KR102509211B1

KR102509211B1 - 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물

Info

Publication number: KR102509211B1
Application number: KR1020210014376A
Authority: KR
Inventors: 안성수; 탄 마리오
Original assignee: 가천대학교 산학협력단
Priority date: 2021-02-01
Filing date: 2021-02-01
Publication date: 2023-03-10
Also published as: KR20220111137A

Abstract

본 발명은 이소미트라필린(isomitraphylline), 미트라필린(mitraphylline), 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명의 약제학적 조성물을 사용하는 경우, 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ)의 응집을 억제하고, 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)을 감소시키며, 미토콘드리아 기능장애를 감소시킴으로써, 산화 스트레스에 대한 신경보호 효과가 있어 퇴행성 신경질환, 특히 알츠하이머병의 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.

Description

이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물{Pharmaceutical composition for prevention or treatment of neurodegenerative disease, comprising isomitraphylline, mitraphylline, or pharmaceutically acceptable salt thereof}

본 발명은 천연물에서의 약물 발견에 관한 것으로, 보다 상세하게는 옥신돌 알칼로이드(oxindole alkaloid)인 이소미트라필린(isomitraphylline), 미트라필린(mitraphylline), 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 관한 것이며, 또한 상기 약제학적 조성물은 알츠하이머병의 예방 또는 치료에 사용된다.

알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)은 대부분 노인들에게 영향을 미치는 시냅스 기능장애 및 인지장애를 특징으로 하는 신경질환(neurological disorder)이다. 다른 신경질환과 마찬가지로 AD의 진행은 미토콘드리아 기능장애(mitochondrial dysfunction), 산화 스트레스(oxidative stress), 잘못 접혀진 단백질(protein misfolding), 비정상 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ)의 축적, 칼슘 항상성의 변화, 염증과 관계가 있다. 세계보건기구(WHO)의 2019년 보고에 따르면 2030년에는 약 8천 2백만 명, 2050년에는 1억 5천 2백만 명이 AD로 영향을 받을 것으로 추정된다. 현재 AD 관련 증상의 진행을 최소화하기 위해 미국 FDA가 승인한 약은 5가지에 불과하다. 이들은 아세틸콜린에스테라제(acetyl cholinesterase) 억제제인 갈란타민(galantamine), 리바스티그민(revastigmine), 도네페질(donepezil) 및 타크린(tacrine)과 NMDA 수용체 길항제인 메만틴(memantine)을 포함한 천연물 기반 화합물이다. 이러한 약물은 AD의 증상 완화를 제공할 뿐 질병 진행 및 예방에는 유의한 효과를 제공하지 못한다. 따라서 천연물로부터 대안적인 치료 또는 치료법을 찾는 도전이 필요하다.

Uncaria Schreb. 속(genus)(Rubiaceae)은 아프리카, 동남아시아 및 남미의 열대 지역에 분포된 34종(species)으로 구성되어 있다. 필리핀에는 U. nervosa Elmer와 U. perrottetii(A. Rich.) Merr를 포함하여 10종(species)이 보고되었다. 알칼로이드(alkaloid), 플라보노이드(flavonoid), 페닐프로판노이드(phenylpropanoid), 퀴노비치 산 글리코사이드(quinovic acid glycoside) 및 트리테르페노이드(triterpenoid)를 포함하는 Uncaria 종(species)의 식물화학적(phytochemical) 연구로부터 몇 가지 화합물이 정교화되었으며, 여기서 알칼로이드는 주로 생물 활성(bioactive) 성분으로 확인되었다.

Olivar JE, Sy KA, Villanueva CV, Alejandro GJD, Tan MA (2018) Alkaloids as chemotaxonomic markers from the Philippine endemic Uncaria perrottetii and Uncaria lanosa f. philippinensis. J King Saud Univ Sci 30:283-285

본 발명자들은 알츠하이머병(AD)의 증상 완화를 제공할 뿐만 아니라, 질병 진행을 억제하고 치료 및 예방에 유의한 효과를 제공하는 약물을 천연물에서 발굴하여 이를 포함하는 약제학적 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 필리핀의 풍토 U. perrotettii로부터 분리된 두 이성질체의 옥신돌(oxindole) 알칼로이드인 이소미트라필린(isomitraphylline) 및 미트라필린(mitraphylline)이 아밀로이드 베타(Aβ) 응집 억제, 활성산소종(ROS) 감소 및 미토콘드리아 기능장애 감소와 같은 신경보호 효과를 나타내는 화합물임을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 이소미트라필린(isomitraphylline), 미트라필린(mitraphylline), 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물로서, 상기 이소미트라필린은 하기 화학식 1로 표시되고, 상기 미트라필린은 하기 화학식 2로 표시되는 것인, 약제학적 조성물을 제공한다:

[화학식 1]

, 및

[화학식 2]

.

본 발명자들은 알츠하이머병(AD)의 증상 완화를 제공할 뿐만 아니라, 질병 진행을 억제하고 치료 및 예방에 유의한 효과를 제공하는 약물을 천연물에서 발굴하여 이를 포함하는 약제학적 조성물을 개발하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 필리핀의 풍토 U. perrotettii로부터 분리된 두 이성질체의 옥신돌(oxindole) 알칼로이드인 이소미트라필린(isomitraphylline) 및 미트라필린(mitraphylline)이 아밀로이드 베타(Aβ) 응집 억제, 활성산소종(ROS) 감소 및 미토콘드리아 기능장애 감소와 같은 신경보호 효과를 나타내는 화합물임을 규명하였다.

본 발명의 화합물, “이소미트라필린(isomitraphylline)”은 Uncaria 속(genus) 식물에서 분리되거나 정제되는 옥신돌 알칼로이드(oxindole alkaloid)로서, 미트라필린(mitraphylline)과 이성질체 관계에 있는, 다음의 화학식 1로 표시되는 화합물을 의미한다:

[화학식 1]

.

