KR102601028B1 - Pharmaceutical composition for the prevention or treatment of neurodegenerative disease comprising abemaciclib an active ingredient - Google Patents

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Abstract

본 발명은 아베마시클립을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 본 발명은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품에 관한 것이다. 본 발명에 따른 아베마시클립은 뇌 신경세포에서 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS를 억제하는 활성이 우수하고, 염증반응과 관련된 TLR4의 신호전달 억제 및 p-STAT3의 수준을 억제하는 활성이 우수하며, LPS에 의한 미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제할 수 있고, 아밀로이드 플라크 억제 및 수상돌기수의 증가와 타우 단백질의 인산화 억제 활성도 있으며, 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 장기기억을 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다. 그러므로 본 발명의 아베마시클립은 퇴행성 뇌질환 또는 신경염증성 질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 의약품 및 건강기능식품의 유효성분으로 활용할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of degenerative brain diseases containing abemaciclib as an active ingredient. Specifically, the present invention relates to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of degenerative brain diseases containing abemaciclib or a salt thereof as an active ingredient. It relates to pharmaceutical compositions for the prevention or treatment of and health functional foods for the prevention or improvement of degenerative brain diseases. Abemaciclib according to the present invention has excellent activity in suppressing inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6 or iNOS in brain neurons, and inhibits signaling of TLR4 and p-STAT3 related to inflammatory response. It has excellent activity in suppressing the level of LPS and can suppress the activity of microglia or astrocytes by LPS. It also has the activity of suppressing amyloid plaques, increasing the number of dendrites, and suppressing the phosphorylation of tau protein. , has the characteristic of improving long-term memory in mice suffering from degenerative brain disease. Therefore, abemaciclib of the present invention can be used as an active ingredient in medicines and health functional foods to prevent, improve, or treat degenerative brain diseases or neuroinflammatory diseases.

Description

아베마시클립을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물{Pharmaceutical composition for the prevention or treatment of neurodegenerative disease comprising abemaciclib an active ingredient}Pharmaceutical composition for the prevention or treatment of neurodegenerative disease comprising abemaciclib an active ingredient}

본 발명은 아베마시클립(abemaciclib)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases containing abemaciclib as an active ingredient.

퇴행성 뇌질환은 나이가 들어감에 따라 발생하는 퇴행성 질환 중에서도 뇌에서 발생하는 질환을 뜻하며, 주요증상과 침범되는 뇌부위를 고려해 구분할 수 있는데, 대표적으로 알츠하이머 질환(Alzheimer's disease)이나 파킨슨 질환 등이 포함된다. 퇴행성 뇌질환은 노화에 따른 신경퇴화와 유전적 및 환경적 요인들로 인해 단백질이 응집돼 신경세포의 사멸로 야기되는 것으로 알려져 있다.Degenerative brain disease refers to a disease that occurs in the brain among degenerative diseases that occur with age. It can be classified based on the main symptoms and affected brain area, and representative examples include Alzheimer's disease and Parkinson's disease. . Degenerative brain diseases are known to be caused by neurodegeneration due to aging and the death of nerve cells due to protein aggregation due to genetic and environmental factors.

또한, 퇴행성 뇌질환은 특정 뇌세포의 사멸 또는 퇴화가 일시적 또는 오랜 기간에 걸쳐 진행하는 것이 있는데, 한번 죽은 뇌세포는 재생이 되지 않기 때문에 결국 치명적인 뇌기능의 손실로 이어져 발생하는 것으로 알려져 있고, 특히, 인지기능, 감각기능, 운동기능, 전신기능의 진행성 저하를 수반하는 뇌기능 부전은 결국 성격과 행동의 변화를 가져오고, 환자들이 스스로 자신을 돌볼 수 없는 지경에 이르게 한다. 이러한 뇌세포 사멸의 주요 경로로는 산화적 스트레스에 의한 산화적 독성, 흥분적 독성, 세포자멸사(apoptosis) 등이 제시되고 있으며, 각각은 특이한 신호전달과정을 통하여 세포사멸을 유발하게 된다. 구체적으로, 뇌졸증, 뇌손상, 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD), 파킨슨 병 환자에서 뇌세포 사멸의 주원인으로 활성 산소종(Reactive Oxygen Species)의 축적 후 단백질, 핵산, 지질의 산화적인 손상이 제시되었고, 특히 자유 라디칼(free radicals)에 의한 산화적 스트레스는 체내의 각 조직에서 일어나는 세포 사멸의 주원인으로 보고되고 있으며, 뇌신경질환에서 나타나는 세포사멸의 주기전의 하나로도 제시되어 왔다(Schapira, A.H., Curr. Opin. Neurol., 9(4):260-264, 1996).In addition, degenerative brain diseases include the death or deterioration of specific brain cells that occurs temporarily or over a long period of time. Since brain cells that die once cannot be regenerated, they are known to eventually lead to fatal loss of brain function, especially , Brain dysfunction accompanied by a progressive decline in cognitive, sensory, motor, and systemic functions eventually leads to changes in personality and behavior, reaching a point where patients are unable to take care of themselves. The main pathways of brain cell death include oxidative toxicity due to oxidative stress, excitatory toxicity, and apoptosis, and each causes cell death through a unique signaling process. Specifically, oxidative damage to proteins, nucleic acids, and lipids following accumulation of reactive oxygen species was suggested as the main cause of brain cell death in patients with stroke, brain damage, Alzheimer's disease (AD), and Parkinson's disease. , In particular, oxidative stress caused by free radicals has been reported as the main cause of cell death in each tissue in the body, and has also been suggested as one of the cell death cycles that occurs in brain and nerve diseases (Schapira, A.H., Curr. Opin. Neurol., 9(4):260-264, 1996).

또한, 미세아교세포(microglia)와 성상세포(astrocyte)의 활성은 퇴행성 뇌신경질환의 발병과 진행에 관련되어 있다고 보고되고 있으며, 미세아교세포(microglia)는 중추신경계(CNS)에 상주하는 면역세포로 외부의 자극에 의해 활성화되어 면역반응과 염증반응을 유발하는 것으로 알려져 있다. 미세아교세포(microglia)는 중추신경계에서 일차적인 면역 기능을 수행하는 세포로서, 가늘고 긴 가지와 얇은 세포체의 모양을 유지하고 있다가 외부에서 유입되거나 내부에서 발생되는 독소들이 존재하게 되면 이들 독소로부터 신경 세포를 보호하기 위해 굵고 짧은 가지와 뚱뚱한 세포체를 가지는 활성화된 모양으로 변화하게 된다.In addition, the activity of microglia and astrocytes has been reported to be related to the onset and progression of degenerative cranial nerve diseases, and microglia are immune cells residing in the central nervous system (CNS). It is known to be activated by external stimuli and cause immune and inflammatory reactions. Microglia are cells that perform the primary immune function in the central nervous system. They maintain the shape of long, thin branches and a thin cell body, and when toxins introduced from the outside or generated internally are present, they attack the nerves from these toxins. To protect the cell, it changes into an activated shape with thick, short branches and a fat cell body.

그러나 박테리아의 내독소인 리포폴리사카라이드(lipopolysaccharide, LPS), 인터페론-γ, 베타아밀로이드 또는 갱글리오사이드와 같은 물질로 미세아교세포가 활성화가 되면 정상상태의 미세아교세포와는 달리 포식작용을 활발히 하고, 세포증식을 하며 TNF-α, IL-1β 및 IL-6 등과 같은 사이토카인, 케모카인, iNOS(inducible nitric oxide synthase), COX-2(cyclooxygenase-2) 등의 유전자를 발현시켜 염증매개물질들을 생성한다. 이러한 미세아교세포의 활성화는 손상된 세포를 제거하고 외부에서 침입하는 박테리아나 바이러스로부터 신경세포를 보호하는 일면이 있으나 iNOS에 의해 생성되는 일산화질소(NO)와 COX-2에 의해 생성되는 프로스타글란딘들, TNF-α 등은 신경세포에도 독성을 나타내기 때문에 결과적으로 미세아교세포의 활성화는 신경세포의 손상을 악화시키게 된다. 따라서 미세아교세포의 적절한 활성화 억제는 퇴행성 뇌질환을 치료할 수 있는 또 다른 방법이 될 수 있다.However, when microglia are activated by substances such as bacterial endotoxin lipopolysaccharide (LPS), interferon-γ, beta-amyloid, or ganglioside, they actively engage in phagocytosis, unlike microglial cells in a normal state. It proliferates cells and expresses genes such as cytokines such as TNF-α, IL-1β, and IL-6, chemokines, iNOS (inducible nitric oxide synthase), and COX-2 (cyclooxygenase-2), thereby eliminating inflammatory mediators. Create. This activation of microglial cells removes damaged cells and protects nerve cells from invading bacteria or viruses, but also includes nitric oxide (NO) produced by iNOS, prostaglandins produced by COX-2, and TNF. Since -α and other substances are also toxic to nerve cells, the activation of microglial cells ultimately worsens the damage to nerve cells. Therefore, inhibiting the appropriate activation of microglia may be another way to treat degenerative brain diseases.

또한, 성상세포(astrocyte)는 뇌의 발생과정 뿐만 아니라 정상적인 뇌활동을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 뇌에서의 성상세포는 신경세포가 분비하는 신경전달물질을 적절하게 제거하거나 뇌에서의 이온농도를 조절하면서 신경세포 활성을 보조하는 역할을 하는 것으로 밝혀져 있고, 이 외에도 신경줄기세포가 신경세포로 분화하는데 결정적인 역할을 하는 것으로 밝혀진 바 있다.Additionally, astrocytes play an important role not only in the brain development process but also in maintaining normal brain activity. Astrocytes in the brain have been shown to play a role in supporting neuronal activity by appropriately removing neurotransmitters secreted by nerve cells or regulating ion concentration in the brain. In addition, neural stem cells differentiate into nerve cells. It has been found to play a decisive role.

그러나 성상세포는 뇌에 상해를 입었을 때, 증식이 활발해지고 스웰링(swelling)이 일어나며 성상교세포증(astrogliosis)과 같은 반응성 성상세포로 활성화가 된다. 이러한 반응성 성상세포는 에이즈성 치매, 뇌 손상, 허혈성 뇌질환, 알츠하이머병 등에서 관찰되어지고 있다. 따라서 지속적인 성상세포의 활성화는 결국 신경세포의 사멸을 초래한다. 따라서 성상세포의 적절한 활성화 억제 역시 퇴행성 뇌질환을 치료할 수 있는 또 다른 방법이 될 수 있다.However, when astrocytes are injured in the brain, proliferation becomes active, swelling occurs, and they become activated into reactive astrocytes such as astrogliosis. These reactive astrocytes are observed in AIDS-related dementia, brain damage, ischemic brain disease, and Alzheimer's disease. Therefore, continuous activation of astrocytes eventually leads to neuronal death. Therefore, suppressing the appropriate activation of astrocytes can also be another way to treat degenerative brain diseases.

또한, 알츠하이머를 비롯한 퇴행성뇌질환은 베타 아밀로이드(beta-amyloid)의 축적으로 유발되는 것으로도 알려져 있고, 이들 단백질이 응집되어 형성된 플라크(plaque)를 제거하기 위한 연구가 지속되고 있다. 최근들어 타우(Tau) 단백질이 비정상적인 구조를 가지면서 봉입체(inclusion body)를 형성하고 이로 인한 퇴행성 뇌질환이 발생된다는 연구가 발표된 바 있어 타우 단백질이 이들 질환의 표적으로 대두되고 있다.Additionally, it is known that degenerative brain diseases, including Alzheimer's, are caused by the accumulation of beta-amyloid, and research is ongoing to remove plaques formed by the aggregation of these proteins. Recently, research has been published showing that the tau protein has an abnormal structure and forms inclusion bodies, which causes degenerative brain diseases, so tau protein is emerging as a target for these diseases.

한편, 현재 퇴행성 뇌질환을 치료하기 위해 사용되고 있는 치료법으로는 약물치료법, 수술치료법 및 물리치료법등이 있는데, 약물치료의 경우, 일반적으로 뇌에서 부족해진 도파민을 보충해주고, 도파민의 부족으로 인한 신경전달물질의 불균형을 맞춰주며, 신경세포의 파괴를 예방 또는 지연시키고자 하는 목적과 기타 우울증 등의 증상을 조절하기 위한 약물들이 사용되고 있을 뿐, 퇴행성 뇌질환에 대해 아직까지 구체적으로 어떠한 기작으로 신호 전달을 하고 독성을 나타내는지 정확히 규명되지 않고 있기에 근본적이고 효과적인 치료제가 부재한 실정이다.Meanwhile, treatments currently being used to treat degenerative brain diseases include drug therapy, surgery, and physical therapy. In the case of drug therapy, it generally supplements the dopamine that is lacking in the brain and improves nerve transmission due to the lack of dopamine. Drugs are being used for the purpose of correcting the imbalance of substances, preventing or delaying the destruction of nerve cells, and controlling other symptoms such as depression, but there is still no specific mechanism for signal transmission for degenerative brain diseases. As it is not yet clearly known whether it is toxic or not, there is no fundamental and effective treatment.

한편, 아베마시클립(abemaciclib)은 현재 유방암 치료제로 사용되고 있는 약물로서 사이클린 의존성 인산화효소(CDK) 4 및 6의 저해 활성을 가지고 있는 것으로 알려져 있을 뿐, 아직까지 퇴행성 뇌질환과의 관련성에 대해 연구된 바가 없다.Meanwhile, abemaciclib is a drug currently used as a treatment for breast cancer and is known to have inhibitory activity on cyclin-dependent kinase (CDK) 4 and 6, but its relationship with degenerative brain disease has not yet been studied. There is no bar.

미국공개특허 US20190076425US published patent US20190076425

이에 본 발명자들은 종래 유방암 치료제로 알려진 아베마시클립이 뇌 신경세포의 염증을 효과적으로 억제할 수 있고, 타우 단백질의 인산화 억제 및 장기기억 향상, 아밀로이드 플라크 형성 저해 효과를 가지고 있어 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료할 수 있는 치료제로서 사용 가능함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors found that abemaciclib, known as a conventional breast cancer treatment, can effectively suppress inflammation of brain neurons, inhibits phosphorylation of tau protein, improves long-term memory, and inhibits amyloid plaque formation, so it can prevent or treat degenerative brain diseases. The present invention was completed by confirming that it can be used as a therapeutic agent.

그러므로 본 발명의 목적은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Therefore, the object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cognitive impairment, learning disability, or memory impairment, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases, containing abemaciclib or a salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는, 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a health functional food for preventing or improving cognitive impairment, learning disability, or memory impairment, containing abemaciclib or a salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 또 다른 목적은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a health functional food for preventing or improving neuroinflammatory diseases, which contains abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS의 발현 및 생성을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition can inhibit the expression and production of inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6, or iNOS.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 TLR4(Toll-like receptor 4)의 활성을 억제하고, p-STAT3 수준을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition can inhibit the activity of Toll-like receptor 4 (TLR4) and suppress the level of p-STAT3.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은, 미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제하고; 아밀로이드 플라크를 억제하며; 수상돌기의 수 증가; 타우 단백질의 인산화 억제; 또는 기억력 및 인지력 증가 활성을 갖는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition inhibits the activity of microglia or astrocytes; Inhibits amyloid plaques; Increased number of dendrites; Inhibition of phosphorylation of tau protein; Alternatively, it may have an activity that increases memory and cognition.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅톤병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌질환(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the degenerative brain disease may be selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke.

또한 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating cognitive impairment, learning disability, or memory impairment, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

또한 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.In addition, the present invention provides a health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases, comprising abemaciclib or a salt thereof as an active ingredient.

또한 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는, 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.In addition, the present invention provides a health functional food for preventing or improving cognitive impairment, learning disability, or memory impairment, containing abemaciclib or a salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염은 전염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS의 발현 및 생성을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, abemaciclib or a salt thereof can inhibit the expression and production of proinflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6 or iNOS.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염은 TLR4(Toll-like receptor 4)의 활성을 억제하고, p-STAT3 수준을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, abemaciclib or a salt thereof can inhibit the activity of Toll-like receptor 4 (TLR4) and suppress the level of p-STAT3.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 염은, 미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제하고; 아밀로이드 플라크를 억제하며; 수상돌기의 수 증가; 타우 단백질의 인산화 억제; 또는 기억력 및 인지력 증가 활성을 갖는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, abemaciclib or a salt thereof inhibits the activity of microglia or astrocytes; Inhibits amyloid plaques; Increased number of dendrites; Inhibition of phosphorylation of tau protein; Alternatively, it may have an activity that increases memory and cognition.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅톤병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌질환(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the degenerative brain disease may be selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke.

또한 본 발명은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신경염증성 질환은 신경모세포종, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 외상 후 스트레스 장애, 우울증, 정신분열증 및 근위축성측색경화증으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neuroinflammatory disease may be selected from the group consisting of neuroblastoma, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, post-traumatic stress disorder, depression, schizophrenia, and amyotrophic lateral sclerosis.

또한 본 발명은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.In addition, the present invention provides a health functional food for preventing or improving neuroinflammatory diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 신경염증성 질환은 신경모세포종, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 외상 후 스트레스 장애, 우울증, 정신분열증 및 근위축성측색경화증으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the neuroinflammatory disease may be selected from the group consisting of neuroblastoma, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, post-traumatic stress disorder, depression, schizophrenia, and amyotrophic lateral sclerosis.

