KR102534243B1 - Eomes 단백질을 표적으로 하는 인터페론-γ 조절 물질의 확인방법 및 이 물질을 포함하는 의약 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Eomes 단백질을 표적으로 하는, 인터페론-γ 조절 물질을 확인하는 방법 및 이에 의해 확인된 물질을 포함하는 의약에 관한 것이다. Eomes 단백질을 표적으로 하는 물질은 Th1 세포에 특이적으로 작용하여 인터페론-γ의 생산을 저하시킴으로써, 인터페론-γ의 증가와 연관된 질환을 치료 또는 예방하는데 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 Eomes 단백질을 표적으로 하는 인터페론-γ 조절 물질의 확인방법 및 이에 따라 확인된 물질을 포함하는 의약에 관한 것이다.
면역 시스템에서는 자기 항원 (self-antigen)을 인지하는 T 세포를 초기에 제거하는 면역관용 (immune tolerance)이 작용하지만, 알려지지 않은 기전을 통하여 이 면역관용이 파괴될 때 과활성화된 T 세포 등이 자기 항원을 인지하여 세포나 조직을 파괴하는 자가면역 반응이 발생한다.
Th1 세포로부터 유래된 인터페론 감마 (IFN-γ)는 자가면역 질환을 유도하는 중요한 사이토카인이다 (Takayanagi H et. al. Nature, 408, 2000, 600-605]; Huang W. et. al. Arthritis Res. Ther., 5, 2002, R49-R59). IFN-γ의 분비는 Th1 이펙터 세포 계보의 핵심적인 특징이고 분비는 전사 인자 T-bet 및 STAT4에 의해 조절된다 (Bluestone JA et. al. Nat Rev Immunol, 11, 2009, 811-6). Th1 면역의 이펙터 사이토카인으로서, IFN-γ는 대식세포 활성화의 주요 조절인자이다. INF-γ 신호 전달은 다른 사이토카인 및 염증 인자를 생성하여 염증을 지속시키고, Th1 반응을 유지하고, 조절 T 세포, Th2 세포 및 Th17 세포의 분화를 억제한다 (Pollard et al., Discov. Med., 2014 및 Green et al., J. Biol. Chem., 2017).
현재 자가면역성 간염, 천식, 크론병, 궤양성 대장염 등의 자가면역 질환 치료를 위해 스테로이드제가 광범위하게 쓰이고 있다.
그러나, 이러한 스테로이드제는 Th 세포를 불활성화시키고, 비만세포 (mast 세포s), 호산구 (eosinophils), 수지상세포 (dendritic 세포)의 사멸을 유발할 수 있다. 또한 이의 세포 비-특이적 작용으로 인해 정상세포에까지 영향을 미쳐 다른 질환으로 이어질 수 있다. 예를 들어, 자가면역성 간염을 치료하기 위한 가장 최근의 다양한 시도에서 부데소니드(Budesonide), MMF 등의 스테로이드는 치료 효능에도 불구하고 심각한 부작용 내지 부적응 현상을 동반함을 보여준다 (Doycheva I, Watt KD, Gulamhusein AF. Autoimmune hepatitis: Current and future therapeutic options. Liver Int. 2019 Jun;39(6):1002-1013. doi: 10.1111/liv.14062. Epub 2019 Mar 7. PMID: 30716203).
Th1, Th2 및 Th17 세포의 세가지 서브타입으로 이루어진 T 세포 면역 시스템에서 현재 사용되는 스테로이드제들은 이들 서브타입 중 자가면역을 유도하는 특정 서브타입을 포함하는 모든 서브타입 Th 세포의 활성을 억제함으로써, 자가면역을 억제하면서도 감염 위험을 증가시키는 문제가 있다. 이들 서브타입 중 Th1 세포 활성만을 선택적으로 억제하는 물질은 자가면역 질환의 억제와 동시에 외부 감염에 대한 T 세포 면역 활성을 유지할 수 있는 특이적 면역 제어제로서 유용하다. 즉, 이러한 면역 제어 의약은 기존 치료제의 광범위한 면역억제의 부작용을 감소시킬 수 있기 때문에 그 개발 필요성이 대두된다.
본 발명의 목적은 Th1 세포 특이적 마커 단백질을 표적으로 하는, 인터페론-γ 조절 물질을 확인하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 방법에 의해 확인된 물질을 포함하는 면역질환 치료 또는 예방용 의약을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 하나의 측면은
i) Eomes (Eomesodermin homolog) 단백질을 발현하는 Th1 세포를 제공하는 단계;
ii) 상기 Th1 세포에 Eomes 단백질을 표적으로 하는 시험물질을 처리하는 단계;
iii) 상기 시험물질이 처리된 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양을 측정하는 단계; 및
iv) 시험물질이 처리되지 않은 대조군과 비교하여, 상기 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양이 감소한 경우, 상기 물질을 인터페론-γ 조절 물질로 판정하는 단계를 포함하는, 인터페론-γ 조절 물질을 확인하는 방법을 제공한다.
일 구현예에서, 상기 시험물질은 항체, 저분자 화합물, 또는 핵산일 수 있다.