본 발명의 이소미트라필린의 IUPAC 명칭은 다음과 같다: methyl (1S,4aS,5aS,6S,10aR)-1-methyl-2'-oxospiro[1,4a,5,5a,7,8,10,10a-octahydropyrano[3,4-f]indolizine-6,3'-1H-indole]-4-carboxylate.

본 발명의 이소미트라필린은 Uncaria 속에 포함되는 종(species)으로부터 분리 및 정제될 수 있으며, 예를 들어, U. africana, U. bernaysii, U. callophylla, U. elliptica, U. guianensis, U. hirsuta, U. homomalla, U. laevigata, U. lancifolia, U. lanosa, U. longiflora, U. orientalis, U. perrottetii, U. scandens, U. sessilifructus, U. sterrophylla, U. tomentosa 및 U. veluntina로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나에서 분리되거나 정제될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 이소미트라필린은 상기 Uncaria 속 식물의 뿌리, 뿌리껍질, 줄기, 나무껍질(bark), 갈고리 모양의 돌기(hook), 전초, 잎, 꽃, 열매, 종자 등을 포함하는 식물체 부위로부터 분리되거나 정제될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구체적인 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이소미트라필린은 Uncaria 속 식물의 잎에서 분리될 수 있다. 본 발명의 보다 구체적인 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이소미트라필린은 U. africana, U. bernaysii, U. callophylla, U. elliptica, U. guianensis, U. hirsuta, U. homomalla, U. laevigata, U. lancifolia, U. lanosa, U. longiflora, U. orientalis, U. perrottetii, U. scandens, U. sessilifructus, U. sterrophylla, U. tomentosa 또는 U. veluntina의 잎에서 분리될 수 있다.

본 발명의 화합물, “미트라필린(mitraphylline)”은 Uncaria 속(genus) 식물에서 분리되거나 정제된 옥신돌 알칼로이드(oxindole alkaloid)로서, 이소미트라필린(isomitraphylline)과 이성질체 관계에 있는, 다음의 화학식 2로 표시되는 화합물을 의미한다:

[화학식 2]

.

본 발명의 미트라필린의 IUPAC 명칭은 다음과 같다: methyl (1S,4aS,5aS,6R,10aR)-1-methyl-2'-oxospiro[1,4a,5,5a,7,8,10,10a-octahydropyrano[3,4-f]indolizine-6,3'-1H-indole]-4-carboxylate.

본 발명의 미트라필린은 Uncaria 속에 포함되는 종(species)으로부터 분리 및 정제될 수 있으며, 예를 들어, U. africana, U. attenuata, U. bernaysii, U. callophylla, U. elliptica, U. gambir, U. guianensis, U. hirsuta, U. homomalla, U. laevigata, U. lancifolia, U. lanosa, U. longiflora, U. orientalis, U. perrottetii, U. scandens, U. sessilifructus, U. sterrophylla, U. tomentosa 및 U. veluntina로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나에서 분리되거나 정제될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 미트라필린은 상기 Uncaria 속 식물의 뿌리, 뿌리껍질, 줄기, 나무껍질(bark), 갈고리 모양의 돌기(hook), 전초, 잎, 꽃, 열매, 종자 등을 포함하는 식물체 부위로부터 분리되거나 정제될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 구체적인 일 구현예에 있어서, 본 발명의 미트라필린은 Uncaria 속 식물의 잎에서 분리될 수 있다. 본 발명의 보다 구체적인 일 구현예에 있어서, 본 발명의 미트라필린은 U. africana, U. attenuata, U. bernaysii, U. callophylla, U. elliptica, U. gambir, U. guianensis, U. hirsuta, U. homomalla, U. laevigata, U. lancifolia, U. lanosa, U. longiflora, U. orientalis, U. perrottetii, U. scandens, U. sessilifructus, U. sterrophylla, U. tomentosa, 또는 U. veluntina의 잎에서 분리될 수 있다.

본 명세서의 표현 “본 발명의 알칼로이드”는 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린, 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염, 또는 이들의 조합을 의미한다.

본 발명의 이소미트라필린 및 미트라필린은 10 단계 이내로 피리디늄 염 화합물(pyridinium salt compound)을 이용하여 이전에 공지된 방법(Xu J, Shao L-D,Shi X,Ren J, Xia C, Zhao Q-S, Collective formal synthesis of (±)-rhynchophylline and homologues. RSC Advances, 2016, 6, 63131)을 참조하여 합성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 이소미트라필린 및 미트라필린은 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 방법(Olivar JE, Sy KA, Villanueva CV, Alejandro GJD, Tan MA (2018) Alkaloids as chemotaxonomic markers from the Philippine endemic Uncaria perrottetii and Uncaria lanosa f. philippinensis. J King Saud Univ Sci 30:283-285. 이를 참조할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아님)에 따라 추출, 분리, 또는 정제될 수 있다.

본 발명의 이소미트라필린 또는 미트라필린은 분말 또는 액상 형태로 얻을 수 있다. 본 발명의 이소미트라필린 또는 미트라필린은 발명이 속하는 분야의 통상적인 방법에 따라 농축될 수 있다.

본 발명의 용어, “Uncaria 속(genus)”은 꼭두서니 과(Rubiaceae family)에 속하는 식물의 속(genus)을 의미하며, 동남아시아, 아프리카, 남미와 같은 열대 지역에 주로 분포하고, 가지(branch)가 변형된 갈고리 모양 또는 발톱 모양의 돌기(hook)가 있어, 이를 이용해 주변을 감고 올라가는 특징이 있다.