본 발명에 따른 아베마시클립은 뇌 신경세포에서 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS를 억제하는 활성이 우수하고, 염증반응과 관련된 TLR4의 신호전달 억제 및 p-STAT3의 수준을 억제하는 활성이 우수하며, LPS에 의한 미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제할 수 있고, 아밀로이드 플라크 억제 및 수상돌기수의 증가와 타우 단백질의 인산화 억제 활성도 있으며, 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 장기기억을 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다. 그러므로 본 발명의 아베마시클립은 퇴행성 뇌질환 또는 신경염증성 질환을 예방, 개선 또는 치료하기 위한 의약품 및 건강기능식품의 유효성분으로 활용할 수 있는 효과가 있다.Abemaciclib according to the present invention has excellent activity in suppressing inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6 or iNOS in brain neurons, and inhibits signaling of TLR4 and p-STAT3 related to inflammatory response. It has excellent activity in suppressing the level of LPS and can suppress the activity of microglia or astrocytes by LPS. It also has the activity of suppressing amyloid plaques, increasing the number of dendrites, and suppressing the phosphorylation of tau protein. , has the characteristic of improving long-term memory in mice suffering from degenerative brain disease. Therefore, abemaciclib of the present invention can be used as an active ingredient in medicines and health functional foods to prevent, improve, or treat degenerative brain diseases or neuroinflammatory diseases.

도 1은 미세아교세포에서 아베마시클립 처리에 따른 LPS로 유도된 전염증성 사이토카인 및 항염증성 사이토카인의 수준을 분석한 결과로서, (A)~(B)는 아베마시클립을 농도별 처리후 MTT 어세이를 수행한 결과이고, (C)~(G)는 아베마시클립 을 전처리하고 LPS 처리 후의 전염증성 사이토카인의 수준을 RT-PCR을 통해 분석한 결과이며, (H)~(L)은 LPS를 전처리 후, 아베마시클립 처리 후의 전염증성 사이토카인의 수준을 RT-PCR로 분석한 결과이고, (M)~(O)는 아베마시클립을 전처리하고 LPS 처리 후 항염증성 사이토카인의 수준을 Q-PCR을 통해 분석한 결과이며, (P)~(R)는 LPS 처리 후 아베마시클립을 처리한 다음, 항염증성 사이토카인의 수준을 Q-PCR을 통해 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 LPS로 유도되는 전염증성 사이토카인의 변화에 대한 아베마시클립 의 영향이 TLR4에 의존적인지를 확인한 결과로서, (A)~(E)는 미세아교세포에 TAK-242를 처리한 다음, 아베마시클립을 처리하고 이후 LPS를 처리한 후, RT-PCR을 통해 세포 내에서의 COX-2, IL-6, IL-1β 및 COX-2의 수준을 측정한 것이며, (F)~(H)는 미세아교세포에 아베마시클립을 처리한 다음, LPS를 처리한 후 웨스턴 블럿을 통해 p-AKT 및 AKT의 수준을 측정한 것이다. (I)~(M)은 미세아교세포에 MK2206 (AKT inhibitor) 처리 후, 아베마시클립을 처리한 다음, LPS를 처리하여 RT-PCR을 통해 세포 내에서 COX-2, IL-6, IL-1β 및 COX-2의 수준을 측정한 결과이고, (N)~(Q)는 미세아교세포에 아베마시클립을 처리한 다음, LPS를 처리하여 수득한 세포 용해물에 대해 핵과 세포질 분획으로 각각 분획화 한 다음, 각 분획물에서의 p-STAT3의 수준을 웨스턴 블럿을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 일차 미세아교세포(primary microglial cell) 및 성상세포(primary astrocytes)에 아베마시클립을 처리한 다음, LPS를 처리하여 전염증성 사이토카인의 수준을 Q-PCR로 분석한 결과를 나타낸 것으로, (A)는 일차 미세아교세포(primary microglial cell)에서 측정한 결과를, (B)는 성상세포(primary astrocytes)에서 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 야생형 마우스에서 LPS에 의한 인지기능 저하에 아베마시클립이 미치는 영향을 분석한 것으로, 7일간 매일 야생형 마우스에 아베마시클립을 투여 후 30분 뒤 LPS를 투여 하였고, 8, 9일째 행동 실험을 수행한 결과를 나타낸 것으로, (A)는 8일 째 Y maze 분석한 결과를, (B)는 8일 및 9일째 NOR test 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 야생형 마우스에서 LPS에 의한 염증성 사이토카인 수준에 아베마시클립이 미치는 영향을 분석한 것으로, 야생형 마우스에 아베마시클립을 3일 동안 매일 주입 후, LPS를 6시간 동안 투여한 다음 뇌의 피질(cortex) 및 해마조직(hippocampus)에 대한 면역조직화학법을 수행한 결과를 나타낸 것으로, (A), (C)는 anti-Iba-1 항체를 사용하였고, (B), (C)는 anti-GFAP 항체를 사용한 결과이다.
도 6은 야생형 마우스에서 LPS에 의한 IL-1β 및 IL-6 염증성 사이토카인의 수준변화에 아베마시클립이 미치는 영향을 분석한 것으로, 야생형 마우스에 아베마시클립 메실레이트를 3일 동안 매일 주입 후, LPS를 6시간 동안 투여한 다음 뇌의 피질(cortex) 및 해마조직(hippocampus)에 대한 면역조직화학법을 수행한 결과를 나타낸 것으로 (A), (C)는 anti-IL-1β 항체를 사용하였고, (B), (C)는 anti-IL-6 항체를 사용한 결과이다.
도 7은 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에 아베마시클립을 매일 2주 동안 처리한 후, 뇌의 피질(cortex) 및 해마조직(hippocampus)에 대한 면역조직화학법을 수행한 결과를 나타낸 것으로, (A), (D)는 anti-Iba-1 항체를 사용하였고, (B), (D)는 anti-GFAP 항체를, (C), (D)는 anti-IL-1β 항체를 사용한 결과이다.
도 8은 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에 아베마시클립을 매일 2주간 투여한 후, 베히클을 투여한 대조군과 함께 인지력과 기억력 개선 활성 및 수상돌기수의 증가 활성을 분석한 것으로, (A)~(B)는 Y-maze, NOR Training 및 NOR test를 수행한 결과를 나타낸 것이고, (C)~(E)는 피질 및 해마조직에서의 수상돌기수를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 9는 아베마시클립을 투여한 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에서 피질 및 해마조직 각각에서의 타우 인산화 수준을 측정한 결과를 나타낸 것으로, (A), (D)는 anti-AT180 항체를 이용하여, (B), (D)는 anti-AT100 항체를 이용하여, (C), (D)는 anti-tau5 항체를 이용하여 면역조직화학 분석을 수행한 결과를 나타낸 것이다.
도 10은 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에서 아베마시클립 처리에 따른 아밀로이드 플라크 억제 효과를 피질 및 해마조직에서 확인한 것으로, (A)-(B)는 anti-4G8 항체를 이용하여 면역조직화학 분석을 수행한 결과를 나타낸 것이다.
도 11은 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에 아베마시클립 또는 도네페질을 매일 2주간 투여한 후, 베히클을 투여한 대조군과 함께 인지력과 기억력 개선 활성 분석한 것으로, (A)는 Y-maze, (B)는 NOR Training 및 NOR test를 측정한 결과이다.
도 12는 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에 아베마시클립 또는 도네페질을 매일 2주간 투여한 후, 베히클을 투여한 대조군과 함께 뇌의 피질(cortex) 및 해마조직(hippocampus)에 대한 면역조직화학법을 수행한 결과를 나타낸 것으로 (A)-(B)는 anti-GFAP 항체 및 anti-6E10 항체를 사용한 결과이다.
도 13은 알츠하이머병 유발 5xFAD 마우스에 아베마시클립 또는 도네페질을 매일 2주간 투여한 후, 베히클을 투여한 대조군과 함께 뇌의 피질(cortex) 및 해마조직(hippocampus)에 대한 면역조직화학법을 수행한 결과를 나타낸 것으로 (A)-(B)는 anti-phospho-GSK-3β(Y216) 항체 또는 anti-DYRK1A 항체를 사용한 결과이다.
도 14는 알츠하이머병 유발 PS19 마우스에 아베마시클립 메실레이트를 복강 (30 mg/kg) 또는 구강 (60 mg/kg)으로 매일 2주간 투여한 후, 베히클을 투여한 대조군과 함께 인지력과 기억력 개선 활성을 분석한 결과로, (A)는 Y-maze를 측정한 결과를, (B)는 NOR Training 및 NOR test를 통해 분석한 결과이다.
Figure 1 shows the results of analyzing the levels of pro-inflammatory cytokines and anti-inflammatory cytokines induced by LPS according to abemaciclib treatment in microglial cells. (A) to (B) show the results after treatment with abemaciclib at various concentrations. These are the results of the MTT assay, (C) to (G) are the results of analyzing the levels of pro-inflammatory cytokines after pretreatment with abemaciclib and LPS treatment through RT-PCR, and (H) to (L) are the results of the MTT assay. is the result of analyzing the level of pro-inflammatory cytokines after pretreatment with LPS and treatment with abemaciclib by RT-PCR, and (M) to (O) are the levels of anti-inflammatory cytokines after pretreatment with abemaciclib and treatment with LPS. This is the result of analysis through Q-PCR, and (P) to (R) show the results of LPS treatment followed by abemaciclib treatment and then analysis of the level of anti-inflammatory cytokines through Q-PCR.
Figure 2 shows the results of confirming whether the effect of abemaciclib on changes in pro-inflammatory cytokines induced by LPS is dependent on TLR4. (A) to (E) show microglial cells treated with TAK-242, After treatment with abemaciclib and subsequent treatment with LPS, the levels of COX-2, IL-6, IL-1β, and COX-2 in cells were measured through RT-PCR, (F) to (H) ) shows that microglial cells were treated with abemaciclib, then treated with LPS, and the levels of p-AKT and AKT were measured through Western blot. (I)~(M), microglial cells were treated with MK2206 (AKT inhibitor), then treated with abemaciclib, and then treated with LPS, and COX-2, IL-6, IL- These are the results of measuring the levels of 1β and COX-2, and (N) to (Q) are the nuclear and cytoplasmic fractions of cell lysates obtained by treating microglial cells with abemaciclib and then treating them with LPS. After processing, the level of p-STAT3 in each fraction was measured by Western blot.
Figure 3 shows the results of treating primary microglial cells and primary astrocytes with abemaciclib, followed by treatment with LPS, and analyzing the levels of pro-inflammatory cytokines by Q-PCR. (A) shows the results measured in primary microglial cells, and (B) shows the results measured in primary astrocytes.
Figure 4 is an analysis of the effect of abemaciclib on cognitive decline caused by LPS in wild-type mice. Abemaciclib was administered to wild-type mice every day for 7 days, then LPS was administered 30 minutes later, and behavioral experiments were conducted on days 8 and 9. Shows the results of performing , (A) shows the results of Y maze analysis on the 8th day, and (B) shows the results of the NOR test analysis on the 8th and 9th days.
Figure 5 is an analysis of the effect of abemaciclib on the level of inflammatory cytokines caused by LPS in wild-type mice. After daily injection of abemaciclib for 3 days in wild-type mice, LPS was administered for 6 hours, and then the brain cortex was injected with abemaciclib. This shows the results of immunohistochemistry on the cortex and hippocampus. (A) and (C) used anti-Iba-1 antibodies, and (B) and (C) used anti-Iba-1 antibodies. This is the result using -GFAP antibody.
Figure 6 is an analysis of the effect of abemaciclib on changes in the levels of IL-1β and IL-6 inflammatory cytokines caused by LPS in wild-type mice. After daily injection of abemaciclib mesylate for 3 days in wild-type mice, (A) and (C) show the results of immunohistochemistry on the brain cortex and hippocampus after administering LPS for 6 hours. Anti-IL-1β antibody was used in (A) and (C). , (B), (C) are the results using anti-IL-6 antibody.
Figure 7 shows the results of immunohistochemistry on the brain cortex and hippocampus after treating Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice with abemaciclib daily for 2 weeks, (A) , (D) is the result using an anti-Iba-1 antibody, (B) and (D) are the results using an anti-GFAP antibody, and (C) and (D) are the results using an anti-IL-1β antibody.
Figure 8 shows the analysis of cognitive and memory improvement activity and dendrite number increase activity with the control group administered vehicle after abemaciclib was administered to Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice daily for 2 weeks, (A) ~ ( B) shows the results of Y-maze, NOR Training, and NOR test, and (C) to (E) show the results of measuring the number of dendrites in the cortex and hippocampus tissue.
Figure 9 shows the results of measuring tau phosphorylation levels in each of the cortex and hippocampus tissues in Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice administered abemaciclib, (A) and (D) using anti-AT180 antibody, ( B) and (D) show the results of immunohistochemical analysis using an anti-AT100 antibody, and (C) and (D) show the results of immunohistochemical analysis using an anti-tau5 antibody.
Figure 10 shows the amyloid plaque inhibition effect of abemaciclib treatment in Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice in the cortex and hippocampus tissue. (A)-(B) show immunohistochemical analysis using anti-4G8 antibody. It shows the results.
Figure 11 shows the analysis of cognitive and memory improvement activity in Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice after daily administration of abemaciclib or donepezil for 2 weeks, together with the control group administered vehicle, (A) Y-maze, (B) ) is the result of measuring NOR Training and NOR test.
Figure 12 shows immunohistochemistry on the brain cortex and hippocampus together with the control group administered vehicle after abemaciclib or donepezil was administered to Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice daily for 2 weeks. Showing the results, (A)-(B) are the results using anti-GFAP antibody and anti-6E10 antibody.
Figure 13 shows immunohistochemistry on the brain cortex and hippocampus together with the control group administered vehicle after abemaciclib or donepezil was administered to Alzheimer's disease-induced 5xFAD mice daily for 2 weeks. Showing the results, (A)-(B) are the results using anti-phospho-GSK-3β (Y216) antibody or anti-DYRK1A antibody.
Figure 14 shows improvement in cognition and memory along with the control group administered vehicle after abemaciclib mesylate was administered intraperitoneally (30 mg/kg) or orally (60 mg/kg) daily to Alzheimer's disease-induced PS19 mice for 2 weeks. As a result of analyzing the activity, (A) is the result of measuring the Y-maze, and (B) is the result of analysis through NOR Training and NOR test.

본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공함에 특징이 있다.The present invention is characterized by providing a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

아베마시클립(abemaciclib)은 앞서 종래기술에서도 언급한 바와 같이, 유방암 치료제로 알려져 있으나 아직까지 퇴행성 뇌질환의 치료 가능성에 대해 연구된 바가 없다.As previously mentioned in the prior art, abemaciclib is known as a treatment for breast cancer, but has not yet been studied for its potential in treating degenerative brain diseases.

본 발명에 따른 상기 아베마시클립은 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염을 사용할 수 있다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.The abemaciclib according to the present invention can be used in the form of a pharmaceutically acceptable salt, and as the salt, an acid addition salt formed by a pharmaceutically acceptable free acid can be used. Acid addition salts include inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, nitrous acid or phosphorous acid, as well as aliphatic mono- and dicarboxylates, phenyl-substituted alkanoates, hydroxyalkanoates and alkanes. Obtained from non-toxic organic acids such as dioates, aromatic acids, aliphatic and aromatic sulfonic acids. These pharmaceutically non-toxic salts include sulfate, pyrosulfate, bisulfate, sulfite, bisulfite, nitrate, phosphate, monohydrogen phosphate, dihydrogen phosphate, metaphosphate, pyrophosphate chloride, bromide, and iodine. Ide, fluoride, acetate, propionate, decanoate, caprylate, acrylate, formate, isobutyrate, caprate, heptanoate, propiolate, oxalate, malonate, succinate, suberate , sebacate, fumarate, maleate, butyne-1,4-dioate, hexane-1,6-dioate, benzoate, chlorobenzoate, methylbenzoate, dinitro benzoate, hydroxybenzoate, methylbenzoate Toxybenzoate, phthalate, terephthalate, benzenesulfonate, toluenesulfonate, chlorobenzenesulfonate, xylenesulfonate, phenylacetate, phenylpropionate, phenylbutyrate, citrate, lactate, β-hydroxybutyrate, glycol nitrate, malate, tartrate, methanesulfonate, propanesulfonate, naphthalene-1-sulfonate, naphthalene-2-sulfonate or mandelate.

본 발명의 일실시예에서는 아베마시클립 메틸레이트(abemaciclib mesylate)를 사용하였다.In one embodiment of the present invention, abemaciclib methylate (abemaciclib mesylate) was used.

이에 본 발명에서는 아베마시클립의 퇴행성 뇌질환의 치료제로 사용가능함을 최초로 규명하였다.Accordingly, the present invention demonstrated for the first time that abemaciclib can be used as a treatment for degenerative brain diseases.

본 발명의 일실시예에 따르면, 뇌 신경세포에서 염증유발 인자로 알려진 LPS에 의해 유도되는 염증성 사이토카인 및 전염증성사이토카인의 발현 및 생성을 아베마시클립이 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였는데, 구체적으로 LPS에 의한 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS의 생성이 효과적으로 억제됨을 확인하였다. 여러 가지 염증유발 인자 중에서, 내독소의 하나인 LPS(lipopolysaccharide)는 전염증성 사이토카인의 분비를 증진시키고 이로 인해 산화질소, 프로스타글란딘 등의 염증매개물질이 분비되며, 과도한 염증반응에 의해 다양한 염증질환이 발병된다.According to one embodiment of the present invention, it was confirmed that abemaciclib can effectively inhibit the expression and production of inflammatory cytokines and pro-inflammatory cytokines induced by LPS, a known inflammatory factor, in brain nerve cells. It was confirmed that the production of COX-2, IL-1β, IL-6, or iNOS by LPS was effectively inhibited. Among various inflammatory factors, LPS (lipopolysaccharide), one of the endotoxins, enhances the secretion of pro-inflammatory cytokines, which leads to the secretion of inflammatory mediators such as nitric oxide and prostaglandins, and various inflammatory diseases due to excessive inflammatory responses. It occurs.

