KR20040035724A - 신규 사이토카인 합성-억제 항염증제로서의 히드록삼산의히스톤 디아세틸라제 효소-억제 유도체 - Google Patents
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Abstract
항염증제 제조용 히스톤 디아세틸라제 효소-억제 활성을 갖는 히드록삼산 유도체의 용도가 개시된다.
Description
본 발명은 항염증제 제조용 히스톤 디아세틸라제 효소-억제활성을 갖는 히드록삼산의 유도체의 용도에 관한 것이다.
히스톤 디아세틸라제를 억제하는 히드록삼산의 몇몇 유도체가 공지되어 있다. 그 중 가장 광범위하게 연구되고 있는 것은 수베로일아닐리드 히드록삼산(suberoylanilide hydroxamic acid, SAHA), N-히드록시-3-[3-(히드록시아미노)-3-옥소-1-프로페닐]-벤즈아미드(CBHA) 및 트리코스타틴(TSA)이다. 이외에도 Proc. Natl. Acad. Sci. USA 95, 3003-3007, 1998; Tumori, 2001 Nov-Dec, 87 (6): S12-4; Anticancer Drugs, 2002 Jan, 13(1) : 1-13; Nature Rev Cancer, 2001 Dec, 1 (3): 194-202; Curr Opin Oncol, 2001 Nov. 13 (6): 477-83; Cancer Chemother Pharmacol, 2001, Aug, 48 Suppl 1: S20-6 ; Cancer Chemother Pharmacol, 2001 Aug, 48 Suppl 1 :S17-9 ; Haematologica, 2001 Sep; 86 (9): 908-17에 이들 이외의 다른 유도체가 개시되어 있다.
이들 화합물은 잠재적인 항암제로서 주로 연구되어 왔다: 스트렙토마이세스 하이그로스코피커스(Streptomyces hygroscopicus)로부터 분리된 항진균성 항생물질인 트리코스타틴은 마우스 적백혈병적 세포분화의 잠재적인 유도인자이고(CancerRes. 47, 3288-3691, 1987), 한편 SAHA 및 CBHA는 Sloan Kettering Institute(WO 95/31977)에 의해 암세포 분화 유도제로서 연구되어 왔다.
암치료를 위한 히스톤 디아세틸라제 억제제의 치료학적 유용성은 Anticancer Res. 20,1471-1486, 2000 및 Exp. Opin. Invest Drugs 8 (10), 1611-1621, 1999에 개시되어 있다.
현재, 특히 트리코스타틴 및 SAHA와 같이, 히스톤디아세틸라제 억제 활성을 갖는 공지의 히드록삼산 유도체는 프로-염증성 사이토카인의 합성을 억제하고, 따라서 사이토카인을 억제함으로써 완화될 수 있는 병(disorder)의 치료에 사용될 수 있다는 사실이 알려져 있다. 그러한 염증성 및/또는 자가면역계인 병(disorder)은 그 예로서, 다발성경화증, 크론병 및 궤양성 대장염, 죽상경화, 류마치스성 관절염, 건선, 척추관절증(안킬로세이팅 척추염(anchilosating spondilitis), 건선 관절염, 궤양성 대장염에 관련된 관절염), 에이즈관련 신경병증, 천식, 만성폐쇄성 폐질환, 기관지염, 흉막염, 급성 및 만성 간염(바이러스성, 세균성 또는 독성), 급성사구체신염을 들 수 있는데, 넓게 말하면, 염증성 성분(conponent)을 갖는 모든 병(disorder)을 포함한다.
고려된 치료학적 유용성을 위해, 히드록삼산 유도체는 병(disorder) 및 본 화합물의 약독물학적(pharmacotoxicological) 특성에 따라 하루에 1회 또는 그 이상의 회수로 1 mg내지 500 mg에 걸친 복용량만큼 투여될 것인데, 적절한 경구적으로, 비경구적으로 또는 국소제제의 형태로 투여될 수 있다.
하기의 실시예는 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1-생체내 사이토카인 생성 억제
지다당(lipopolysaccharide, LPS)으로 림프구를 처리하면 TNFα, IL-lβ 및 IFNγ와 같은 다양한 프로-염증성 사이토카인의 생성을 유도한다(J. Biol. Chem. 1990; 265 (18): 10232-10237; Science,1998 ; 281: 1001-1005).
