KR20140021391A - A pharmaceutical composition for preventing or treating bone metabolic disease comprising dibenzazepine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디벤자제핀(dibenzazepine)을 포함하는 약제학적 조성물 및 식품조성물에 관한 것이다. 구체적으로 골대사성 질환, 특히 골다공증, 치주질환, 골절, 또는 파제트병의 예방 또는 치료에 사용되는 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to pharmaceutical compositions and food compositions comprising dibenzazepine. In particular, the present invention relates to a composition used for the prevention or treatment of bone metabolic diseases, particularly osteoporosis, periodontal disease, fracture, or Paget's disease.
뼈의 발생, 성장 및 대사과정에는 뼈의 형성(bone modeling)과 재형성(remodeling) 과정이 중요한 역할을 한다. 뼈의 형성은 태생기부터 시작하여 이후 골격이 성숙되어 성장이 끝나는 청장년기까지 지속되어 20대에서 30대 초반까지 최대 골량을 형성하게 된다. 이후 약 30년 동안은 뼈를 제거하고 다시 이를 보충하는 골재형성 과정을 반복하게 되는데 이때는 골형성과 골흡수가 서로 짝을 이루어 균형을 유지하게 된다. 이 시기가 지난 후에는 골흡수에 따른 골소실을 골형성이 충분히 따라갈 수 없어 결국 연 0.3 ~ 0.5% 정도의 골량 감소를 겪게 되며, 특히 여성의 경우에는 폐경 초기에 연 2 ~ 3%의 상당한 골손실을 겪게 된다. Bone modeling and remodeling play an important role in bone development, growth and metabolism. Bone formation begins in the early stages and continues until the young adulthood, when the skeleton matures and the growth ends, forming the maximum bone mass in the 20s and early 30s. After about 30 years, the bone formation process is repeated to remove the bone and replenish it again. In this case, the bone formation and bone absorption are paired with each other to maintain balance. After this period, bone loss due to bone resorption cannot follow enough bone formation, resulting in bone loss of 0.3% to 0.5% per year, especially in women at the beginning of menopause, with significant bone loss of 2-3% per year. There is a loss.
골 조직은 연골과 골격계를 구성하며 기계적 기능으로 지지와 근 부착의 역할을 하고, 생체기관 및 골수를 보호하는 기능을 하며, 칼슘과 인 이온의 항상성 유지를 위해 이들을 보존하는 기능을 담당한다. 골 조직은 교원질, 당단백질과 같은 세포 기질과 조골세포, 파골 세포 및 골세포 등 여러 종류의 세포들로 이루어진다. 골수 내 간질세포(bone marrow stromal cell)로부터 유래한 조골세포는 골 형성에 주된 역할을 담당하며, 조혈모세포로부터 유래 되는 파골 세포는 파괴되고, 노화된 골의 흡수를 담당하여, 조골세포와 파골 세포의 균형 있는 작용을 하여 골의 재형성(remodeling)을 유지하게 된다. 그러나 파골세포의 과도한 활성이나 조골세포의 활성 저하는 골형성의 리모델링 과정에서 불균형을 초래하여, 생체 내에서 파골세포와 조골세포와의 평형이 깨짐으로써 골질환을 유발하게 된다.Bone tissue is composed of cartilage and skeletal system, mechanical functions of supporting and muscle attachment, protecting the organs and bone marrow, and preserving them to maintain the homeostasis of calcium and phosphorus ions. Bone tissue consists of cell substrates, such as collagen and glycoproteins, and several types of cells, including osteoblasts, osteoclasts, and bone cells. Osteoblasts derived from bone marrow stromal cells play a major role in bone formation, osteoclasts derived from hematopoietic stem cells are destroyed, and osteoblasts and osteoclasts are responsible for the absorption of aged bone. It works in a balanced manner to maintain bone remodeling. However, excessive activity of osteoclasts or deactivation of osteoblasts causes an imbalance during the remodeling of bone formation, leading to bone disease by breaking the equilibrium between osteoclasts and osteoblasts in vivo.
골질환의 대표적인 예로서 골다공증은 정도에 차이는 있으나 노년층, 특히 폐경기 이후의 여성에게 있어서는 피할 수 없는 증상으로, 선진국에서는 인구가 노령화됨에 따라 골다공증 및 그 치료제에 대한 관심이 점차 증가하고 있다. 또한, 전 세계적으로 골질환 치료와 관련되어 약 1300억 달러의 시장이 형성되어 있는 것으로 알려져 있으며, 앞으로 더 증가할 것으로 예상되기 때문에 세계적인 각 연구 기관과 제약회사에서는 골질환 치료제 개발에 많은 투자를 하고 있다. 국내에서도 근래에 평균수명이 80세에 육박하면서 골다공증 유병률이 급격하게 증가하고 있는데, 최근 지역주민을 대상으로 실시된 연구에 의하면 전국 인구로 표준화하였을 경우 남성의 4.5%, 여성의 19.8%가 골다공증을 갖고 있다고 보고된 바 있다. 이는 골다공증이 당뇨병이나 심혈관계 질환보다 더 흔한 질환이며, 골절로 인해 받는 환자들의 고통이나 치료를 위해 들어가는 비용을 추정할 때 골다공증은 매우 중요한 보건 문제임을 시사한다.As a representative example of bone disease, osteoporosis is an unavoidable symptom in elderly people, especially postmenopausal women. In developed countries, as the population ages, interest in osteoporosis and its therapeutics is gradually increasing. It is also known that there is a market of about $ 130 billion related to the treatment of bone diseases around the world, which is expected to increase further. have. In Korea, the prevalence of osteoporosis is rapidly increasing as the average life expectancy reaches 80. Recently, a study of local residents showed that 4.5% of men and 19.8% of women had osteoporosis when standardized to the national population. It has been reported to have. This suggests that osteoporosis is more common than diabetes or cardiovascular disease, and osteoporosis is a very important health problem when estimating the pain or cost of treating patients who suffer from fractures.