따라서 본 발명자들을 아베마시클립의 LPS에 의한 전염증성 반응을 억제할 수 있어 과도한 염증반응으로 유발될 수 있는 염증질환 및 뇌염증 질환을 예방, 개선 또는 치료할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, the present inventors found that abemaciclib can suppress the pro-inflammatory response caused by LPS, thereby preventing, improving, or treating inflammatory diseases and brain inflammatory diseases that can be caused by excessive inflammatory responses.

본 발명의 또 다른 일실시예에서는 아베마시클립의 염증성 사이토카인의 억제가 TLR4/AKT/STAT3 신호전달 체계와 관련성이 있는지를 확인하기 위한 실험을 수행하였다.In another embodiment of the present invention, an experiment was performed to determine whether the inhibition of inflammatory cytokines by abemaciclib was related to the TLR4/AKT/STAT3 signaling system.

TLR4는 LPS의 자극에 의해 세포가 자극되면 NF-kB의 활성화로 여러 염증인자들이 생성되어 염증질환의 병리현상을 유도하는 것으로 알려져 있고, 상기 AKT는 NF-kB를 활성화시키는 것으로 알려져 있으며, AKT의 신호전달은 TLR4 신호경로를 통한 LPS로 유도되는 면역반응과도 관련성이 있는 것으로 알려져 있고, AKT가 넉아웃된 경우 인간의 간암 세포주에서 전염증성 사이토카인의 수준이 감소되는 것으로 알려져 있다. 또한 활성화된 TLR4는 STAT3 및 다른 전사인자들에도 영향을 주는 것으로 알려져 있으며, 지속적으로 활성화된 STAT3은 염증질환의 발병과 밀접한 연관이 있음이 알려져 있다.TLR4 is known to induce the pathology of inflammatory diseases by producing various inflammatory factors through activation of NF-kB when cells are stimulated by LPS. AKT is known to activate NF-kB, and AKT is known to activate NF-kB. Signal transduction is known to be related to the immune response induced by LPS through the TLR4 signaling pathway, and the level of pro-inflammatory cytokines is known to be reduced in human liver cancer cell lines when AKT is knocked out. Additionally, activated TLR4 is known to affect STAT3 and other transcription factors, and continuously activated STAT3 is known to be closely related to the onset of inflammatory diseases.

본 발명의 일실시예에 의하면, 아베마시클립이 TLR4/AKT/STAT3의 신호전달 활성화를 억제함을 확인하였고, LPS로 유도된 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 및 iNOS의 수준이 아베마시클립 처리에 의해 미세아교세포 및 성상세포에서 모두 감소된 것으로 나타났으며, p-AKT의 인산화 수준도 감소된 것으로 나타났다.According to one embodiment of the present invention, it was confirmed that abemaciclib inhibits the signaling activation of TLR4/AKT/STAT3, and LPS-induced inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6, and iNOS. The level of was found to be reduced in both microglia and astrocytes by abemaciclib treatment, and the phosphorylation level of p-AKT was also found to be reduced.

그러므로 아베마시클립은 뇌 신경세포의 염증유발에 관여하는 TLR4/AKT/STAT3 신호전달의 활성화를 억제할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, it was found that abemaciclib can inhibit the activation of TLR4/AKT/STAT3 signaling, which is involved in causing inflammation in brain neurons.

뿐만 아니라 본 발명의 아베마시클립은 LPS에 의한 미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제하여 활성화된 미세아교세포 또는 활성화된 성상세포가 신경세포에 미치는 손상을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다.In addition, abemaciclib of the present invention has the effect of inhibiting the damage caused by activated microglia or activated astrocytes to nerve cells by inhibiting the activity of microglia or astrocytes caused by LPS. It was confirmed that it exists.

뇌에서 대식세포의 역할을 하는 미세아교세포(microglial cell)는 중추신경계(central nervous system, CNS) 내 면역반응을 조절하는 중요한 효과세포 (effector cell)이다. 이들의 활성화는 약물이나 독소에 의한 이물질을 제거하고 신경 성장 인자를 분비하여 CNS의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 한다. 그러나 손상된 뉴런으로부터 발생하는 신호, 외부 자극에 의해 변형된 비정상적인 형태의 단백질의 축적, 병원체의 침투와 같은 유해한 스트레스에 노출되면 미세아교세포의 활성이 지나치게 증가되어 신경세포의 손상을 유발함으로써 알츠하이머질환, 파킨슨질환, 다발성 경화증, 뇌경색 등과 같은 퇴행성 신경질환을 일으킬 수 있다. 또한 최근에는 미세아교세포 또는 성상세포에서의 과도한 염증반응이 퇴행성 뇌질환의 발병원인이 되고 있다는 연구결과가 밝혀지고 있다.Microglial cells, which play the role of macrophages in the brain, are important effector cells that regulate immune responses in the central nervous system (CNS). Their activation plays an important role in maintaining CNS homeostasis by removing foreign substances caused by drugs or toxins and secreting nerve growth factors. However, when exposed to harmful stress such as signals generated from damaged neurons, accumulation of abnormal proteins modified by external stimuli, or invasion of pathogens, the activity of microglial cells increases excessively, causing damage to nerve cells, leading to Alzheimer's disease. It can cause degenerative neurological diseases such as Parkinson's disease, multiple sclerosis, and cerebral infarction. In addition, recent research results have revealed that excessive inflammatory responses in microglia or astrocytes are the cause of degenerative brain diseases.

구체적으로, 과도하게 활성화된 미세아교세포는 정상 상태의 미세아교세포와는 달리 포식작용을 활발히 하고, 세포증식을 하며, TNF-α, IL-1β 및 IL-6 등과 같은 사이토카인, 케모카인, iNOS(inducible nitric oxide synthase), COX-2(cyclooxygenase-2) 등의 유전자를 발현시켜 염증매개물질들을 생성한다. 미세아교세포의 활성화는 손상된 세포를 제거하고 외부에서 침입하는 박테리아나 바이러스로부터 신경세포를 보호하는 일면이 있으나 iNOS에 의해 생성되는 일산화질소(NO)와 COX-2에 의해 생성되는 프로스타글란딘들, TNF-α 등은 신경세포에도 독성을 나타내기 때문에 결과적으로 미세아교세포의 활성화는 신경세포의 손상을 악화시키게 되며, 퇴행성 뇌질환 또는 퇴행성 신경질환의 원인으로 작용한다.Specifically, hyperactivated microglia, unlike normal microglia, actively engage in phagocytosis, proliferate, and produce cytokines such as TNF-α, IL-1β, and IL-6, chemokines, and iNOS. Genes such as (inducible nitric oxide synthase) and COX-2 (cyclooxygenase-2) are expressed to produce inflammatory mediators. Activation of microglial cells removes damaged cells and protects nerve cells from invading bacteria or viruses. However, nitric oxide (NO) produced by iNOS, prostaglandins produced by COX-2, and TNF- Since α and the like are also toxic to nerve cells, the resulting activation of microglial cells worsens damage to nerve cells and acts as a cause of degenerative brain disease or neurodegenerative disease.

또한, 성상세포(astrocyte) 역시 정상적인 뇌활동을 유지하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, 특히 신경세포의 시냅스 형성, 시냅스 숫자 조절, 시냅스 기능, 신경줄기세포의 신경으로의 분화에 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 이러한 성상세포가 과도하게 반응성을 가지게 되면, 즉 과도한 활성화 상태를 유지하게 되면 신경세포의 사멸을 초래하고 이웃한 신경세포의 사멸도 유도하는 등, 퇴행성 뇌질환의 원인으로 작용하게 된다. 따라서 과도한 성상세포의 활성화 억제 역시 퇴행성 뇌질환의 새로운 치료 방법에 될 수 있다.In addition, astrocytes are also known to play an important role in maintaining normal brain activity. In particular, they are known to play a role in neuronal synapse formation, synapse number control, synaptic function, and differentiation of neural stem cells into neurons. . However, when these astrocytes become excessively reactive, that is, when they remain in an excessively activated state, they cause death of nerve cells and induce death of neighboring nerve cells, thereby acting as a cause of degenerative brain disease. Therefore, suppressing excessive astrocyte activation can also be a new treatment method for degenerative brain diseases.

미세아교세포 및 성상세포의 과도한 활성화 원인물질로는 염증반응을 유발시킬 수 있는 박테리아의 내독소인 리포폴리사카라이드(lipopolysaccharide, LPS), 인터페론-γ, 베타아밀로이드 및 갱글리오사이드 등이 있다.Causes of excessive activation of microglia and astrocytes include lipopolysaccharide (LPS), interferon-γ, beta-amyloid, and ganglioside, which are bacterial endotoxins that can induce inflammatory responses.

또한, 본 발명의 다른 일실시예에서는 아베마시클립이 해마 뉴런에서 수상돌기가지(dendritic spine)를 증가시킬 수 있는 것으로 확인되었고, 나아가 퇴행성 뇌질환에 속하는 알츠하이머병이 발병된 마우스에 아베마시클립을 투여한 결과, 아밀로이드 플라크 억제, 베타 아밀로이드 억제 및 타우(Tau) 단백질의 인산화 억제 활성이 있음을 확인할 수 있었다.In addition, in another embodiment of the present invention, it was confirmed that abemaciclib can increase dendritic spines in hippocampal neurons, and further, abemaciclib was administered to mice suffering from Alzheimer's disease, a degenerative brain disease. As a result of administration, it was confirmed that it had the activity of suppressing amyloid plaques, suppressing beta amyloid, and suppressing phosphorylation of Tau protein.

베타 아밀로이드(Aβ: 아밀로이드 베타)는 베타 세크리타제와 감마 세크레타제에 의해 분해되어 Aβ를 생성하는 아밀로이드 전구체 단백질(APP)에서 유도되며, 주로 알츠하이머병과 같은 뇌질환의 환자 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크의 주성분이고 비정상적으로 축적될 경우, 각종 뇌질환의 발병원인이 된다.Beta-amyloid (Aβ) is derived from amyloid precursor protein (APP), which is broken down by beta-secretase and gamma-secretase to produce Aβ, and is mainly found in the brains of patients with brain diseases such as Alzheimer's disease. It is the main ingredient and if abnormally accumulated, it can cause various brain diseases.

또한, 과도하게 축적된 베타 아밀로이드는 해마나 대뇌피질 및 주별 세포들에 염증 반응을 일으키며 따라서 신경세포가 손상되고 뇌의 정상적인 기능을 유지하는 신경회로망까지 훼손될 수 있다.Additionally, excessively accumulated beta-amyloid causes an inflammatory response in the hippocampus, cerebral cortex, and perioral cells, which can damage nerve cells and damage the neural network that maintains normal brain function.

또한 타우 단백질은 분자량이 50000 내지 70000Da인 미세소관 결합 단백질의 일정으로 신경 섬유의 얽힘에 관여한다. 타우 단백질은 정상적인 신경세포의 axon에 존재하는 microtubule-associated protein 중의 하나이다. 이러한 타우 단백질이 과도하게 축적되면 미세소관이 붕괴되면서 정상 신경세포의 네트워크가 와해된다. 타우 단백질이 축적되는 원인으로는 타우 단백질에 인이 과도하게 부착되어 인산화로 인한 중량체를 형성하는데 있는 것으로 알려져 있고 이들 타우 단백질이 축적과 신경세포의 응집은 각종 퇴행성 뇌질환의 원인이 된다고 알려져 있다.Additionally, tau protein is a class of microtubule-binding proteins with a molecular weight of 50,000 to 70,000 Da and is involved in the tangle of nerve fibers. Tau protein is one of the microtubule-associated proteins present in axons of normal nerve cells. When these tau proteins accumulate excessively, microtubules collapse and the network of normal nerve cells disintegrates. It is known that the cause of tau protein accumulation is that phosphorus is excessively attached to tau protein, forming a heavy body due to phosphorylation, and the accumulation of these tau proteins and aggregation of nerve cells are known to cause various degenerative brain diseases. .

이러한 점에서 본 발명의 아베마시클립이 베타 아밀로이드 억제 및 타우(Tau) 단백질의 인산화 억제 활성을 가지고 있는 바, 신경세포 또는 뇌세포에서 타우(Tau) 단백질의 인산화로 야기되는 퇴행성 뇌질환의 치료제로 사용 가능함을 알 수 있었다.In this regard, since abemaciclib of the present invention has the activity of inhibiting beta amyloid and phosphorylation of Tau protein, it is used as a treatment for degenerative brain diseases caused by phosphorylation of Tau protein in nerve cells or brain cells. I found out that it was available.

뿐만 아니라 본 발명의 일실시예에서는, 알츠하이머병이 유발된 마우스를 대상으로 아베마시클립을 투여한 군과 투여하지 않은 대조군을 대상으로 인지력 및 기억력 분석을 위한 Y-maze 및 NOR 테스트를 수행하였는데, 아베마시클립을 처리한 알츠하이머병 유발 마우스는 대조군 마우스에 비해 장기기억력이 향상된 것을 확인할 수 있었다.In addition, in one embodiment of the present invention, Y-maze and NOR tests for cognitive and memory analysis were performed on mice with Alzheimer's disease in a group administered abemaciclib and a control group not administered abemaciclib. It was confirmed that mice with Alzheimer's disease treated with abemaciclib had improved long-term memory compared to control mice.

그러므로 본 발명의 아베마시클립은 퇴행성 뇌질환의 예방, 개선 또는 치료를 위한 치료제로 사용 가능하며, 상기 퇴행성 뇌질환은 이에 제한되지는 않으나, 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅톤병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌질환(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 것일 수 있다.Therefore, abemaciclib of the present invention can be used as a treatment for the prevention, improvement or treatment of degenerative brain diseases, and the degenerative brain diseases are not limited thereto, but include Alzheimer's disease, Parkinson's disease, Huntington's disease, multiple sclerosis, and multiple neuropathy. It may be selected from the group consisting of atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke.

나아가 본 발명의 아베마시클립이 기억력 개선, 인지능력 개선 및 학습력 개선의 효과가 있음을 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스 동물모델에서 확인하였는 바, 본 발명의 아베마시클립 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 조성물은 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물로도 사용이 가능하다.Furthermore, it was confirmed in a mouse animal model with degenerative brain disease that the abemaciclib of the present invention has the effect of improving memory, cognitive ability, and learning ability. Abemaciclib of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof A composition containing as an active ingredient can also be used as a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cognitive impairment, learning disability, or memory impairment.

본 발명에서, "기억력 개선" 및 "인지능력 개선"은 신체적인 피로, 수면 부족, 지나친 알코올 섭취, 치매 등에 의해 뇌가 위축되고 뇌 신경세포의 파괴가 이루어질 때 일어나는 기억력 감퇴, 기억력 장애 또는 인지능력 감소를, 뇌 세포를 손상시키는 유해물질을 조절하여 인지능력을 유지하거나, 뇌의 신경전달물질을 조절하여 저하된 인지능력을 개선하는 효과를 의미한다. 상기 기억력은 필요한 정보를 받아들여 뇌 속에 저장했다가 필요할 때 꺼내어 사용하는 능력이며, 인지능력은 사물을 분별하여 인지할 수 있는 능력을 말한다.In the present invention, "improvement of memory" and "improvement of cognitive ability" are memory loss, memory impairment, or cognitive ability that occurs when the brain atrophies and brain nerve cells are destroyed due to physical fatigue, lack of sleep, excessive alcohol consumption, dementia, etc. Reduction refers to the effect of maintaining cognitive ability by controlling harmful substances that damage brain cells, or improving deteriorated cognitive ability by controlling neurotransmitters in the brain. The above-mentioned memory is the ability to receive necessary information, store it in the brain, and retrieve it for use when necessary, and cognitive ability refers to the ability to discern and recognize objects.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 상기 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.The pharmaceutical composition of the present invention may include a pharmaceutically acceptable carrier. The composition containing a pharmaceutically acceptable carrier may be in various oral or parenteral dosage forms. When formulated, it is prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants.

경구투여를 위한 고형제제에는 정제환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.Solid preparations for oral administration include tablets, powders, granules, capsules, etc. These solid preparations contain one or more compounds and at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, sucrose, or lactose. ), gelatin, etc. Additionally, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate, talc, etc. are also used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, and syrups. In addition to the commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives may be included. there is.

비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테로 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.Preparations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. As a base for suppositories, witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerogelatin, etc. can be used.

상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다.The pharmaceutical composition may be any selected from the group consisting of tablets, pills, powders, granules, capsules, suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. It can have one dosage form.

또한, 이들 약학적 조성물은 상기 기술된 바와 같이, 퇴행성 뇌질환과 연관된 증상을 비롯한 다양한 질환을 치료하기 위하여 본 발명의 약학적 조성물을 투여할 수 있다.Additionally, as described above, the pharmaceutical compositions of the present invention can be administered to treat various diseases, including symptoms associated with degenerative brain diseases.