본 발명의 용어, “이들의 약제학적으로 허용 가능한 염”이란, 소망하는 약리학적 효과, 즉 아밀로이드 베타(Aβ) 응집 억제, 활성산소종(ROS) 감소 및 미토콘드리아 기능장애 감소와 같은 신경보호 효과를 가지는 본 발명의 화합물 이소미트라필린 또는 미트라필린의 염을 의미한다. 이러한 염은 염화수소, 브로민화수소, 아이오딘화수소 등의 무기산, 아세테이트, 아디페이트, 알기네이트, 아스파르테이트, 벤조에이트, 벤젠술포네이트, p-톨루엔설포네이트, 비설페이트, 설파메이트, 설페이트, 나프틸레이트, 부티레이트, 시트레이트, 캄포레이트, 캄포설포네이트, 시클로펜탄프로피오네이트, 디글루코네이트, 도데실설페이트, 에탄설포네이트, 푸마레이트, 글루코헵타노에이트, 글리세로포스페이트, 헤미설페이트, 헵타노에이트, 헥사노에이트, 2-히드록시에탄설페이트, 락테이트, 말리에이트, 메탄설포네이트, 2-나프탈렌설포네이트, 니코티네이트, 옥살레이트, 토실레이트, 운데카노에이트 등의 유기산을 이용하여 형성될 수 있다.

본 발명의 표현, “유효성분으로 포함하는”이란, 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염의 약리학적 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미하며, 약물의 전달, 안정화 및 제제화를 위하여 다양한 성분이 부가적으로 첨가될 수 있는 것을 포함하는 의미이다.

본 발명의 용어, “신경보호”는 신경세포 또는 신경 조직의 구조 및/또는 기능의 상대적 보전을 의미한다.

본 발명의 용어, “퇴행성 신경질환(neurodegenerative disease) 또는 신경퇴행성 질환”은 중추신경계 또는 말초신경계의 구조 또는 기능의 점진적인 손실 또는 퇴행을 특징으로 하는 질병을 의미한다.

본 명세서의 용어 “예방”은 질환 또는 질환 상태의 방지 또는 보호적인 치료를 의미한다. 본 명세서의 용어 “치료”는 질환 상태의 감소, 억제, 진정 또는 근절을 의미한다.

본 발명의 다른 일 구현예에 있어서, 본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 “약제학적으로 허용 가능한 담체”는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 것으로 본 발명의 유효성분인 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염과 약리학적으로 양립할 수 있다.

본 발명의 약제학적으로 허용 가능한 담체에는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 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 등이 포함되나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 부형제, 안정제, 희석제, 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용 가능한 담체, 운반체, 부형제, 안정제 또는 희석제는 Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구 투여인 경우에는 정맥내(intravenous) 주입, 피하(subcutaneous) 주입, 근육(intramuscular) 주입, 복강(intraperitoneal) 주입, 경피(percutaneous) 투여, 뇌내(intracerebral) 주입, 척수내(intraspinal) 주입 등으로 투여할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 한편, 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 바람직하게는 1일 당 0.0001-1000 mg/kg(체중)이다.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염은 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ)에 의해 유발되는 신경독성(neurotoxicity)에 대한 신경보호 효과를 가진다.

본 발명의 용어, “아밀로이드 베타(Amyloid beta, Aβ)”는 APP(amyloid precursor protein)로부터 유래된 폴리펩타이드를 의미한다. 본 발명의 아밀로이드 베타(Amyloid beta, Aβ)는 본 발명이 속하는 분야에 공지된 적어도 하나 이상의 아밀로이드 베타 종(amyloid beta species)을 포함하고, 예를 들어 Aβ_1-40, Aβ_1-42, Aβ_1-43등을 포함하나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 용어, “신경독성(neurotoxicity)”은 생물학적, 화학적, 또는 물리적 제제의 노출에 의한 신경계의 구조 또는 기능에 미치는 직접적 또는 간접적인 악영향을 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 의해 유발되는 산화 스트레스(oxidative stress)에 대한 신경보호 효과를 가진다.

본 발명의 용어, “산화 스트레스(oxidative stress)”는 세포 및 조직에서 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 생산 및 축적과 이러한 활성 산물을 해독하는 생물학적 시스템의 능력 사이의 불균형에 의해 유발되는 현상을 의미한다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염은 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ) 응집의 억제, 세포 사멸의 감소, 세포 생존율의 증가, 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 감소, 미토콘드리아 기능장애의 감소, 미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential, ΔΨm) 손실의 감소 또는 이들의 조합을 포함하는 신경보호 효과를 가진다.

퇴행성 신경질환에서 발견되는 잘못 접혀진 단백질(misfolded protein)의 증가는 신경세포에서 미토콘드리아 기능장애 및 ROS 방출의 증가에 기여한다. 미세교세포 활성화(Microglial activation) 또한 증가된 수준의 ROS 및 활성질소종(reactive nitrogen species)에 영향을 미침으로써, 산화적 손상성 환경(oxidative damaged environment) 및 세포 사멸(cell death)을 유도할 수 있다. 또한, 신경아교세포종 SH-SY5Y 세포의 다양한 스트레스 요인에 대한 노출은 초과산화물의 생산을 일으킨다. 사실상, 자유 라디칼(free radical)은 막 인지질을 공격하고 DNA를 공격하여, 세포 사멸(cell apoptosis), 변이된 단백질 및 미토콘드리아 막 전위의 손실을 일으킨다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상술한 산화 스트레스에 대한 신경보호 효과를 가진다.

본 발명의 용어, “세포 사멸(cell death)”은 생물학적 세포가 이의 기능을 수행하는 것을 멈추는 사건을 의미한다. 본 발명이 속하는 분야에 공지된 통상적인 방법으로 세포 사멸을 조사할 수 있다.