본 발명의 방법은 인터페론-γ 조절이 필요한 질환의 동물 세포 모델 또는 동물 모델에 상기 조절 물질을 처리하여 확인하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 상기 방법에 의하여 확인된 인터페론-γ 조절 물질을 제공한다.
아울러, 본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 인터페론-γ 조절 물질을 유효성분으로 포함하는, 인터페론-γ 조절이 필요한 질환이나 병태의 치료 또는 예방용 의약 조성물을 제공한다.
일 구현예에서, 상기 인터페론-γ 조절이 필요한 질환은 자가면역 질환일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 자가면역 질환은 자가면역성 간염 (autoimmune hepatitis), 자가면역성 갑상샘염 (autoimmune thyroiditis, AT), 그레이브스병 (Graves disease, GD), 갑상선안질환 (thyroid eye disease, TED), 자가면역성 1형 당뇨병 (type 1 diabetes, T1D), 전신경화증 (systemic sclerosis), 전신홍반루푸스 (systemic lupus erythematosus), 류마티스 관절염 (rheumatoid arthritis), 사르코이드증 (sarcoidosis), 건선성관절염 (psoriatic arthritis), C형 간염성 한랭글로불린혈증 (hepatitis C (HCV)-related cryoglobulinemia), HCV 면역매개성 질환 (HCV immune-mediated disorder), 다발성 경화증 (multiple sclerosis) 및 포도막염 (posterior uveitis) 으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 자가면역 질환은 자가면역성 간염일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 인터페론-γ 조절 물질은 Eomes 단백질에 대한 항체일 수 있다.
본 발명에 따르면, Eomes 단백질을 표적으로 하는 인터페론-γ 조절 물질의 확인방법 및 이에 의해 확인된 물질을 포함하는 의약이 제시된다. Eomes 단백질을 표적으로 하는 인터페론-γ 조절 물질은 Th1 세포에 특이적으로 작용하여 인터페론-γ의 생산을 저하시킴으로써, 인터페론-γ의 발현 증가와 연관된 질환을 치료 또는 예방하는데 유용하게 사용될 수 있다.
도 1a는 2018년 전세계 자가면역 질환의 환자수를 질환별로 나타내는 그래프이고 (Maddie Bender, Jen Christiansen, Miriam Quick, 2021.09.01, The Terrible Toll of 76 Autoimmune Diseases, Scientific American),
도 1b는 2016년부터 2021년까지 국내 자가면역 질환의 환자수를 질환별로 나타낸 그래프이고 (국민건강보험공단, 건강보험심사평가원, 「건강보험통계」, 2016-2020 질병소분류별 다빈도 상병 급여현황; 질병관리청, 「희귀질환등록통계」, 2020, 전국 질병분류코드별 성별 발생자 수 (극희귀 및 기타 염색체 이상질환을 제외한 희귀질환); 건강보험심사평가원, 보건의료빅데이터개방시스템),
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 CD4+ T 세포 상의 Eomes 발현 프로파일을 서브타입 별로 나타낸 것이고 (Th1 세포는 naive, Th2, Th17 및 Treg 평균 대비 약 9배의 발현 증가를 보였음),
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 Th1 세포에 Eomes 단백질에 대한 항체를 처리한 결과 Th1 세포의 IFN-γ 양이 대조군 대비 53 % 감소된 것을 보여주는 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 자가면역성 간염 세포 모델에 Eomes 단백질에 대한 항체를 처리할 경우, IFN-γ 양이 52 % 감소되었음을 보여주는 그래프이다.
도 1b는 2016년부터 2021년까지 국내 자가면역 질환의 환자수를 질환별로 나타낸 그래프이고 (국민건강보험공단, 건강보험심사평가원, 「건강보험통계」, 2016-2020 질병소분류별 다빈도 상병 급여현황; 질병관리청, 「희귀질환등록통계」, 2020, 전국 질병분류코드별 성별 발생자 수 (극희귀 및 기타 염색체 이상질환을 제외한 희귀질환); 건강보험심사평가원, 보건의료빅데이터개방시스템),
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 CD4+ T 세포 상의 Eomes 발현 프로파일을 서브타입 별로 나타낸 것이고 (Th1 세포는 naive, Th2, Th17 및 Treg 평균 대비 약 9배의 발현 증가를 보였음),
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 Th1 세포에 Eomes 단백질에 대한 항체를 처리한 결과 Th1 세포의 IFN-γ 양이 대조군 대비 53 % 감소된 것을 보여주는 그래프이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 자가면역성 간염 세포 모델에 Eomes 단백질에 대한 항체를 처리할 경우, IFN-γ 양이 52 % 감소되었음을 보여주는 그래프이다.
2018년 전세계 자가면역 질환의 환자수를 도 1a에, 2016년부터 2021년까지 국내 자가면역 질환의 환자수 및 발생자수를 년도 별로 도 1b에 나타내었다. 여기에 나타난 바와 같이, 자가면역 질환의 환자수는 해마다 증가하고 있는 추세이다.