지금까지 여러 물질이 골다공증 치료제로 개발되었다. 그 중 골다공증 치료제로 가장 많이 사용되는 에스트로겐은 그 실제적인 효능이 아직 검증되지 않은 상태이며 생애 동안 계속 복용해야하는 단점이 있으며, 장기간 투여하는 경우 유방암이나 자궁암이 증가하는 부작용이 있다. 알렌드로네이트(alrendronate)도 그 효능이 명확하지 않고 소화관에서의 흡수가 더디며 위장과 식도점막에 염증을 유발하는 문제가 있다. 칼슘제제는 부작용이 적으면서도 효과가 우수한 것으로 알려져 있지만 치료제라기보다는 예방제에 해당한다. 그 외에 칼시토닌과 같은 비타민 D 제제가 알려져 있으나 아직 효능 및 부작용에 대한 연구가 충분히 되어있지 않은 상태이다. 이에, 부작용이 적고 효과가 우수한 새로운 대사성 골 질환 치료제가 요구되는 실정이다. To date, several substances have been developed for the treatment of osteoporosis. Among them, estrogen, which is most used as a therapeutic agent for osteoporosis, has not yet been tested for its actual efficacy and has to be taken continuously for life, and has long-term side effects such as increased breast cancer or uterine cancer. Alendronate also has a problem that the effect is not clear, slow absorption in the digestive tract and inflammation of the stomach and esophagus mucosa. Calcium preparations are known to have fewer side effects and superior effects, but they are more preventive agents than therapeutic agents. Other vitamin D preparations, such as calcitonin, are known but have not been fully studied for their efficacy and side effects. Accordingly, there is a need for a new metabolic bone disease treatment agent having fewer side effects and excellent effects.
한편 치주질환은 치아지지조직의 염증상태에 따라 치은염과 치주염으로 분리되며 진행된 치주염은 치아 상실을 일으키는데 40세 이후의 성인에 있어서 치아를 뽑게 되는 원인 중 치주염이 차지하는 비율이 40%나 된다는 보고가 있을 정도로 치주염으로 인한 치아상실은 심각한 문제이다.On the other hand, periodontal disease is divided into gingivitis and periodontitis according to the inflammatory state of the supportive tissue, and advanced periodontitis causes tooth loss, and there is a report that the percentage of periodontitis is 40% among the causes of tooth extraction in adults after 40 years old. Tooth loss due to periodontitis is a serious problem.
치주질환에서의 치주인대와 치조골의 파괴는 이들 조직의 주성분인 교원질(collagen)의 분해에 의한 것이다. 정확한 기작은 아직 밝혀져 있지는 않지만, 교원질의 분해는 숙주가 분비하는 콜라게나아제와 치주질환 유발 세균으로부터 분비된 중성 단백질 분해 효소에 의한 것으로 알려져 있다. 따라서 콜라게나아제 효소 및 단백질 분해 효소의 활성을 억제함으로써 치주질환의 진행을 억제하려는 연구가 시도되고 있다. 치주질환의 치료는 환자의 개선된 구강위생의 확립, 비외과적 혹은 외과적인 치석제거술, 치근활택술, 치은소파술과 신부착을 응용한 치주조직의 재생술들이 이용되어져 왔다. 그러나 이런 외과적인 치료 방법은 치료를 위해 치과를 가야하는 번거로움으로 인해 효과적인 치료가 어렵고 또한 병의 예방보다는 병이 어느정도 진행되었을 경우 행하는 치료에 국한되어 있어, 치료를 하지 않을 경우 대부분이 만성으로 진행되는 경우가 대부분이다.The destruction of periodontal ligament and alveolar bone in periodontal disease is due to the degradation of collagen, a major component of these tissues. The exact mechanism is not yet known, but collagen degradation is known to be due to collagenase secreted by the host and neutral protease secreted from periodontal disease-causing bacteria. Therefore, studies have been attempted to inhibit the progression of periodontal disease by inhibiting the activity of collagenase enzyme and protease. The treatment of periodontal disease has been used for the establishment of improved oral hygiene, non-surgical or surgical calculus removal, root graft, gingival sopa and regeneration of periodontal tissue. However, these surgical methods are difficult to treat effectively due to the hassle of going to the dentist for treatment, and they are limited to the treatments performed when the disease progresses rather than preventing the disease. Most of the time.
부가적인 치료로 전신적인 항생제의 복용과 국소 서방형 제재가 사용되어 왔으나, 불필요한 부위에도 약물이 너무 많이 전달되어 그로 인한 부작용과 최근 사용되는 항생제에 대한 내성을 나타내는 치주질환균이 분리된 예가 보고되고 있어 심각한 문제점을 안고 있다. 이러한 외과적 치료의 한계성과 항생제 사용의 문제점을 보완하기 위해 항세균성, 항치태 제재가 함유된 치약 및 구강청정제 등 의 구강 조성물의 사용은 치아 우식증 및 치주질환 등의 세균성 구강질환의 예방 및 치료 보조제로서 효과가 보고 되었다.As an additional treatment, systemic antibiotics and topical sustained-release drugs have been used, but cases of periodontal disease bacteria have been reported that result in too much drug delivery to unnecessary areas resulting in side effects and resistance to recently used antibiotics. There is a serious problem. In order to supplement the limitations of the surgical treatment and the use of antibiotics, the use of oral compositions such as toothpastes and mouthwashes containing antibacterial and anti-gingival agents has been used to prevent and treat bacterial oral diseases such as dental caries and periodontal disease. The effect was reported as.
골절은 뼈가 깨진 상태를 말하며 골절의 치료에는 상당한 기간이 걸리고, 인구 고령화에 따라 병적 골절의 하나인 골다공증 환자의 골절이 현저히 증가되고 있어, 현재 골다공증 치료제로 사용되고 있는 칼슘과 에스트로겐(estrogen), 칼시토닌(calcitonin), 활성형 비타민 D, 비스포스포네이트(bisphosphonate) 제제 등을 골절 치료에 사용하여 골절 치료효과를 기대하였으나, 골밀도 감소를 억제하여 골절의 위험을 낮출 수 있을 뿐, 골절부위의 접합 및 골을 형성하지는 않았다. 이는 골다공증의 발생기전이 유전적 또는 체질적 요인으로 골의 음성평형상태가 지속되어 섬세한 골격의 자질을 가지는 상태, 골질이 정상속도로 흡수되지만 골의 형성이 부진한 상태 및 골이 정상속도로 형성되지만 골의 흡수가 증가된 상태이기 때문인 것으로, 이와 같이 골다공증과 골절은 발생기전이 전혀 달라 골다공증 치료제로 골절을 치료할 수 있다고 유추할 수 없다.Fracture refers to the condition of broken bones, and it takes a long time to treat the fracture, and as the population ages, the fracture of osteoporosis patients, which is one of the pathological fractures, has increased significantly, and calcium, estrogen, and calcitonin, which are currently used to treat osteoporosis, (calcitonin), active vitamin D, and bisphosphonate preparations were used for the treatment of fractures, but the effect of fracture was expected, but it was possible to reduce the risk of fracture by inhibiting the reduction of bone density, and to bond and form the fracture site. Did not. This is because the mechanism of osteoporosis is genetic or constitutional factor, so that the negative equilibrium of bone is sustained, so that the bone has a fine skeletal quality, the bone is absorbed at normal speed, but the formation of bone is poor and bone is formed at normal speed. This is because the absorption of bone is increased, and thus, osteoporosis and fracture are completely different from the mechanism of development, and thus it cannot be inferred that fractures can be treated with an agent for treating osteoporosis.