본 발명의 용어, “세포 생존율(cell viability)”은 세포 집단 내에서 살아있는 및/또는 건강한 세포의 비율을 의미한다. 본 발명이 속하는 분야에 공지된 통상적인 방법으로 세포 생존율을 측정 및/또는 계산할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 세포 생존율은 ATP 발광 검정(ATP luminescence assay) 방법으로 측정될 수 있다.

본 발명의 용어, “미토콘드리아 기능장애(mitochondrial dysfunction)”는 정상적인 미토콘드리아의 생물학적 기능의 상실을 의미하며, 전자전달계(electron transport chain)의 효율 상실, ATP와 같은 고-에너지 분자의 합성 감소, 활성산소종(reactive oxygen species)의 생산 증가, 미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential)의 감소, 미토콘드리아 단편화(mitochondrial fragmentation), 미토콘드리아 DNA의 돌연변이 등을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 용어, “미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)”는 산화적 인산화에서 에너지 저장 과정에 필수적인 양성자 펌프에 의해 생성되는 전위를 의미한다. 본 발명의 미토콘드리아 막 전위는 본 발명이 속하는 분야에 널리 알려진 통상적인 방법, 예를 들어, Rhodamine B hexyl ester, MitoTracker Red CMXRos, Rhodamine 6G, DiS-C3(3), HRB & HR101, TMRE(tetramethylrhodamine, methyl ester) 염색 방법 등을 이용하여 측정될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ) 응집의 억제는 상기 이소미트라필린, 미트라필린, 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염이 Aβ의 올리고머화(oligomerization), 피브릴화(fibrillization), 또는 이들의 조합을 저해하는 것이다.

본 발명의 용어 “Aβ의 올리고머화(oligomerization)”는 아밀로이드 베타(Aβ) 모노머(monomer) 자체가 서로 집적된 가용성(soluble) 올리고머(oligomer)가 형성되는 과정을 의미한다. 본 발명의 용어 “Aβ 올리고머(oligomer)”는 아밀로이드 베타(Aβ) 모노머(monomer)가 올리고머화 된 결과물을 의미하며, 본 발명의 Aβ 올리고머는 다이머(dimer), 트라이머(trimer), 테트라머(tetramer), 펜타머(pentamer) 및 데카머(decamer)에서 ADDL(Aβ-derived diffusible ligand), 도데카머(dodecamer) 및 Aβ*56에 이르는 다양한 구조를 포함한다.

본 발명의 용어 “Aβ의 피브릴화(fibrillization)”는 아밀로이드 베타의 올리고머가 집적된 난용성(insoluble) 피브릴(fibril)이 형성되는 과정을 의미한다. 본 발명의 용어 “Aβ의 피브릴(fibril)”은 Aβ 올리고머가 피브릴화 된 결과 응집물을 의미한다.

본 발명의 용어, “활성산소종(ROS)”은 산소를 포함하고 세포에서 다른 분자와 쉽게 반응하는 불안정한 분자 종류를 의미한다. 세포 내에 활성산소종이 축적되면, DNA, RNA, 단백질 등이 손상되어 세포가 사멸할 수 있다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 본 발명의 활성산소종은 과산화수소(hydrogen peroxide, H₂O₂), 과산화물(peroxide), 초과산화물(superoxide, O₂ ^-), 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, ·OH), 알콕시 라디칼(alkoxy radical, RO·), 퍼옥시 라디칼(peroxy radical, ROO·), 유기 하이드로퍼옥사이드(organic hydroperoxide, ROOH), 일중항산소(singlet oxygen, ¹O₂) 및 알파-산소(alpha-oxygen, α-O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상이나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 퇴행성 신경질환은 알츠하이머병(Alzheimer's disease), 파킨슨병(Parkinson's diseases), 헌팅턴병(Huntington's disease), 근위축성 측삭경화증(Amyotrophic lateral sclerosis), 다발성 경화증(Multiple sclerosis), 허혈성 뇌손상(ischemic brain injury), 뇌염(encephalitis), 뇌수막염(meningitis), 길랑-바레 증후군(Guillain-Barre syndrome) 및 외상성 뇌손상(traumatic brain injury)으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 퇴행성 신경질환은 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS) 증가와 같은 산화 스트레스에 의한 신경세포의 구조 또는 기능의 손실, 또는 신경세포 사멸을 특징으로 하는 질병을 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 일 구현예에 있어서, 본 발명의 퇴행성 신경질환은 알츠하이머병이다. 본 발명의 약제학적 조성물은 알츠하이머병의 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.

본 발명의 용어, “알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)”이란 대뇌 피질, 해마 등의 뇌 영역에서 아밀로이드 베타(Aβ) 침착으로 인해 아밀로이드 플라크(amyloid plaque)가 형성되고, 단백질 타우(tau)가 미세소관(microtuble)에 결합하여 신경원섬유 엉킴(neurofibrillary tangle)이 형성되는, 점진적인 기억력의 상실, 인지 능력의 감소, 및 치매를 수반하는 퇴행성 신경질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “파킨슨병(Parkinson's diseases, PD)”이란 뇌 흑질(substantia nigra)의 도파민성 신경세포(dopaminergic neuron)가 점차 소실되고, 안정 시 떨림(tremor), 서동증(bradykinesia), 강직(rigidity) 등의 운동성 장애와 치매 등의 인지 기능 장애가 장기간에 걸쳐 서서히 진행되는 것을 특징으로 하는 퇴행성 신경질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “헌팅턴병(Huntington's disease, HD)”이란, 염색체 4번 단완(4p16.3)에 위치한 헌팅턴 유전자에 CAG 반복서열이 비정상적으로 증가되는 돌연변이에 의해 발병되어 상염색체 우성으로 유전되고, 무도증(chorea), 정신증(psychosis) 및 치매(dementia)를 수반하는 퇴행성 신경질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “근위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)”이란, 루게릭병(Lou Gehrig's disease)으로도 알려져 있으며, 대뇌 피질, 뇌간 및 척수의 운동 신경세포가 점진적으로 소실되고 수의근 제어를 잃게 되는 퇴행성 신경질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “다발성 경화증(Multiple sclerosis)”이란, 중추신경계에서 신경세포의 수초(myelin sheath)가 벗겨져 신경 신호 전도에 이상이 생기고 신경세포가 사멸하는 탈수초성 질환(demyelinating disease)을 의미한다.