Th 이펙터 세포의 과활성은 자가면역 질환 발생의 근본이 된다. 이는 건선, 결핵, 골 관절염, 그레이브스병, 과민대장 증후군, 근육통성 뇌척수염, 근위축성 측색 경화증, 낭성섬유증, 대장염, 동창성 루프스, 다발성 경화증, 류마티스 관절염, 루프스신염, 만성피로 면역부전 증후군, 만성피로 증후군, 보렐리아증 (Borreliosis), 사르코이드증 (Sarcoidosis), 섬유근통, 심근염, 심낭염, 심내막염, 쇼그랜 증후군, 신경보렐리아증, 아테롬성 동맥경화증, 염증성 장 질환, 원판성 낭창, 전신성 홍반성 루프스, 천식, 크론병, 타입 1 당뇨병, 타입 2 당뇨병, 파킨슨병, 포도막염, 하시모토 갑상선염, 황반 변성 등의 자가면역질환을 유도할 수 있다(Crane IJ, Forrester JV. Th1 and Th2 lymphocytes in autoimmune disease. Crit Rev Immunol. 2005;25(2):75-102. doi: 10.1615/critrevimmunol.v25.i2.10. PMID: 15952931).
Th1 세포에 의해 유도되는 자가면역 질환에는 자가면역성 간염 (autoimmune hepatitis), 자가면역성 갑상샘염 (autoimmune thyroiditis, AT), 그레이브스병 (Graves disease, GD), 갑상선안질환 (thyroid eye disease, TED), 자가면역성 1형 당뇨병 (type 1 diabetes, T1D), 전신경화증 (systemic sclerosis), 전신홍반루푸스 (systemic lupus erythematosus), 류마티스 관절염 (rheumatoid arthritis), 사르코이드증 (sarcoidosis), 건선성관절염 (psoriatic arthritis), C형 간염성 한랭글로불린혈증 (hepatitis C (HCV)-related cryoglobulinemia), HCV 면역매개성 질환 (HCV immune-mediated disorder), 다발성 경화증 (multiple sclerosis), 포도막염 (posterior uveitis)등이 있다.
Th 세포가 유도하거나 매개하는 자가면역 질환의 종류는 아래 참고문헌에 잘 서술되어 있다.
Fallahi P, Ferrari SM, Ragusa F, Ruffilli I, Elia G, Paparo SR, Antonelli A. Th1 Chemokines in Autoimmune Endocrine Disorders. J Clin Endocrinol Metab. 2020 Apr 1;105(4):dgz289. doi: 10.1210/clinem/dgz289. PMID: 31863667.
공개특허(10-2013-0013743): 당귀 추출물을 함유하는 Th１- 또는 Th２- 매개 면역 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물.
공개특허(10-2017-0020204): 락토바실러스 펜토서스를 유효성분으로 포함하는 Th1-매개 면역 질환, Th17-매개 면역 질환, 또는 Th2-매개 면역 질환의 예방, 개선, 또는 치료용 조성물.
Th1 세포로부터 발현되는 인터페론 감마 (IFN-γ)는 자가면역 질환을 유도하는 중요한 사이토카인으로 알려졌는데, IFN-γ의 분비는 Th1 이펙터 세포 계보의 핵심적인 특징이다. Th1 면역의 이펙터 사이토카인으로서, IFN-γ는 대식세포 활성화의 주요 조절인자이며, INFγ 신호 전달은 다른 사이토카인 및 염증 인자를 생성하여 염증을 지속시킨다.
본 발명자는 Th1 세포에 Eomes 단백질을 표적으로 하는 물질을 처리하여 이 세포의 IFN-γ 양이 감소됨을 확인함으로써 세포 특이적으로 작용할 수 있는 면역억제제를 확인하였다.
따라서, 본 발명의 하나의 양태는
i) Eomes 단백질을 발현하는 Th1 세포를 제공하는 단계;
ii) 상기 Th1 세포에 Eomes 단백질을 표적으로 하는 시험물질을 처리하는 단계;
iii) 상기 시험물질이 처리된 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양을 측정하는 단계; 및
iv) 시험물질이 처리되지 않은 대조군과 비교하여, 상기 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양이 감소한 경우, 상기 물질을 인터페론-γ의 조절 물질로 판정하는 단계를 포함하는, 인터페론-γ 조절 물질을 확인하는 방법이다.
Eomes 단백질은 Tbr2 (T-box brain protein 2)라는 전사인자로도 알려져 있으며, 본 발명에서 확인된 바와 같이 Th1 세포에서 특이적인 발현 증가 양상을 보이는 단백질로서, 예를 들어 아래 표의 아미노산 서열(서열번호 2)을 가질 수 있다. 이에 상응하는 유전자 서열(서열번호 1)도 함께 제시되어 있다.
이들은 미국국립생물공학정보센터 (NCBI)에 해당 접근번호로 공지되어 있는데 자세한 정보는 NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/gene)에서 UniGene ID: NM_010136으로 검색하면 확인 가능하다.
