KR20120114923A - (1ｒ,2ｒ,3ｒ)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 포함하는 항알러지용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 포함하는 항알러지용 조성물에 관한 것으로, (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올이 COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 유전자의 발현을 억제하고, AKT-, ERK-, JNK-, 및 p38-신호전달 경로의 활성을 억제하므로, 알러지와 관련된 다양한 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

(1Ｒ,2Ｒ,3Ｒ)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 포함하는 항알러지용 조성물{Anti-allergy composition comprising (1R,2R,3R)-3-aminocyclopentane-1,2-diol}

본 발명은 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 포함하는 항알러지 활성을 갖는 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.

산업과 문명이 발달함에 따라 발생하는 환경오염, 식생활 변화, 스트레스 등으로 인해 1980년에 1% 미만이었던 알러지 질환 관련 환자는 현재 5% 이상이며 매년 증가추세에 있다.

알러지(allergy)란, 이물질에 대하여 특이적이고 변형된 반응을 나타내는 생화학적 현상이다. 알러지 반응 시 여러 가지 사이토카인이 방출되어 알러지 반응 특유의 증상을 일으키게 되며, 이 때 알러지를 유발하는 이물질을 알러젠(allergen)이라고 한다. 알러지의 발생 원인은 항원-항체 반응의 결과로 나타나는 생체의 병적 과정이며, 일반적으로 반응을 일으키는데 필요한 시간 및 보체 관여(complement-mediated) 유형에 따라 1 내지 4형으로 분류되고 있다. 기관지 천식, 알레르기성 비염, 화분증 및 아토피성 피부염 등을 일으키는 즉시형 과민 반응(anaphylaxis)은 제 1형 반응이다. 즉시형 과민 반응 및 알레르기 반응은 비만 세포 등에서 일어나는 다양한 변화에 기인한다(Ann. Allergy 56, 464, 1986; Eur. J. Pharmacol., 96 , 227, 1983; J. Pharm. Sci., 84 , 223, 1995; Biol. Pharm. Bull., 18 , 683 , 1995).

알러지 반응 시에 대식세포(macrophage)가 제시한 외부 항원에 의해서 활성화된 헬퍼 T-세포에 의해 B-세포에서 IgE가 생성되며, 생성된 IgE는 비만세포막의 고친화성 IgE항체 수용체(FcRIa)에 결합하게 된다. 결합한 복수의 IgE 항체에 진드기, 꽃가루 등의 항원이 결합하여 가교를 이루면 수용체가 응집하게 되고, 이러한 가교 및 응집에 의하여 비만세포는 활성화된다. 활성화된 비만세포는 세포질 내의 칼슘 이온(Ca^{2 +}) 농도 등이 상승하며, 이에 의해 탈과립(degranulation)이 발생한다.

칼슘 이온 농도의 상승은 세포막의 콜레스테롤이나 세포 골격계 등 여러 종류의 세포내 조절인자에 작용하여 과립을 세포막에 이동시킴과 동시에 과립의 공포화, 과립상호의 융합 및 과립과 세포막의 융합 등을 거쳐 탈과립현상을 일으킨다. 이외에, 세포막의 인지질에 작용하는 효소로서 포스포리파아제 효소에 의해 칼슘 이온 농도 상승이 유발된다. 탈과립시 히스타민(histamine)과 같이 비만세포에서 화학전달물질이 유리되는 것과 동시에 새로 합성된 프로스타글란딘(prostaglandin), 류코트리엔(leukotriene) 등이 함께 분비된다. 탈과립으로 유리되는 화학전달물질에는 혈관확장, 혈관투과성 항진, 기관지 평활근의 수축이나 분비항진 등의 작용을 갖는 히스타민, 세로토닌(serotonin) 및 류코트리엔 이외에 호산구나 호중구 등 염증세포의 주화성 인자로 작용하는 NCF(neutrophil chemotactic factor), ECF(eosinophil chemotactic factor), 및 PAF(platelet activating factor) 등이 있으며, 이들 화학전달물질에 의해서 1형 알러지 반응이 일어나게 된다.

분비된 히스타민이 혈관내피세포와 결합하면 혈관세포의 수축이 발생하고, 혈액 속의 플라즈마(plasma)를 조직으로 삼출(extravasation)시키며, 또한 내피세포는 혈관 근육세포를 이완시키는 프로스타사이크린(prostacyclin) 및 산화질소(nitric oxide)와 같은 물질의 합성을 유도하여 혈관팽창(vasodilataion)을 유발한다. 이와 같은 기작에 의하여 히스타민 분비가 이루어지고 분비된 히스타민에 의해 부종(wheal), 발적(flare), 및 가려움(itching) 등의 반응을 나타나게 된다.

알러지를 치료 또는 예방하기 위한 제제로는 크게 스테로이드성 소염제 또는 비스테로이드성 소염제 및 항히스타민제 또는 항류코트리엔제로 나눌 수 있다. 전자는 대부분 강력한 면역억제 작용을 가지므로 단기간 내에 일시적인 진정 효과를 나타낼 수는 있지만, 메스꺼움 등의 가벼운 부작용부터 성장 억제나 골다공증 등과 같은 심각한 부작용까지 있어 장기간 복용에는 많은 문제가 따른다. 후자는 일시적인 완화 효과를 보일 수는 있으나, 졸림이나 어지러움 등의 부작용이 있어 사용에 제한이 따른다. 따라서, 효능, 효과뿐만 아니라 보다 안전하게 적용할 수 있는 화합물에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.

이러한 배경하에, 본 발명자들은 알러지를 예방할 수 있는 화합물을 찾기 위해 예의노력한 결과, (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올이 COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 유전자의 발현을 억제하고, AKT, ERK, JNK, p38, 및 COX-2의 활성을 억제하는 효과가 있음을 밝혀내고, 이를 알러지의 예방 또는 치료 용도로 사용할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 알러지 관련 인자를 억제하는 화합물을 이용하여 알러지와 관계되는 질환의 치료에 이용할 수 있는 항알러지용 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 알러지의 예방 또는 치료를 위한 약제학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 알러지의 예방 또는 개선을 위한 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 알러지의 예방 또는 개선을 위한 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 알러지의 예방 또는 개선을 위한 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 알러지의 예방 또는 치료를 위한 약제학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 알러지의 발병 또는 발병 가능성이 있는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 알러지의 치료 방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양상으로서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항알러지용 조성물이 제공된다.