SAHA 및 TSA의 효과는 LPS에 의해 자극된 건강한 자원자(2내지 6명의 혈액제공자)로부터 말초혈 단핵세포(PBMC)에 의한 사이토카인 생성에 대한 본 화합물의 억제 효과를 평가함으로써 연구되었다.
건강한 자원자의 말초혈 또는 백혈구연층 샘플을 사용한다. 샘플은 Ficoll-Hypaque를 사용하여 밀도차 원심분리방법에 의해 분리되고, 얻어진 PBMC는 96-웰 접시(500,000 세포/웰)내에 도입되고, 다양한 분량으로 SAHA 또는 TSA와 함께 60분동안 배양된 뒤, 본 화합물 존재하에서 E. coli 055 : B5(10 ng/ml)의 LPS를 사용하여 24시간동안 자극한다. 처리종료 후, 프로-염증성 사이토카인 TNFα, IL-lβ는 판매되는 특정 항체를 사용하여 전기화학발광분석(ECL)방법을 통하여 측정하였다.
인터페론γ(IFNγ)는 상업적으로 입수가능한 ELISA분석 방법에 의해 측정하였다.
사이토카인 IFNγ는 프로-염증성 사이토카인, 특히 IL-12 및 IL-18에 의해 자극된 T 림프구에 의해 생성된다(Dinarello C. A. 및 Moldawer L. L. 류머티즘성 관절염에서의 프로염증성 및 항-염증성 사이토카인. 임상의학자를 위한 프라이머. 제 2판, Amgen Inc., 2000).
생체내에서 IL-12 및 IL-18에 의해 PBMC를 자극하여 유도된 IFNγ 합성에 대한 SAHA 및 TSA의 효과는 이러한 기초로 측정되었다. PBMC는 둥근-바닥 96-웰 접시(500,000 세포/접시)내에 도입되고 다양한 분량으로 SAHA 또는 TSA와 함께 60분간 배양된다. 마지막으로, 세포는 재조합형 IL-12(10 ng/ml) 및 재조합형 IL-18(20 ng/ml)를 동시첨가하여 본 화합물의 존재하에서 48시간동안 자극된다. 생성된 IFNγ의 양은 상업적으로 입수가능한 ELISA분석 방법에 의해 측정하였다.
다양한 분량의 SAHA 또는 TSA의 효과를 비처리 콘트롤 셀(untreated control cell)과 비교한 사이토카인 생성의 억제수준(%)으로서 측정하였다. 세포 성장을 50 % 억제(IC50)하도록 유도할 수 있는 농도는 선형회귀법에 의해 결정하였다.
결과는 다음 표에 요약되어 있다.:
사이토카인 | SAHAIC50(nM) | TSAIC50(nM) |
TNFα | 200 | 50 |
IL-1β | 100 | 100 |
IFNγ | 50 | 10 |
IFNγ(IL-12 +IL-18) | 740 | 490 |
이 결과는 SAHA 및 TSA가 나노분자 범위(50내지 200nM)에서 IC50으로 LPS에 의해 유도된 모든 염증성 사이토카인의 합성을 억제할 수 있다는 사실을 명백히 지적한다.
또한 SAHA 및 TSA는 사용된 자극이 그 셀 라인(cell line)에 특이성이 있는 IL-12 및 IL-18의 조합인 경우, 그들의 효능(각각 IC50740 nM 및 490 nM)으로 설명된대로 T 림프구 세포에 의해 IFNγ 합성을 억제한다.
실시예 2-생체내 사이토카인 생성 억제.
실험용 동물에 LPS를 전신투여하면 프로-염증성 사이토카인을 신속하고, 다량으로 생성하는 것을 유도한다고 공지되어 있다(Immunopharmacol. 1992; 14(6): 1045-1050).
암컷 BALB/c 생쥐(20-22 그램)에 적시된 다양한 분량의 SAHA를 경구 투여하고 60분 후에 E. Coli 055:B5(복막내로 30 mg/Kg)의 LPS를 처리한다. 내독소 투여 후 90분에, 혈액 샘플을 처리된 모든 동물(동물 10마리/그룹)로부터 채취하여 사이토카인을 상업적으로 입수가능한 ELISA 분석방법에 의해 측정하였다.