본 발명의 방법을 구현하기 위해 사용되는 Eomes 단백질 또는 유전자는 확인을 하는 구체적인 목적에 따라 인간이나 마우스 유래의 것을 포함하여, 다양한 기원의 것을 이용할 수 있다. 또한, 이들 서열에서 일부 서열이 변형 (결실, 치환, 부가)되었으나 기능적으로 동등한 변이체나 단편도 사용될 수 있다. 이 Eomes 단백질을 발현하는 세포는 이 단백질을 내인성으로 발현하거나, 해당 유전자가 삽입된 벡터의 도입 등으로 이 단백질을 발현 또는 과발현하는 세포일 수 있다.
본 발명의 방법에서 시험물질은 Th1 세포 과발현 마커인 Eomes 단백질을 표적으로 하는 물질로서, '표적으로 한다'는 것은 상기 단백질을 인식하거나, 특이성 (specificity)를 가지거나, 친화도 (affinity)를 가지거나, 상호작용을 하거나, 결합하는 것을 포함한다. Eomes 단백질을 표적으로 하는 물질은 이에 특이적으로 결합함으로써, Eomes 단백질이 관여하는 신호전달계에서 이 단백질로부터 인터페론-γ 발현을 위한 시그널링을 차단하는 역할을 할 수 있기 때문에 본 발명자들의 주된 관심사이다.
상기 시험물질은 항체, 저분자 화합물, 또는 핵산을 포함하지만 Eomes 단백질을 표적으로 하는 것이라면 이에 제한되지 않는다.
상기 항체는 Eomes 단백질과 결합하는 항체 또는 그 항원 결합 단편, 이의 변이체 혹은 유도체를 포함하며, 단일 클론 항체, 다클론 항체, 인간 항체, 인간화 항체 또는 키메라 항체, 에피토프 결합 단편을 포함한다. 상기 항체는 시판되는 것을 이용하거나 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다.
본 발명의 방법에서는 Eomes 단백질과 결합하는 항체가 Th1 세포에서 인터페론-γ의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위해 시판 PerCP-eFluorTM 710-Eomes 항체를 이용하여 유세포분석을 수행하였다. 이 Eomes 항체는 Thermofisher scientific사에서 만들어진 마우스 유래 Eomes 단백질에 대한 단일 클론 항체로서, 형광물질인 PerCP-eFluorTM 710가 컨쥬게이트되어 있다.
다르게는, 상기 시험물질은 Eomes 단백질과 결합하는 저분자 화합물일 수 있다. 상기 화합물은 합성 또는 천연 화합물의 라이브러리로부터 얻을 수 있으며 이러한 화합물의 라이브러리를 얻는 방법은 공지되어 있다. 합성 화합물 라이브러리는 Maybridge Chemical Co.(UK), Comgenex(USA), Brandon Associates(USA), Microsource(USA) 및 Sigma-Aldrich(USA)에서 구입 가능하며, 천연 화합물의 라이브러리는 Pan Laboratories(USA) 및 MycoSearch(USA)에서 구입 가능하다.
상기 시험물질은 Eomes 단백질과 결합하여 그 활성을 억제하는 핵산을 포함한다. 이러한 핵산에는 앱타머가 포함된다.
본 발명의 방법에서는 시험물질과 접촉되지 않은 대조군 세포와 비교하여 시험물질의 존재하에서 인터페론-γ 발현이나 생산의 억제 또는 감소를 가져오는 물질을 인터페론-γ 조절 물질로 판정한다. 인터페론-γ 발현이나 생산 감소의 경우 대조군과 비교하여 그 양이 예를 들어, 약 70% 감소, 약 60% 이하 감소, 약 50% 이하 감소, 약 40% 이하 감소, 약 30% 이하 감소, 약 20% 이하의 감소를 의미하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 배양물은 시험물질이 일정 시간 처리(접촉)된 후의 세포 또는 배지를 포함하는 상기 세포의 배양액을 포함한다.
본 발명의 방법은 인터페론-γ 조절이 필요한 각종 질환의 동물 세포 모델 또는 동물 모델에 상기 조절 물질을 처리하여 그 효과를 더 확인할 수 있다.
상기 동물 세포 모델 또는 동물 모델은 특정 질환과 관계된 생리나 병태를 자연적 혹은 인위적으로 가지는 것으로 받아들여지는 모델을 의미한다. 상기 모델에 시험물질을 처리하여 유의미한 결과를 얻음으로써 그 의약 용도를 더욱 확인할 수 있다. 예를 들어, 상기 모델은 Th1 세포에 concanavalin A를 처리하여 유도되는 자가면역성 간염 모델일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는 상기 방법에 의해 인터페론-γ의 발현에 영향을 미치는 것으로 확인된 인터페론-γ 조절 물질이다. 상기 인터페론-γ 조절물질은 Th1 세포의 면역 조절 표적인 Eomes 단백질에 작용한다.
상기 인터페론-γ 조절 물질은 항체, 저분자 화합물, 또는 핵산일 수 있으며 이들은 Eomes 단백질을 특이적으로 인식하여 결합함으로써 이 단백질이 관여하는 시그널링을 차단하여 궁극적으로 인터페론-γ 발현에 영향을 미친다.