[화학식 1]

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전술한 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전술한 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 식품 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전술한 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전술한 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 화장료 조성물이 제공된다.

본 발명의 또 다른 양상에 따르면, 전술한 알러지의 예방 또는 치료를 위한 약제학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 알러지의 발병 또는 발병 가능성이 있는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 알러지의 치료방법이 제공된다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항알러지용 조성물을 제공한다.

[화학식 1]

본 발명의 알러지 완화 및 예방용 조성물에서, 상기 알러지 완화 및 예방은 하기 특징 중 하나 이상의 방법에 의해 수행되는 것을 특징으로 한다. (ｉ) COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 유전자의 발현 억제, (ⅱ) AKT-, ERK-, JNK-, 및 p38-신호전달 경로의 활성화 억제, (ⅲ) NF-κB의 활성 억제, 및 (ⅳ) 리폭시게나아제의 활성 억제.

알러지는 면역불균형으로 인한 과민반응의 일종으로 이물질(항원)에 대한 특이적이고, 변형된 반응을 나타내는 생화학적 현상이며, 질환으로는 아토피성 피부염, 알레르기성 천식, 비염, 및 식품 알러지 등이 있다. 전세계 인구의 10 내지 40%가 다양한 알러지 질환을 앓고 있다. 정상적인 인체의 면역체계는 세포성 면역을 조절하는 Th1 반응과 체액성 면역을 조절하는 Th2 반응이 균형을 이루고 있으나. 알러지 환자에서는 Th2 반응이 과다해지면서 이러한 균형이 깨어져 혈중 IgE(면역글로블린 E)의 과다한 증가나 히스타민의 과다 분비 등의 다양한 이상 반응을 초래한다.

항원에 노출되면 T-임파구에 전달되어 인터류킨(Interleukin; IL) 4, 5, 6과 같은 사이토카인 및 과립구 대식세포 콜로니 자극인자(GM-CSF)를 방출한다. 사이토카인은 임파선에서 B-임파구와 반응하고, B-임파구는 혈장세포를 자체 변형하여 IgE 항체를 분비한다. IgE 항체는 비만 세포 및 호염기성 세포에 부착되어 히스타민, 세로토닌, 류코트리엔 B4, C4, D4, E4, 혈소판 활성 인자, 프로스타글란딘 D, 인터류킨 1, 3, 4, 5, 6, GM-CSF, 종양괴사인자-알파, 및 브라디키닌 등을 방출하여 염증 반응을 매개한다.

알러지를 치료 또는 예방하기 위해서는 과다한 Th2 반응은 억제하고, Th1 반응은 효율적으로 유도하여 T 면역 반응을 안정화시켜야 하며, IgE를 과도하게 생산하는 B세포에 직간접적으로 작용하여 IgE에 의해 매개되는 염증반응을 차단하여야 한다.

알러지에 의해 유도되는 염증반응은 다음과 같다.

염증은 상처나 질병에 반응하는 인체의 면역 반응으로, 자외선이나 활성산소, 자유 라디칼 등의 산화적 스트레스 등이 염증성 인자를 활성화시켜 각종 질병 및 피부의 노화를 일으킨다. 염증의 특징 중 하나는 프로스타글란딘을 생성하는 시클로옥시게나제(COX) 및 류코트리엔을 생성하는 5-리폭시게나제 경로에 의해 대사되는 아라키돈산(arachidonic acid)의 산소첨가반응의 증가이다. 프로스타글란딘 및 류코트리엔은 염증의 매개체이다. 따라서, 시클로옥시게나제 및/또는 리폭시게나제 활성을 억제하도록 설계된 치료법은 큰 관심사이다. 시클로옥시게나제 효소는 시클로옥시게나제-1 및 시클로옥시게나제-2 등 2가지 형태가 존재하는데, 시클로옥시게나제-2는 염증 진행에 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 따라서, 시클로옥시게나제-2 효소를 억제하는 것이 비가역적인 시클로옥시게나제-1 억제와 관련된 부작용 없이 염증을 감소시킬 수 있는 효과적인 방법일 수 있다.

TNF-알파는 염증 반응에서 중요한 인자이며 조직 재생에 관여한다(Wajant H. et al. Cell Death and Differentiation 10: 45-65, 2003). 정상적인 상태에서는 염증이 일어났을 때 이러한 인자들에 의한 염증 유발이 잘 조절되고 있다. 즉, 정상적인 상태에서는 염증이 일어나고 면역 반응이 수반된 후 이들 인자들의 양은 감소하게 된다.

그러나, TNF-알파와 같은 인자의 양이 조절되지 않고 지속적으로 증가할 경우, 만성 염증(chronic inflammation)을 유발하게 된다. 이러한 만성 염증은 관절염(arthritis), 경화(sclerosis), 알츠하이머(Alzheimer's disease), 섬유증(fibrosis), 암(cancer), 당뇨(diabetes), 및 대장염(inflammatory bowel diseases) 등 질병의 원인이다(Balkwill F. et al. Nature 431:405-406, 2004; Chen G and David V. G. Science 296: 1634, 2002).

TNF-알파의 증가가 만성 염증을 유발하는 원리는 다음과 같다.

TNF-알파의 세포 내 신호 전달 경로는 세포 생존 경로(cell survival pathway, NF-kB pathway) 및 세포 사멸 경로(cell death pathway, ROS-JNK-Caspase pathway)로 나뉠 수 있다(Papa S. et al. Cell Death and Differentiation 13: 712-729, 2006). 이와 같은 TNF-알파의 신호 전달 경로에서 활성 산소가 유도되는데, 이러한 활성산소의 근원은 미토콘드리아인 것으로 알려져 있지만, 그 생성 기전은 아직 규명되어 있지 않다(Chandel N.S. et al. J. Biol. Chem. 276: 42728-42736, 2001; Hennet T. et al. Cancer Res. 53: 1456-1460, 1993; Hennet T. et al. Biochem. J. 289: 587-592, 1993; Schulze-Osthoff K. et al. J. Biol. Chem. 267: 5317-5323, 1992).