상기와 같은 골다공증과 골절의 기전 차이로 인하여 골의 재흡수(bone resorption)을 억제하여 골다공증 치료효과를 나타내는 약제는 골형성(bone formation)도 억제하여 오히려 골절 치료를 지연시킬 수 있는데, 예를 들어 비스포스포네이트제제인 인카드로네이트 디소디움(incadronate disodium)을 장기간 연속적으로 투여하였을 경우 랫트의 대퇴골(femur)의 골절 치유를 지연시켰다는 보고가 있고(Li C et al., J. Bone Miner Res. 2001 Mar; 16(3):429-36), 인카드로네이트를 전처리했을 때 골절 후 16주에서 골절 치유에 영향을 미치지 않는 반면 계속적인 인카드로네이트 치료는 가골은 증가시키지만, 골절 치유동안 리모델링 과정을 지연시킨다는 보고도 있다(Li J et al., J. Bone Miner Res. 1999 Jun; 14(6):969-79). 또한, 골다공증과 깊은 관련이 있는 것으로 알려진 골생성 바이오 마커인 bFGF 등은 골절치유와는 아무런 관련이 없는 것으로 보고되고 있다(Xu 등, Chin. J. Traumatol. 6, 160~166, 2003).Due to the difference in the mechanism of osteoporosis and fracture as described above, drugs that exhibit osteoporosis treatment by inhibiting bone resorption can also delay bone formation by inhibiting bone formation. Prolonged and continuous administration of incadronate disodium, a bisphosphonate, has been reported to delay fracture healing in femurs of rats (Li C et al., J. Bone Miner Res. 2001 Mar; 16 (3): 429-36), pretreatment with incadonate did not affect fracture healing at 16 weeks post-fracture, whereas continued incadronate treatment increased the bone but delayed the remodeling process during fracture healing. There are also reports (Li J et al., J. Bone Miner Res. 1999 Jun; 14 (6): 969-79). In addition, bFGF, a bone-forming biomarker known to be closely related to osteoporosis, has been reported to have no relationship with fracture healing (Xu et al., Chin. J. Traumatol. 6, 160-166, 2003).
따라서, 일반적인 골절 발생시 정상상태로의 치유를 효과적으로 촉진하기 위하여 골다공증 치료제를 사용하기에는 상기와 같은 이유로 한계가 있어서, 골다공증과 무관하게 고유한 골절 치유 효과를 갖는 약제의 개발이 절실히 요구되고 있다.Therefore, there is a limit for using the osteoporosis therapeutic agent to effectively promote the healing to a normal state when a general fracture occurs, and thus, there is an urgent need for the development of a drug having a unique fracture healing effect regardless of osteoporosis.
이에, 본 발명자들은 골 형성, 골절 회복 및 치아성장과 발달과정에 반드시 필요한 조골세포 분화 촉진 및 파골세포 분화를 저해하는 디벤자제핀을 함유하는 조성물에 관한 연구를 진행하여, 파골세포의 골 흡수를 억제하고 동시에 조골세포 의 골생성을 촉진하는 디벤자제핀을 함유하는 조성물이 골다공증 뿐만 아니라 골의 생성 촉진이 필요한 골절의 치료제에 사용될 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
Accordingly, the present inventors have conducted studies on a composition containing dibenzazepine that promotes osteoblast differentiation and inhibits osteoclast differentiation, which are essential for bone formation, fracture recovery, and tooth growth and development, thereby preventing osteoclasts from absorbing bone. The present invention has been completed by confirming that a composition containing dibenzazepine that inhibits and simultaneously promotes osteogenicity of osteoblasts can be used for treating osteoporosis as well as fractures that require the promotion of bone.
본 발명의 목적은 디벤자제핀(dibenzazepine) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 골 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of bone metabolic diseases, including dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
본 발명의 다른 목적은 상기 약제학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골대사성 질환을 치료하는 방법을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a method of treating bone metabolic diseases comprising administering the pharmaceutical composition to a subject.
본 발명의 또 다른 목적은 디벤자제핀(dibenzazepine) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 골 대사성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
Still another object of the present invention is to provide a food composition for preventing or ameliorating bone metabolic diseases, including dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 디벤자제핀(dibenzazepine) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 골대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. As one aspect for achieving the above object, the present invention relates to a composition for the prevention or treatment of bone metabolic diseases, including dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
본 발명에서의 용어 "디벤자제핀(dibenzazepine)"은, (S,S)-2-2[2-(3,5-디플루오로페닐)아세틸아미노]-N-(5-메틸-6-옥소-6,7-디하이드로-5H-디벤조[b,d] 아제핀-7-yl]프로피온아미드((S,S)-2-2[2-(3,5-difluorophenyl) acetylamino]-N-(5-methyl-6-oxo-6,7-dihydro-5H-dibenzo[b,d] azepin-7-yl]propionamide))로서, 분자식은 C26H23F2N3O3이고 분자량은 525.7(g/mol)이다.The term "dibenzazepine" in the present invention is (S, S) -2-2 [2- (3,5-difluorophenyl) acetylamino] -N- (5-methyl-6- Oxo-6,7-dihydro-5H-dibenzo [b, d] azepine-7-yl] propionamide ((S, S) -2-2 [2- (3,5-difluorophenyl) acetylacetyl]- N- (5-methyl-6-oxo-6,7-dihydro-5H-dibenzo [b, d] azepin-7-yl] propionamide)), the molecular formula is C 26 H 23 F 2 N 3 O 3 and molecular weight Is 525.7 (g / mol).
디벤자제핀(dibenzazepine)은 이미프라민과 관련된 삼환계 항우울제로서 알려져 있을 뿐 파골세포의 골흡수 억제 및 조골세포의 골생성 촉진 용도에 대해서는 전혀 알려진 바가 없다. Dibenzazepine is known as a tricyclic antidepressant associated with imipramine, but there is no known use of osteoclasts to inhibit bone resorption and osteoblasts to promote bone formation.
본 발명의 일 실시예에서는 디벤자제핀이 감마-세크리타제 복합체의 활성화를 직접적으로 저해하여 파골세포 분화 및 활성화에 관련된 표지 인자들의 활성화를 감소시키고, 조골세포 분화 및 활성화에 관련된 핵심 유전자들의 활성화를 자극함으로써, 생체 내에서 과도한 골 감소를 억제하고 골 밀도가 현저히 떨어진 골 파손 부위의 새로운 골 형성 및 재생을 유도하여, 골대사성 관련 질환 특히, 골 재생이 필요한 질환의 치료제로서 사용할 수 있음을 확인하였다.In one embodiment of the present invention, dibenzazepine directly inhibits the activation of the gamma-secretase complex to reduce the activation of marker factors related to osteoclast differentiation and activation, and to activate the activation of key genes involved in osteoblast differentiation and activation. By stimulating, it has been confirmed that it can be used as a therapeutic agent for bone metabolic related diseases, especially those requiring bone regeneration, by inhibiting excessive bone reduction in vivo and inducing new bone formation and regeneration of bone fracture sites where bone density is significantly lowered. .