예를 들어, 상기 인터페론-γ 조절 물질은 Eomes 단백질에 특이적으로 결합하는 항체이다. 상기 Eomes 단백질에 특이적으로 결합하는 항체는 Eomes 단백질과의 결합에 대하여 시판 Eomes 항체와 경쟁하는 항체일 수 있다. '경쟁하는 항체'란 다른 항체가 표적에 결합하는 것을 부분적으로 또는 완전히 억제하는 항체를 말한다. 상기 경쟁하는 항체는 시판 Eomes 항체가 결합하는, Eomes 단백질 상의 동일한 에피토프, 중첩된 에피토프 또는 인접한 에피토프에 결합하는 것일 수 있다. 2개의 항체가 표적에 대한 결합에 대해 서로 경쟁하는지, 즉 하나의 항체가 다른 항체의 표적에 대한 결합을 억제하는지 및 그 억제 정도는 공지된 경쟁 실험을 사용하여 결정될 수 있다.
본 발명의 의약 제조에 사용되는 항체는, Eomes 단백질과 결합하는 항체 또는 그 항원 결합 단편, 이의 변이체 혹은 유도체를 포함하며, 단일 클론 항체, 다클론 항체, 인간 항체, 인간화 항체 또는 키메라 항체, 에피토프 결합 단편을 포함한다. 상기 항체는 시판되는 것을 이용하거나 공지된 방법에 의하여 제조할 수 있다. 예를 들어, 단일 클론 항체는, 적합한 동물을 선택된 항원 (예를 들면, 본 발명의 Eomes 단백질)으로 면역화하고, 면역화된 동물 유래의 비장 세포를 불멸 골수종 세포의 세포와 융합하여, 이들의 성공적인 융합을 확인하여 이로부터 얻을 수 있다.
또한, 상기 항체는 당업계에 알려진 유전자 재조합 벡터를 이용하여 발현 및 정제하여 제조할 수 있다. '재조합 벡터'란 적절한 숙주세포에서 목적 단백질을 발현할 수 있는 발현 벡터로서, 유전자 삽입물이 발현되도록 작동가능하게 연결된 필수적인 조절 요소를 포함하는 유전자 작제물을 말한다. 재조합 벡터의 종류는 원핵세포나 진핵세포의 각종 숙주세포에서 원하는 유전자를 발현하고 원하는 단백질을 생산하는 기능을 하는 한 특별히 한정되지 않지만, 강력한 활성을 나타내는 프로모터와 강한 발현력을 보유하면서 자연 상태와 유사한 형태의 외래 단백질을 대량으로 생산할 수 있는 벡터가 바람직하다.
본 발명의 방법을 통하여 Th1 세포에서 인터페론-γ 발현을 조절하는 것으로 확인된 물질은 인터페론-γ 조절이 필요한 질환이나 병태의 치료용 또는 예방용 의약의 제조에 사용될 수 있다.
상기 의약은 치료적 유효량의 상기 인터페론-γ 조절 물질 외에 약학적으로 허용되는 담체를 추가적으로 포함할 수 있다.
'치료적 유효량'은 의약을 투여하고자 하는 개체에게 의약 내의 약리성분이 치료적 또는 예방적 효과를 제공하기에 충분한 정도로 함유된 조성물의 함량을 의미하며, '예방적 유효량'을 포함하는 의미이다.
'약학적으로 허용되는 담체'란 투여 물질의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 포함한다. 상기 약학적으로 허용되는 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 또는 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 의약의 제조에는 항산화제, 완충액 등 통상적인 첨가제를 더 첨가할 수 있으며, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제 등을 더 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 또는 정제로 제제화할 수 있다.
상기 의약은 충진제, 부형제, 붕해제, 결합제 및 활택제 등을 더 포함할 수 있으며, 이들 첨가제의 종류 및 첨가량은 당업자에게 잘 알려져 있다.
상기 의약은 대상체의 kg당 0.001 내지 200mg의 투여량의 범위에서 1회 내지 수회로 나누어 경구 또는 비경구 투여할 수 있다.
'치료'는 의약 투여 후 대상체내 인터페론-γ의 증가로 인해 유발되는 질환이나 증상의 증세가 제거 또는 호전되는 것을 의미하며, '예방'이란, 질환을 보유하고 있다고 진단된 적은 없으나, 이러한 질환에 걸릴 가능성이 있는 대상체내 인터페론-γ의 증가로 인한 질환이나 증상의 발생을 억제하는 것을 의미한다.
바람직하게 본 발명의 의약은 Eomes 단백질을 발현하는 Th1 세포에 작용하여 발현되는 IFN-γ의 양을 감소시킴으로써 Th1 세포 유도성 자가면역 질환 또는 IFN-γ 증가에 따른 염증성 자가면역 질환의 유발을 방지하거나 치료할 수 있다.