상기 본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 용어 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.The composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. The term "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is determined by the type and severity of the subject, age, sex, activity of the drug, and It can be determined based on factors including sensitivity, time of administration, route of administration and excretion rate, duration of treatment, concurrently used drugs, and other factors well known in the medical field.

본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인투여량은 성인 기준으로 0.001-100 ㎎/kg 범위 내이다.The composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or multiple times. It is important to consider all of the above factors and administer the amount that will achieve the maximum effect with the minimum amount without side effects. The general dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is within the range of 0.001-100 mg/kg for adults.

상기 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 상기조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.The pharmaceutical composition may be administered through any general route as long as it can reach the target tissue. The composition of the present invention may be administered intraperitoneally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, intradermally, orally, intranasally, intrapulmonaryly, or rectally, depending on the purpose, but is not limited thereto. Additionally, the composition can be administered by any device capable of transporting the active agent to target cells.

본 발명의 조성물은 염증질환의 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 수술, 호로몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.The composition of the present invention can be used alone or in combination with methods using surgery, hormone therapy, drug therapy, and biological response regulators for the prevention and treatment of inflammatory diseases.

나아가 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib mesylate)을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공할 수 있다.Furthermore, the present invention can provide a health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases containing abemaciclib (abemaciclib mesylate) as an active ingredient.

또한 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib mesylate)을 유효성분으로 포함하는 인지장애, 학습장애 또는 기억력 장애의 예방 또는 개선을 위한 건강기능식품을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a health functional food for preventing or improving cognitive impairment, learning disability, or memory impairment containing abemaciclib (abemaciclib mesylate) as an active ingredient.

본 발명의 건강기능식품은 식품학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함하는 것일 수 있다.The health functional food of the present invention may additionally contain a foodologically acceptable carrier.

상기 건강기능식품은 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 액제 등의 형태를 포함하며, 본 발명의 유효성분을 첨가할 수 있는 식품의 종류에는 별다른 제한이 없으며, 예를 들어 각종 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있다.The health functional food includes the form of pills, powders, granules, precipitates, tablets, capsules or liquids, and there is no particular limitation on the type of food to which the active ingredient of the present invention can be added, for example, various beverages, These include gum, tea, vitamin complexes, and health supplements.

상기 건강기능식품에는 본 발명의 유효성분 이외에도 퇴행성 뇌질환의 예방과 개선활성에 방해가 되지 않는 다른 성분을 추가할 수 있으며, 그 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 통상의 식품과 같이 여러 가지 생약 추출물, 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.In addition to the active ingredients of the present invention, other ingredients that do not interfere with the prevention and improvement of degenerative brain diseases can be added to the health functional food, and the types are not particularly limited. For example, like regular foods, it may contain various herbal extracts, foodologically acceptable food supplements, or natural carbohydrates as additional ingredients.

본 발명에서 사용된 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 기능성이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능성 식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어날 수 있다.The term “health functional food” used in the present invention refers to food manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, and pills using raw materials or ingredients with functional properties useful to the human body. Here, functionality means controlling nutrients for the structure and function of the human body or obtaining useful effects for health purposes such as physiological effects. The health functional food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the art, and can be manufactured by adding raw materials and ingredients commonly added in the art. In addition, unlike general drugs, it is made from food, so it has the advantage of not having any side effects that may occur when taking the drug for a long time, and it can be highly portable.

본 발명의 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 구체적인 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있고, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함할 수 있다.There is no particular limitation on the type of health functional food of the present invention, and specific examples include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, dairy products including ice cream, various soups, There are beverages, tea, drinks, alcoholic beverages, and vitamin complexes, and can include all health functional foods in the conventional sense.

나아가 본 발명은 아베마시클립(abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.Furthermore, the present invention can provide a pharmaceutical composition for preventing or treating neuroinflammatory diseases, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

신경염증 반응은 선천성 면역세포(미세아교세포)의 활성화, 염증 매개체 예컨대 산화질소(nitric oxide; NO), 사이토카인 및 케모카인의 방출, 대식세포 침윤을 포함하며, 이는 신경 세포 사멸을 유도한다. 미세아교세포 및 성상세포의 염증활성화는 병리학적 마커 및 퇴행성 신경 질환의 진행에 있어 중요한 메커니즘으로 생각되어진다. 미세아교세포 활성의 엄격한 조절은 뇌 항상성을 유지하고 감염 및 염증 질환을 예방하는 데 필수적이다.Neuroinflammatory responses include activation of innate immune cells (microglia), release of inflammatory mediators such as nitric oxide (NO), cytokines and chemokines, and macrophage infiltration, which leads to neuronal cell death. Inflammatory activation of microglia and astrocytes is thought to be a pathological marker and an important mechanism in the progression of neurodegenerative diseases. Tight regulation of microglial activity is essential to maintain brain homeostasis and prevent infectious and inflammatory diseases.

한편 본 발명의 일실시예에서는, 아베마시클립이 미세아교세포 및 성상세포에서 LPS로 유도된 전 염증성 사이토카인들의 수준을 효과적으로 억제할 수 있음을 확인하였고, 항염 인자들의 발현은 증가시킬 수 있는 것을 확인하였을 뿐만 아니라 미세아교세포 및 성상세포의 활성화를 억제할 수 있는 것을 실험을 통해 확인하였다.Meanwhile, in one embodiment of the present invention, it was confirmed that abemaciclib can effectively suppress the levels of pro-inflammatory cytokines induced by LPS in microglia and astrocytes, and can increase the expression of anti-inflammatory factors. Not only that, but it was also confirmed through experiments that it can inhibit the activation of microglia and astrocytes.

그러므로 본 발명의 아베마시클립은 뇌세포에서의 염증을 억제할 수 있으며 미세아교세포 및 성상세포의 활성 억제를 통해 신경염증성질환을 예방 또는 치료할 수 있는 효과를 갖는다.Therefore, abemaciclib of the present invention can suppress inflammation in brain cells and has the effect of preventing or treating neuroinflammatory diseases by suppressing the activity of microglia and astrocytes.

본 발명에서 상기 신경염증성 질환은 이에 제한되지는 않으나, 신경모세포종, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 외상 후 스트레스 장애, 우울증, 정신분열증 및 근위축성측색경화증으로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.In the present invention, the neuroinflammatory disease is not limited thereto, but may be selected from the group consisting of neuroblastoma, Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, post-traumatic stress disorder, depression, schizophrenia, and amyotrophic lateral sclerosis.

또한 본 발명은 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 신경염증성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a health functional food for preventing or improving neuroinflammatory diseases, which contains abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited to these examples.

<준비예 및 실험방법><Preparation example and experiment method>

본 발명의 실시예에서 수행한 모든 실험은 한국 뇌연구원의 동물실험윤리위원회 (IACUC)의 승인(KBRI, 승인번호 19-00049, 19-00042)을 받고 수행하였다.All experiments performed in the examples of the present invention were conducted with the approval of the Korea Brain Research Institute's Animal Experiment Ethics Committee (IACUC) (KBRI, approval numbers 19-00049, 19-00042).

세포주 및 배양조건Cell lines and culture conditions

BV2 미세아교세포(BV2 microglial cells; Dr. Kyung-Ho Suk 박사로부터 입수)를 5 % 태아 소 혈청(FBS, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)이 함유된 DMEM/고함량 글루코스(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) 배지를 이용하여 5% CO2 배양기에서 배양하였다. 또한 모든 in vitro 실험에서 수득한 결과들은 Image J 소프트웨어를 사용하여 반자동식으로 분석하였고, 그 결과는 현재 실험에 참여하지 않은 독립적인 연구원에 의해 확인되었다. 또한 본 발명의 하기 실시예에서는 아베마시클립으로 시중에서 판매하는 아베마시클립 메실레이트(abemaciclib mesylate)를 사용하였다.BV2 microglial cells (obtained from Dr. Kyung-Ho Suk) were cultured in DMEM/high glucose (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) containing 5% fetal bovine serum (FBS, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA). , USA) medium was used and cultured in a 5% CO2 incubator. Additionally, the results obtained from all in vitro experiments were analyzed semi-automatically using Image J software, and the results were confirmed by an independent researcher who was not involved in the current experiment. Additionally, in the following examples of the present invention, abemaciclib mesylate, commercially available as abemaciclib, was used.

MTT 어세이MTT assay

세포 생존력은 3- (4,5- 디메틸티아졸 -2- 일) -2,5- 디페닐테트라졸륨 브로마이드 (MTT) 분석법을 사용하였다. BV2 미세아교세포를 96- 웰 플레이트에 분주하고 FBS의 부재 조건하에서 다양한 농도의 아베마시클립 메실레이트(0.1, 1, 5, 10, 25, 50 μM)를 24시간 동안 처리하였다. 이후 세포를 0.5 mg/ml MTT로 처리하고 37 ℃에서 3 시간 동안 5 % CO2 배양기에서 배양한 다음, 580 nm에서 흡광도를 측정하였다.Cell viability was measured using the 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT) assay. BV2 microglial cells were distributed in 96-well plates and treated with various concentrations of abemaciclib mesylate (0.1, 1, 5, 10, 25, 50 μM) in the absence of FBS for 24 hours. The cells were then treated with 0.5 mg/ml MTT and cultured in a 5% CO2 incubator at 37°C for 3 hours, and then the absorbance was measured at 580 nm.

RT-PCR(Reverse transcription-polymerase chain reaction)RT-PCR (Reverse transcription-polymerase chain reaction)

전체 RNA는 TriZol(Invitrogene)을 사용하여 세포로부터 추출하였다. 이후 총 RNA는 oligoDT (GeNetBio, Korea)가 포함된 Superscript cDNA Premix Kit II를 이용하여 cDNA로 역전사 시켰다. RT-PCR은 Prime Taq Premix (GeNetBio, 한국)로 수행하였으며, RT-PCR은 BV 미세아교세포에 대하여 다음의 프라이머들을 이용하여 수행하였다.Total RNA was extracted from cells using TriZol (Invitrogene). Afterwards, total RNA was reverse transcribed into cDNA using Superscript cDNA Premix Kit II containing oligoDT (GeNetBio, Korea). RT-PCR was performed using Prime Taq Premix (GeNetBio, Korea), and RT-PCR was performed on BV microglial cells using the following primers.

IL-1β Forward (F): 5'-AGC TGG AGA GTG TGG ATC CC-3'IL-1β Forward (F): 5'-AGC TGG AGA GTG TGG ATC CC-3'

IL-1β Reverse (R): 5'-CCT GTC TTG GCC GAG GAC TA-3'IL-1β Reverse (R): 5'-CCT GTC TTG GCC GAG GAC TA-3'

IL-6 Forward (F): 5'-CCA CTT CAC AAG TCG GAG GC-3'IL-6 Forward (F): 5'-CCA CTT CAC AAG TCG GAG GC-3'

IL-6 Rorward (R): 5'-GGA GAG CAT TGG AAA TTG GGG T-3'IL-6 Rorward (R): 5'-GGA GAG CAT TGG AAA TTG GGG T-3'

COX-2 Forward (F): 5'-GCC AGC AAA GCC TAG AGC AA-3'COX-2 Forward (F): 5'-GCC AGC AAA GCC TAG AGC AA-3'

COX-2 Rorward (R): 5'-GCC TTC TGC AGT CCA GGT TC-3'COX-2 Rorward (R): 5'-GCC TTC TGC AGT CCA GGT TC-3'

iNOS Forward (F): 5'-CCG GCA AAC CCA AGG TCT AC-3'iNOS Forward (F): 5'-CCG GCA AAC CCA AGG TCT AC-3'

iNOS Rorward (R): 5'-GCA TTT CGC TGT CTC CCC AA-3'iNOS Rorward (R): 5'-GCA TTT CGC TGT CTC CCC AA-3'

GAPDH Forward (F): 5'-CAG GAG CGA GAC CCC ACT AA-3'GAPDH Forward (F): 5'-CAG GAG CGA GAC CCC ACT AA-3'

GAPDH Rorward (R): 5'-ATC ACG CCA CAG CTT TCC AG-3'GAPDH Rorward (R): 5'-ATC ACG CCA CAG CTT TCC AG-3'

이후 RT-PCR 산물은 Eco Dye (1 : 5000, Korea)를 포함한 1.5 % 아가로즈 겔에서 전기영동에 의해 분리되었다. 전기영동된 RT-PCR은 Image J(NIH)와 Fusion (Korea)을 사용하여 이미지 분석을 수행하였다.RT-PCR products were then separated by electrophoresis on a 1.5% agarose gel containing Eco Dye (1:5000, Korea). Electrophoresed RT-PCR was subjected to image analysis using Image J (NIH) and Fusion (Korea).

실시간 PCR(Real-time PCR (Q-PCR))Real-time PCR (Q-PCR)

LPS로 유도된 전염증성 및 항염증성 사이토카인의 수준에 대하여 아베마시클립 메실레이트의 효과를 확인하기 위해, BV2 미세아교세포 및 마우스의 1차 미세아교세포를 30 분 동안 LPS (1 ㎍/ml) 또는 PBS로 처리한 후, 아베마시클립 메실레이트 (5μM) 또는 비히클 (1 % DMSO)을 5.5 시간 처리하였다. 이때, 또 다른 실험에서는 아베마시클립 메실레이트를 먼저 처리 후, LPS를 나중에 처리하였다.To determine the effect of abemaciclib mesylate on the levels of pro- and anti-inflammatory cytokines induced by LPS, BV2 microglia and mouse primary microglia were treated with LPS (1 μg/ml) for 30 min. Alternatively, after treatment with PBS, the cells were treated with abemaciclib mesylate (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 5.5 hours. At this time, in another experiment, abemaciclib mesylate was treated first, and then LPS was treated later.

이후 제조업자의 프로토콜에 따라 TRIzol (Invitrogen)을 사용하여 전체 RNA를 추출하였고, 올리고 (dT) 프라이머가 있는 Superscript cDNA Premix Kit II (GeNetBio, Korea)를 사용하여 cDNA로 역전사 시켰다. 그런 다음, Fast SYBR Green Master Mix(Thermo Fisher Scientific, CA, USA)와 QuantStudio 5 Real-Time PCR 시스템(Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA)을 사용하여 실시간 PCR을 수행하였다. 염증 매개체의 mRNA에 대한 사이클 임계값 (Ct) 값은 Gapdh에 대한 Ct 값으로 표준화하였고, 데이터를 대조군과 비교하여 배수 변화(fold change)로 정량화 하였다.Afterwards, total RNA was extracted using TRIzol (Invitrogen) according to the manufacturer's protocol, and reverse transcribed into cDNA using Superscript cDNA Premix Kit II (GeNetBio, Korea) with oligo (dT) primers. Then, real-time PCR was performed using Fast SYBR Green Master Mix (Thermo Fisher Scientific, CA, USA) and QuantStudio 5 Real-Time PCR System (Thermo Fisher Scientific, San Jose, CA, USA). Cycle threshold (Ct) values for the mRNAs of inflammatory mediators were normalized to the Ct values for Gapdh, and data were quantified as fold change compared to controls.

항체 및 억제제Antibodies and Inhibitors

웨스턴 블럿 및 면역조직화학(immunohistochemistry: IHC)의 수행을 위해 사용한 1차 항체들로는 rabbit anti-AKT (1:1000 for WB, Santa Cruz Biotechnology), rabbit anti-p-AKT (Ser473) (1:1000 for WB, Cell Signaling Technology), rabbit anti-STAT3 (Y705, 1:1000 for WB, Cell Signaling Technology)을 rabbit anti-Iba-1 (1:500 for IHC, Wako, Japan), rabbit anti-GFAP (1:500 for IHC, Neuromics, U.S.A), rabbit anti-IL-1beta (1:100 for IHC, Abcam, UK), mouse anti-IL-6 (1:100 for IHC, Santacruz Technology, U.S.A), mouse anti-AT100 (1:200, Invitrogen, U.S.A), mouse anti-AT180 (1:200, Invitrogen, U.S.A), mouse anti-Tau5 (1:200, Invitrogen, U.S.A), rabbit anti-DYRK1A (1:200, abcam, UK), mouse anti-4G8 (1:500, Biolegend, U.S.A), mouse anti-6E10 (1:500, Biolegend, U.S.A), rabbit anti-phospho-GSK-3β(Y216) (1:200, Abcam)을 사용하였다. 또한 억제제들로는 TLR4 inhibitor (TAK-242, 500 nM; Calbiochem), AKT inhibitor (MK2206, 10 mM; Selleckchem)을 사용하였다. 또한, LPS는 대장균 O111:B4 유래의 것으로 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)사에서 구입하여 사용하였다.The primary antibodies used to perform Western blot and immunohistochemistry (IHC) were rabbit anti-AKT (1:1000 for WB, Santa Cruz Biotechnology), rabbit anti-p-AKT (Ser473) (1:1000 for WB, Cell Signaling Technology), rabbit anti-STAT3 (Y705, 1:1000 for WB, Cell Signaling Technology), rabbit anti-Iba-1 (1:500 for IHC, Wako, Japan), rabbit anti-GFAP (1: 500 for IHC, Neuromics, U.S.A), rabbit anti-IL-1beta (1:100 for IHC, Abcam, UK), mouse anti-IL-6 (1:100 for IHC, Santacruz Technology, U.S.A), mouse anti-AT100 (1:200, Invitrogen, U.S.A), mouse anti-AT180 (1:200, Invitrogen, U.S.A), mouse anti-Tau5 (1:200, Invitrogen, U.S.A), rabbit anti-DYRK1A (1:200, abcam, UK ), mouse anti-4G8 (1:500, Biolegend, U.S.A), mouse anti-6E10 (1:500, Biolegend, U.S.A), rabbit anti-phospho-GSK-3β(Y216) (1:200, Abcam) did. Additionally, TLR4 inhibitor (TAK-242, 500 nM; Calbiochem) and AKT inhibitor (MK2206, 10 mM; Selleckchem) were used as inhibitors. Additionally, LPS was derived from E. coli O111:B4 and was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA).

