양상으로 털이 자라기 시작하였다(도 2b).
제모 후 14일 째에, 듀니온과 사이클로포스파미드를 병용 처리한 군(CYP+Dunnione)은 사이클로포스파미드 단독 처리군(CYP)에 비해 더 많이 털이 자라기 시작하였고, 제모 후 18일째에는 사이클로포스파미드 단독 처리군을 제외한 나머지 실험군에서 전반적으로 모발이 검게 피부를 메우며 자랐다(도 3a 내지 3c).
실험예 2. 듀니온 처리에 따른 사이클로포스파미드로 유도된 탈모증 동물모델의 피부조직학적 변화 관찰
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 18일째에 실시예 2에 기재된 각 실험군의 마우스를 희생시켰다. 그 다음 마우스 등쪽 피부를 척추선에 평행 또는 직각으로 절개하여 보우인(bouin) 용액으로 12시간 동안 고정한 후 탈수과정을 거쳐 파라핀으로 포매한 후 5 ㎛의 절편을 제작하였다. 제작한 절편에 H&E(Hematoxylin and eosin) 염색을 수행하여 각 실험군 피부의 조직학적 변화를 관찰하였다.
그 결과, 사이클로포스파미드 단독 처리군(CYP)은 전체적으로 모낭의 발달이 미약하거나, 내모근초(inner root sheath)의 발달이 충분하지 못한 것이 관찰된 반면, 듀니온을 병용 처리한 군(CYP+Dun)은 전반적으로 모낭과 내모근초가 잘 발달되었고, 사이클로포스파미드 단독 처리군에 비하여 자라나는 털의 수가 증가한 것을 관찰할 수 있었다(도 4).
실시예 3. 듀니온(dunnione)의 탈모 억제 효과와 NQO1 효소와의 관계
항암제로 유도된 탈모증(chemotherapy-induced alopecia, CIA) 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과가 NQO1 효소에 의존적인지 확인하고자, C57BL/6 마우스 대신에 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1) 넉아웃 마우스를 대상으로, 실시예 1 및 실시예 2에 기재된 동일 실험을 반복하였다.
실험군은 NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모한 날을 0일 째로 정하고, 9일 째 되는 날에 PBS만을 복강 주사한 정상군(Control, 4마리), 사이클로포스파미드(150 ㎎/㎏)를 복강 주사한 사이클로포스파미드군(CYP, 6마리), 듀니온을 사이클로포스파미드 처리 3일 전부터 매일 경구투여하는 병용 처리군(CYP+Dunnione, 6마리)과 듀니온(Dunnione, 4마리)만을 투여하는 단독 처리군으로 나누어 실험을 진행하였다(도 1).
실험예 3. NQO1 넉아웃 마우스에 듀니온 처리에 따른 피부 육안 관찰
NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모한 날을 0일 째로 정하고, 실시예 3에 기재된 각 실험군의 피부에서 일어나는 발모와 관련된 육안적인 특징들을 12일, 14일, 16일 및 18일 째에 디지털카메라를 이용하여 촬영하였다.
실시예 3의 PBS만을 주사한 정상군(Ctrl)과 듀니온 단독 처리군(Dun)은 C57BL/6 마우스의 결과와 동일하게 제모 후 12일째부터 털이 자라기 시작하여(도 5A), 18일째에는 전반적으로 모발이 검게 피부를 메우며 자란 반면(도 6B), 사이클로포스파미드 단독 처리군(CYP)과 듀니온과 사이클로포스파미드의 병용 처리군(CYP+Dun)은 제모 후 18일째까지 모발이 거의 자라지 않았다(도 5a 내지 도 6b).
실험예 4. NQO1 넉아웃 마우스에 듀니온 처리에 따른 피부조직학적 변화 관찰
NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모한 날을 0일 째로 정하고, 18일 째에 실시예 3에 기재된 각 실험군의 마우스를 희생시켰다. 그 다음 마우스 등쪽 피부를 척추선에 평행 또는 직각으로 절개하여 보우인 용액으로 12시간 동안 고정한 후 탈수과정을 거쳐 파라핀으로 포매한 후 5 ㎛의 절편을 제작하였다. 제작한 절편에 H&E(Hematoxylin and eosin) 염색을 수행하여 각 실험군 피부의 조직학적 변화를 관찰하였다.
조직학적 관찰결과, PBS만을 주사한 정상군(Ctrl)과 듀니온 단독 처리군(Dun)은 C57BL/6 마우스의 결과와 비슷하게 전반적으로 모낭과 내모근초가 잘 발달된 반면, 사이클로포스파미드 단독 처리군(CYP)과 듀니온과 사이클로포스파미드의 병용 처리군(CYP+Dun)은 전체적으로 모낭의 발달이 미약하거나, 내모근초의 발달이 충분하지 못한 것으로 나타났다(도 7).