생체 내에서 적절한 양의 활성산소는 신호 전달에 중요한 역할을 하는데, 세포 내에서 외부 스트레스 자극에 의하여 활성 산소가 지나치게 증가하는 경우가 있다. 이렇게 증가된 활성산소는 암, 노화, 염증, 당뇨, 동맥경화, 및 간 섬유화 등 각종 질병의 원인이 되고 있다(Droge W., Physiol. Rev. 82: 47-95, 2002). 그렇기 때문에 활성산소의 생성을 차단하는 전략은 염증 질환을 치료하는 분자 타겟으로 보고되고 있다. 활성산소는 급성 염증 및 만성 염증에서뿐만 아니라 염증성 고통에서도 중요한 역할을 한다고 알려져 있다(Salvemini D. et al. Biochem. Soc. Trans. 34: 965-970, 2006).

TNF-알파의 신호 전달 경로에서 생성되는 활성산소는 NF-kB의 활성화 및 TNF-알파 유도 세포 사멸에 영향을 미치며, 이중에서 TNF-알파의 증가에 의해 지나치게 증가된 만성 활성산소가 TNF-알파 유도 염증과 밀접한 연관성이 있다(Sulciner D.J. et al. Mol. Cell Biol. 16: 7115-7121, 1996; Schulze-Osthoff K. et al. EMBO J. 12: 3095-3104, 1993) (Leist et al. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2: 589-598, 2001).

IL-4는 Th2 및 비만세포에서 주로 생산되는 20 kDa의 사이토카인으로 B 세포 성장인자(B-cell growth factor; BCGF)로 처음 알려졌으나, 그 후 림프구와 면역계 세포뿐만 아니라, 거의 모든 조직의 세포에서 고친화도 IL-4 수용체(IL-4R)가 발현되어 다양한 세포가 이에 반응하는 것으로 알려졌다. 또한, IL-4는 Th2 반응을 증가시키고, 강력한 IgE 동종형전환 및 생산의 생산의 유도인자이며 호산구(eosinophil) 매개성 염증반응을 증가시켜, 아토피성 알러지(atopic allergy)의 발생에 가장 중요한 인자로 알려져 있다.

IL-10은 대식세포에서 유도성 산화질소 합성효소(inducible nitric oxide synthase; iNOS) 및 유도성 시클로옥시게나아제(inducible cyclooxyganase; COX-2) 등 염증과 관계되는 효소의 발현을 억제한다. 이러한 IL-10의 T 세포활동을 억제하는 중요한 기전은 대식세포와 같은 항원 제시 세포(antigen presenting cell)에서 MHC 엑소사이토시스(exocytosis) 및 리사이클링(recycling)을 저지함으로써 MHC II 발현을 억제하고, CD28과 CD80, CD86과의 상호작용을 저지함으로써 T 세포의 활성화를 감소시키며, B7-1, B7-2, IgE 수용체 등의 발현을 억제함으로써 단핵세포나 수지세포에서 효과적으로 알레르겐이 발현되는 것을 저지할 수 있다.

MAPK는 세포외 자극을 세포막에서부터 세포내 핵까지 전달하는 대표적인 신호전달 경로로 잘 알려져 있다. MAPK는 성장호르몬, 사이토카인, 및 스트레스 등의 수용체로부터 활성화된 신호를 세포 내로 전달하여 세포의 증식, 분화, 및 사멸 등 다양한 기능을 담당한다. MAPK는 크게 1) ERK(extracellular signal-activated kinases), 2) JNK(c-JUN N-terminal kinase), 및 3) p38 MAPK 세 가지로 분류를 할 수가 있다. ERK(ERK1/2)는 성장호르몬의 신호전달에 주로 관여하며, 세포의 증식 및 분화에 중추적인 역할을 담당한다. 반면, 스트레스 키나아제로 분류되는 p38 MAPK 및 JNK는 세포 외부의 스트레스성 자극에 의해 활성화 되며, 염증반응 및 세포사멸 등을 매개함이 알려져 있다.

염증에 대한 가장 중요한 경로 중 2가지는 효소 리폭시게나아제(LOX) 및 시클로옥시게나아제(COX)에 의해 매개된다. 이들은 염증 반응의 개시 및 진행에서 중요한 역할을 하는 류코트리엔 및 프로스타글란딘을 각각 생성시키는 평행한 경로이다.

COX 및 LOX에 대한 이중 특이성을 나타내는 억제제는 아라키돈산 대사작용의 다중 경로를 억제하는 데에 뚜렷한 효과가 있다. 이러한 억제제는 프로스타글란딘(PG) 및 다중 류코트리엔(LT)의 생성을 제한함으로써 이들의 염증 작용을 차단한다. 이것은 아나팔락시스(anaphalaxis)의 느린 반응 성분으로서 또한 공지된 PGE2, LTB4, LTD4 및 LTE4의 혈관 확장, 혈관 침투 및 화학유인 작용을 포함한다.

NF-κB는 Rel 유전자계(Rel gene family)의 핵단백질로서, 세포질에서는 아이카파비(inhibitory kappa B; IκB)와 결합하여 불활성인 형태로 존재하나, 유해산소, TNF-a 및 IL-1과 같은 케모카인, 및 LPS와 같은 다양한 자극에 의해 IB 키나제가 활성화된 후 인산화 과정을 통해 IκB가 떨어져 나가게 된다. p50 및 p65의 헤테로다이머(heterodimer)로 구성된 NF-κB는 활성화된 후, 핵으로 이동하여 염증반응을 유도하는 유전자 발현을 촉진시키는 것으로 알려져 있다(Oh GT et al., Artherosclerosis, 159(1):17-26, 2001; Epstein FH et al., The New England Journal of Medicine, 336(15):1066-1071, 1997; Zhang WJ et al., FASEB J, 15(130):2423-2431, 2001; Denk A et al., J. Biol. Chem., 276(30):28451-28458, 2001; Sahnoun Z et al., Phsiology, 53(4):315-339, 1998; Lindner V Pathobiology, 66(6):311-320, 1998; Landry DB et al., Am. J. Pathol., 151(4):1085-1095, 1997; Gerritsen ME et al., Am. J. Pathol.,147(2):p278-292, 1995).

본 발명자들은 염증매개인자 및 염증 관련 신호전달 경로의 활성화 여부를 관찰한 결과, 본 발명의 화합물을 처리한 경우, 염증매개인자인 COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 등의 발현이 억제되었고(도 2), AKT, ERK-, JNK-, 및 p38-신호전달이 억제되었으며(도 3), NF-κB(도 4) 및 리폭시게나아제의 활성(표 2) 또한 억제되는 것을 확인하였다. 이로써, 본 발명의 조성물이 항알러지용 조성물로 이용될 수 있음을 확인하였다.