본 발명의 용어, “허혈성 뇌손상(ischemic brain injury)”이란, 뇌혈류가 정지 또는 감소되어 뇌의 기능이 저하되거나 신경세포의 사멸이 유발되는 상태를 의미한다.

본 발명의 용어, “뇌염(encephalitis)”이란, 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 또는 기생충의 감염으로 인한 뇌의 염증성 질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “뇌수막염(meningitis)”이란, 바이러스 또는 세균의 감염에 의해 뇌수막(meninges)에 염증이 발생하는 질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “길랑-바레 증후군(Guillain-Barre syndrome, GBS)”이란, 말초신경계가 면역계에 의해 퇴화되어 근육이 약해지는 증상을 나타내는 급성 염증성 탈수초성 다발 신경병증(acute inflammatory demyelinating polyneuropathy, AIDP)이라고도 알려진 질환을 의미한다.

본 발명의 용어, “외상성 뇌손상(traumatic brain injury, TBI)”이란, 머리에 물리적 충격을 주거나 머리를 관통하는 손상으로 발생할 수 있는 뇌의 정상적인 기능의 감소 또는 소실된 상태를 의미한다.

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:

(a) 본 발명은 이소미트라필린, 미트라필린 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.

(b) 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린 또는 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 이용하는 경우, 아밀로이드 베타 응집을 방지하고, 활성산소종을 감소시키며, 미토콘드리아 막 전위의 손신을 감소시킬 수 있어, 유의한 신경보호 효과가 있고, 알츠하이머병의 예방 또는 치료에 사용될 수 있다.

도 1a 및 도 1b는 각각 옥신돌 알칼로이드인 이소미트라필린(isomitraphylline) 및 미트라필린(mitraphylline)의 화학 구조를 나타낸다.
도 2는 ATP 발광 검정(ATP luminescence assay)에 의해 측정된 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린이 신경아세포종 SH-SY5Y 세포의 세포 생존율에 대해 미치는 효과를 나타낸다.
도 3은 SH-SY5Y 세포에서 ATP 발광 검정을 통한 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린의 Aβ-유도 세포 손상(Aβ-induced cell injuries)에 대한 신경보호 효과를 나타낸다.
도 4는 SH-SY5Y 세포에서 ATP 발광 검정을 통한 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린의 H₂O₂-유도 세포 손상(Aβ-induced cell injuries)에 대한 신경보호 효과를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린의 세포 내 ROS 수준에 대한 효과를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린의 미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)에 대한 효과를 나타낸다.

이하, 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

실시예 1. 이소미트라필린 및 미트라필린의 분리

이전에 보고된 방법(Olivar JE, Sy KA, Villanueva CV, Alejandro GJD, Tan MA (2018) Alkaloids as chemotaxonomic markers from the Philippine endemic Uncaria perrottetii and Uncaria lanosa f. philippinensis. J King Saud Univ Sci 30:283-285)을 참조하여 U. perrottetii 잎에서 조 추출물(crude extract)을 얻어 본 발명의 알칼로이드인 이소미트라필린(화학식 1 및 도 1a 참조) 및 미트라필린(화학식 2 및 도 1b 참조)을 분리 및 동정하였다. 이소미트라필린(45 mg) 및 미트라필린(38 mg)은 주어진 무게 기준 조 추출물로부터 분리된 주요한 알칼로이드였다.

상기에서 분리된 이소미트라필린 또는 미트라필린을 각각 최종 농도가 1 μM, 10 μM, 20 μM 및 50 μM이 되도록 용매 DMSO(Dimethylsulfoxide)에 용해하여 이하의 실시예에서 시험물질로 사용하였다. 용매만을 포함하는 조성물을 대조군으로 사용하였다.

실시예 2. 아밀로이드 베타(Aβ) 응집의 억제 효과 - 티오플라빈 T 검정

실시예 1에서 제조한 시험물질의 Aβ_1-42 응집(aggregation)의 억제 성능을 평가하기 위해서, 티오플라빈 T 검정(Tioflavin T assay, ThT assay)을 수행하였다. PBS(phosphate buffered saline)에 용해된 인간 Aβ_1-42(AggreSure^TM)를 실시예 1에서 제조한 시험물질 또는 대조군(시험물질 없음), 또는 양성 대조군인 페놀 레드(phenol red)에 첨가하여 37℃에서 24시간 동안 384-웰 플레이트(384-well plate)에서 인큐베이션 하였다. 페놀 레드가 아밀로이드 베타의 올리고머화(oligomerization)와 피브릴화(fibrillization)를 모두 억제한다고 공지되어 있어 페놀 레드는 양성 대조군으로 사용하였다(Necula M, Kayed R, Milton S, Glabe CG (2007) Small molecule inhibitors of aggregation indicate that amyloid β oligomerization and fibrillization pathways are independent and distinct. J Biol Chem 282:10311-10324; 및 Wu C, Lei H, Wang Z, Zhang W, Duan Y (2006) Phenol red interacts with the protofibril-like oligomers of an amyloidogenic hexapeptide NFGAIL through both hydrophobic and aromatic contacts. Biophys J 91:3664-3672 참조). 그 다음, ThT 용액(Sigma Aldrich)을 각 웰에 첨가하여 다음 15분 동안 인큐베이션 하였다. 형광 신호는 마이크로-플레이트 판독기(PerkinElmer Victor-3® micro-plate reader)를 사용하여 450 nm의 여기 파장(excitation wavelength) 및 510 nm의 방사 파장(emission wavelength)에서 측정하였다. 결과는 다음의 표 1에 나타내었다.