실험예 5. 정상 마우스에 듀니온 처리에 따른 NAD + 농도 증가 및 Sirt1 효소활성 증가 확인
실시예 2의 사이클로포스파미드 유도 탈모증 마우스 모델에서 제모 후 18일째에 얻어진 피부조직의 NAD+와 NADH 농도, NAD+/NADH 비율 및 Sirt1 단백질의 활성을 분석하였다.
구체적으로, 실시예 2의 방법으로 준비한 동물 모델로부터 얻은 피부조직 내 NAD+ 및 NADH 농도를 정량하기 위해 BioAssay Systems 사의 분석키트(E2ND-100) 및 사용설명서에 따라 시험한 후 NAD+/NADH 비율을 분석하였다. 먼저, 동물 모델로부터 10 ㎎의 피부조직을 채취한 후, 피부조직에 100 ㎕ 용량의 NAD+ 또는 NADH 추출용 용액을 넣고 균질화시킨 후, 60℃ 온도에서 5분 동안 열처리를 하였다. 동일한 용량의 추출용액을 첨가하여 중화시킨 후, 14,000 rpm 조건에서 5분 동안 원심분리하여 상층액 수득하였다. 그 후, 상층액에 발색시약을 첨가하고 565 nm 파장에서 측정된 흡광도로부터 NAD+와 NADH의 농도를 측정하고 NAD+/NADH 비율분석을 하였다.
그 결과, 사이클로포스파미드에 의해 감소되는 Sirt1 단백질 발현, NAD+의 농도 및 NAD+/NADH 비율이 듀니온에 의해 증가하는 현상을 확인하였다(도 8a 내지 8c).
또한, 실시예 2의 방법으로 준비한 동물 모델로부터 얻은 피부조직을 균질화한 후, Enzo Life Sciences International 사의 fluorescent Sirt1 검출키트(BML-AK555-0001) 및 사용설명서에 따라 시험한 후 Sirt1 활성을 분석하였다. 균질화된 40 ㎍의 피부조직을 반응액(Fluor de Lys-Sirt1, NAD+, 완충용액(25 mM Tris-HCl(pH8.0), 137 mM NaCl, 2.7 mM LCl, 1 mM MgCl2 및 1 mg/mL BSA))과 혼합한 후, 37℃ 온도에서 1시간 동안 반응시켰다. 그 후, 현상액 첨가 조건하에서 5분 동안 추가 반응시켰다. 최종 Sirt1 활성을 확인하기 위하여, 반응액의 360 nm의 여기파장과 460 nm의 방출파장을 CytoFluor series 4000 fluorometer(PerSeptive Biosystems 사, 미국)를 이용하여 측정하였다.
그 결과, NAD+를 기질로 사용하는 Sirt1 단백질 활성이 사이클로포스파미드에 의해 감소되는 것을 확인하였다. 반면, 듀니온 병용처리군에서 정상군과 동일하게 Sirt1 단백질 활성이 유지되는 결과를 확인하였다(도 8d).
실험예 6. 듀니온 처리에 따른 Sirt1 표적 단밸질의 아세틸화 반응 확인
실시예 2의 사이클로포스파미드 유도 탈모증 마우스 모델에서 제모 후 18일째에 얻어진 피부조직의 Sirt1 단백질의 발현 및 표적 단백질인 NF-κB p65 및 p53의 아세틸화 반응을 확인하였다.
구체적으로, 실시예 2의 방법으로 준비한 동물 모델로부터 얻은 10 ㎎의 피부조직에 용해용액(RIPA lysis buffer)을 첨가하여 균질화시켰다. 그 후, 14,000 rpm 조건에서 10분 동안 원심분리하였다. 상층액에서의 단백질 농도를 BSA(bovine serum albumin) 표준액으로 정량하였다. 시험액 당 피부조직 단백질 40 ㎍ 분량을 사용하였다. 먼저, 균질화시킨 피부조직을 샘플용액(Bio-Rad 사, 161-0747)과 혼합하고, 95℃ 온도에서 5분 동안 불활성화시켰다. 그 후, SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis) 방법으로 단백질을 분리한 후, 니트로셀룰로우스 막으로 단백질을 이동시켰다. 1차 항체로 항-Sirt1 항체(abcam 사), 항-acetyl NF-κB p65 항체 및 항-acetyl p53 항체(Cell Signaling Technologies 사) 및 항-β-actin 항체(Santa Cruz Biotechnology 사)를 처리하여 반응시킨 후, Bethyl 사의 2차 항체 및 발색시약(ECL solution, AbFrontier 사의 West Save Gold 키트, LF-QC0103)을 사용하여 Sirt1 단백질의 발현 및 표적 단백질인 NF-κB p65 및 p53의 아세틸화 반응을 확인하였다.