본 발명의 약제학적 조성물의 유효성분으로서 상기 디벤자제핀 또는 약제학적으로 허용가능한 이의 염의 형태로 사용될 수 있는데, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들어 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다. 동 몰량의 화합물 및 물 중의 산 또는 알콜(예, 글리콜 모노메틸 에테르)을 가열하고, 이어서 상기 혼합물을 증발시켜 건조시키거나, 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다. 이때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고 유기산으로는 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 말레인산(maleic acid), 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산(fumaric acid), 만데르산, 프로피온산 (propionic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글리콜산(glycollic acid), 글루콘산(gluconic acid), 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산(glutaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 히드로아이오딕산 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.As an active ingredient of the pharmaceutical composition of the present invention, it may be used in the form of the dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof, and an acid addition salt formed by a pharmaceutically acceptable free acid is useful as the salt. Do. Acid addition salts can be prepared in a conventional manner, for example, by dissolving the compound in an excess amount of an aqueous acid solution and precipitating the salt with a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone or acetonitrile. The same molar amount of the compound and the acid or alcohol (e.g., glycol monomethyl ether) in water may be heated and then the mixture may be evaporated to dryness, or the precipitated salt may be subjected to suction filtration. As the free acid, organic acids and inorganic acids can be used. As the inorganic acids, hydrochloric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, nitric acid, tartaric acid and the like can be used. Examples of the organic acids include methanesulfonic acid, p- toluenesulfonic acid, acetic acid, trifluoroacetic acid, maleic acid, succinic acid, oxalic acid, benzoic acid, tartaric acid, fumaric acid, mandelic acid, propionic acid, citric acid, lactic acid, glycollic acid, gluconic acid, galacturonic acid, glutamic acid, glutaric acid, glucuronic acid, aspartic acid, ascorbic acid, carbonic acid, vanillic acid and hydroiodic acid may be used. It is not limited.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼In addition, bases can be used to make pharmaceutically acceptable metal salts. Alkal
리 금속 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들어 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 비용해 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로서는 특히 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하나 이들에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은염(예, 질산은)과 반응시켜 얻을 수 있다.Lithium or alkaline earth metal salts are obtained, for example, by dissolving a compound in an excess of alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the insoluble compounds salt, and then evaporating and drying the filtrate. At this time, as the metal salt, it is preferable to produce sodium, potassium or calcium salt particularly, but not limited thereto. The corresponding silver salt can also be obtained by reacting an alkali metal or alkaline earth metal salt with a suitable silver salt (e.g., silver nitrate).
상기 디벤자제핀의 약제학적으로 허용가능한 염은, 달리 지시되지 않는 한, 디벤자제핀의 화합물에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성 기의 염을 거의 포함한다. 예를 들어 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드록시기의 나트륨, 칼슘 및 칼륨 염 등이 포함될 수 있고, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드로브로마이드, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 숙시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄술포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔술포네이트(토실레이트)염 등이 있으며 당업계에서 알려진 염의 제조방법을 통하여 제조될 수 있다. Pharmaceutically acceptable salts of the dibenzazepines, unless otherwise indicated, include almost salts of acidic or basic groups which may be present in the compound of dibenzazepine. For example, pharmaceutically acceptable salts may include sodium, calcium and potassium salts of hydroxy groups, and other pharmaceutically acceptable salts of amino groups include hydrobromide, sulfate, hydrogen sulfate, phosphate, hydrogen phosphate, (Mesylate), p-toluenesulfonate (tosylate) salts, and the like, which are known in the art and which can be prepared by methods known to those skilled in the art, such as hydrogen phosphate, acetate, succinate, citrate, tartrate, lactate, mandelate, methanesulfonate .
또한 본 발명의 디벤자제핀은 이의 유도체도 포함한다. 상기 "유도체"란 디벤자제핀의 골대사성 질환의 치료활성이 변하지 않는 한도 내에서 디벤자제핀의 일부를 화학적으로 변화 예를 들어, 작용기의 도입, 치환, 결실시켜 제조한 화합물을 의미한다. 예를 들어서, 아미트립틸린(amitriptyline), 데스메틸이미프라민(desmethylimipramine : 데시프라민), 노르트립틸린(nortriptyline), 프로트립틸린(protriptyline) 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 본 발명의 조성물에는 디벤자제핀 외에 공지된 골다공증, 골절치료, 치주질환 치료제가 추가로 포함될 수 있다.Dibenzazepine of the present invention also includes derivatives thereof. The term "derivative" refers to a compound prepared by chemically changing a part of dibenzazepine, for example, introducing, replacing, or deleting a functional group, to the extent that the therapeutic activity of dibenzazepine does not change. For example, it may include, but is not limited to, amitriptyline, desmethylimipramine, decipramine, nortriptyline, protriptyline, and the like. In addition, the composition of the present invention may further include a known osteoporosis, fracture treatment, periodontal disease treatment agent in addition to dibenzazepine.
본 발명의 조성물은 파골세포의 골 흡수를 억제하고 동시에 조골세포의 골 생성을 촉진하는 것을 특징으로 한다.The composition of the present invention is characterized in that it suppresses the bone resorption of osteoclasts and at the same time promotes the bone production of osteoblasts.
본 발명에서의 용어, "파골세포(osteoclast)"란, 대식 세포 전구체(macrophage precursor)로부터 파생되는 세포로서, 파골세포 전구 세포들은 대식세포 콜로니 자극 인자(macrophage colony stimulating factor, M-CSF), NF-κB의 수용체 활성 인자 리간드(RANKL) 등에 의해 파골세포로 분화되며 융합을 통해 다핵파골세포(multinucleated osteoclast)를 형성한다. 파골세포는 αvβ3 인테그린(integrin) 등을 통해 골(bone)에 결합하며 산성 환경을 조성하는 한편 각종 콜라게네이즈(collagenase) 및 프로테아제(protease)를 분비하여 골 흡수(bone resorption)를 일으킨다. 파골세포는 완전히 분화된 세포로 증식하지 않으며 약 2 주간의 수명이 다하면 세포 사멸(apotosis)를 일으킨다.As used herein, the term "osteoclast" refers to a cell derived from a macrophage precursor, wherein the osteoclast progenitor cells are macrophage colony stimulating factor (M-CSF), NF. It is differentiated into osteoclasts by the receptor activator ligand of κB (RANKL) and the like and forms a multinucleated osteoclast through fusion. Osteoclasts bind to bone through αvβ3 integrin, etc., create an acidic environment and secrete various collagenases and proteases to cause bone resorption. Osteoclasts do not proliferate into fully differentiated cells and cause apoptosis at the end of about two weeks of life.