상기 화학식 1로 표시된 화합물은 공지된 방법에 의하여 합성할 수 있다. 예를 들면, 하기 반응식 1에 나타낸 합성 과정을 거쳐 높은 수율의 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 수득할 수 있다.

[반응식 1]

반응 시약 및 조건: (a) NaH, DMSO, BnPPh₃Cl, THF, 45℃; (b) (ｉ) Dess-Martin periodinane, CH₂Cl₂, 0℃; (ⅱ) NaHMDS, MePPh₃Br, THF, 0℃; (c) (ｉ) CSI, Na₂CO₃, toluene, 0℃; (ⅱ) 25% Na₂SO₃, rt; (d) 5 mol% (IMesH₂)(PCy₃)(Cl)₂Ru=CHPh, toluene, 80℃: (e) (ｉ) 10% Pd/C, H₂, 6N HCl, MeOH, rt; (ⅱ) DOWEX-50wX8 (H⁺form, 0.5m NH₄OH as an eluent).

상기 반응식 1에서, "Bn"은 벤질기(benzyl group)를 나타내며, "Cbz"는 카복시벤질기(carboxybenzyl group)를 나타낸다.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항알러지용 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.

[화학식 1]

본 발명에서 용어, "예방"이란 조성물의 투여에 의해 알러지를 억제하거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에서 용어, "치료"란 조성물의 투여에 의해 알러지에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

이때, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용될 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류 및 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, 디니트로벤조에이트, 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.

본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은, 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이 때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 또한, 이에 대응하는 은 염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은 염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.

또한, 상기 약제학적 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있다. 약학적으로 허용가능한 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. 경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결 건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로 젤라틴 등이 사용될 수 있다.

상기 약제학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결 건조 제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다.

상기 본 발명의 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다.

본 발명에서 용어 "약제학적으로 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, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명의 조성물은 알러지의 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 알러지의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 알러지의 발병 또는 발병 가능성이 있는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 알러지의 치료 방법을 제공한다.

본 발명에서 용어, "개체"란 이미 알러지 상태이거나 알러지에 걸릴 수 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미하고, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물을 개체에게 투여함으로써, 상기 알러지를 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물로 알러지가 있는 인간을 치료할 수 있다. 본 발명의 조성물은 기존의 알러지 치료제와 병행하여 투여할 수 있다.

상기 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, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.

아울러, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 항알러지용 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

즉, 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 항알러지용 조성물은 알러지의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 첨가될 수 있다. 본 발명의 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 항알러지용 조성물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물은 그대로 첨가되거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에는 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 0.01 ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.05 ~ 1 중량%의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기양은 상기 범위 이하로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.

본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다. 이들 성분들은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

아울러, 본 발명은 전술한 항알러지용 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물을 제공한다.

즉, 본 발명의 조성물은 알러지의 예방 또는 개선을 목적으로 의약외품 조성물에 첨가될 수 있다. 본 발명의 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 항알러지용 조성물을 의약외품 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물은 그대로 첨가되거나 다른 의약외품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합량은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 의약외품 조성물은 소독청경제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제비누, 핸드워시, 가습기 충진제, 마스크, 연고제 또는 필터 충진제일 수 있다.

아울러, 또 하나의 양태에 따르면, 본 발명은 전술한 항알러지용 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 화장료 조성물을 제공한다.

즉, 본 발명의 조성물은 알러지의 예방 또는 개선을 목적으로 화장료 조성물에 첨가될 수 있다. 본 발명의 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 항알러지용 조성물을 화장료 첨가물로 사용할 경우, 상기 조성물은 그대로 첨가되거나 다른 화장료 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합량은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.

바람직하게는, 상기 화장료 조성물의 제형은 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 아이크림, 아이에센스, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 파우더, 바디로션, 바디크림, 바디오일, 바디에센스, 메이컵 베이스, 파운데이션, 염모제, 샴푸, 린스 또는 바디 세정제일 수 있다.

본 발명의 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 유효성분으로 포함하는 조성물은 알러지 반응을 억제하므로, 알러지로 인해 유발될 수 있는 다양한 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 활용될 수 있다.

도 1은 LKI-24((1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올)가 비만세포의 탈과립에 미치는 영향을 베타-헥소사미니다아제 분석을 통해 확인한 결과이다.
도 2는 LKI-24((1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올)가 염증매개인자의 발현에 미치는 영향을 RT-PCR을 통해 확인한 결과이다.
도 3은 LKI-24((1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올)가 염증신호전달 경로에 미치는 영향을 웨스턴 블롯을 통해 확인한 결과이다.
도 4는 LKI-24((1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올)가 NF-κB의 활성에 미치는 영향을 루시퍼레이즈 분석을 통해 확인한 결과이다.

이하, 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1: (1R,2R,3R)-3- 아미노사이클로펜탄 -1,2- 디올의 제조

(단계 1) (2R,3S,4S)-2,3,4- 트리스 ( 벤질옥시 )-6- 페닐헥스 -5-엔-1-올(화학식 2)의 합성

무수 DMSO(3.38 ㎖, 28.56 mmol) 및 무수 THF(53 ㎖)의 혼합용액에 0℃, 질소충전 조건에서 NaH(1.14 g, 72.16 mmol, 60% in mineral oil)를 넣고 실온에서 1시간 동안 교반한 후, 0℃에서 BnPPh₃Cl(11.1 g, 28.56 mmol)을 가하고 실온에서 2시간 동안 교반하였다. 0℃에서, (3R,4R,5R)-3,4,5-트리스(벤질옥시)테트라하이드로-2H-피란-2-올(4.0 g, 9.52 mmol)을 상기에서 생성된 혼합액에 가하고 45℃에서 2시간 동안 교반하였다. 그 후, 혼합물을 냉각시키고 EtOAc(50 ㎖)로 희석한 다음, NH₄Cl 포화수용액 및 brine으로 세척하였으며, 그 후에 무수 MgSO₄로 건조시키고 감압 농축하였다. 이로부터 수득한 잔사를 컬럼크로마토그래피를 실시하여 (2R,3R,4R)-2,3,4-트리스(벤질옥시)-6-페닐헥스-5-엔-1-올을 80%(Z:E = 3.4:1)의 수율로 수득하였다.