그 결과, 피부조직에서 사이클로포스파미드에 의한 Sirt1 단밸질의 발현 감소 및 표적 단백질인 NF-κB p65 및 p53의 아세틸화 증가현상이 듀니온 병용처리에 의하여 Sirt1 발현이 정상화 유지되고 p65 및 p53의 아세틸화 반응이 억제되는 현상을 확인하였다(도 9).
실시예 4. 도세탁셀(docetaxel), 아드리아마이신(adriamycin) 및 사이클로포스파미드(cyclophosphamide)로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온(dunnione)의 탈모 억제 효과 확인을 위한 실험군
항암제 병용 투여로 유도된 탈모증(CIA) 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과를 확인하기 위해, 4가지 실험군으로 나누어 실험하였다. 항암제로는 도세탁셀(docetaxel, DTX), 아드리아마이신(adriamycin, ADR) 및 사이클로포스파미드(cyclophosphamide, CYP)를 이용하였으며, 상기 3가지 항암제 병용 투여를 TAC로 표기하였다. 또한, 미국종합암네트워크(National Comprehensive Cancer Network, NCCN)로부터 실제 임상적으로 암 환자에게 적용되는 항암제 1회의 농도(1X 농도로 표기)에 대한 정보를 얻었다. 하기에 기재된 바와 같이, 항암제를 처리한 실험군은 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드의 6X 농도(각각 11.58 ㎎/㎏, 9.24 ㎎/㎏, 76.8 ㎎/㎏)로 마우스에 처리하였으며, 항암제 처리 시 충분히 흡수될 수 있도록 1시간의 시간차를 두고 복강주사하였다.
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 9일 째 되는 날에 PBS만을 복강 주사한 정상군(Control, 4마리), 6X TAC를 복강 주사한 TAC군(6X TAC, 6마리), 듀니온을 6X TAC 처리 3일 전부터 매일 경구투여하는 병용 처리군(6X TAC+Dunnione, 5마리)과 듀니온(Dunnione, 4마리)만을 투여하는 단독 처리군으로 나누어 실험을 진행하였다(도 10).
실험예 7. 듀니온 처리에 따른 6X TAC로 유도된 탈모증 동물모델의 피부 육안 관찰
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 실시예 4에 기재된 각 실험군의 피부에서 일어나는 발모와 관련된 육안적인 특징들을 12일, 14일, 16일 및 18일 째에 디지털카메라를 이용하여 촬영하였다.
실시예 4의 모든 실험군은 제모 후 12일 째에 모든 실험군에서 비슷한 양상으로 털이 자라기 시작하였다(도 11a).
제모 후 14일 째에, 듀니온과 6X TAC를 병용 처리한 군(6X TAC+Dunnione)은 6X TAC 단독 투여군에 비해 더 많이 털이 자라기 시작하였다(도 11b). 또한, 제모 후 18일째에는 6X TAC 단독 처리군을 제외한 나머지 실험군에서 전반적으로 모발이 검게 피부를 메우며 자랐다(도 12a 및 12b).
실험예 8. 듀니온 처리에 따른 6X TAC로 유도된 탈모증 동물모델의 피부조직학적 변화 관찰
실시예 1의 마우스 제모한 날을 0일 째로 정하고, 18일 째에 실시예 4에 기재된 각 실험군의 마우스를 희생시켰다. 그 다음 마우스 등쪽 피부를 척추선에 평행 또는 직각으로 절개하여 보우인 용액으로 12시간 동안 고정한 후 탈수과정을 거쳐 파라핀으로 포매한 후 5 ㎛의 절편을 제작하였다. 제작한 절편에 H&E 염색을 수행하여 각 실험군 피부의 조직학적 변화를 관찰하였다.
그 결과, 6X TAC 단독 처리군(6X TAC)은 전체적으로 모낭의 발달이 미약하거나, 내모근초(inner root sheath)의 발달이 충분하지 못한 것이 관찰되었다. 반면, 듀니온을 병용 처리한 군(6X TAC+Dunnione)은 전반적으로 모낭과 내모근초가 잘 발달되었고, 6X TAC 단독 처리군에 비하여 자라나는 털의 수가 증가한 것을 관찰되었다(도 13).
실시예 5. 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드 병용 처리로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과와 NQO1 효소의 관계 확인을 위한 실험군
항암제 병용 투여로 유도된 탈모증 동물모델에서 듀니온의 탈모 억제 효과가 NQO1 효소에 의존적인지 확인하고자, C57BL/6 마우스 대신 NQO1 넉아웃 마우스를 대상으로 실시예 1 및 실시예 2에 기재된 동일 실험을 반복하였다.