결과는 사이토카인 생성 억제수준(%)으로 표현되어 다음 표에 나타나 있다:
처리 | TNFα의억제(%) | IL-1β의억제(%) | IL-6의억제(%) |
SAHA0.1 mg/Kg | 40 | 13 | 10 |
1 mg/Kg | 53 | 15 | 3 |
10 mg/Kg | 67 | 35 | 7 |
25 mg/Kg | 68 | 37 | 25 |
50 mg/Kg | 실험되지 않음 | 51 | 29 |
상기 결과는 SAHA가 경구적으로 활성이 있고, 복용량-의존 범위내에서, 내독소 투여를 통해 생쥐의 생체내에서 유도된 프로-염증성 사이토카인 합성 억제능력도 있어서, 이에 따라 생체내에서 얻어진 결과를 확인하게 한다.
실시예 3. Con A-유도 간 손상.
C57B16 생쥐에 물 부형제(vehicle) 또는 SAHA와 함께 i.p.를 주사하고, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, (2000), 97,2367-2372에 기술된 대로 1시간 후에i.v.를 Con A와 함께 주사한다. 24시간 후에, 혈청 아미노-알라닌 전이효소를 측정하였다.
Con A 정맥주사는 12내지 24시간내에 알라닌 아미노 트랜스아미나제(ALT)와 같은 간효소의 혈청 수준이 현저하게 상승시켜 간세포사를 야기하였다. Con A전에 i. p. 1시간으로 주어진 SAHA(50 mg/kg)의 단일 복용량을 예비처리한 생쥐에서의 혈청 ALT (평균 SE)의 24-시간 수준은 부형제로 처리된 쥐(그룹당 n=6)에서 15.190 ± 2.580인 것과 비교하여 8.144 ± 2.091 단위/리터였다.
실시예 4.쥐 복막 대식세포으로부터의 일산화 질소 생성.
C57BLy6 생쥐에 1 ml의 무균성 티오글리콜레이트 배양액과 함께 i. p.가 주사하고 5일 후에 죽인 다음, 복막강으로 얼음같이 차가운 PBS를 10 ml 적하하여 대식세포를 분리한다. 세포는 원심분리되고(350 x g) 3 ml의 적혈구 용혈제(PharMingen사)를 10분에 걸쳐 첨가한다.
5% FCS를 포함하는 DMEM 7 밀리미터를 첨가하고 세포를 4 ℃에서 원심분리한다. 세포는 ml당 백만개로 DMEM에서 재서스펜션화하고, 0.5 ml를 48-웰 플레이트의 웰에 첨가하였다. SAHA를 37 ℃에서 60분간 첨가하고 나서 TNF-α 플러스 IFN-γ의 조합으로 자극시킨다. 24시간 후에, Am. J. Physiol. Cell Physiol. (2001), 280, C441-C450에 기술된 대로 그리스 시약을 사용하여 상청액의 NO 수준을 결정하였다.
도 1에 도시되어 있듯, SAHA가 NO 생성을 억제하였다; 200 nM에서, 50%의 감소가 있었다(P, 0.05). 400 nM에서 80 % 및 800 nM에서 85 %만큼 각각 더 감소되는것도 관찰되었다.
실시예 5.배양된 단핵세포에 의한 IL-12 생성 억제.
동의한 성인(consenting adult)으로부터 정맥혈을 채취하여 Ficoll-Hypaque을 통해 분리하였다. PBMC 단편은 세척하고, ml당 5백만 세포로 조절되었다. 24-웰 평평한 바닥 플레이트의 각 웰로 5백 마이크로리터의 앨리쿼트를 적출하였다. 100 ml의 SAHA를 첨가하고, 플레이트는 37 ℃에서 1 시간동안 배양되었다. 세포는 LPS, 용해성 OKT3, 또는 사이토카인으로 자극되고 24시간 또는 48시간후에 37 ℃에서 상청액을 제거하고 사이토카인 분석을 위해 얼린다. 단핵세포는 Percoll를 통한 원심분리방법으로 분리하고, 세척한 뒤, 10% FCS로 RPMI내에 서스펜션화하여, 페트리펌(Petriperm) 테프론코팅 배양 접시(Sigma사)에 ml당 2 백만 세포를 포함하는 엘리쿼트를 적출하여 넣는다. 인체 IL-12(p70)용 ELISA는 Endogen사(Woburn, MA)로부터 구입하였다.
도 2에 나타나 있듯, 비착생(nonadherent) 인체 단핵세포내의 LPS/IFNγ-유도된 IL-12 생성에 복용량-의존의 감소가 있었다. 200 nM에서, 감소는 55 %(P, 0.01)이었고, 400 nM에서는 86%였다(P, 0.001).