본 발명의 인터페론-γ 조절물질을 포함하는 의약은 자가면역성 간염(autoimmune hepatitis), 자가면역성 갑상샘염 (autoimmune thyroiditis, AT), 그레이브스병 (Graves disease, GD), 갑상선안질환 (thyroid eye disease, TED), 자가면역성 1형 당뇨병 (type 1 diabetes, T1D), 전신경화증 (systemic sclerosis), 전신홍반루푸스 (systemic lupus erythematosus), 류마티스 관절염 (rheumatoid arthritis), 사르코이드증 (sarcoidosis), 건선성관절염 (psoriatic arthritis), C형 간염성 한랭글로불린혈증 (hepatitis C (HCV)-related cryoglobulinemia), HCV 면역매개성 질환 (HCV immune-mediated disorder), 다발성 경화증 (multiple sclerosis), 포도막염 (posterior uveitis)을 포함하는 Th1-매개 면역 질환의 치료 또는 예방에 사용될 수 있으며, 그 외 인터페론-γ 양의 증가에 기인하는 질환에 사용될 수 있다.
한편, Th1 세포는 장기 이식 수술에서 이식 거부 (Graft-versus-host disease, GVHD)의 주요 인자임이 알려져 있다. 즉, 장기이식 거부 반응은 인터페론-γ와 TNF의 분비로 대표되는 Th1 세포에 대해 매개되므로 (Zhao, Kai, et al. "Dynamic regulation of effector IFN-γ-producing and IL-17-producing T 세포 subsets in the development of acute graft-versus-host disease," Molecular Medicine Reports 13.2 (2016): 1395-1403), 본 발명의 의약은 인터페론-γ 발현 조절을 통하여 장기이식 거부 처치에도 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 이유로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
실험예 1: 마우스 naive CD4+ T 세포 분리 및 분화
1-1: 실험동물
본 발명에 사용된 실험동물은 female, 8주령, C57BL/6 strain의 마우스이며 동물실험에 대한 윤리심사위원회의 승인을 취득하였다 (승인번호: KLSIACUC20220809-3-02).
1-2: Naive CD4+ T 세포 분리
마우스 비장 (spleen)을 적출하여 멸균된 실험용 가위와 화인 후로스트 슬라이드를 사용하여 비장을 자르고 18, 22, 26 G syringe needle를 통과시키고 세포 스트레이너 (세포 strainer)를 사용하여 단일 세포 (single 세포)로 만들었다. 108개의 splenocyte 당 1 ㎖의 Red Blood 세포 Lysing Buffer Hybri-MaxTM (R7757, Sigma Aldrich, USA)를 첨가하고 실온에서 1분 반응시켜 적혈구를 제거하였다.
EasySepTM Mouse Naive CD4+ T 세포 Isolation Kit (19765, Stem세포 Technologies, Canada)으로 Non-naive CD4+ T 세포 (CD8+, CD11b+, CD11c+, CD19+, CD24+, CD25+, CD44+, CD45R+, CD49b+, TCR γ/δ+, TER119+)를 제거하여 naive T 세포를 얻었다. Naive CD4+ T 세포를 2 ㎖ FACS staining buffer (1 X PBS, 2 % FBS, 0.1 % sodium azide)에 재현탁시키고 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리하여 상층액을 제거하였다. 100 ㎕의 FACS staining buffer를 넣어 재현탁시켰다. FITC-CD4 antibody (553729, BD Biosciences, USA), PE-CD25 antibody (558642, BD Biosciences), APC-CD44 antibody (559250, BD Biosciences), BV510-CD62L antibody (563117, BD Biosciences)를 첨가, 혼합 후 차광 상태에서 4℃, 30분간 반응시켰다. 2 ㎖ FACS staining buffer에 재현탁 시키고 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리하여 상층액을 제거한 후 500 ㎕의 FACS staining buffer로 재현탁 하였다(필요시 PBS를 넣어 희석). FACS ARIA SORP (BD Biosciences)를 이용하여 naive CD4+T 세포만을 sorting하였다.
1-3: T 림프구 증식/활성화 (T cell expansion/activation)
분리된 naive CD4+ T 세포는 540 ng의 anti-CD3ε antibody (60015, Stem세포 Technologies)가 코팅된 24 well plate에 0.5 ㎍/㎖ 농도의 anti-CD28 antibody (130-093-182 Miltenyi Biotec, Germany), 75 U의 IL-2와 10 % FBS가 포함된 2 ㎖의 RPMI1640 배지에 재현탁 후 37℃, 5 % CO2에서 3일간 배양하였다.
1-4: Th1 세포 분화
상기 1-3의 증식/활성화를 거친 naive CD4+ T 세포를 540 ng의 anti-CD3ε antibody로 코팅된 각 24 well plate에 1x106개 T 세포 /1000 ㎕의 RPMI1640 배지(0.5 ng/㎖의 anti-CD28 antibody, 1 %의 ImmunoCultTM Mouse Th1 Differentiation Supplement, 10 % FBS, 50 μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)를 분주하고 37℃, 5 % CO2에서 4일간 배양시켰다.
1-5: Th2 세포 분화
1-3의 증식/활성화를 거친 naive CD4+ T 세포를 540 ng의 anti-CD3ε antibody로 코팅된 각 24 well plate에 1x106개 T 세포 /1000 ㎕의 RPMI1640 배지(0.5 ng/㎖의 anti-CD28 antibody, 1 %의 ImmunoCultTM Mouse Th2 Differentiation Supplement, 10 % FBS, 50 μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)를 분주하고 37℃, 5 % CO2에서 4일간 배양시켰다.