웨스턴블롯팅Western blotting

아베마시클립 메실레이트가 AKT 신호전달에 영향을 주는지 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 아베마시클립 메실레이트(5μM) 또는 비히클(1% DMSO) 45분 동안 처리 후, LPS (1 μg/ml) 또는 PBS으로 45분 동안 처리하였다.To determine whether abemaciclib mesylate affects AKT signaling, BV2 microglia were treated with abemaciclib mesylate (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 45 min, followed by LPS (1 μg/ml). Or treated with PBS for 45 minutes.

이후 세포들을 프로테아제 및 포스파타아제 억제제를 (Roche, USA) 함유하는 RIPA 완충액을 사용하여 용해시켰다. 웨스턴 블럿은 종래 일반적인 웨스턴블롯 방법에 의해 수행하였고, 이미지는 Fusion 소프트웨어를 사용하여 분석하였다.The cells were then lysed using RIPA buffer containing protease and phosphatase inhibitors (Roche, USA). Western blot was performed using a conventional Western blot method, and images were analyzed using Fusion software.

세포질 및 핵 분획(Cytosol and nuclear fractionation)Cytosol and nuclear fractionation

아베마시클립 메실레이트가 LPS로 유도된 세포질 및 핵에서 p-STAT3의 수준에 영향을 미치는지를 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 1시간 동안 serum free media에 배양 후, 아베마시클립 메실레이트(5μM) 또는 비히클(1% DMSO)로 30분 동안 처리하고, 이후 LPS (1 μg/ml) 또는 PBS으로 5.5 시간 처리하였다. 이후 세포를 세포질 분획용 완충액(10 mM HEPES pH 8.0, 1.5 mM MgCl2, 10 mM KCl, 0.5 mM DTT, 300 mM 슈크로스, 0.1 % NP-40 및 0.5 mM PMSF)을 사용하여 용해시켰다. 용액을 첨가하고 5 분 후, 세포 용해물을 10,000rpm, 4 ℃에서 1 분간 원심 분리하여 상등액을 세포질 분획으로 분리하여 보관하였다. 펠릿은 얼음 상에서 15 분 동안 핵 분획용 완충액(10 mM HEPES pH 8.0, 20 % 글리세롤, 100 mM KCl, 100 mM NaCl, 0.2 mM EDTA, 0.5 mM DTT 및 0.5 mM PMSF)으로 용해시켰다. 이후 4 ℃에서 10,000 rpm으로 15 분간 원심분리 하였고, Western blot 분석은 anti-STAT3 (Y705), PCNA 및 β-actin 항체를 이용하였으며 Fusion 소프트웨어를 사용하여 분석하였다.To determine whether abemaciclib mesylate affects the levels of p-STAT3 in the cytoplasm and nucleus induced by LPS, BV2 microglia were cultured in serum free media for 1 hour and then incubated with abemaciclib mesylate (5 μM). ) or vehicle (1% DMSO) for 30 minutes, and then treated with LPS (1 μg/ml) or PBS for 5.5 hours. The cells were then lysed using buffer for cytoplasmic fractionation (10 mM HEPES pH 8.0, 1.5 mM MgCl2, 10 mM KCl, 0.5 mM DTT, 300 mM sucrose, 0.1 % NP-40, and 0.5 mM PMSF). 5 minutes after adding the solution, the cell lysate was centrifuged at 10,000 rpm at 4°C for 1 minute, and the supernatant was separated into a cytosolic fraction and stored. The pellet was solubilized with nuclear fractionation buffer (10 mM HEPES pH 8.0, 20% glycerol, 100 mM KCl, 100 mM NaCl, 0.2 mM EDTA, 0.5 mM DTT, and 0.5 mM PMSF) for 15 min on ice. Afterwards, it was centrifuged at 10,000 rpm at 4°C for 15 minutes, and Western blot analysis was performed using anti-STAT3 (Y705), PCNA, and β-actin antibodies and Fusion software.

마우스 일차 미세아교세포 및 성상세포의 배양Culture of mouse primary microglia and astrocytes

아베마시클립 메실레이트가 일차 아교세포에서 LPS로 유도된 염증성 사이토카인의 수준을 조절하는지를 확인하기 위해, 마우스 혼합 배양물(1 차 미세아교세포 및 1 차 성상 세포의 혼합물)을 제조하였다. 구체적으로, 출생 후 1 일령 C57BL/6 마우스의 전체 뇌를 잘게 자르고 70 μm 나일론 메쉬를 사용하여 기계적으로 파괴시켰다. 혼합된 신경 아교세포를 75 T 배양 플라스크에 분주하고 10 % FBS (100 unit/mL 페니실린 및 100 μg/mL 스트렙토마이신 포함)가 보충된 저 글루코스 DMEM 배지에서 성장시켰다. 이후 마우스의 1 차 성상세포를 수득하기 위해, 혼합된 아교세포를 250 rpm에서 밤새 진탕시켰다. 다음날, 컨디셔닝된 배지를 버리고, 나머지 세포를 트립신 -EDTA를 사용하여 분리한 후, 원심분리(1200 rpm, 30 분) 하였다. 원심 분리 후, 컨디션 배지(conditioned medium)를 제거하고, 세포 펠렛 (1차 성상세포)을 수집하여 1 차 성상세포에서 신경 염증에 대한 아베마시클립 메실레이트의 영향에 대한 분석을 수행하였다.To determine whether abemaciclib mesylate modulates the levels of LPS-induced inflammatory cytokines in primary glial cells, mixed mouse cultures (a mixture of primary microglia and primary astrocytes) were prepared. Specifically, whole brains from 1-day postnatal day-old C57BL/6 mice were minced and mechanically disrupted using a 70 μm nylon mesh. Mixed glial cells were seeded into 75 T culture flasks and grown in low-glucose DMEM medium supplemented with 10% FBS (containing 100 unit/mL penicillin and 100 μg/mL streptomycin). Then, to obtain mouse primary astrocytes, the mixed glial cells were shaken at 250 rpm overnight. The next day, the conditioned medium was discarded, and the remaining cells were separated using trypsin-EDTA and centrifuged (1200 rpm, 30 minutes). After centrifugation, the conditioned medium was removed, the cell pellet (primary astrocytes) was collected, and analysis of the effect of abemaciclib mesylate on neuroinflammation in primary astrocytes was performed.

마우스 일차 미세아교세포의 수득을 위해, 혼합된 아교 세포를 37 ℃에서 5 % CO2 인큐베이터에서 40 분 동안 온화한 트립신 처리(무혈청 DMEM에서 0.25 % 트립신의 5배 희석)를 수행하였다. 이후 상층부의 성상 세포층은 모두 버린 후, 10% FBS를 함유하는 저 글루코스 DMEM을 첨가한 다음, 남아 있는 1차 미세 아교 세포를 실험에 사용하였다. 미세아교세포 또는 성상세포를 1시간 동안 serum free media에 배양 후, 아베마시클립(5μM) 또는 비히클(1% DMSO)로 30분 동안 처리하고, 이후 LPS (200 ng/ml) 또는 PBS으로 5.5 시간 처리한 후 실시간 PCR을 수행하였다.For obtaining mouse primary microglia, mixed glial cells were subjected to mild trypsinization (5-fold dilution of 0.25% trypsin in serum-free DMEM) for 40 min in a 5% CO incubator at 37 °C. Afterwards, all of the upper astrocyte layer was discarded, low-glucose DMEM containing 10% FBS was added, and the remaining primary microglial cells were used in the experiment. Microglia or astrocytes were cultured in serum free media for 1 hour, treated with abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 30 minutes, and then treated with LPS (200 ng/ml) or PBS for 5.5 hours. After processing, real-time PCR was performed.

야생형 마우스(wild type mice)wild type mice

모든 실험은 한국 뇌연구원(IACUC-2016-0013)이 승인된 동물 실험 및 지침에 따라 수행하였다. C57BL6 / N 마우스는 OrientBio Company로부터 구입 하여 사용하였으며, 수컷 C57BL6 / N (8 주, 25-30g) 마우수는 병원균이 없는 시설에서 22 ℃의 주위 온도에서 12 시간의 명암주기 하에 사육하였다. LPS에 의한 인지기능 장애에 대한 아베미시클립의 효능을 확인하기 위해, 야생형 마우스는 7일간 매일 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO) 투여 30분 후 LPS (250 ㎍/ml, 복강투여) 또는 PBS를 투여하였고, 8일 및 9일째 Y maze와 NOR test를 수행하였다. 행동 시험을 수행하는 기간 (8일 및 9일)동안에는 행동실험 후 아베마시클립과 LPS를 투여하였다. LPS로 유도된 신경염증에 대한 아베마시클립 메실레이트의 영향을 확인하기 위해, 야생형 마우스에 아베마시클립 메실레이트(30 mg/kg, i.p.) 또는 비히클(10 % DMSO)을 매일 3일 동안 복강 내 투여하였고, 이어 연속적으로 LPS (Sigma, Escherichia coli, 10 mg / kg, ip) 또는 PBS를 6 시간 동안 투여한 후 뇌조직을 분석하였다. 또한 데이터는 Image J 소프트웨어를 사용하여 반자동 방식으로 분석되었으며, 결과는 현재 실험에 참여하지 않은 독립적인 연구원에 의해 확인되었다.All experiments were performed in accordance with the animal testing and guidelines approved by the Korea Brain Research Institute (IACUC-2016-0013). C57BL6/N mice were purchased from OrientBio Company, and male C57BL6/N (8 weeks, 25-30g) mice were raised in a pathogen-free facility at an ambient temperature of 22°C under a 12-hour light/dark cycle. To confirm the efficacy of abemiciclib on cognitive dysfunction caused by LPS, wild-type mice were administered LPS (30 mg/kg, intraperitoneal administration) or vehicle (10% DMSO) 30 minutes daily for 7 days. 250 ㎍/ml, intraperitoneal administration) or PBS was administered, and Y maze and NOR test were performed on the 8th and 9th days. During the behavioral test period (days 8 and 9), abemaciclib and LPS were administered after the behavioral test. To determine the effect of abemaciclib mesylate on LPS-induced neuroinflammation, wild-type mice were intraperitoneally administered abemaciclib mesylate (30 mg/kg, i.p.) or vehicle (10% DMSO) daily for 3 days. Then, LPS (Sigma, Escherichia coli, 10 mg/kg, ip) or PBS was continuously administered for 6 hours, and brain tissue was analyzed. Data were also analyzed in a semi-automated manner using Image J software, and the results were confirmed by an independent researcher not involved in the current experiment.

알츠하이머 유발 마우스 동물모델 제작(5x FAD mice)Production of Alzheimer's-induced mouse animal model (5x FAD mice)

F1 세대 수컷 5x FAD 마우스(stock # 34848-JAX, B6Cg-Tg APPSwFlLon, PSEN1 * M146L * L286V6799Vas/Mmjax)는 Jackson Laboratory에서 구입하여 사용하였다. 5x FAD 마우스(3 개월령)를 22℃의 주위 온도에서 하루에 12시간의 밝고 어두운 상태로 조절하면서 무균 시설에서 사육하였다. 5xFAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15일째 Y maze test를 16-17일째 NOR test를 수행 한 후 형광조직 염색 또는 골지 염색을 수행하였다. 또한, 아베마시클립의 퇴행성 뇌질환 병증 조절 효능을 현재 시판되고 있는 치매치료제인 도네페질과 비교하기 위하여, 5xFAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여), 도네페질 (1 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15일째 Y maze test를 16-17일째 NOR test를 수행하고 형광조직 염색을 수행하였다.F1 generation male 5x FAD mice (stock # 34848-JAX, B6Cg-Tg APPSwFlLon, PSEN1 * M146L * L286V6799Vas/Mmjax) were purchased from Jackson Laboratory and used. 5x FAD mice (3 months old) were housed in a germ-free facility with 12 hours of light/dark control per day at an ambient temperature of 22°C. After administering abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration) or vehicle (10% DMSO) to 5xFAD mice daily for 14 days, perform Y maze test on day 15 and NOR test on day 16-17, followed by fluorescent tissue staining or Golgi staining was performed. In addition, to compare the efficacy of abemaciclib in controlling degenerative brain disease symptoms with donepezil, a currently commercially available dementia treatment drug, abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration) and donepezil (1 mg/kg) were administered to 5xFAD mice. , intraperitoneal administration) or vehicle (10% DMSO) every day for 14 days, a Y maze test was performed on the 15th day, a NOR test was performed on the 16th and 17th days, and fluorescent tissue staining was performed.

알츠하이머 유발 마우스 동물모델 제작(PS19 mice)Production of Alzheimer's-induced mouse animal model (PS19 mice)

수컷 PS19 마우스(stock # 008169-JAX, B6;C3-Tg (Prnp-MAPT * P301S) PS19Vle/J)는 Jackson Laboratory에서 구입하여 사용하였다. PS19 마우스(6 개월령)를 22℃의 주위 온도에서 하루에 12시간의 밝고 어두운 상태로 조절하면서 무균 시설에서 사육하였다. PS19 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여 또는 60 mg/kg, 구강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15일째 Y maze test를 15-16일째 NOR test를 수행 하였다.Male PS19 mice (stock # 008169-JAX, B6;C3-Tg (Prnp-MAPT * P301S) PS19Vle/J) were purchased from Jackson Laboratory and used. PS19 mice (6 months old) were housed in a germ-free facility at an ambient temperature of 22°C with 12 hours of light/dark conditions per day. After administering abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration or 60 mg/kg, oral administration) or vehicle (10% DMSO) to PS19 mice daily for 14 days, Y maze test on day 15 and NOR test on days 15-16. was carried out.

형광조직염색(Immunofluorescence staining)Immunofluorescence staining

In vivo에서 LPS로 유도된 신경염증에 대한 아베마시클립 메실레이트의 영향을 확인하기 위해, 야생형 마우스에 아베마시클립 메실레이트(30 mg/kg, i.p.) 또는 비히클 (10 % DMSO)을 매일 3일 동안 복강 내 투여하였고, 이어 연속적으로 LPS (Sigma, Escherichia coli, 10 mg / kg, ip) 또는 PBS를 6 시간 동안 투여하였다. 그런뒤, LPS 또는 PBS를 주사한 후, 마우스를 관류시키고 4 % 파라포름알데히드(PFA) 용액으로 고정시킨 다음, 뇌 조직을 급속 냉동시키고, cryostat(35㎛ 두께)를 사용하여 절편화 하였다. 또 다른 면역조직화학 실험을 위해서는 알츠하이머 유발 마우스(5x FAD mice)에 아베마시클립 메실레이트(30 mg/kg, i.p.) 또는 비히클 (10 % DMSO)을 복강 내 매일 2주간 투여하고, 14일 후 상기와 동일한 방법으로 뇌조직을 절편화하였다.To determine the effect of abemaciclib mesylate on LPS-induced neuroinflammation in vivo, wild-type mice were treated with abemaciclib mesylate (30 mg/kg, i.p.) or vehicle (10% DMSO) daily for 3 days. was administered intraperitoneally, followed by continuous administration of LPS (Sigma, Escherichia coli, 10 mg/kg, ip) or PBS for 6 hours. Then, after injecting LPS or PBS, the mice were perfused and fixed with 4% paraformaldehyde (PFA) solution, and the brain tissue was quickly frozen and sectioned using a cryostat (35㎛ thickness). For another immunohistochemical experiment, abemaciclib mesylate (30 mg/kg, i.p.) or vehicle (10% DMSO) was intraperitoneally administered to Alzheimer's-induced mice (5x FAD mice) daily for 2 weeks, and after 14 days, Brain tissue was sectioned in the same manner as above.

이후 각 뇌의 섹션은 면역조직화학염색을 위해 처리되었는데, 뇌 절편을 PBS로 헹구고 0.2 % Triton X-100 및 1 % BSA를 함유한 PBS를 이용하여 실온에서 1 시간 동안 막투과(permeabilized) 시켰다. 그 이후, 1차 항체를 PBST (0.2 % Triton X-100 in PBS)에 희석하여 4도씨에서 24시간 반응시키고, 다음날 상기조직을 PBST로 3회 세척 후 형광 신호가 부착된 2차 항체로 상온에서 2시간 반응 시켰다. 그 이후, 뇌절편을 PBS로 3회 세척 후 슬라이드상에 올리고 형광현미경으로 관찰하였다.Each brain section was then processed for immunohistochemical staining. Brain sections were rinsed with PBS and permeabilized using PBS containing 0.2% Triton X-100 and 1% BSA for 1 hour at room temperature. Afterwards, the primary antibody was diluted in PBST (0.2% Triton The reaction was allowed for 2 hours. Afterwards, the brain slices were washed three times with PBS, placed on a slide, and observed under a fluorescence microscope.