본 발명의 일 실시예에서는 파골세포로 분화한 골수 세포와 일차 조골세포의 공동 배양액에 본 발명의 조성물을 투여한 후, 파골세포 분화 표지 인자인 TRAP(tarrateresistant acid phosphate) 염색을 실시한 결과, TRAP 활성을 농도 의존적으로 저해시키는 것을 확인하였다(실시예 1, 도 1). 이와 같이 본 발명의 조성물은 TRAP 활성 억제를 통해 파골세포의 분화를 효과적으로 억제하므로, 파골세포의 활성 증가에 의한 골다공증과 같은 골대사성 질환을 예방 또는 치료할 수 있다.In one embodiment of the present invention, after administering the composition of the present invention to the co-culture of bone marrow cells and primary osteoblasts differentiated into osteoclasts, the resultant staining of the osteoclast differentiation marker TRAP (tarrateresistant acid phosphate), TRAP activity It was confirmed that the concentration-dependent inhibition (Example 1, Figure 1). As described above, since the composition of the present invention effectively inhibits the differentiation of osteoclasts through TRAP activity inhibition, it is possible to prevent or treat bone metabolic diseases such as osteoporosis due to increased activity of osteoclasts.
또한, 본 발명의 조성물은 조골세포의 분화 또는 활성을 촉진하는 것을 특징으로 한다.In addition, the composition of the present invention is characterized by promoting the differentiation or activity of osteoblasts.
본 발명에서의 용어, "조골세포(osteoblast)"란, 중간엽줄기세포에서부터 분화하여 생성되는 세포로 골질을 만들어 골밀도를 증가시키는 역할을 하며, 때로는 조골세포의 활성이 과도하게 증가되면 골밀도가 증가되어 뼈의 기형이나 골 석화증 등을 일어나게 한다.As used herein, the term "osteoblast" is a cell produced by differentiating from mesenchymal stem cells, and serves to increase bone density by making bone quality, and sometimes, when osteoblast activity is excessively increased, bone density increases. This can lead to bone malformations or osteoporosis.
본 발명의 일 실시예에서 디벤자제핀을 포함하는 조성물을 조골세포에 처리하자 조골세포 분화 초기단계에서 분화 표지 인자인 알리자린 레드 S (Alizarin red S)의 활성이 현저히 증가함을 확인하였다(실시예 4, 도 7). 또한 두개골 부위에 골 결손된 실험랫에 본 발명의 디벤자제핀을 결손부위에 이식한 결과, 골 재생율이 현저히 증가함을 확인하였다(실시예 5, 도 8). 이와 같은 결과는 본 발명의 조성물이 세포 수준에서 조골세포의 분화를 시킬 수 있음을 입증할 뿐만 아니라, 실제 동물에 있어서도 골밀도를 증가시킴을 시사하는 것이며, 이로써 본 발명의 조성물이 조골세포의 분화 또는 활성을 촉진시켜 골다공증과 같은 골대사성 질환의 예방 또는 치료효과가 있음을 뒷받침하는 것이다.In one embodiment of the present invention, when the composition containing dibenzazepine was treated to osteoblasts, it was confirmed that the activity of Alizarin red S, a differentiation marker, was markedly increased in the early stages of osteoblast differentiation (Example 4, FIG. 7). In addition, as a result of transplantation of the dibenzazepine of the present invention into the defective site in the experimental rat bone-deficient bone, it was confirmed that the bone regeneration rate is significantly increased (Example 5, Figure 8). This result not only demonstrates that the composition of the present invention can differentiate osteoblasts at the cellular level, but also suggests an increase in bone mineral density in real animals. It is to promote the activity to support the prevention or treatment of bone metabolic diseases such as osteoporosis.
따라서, 본 발명의 조성물은 골대사성 질환의 예방 또는 치료에 사용될 수 있으며 특히, 조골세포 및 파골세포의 불균형으로 인해 유발되는 골관련 질환에 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 질환의 예로는 과도한 파골세포의 골 흡수에 의한 골다공증(osteoprosis), 치주질환(periodontal disease), 골절 또는 파제트병(Paget disease) 등과 같은 병리학적 골 질환으로 골 파괴를 촉진하는 질환이 포함되나, 상기 골대사성 질환에 한정되는 것은 아니다.Therefore, the composition of the present invention can be used for the prevention or treatment of osteo metabolic diseases, in particular, can be used without limitation in bone-related diseases caused by the imbalance of osteoblasts and osteoclasts. Examples of such diseases include diseases that promote bone destruction due to pathological bone diseases such as osteoprosis, periodontal disease, fracture or Paget disease caused by excessive osteoclast absorption of bone. It is not limited to the above metabolic disease.
본 발명에서 용어, “골대사성 질환의 예방 또는 치료”란 상기 골대사성 질환 특히, 골다공증, 치주질환, 골절 및 파제트병의 예방 및 완전한 또는 부분적인 치료를 포함한다. 이는 또한 골대사성 질환 증상의 감소, 개선, 그 증상의 고통 경감, 골대사성 질환 발생율 감소 또는 치료결과를 증가시키는 환자의 어떠한 다른 변화를 포함한다.As used herein, the term "prophylaxis or treatment of bone metabolic disease" includes the prevention and complete or partial treatment of the above osteobolic diseases, in particular, osteoporosis, periodontal disease, fractures and Paget's disease. It also includes reducing or improving symptoms of bone metabolic disease, alleviating the pain of the symptoms, reducing the incidence of bone metabolic disease, or any other change in the patient that increases the outcome of treatment.