1-6: Th17 세포 분화
1-3의 증식/활성화를 거친 naive CD4+ T 세포를 540 ng의 anti-CD3ε antibody로 코팅된 각 24 well plate에 1x106개 T 세포 /1000 ㎕의 RPMI1640 배지(0.5 ng/㎖의 anti-CD28 antibody, CytoBox Th17(130-107-758, Miltenyi Biotec, Germany), 10 % FBS, 50 μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)를 분주하고 37℃, 5 % CO2에서 4일간 배양시켰다.
1-7: Treg 세포 분화
1-3의 증식/활성화를 거친 naive CD4+ T 세포를 540 ng의 anti-CD3ε antibody로 코팅된 각 24 well plate에 1x106개 T 세포 /1000 ㎕의 RPMI1640 배지(0.5 ng/㎖의 anti-CD28 antibody, 1 %의 ImmunoCultTM Mouse Treg Differentiation Supplement, 10 % FBS, 50 μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)를 분주하고 37℃, 5 % CO2에서 4일간 배양시켰다.
실험예 2: Eomes의 Th1 세포 발현 프로파일 검증 Quantitative PCR (qPCR)
qPCR 실험은 최종 용량이 20㎕에서 진행되었다. 반응에는 10 ㎕의 QuantiTect SYBR Green PCR mixture, 2.5 mM MgCl2 (Qiagen, CA), 2 ㎕의 cDNA와 20 pmol의 올리고뉴클레오티드 프라이머가 사용되었다. PCR은 95℃, 15 분 배양을 통하여 HotstarTaq DNA polymerase을 우선 활성화시킨 뒤 35 사이클 동안 95℃에서 20s, 50℃에서 30s, 72℃에서 45s 반응을 Rotor Gene 2072D real-time PCR machine (Corbett Research, Sydney, Australia)에서 실행하였다. 발현 측정은 각 세포 유래 cDNA에서 GAPDH 발현을 표준화시킨 이후 세포 그룹별 (Naive, Th1, Th2, Th17, Treg) Eomes의 상대적 발현을 비교하였다. Eomes의 qPCR에는 정방향 프라이머 (5'-CCACTGGATGAGGCAGGAGATT-3)와 역방향 프라이머 (5'-GTCCTCTGTCACTTCCACGATG-3;)가 사용되었고 GAPDH의 qPCR에는 정방향 프라이머 (5'-CATCACTGCCACCCAGAAGACTG-3)와 역방향 프라이머 (5'-ATGCCAGTGAGCTTCCCGTTCAG-3')가 사용되었다.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, Eomes는 CD4+ T 세포 서브타입 중에서 Th1 세포에서 상대적으로 특이적 높은 발현, 즉, 기타 T 세포 (naive, Th2, Th17 및 Treg 평균) 대비 약 9배의 발현 증가를 보였다.
실시예 1: 마우스 Th1 항체 처리를 통한 Eomes 활성 억제에 따른 인터페론 감마 (IFN-γ) 억제
96 well plate에 105 세포/200 ㎕로 분화된 Th1 세포에 66.7 nM anti-Eomes antibody가 포함되거나 포함되지 않은 RPMI1640 배지(10 % FBS, 50μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)로 37℃, 5 % CO2에서 24시간 배양하였다. 배지 제거 후 2 ㎖의 FACS staining buffer 첨가하여 1500 rpm, 5분간 원심 분리하여 상층액을 제거하고 2 ㎖의 FACS staining buffer를 넣고 재현탁하여 5 ㎖ FACS tube에 옮겼다. 2 ㎖ FACS staining buffer로 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리하여 상층액을 제거하였다. FITC-CD4 antibody가 혼합된 100 ㎕ FACS staining buffer를 세포와 혼합 후 빛이 차단된 4℃에서 30분간 반응시켰다. 2 ㎖의 FACS staining buffer로 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리한 후 상층액을 제거하고 세포를 Transcription Factor Buffer Set (562574, BD Biosciences)와 PE-T-bet antibody와 BV421-IFNγ antibody (563376, BD Biosciences)를 사용하여 염색하였다. Th1 세포 내 IFN-γ의 양 변화를 유세포 분석기로 분석하였다.
CD4는 helper T 세포에서 발현하는 표면 단백질이고, T-bet은 Th1 세포 특이적 전사인자이므로 CD4+T-bet+를 가진 세포는 Th1 세포이다. IFN-γ는 PerCP-eFluorTM 710-Eomes antibody가 처리된 실험군 Th1 세포에서 비처리 대조군 Th1 세포 (흰색 막대)보다 53 % 감소하였다 (도 3). Eomes는 Th1 세포에서 IFN-γ 발현이나 생산을 조절하는 분자이며, Eomes에 대한 항체 처리를 통하여 이 단백질이 관여하는 IFN-γ 발현을 위한 신호전달을 저해함으로써 IFN-γ 생산을 조절할 수 있음이 보여진다.