[화학식 2]

R _f = 0.37 (Hexane/EtOAc 3:1); [a]_D ²⁵+39.6 (c 1.0, CHCl₃); Z isomer: ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 3.68 (t, 1H, J = 5.0 Hz), 3.73 (dd, 1H, J = 12.0, 5.0 Hz), 3.77 (dd, 1H, J = 12.0, 5.0 Hz), 3.94 (t, 1H, J = 5.0 Hz), 4.29 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.31 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.48 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.56 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.69 (dd, 1H, J = 10.0, 5.0 Hz), 5.81 (dd, 1H, J = 12.0, 10.0 Hz), 6.90 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 7.14-7.40 (m, 20H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 61.42, 70.67, 71.97, 74.19, 74.47, 79.45, 81.17, 126.89, 127.53, 127.78, 127.84, 127.93, 127.98, 128.13, 128.28, 128.51, 128.58, 128.73, 128.99, 136.81, 138.18, 138.46, 138.52; E isomer: ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 3.64 (dt, 1H, J = 6.5, 4.0 Hz), 3.82 (d, 2H, J = 4.0), 3.96 (dd, 1H, J = 6.0, 4.0 Hz), 4.24 (dd, 1H, J = 7.5, 4.0Hz), 4.45 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.53 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.63 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.70 (d, 1H, J = 12.0 Hz), 4.76 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 4.88 (d, 1H, J = 11.5 Hz), 6.26 (dd, 1H, J = 16.0, 7.5Hz), 6.43 (d, 1H, J = 16.0 Hz), 7.27-7.40 (m, 20H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 61.31, 70.35, 71.86, 74.19, 74.55, 78.82, 81.01, 126.72, 127.53, 127.83, 127.91, 127.98, 128.06, 128.21, 128.34, 128.58, 128.62, 128.81, 128.99, 134.85, 136.69, 136.81, 138.29, 138.48, 138.63; HRMS (FAB) Calcd for C₃₃H₃₅O₄ [M+H⁺] 495.2535, found 495.2547.

(단계 2) (3R,4S,5R)-1- 페닐헵타 -1,6- 디엔 -3,4,5-트리일) 트리스 ( 옥시 ) 트리스 ( 메틸렌)트리벤젠 (화학식 3)의 합성

(2R,3S,4S)-2,3,4-트리스(벤질옥시)-6-페닐헥스-5-엔-1-올(2.28 g, 4.61 mmol)의 무수 CH₂Cl₂(18 ㎖) 용액에 Dess-Martin periodinane(5.87 g, 13.83 mmol)을 0℃에서 가하고, 실온에서 1.5시간 동안 교반한 후, 반응혼합물을 CH₂Cl₂로 희석하고 NaHCO₃ 포화수용액 및 brine으로 세척한 다음 무수 MgSO₄로 건조하고 감압 농축하였다. 수득한 알데하이드는 정제없이 다음 반응으로 넘어갔다. MePPh₃Br(4.94 g, 13.83 mmol)의 무수 THF(15 ㎖) 용액에 NaHMDS(13.83 ㎖, 13.83 mmol)을 넣고 0℃에서 1시간 동안 교반한 후, 알데하이드를 0℃에서 천천히 가하고 실온에서 15분 동안 교반하였다. 반응혼합물을 EtOAc로 희석하고 H₂O 및 brine으로 세척한 다음 무수 MgSO₄로 건조하고 감압 농축하였다. 수득한 잔사를 칼럼 크로마토그래피하여 (3R,4S,5R)-1-페닐헵타-1,6-디엔-3,4,5-트리일)트리스(옥시)트리스(메틸렌)트리벤젠을 57%(Z:E = 3.4:1)의 수율로 수득하였다.

[화학식 3]

Rf = 0.25 (Hexane/EtOAc 15:1); [a]_D ²⁵ -73.3 (c 0.3, CHCl₃); Z isomer: ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 3.65-3.74 (m, 1H), 4.01 (d, 1H, J = 10.0 Hz), 4.16 (dd, 1H, J = 4.5, 6.0 Hz), 4.25-4.33 (m, 2H), 4.62-4.48 (m, 3H), 4.89 (dd, 1H, J = 7.5, 10.0 Hz), 5.22-5.39 (m, 2H), 5.78 (dd, 0.7H, J = 10.0, 11.5 Hz), 5.91-5.98 (m, 1H), 6.33 (m, 0.3H), 6.67 (d, 0.3H, J = 16.0 Hz), 6.91 (d, 0.7H, J = 12.0 Hz), 7.09-7.50 (m, 20H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 70.21, 70.97, 73.67, 75.47, 80.44, 83.68, 118.35, 126.90, 127.41, 127.58, 127.68, 127.71, 127.90, 128.03, 128.22, 128.36, 128.40, 128.47, 128.52, 128.54, 128.55, 128.58, 128.62, 128.73, 128.82, 129.46, 130.53, 134.95, 136.30, 136.54, 136.92, 138.54, 138.65, 138.94; E isomer: ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 3.83-3.86 (m, 1H), 4.04 (dd, 1H, J = 6.0, 2.5 Hz), 4.13-4.16 (m, 1H), 4.37 (dd, 2H, J = 11.5, 12.0 Hz), 4.62-4.66 (m, 2H), 4.77-4.84 (m, 2H), 5.25 (d, 1H, J = 17.0 Hz), 5.35 (dd, 1H, J = 11.5, 10.5 Hz), 5.89-5.96 (m, 1H), 6.21-6.26 (m, 1H), 6.51 (d, 1H, J = 16.0 Hz), 7.19-7.48 (m, 20H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 70.54, 74.61, 77.02, 80.82, 81.19, 83.15, 119.59, 126.90, 127.41, 127.66, 127.68, 127.95, 128.38, 128.55, 128.57, 128.58, 128.65, 128.76, 134.53, 135.80, 136.91, 138.78,138.84, 138.96; HRMS (FAB) Calcd for C₃₄H₃₄O₃ [M+H⁺] 490.2508, found 490.2514.