상기 "골다공증(osteoporosis)"은 골 조직의 석회가 감소되어 뼈의 치밀질이 엷어지고 그로 인해 골수강(骨髓腔)이 넓어지는 상태로, 증세가 진전됨에 따라 뼈가 약해지기 때문에 작은 충격에도 골절되기 쉽다. 골량은 유전적 요인, 영양 섭취, 호르몬의 변화, 운동 및 생활 습관의 차이 등 여러 가지 요인들에 의해 영향을 받으며, 골다공증의 원인으로는 노령, 운동 부족, 저체중, 흡연, 저칼슘 식이, 폐경, 난소절제 등이 알려져 있다. 한편, 개인차는 있지만 백인보다는 흑인이 골 재흡수 수준(bone resorption level)이 낮아 골량이 더 높으며, 대개 골량은 14 ~ 18세에 가장 높고 노후에는 1년에 약 1%씩 감소한다. 특히, 여성의 경우 30세 이후부터 골 감소가 지속적으로 진행되며, 폐경기에 이르면 호르몬 변화에 의해 골 감소가 급격히 진행된다. 즉, 폐경기에 이르면 에스트로젠 농도가 급속히 감소하는데, 이때, IL-7(interleukin-7)에 의한 것처럼 B-임파구(B-lymphocyte)가 다량 생성되어 골수(bone marrow)에 B 세포 전구체(pre-B cell)가 축적되고, 이로 인해 IL-6의 양이 증가하여 파골세포의 활성을 증가시키므로 결국 골량이 감소하게 된다.The "osteoporosis" is a state in which bone mineralization is reduced by thinning the bone tissue, resulting in thinning of the bone marrow cavity, and thus widening of the bone marrow cavity. Easy to be Bone mass is influenced by several factors, including genetics, nutrition, hormone changes, differences in exercise and lifestyle, and the causes of osteoporosis include old age, lack of exercise, low weight, smoking, low calcium diet, menopause, Ovarian ablation is known. On the other hand, although there are individual differences, blacks have lower bone resorption levels than whites, resulting in higher bone mass, usually the highest in 14 to 18 years of age, and about 1% per year in old age. In particular, women after 30 years of bone reduction continues to progress, and by the hormonal changes, bone reduction rapidly progresses. In other words, estrogen concentration rapidly decreases at the end of menopause, in which a large amount of B-lymphocytes are generated, as in the case of IL-7 (interleukin-7), and the B cell precursor (pre-B) is added to the bone marrow. cells) accumulate, thereby increasing the amount of IL-6, increasing the activity of osteoclasts, and eventually reducing bone mass.
상기 "치주질환"은 세균에 의해 야기되는 치아지지 조직의 염증상태를 말하며, 치은염 및 치주염으로 분리할 수 있다. 발병원인은 불량한 구강 위생상태로 인한 구강 세균이 치면세균막을 형성하는데 있다. 치면세균막이란 침에 있는 끈끈한 물질을 접착제로 이용하여 세균이 치아 표면에 달라붙은 후 증식한 세균덩어리를 말한다. 치면세균막은 그냥 방치해 두면, 염증이 생겨 가끔 잇몸에서 피가 나고, 구취가 나는 경우가 있으며 이러한 증상을 치은염이라고 한다. 치은염이 더 진행되면, 치아와 잇몸사이의 벌어진 틈이 더 깊어져서 치주낭이 생기고, 여기에 치주질환을 일으키는 세균들이 번식하여 치주염이 발생 된다. 치주염이 진행되면 칫솔질과 같은 약한 자극에도 잇몸에서 피가 나기도 하며 붓고, 종종 급성염증으로 변화되어 통증을 유발한다. 이러한 염증은 골을 만드는 기능은 저하시키고, 골을 흡수하는 작용이 높아져서 치조골이 점점 낮아지게 되어 치조골이 파괴되고 결국 치아를 상실하게 된다. The "periodontal disease" refers to the inflammatory state of the tooth support tissue caused by bacteria, can be separated into gingivitis and periodontitis. The cause is caused by oral bacteria due to poor oral hygiene to form dental plaque. Toothpaste bacterium refers to a mass of bacteria that grows after the bacteria adhere to the tooth surface by using a sticky substance in the saliva as an adhesive. If left untreated, the bacterial membranes are inflamed and sometimes bleed from the gums and cause bad breath. These symptoms are called gingivitis. As the gingivitis progresses further, the gap between the teeth and the gum becomes deeper, and the periodontal sac is formed, and the periodontal disease is caused by the bacteria that cause periodontal disease. As periodontitis progresses, even weak stimuli such as brushing may bleed and swell the gums, often turning into acute inflammation, causing pain. This inflammation lowers the function of making bones, and the bone absorbing effect is increased, the alveolar bone becomes lower and lower, and the alveolar bone is destroyed and eventually loses teeth.
상기 "골절"은 뼈나 골단판 또는 관절면의 연속성이 비정상적으로 끊어진 상태로, 뼈의 깨짐을 일컫는다. 골절을 유발하는 원인으로는 교통사고 등의 외상, 산업장애에서 일어나는 안전사고, 골다공증, 골암, 대사이상증 등의 질병으로 인한 뼈의 변화 및 스포츠나 하중으로 인한 반복적인 뼈에 대한 스트레스 등이 있다. 또한, 골절 상태는 골절선(골 절단에 의해 발생된 뼈끝단을 따른 선)에 근거하여, 균열 골절, 그린스틱(greenstick) 골절, 횡상 골절, 사상 골절, 나선상 골절, 분절 골절, 분쇄골절, 견열 골절, 압박 골절, 함몰 골절 등으로 분류된다.
The term "fracture" refers to a fracture of a bone in a state in which continuity of a bone, a veneer, or a joint surface is abnormally broken. The causes of fractures include traumas such as traffic accidents, safety accidents caused by industrial disorders, bone changes caused by diseases such as osteoporosis, bone cancer, metabolic disorders, and repetitive bone stress caused by sports or loads. In addition, fracture status is based on fracture line (line along bone tip generated by bone cutting), crack fracture, greenstick fracture, transverse fracture, filamentous fracture, spiral fracture, segmental fracture, comminuted fracture, avulsion fracture , Compression fractures, depression fractures, and the like.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 약학적으로 허용되는 담체는 경구투여시에는 결합제, 활탁제, 붕해제, 부형제, 가용화제, 분산제, 안정화제, 현탁화제, 색소, 향료 등을 사용할 수 있으며, 주사제의 경우에는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 국소 투여용의 경우에는 기제, 부형제, 윤활제, 보존제 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물의 제형은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 다양하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 경구 투여시에는 정제, 트로키, 캡슐, 엘릭서(elixir), 서스펜션, 시럽, 웨이퍼 등의 형태로 제조할 수 있으며, 주사제의 경우에는 단위 투약앰플 또는 다수회 투약 형태로 제조할 수 있다. 기타, 용액, 현탁액, 정제, 캡슐,서방형 제제 등으로 제형할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier may be a binder, a suspending agent, a disintegrant, an excipient, a solubilizer, a dispersant, a stabilizer, a suspending agent, a coloring agent, a flavoring agent, and the like during oral administration. In the case of an injection, a buffer, a preservative, An analgesic agent, a solubilizer, an isotonicity agent, a stabilizer, etc. can be mixed and used, and base use, an excipient, a lubricant, a preservative etc. can be used for topical administration. The formulation of the pharmaceutical composition of the present invention can be prepared in various ways by mixing with the pharmaceutically acceptable carrier as described above. For example, oral administration may be in the form of tablets, troches, capsules, elixirs, suspensions, syrups, wafers, and the like, in the case of injections, in unit dosage ampoules or multiple dosage forms. have. Others may be formulated into solutions, suspensions, tablets, capsules, sustained release preparations and the like.