실시예 2: Con A 유도성 자가면역성 간염 모델에서 항체 처리를 통한 Eomes 활성 억제에 따른 IFN-γ 억제
마우스 Th1 세포에 60 nM concanavalin A (con A)를 처리할 경우, IFN-γ 발현이 100 % 급등하는 자가 면역성 간염모델이 된다.
96 well plate에 105 세포/200 ㎕로 분화된 Th1 세포에 60 nM concanavalin A (C5275, Sigma Aldrich, USA) 처리 후 RPMI1640 배지(10 % FBS, 50 μM ß-mercaptoethanol이 포함된 배지)에서 37℃, 5 % CO2에서 24시간 배양하였다. 약 66.7 nM PerCP-eFluorTM 710-Eomes antibody가 포함된 RPMI1640 배지로 교환 후 37℃, 5 % CO2에서 1일간 배양하였다. 대조군은 concanavalin A 처리 안된 Th1 세포 및 concanavalin A 처리 후 PerCP-eFluorTM 710-Eomes antibody 처리가 없는 Th1 세포이다. 배지 제거 후 2 ㎖의 FACS staining buffer 첨가하여 1500 rpm, 5분간 원심 분리하여 상층액을 제거하고 2 ㎖의 FACS staining buffer를 넣고 5 ㎖ FACS tube에 옮겼다. 2 ㎖ FACS staining buffer로 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리하여 상층액을 제거하였다. FITC-CD4 antibody가 혼합된 100 ㎕ FACS staining buffer를 세포와 혼합 후 빛이 차단된 4℃에서 30분간 반응시켰다. 2 ㎖의 FACS staining buffer로 4℃, 1500 rpm, 5분, 총 2회 원심 분리한 후 상층액을 제거하고 세포를 Transcription Factor Buffer Set (562574, BD Biosciences)와 PE-T-bet antibody와 BV421-IFNγ antibody (563376, BD Biosciences)를 사용하여 염색하였다. Th1 세포 내 IFN-γ의 양 변화를 유세포 분석기로 분석한 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4의 그래프는 자가면역성 간염 모델 (도 4의 검은 막대) 대비 자가면역성 간염 모델에 anti-Eomes antibody를 처리한 Th1 세포 (도 4의 회색 막대)에서 IFN-γ 생성이 52 % 감소하였음 (p=0.003)을 나타낸다. 즉, 자가면역성 간염 Th1 세포 모델을 통하여 Eomes는 IFN-γ 발현이나 생산을 조절하는 분자이며, Eomes에 대한 항체는 이 단백질이 관여하는 IFN-γ 발현을 위한 신호전달을 저해함으로써 IFN-γ의 생산을 억제하여 세포 특이적 면역억제제로 작용할 수 있음이 확인된다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
Claims (9)
- i) Eomes (Eomesodermin homolog) 단백질을 발현하는 Th1 세포를 제공하는 단계;
ii) 상기 Th1 세포에 Eomes 단백질을 표적으로 하는 시험물질을 처리하는 단계;
iii) 상기 시험물질이 처리된 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양을 측정하는 단계; 및
iv) 시험물질이 처리되지 않은 대조군과 비교하여, 상기 Th1 세포 배양물의 인터페론-γ 양이 감소한 경우, 상기 물질을 인터페론-γ의 조절 물질로 판정하는 단계를 포함하는, 인터페론-γ 조절 물질을 확인하는 방법. - 제1항에 있어서, 상기 시험물질은 항체, 저분자 화합물, 또는 핵산인, 방법.
- 제1항에 있어서, 인터페론-γ 조절이 필요한 질환의 동물 세포 모델 또는 동물 모델에 상기 물질을 처리하여 확인하는 단계를 더 포함하는, 방법.
- 삭제
- Eomes 단백질에 결합하는 항체를 유효성분으로 포함하는, 인터페론-γ 조절이 필요한 질환의 치료 또는 예방용 의약 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 인터페론-γ 조절이 필요한 질환은 자가면역 질환인, 의약 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 자가면역 질환은 자가면역성 간염 (autoimmune hepatitis), 자가면역성 갑상샘염 (autoimmune thyroiditis, AT), 그레이브스병 (Graves disease, GD), 갑상선안질환 (thyroid eye disease, TED), 자가면역성 1형 당뇨병 (type 1 diabetes, T1D), 전신경화증 (systemic sclerosis), 전신홍반루푸스 (systemic lupus erythematosus), 류마티스 관절염 (rheumatoid arthritis), 사르코이드증 (sarcoidosis), 건선성관절염 (psoriatic arthritis), C형 간염성 한랭글로불린혈증 (hepatitis C (HCV)-related cryoglobulinemia), HCV 면역매개성 질환 (HCV immune-mediated disorder), 다발성 경화증 (multiple sclerosis), 포도막염 (posterior uveitis)으로 이루어진 군으로부터 선택되는, 의약 조성물.
- 제6항에 있어서, 상기 자가면역 질환은 자가면역성 간염인, 의약 조성물.
- 삭제
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