실시예 6.덱스트란-유도 대장염.
본 실험에는 20내지 22 g의 8주된 C57BL/6 생쥐 암컷(The Jackson Laboratories, BarHabor, ME)을 사용하였다. 실험동물은 온도를 통제하고 12시간낮/밤 리듬으로 실험실 공간에 배치한다. 표준 쥐 사료 펠릿을 임의로 공급하고, 수도물병에 자유롭게 접근할 수 있게 하며, 실험에 사용되기 전에 적어도 7일전에 조건에 적응되도록 한다. 생쥐는 이소퓨란 마취제(Fort Dodge사, Iowa City, IA)하에서 경추탈골시켜 죽인다.
생쥐에게 무균상태·증류된 물에 용해된 3.5% 덱스트란 황산 나트륨(DSS; 분자량 40 kDa; ICN, Aurora, OH)을 첫째날부터 다섯째날까지 임의로 투여한 후, 5일의 관찰기간을 가졌다. 전체 실험(첫째날에서 열번째날까지)을 통하여 SAHA를 농도가 10 mg/kg 체중(BW)이고 총 부피가 200 μl되도록 하루에 한번씩 경구적으로 (p. o.)투여한다. 콘트롤 생쥐는 물에 접근하는 것이 자유롭고 10일 동안 하루에 한번씩 SAHA(10 mg/kg BW) 또는 물(p.o.)을 주었다.
체중, 잠혈 또는 직장(rectum)당 육안적 출혈(gross blood)의 존재, 및 변의 점도(stool consistency)를 매일마다 결정하였다. 실험연구계획을 서로를 볼 수 없는 두 조사자가 임상 스코어를 평가한다(표 1). 첫째날과 비교하여 1 %미만의 체중감량은 0점으로, 1%에서 5%미만의 체중감량은 1점으로, 5 %에서 9.9% 미만은 2점으로, 10 % 에서 20 %는 3점으로, 그리고 20% 이상은 4점으로 계산되었다. 변의 점도에서, 잘-형성된 펠릿(형체가 있는(formed))에는 0점이, 항문에 붙지 않는(연성(soft)) 페이스트형 및 중간 정도로 형성된 변에 2점이, 그리고 항문에 붙지 않는(설사) 액상변에 4점이 주어진다. 헤모컬트에서 혈이 없는 것에 대하여 출혈은 0점을, 양성(positive) 헤모컬트에 대하여는 2점을, 그리고 육안적 출혈(gross blood)에 대하여는 4점을 기록한다. 이들 스코어(체중, 변의 점도, 직장 출혈)는 추가되고, 0(건강함)내지 4(대장염이 최대로 활성임)의 범위내에서 전체 임상 스코어의 3개의 결과로 나누어진다.
사후 분석(열번째날에), 전체 결장(colon)은 맹장에서부터 항문까지 제거되고 결장 길이는 염증의 간접적 표식으로서 측정된다. 결장 길이는 이 모델에서 믿을만한 매개변수로 보여지는데, 이는 DSS-유도 대장염이 전술한대로 결장 단축과 관련되어 있기 때문이다[위장병학, 1990, 98, : 694: J. Pharmacol. Exp. Ther., 2001,296 : 99-105].
뒤따르는 표 1내지 6에 기록된 결과로부터, SAHA는 효과적으로 생체내 덱스트란-유도 대장염, 치유가능하고(valid) 만성적인 형태의 염증성장질환에 대하여 길항작용(counteract)을 한다는 것을 명백히 알 수 있다.