이때, 사용가능한 적합한 담체, 희석제 또는 부형제의 실례로는 전분, 당, 및 만니톨과 같은 부형제; 칼슘 포스페이트 및 규산 유도체와 같은 충전제 및 증량제; 카르복시메틸셀룰로오스 또는 히드록시프로필셀룰로오스 등의 셀룰로오스 유도체, 젤라틴, 알긴산염, 및 폴리비닐 피롤리돈과 같은 결합제; 활석, 스테아린산 칼슘 또는 마그네슘, 수소화 피마자유, 및 고상 폴리에틸렌 글리콜과 같은 윤활제; 포비돈, 나트륨 크로스카멜로스, 및 크로스포비돈과 같은 붕해제; 폴리소르베이트, 세틸 (cetyl) 알코올, 및 글리세롤 모노스테아레이트 등과 같은 계면활성제 등을 들 수 있다.
Examples of suitable carriers, diluents or excipients that may be employed include excipients such as starch, sugars, and mannitol; Fillers and extenders such as calcium phosphate and silicic acid derivatives; Binders such as cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose or hydroxypropyl cellulose, gelatin, alginate, and polyvinyl pyrrolidone; Lubricants such as talc, calcium stearate or magnesium, hydrogenated castor oil, and solid polyethylene glycols; Disintegrants such as povidone, sodium croscarmellose, and crospovidone; Surfactants such as polysorbate, cetyl alcohol, glycerol monostearate and the like.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골대사성 질환을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다.In another aspect, the present invention relates to a method for preventing or treating a bone metabolic disease comprising administering the pharmaceutical composition to a subject.
본 발명에서 용어 "개체"란 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물을 제한없이 포함한다.As used herein, the term "individual" includes without limitation mammals, including rats, domestic animals, humans, and the like.
또한, 본 발명에 따른 약학적 조성물은 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 본 발명에서 투여는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미하며 상기 결합체의 투여 경로는 약물이 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 구체적으로, 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 국소 투여, 비내 투여, 폐 내 투여, 직장내 투여 될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 그러나 경구 투여시, 펩타이드는 소화가 되기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화하는 것이 바람직하다. 바람직하게는 주사제 형태로 투여될 수 있다. 또한, 제약 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.In addition, the pharmaceutical compositions according to the invention can be administered via several routes. Administration in the present invention means introducing any substance into the patient in any suitable manner and the route of administration of the conjugate may be administered via any general route as long as the drug can reach the target tissue. Specifically, intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, oral administration, topical administration, nasal administration, pulmonary administration, rectal administration, but is not limited thereto. However, upon oral administration, since the peptide is digested, it is desirable to formulate the oral composition to coat the active agent or to protect it from degradation in the stomach. Preferably in the form of an injection. In addition, the pharmaceutical composition may be administered by any device in which the active agent may migrate to the target cell.
본 발명에 있어 디벤자제핀을 포함하는 약학적 조성물의 실제 투여량은 치료할 질환, 투여 경로, 환자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등의 여러 관련 인자와 함께, 활성성분인 약물의 종류에 따라 결정된다. 바람직하게 유효성분으로서의 디벤자제핀은 사람을 포함하는 포유동물에 하루 동안 1 내지 20 ㎎/㎏, 보다 바람직하게는 1 내지 10 ㎎/㎏으로 1회 또는 분할하여 투여될 수 있다.
In the present invention, the actual dosage of the pharmaceutical composition comprising dibenzazepine is the type of drug that is the active ingredient, along with several related factors such as the disease to be treated, the route of administration, the age, sex and weight of the patient, and the severity of the disease. It depends on. Preferably dibenzazepine as an active ingredient may be administered to a mammal, including humans, once or divided into 1 to 20 mg / kg, more preferably 1 to 10 mg / kg during the day.
또 다른 하나의 양태로서 본 발명은 상기 디벤자제핀 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함하는 골대사성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다. 상기 식품조성물은 건강기능식품으로 사용될 수 있다. 본 발명의 조성물을 식품 보조첨가제로 사용할 경우, 상기 디벤자제핀을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.As another aspect, the present invention relates to a food composition for preventing or ameliorating bone metabolic diseases comprising the dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof. The food composition may be used as a health functional food. When the composition of the present invention is used as a food additive, the dibenzazepine may be added as it is or used with other food or food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method. The blending amount of the active ingredient may be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment).
본 발명에서의 용어 "건강기능식품"이란, 건강보조의 목적으로 특정성분을 원료로 하거나 식품 원료에 들어있는 특정성분을 추출, 농축, 정제, 혼합 등의 방법으로 제조, 가공한 식품을 말하며, 상기 성분에 의해 생체방어, 생체리듬의 조절, 질병의 방지와 회복 등 생체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발휘할 수 있도록 설계되고 가공된 식품을 말하는 것으로서, 상기 건강식품용 조성물은 질병의 예방 및 질병의 회복 등과 관련된 기능을 수행할 수 있다.The term "health functional food" in the present invention refers to a food prepared and processed by a method of extracting, concentrating, refining, and mixing a specific ingredient as a raw material or contained in a food ingredient for the purpose of health supplement, By means of the ingredient refers to foods that are designed and processed to fully exert bioregulatory functions on the living body such as biodefense, regulation of biorhythms, prevention and recovery of diseases, and the composition for health foods prevents diseases and prevents diseases. It can perform functions related to recovery.
또한, 본 발명의 조성물이 사용될 수 있는 건강식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 디벤자제핀을 활성성분으로 포함하는 조성물은 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 추출물을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.
There is no limitation on the kind of health food to which the composition of the present invention can be used. In addition, the composition comprising the dibenzazepine of the present invention as an active ingredient can be prepared by mixing the known additives with other appropriate auxiliary ingredients that may be contained in the health functional food according to the choice of those skilled in the art. Examples of foods that can be added include meats, sausages, breads, chocolates, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products, including ice cream, various soups, beverages, teas, drinks, alcoholic beverages and Vitamin complexes, and the like, can be prepared by adding the extract according to the present invention as a main ingredient juice, tea, jelly and juice.
본 발명에 따른 디벤자제핀을 포함하는 약제학적 조성물은 파골세포의 분화 및 골 흡수를 효과적으로 억제하고, 동시에 조골세포의 분화 및 골 형성을 증진시키므로, 골다공증, 치주질환, 골절 또는 파제트병과 같은 골대사성 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 이용될 수 있다.
The pharmaceutical composition comprising dibenzazepine according to the present invention effectively inhibits osteoclast differentiation and bone resorption and at the same time promotes osteoblast differentiation and bone formation, and thus bone such as osteoporosis, periodontal disease, fracture or Paget's disease. It can be usefully used for the prevention or treatment of metabolic diseases.