실험군은 NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모 한 날을 0일째로 정하고, 9일 째 되는 날에 PBS만을 복강 주사한 정상군(Control, 3 마리), 도세탁셀(11.58 ㎎/㎏), 아드리아마이신(9.24 ㎎/㎏) 및 사이클로포스파미드(76.8 ㎎/㎏)를 복강 주사한 투여군(6X TAC, 3 마리), 듀니온을 항암제 병용 처리 3일 전부터 매일 경구 투여하는 병용 처리군(6X TAC+Dunnione, 3 마리)과 듀니온(Dunnione 20 ㎎/㎏, 3 마리)만을 투여하는 단독 처리군으로 나누어 실험을 진행하였다(도 14).
실험예 9. NQO1 넉아웃 마우스에 듀이온 처리에 따른 피부 육안 관찰
NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모한 날을 0일 째로 정하고, 실시예 5에 기재된 각 실험군의 피부에서 일어나는 발모와 관련된 육안적인 특징들을 8일, 12일, 14일, 16일 및 18일 째에 디지털카메라를 이용하여 촬영하였다.
실시예 5의 PBS만을 주사한 정상군(Control)과 듀니온 단독 처리군(Dunione)은 C57BL/6 마우스의 결과와 동일하게 제모 후 12일째부터 털이 자라기 시작하여, 18일째에는 전반적으로 모발이 검게 피부를 메우며 자랐다. 반면, 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드 병용 처리군(6X TAC)과 듀니온과의 병용 처리군(6X TAC+Dunnione)은 제모 후 18일째까지 모발이 거의 자라지 않는 현상을 확인하였다(도 15).
실험예 10. NQO1 넉아웃 마우스에 듀니온 처리에 따른 피부조직학적 변화 관찰
NQO1 넉아웃 마우스를 실시예 1에 따라 제모 한 날을 0일 째로 정하고, 18일 째에 실시예 5에 기재된 각 실험군의 마우스를 희생시켰다. 그 다음 마우스 등쪽 피부를 척추선에 평행 또는 직각으로 절개하여 보우인 용액으로 12시간 동안 고정한 후 탈수과정을 거쳐 파라핀으로 포매한 후 5 ㎛의 절편을 제작하였다. 제작한 절편에 H&E 염색을 수행하여 각 실험군 피부의 조직학적 변화를 관찰하였다.
그 결과, PBS만을 주사한 정상군(Control)과 듀니온 단독 처리군(Dunnione)은 C57BL/6 마우스의 결과와 비슷하게 전반적으로 모낭과 내모근초가 잘 발달되었다. 반면, 도세탁셀, 아드리아마이신 및 사이클로포스파미드 처리군(6X TAC)과 듀니온과 항암제 병용 처리군(6X TAC+Dunione)은 전체적으로 모낭의 발달이 미약하거나, 내모근초의 발달이 충분하지 못한 것으로 나타났다(도 16).
상기 결과들을 토대로 듀니온은 NQO1 효소 의존적으로 모낭의 빠른 성장과 모발의 재성장 시간을 단축시켜 항암제 치료에 의한 탈모증에 우수한 효과가 있음을 확인하였다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 용매화물을 유효성분으로 포함하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112020086313063-pat00005
    .
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탈모는 항암제 치료에 의해 유발된 것인, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 항암제는 아드리아마이신(Adriamycin), 암사크린(Amsacrine), 블레오마이신(Bleomycin), 부설판(Busulphan), 사이클로포스파미드(Cyclophosphamide), 사이타라빈(Cytarabine), 다우노루비신(Daunorubicin), 도세탁셀(Docetaxel), 에피루비신(Epirubicin), 에토포사이드(Etoposide), 5-플루오로우라실(5-Fluorouracil), 젬시타빈(Gemcitabine), 이포스파마이드(Ifosphmide), 이리노테칸(Irinotecan), 로무스틴(Lomustine), 멜팔란(Melphalan), 파클리탁셀(Paclitaxel), 치오테파(Thiotepa), 토포테칸(Topotecan), 빈블라스틴(Vinblastine), 빈데신(Vindesine), 비노렐빈(Vinorelbine) 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것인, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 NQO1(NAD(P)H:quinone oxidoreductase 1) 효소에 의존적인 것을 특징으로 하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화합물은 모낭 및 내모근초(inner root sheath)의 탈락을 억제하는 것을 특징으로 하는, 탈모의 예방 또는 개선용 약학적 조성물.
  6. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 용매화물을 유효성분으로 포함하는, 발모 촉진용 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112020086313063-pat00006
    .
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