골지 염색(Golgi staining)Golgi staining

In vivo에서 수지상극화(dendritic spinogesis)에 대한 아베마시클립 메실레이트의 영향을 확인하기 위해, FD Rapid GolgiStain Kit (FD Neurotechnologies, Ellicott City, MD, USA)를 사용하여 골지 염색을 수행하였다. 구체적으로, 비히클 또는 아베마시클립 메실레이트가 주입된 동물을 암실에서 15일 동안 용액 A 및 B에 각각 침지시키고 이후 용액 C로 옮겨 24 시간 동안 두었다. 그런 뒤 24 시간 후에 용액 C를 교체하고, 각 마우스의 뇌를 VT1000S Vibratome (Leica, Bannockburn, IL, USA)를 사용하여 150-μm 두께로 슬라이스 하였다. 수지상(Dendritic) 이미지는 Axioplan 2(Zeiss, Oberkochen, Germany)를 이용하여 명시야 현미경으로 촬영하였다. 수지상극밀도(dendritic spine density)의 측정은 브레그마(bregma)에 대하여, -1.70 mm 내지 -2.30 mm의 각 마우스 뇌의 8~10개의 절편을 사용하여 측정하였다. 모든 데이터는 Image J 소프트웨어를 사용하여 분석되었으며, 모든 실험 결과는 현재 실험에 참여하지 않은 독립적인 연구원에 의해 확인되었습니다.To determine the effect of abemaciclib mesylate on dendritic spinogesis in vivo, Golgi staining was performed using the FD Rapid GolgiStain Kit (FD Neurotechnologies, Ellicott City, MD, USA). Specifically, animals injected with vehicle or abemaciclib mesylate were immersed in solutions A and B, respectively, in a dark room for 15 days and then transferred to solution C for 24 hours. Solution C was then replaced 24 h later, and the brain of each mouse was sliced at 150-μm thickness using a VT1000S Vibratome (Leica, Bannockburn, IL, USA). Dendritic images were taken by bright field microscopy using Axioplan 2 (Zeiss, Oberkochen, Germany). Dendritic spine density was measured using 8 to 10 sections of each mouse brain measuring -1.70 mm to -2.30 mm relative to bregma. All data were analyzed using Image J software, and all experimental results were confirmed by an independent researcher not involved in the current experiment.

Y 미로 시험 (Y maze)Y maze test

정상 동물 (wild type mice) 혹은 알츠하이머 유발 동물모델 (5xFAD mice 및 PS19 mice)에 아베마시클립 메실레이트 투여 시 단기 기억력 향상 능력을 검증하기 위해, 각 팔의 길이가 42cm, 너비가 3cm, 높이가 12cm이고, 세 팔의 각도가 120도로 이루어진 Y 모양의 maze의 한 쪽 팔 끝에 동물을 위치하게 하고, 5분간 방문한 팔을 기록 하였다. 그 후에 Percent alteration= (alteration 횟수 / triads 횟수) x 100을 구하여 단기기억력의 척도로 사용하였다.To verify the ability to improve short-term memory when administering abemaciclib mesylate to normal animals (wild type mice) or Alzheimer's disease-induced animal models (5xFAD mice and PS19 mice), each arm was 42 cm long, 3 cm wide, and 12 cm high. The animal was placed at the end of one arm of a Y-shaped maze with three arms at an angle of 120 degrees, and the arms visited for 5 minutes were recorded. Afterwards, Percent alteration = (number of alterations / number of triads) x 100 was calculated and used as a measure of short-term memory.

alteration: 세 개의 서로 다른 팔에 차례로 들어간 경우에 1점 부여함alteration: 1 point is awarded if it enters three different arms one after another.

triads: 전체 방문 횟수-2triads: total visits - 2

신규 물질 탐색 시험 (Novel object recognition test)Novel object recognition test

정상 동물 (wild type mice) 혹은 알츠하이머 유발 동물모델 (5xFAD mice 및 PS19 mice)에 아베마시클립 메실레이트 투여 시 장기 기억력 향상 능력을 검증하기 위해, 42 x 42x 25cm 크기의 상자에서 모양과 크기가 동일한 두 개의 물체를 구석에 위치시킨 후 동물을 상자 가운데서 출발시키고, 동물이 물체에 관심을 보이는 시간을 5분간 기록 하였다. 24시간 후 두 물체 중 하나를 새로운 것으로 교체한 후 기존 물체와 새로운 물체로 접근한 시간을 각각 측정하고, 새로운 물체에 대한 선호도를 분석하여 장기 기억 분석 지표로 사용하였다.To verify the ability to improve long-term memory when administering abemaciclib mesylate to normal animals (wild type mice) or Alzheimer's-induced animal models (5xFAD mice and PS19 mice), two cells of the same shape and size were placed in a box measuring 42 x 42 x 25 cm. After placing the dog's object in a corner, the animal was started from the center of the box, and the time the animal showed interest in the object was recorded for 5 minutes. After 24 hours, one of the two objects was replaced with a new one, and the time taken to approach the old and new objects was measured, and the preference for the new object was analyzed and used as an index for long-term memory analysis.

통계처리Statistical processing

Graphpad Prism 6 소프트웨어를 사용하여 양측 T- 검정 또는 ANOVA를 사용하여 모든 데이터를 분석하였다. post-hoc 분석은 Tukey의 Multiple Comparison 테스트로 수행하였고 유의성은 p <0.05로 설정하였다. 데이터는 평균 ± S.E.M로 나타내었다(* p <0.05, ** p <0.01, *** p <0.001).All data were analyzed using two-tailed T-test or ANOVA using Graphpad Prism 6 software. Post-hoc analysis was performed with Tukey's Multiple Comparison test, and significance was set at p <0.05. Data are presented as mean ± S.E.M (* p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001).

<실시예 1><Example 1>

아베마시클립의 BV2 미세아교세포에 대한 세포독성 여부 및 전염증성 사이토카인의 수준감소 분석Analysis of cytotoxicity of abemaciclib on BV2 microglial cells and reduction of pro-inflammatory cytokine levels

본 발명자들은 아베마시클립이 BV2 미세아교세포에 대한 세포 독성이 있는지 확인하기 위해, BV2 미세아교세포에 아베마시클립을 농도별(0.1, 1, 5, 10, 25, 50uM)로 처리한 후, MTT 분석을 수행하였다.To confirm whether abemaciclib is cytotoxic to BV2 microglial cells, the present inventors treated BV2 microglial cells with abemaciclib at various concentrations (0.1, 1, 5, 10, 25, 50uM), MTT analysis was performed.

분석 결과, 도 1A 및 1B에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립은 BV2 미세아교세포에 대해 세포 독성을 유발하지 않는 것으로 나타났다.As a result of the analysis, as shown in Figures 1A and 1B, abemaciclib did not appear to cause cytotoxicity to BV2 microglial cells.

또한, 본 발명자들은 아베마시클립이 LPS로 유도되는 전염증성 사이토카인들의 발현수준에 영향을 주는지 확인하기 위해, BV2 미세아교 세포에 아베마시클립 (5 μM) 또는 비히클 (1 % DMSO)을 30분 동안 전처리하고, LPS(1㎍/ ml) 또는 PBS로 5.5 시간 동안 처리한 다음, 염증성 사이토카인들의 mRNA 수준을 분석하였다. 이때, 또 다른 실험으로 BV2 미세아교 세포에 LPS(1㎍/ ml) 또는 PBS를 30분 동안 전처리하고, 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클(1 % DMSO)을 5.5 시간 동안 처리한 다음, 염증성 사이토카인인 IL-6, IL-1beta, iNOS, 및 COX-2 의 mRNA 수준을 분석하였다.Additionally, to determine whether abemaciclib affects the expression levels of pro-inflammatory cytokines induced by LPS, the present inventors administered abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) to BV2 microglial cells for 30 minutes. After pretreatment for 5.5 hours and treatment with LPS (1 μg/ml) or PBS for 5.5 hours, the mRNA levels of inflammatory cytokines were analyzed. At this time, in another experiment, BV2 microglial cells were pretreated with LPS (1 μg/ml) or PBS for 30 minutes, treated with abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 5.5 hours, and then treated with inflammatory cells. The mRNA levels of the cytokines IL-6, IL-1beta, iNOS, and COX-2 were analyzed.

그 결과, 도 1C~1G에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립을 전처리 후 LPS로 염증을 유도한 경우, 염증성 사이토카인 IL-6, IL-1beta, iNOS, COX-2의 생성을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났고, LPS로 염증을 유도 후 아베마시클립을 처리한 경우, 염증성 사이토카인 IL-6, IL-1beta, iNOS, COX-2들의 생성이 효과적으로 억제되는 것으로 나타났다 (도 1H-1L).As a result, as shown in Figures 1C to 1G, when inflammation was induced with LPS after pretreatment with abemaciclib, the production of inflammatory cytokines IL-6, IL-1beta, iNOS, and COX-2 was shown to be effectively suppressed. When inflammation was induced with LPS and then treated with abemaciclib, the production of inflammatory cytokines IL-6, IL-1beta, iNOS, and COX-2 was found to be effectively suppressed (Figures 1H-1L).

따라서 이러한 결과는 아베마시클립이 염증반응이 유발되기 전과 후 모두 작용하여 전염증성 사이토카인의 생성을 억제시킬 수 있음을 의미한다. 또한, 본 발명자들은 아베마시클립이 항-염증 반응에도 영향을 주는지 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 30분 동안 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클 (1 % DMSO)을 전처리하고, 이후 LPS(1μg/mL) 또는 PBS로 5.5시간 동안 처리한 후, IL-4, IL-10 및 MRC-1의 mRNA 수준을 측정하였다.Therefore, these results mean that abemaciclib can inhibit the production of pro-inflammatory cytokines by acting both before and after the inflammatory response is induced. Additionally, to determine whether abemaciclib also affects the anti-inflammatory response, the present inventors pretreated BV2 microglial cells with abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 30 minutes, and then incubated with LPS ( After treatment with 1 μg/mL) or PBS for 5.5 hours, the mRNA levels of IL-4, IL-10, and MRC-1 were measured.

또한 이때, BV2 미세아교세포를 30분 동안 LPS(1μg/mL) 또는 PBS로 전처리한 후, 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클(1 % DMSO)을 5.5시간 동안 처리한 군에 대해서도 IL-4, IL-10 및 MRC-1의 mRNA 수준을 측정하였다.Also, in the group where BV2 microglial cells were pretreated with LPS (1 μg/mL) or PBS for 30 minutes and then treated with abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 5.5 hours, IL-4 , the mRNA levels of IL-10 and MRC-1 were measured.

그 결과, 도 1M~1R에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립은 LPS가 처리된 BV2 미세아교세포에서 IL-4, IL-10 및 MRC-1 mRNA 수준을 유의하게 증가시키는 것으로 나타났으며, 또한, 아베마시클립을 먼저 전처리하고, 이후 LPS를 처리한 경우에서도 동일하게 항염증 인자들인 IL-4, IL-10 및 MRC-1의 mRNA 수준이 유의하게 증가되는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 1M to 1R, abemaciclib was found to significantly increase IL-4, IL-10, and MRC-1 mRNA levels in LPS-treated BV2 microglial cells. Even when pretreated with abemaciclib first and then treated with LPS, the mRNA levels of anti-inflammatory factors IL-4, IL-10, and MRC-1 were found to be significantly increased.

따라서 본 발명자들은 이러한 결과들을 통해, 아베마시클립이 LPS로 유도된 전염증성 사이토카인들의 발현 및 생성을 효과적으로 억제할 수 있을 뿐만 아니라 동시에 항염증성 사이토카인의 발현 및 생성을 촉진시키는 활성이 있어, 과도한 염증반응으로 유발될 수 있는 뇌염증으로 인한 뇌염증 관련 질환 및 퇴행성뇌질환을 예방, 개선 또는 치료할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, through these results, the present inventors demonstrated that abemaciclib can not only effectively suppress the expression and production of pro-inflammatory cytokines induced by LPS, but also has the activity of promoting the expression and production of anti-inflammatory cytokines, thereby reducing excessive It was found that brain inflammation-related diseases and degenerative brain diseases caused by brain inflammation that can be caused by inflammatory reactions can be prevented, improved, or treated.

<실시예 2><Example 2>

아베마시클립의 TLR4/AKT/STAT3 신호전달에 미치는 영향 분석Analysis of the impact of abemaciclib on TLR4/AKT/STAT3 signaling

아베마시클립이 어떠한 신호전달체계를 통해 LPS-유도 염증반응을 조절할 수 있는지를 확인하기 위해, TLR4 신호전달에 대한 아베마시클립의 영향을 분석하였다. 이를 위해 먼저 BV2 미세아교세포를 배양 후, 1시간 동안 starvation으로 유지시킨 후, TAK-242(TLR4 억제제, 500 nM) 또는 비히클 (1 % DMSO)로 30분 동안 처리하고 이후 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클(1% DMSO)을 30분 동안 처리 후, LPS(1μg/ml) 또는 PBS로 5시간 동안 처리하였다. 이후 각 실험군에 대한 염증성 사이토카인의 수준을 RT-PCR을 통해 분석하였다.To determine whether abemaciclib can regulate LPS-induced inflammatory response through any signaling system, the effect of abemaciclib on TLR4 signaling was analyzed. For this purpose, BV2 microglial cells were first cultured, maintained in starvation for 1 hour, then treated with TAK-242 (TLR4 inhibitor, 500 nM) or vehicle (1% DMSO) for 30 minutes, and then abemaciclib (5 μM). ) or vehicle (1% DMSO) for 30 minutes, and then treated with LPS (1 μg/ml) or PBS for 5 hours. Afterwards, the levels of inflammatory cytokines for each experimental group were analyzed through RT-PCR.

그 결과, 아베마시클립을 처리한 군들은 LPS로 유도되는 염증성 사이토카인인 IL-6, IL-1β, iNOS 및 COX-2의 mRNA 수준을 유의하게 감소시켰고, 특히 TAK-242 및 아베마시클립을 병용처리한 군에서 LPS로 유도되는 전염증성 사이토카인 iNOS mRNA 수준이 유의적으로 변화가 없는 것으로 나타났다(도 2A~2E 참조). 따라서 아베마시클립은 LPS에 의한 염증반응의 최종산물인 iNOS의 발현이 TLR4 신호전달경로에 의존하여 억제한다는 것을 알 수 있었다.As a result, the group treated with abemaciclib significantly reduced the mRNA levels of IL-6, IL-1β, iNOS, and COX-2, which are LPS-induced inflammatory cytokines, especially TAK-242 and abemaciclib. In the combination treatment group, the level of LPS-induced pro-inflammatory cytokine iNOS mRNA was found to be not significantly changed (see Figures 2A-2E). Therefore, it was found that abemaciclib inhibits the expression of iNOS, the final product of the inflammatory response caused by LPS, depending on the TLR4 signaling pathway.

또한 본 발명자들은 아베마시클립이 LPS 매개의 염증반응 억제에 관여하는 세포 내 신호 전달경로를 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 배양 후, 1시간 동안 starvation을 유지한 후, 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클(1% DMSO)을 45분 동안 처리한 후, LPS(1μg/ml) 또는 PBS로 45분 동안 처리한 다음, AKT 및 p-AKT(인산화됨)의 정도를 웨스턴 블럿을 통해 분석하였다.In addition, in order to confirm the intracellular signaling pathway through which abemaciclib is involved in suppressing LPS-mediated inflammatory response, the present inventors cultured BV2 microglial cells, maintained starvation for 1 hour, and then added abemaciclib (5 μM). ) or vehicle (1% DMSO) for 45 minutes, followed by treatment with LPS (1 μg/ml) or PBS for 45 minutes, and then the levels of AKT and p-AKT (phosphorylated) were analyzed by Western blot. .

그 결과, 아베마시클립이 처리된 BV2 미세아교 세포에서는 LPS에 의해 유도되는 p-AKT의 수준을 유의하게 감소시키는 것으로 나타났고, 반면 AKT 단백질의 총 발현수준에는 영향을 주지 않는 것으로 나타났다(도 2F~2H 참조).As a result, abemaciclib was found to significantly reduce the level of p-AKT induced by LPS in treated BV2 microglial cells, while having no effect on the total expression level of AKT protein (Figure 2F see ~2H).

다음으로, 아베마시클립이 AKT 의존적으로 LPS-매개의 전염증성 사이토카인의 수준을 억제하는지 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 MK2206(AKT 억제제, 10uM) 또는 비히클 (1 % DMSO)로 30 분 동안 처리한 다음, 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클 (1% DMSO)을 30분 동안 처리하고 이후 LPS (1μg/ml) 또는 PBS를 5시간 동안 처리하였다.Next, to determine whether abemaciclib suppresses the levels of LPS-mediated proinflammatory cytokines in an AKT-dependent manner, BV2 microglia were incubated with MK2206 (AKT inhibitor, 10 uM) or vehicle (1% DMSO) for 30 min. After treatment, abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) was treated for 30 minutes, followed by LPS (1 μg/ml) or PBS for 5 hours.

이후 전염증성 사이토카인의 수준을 분석한 결과, MK2206, 아베마시클립 및 LPS를 모두 처리한 군이 다른 군에 비해 LPS로 유도되는 iNOS, IL-1beta 및 COX-2의 mRNA 수준이 유의성 있게 변화하지 않음을 확인하였다(도 2I~2M 참조). 이러한 결과는 LPS로 유도된 전염증성 사이토카인의 iNOS, IL-1beta 및 COX-2가 AKT 신호전달을 아베마시클립이 억제하여 뇌염증을 억제시킬 수 있음을 의미한다.After analyzing the levels of pro-inflammatory cytokines, the group treated with MK2206, abemaciclib, and LPS showed no significant change in the mRNA levels of iNOS, IL-1beta, and COX-2 induced by LPS compared to the other groups. It was confirmed that this was not the case (see Figures 2I-2M). These results mean that abemaciclib can inhibit brain inflammation by inhibiting AKT signaling of LPS-induced pro-inflammatory cytokines iNOS, IL-1beta, and COX-2.