(단계 3) 벤질 (3R,4R,5R)-4,5-비스(벤질옥시)-1-페닐헵타-1,6-디엔-3-일카바메이트(화학식 4)의 합성

(3R,4S,5R)-1-페닐헵타-1,6-디엔-3,4,5-트리일)트리스(옥시)트리스(메틸렌)트리벤젠(3.6 g, 7.34 mmol)의 무수 THF(29 ㎖) 용액에 CSI(1.95 ㎖, 21.96 mmol)와 Na₂CO₃(3.5 g, 33.03 mmol)을 넣고 0℃에서 24시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물에 25% Na₂SO₃(10 ㎖)를 넣고 실온에서 24시간 동안 교반한 후, EtOAc를 넣어 희석하고 H₂O 및 brine으로 세척한 다음 무수 MgSO₄로 건조하고 감압 농축하였다. 수득한 잔사를 칼럼 크로마토그래피하여 벤질 (3R,4R,5R)-4,5-비스(벤질옥시)-1-페닐헵타-1,6-디엔-3-일카바메이트을 74%(Z:E = 2.5:1, anti:syn = 24:1)의 수율로 수득하였다.

[화학식 4]

Rf = 0.31 (Hexane/EtOAc 5:1); [a]_D ²⁵ -14.9 (c 1.0, CHCl₃); ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 3.50-3.53 (t, 0.71H, J = 4.5 Hz), 3.60-3.61 (br, 0.29H), 3.91-4.01 (m, 1H), 4.32 (d, 0.29H, J = 11.5 Hz), 4.33 (d, 0.71H, J = 12.0 Hz), 4.60-4.77 (m, 3.29H), 5.01-5.15 (m, 4.13H), 5.29 (d, 0.29H, J = 17.0 Hz), 5.38 (d, 0.29H, J = 10.0 Hz), 5.53 (t, 0.71H, J = 12.0, 10.0 Hz), 5.70-5.84 (m, 1.71H), 5.90-5.99 (m, 0.29H), 6.00(dd, 0.29H, J = 15.5, 7.5 Hz), 6.52 (d, 0.29H, J = 15.5 Hz), 6.53 (d, 0.71H, J = 15.5 Hz), 7.23-7.36 (m, 20H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 49.69, 66.67, 70.64, 73.65, 81.86, 81.94, 119.76, 120.06, 126.80, 127.51, 127.94, 127.99, 128.09, 128.17, 128.40, 128.55, 128.66, 128.69, 132.55, 132.85, 134.88, 135.12, 136.58, 137.05, 138.14, 138.33, 155.99; HRMS (FAB) C₃₅H₃₆NO₄ [M+H⁺] 534.2644, found 534.2639.

(단계 4) 벤질 (1R,4R,5R)-4,5- 비스(벤질옥시)사이클로펜트 -2- 에닐카바메이트(화학식 5)의 합성

벤질 (3R,4R,5R)-4,5-비스(벤질옥시)-1-페닐헵타-1,6-디엔-3-일카바메이트(3.13 g, 5.87 mmol)의 무수 톨루엔 용액(59 ㎖)에 Grubbs Catalyst(0.24 g, 0.29 mmol)을 가하여 80℃에서 4시간 동안 교반 후 셀라이트(Celite)를 통해 여과 및 농축한 다음 칼럼 크로마토그래피하여 벤질 (1R,4R,5R)-4,5-비스(벤질옥시)사이클로펜트-2-에닐카바메이트를 84%의 수율로 수득하였다.

[화학식 5]

Rf = 0.19 (Hexane/EtOAc 4:1);: [a]_D ²⁵ -32.9 (c 1.0, CHCl₃); ¹H NMR (500 MHz, CDCl₃) δ 4.09 (br t, 1H, J = 5.5 Hz), 4.52-4.61 (m, 5H), 4.90-4.93 (br, 1H), 5.12 (s, 2H), 5.19 (d, 1H, J = 7.5 Hz), 5.95 (d, 1H, J = 6.0 Hz), 6.03 (d, 1H, J = 5.5 Hz), 7.27-7.40 (m, 15H); ¹³C NMR (125 MHz, CDCl₃) δ 55.67, 66.99, 71.92, 72.79, 82.56, 86.81, 128.00, 128.09, 128.17, 128.22, 128.34, 128.61, 128.67, 128.72, 128.74, 132.89, 134.65, 136.76, 137.77, 138.37, 156.37; HRMS (FAB) Calcd for C₂₇H₂₈NO₄ [M+H⁺] 430.2018, found 430.2020.

(단계 5) (1R,2R,3R)-3- 아미노사이클로펜탄 -1,2- 디올(화학식 6)의 합성

벤질 (1R,4R,5R)-4,5-비스(벤질옥시)사이클로펜트-2-에닐카바메이트(0.1349 g, 0.314 mmol)의 MeOH(3 ㎖)에 6N HCl(1.5 ㎖)를 가하고 10% Pd/C 촉매, 수소가스 조건하에서 실온에서 24시간 동안 교반 후, 셀라이트(Celite)로 여과 및 농축한 다음 이온흡착교환수지를 이용하여 크로마토그래피하여 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 94%의 수율로 수득하였다. 본 발명에서 제조한 (1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올을 LKI-24로 명명하고, 실험을 수행하였다.

[화학식 6]

Rf = 0.16 (CH₂Cl₂/MeOH 1:2); [a]_D ²² -2.3 (c 1.0, MeOH); ¹H NMR (500 MHz, D₂O) δ 1.43-1.50 (m, 2H), 1.53-1.58 (m, 2H), 2.01-2.14 (m, 1H), 3.50-3.58 (m, 1H), 3.90-3.93 (m, 1H), 4.12-4.17 (m, 1H) ; ¹³C NMR (125 MHz, D₂O) δ 25.85, 28.93, 51.91, 76.17, 76.54; HRMS (FAB) Calcd for C₅H₁₂NO₄ [M+H⁺] 118.0865, found 118.0868.

실시예 1: 베타- 헥소사미니다아제 분석 ( beta - hexosaminidase assay )

LKI-24((1R,2R,3R)-3-아미노사이클로펜탄-1,2-디올)가 비만세포의 탈과립(degranulation)에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 베타-헥소사미니다아제 분석을 실시하였다. 상기 베타-헥소사미니다아제는 비만세포의 탈과립으로 인해 방출되는 염증매개인자이다.