구분	페놀 레드 50 μM (양성 대조군)	이소미트라필린 50 μM	미트라필린 50 μM
억제율(%)	67.31% ± 3.04	61.32% ± 2.61	63.27% ± 3.48

표 1에 나타낸 바와 같이, 이소미트라필린은 50 μM 농도에서 61.32% ± 2.61로, 미트라필린은 50 μM 농도에서 63.27% ± 3.48로 아밀로이드 베타 응집을 억제하는 효과를 확인하였다. 이러한 결과는 양성 대조군인 페놀 레드가 50 μM 농도에서 아밀로이드 베타 응집을 67.31% ± 3.04로 억제한 것과 유의한 차이가 없음을 나타내었다. 5 μM 농도에서는 이소미트라필린 및 미트라필린은 각각 21.63% ± 5.47 및 19.96% ± 3.85로 Aβ 응집의 억제 효과를 나타내었다.

상기 결과로부터, 본 발명자들은 양성 대조군인 페놀 레드와 마찬가지로 본 발명의 시험물질 2종이 아밀로이드 베타 응집을 저해하는 효능을 가지고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 이하의 실시예에서 본 발명의 시험물질이 Aβ_1-42 및 산화적 스트레스와 관련하여 신경세포 생존율에 미치는 영향 및 ROS 생산 및 미토콘드리아 막 전위를 중심으로 신경세포 보호의 메커니즘을 확인하였다. 이러한 효능은 본 발명자들로 하여금 Aβ_1-42 및 H₂O₂로부터 산화 스트레스가 유도된 신경아세포종 SH-SY5Y 세포에서 본 발명의 시험물질 2종의 신경보호 효과에 대한 조사를 이하와 같이 수행하도록 하였다. 신경보호 효과 메커니즘은 ROS 생산 및 미토콘드리아 막 전위를 중심으로 하여 평가되었다.

실시예 3. 본 발명의 시험물질 2종의 신경세포 독성 확인

본 발명의 시험물질 2종의 신경세포 독성 유무를 확인하기 위하여, 인간 신경아세포종 SH-SY5Y 세포(human neuroblastoma SH-SY5Y cell, ATCC CRL-2266)를 10% FBS(fetal bovine serum), 1% 카나마이신(kanamycin) 및 1% 페니실린(penicillin)이 보충된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium)에서 37℃ 및 5% CO₂에서 1주에 2회 계대하여 배양하였다.

신경세포 독성은 ATP 발광 검정(ATP luminescence assay)에 의한 세포 생존율(cell viability)을 측정함으로써 확인하였다. 구체적으로 2 × 10⁴ 세포/웰 밀도의 SH-SY5Y 세포를 96-웰 플레이트에서 계대배양(subculture) 한 후, 24시간 동안 인큐베이션 하였다. 인큐베이션 후, 세포에 24시간 동안 실시예 1의 시험물질 2종(이소미트라필린 및 미트라필린)을 각각 1 μM, 10 μM 및 50 μM 농도로 처리하였다. 배지(media)를 제거하고, 세포를 PBS로 세척(washing)하고, 새로운 배지를 첨가한 후, 다음 30분 동안 인큐베이션 하였다. 그 다음, 발광 시약(CellTiter-Glo® luminescent reagent)을 첨가하고 발광을 다중-플레이트 판독기(multi-plate reader)로 측정하였다. 데이터를 분석하여 결과는 대조 세포(Control, 미처리)에 대한 퍼센트 세포 생존율(% cell viability)로 나타내었으며, 3회 반복 실험의 평균 ± 표준편차(mean ± SD)로 나타내었다. 별표(*)는 p < 0.05에서 대조 세포와 유의한 차이를 의미한다. 결과는 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 시험물질을 가장 높은 농도인 50 μM을 사용한 경우 대조군과 비교하여 퍼센트 세포 생존율(% cell viability)에 유의한 차이가 있는 반면, 10 μM 및 1 μM을 사용한 경우 어떤 유의한 세포독성의 효과(p < 0.05)도 발휘되지 않았다. 따라서, 이하의 실시예에서는 시험물질의 농도로 1 μM, 10 μM 및 20 μM의 농도를 사용하였다.

실시예 4. Aβ 또는 H ₂ O ₂ 에 대한 신경세포 보호 효과 - 세포 생존율

본 발명의 시험물질 2종의 Aβ 또는 H₂O₂-유도 SH-SY5Y 세포 손상에 대한 신경보호 가능성(neuroprotective potential)을 확인하고자 다음과 같은 실험을 수행하였다. 실시예 3과 같은 방법으로 신경아세포종 SH-SY5Y 세포를 준비하고, 준비된 신경아세포종 SH-SY5Y 세포를 96-웰 플레이트에 2 × 10⁴ 세포/웰씩 접종하고, 24시간 동안 인큐베이션 하였다. 안정화(stabilization) 한 다음, 세포에 6시간 동안 본 발명의 시험물질 2종을 농도별로 각각 전-처리한 후, Aβ_1-42(5 μM) 또는 H₂O₂(100 μM)와 함께 인큐베이션 하였다. 용매 대조군(미처리 대조 세포), Aβ 또는 H₂O₂ 단독, 및 실시예 1의 시험물질 단독 처리군 또한 실험하였다. 인큐베이션 후, 퍼센트 세포 생존율(% cell viability)은 실시예 3에서 수행한 ATP 발광 검정(ATP luminescence assay)을 통하여 확인하였다.