또한, 아베마시클립이 세포질 및 핵에서의 p-STAT3 수준을 조절할 수 있는지를 확인하기 위해, BV2 미세아교세포를 아베마시클립(5 μM) 또는 비히클(1% DMSO)로 30분 동안 처리하고 LPS로 5.5 시간 동안 처리 후, 각 실험군으로부터 세포 용해물을 수득하고, 다시 세포질과 핵 분획물로 분획화한 다음, 웨스턴 블럿을 통해 p-STAT3의 수준을 분석하였다.Additionally, to determine whether abemaciclib can regulate p-STAT3 levels in the cytoplasm and nucleus, BV2 microglia were treated with abemaciclib (5 μM) or vehicle (1% DMSO) for 30 min and incubated with LPS. After treatment for 5.5 hours, cell lysates were obtained from each experimental group, fractionated into cytoplasmic and nuclear fractions, and then analyzed for the level of p-STAT3 through Western blot.

그 결과, 도 2N~2Q에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립에 의해 핵에서의 p-STAT3 수준이 유의하게 감소되는 것으로 나타났고, 반면 세포질(cytosol)에서의 p-STAT3 수준에는 변화가 거의 없는 것으로 나타났다. 따라서 본 발명의 아베마시클립은 핵에서의 p-STAT3 수준을 억제하여 궁극적으로 STAT3의 활성화를 억제할 수 있음을 의미하는데, 이는 STAT3의 인산화(p-STAT3)는 핵 내에서 염증반응과 관련된 인자들의 발현을 유도하는 역할을 하는 것으로 알려져 있어, p-STAT3 수준 억제는 염증인자들의 발현을 저해시킬 수 있으므로 궁극적으로 과도한 염증반응을 억제할 수 있음을 의미한다.As a result, as shown in Figures 2N to 2Q, the level of p-STAT3 in the nucleus was found to be significantly reduced by abemaciclib, while there was little change in the level of p-STAT3 in the cytosol. appear. Therefore, the abemaciclib of the present invention inhibits the level of p-STAT3 in the nucleus, which means that it can ultimately inhibit the activation of STAT3, which means that phosphorylation of STAT3 (p-STAT3) is a factor related to inflammatory response in the nucleus. It is known to play a role in inducing the expression of p-STAT3, which means that suppressing p-STAT3 levels can inhibit the expression of inflammatory factors and ultimately suppress excessive inflammatory responses.

<실시예 3><Example 3>

미세아교세포 및 성상세포에서 아베마시클립 처리에 따른 LPS에 의한 전염증성 사이토카인의 억제효과 분석Analysis of the inhibitory effect of LPS on pro-inflammatory cytokines following abemaciclib treatment in microglia and astrocytes

미세아교세포에서 아베마시클립이 LPS-유도된 신경염증과 관련성이 있는지를 분석하기 위해, 저혈당(low glucose) 조건 하에서 일차 미세아교세포를 배양 후, 일차 미세아교세포를 아베마시클립 (5μM) 또는 비히클 (1 % DMSO)로 30분 동안 전처리하고, LPS (200 ng/ml) 또는 PBS로 5.5시간 동안 처리한 다음, 실시간 PCR을 수행하여 전염증성 사이토카인의 수준을 측정하였다.To analyze whether abemaciclib is related to LPS-induced neuroinflammation in microglial cells, primary microglial cells were cultured under low glucose conditions, and primary microglial cells were treated with abemaciclib (5 μM) or After pretreatment with vehicle (1% DMSO) for 30 minutes and treatment with LPS (200 ng/ml) or PBS for 5.5 hours, real-time PCR was performed to measure the levels of pro-inflammatory cytokines.

그 결과, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립이 처리된 일차 미세아교세포에서 LPS로 유도된 전 염증성 사이토카인들의 수준이 매우 유의적으로 감소되는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 3A, the levels of LPS-induced pro-inflammatory cytokines were significantly reduced in primary microglial cells treated with abemaciclib.

또한 본 발명자들은 동일한 약물 처리 조건에서 아베마시클립이 일차 성상세포에서도 LPS에 의한 신경염증 반응을 조절할 수 있는지를 확인하였는데, 그 결과, 아베마시클립이 처리된 일차 성상세포에서도 유의적으로 LPS 매개의 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6, TNF-a 및 iNOS의 mRNA 수준이 감소되는 것으로 나타났다(도 3B).In addition, the present inventors confirmed whether abemaciclib can regulate the neuroinflammatory response caused by LPS in primary astrocytes under the same drug treatment conditions. As a result, the LPS-mediated effect was significantly observed in primary astrocytes treated with abemaciclib. The mRNA levels of inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6, TNF-a, and iNOS were found to be decreased (Figure 3B).

이러한 결과는 아베마시클립이 미세아교세포 및 성상세포 모두에서 LPS에 의한 신경염증 반응을 효과적으로 억제할 수 있음을 의미한다.These results mean that abemaciclib can effectively inhibit the neuroinflammatory response caused by LPS in both microglia and astrocytes.

<실시예 4><Example 4>

야생형 마우스에서 LPS로 유도되는 인지기능 저하에 대한 아베마시클립의 영향 분석Analysis of the effect of abemaciclib on LPS-induced cognitive decline in wild-type mice

아베마시클립이 야생형 마우스에서 반복적인 염증자극으로 유발되는 기억기능 저하를 향상시키는지 확인하기 위해, 야생형 마우스에 7일간 매일 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO) 투여하고 30분 후, LPS (250 ㎍/ml, 복강투여) 또는 PBS를 투여하였으며, 8일 째 Y maze와 NOR 훈련을 시켰고 9일째 NOR 테스트를 수행하였다. 행동 시험을 수행하는 기간 (8일 및 9일)동안에는 행동실험 후 아베마시클립과 LPS를 투여하였다.To determine whether abemaciclib improves the decline in memory function caused by repetitive inflammatory stimulation in wild-type mice, wild-type mice were administered abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration) or vehicle (10% DMSO) daily for 7 days. ) 30 minutes after administration, LPS (250 ㎍/ml, intraperitoneal administration) or PBS was administered. On the 8th day, Y maze and NOR training were performed, and on the 9th day, the NOR test was performed. During the behavioral test period (days 8 and 9), abemaciclib and LPS were administered after the behavioral test.

그 결과, 도 4A-4B에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립의 처리는 LPS에 의해 유발된 기억력이 결핍된 마우스의 공간 기억력(Y maze 수행으로 분석) 및 인식 메모리(NOR 테스트 수행으로 분석)를 향상시키는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 4A-4B, treatment with abemaciclib improved spatial memory (analyzed by Y maze performance) and recognition memory (analyzed by NOR test performance) in LPS-induced memory-deficient mice. It appeared that it did.

<실시예 5><Example 5>

야생형 마우스에서 LPS로 유도되는 미세아교세포/성상세포의 활성화 및 전염증성 사이토카인 수준에 대한 아베마시클립의 영향 분석Analysis of the effects of abemaciclib on LPS-induced microglial/astrocyte activation and pro-inflammatory cytokine levels in wild-type mice.

In vivo에서도 아베마시클립이 LPS로 유도되는 신경염증을 조절할 수 있는지를 분석하였다. 이를 위해, 야생형 마우스(정상 마우스)에 아베마시클립 (30 mg /kg, ip) 또는 비히클 (10% DMSO)을 3일 동안 매일 주사하고, LPS (10 mg/kg, ip) 또는 PBS를 6시간 동안 처리하였다. 이후 상기 마우스로부터 피질(cortex) 및 해마(hippocampus)를 각각 분리한 후, 항-Iba-1, 항-GFAP 항체 및 항-IL-1β 항체를 이용하여 면역조직화학 염색을 수행하였다.We also analyzed in vivo whether abemaciclib could control LPS-induced neuroinflammation. For this purpose, wild-type mice (normal mice) were injected daily with abemaciclib (30 mg/kg, i.p.) or vehicle (10% DMSO) for 3 days, and LPS (10 mg/kg, i.p.) or PBS for 6 h. processed for a while. Afterwards, the cortex and hippocampus were each isolated from the mouse, and immunohistochemical staining was performed using anti-Iba-1, anti-GFAP antibodies, and anti-IL-1β antibodies.

그 결과, 도 5A, 5C에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립 처리군에서는 피질(cortex)에서 LPS로 유도된 Iba-1이 유의하게 감소되는 것으로 나타났고, 반면, 해마(hippocampus)에서는 아베마시클립의 처리에 따른 Iba-1 감소가 피질에서보다는 미비한 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 아베마시클립이 미세아교세포의 세포 활성화를 억제할 수 있음을 알 수 있었다.As a result, as shown in Figures 5A and 5C, in the abemaciclib treatment group, LPS-induced Iba-1 was found to be significantly reduced in the cortex, while in the hippocampus, the level of abemaciclib was significantly reduced. The decrease in Iba-1 following treatment appeared to be more subtle than in the cortex. Therefore, through these results, the present inventors were able to see that abemaciclib can inhibit cell activation of microglial cells.

또한, 아베마시클립이 LPS로 유도되는 성상세포의 활성화를 억제할 수 있는지 확인하였는데, 그 결과, 도 5B~5C에 나타낸 바와 같이, 피질(cortex)에서는 LPS로 유도된 성성세포의 활성화 표지자인 GFAP이 유의하게 감소되는 것으로 나타났고, 반면, 해마(hippocampus) 에서는 GFAP의 감소가 피질에서보다는 미비한 것으로 나타났다.In addition, it was confirmed whether abemaciclib could inhibit the activation of astrocytes induced by LPS. As a result, as shown in Figures 5B to 5C, GFAP, a marker of astrocyte activation induced by LPS, was detected in the cortex. was found to be significantly decreased, while the decrease in GFAP in the hippocampus was found to be less significant than in the cortex.

또한, 아베마시클립이 LPS로 유도되는 전 염증성 사이토카인의 수준에 영향을 주는지 확인한 결과, 도 6A, 6C에 나타낸 바와 같이, 피질(cortex) 및 해마 CA1 region (hippocampus) 에서 아베마시클립 처리에 의해 LPS로 유도된 IL-1β가 유의적으로 감소된 것으로 나타났으며, 도 6B, 6C에 나타낸 바와 같이, 야생형 마우스의 피질(cortex)에서 LPS로 유도된 IL-6도 유의적으로 감소된 것을 확인할 수 있었다.In addition, as a result of confirming whether abemaciclib affects the level of pro-inflammatory cytokines induced by LPS, as shown in Figures 6A and 6C, abemaciclib treatment in the cortex and hippocampus CA1 region (hippocampus) LPS-induced IL-1β was found to be significantly reduced, and as shown in Figures 6B and 6C, LPS-induced IL-6 was also significantly reduced in the cortex of wild-type mice. I was able to.

그러므로 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 아베마시클립이 정상 신경세포에서도 LPS에 의한 미세아교세포 및 성상세포의 활성화를 억제할 수 있고, 전염증성 사이토카인의 생성 및 발현을 억제할 수 있어, LPS에 의한 뇌신경세포의 염증 유발은 사전에 예방할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, through these results, the present inventors demonstrated that abemaciclib can suppress the activation of microglia and astrocytes by LPS even in normal nerve cells, and can suppress the production and expression of pro-inflammatory cytokines, It was found that inflammation of brain nerve cells can be prevented in advance.

<실시예 6><Example 6>

퇴행성 뇌질환 유발 마우스에서 아밀로이드 베타에 의해 유도되는 미세아교세포/성상세포의 활성화 및 전염증성 사이토카인 수준에 대한 아베마시클립의 영향 분석Analysis of the effect of abemaciclib on the activation of microglia/astrocytes and pro-inflammatory cytokine levels induced by amyloid beta in mice with degenerative brain disease.

상기 실시예 5를 통해 정상 마우스의 뇌 신경세포에서 아베마시클립이 뇌염증을 억제할 수 있는 활성이 있음을 확인함에 따라, 본 발명자들은 퇴행성 뇌질환 중 하나인 알츠하이머 질환을 유발시킨 마우스(5x FAD mice)를 대상으로, 아베마시클립의 처리가 뇌염증 억제 활성이 있는지를 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 이를 위해 알츠하이머 유발 5x FAD 마우스를 대상으로 아베마시클립(30 mg /kg, ip) 또는 비히클 (10 % DMSO)을 매일 2주 동안 복강 내 투여 후, 상기 실시예 5와 동일한 방법으로 면역조직화학 염색법을 수행하였다.As it was confirmed through Example 5 that abemaciclib has the activity of suppressing brain inflammation in the brain neurons of normal mice, the present inventors developed mice (5x FAD) induced with Alzheimer's disease, one of the degenerative brain diseases. An experiment was performed on mice) to determine whether treatment with abemaciclib had an inhibitory activity on brain inflammation. For this purpose, abemaciclib (30 mg/kg, ip) or vehicle (10% DMSO) was intraperitoneally administered to Alzheimer's-induced 5x FAD mice daily for 2 weeks, followed by immunohistochemical staining in the same manner as in Example 5. was carried out.

그 결과, 도 7A, 7D에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립 처리군에서는 피질(cortex) 및 해마(hippocampus)에서 미세아세포 활성의 지표자인 Iba-1이 유의하게 감소되는 것으로 나타났고, 도 7B, 7D에 나타낸 바와 같이, 피질(cortex)에서는 아베마시클립 처리군이 대조군에 비해 성성세포의 활성화 표지자인 GFAP이 유의하게 감소되는 것으로 나타났으며, 반면, 해마(hippocampus) 에서는 GFAP의 감소가 피질에서보다는 미비한 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 7A and 7D, Iba-1, an indicator of microglial activity, was found to be significantly reduced in the cortex and hippocampus in the abemaciclib treatment group, Figures 7B and 7D As shown, in the cortex, the abemaciclib-treated group showed a significant decrease in GFAP, a marker of astrocyte activation, compared to the control group, while in the hippocampus, the decrease in GFAP was greater than in the cortex. It was found to be insufficient.

또한, 도 7C, 7D에 나타낸 바와 같이, 피질(cortex) 에서 아베마시클립 처리군이 대조군에 비해 염증성 사이토카인인 IL-1β가 유의적으로 감소된 것으로 나타났다.Additionally, as shown in Figures 7C and 7D, IL-1β, an inflammatory cytokine, was found to be significantly reduced in the cortex of the abemaciclib-treated group compared to the control group.

그러므로 아베마시클립이 퇴행성 뇌질환이 유발된 뇌의 신경세포에서 미세아교세포 및 성상세포의 활성화를 억제할 수 있고, 전염증성 사이토카인의 생성 및 발현을 억제할 수 있어, 퇴행성 뇌질환에 대한 새로운 치료제로 사용 가능함을 알 수 있었다.Therefore, abemaciclib can suppress the activation of microglia and astrocytes in the neurons of the brain caused by degenerative brain disease, and can suppress the production and expression of pro-inflammatory cytokines, making it a new treatment for degenerative brain disease. It was found that it could be used as a treatment.

<실시예 7><Example 7>

아베마시클립에 의한 퇴행성 뇌질환 유발 마우스의 뇌조직에서 인지기능 및 수상돌기가지 밀도(dendritic spine density) 증가현상 분석Analysis of increase in cognitive function and dendritic spine density in brain tissue of mice induced with degenerative brain disease caused by abemaciclib

아베마시클립이 수상돌기가지(dendritic spine)의 형성과 학습 및 기억력 증진에 영향을 주는지를 확인하기 위해, 알츠하이머 유발 마우스에 아베마시클립 (30 mg /kg, ip) 또는 비히클 (10 % DMSO)을 복강 내 투여시키고, 15일째에 Y maze실험을 수행하였고, 16일째에 NOR 훈련을 수행하였으며, 17일째에 NOR 테스트를 수행하였다. 또한, 상기 마우스의 피질 및 해마 뉴런에 대해 수상돌기가지의 수를 측정하였다.To determine whether abemaciclib affects the formation of dendritic spines and the promotion of learning and memory, abemaciclib (30 mg/kg, ip) or vehicle (10% DMSO) was administered to Alzheimer's-induced mice. After intraperitoneal administration, the Y maze experiment was performed on the 15th day, NOR training was performed on the 16th day, and the NOR test was performed on the 17th day. Additionally, the number of dendritic branches was measured for the cortical and hippocampal neurons of the mice.

그 결과, 도 8A, 8B에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립의 처리는 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 단기기억 및 장기기억력을 향상시키는 것으로 나타났고, 도 8C~8E에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립 처리군이 대조군에 비해 대뇌피질 및 해마 조직 AO 영역에서 수상돌기가지 수가 증가되어 있는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 골지 염색 사진 결과에서도 확인할 수 있었다.As a result, as shown in Figures 8A and 8B, treatment with abemaciclib was found to improve short-term memory and long-term memory in mice suffering from degenerative brain disease, and as shown in Figures 8C to 8E, abemaciclib treatment The treatment group was found to have an increased number of dendritic branches in the AO area of the cerebral cortex and hippocampus tissue compared to the control group. These results were also confirmed in the Golgi staining photographic results.