우선, Rat basophilic leukemia 셀 라인인 RBL-2H3 세포주를 15% FBS, 100 unit/㎖의 페니실린 및 스트렙토마이신을 포함하는 MEM 배지와 37℃, 5% CO₂ 조건에서 24-웰 플레이트에 2 × 10⁵세포/웰로 분주한 후 24시간 동안 배양하였다. 상등액을 제거한 후, 25 ng/㎖의 anti-DNP IgE가 포함된 MEM 배지를 첨가하여 4시간 동안 배양하였고, PIPES 완충용액 500 ㎕로 두 번 세척하였으며, 4 mM MgCl₂, 5.6 mM glucose, 0.1% BSA가 포함된 PIPES 완충용액을 180 ㎕ 넣고 10분 동안 배양하였다. 전배양한 상기 세포에 LKI-24를 100, 200, 300 μΜ의 농도로 20분 동안 처리한 후, 50 ng/㎖의 DNP-BSA를 첨가하여 20분 동안 반응시켰다. 상기 세포를 ice 에서 10분 동안 방치하여 반응을 종결시킨 후, 상등액을 96-웰 플레이트에 25 ㎕씩 분주하였고, 각각의 웰에 1 mM P-니트로페닐-아세틸-β-D-글루코사미니드를 25 ㎕씩 첨가한 후 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. stop solution(0.1M NaHCO₃, 0.1M Na₂CO₃)을 첨가하여 반응을 종결시킨 후, ELISA 리더를 이용하여 405 ㎚ 파장대의 흡광도를 측정하였다.

그 결과, LKI-24의 농도에 비례하여 비만세포의 탈과립이 억제되는 것을 관찰하였고(도 1), 상기 결과로부터 LKI-24의 비만세포의 탈과립 억제 효과는 ketotifen의 그것에는 미치지 못하지만, 비만세포의 탈과립 억제능을 보이는 새로운 물질로서 고려될 수 있음을 확인하였다.

실시예 2: 역전사 중합효소 연쇄반응 ( Reverse - Transcriptase Polymerase Chain Reaction ; RT - PCR )

LKI-24에 의한 알러지에 의한 염증매개인자의 활성 여부를 유전자 수준에서 확인하기 위하여, 역전사 중합효소 연쇄반응을 실시하였다.

RBL-2H3 세포를 6-웰 플레이트에 1 × 10⁶ 세포/웰로 분주한 후, IgE를 첨가하여 4시간 동안 반응시켰다. 상기 플레이트의 각 웰에 서로 다른 농도 조건의 시료를 처리하고, DNP-BSA를 첨가하여 37℃에서 20분 동안 반응시켰다. PBS로 2회 세척하고, Trizol(Invitrogen사)을 첨가하여 세포를 용해시킨 후, chloroform(Sigma사)을 첨가하여 13,000 rpm에서 15분 동안 원심분리하여 상층액을 수득하였다. 상기 수득한 상층액에 이소프로판올(isopropanol)을 첨가하여 반응시킴으로써 RNA를 침전시켰으며, 상기 침전물을 에탄올로 1회 세척하여 RNA를 분리하였다. 상기 분리된 전체 RNA의 1 ㎍을 사용하여 cDNA를 합성한 후, Superscript(Invitrogen사) 및 염증 관련 유전자에 대한 프라이머를 이용하여 94℃에서 45초, 55℃에서 45초, 72℃에서 1분 30초의 조건에서 35 사이클 동안 반응시켜 RT-PCR을 수행하였으며, 대조군 유전자로는 GAPDH를 사용하였다. 각각의 프라이머는 표 1에 기재되어 있다.

그 결과, LKI-24를 300 μΜ 농도로 처리하였을 때, COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 등과 같은 염증매개인자의 발현이 억제되고, 양성 대조군인 ketotifen에 비해 그 효과가 우수함을 관찰하였으며(도 2), 상기 결과로부터 LKI-24의 염증매개인자에 대한 억제활성을 확인하였다.

유전자명	프라이머	서열번호
rCOX-2	F: 5' TGT ATG CTA CCA TCT GGC TTC GG 3'	1
	R: 5' GTT TGG AAC AGT CGC TCG TCA TC 3'	2
rTNF-a	F: 5' CAC CAC GCT CTT CTG TCT ACT GAA C 3'	3
	R: 5' CCG GAC TCC GTG ATG TCT AAG TAC T 3'	4
rIL-4	F: 5' ACC TTG CTT CAC CCT GTT C 3'	5
	R: 5' TTG TGA GCG TGG ACT CAT TC 3'	6
rIL-10	F: 5' TAG AAG TGA TGC CCC AGG 3'	7
	R: 5' TCA TCC TCC ACC TGC TCC ACT GC 3'	8
GAPDH	F: 5' GAG TCA ACG GAT TTG GTC GT 3'	9
	R: 5' GAC AAG CTT CCC GTT CTC AG 3'	10

실시예 3. 웨스턴 블롯 분석 ( Western blot assay )

LKI-24에 의한 항알러지 신호전달 경로를 단백질 수준에서 확인하기 위하여, 웨스턴 블롯 분석을 실시하였다.

RBL-2H3 세포를 IgE로 감작시킨 후 DNP-BSA로 자극시킨 세포를 PBS로 세척 후, lysis buffer(50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150 mM sodium chloride, 1% NP-40, 0.5% sodium deoxycholate, 0.1% sodium dodecyl sulfate)를 이용하여 용해시켰다. 13,000 rpm에서 20분 동안 원심 분리하여 단백질을 추출 및 정량하였고, 100℃에서 5분 동안 단백질을 변성시켰다. 정량된 단백질을 10% SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)를 이용하여 전기영동한 후, 전기영동된 단백질들을 니트로셀룰로오스 멤브레인(nitrocellulose membrane)으로 이동시켰으며, 상기 니트로셀룰로오스 멤브레인을 0.1% Tween 20 및 5% 탈지 건조된 우유가 포함된 TBS-T 완충용액으로 차단하였다. 상기 니트로셀룰로오스 멤브레인의 단백질을 1차 항체(1 : 1,000) 및 겨자무과산화효소(horseradish peroxidase)와 복합된 2차 항체(1 : 10,000)로 반응시킨 후, ECL 웨스턴 탐지(ECL western detection) 시약을 이용하여 원하는 단백질을 확인하였다(도 3).

그 결과, ketotifen 처리군과 LKI-24 처리군에서 p-AKT의 활성이 억제됨이 유사하였고, LKI-24의 농도에 비례하여 p-ERK, p-JNK, p-p38, 및 COX-2 활성이 억제되는 것을 관찰하였습니다. 상기 결과로부터, LKI-24는 알러지에 의한 염증신호전달의 제어에 효과적임을 확인하였다.