Aβ-유도 세포 손상에 대한 신경보호 효과 결과는 도 3에 나타내었고, H₂O₂-유도 세포 손상에 대한 신경보호 효과 결과는 도 4에 나타내었다.

1) Aβ-유도 세포 손상에 대한 신경보호 효과

도 3에 나타낸 바와 같이, 5 μM 농도의 Aβ에 대하여 SH-SY5Y 세포는 52.71%의 세포 생존율을 나타내었다. 반면, 비-Aβ-처리군(non-Aβ-treated group)에서, 세포는 SH-SY5Y 세포주에 대한 어떤 항증식성 활성(antiproliferative activity)도 나타내지 않았다. Aβ 및 본 발명의 시험물질 2종을 처리한 군에서는, Aβ-단독 처리 세포(Aβ-treated only cell)와 비교하여 본 발명의 시험물질 2종의 농도 10 μM 및 20 μM 모두에서 유의한 보호 효과(p < 0.05)를 나타냈다. 구체적으로 이소미트라필린은 10 μM에서 65.32% ± 3.06의, 20 μM에서 76.02% ± 4.89의 세포 생존율을 나타냈다. 미트라필린은 10 μM 및 20 μM에서 각각 68.04% ± 3.79 및 71.06% ± 4.56의 세포 생존율을 나타냈다. 1 μM 농도에서는 Aβ-단독 처리군과 비교해 보호 효과를 나타내지 않았다.

2) H ₂ O ₂ -유도 세포 손상에 대한 신경보호 효과

도 4에 나타낸 바와 같이, SH-SY5Y 세포에 H₂O₂(100 μM)를 처리한 경우, 대조군 대비 세포 생존율은 56.45%로 감소된 반면, 비-H₂O₂-처리 세포는 유의한 세포 생존율 차이(p < 0.05)를 나타내지 않았다. 본 발명의 시험물질 2종은 모두 20 μM에서 H₂O₂-유도 세포독성에 대한 신경아세포종 SH-SY5Y 세포의 유의한 신경보호 효과를 나타냈으며, H₂O₂-처리 세포에 비해 이소미트라필린의 경우 73.14% ± 4.38의, 미트라필린의 경우 69.03% ± 2.43의 세포 생존율을 나타냈다(p < 0.05). 더 낮은 농도(1 μM 및 10 μM)에서는 본 발명의 시험물질 2종은 H₂O₂에 대한 유의한 보호를 나타내지 않았다.

실시예 5. 신경세포 보호 기작의 확인 - 활성산소종의 생산 저해

H₂DCFDA(2',7'-dichlorodihydrofluorescein diacetate) 염색 방법을 이용하여 ROS(reactive oxygen species, 활성산소종)를 측정하였다. 세포를 안정화 한 다음, SH-SY5Y 세포에 실시예 1의 시험물질 2종을 이의 비-세포독성 농도로 6시간 동안 전-처리하여 인큐베이션 하거나(No oxidative stress: 산화 스트레스 없음), SH-SY5Y 세포에 실시예 1의 시험물질 2종을 2시간 동안 전-처리한 후, 산화적 손상을 유발하기 위해 다음 4시간 동안 100 μM의 H₂O₂와 함께 인큐베이션 하였다(With oxidative stress: 산화 스트레스 있음). 인큐베이션 후, 생성된 ROS 수준을 평가하기 위해, 세포에 25 μM의 H₂DCFDA를 처리하고 37℃의 어두운 곳에서 다음 2시간 동안 인큐베이션 하였다. 495 nm의 여기 파장(excitation wavelength) 및 520 nm의 방사 파장(emission wavelength)에서 마이크로플레이트 판독기로 형광 강도를 측정하였다. ROS 수준은 3회 반복 측정에서 미처리 대조 세포(untreated control cell)의 백분율(100%)로 계산하였다. 별표(*)는 p < 0.05에서 H₂O₂-처리 군과 유의한 차이를 의미한다. 결과는 도 5에 나타내었다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 대조 세포 대비 H₂O₂를 단독 처리한 세포는, 증가된 세포 내 ROS 수준(329.06%)을 나타냈다. H₂O₂-단독 처리 SH-SY5Y 세포 대비 실시예 1의 시험물질 2종은 10 μM 및 20 μM 농도에서 유의하게 ROS 수준을 감소시켰다(p < 0.05). 이소미트라필린은 10 μM 및 20 μM 농도에서 ROS 수준을 각각 301.78% 및 238.92%로 감소시켰다. 미트라필린은 ROS 수준을 10 μM에서 295.09%로, 20 μM 농도에서 255.54%로 감소시켰다. H₂O₂-단독 처리 SH-SY5Y 세포와 비교하여 1 μM 농도에서는 어떤 유의한 ROS 수준의 감소도 나타나지 않았다(p < 0.05). 본 발명의 시험물질을 단독 처리한 세포 내 ROS 수준 또한 6시간의 인큐베이션 후 측정되었다(산화적 스트레스 없음).

상기 결과로부터 본 발명의 시험물질 2종은 H₂O₂-처리 SH-SY5Y 세포에서 ROS 생성을 감소시킴으로써 신경세포 보호 효능을 나타냄을 알 수 있었다.