따라서 본 발명의 아베마시클립은 퇴행성 뇌질환이 유발된 뇌조직에서 수상돌기가지의 수를 증가시킬 수 있으며, 퇴행성 뇌질환으로 인한 감소된 인지력 및 기억력이 증진되는 것으로 나타나, 아베마시클립을 퇴행성 뇌질환의 치료제로서 사용 가능하다는 것을 알 수 있었다.Therefore, abemaciclib of the present invention can increase the number of dendrite branches in brain tissue caused by degenerative brain disease, and it has been shown to improve reduced cognitive ability and memory due to degenerative brain disease, and abemaciclib can be used to treat degenerative brain disease. It was found that it could be used as a treatment for diseases.

<실시예 8><Example 8>

아베마시클립의 타우 인산화 억제 활성 분석Analysis of tau phosphorylation inhibition activity of abemaciclib

타우 인산화에 대한 아베마시클립의 영향을 확인하기 위해, 알츠하이머병이 유발된 3 개월령 5x FAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg / kg, ip) 또는 비히클 (10% DMSO)을 매일 2주 동안 투여한 후, 인산화된 타우 단백질을 검출할 수 있는 항 -AT100 항체, 항 -AT180 항체 및 항 Tau-5 항체를 이용하여 면역조직화학을 수행하였다.To determine the effect of abemaciclib on tau phosphorylation, 3-month-old 5x FAD mice with Alzheimer's disease were administered abemaciclib (30 mg/kg, ip) or vehicle (10% DMSO) daily for 2 weeks. Afterwards, immunohistochemistry was performed using anti-AT100 antibody, anti-AT180 antibody, and anti-Tau-5 antibody that can detect phosphorylated tau protein.

그 결과, 아베마시클립이 주입된 퇴행성 뇌질환(알츠하이머병)이 유발된 5x FAD 마우스의 대뇌피질에서는 아베마시클립을 주입하지 않은 대조군에 비해 인산화된 타우 단백질인 AT100이 유의미하게 감소되는 것으로 나타났고, 5x FAD 마우스의 대뇌피질 및 해마에서 아베마시클립을 주입하지 않은 대조군에 비해서도 AT180 및 Tau-5의 수준이 모두 유의미하게 감소한 것으로 나타났다(도 9A~9D 참조).As a result, AT100, a phosphorylated tau protein, was found to be significantly reduced in the cerebral cortex of 5x FAD mice with degenerative brain disease (Alzheimer's disease) injected with abemaciclib compared to the control group that was not injected with abemaciclib. , the levels of both AT180 and Tau-5 were found to be significantly reduced in the cerebral cortex and hippocampus of 5x FAD mice compared to the control group not injected with abemaciclib (see Figures 9A-9D).

따라서 이러한 결과를 아베마시클립은 퇴행성 뇌질환의 원인으로 알려진 타우 인산화를 효과적으로 억제하여 알츠하이머병과 같은 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료할 수 있음을 알 수 있었다.Therefore, these results showed that abemaciclib can prevent or treat degenerative brain diseases such as Alzheimer's disease by effectively inhibiting tau phosphorylation, which is known to be the cause of degenerative brain diseases.

<실시예 9><Example 9>

퇴행성 뇌질환 마우스에서 아베마시클립에 의한 Aβ 플라크 감소효과 분석Analysis of Aβ plaque reduction effect by abemaciclib in mice with degenerative brain disease

아베마시클립이 아밀로이드 플라크(Aβ)의 병리기전에 영향을 미치는지 분석하기 위해, 3 개월된 알츠하이머병 유발 마우스인 5x FAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg / kg, ip) 또는 비히클 (10 % DMSO)을 매일 2주 동안 주사하였고, 이후 상기 마우스로부터 피질 및 해마 조직을 각각 분리한 후, 아밀로이드 플라크(Aβ)의 수준 변화를 측정하였다.To analyze whether abemaciclib affects the pathogenesis of amyloid plaques (Aβ), 3-month-old Alzheimer's disease-induced mice, 5x FAD mice, were treated with abemaciclib (30 mg/kg, i.p.) or vehicle (10% DMSO). was injected every day for 2 weeks, and then the cortex and hippocampus tissues were separated from the mice, and changes in the level of amyloid plaques (Aβ) were measured.

그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립이 투여된 알츠하이머 유발 마우스의 해마 CA1 부위에서 아밀로이드 플라크(Aβ)의 수준이 비히클을 처리한 대조군에 비해 현저하게 감소되어 있는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 10, the level of amyloid plaques (Aβ) in the hippocampal CA1 region of Alzheimer's-induced mice administered abemaciclib was found to be significantly reduced compared to the vehicle-treated control group.

<실시예 10><Example 10>

퇴행성 뇌질환 마우스에서 아베마시클립에 의한 인지기능 향상 효능 및 도네페질과의 효능 비교Efficacy of cognitive function improvement by abemaciclib and comparison of efficacy with donepezil in mice with degenerative brain disease

아베마시클립의 퇴행성 뇌질환 병증 조절 효능을 현재 시판되고 있는 치매 치료제인 도네페질과 비교하기 위하여, 5xFAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여), 도네페질 (1 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15일째 Y maze test를 16-17일째 NOR test를 수행 하였다. To compare the efficacy of abemaciclib in controlling degenerative brain disease symptoms with donepezil, a currently commercially available dementia treatment drug, abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneally administered) and donepezil (1 mg/kg, intraperitoneally administered) to 5xFAD mice. After administering) or vehicle (10% DMSO) every day for 14 days, the Y maze test was performed on the 15th day and the NOR test was performed on the 16th and 17th days.

그 결과, 도 11A, 11B에 나타낸 바와 같이, 도네페질을 투여한 군은 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스에서 단기기억 및 장기기억력이 향상되었고, 아베마시클립 메실레이트의 처리도 도네페질과 비슷한 수준으로 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 단기기억 및 장기기억을 향상시키는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 11A and 11B, the group administered donepezil improved short-term memory and long-term memory in mice with degenerative brain disease, and treatment of abemaciclib mesylate was at a similar level to donepezil. It has been shown to improve short-term and long-term memory in mice suffering from degenerative brain disease.

<실시예 11><Example 11>

퇴행성 뇌질환 마우스에서 아베마시클립에 의한 성상세포 활성저해 효능 및 도네페질과의 효능 비교Comparison of the efficacy of abemaciclib in inhibiting astrocyte activity and its efficacy with donepezil in mice with degenerative brain disease

아베마시클립의 퇴행성 뇌질환 병증 조절 효능을 현재 시판되고 있는 치매치료제인 도네페질과 비교하기 위하여, 5xFAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여), 도네페질 (1 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15~17일째 행동실험을 수행하고 면역 조직화학분석을 시행하였다.To compare the efficacy of abemaciclib in controlling degenerative brain disease symptoms with donepezil, a currently commercially available dementia treatment drug, abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration) and donepezil (1 mg/kg, intraperitoneally) were administered to 5xFAD mice. After administration) or vehicle (10% DMSO) every day for 14 days, behavioral experiments were performed on days 15 and 17, and immunohistochemical analysis was performed.

그 결과, 도 12A, 12B에 나타낸 바와 같이, 도네페질의 투여는 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 대뇌피질에서 성상세포 활성 및 성상세포의 증식을 감소시켰고, 아밀로이드 플라크와 직접적으로 상호작용하는 성상세포의 숫자도 감소시킨 것으로 나타났다. 또한 아메마시클립을 투여한 군에서도 도네페질 투여군과 유사한 수준으로 성상세포 활성 및 증식을 억제하고, 아밀로이드 플라크와 상호작용하는 성상세포의 수를 감소시키는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 12A and 12B, administration of donepezil reduced astrocyte activity and proliferation in the cerebral cortex of mice suffering from degenerative brain disease, and astrocytes directly interacted with amyloid plaques. The number was also found to have decreased. In addition, the group administered amemaciclib was shown to suppress astrocyte activity and proliferation to a similar level as the group administered donepezil, and to reduce the number of astrocytes interacting with amyloid plaques.

<실시예 12><Example 12>

퇴행성 뇌질환 마우스에서 아베마시클립에 의한 타우 인산화 효소 활성 저해 분석 및 도네페질과의 효능 비교Analysis of inhibition of tau phosphatase activity by abemaciclib and comparison of efficacy with donepezil in mice with degenerative brain disease

아베마시클립의 퇴행성 뇌질환 병증 조절 효능을 현재 시판되고 있는 치매치료제인 도네페질과 비교하기 위하여, 5xFAD 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여), 도네페질 (1 mg/kg, 복강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15~17일째 행동실험을 수행 하고 면역 조직화학분석을 시행하였다.To compare the efficacy of abemaciclib in controlling degenerative brain disease symptoms with donepezil, a currently commercially available dementia treatment drug, abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration) and donepezil (1 mg/kg, intraperitoneally) were administered to 5xFAD mice. After administration) or vehicle (10% DMSO) every day for 14 days, behavioral experiments were performed on days 15 and 17, and immunohistochemical analysis was performed.

그 결과, 도 13A에 나타낸 바와 같이, 도네페질의 투여는 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 해마에서 타우 인산화 효소인 phospho-GSK-3β의 발현을 감소시켰으며, 아베마시클립의 투여는 해마부위에서 도네페질 투여보다 타우 인산화 효소인 phospho-GSK-3β 발현 저해 효능이 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 또한, 도 13B에 나타낸 바와 같이, 도네페질의 투여는 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 피질 및 해마에서 타우 인산화 효소인 DYRK1A의 발현을 감소시켰으며, 아베마시클립의 투여는 피질 및 해마부위에서 도네페질 투여보다 타우 인산화 효소인 DYRK1A발현 저해 효능이 유의미하게 높은 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figure 13A, administration of donepezil decreased the expression of phospho-GSK-3β, a tau phosphorylation enzyme, in the hippocampus of mice suffering from degenerative brain disease, and administration of abemaciclib decreased the expression of phospho-GSK-3β in the hippocampus of mice suffering from degenerative brain disease. The efficacy of inhibiting the expression of phospho-GSK-3β, a tau phosphorylation enzyme, was found to be significantly higher than that of donepezil administration. In addition, as shown in Figure 13B, administration of donepezil decreased the expression of DYRK1A, a tau phosphorylation enzyme, in the cortex and hippocampus of mice suffering from degenerative brain disease, and administration of abemaciclib decreased the expression of donepezil in the cortex and hippocampus. The efficacy of inhibiting the expression of DYRK1A, a tau phosphorylation enzyme, was found to be significantly higher than that of Fezil administration.

<실시예 13><Example 13>

타우 과발현 퇴행성 뇌질환 마우스에서 아베마시클립에 의한 인지기능 향상 효능 확인Confirmation of cognitive function improvement effect by abemaciclib in mice with degenerative brain disease overexpressing tau

아베마시클립이 APP를 과발현하는 퇴행성뇌질환 동물모델인 5xFAD 마우스에서 타우 인산화 감소 및 타우 인산화 효소 활성 저해 효능을 보였으므로, 타우를 과발현하는 퇴행성뇌질환 동물모델인 PS19 마우스에서 아베마시클립이 인지기능을 조절할 수 있는지 확인하기 위해, 6개월령 PS19 마우스에 아베마시클립 (30 mg/kg, 복강투여 또는 60 mg/kg, 구강투여) 또는 베히클 (10% DMSO)을 매일 14일간 투여 후, 15일째 Y maze test를 15-16일째 NOR test를 수행하였다.Since abemaciclib showed efficacy in reducing tau phosphorylation and inhibiting tau phosphorylation enzyme activity in 5xFAD mice, an animal model of degenerative brain disease that overexpresses APP, abemaciclib has been shown to improve cognitive function in PS19 mice, an animal model of degenerative brain disease that overexpresses tau. To determine whether 6-month-old PS19 mice were administered abemaciclib (30 mg/kg, intraperitoneal administration or 60 mg/kg, oral administration) or vehicle (10% DMSO) daily for 14 days, then on the 15th day. Y maze test and NOR test were performed on days 15-16.

그 결과, 도 14A, 14B에 나타낸 바와 같이, 아베마시클립의 투여는 타우의 과별현으로 퇴행성 뇌질환이 유발된 마우스의 공간지각 능력 및 인식 메모리 기능을 향상시키는 것으로 나타났다.As a result, as shown in Figures 14A and 14B, administration of abemaciclib was found to improve the spatial perception ability and recognition memory function of mice with degenerative brain disease caused by overexpression of tau.

이상의 결과들을 통해, 본 발명자들은 아베마시클립이 LPS로 유도되는 전염증성 사이토카인들의 발현 및 생성을 효과적으로 억제할 수 있고, LPS로 유도된 미세아교세포 및 성상세포의 활성화를 억제할 수 있으며 동시에 아밀로이드 플라크 억제, 수상돌기수의 증가, 장기기억 향상 및 타우 단백질의 인산화 억제활성을 모두 가지고 있으므로, 아베마시클립 메실레이트를 퇴행성 뇌질환을 예방, 개선 또는 치료할 수 있는 새로운 치료제로 사용 가능함을 알 수 있었다.Through the above results, the present inventors demonstrated that abemaciclib can effectively suppress the expression and production of pro-inflammatory cytokines induced by LPS and the activation of microglia and astrocytes induced by LPS, while simultaneously suppressing amyloid Since it has all the activities of inhibiting plaque, increasing the number of dendrites, improving long-term memory, and inhibiting phosphorylation of tau protein, it was found that abemaciclib mesylate can be used as a new treatment to prevent, improve, or treat degenerative brain diseases. .

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.So far, the present invention has been examined focusing on its preferred embodiments. A person skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered from an illustrative rather than a restrictive perspective. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the equivalent scope should be construed as being included in the present invention.

Claims (16)

아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.Brain degeneration selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. Pharmaceutical composition for preventing or treating diseases. 제1항에 있어서,
상기 조성물은 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS의 발현 및 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The composition is characterized by inhibiting the expression and production of inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6 or iNOS, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, and encephalopathy. ) and a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases selected from the group consisting of stroke.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 TLR4(Toll-like receptor 4)의 활성을 억제하고, p-STAT3 수준을 억제하는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The composition inhibits the activity of TLR4 (Toll-like receptor 4) and inhibits p-STAT3 levels, treating Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy and stroke. A pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases selected from the group consisting of.
제1항에 있어서,
상기 조성물은,
미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제하고;
아밀로이드 플라크를 억제하며;
수상돌기의 수 증가;
타우 단백질의 인산화 억제; 또는
장기기억 향상을 갖는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
According to paragraph 1,
The composition is,
Inhibits the activity of microglia or astrocytes;
Inhibits amyloid plaques;
Increased number of dendrites;
Inhibition of phosphorylation of tau protein; or
A pharmaceutical composition for the prevention or treatment of a degenerative brain disease selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke, characterized by improving long-term memory.
삭제delete 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.Brain degeneration selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. Health functional food for preventing or improving disease. 제6항에 있어서,
상기 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 염은 염증성 사이토카인인 COX-2, IL-1β, IL-6 또는 iNOS의 발현 및 생성을 억제하는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
According to clause 6,
The abemaciclib or a salt thereof is characterized by inhibiting the expression and production of inflammatory cytokines COX-2, IL-1β, IL-6 or iNOS, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, and multiple sclerosis. A health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases selected from the group consisting of neural atrophy, epilepsy, encephalopathy, and stroke.
제6항에 있어서,
상기 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 염은 TLR4(Toll-like receptor 4)의 활성을 억제하고, p-STAT3 수준을 억제하는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
According to clause 6,
The abemaciclib or its salt inhibits the activity of TLR4 (Toll-like receptor 4) and inhibits the level of p-STAT3, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, A health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases selected from the group consisting of epilepsy, encephalopathy, and stroke.
제6항에 있어서,
상기 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 염은,
미세아교세포(microglia) 또는 성상세포(astrocyte)의 활성을 억제하고;
아밀로이드 플라크를 억제하며;
수상돌기의 수 증가;
타우 단백질의 인산화 억제; 또는
장기기억 증가 활성을 갖는 것을 특징으로 하는, 알츠하이머병, 파킨슨병, 다발성 경화증, 다발성 신경위축, 간질, 뇌병증(encephalopathy) 및 뇌졸중으로 이루어진 군 중에서 선택되는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
According to clause 6,
The abemaciclib or a salt thereof,
Inhibits the activity of microglia or astrocytes;
Inhibits amyloid plaques;
Increased number of dendrites;
Inhibition of phosphorylation of tau protein; or
A health functional food for preventing or improving degenerative brain diseases selected from the group consisting of Alzheimer's disease, Parkinson's disease, multiple sclerosis, multiple neural atrophy, epilepsy, encephalopathy and stroke, characterized by having long-term memory increasing activity.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 외상후 스트레스 장애, 우울증, 정신분열증 및 근위축성측색경화증으로 이루어진 군에서 선택되는 신경염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A neuroinflammatory drug selected from the group consisting of Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, post-traumatic stress disorder, depression, schizophrenia, and amyotrophic lateral sclerosis, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. Pharmaceutical composition for preventing or treating diseases. 삭제delete 아베마시클립 (abemaciclib) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 루게릭병, 크로이츠펠트야콥병, 외상후 스트레스 장애, 우울증, 정신분열증 및 근위축성측색경화증으로 이루어진 군에서 선택되는 신경염증성 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.A neuroinflammatory drug selected from the group consisting of Lou Gehrig's disease, Creutzfeldt-Jakob disease, post-traumatic stress disorder, depression, schizophrenia, and amyotrophic lateral sclerosis, comprising abemaciclib or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. Health functional food for preventing or improving disease. 삭제delete
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