실시예 4. NF -κB 루시퍼레이즈 분석 ( NF -κB luciferase assay )

LKI-24에 의한 NF-κB의 활성 여부를 단백질 수준에서 확인하기 위하여, NF-κB 루시퍼레이즈 분석을 실시하였다.

293T 세포를 24-웰 플레이트에 5 × 10⁴세포/웰로 분주하여 배양한 후, lipofectamine(Invitrogen사)을 사용하여 SV40 플라스미드 및 NF-κB 플라스미드를 세포 안으로 형질감염 시켰으며, 이로부터 24시간 후 LKI-24를 농도별로 처리하였다. 상기 세포를 PBS로 세척한 후 각 웰에 lysis buffer 200 ㎕를 첨가하여 세포를 용해시켰으며, 루시퍼레이즈 분석 시스템(Promega사)을 이용하여 루시퍼레이즈의 활성을 측정하였다.

그 결과, LKI-24의 농도에 비례하여 NF-κB의 발현이 억제되는 것을 관찰하였으며, 이것은 양성 대조군인 ketotifen에 의한 효과와 유사함을 관찰하였다(도 4). 상기 결과로부터, LKI-24는 NF-κB의 활성화를 제어함으로써 알러지에 의한 염증발생을 억제할 수 있음을 확인하였다.

실시예 5. 리폭시게나아제 분석 (lipoxygenase assay)

LKI-24의 알러지에 의한 염증반응에서 항알러지 기능을 측정하기 위하여, 리폭시게나아제 분석을 실시하였다. 리폭시게나아제는 linoleic acid로부터 생체내 염증반응이나 알레르기 반응 등에 관여하는 다양한 화학적인 매개체 역할을 하는 여러 물질들을 생성한다. 따라서, 리폭시게나아제를 저해하는 물질은 각종 화학매개물질(chemical mediator)의 생성을 억제하는 결과를 가져오게 되므로 알레르기에 유효할 것이라고 추정할 수 있다.

0.1 M 트리스 완충용액(Tris buffer, pH 8.5) 2 ㎖에 LKI-24를 100, 200, 300 μΜ 농도로 20 ㎕를 첨가하고, 기질인 linoleic acid(최종농도 110 μΜ) 20 ㎕를 혼합하여 실온에서 5분 동안 전반응 시켰다. 반응액에 리폭시게나아제(soybean lipoxygenase)(Type Ⅴ, 500 UNIT/ 최종농도) 20 ㎕를 첨가하여 5분 동안 반응시킨 후, UV-spectrometer(PerkinElmer사)를 이용하여 234 ㎚ 파장대의 흡광도를 측정하였다. 양성 대조군으로는 페놀계 식품 항산화제인 NDGA(nordihydroguaiaretic acid)를 사용하였고, 각각의 시료에 대한 IC₅₀ 값을 측정하여 리폭시게나아제 억제능을 평가하였다.

그 결과, 리폭시게나아제를 50% 억제하는 농도가 각각 LKI-24은 150.77 μΜ, NDGA는 74.6 μΜ로 나타났으며(표 2), 상기 결과로부터 LKI-24에 의한 효과가 NDGA의 그것에는 미치지 못하지만, 리폭시게나아제를 억제하는 항알러지용 물질로서 고려될 수 있음을 확인하였다.

Sample	IC 50 (μΜ)
LKI-24	150.77
NDGA	74.6

<110> SUNGKYUNKWAN UNIVERSITY Foundation for Corporate Collaboration Gyeonggi Institute of Science & Technology Promotion <120> Anti-allergy composition comprising (1R,2R,3R)-3-aminocyclopentane-1,2-diol <160> 10 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rCOX-2 forward primer <400> 1 tgtatgctac catctggctt cgg 23 <210> 2 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rCOX-2 reverse primer <400> 2 gtttggaaca gtcgctcgtc atc 23 <210> 3 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rTNF-a forward primer <400> 3 caccacgctc ttctgtctac tgaac 25 <210> 4 <211> 25 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rTNF-a reverse primer <400> 4 ccggactccg tgatgtctaa gtact 25 <210> 5 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rIL-4 forward primer <400> 5 accttgcttc accctgttc 19 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rIL-4 reverse primer <400> 6 ttgtgagcgt ggactcattc 20 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rIL-10 forward primer <400> 7 tagaagtgat gccccagg 18 <210> 8 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> rIL-10 reverse primer <400> 8 tcatcctcca cctgctccac tgc 23 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH forward primer <400> 9 gagtcaacgg atttggtcgt 20 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH reverse primer <400> 10 gacaagcttc ccgttctcag 20

Claims (10)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 유효성분으로 포함하는 항알러지용 조성물.
   [화학식 1]
   

   

   
   
2. 제 1항에 있어서, 하기 특징 중 하나 이상의 특징을 갖는 것인 조성물.
   (ｉ) COX-2, TNF-α, IL-4, 및 IL-10 유전자의 발현 억제; (ⅱ) AKT-, ERK-, JNK-, 및 p38-신호전달 경로의 활성화 억제; (ⅲ) NF-κB의 활성 억제; 및 (ⅳ) 리폭시게나아제의 활성 억제.
   
3. 제 1항 또는 제 2항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
   
4. 제 3항에 있어서, 상기 약제학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가지는 것을 특징으로 하는 알러지의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
   
5. 제 1항 또는 제 2항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
6. 제 5항에 있어서, 상기 식품 조성물은 육류, 소세지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 껌류, 아이스크림류, 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나임을 특징으로 하는 알러지의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
7. 제 1항 또는 제 2항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물.
   
8. 제 7항에 있어서, 상기 의약외품 조성물은 소독청결제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제비누, 핸드워시, 가습기 충진제, 마스크, 연고제 및 필터충진제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 알러지의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물.
   
9. 제 1항 또는 제 2항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 알러지의 예방 또는 개선용 화장료 조성물.
   
10. 제 9항에 있어서, 상기 화장료 조성물의 제형은 유연화장수, 수렴화장수, 영양화장수, 영양크림, 마사지크림, 에센스, 아이크림, 아이에센스, 클렌징크림, 클렌징폼, 클렌징워터, 팩, 파우더, 바디로션, 바디크림, 바디오일, 바디에센스, 메이컵 베이스, 파운데이션, 염모제, 샴푸, 린스 및 바디 세정제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가지는 것을 특징으로 하는 알러지의 예방 또는 개선용 화장료 조성물.
    

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