스코어 점수 | 체중 감량 | 변의 점도 | 직장 출혈 |
0 | 0 % | 형체가 있는(formed) | 음성 헤모컬트 |
1 | (>0 %) < 5 % | ||
2 | 5내지 9.9% | 연성(soft) | 양성 헤모컬트 |
3 | 10내지 20% | ||
4 | > 20 % | 설사 | 육안적 출혈(macroscopic bleeding) |
일수 | ||||||||||
그룹 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
DSS+SAHA | 19.1±0.2 | 18.8±0.2 | 19.1±0.3 | 18.4±0.4 | 18.4±0.4 | 18.7±0.3 | 18.0±0.4 | 16.9±0.3 | 16.6±0.4 | 16.6±0.4 |
DSS+물 | 18.7±0.5 | 19.0±0.5 | 19.4±0.5 | 18.9±0.5 | 18.9±0.5 | 18.8±0.6 | 18.8±0.6 | 16.6±0.5 | 16.8±0.5 | 16.8±0.5 |
SAHA | 18.9±0.3 | 18.8±0.4 | 18.9±0.2 | 18.9±0.3 | 19.0±0.1 | 19.0±0.3 | 18.9±0.1 | 19.0±0.3 | 19.1±0.1 | 19.1±0.2 |
물 | 19.0±0.2 | 19.0±0.3 | 18.9±0.1 | 19.0±0.2 | 19.0±0.4 | 19.0±0.2 | 19.1±0.2 | 19.1±0.1 | 19.1±0.3 | 19.1±0.1 |
일수 | ||||||||||
그룹 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
DSS+물 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.4±0.4 | 1.2±0.4 | 2.0±0.0 | 2.0±0.0 | 2.0±0.0 | 1.6±0.4 | 1.6±0.4 |
DSS+SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.8±0.4 | 0.8±0.4 | 2.0±0.0 | 2.0±0.0 | 1.2±0.4 | 1.2±0.4 |
SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 |
물 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 |
일수 | ||||||||||
그룹 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
DSS+물 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.8±0.4 | 1.6±0.4 | 2.8±0.4 | 2.0±0.0 | 2.0±0.0 | 2.0±0.0 | 1.6±0.4 |
DSS+SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 1.2±0.4 | 2.4±0.4 | 2.0±0.0 | 1.6±0.4 | 1.2±0.4 | 0.8±0.4 |
SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 |
물 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 |
일수 | ||||||||||
그룹 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
DSS+물 | 0.0±0.0 | 0.3±0.1 | 0.2±0.1 | 0.8±0.1 | 1.1±0.2 | 2.1±0.1 | 2.0±0.1 | 2.1±0.1 | 2.0±0.1 | 1.9±0.2 |
DSS+SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.1±0.1 | 0.2±0.1 | 0.7±0.3 | 1.3±0.3 | 1.5±0.1 | 1.9±0.1 | 1.5±0.4 | 1.3±0.4 |
SAHA | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.1 | 0.0±0.0 |
물 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 | 0.0±0.0 |
그룹 결장 길이 (cm)DSS + 물 7.6 ± 0.2DSS + SAHA 9.2 ± 0.2SAHA 10.1 ± 0.2물 10.5 ± 0.3 |
실시예 7
EP 901465에 개시되어 있는 일련의 히드록삼산 유도체에 대하여 Lechner et al., Biochim Biophys. Acta 1996, 1296, 181-188 및 Moreira A. L. et al., J. Exp. Med. 1993,177, 1657-1680 각각에 개시된 방법에 따라 히스톤 디아세틸라제(HDAC) 및 TNFa 억제 실험이 수행되었다.
다음의 표에 결과가 나타나 있는데, 그 결과로서 본 화합물의 TNFa 합성 억제능력 및 HDAC 활성 억제사이에는 직선관계가 있다는 것을 알 수 있다.
Claims (4)
- 항염증제 제조용 히스톤 디아세틸라제 억제 활성을 갖는 히드록삼산 유도체의 용도.
- 제 1항에 있어서,상기 유도체는 수베로일아닐리드 히드록삼산(suberoylanilide hydroxamic acid, SAHA), N-히드록시-3-[3-(히드록시아미노)-3-옥소-l-프로페닐]-벤즈아미드 (CBHA) 및 트리코스타틴(TSA) 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 히드록삼산 유도체의 용도.
- 제 2항에 있어서,상기 유도체는 수베로일아닐리드 히드록삼산(SAHA) 및 트리코스타틴(TSA) 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 히드록삼산 유도체의 용도.
- 다발성 경화증, 크론병 및 궤양성 대장염, 죽상경화, 류마치스성 관절염, 건선, 척추관절증 (안킬로세이팅 척추염(anchilosating spondilitis), 건선 관절염, 궤양성 대장염에 관련된 관절염), 에이즈관련 신경병증, 천식, 만성폐쇄성 폐질환, 기관지염, 흉막염, 급성 및 만성 간염(바이러스성, 세균성 또는 독성), 급성사구체신염 치료용 약제 제조용 제 1항 또는 제 2항에 따른 히드록삼산 유도체의 용도.
Applications Claiming Priority (3)
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