실시예 6. 신경세포 보호 기작의 확인 - 미토콘드리아의 막 전위 감소 억제

미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential, MMP, ΔΨm)는 TMRE(tetramethylrhodamine, methyl ester) 염색 방법을 이용하여 측정하였다. SH-SY5Y(2 × 10⁴ 세포/웰)의 순화(acclimatization) 24시간 후, 세포에 실시예 1의 시험물질 2종을 2시간 동안 전-처리한 다음, 24시간 동안 5 μM의 Aβ_1-42(Abeta)와 함께 인큐베이션 하였다. 그 후, ΔΨm을 측정하기 위해 1 μM의 TMRE 염색 용액을 첨가하고 37℃에서 30분 동안 인큐베이션 하였다. 549 nm의 여기 파장(excitation wavelength) 및 575 nm의 방사 파장(emission wavelength)에서 마이크로플레이트 판독기로 형광 강도를 측정하였다. ΔΨm은 3회 반복 측정되었고 미처리 대조군(control)에 대한 백분율(100%)로 계산하였다. 별표(*)는 p < 0.05에서 Abeta-처리 군과 비교하여 유의한 차이를 의미한다. 결과는 도 6에 나타내었다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 대조 세포와 비교하여 SH-SY5Y 세포에 Aβ를 단독 처리하면 ΔΨm은 유의하게 감소하였다(p < 0.05). SH-SY5Y 세포에 Aβ를 처리하지 않은 경우 대조 세포와 비슷한 ΔΨm 값을 나타냈다. 그러나, Aβ-단독 처리 SH-SY5Y 세포와 비교하여 본 발명의 시험물질 20 μM + Aβ-처리 세포의 경우에만 MMP의 유의한 증가가 있었다. 이소미트라필린의 경우 SH-SY5Y 세포의 ΔΨm은 80.42% ± 3.66인 반면, 미트라필린의 경우 77.34% ± 2.05이었다. 이에 비해, Aβ-단독 처리 세포는 64.79% ± 2.56의 ΔΨm을 나타냈다.

본 발명자들은 상기 결과로부터 본 발명의 옥신돌 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린이 Aβ에 의해 유발된 미토콘드리아의 막 전위 감소를 억제함으로써 미토콘드리아의 기능장애를 예방하여 신경세포를 보호하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

결론

본 발명자들은 상기 실시예에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 옥신돌 알칼로이드인 이소미트라필린 및 미트라필린이 신경세포 독성을 나타내지 않으면서도 신경보호 효능을 나타내어, 알츠하이머병(AD) 등 퇴행성 신경질환으로부터의 예방 및 치료 효과를 가지고 있다는 것을 확인하였다. 구체적으로 본 발명의 실시예 1에서 제조한 시험물질 2종, 즉 이소미트라필린 및 미트라필린의 아밀로이드 베타(Aβ) 응집에 대한 억제 효과는 실시예 2의 티오플라빈 T 검정과 실시예 4의 Aβ에 의해 손상된 신경아세포종 SH-SY5Y 세포를 통한 신경보호 효과로 입증하였다. 산화 스트레스(ROS)의 감소 효과는 H₂O₂를 처리한 SH-SY5Y 세포에서 세포 생존율 및 ROS 수준을 측정함으로써 확인할 수 있었다(실시예 4 및 5 참조). 또한 본 발명의 시험물질 2종은 ROS 수준과 미토콘드리아 기능장애를 감소시켰다(실시예 6 참조). 따라서, 본 발명의 이소미트라필린, 미트라필린, 이들의 약제학적으로 허용 가능한 염, 또는 이들의 조합을 유효성분으로 포함하는 약제학적 조성물은 Aβ, ROS, 산화적 손상에 의한 미토콘드리아의 막 전위 저하로 인한 신경세포 손상으로부터 신경세포를 보호함으로써 알츠하이머병(AD)과 같은 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료를 위해 유용하게 사용될 수 있다.

Claims

이소미트라필린(isomitraphylline), 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 신경보호에 의한 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물로서, 상기 이소미트라필린은 하기 화학식 1로 표시되는 것인, 약제학적 조성물:
[화학식 1]

.
제 1 항에 있어서, 상기 이소미트라필린, 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염은 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ)에 의해 유발되는 신경독성(neurotoxicity)에 대한 신경보호 효과를 가지는 것인, 약제학적 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 이소미트라필린, 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염은 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)에 의해 유발되는 산화 스트레스(oxidative stress)에 대한 신경보호 효과를 가지는 것인, 약제학적 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 이소미트라필린, 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염은 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ) 응집의 억제, 세포 사멸의 감소, 세포 생존율의 증가, 활성산소종(reactive oxygen species, ROS)의 감소, 미토콘드리아 기능장애의 감소, 미토콘드리아 막 전위(mitochondrial membrane potential, ΔΨm) 손실의 감소 또는 이들의 조합을 포함하는 신경보호 효과를 가지는 것인, 약제학적 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ) 응집의 억제는 상기 이소미트라필린, 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염이 Aβ의 올리고머화(oligomerization), 피브릴화(fibrillization), 또는 이들의 조합을 저해하는 것인, 약제학적 조성물.
제 4 항에 있어서, 상기 활성산소종은 과산화수소(hydrogen peroxide, H₂O₂), 과산화물(peroxide), 초과산화물(superoxide, O₂ ^-), 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical, ·OH), 알콕시 라디칼(alkoxy radical, RO·), 퍼옥시 라디칼(peroxy radical, ROO·), 유기 하이드로퍼옥사이드(organic hydroperoxide, ROOH), 일중항산소(singlet oxygen, ¹O₂) 및 알파-산소(alpha-oxygen, α-O)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 약제학적 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 근위축성 측삭경화증, 다발성 경화증, 허혈성 뇌손상, 뇌염, 뇌수막염, 길랑-바레 증후군 및 외상성 뇌손상으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인, 약제학적 조성물.