도 1은, 디벤자제핀의 파골세포 형성에 대한 억제 효과를 나타낸 것이다. (좌): 1α, 25-디하이드록시비타민 D₃ (25-dihydroxyvitamin D₃)과 프로스타갈란딘 E2(10-6M prostaglandin E₂)이 함유된 골수 세포와 일차 조골세포의 공동 배양 조건에 각 농도별 디벤자제핀(0, 0.1, 0.5, 1.0 μM)의 첨가에 의해 형성된 파골세포를 TRACP 염색법을 통해 염색시킨 후 광학 현미경으로 관찰하였다. (우): TRACP 염색법을 통해 염색된 파골세포의 수는 디벤자제핀의 농도의존적으로(0.1, 0.5, 1.0 μM) 파골세포 형성이 감소함을 나타내었다. 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다.
도 2는, 디벤자제핀의 파골세포 분화과정 중 세포융합 효과를 나타낸 것이다. (좌): M-CSF(30 ng/ml)와 RANKL(100 ng/ml)이 함유된 대식세포 배양 조건에 각 농도별 디벤자제핀(0.1, 0.5, 1.0μM)의 첨가에 의해 형성된 파골세포를 TRACP 염색법을 통해 염색시킨 후 광학 현미경으로 관찰하였다. (우): TRACP 염색법을 통해 염색된 파골세포의 숫자를 세포 내 핵 수대로 나타내었다: 1.0 μM 디벤자제펜이 처리된 파골세포내 핵의 수는 3개 이상(검은색), 10개 이상(회색), 25개이상(흰색) 파골세포 내 핵의 수를 TRACP 염색법 형성이 감소함을 나타내었다. 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다.
도 3은, 디벤자제핀의 파골세포 액틴링 형성 효과를 나타낸 것이다. 대식세포 배양을 통한 성숙한 파골세포 분화 과정에서 로다민-팔로이딘(rhodamine phalloidin)에 의해 염색된 액틴링 형성을 공초점 현미경으로 관찰한 결과이다. 1μM 디벤자제핀이 처리된 실험군에서는 정상적인 액틴링 형성이 이루어지지 않았다. 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다.
도 4는, 디벤자제핀의 성숙한 파골세포 골흡수능 효과를 나타낸 것이다. (좌): 0.2% 콜라게네이즈에 의해 분리된 성숙한 파골세포를 탄산화 된 인산칼슘 (carbonated calcium phosphate)이 코팅된 OAAS 플레이트에 0.1 μM 디벤자제핀을 첨가하여 배양한 후 형성된 골 흡수공을 광학 현미경으로 관찰한 결과이다. 디벤자제핀이 첨가된 파골세포에서 골 흡수공의 형성이 현저하게 저해되었다. (우): 성숙한 파골세포에 의해 형성된 골 흡수공의 면적을 배양 접시의 전체 면적 대비 비율로 나타낸 것이다. 디벤자제핀이 첨가된 파골세포에서 골 흡수공의 형성 비율이 현저하게 감소하였다. 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다.
도 5는, 디벤자제핀의 인터루킨-1에 의해 유도된 생쥐 두개골 흡수에 대한 억제 효과를 나타낸 것이다. (상): 생쥐 두개골 전체 조직의 TRACP 염색 (상단) 및 마이크로 CT 그림 (하단). 생쥐 두개골은 인터루킨-1에 의해 심각한 골 파손을 유도 하지만 디벤자제핀(60, 200μg/kg)이 생쥐 생체내로 투여 되었을 때 인터루킨-1에 의한 골 흡수가 현저하게 저해되었다. 적출된 생쥐 두개골의 일정 면적 당 골 조직 부피 (좌) 및 골 미네랄 (우)를 나타냈다. 인터루킨-1에 의해 감소된 골 조직의 부피와 미네랄 양은 디벤자제핀에 의해 증가하였다.
도 6은, 디벤자제핀의 생쥐모델에서 항골흡수(anti-resorptive) 향상 효과를 나타낸 것이다. (상): 생쥐 두개골 조직의 파라핀 블록 절단 (section)을 이용하여 TRACPTRAP(tarrateresistant acid phosphate) 염색을 수행하여 현미경으로 관찰하였다. 인터루킨-1에 의해 파골세포 및 심각한 골 파손이 유도되지만 디벤자제핀에 의해 강력하게 저해되었다. (하): 같은 조직 내에 형성된 단위 면적당 파골세포의 수를 나타내었다. 인터루킨-1에 의해 형성된 파골세포 수가 디벤자제핀의 농도 의존적으로 현저하게 감소되었다.
도 7은, 디벤자제핀의 조골세포 분화 촉진 효과를 나타낸 것이다. (좌): 조골세포 분화 촉진 배지를 이용한 세포 배양 조건으로 조골세포의 석회화를 유도하고 이를 알리자린 레드 S (Alizarin red S) 염색하였다. 디벤자제핀에 의해 조골세포에 의한 골 석회화가 농도 의존적으로 증가되었다. (우): 성숙한 조골세포 분화 표지 인자인 오스테오칼신 (Osteocalcin)의 메신저 RNA 발현 양을 리얼타임 중합효소 연쇄반응법 (Real-time PCR)을 통해 측정하였다. 디벤자제핀에 의해 오스테오칼신의 메신저 RNA 발현양이 농도 구배적으로 증가되었다.
도 8은, 디벤자제핀의 새로운 골 생성 촉진 효과를 나타낸 것이다. (상): 랫트 두개골 조직의 골 파손을 유도하고 그 부위에 발생하는 골 재생 양상을 마이크로 CT 이미지로 나타내었다. 골 형성 인자인 BMP-2에 의해 증가되는 골 재생 능력이 디벤자제핀(0.1, 0.5 μg)에 의해서도 농도 의존적으로 향상되었다. (하): 각 그룹별 골 파손 부위에 새로이 재생된 골 량의 비율을 정량적으로 나타내 그래프 (좌) 및 두개골 조직의 두께를 나타낸 그래프 (우). 디벤자제핀(0.1, 0.5 μg)의 처리는 새로운 골 생성율 및 두개골 조직의 두께를 현저하게 증가시켰다.Figure 1 shows the inhibitory effect of dibenzazepine on osteoclast formation. (Left): Concentrations in co-culture of bone marrow cells and primary osteoblasts containing 1α, 25-dihydroxyvitamin D₃ and prostaglandin E 2 (10 -6 M prostaglandin E₂) Osteoclasts formed by the addition of star dibenzazepine (0, 0.1, 0.5, 1.0 μM) were stained by TRACP staining and observed under an optical microscope. (Right): The number of osteoclasts stained by TRACP staining showed that osteoclast formation was reduced depending on the concentration of dibenzazepine (0.1, 0.5, 1.0 μM). The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine.
Figure 2 shows the cell fusion effect during the osteoclast differentiation process of dibenzazepine. (Left): osteoclasts formed by addition of dibenzazepine (0.1, 0.5, 1.0 μM) at each concentration to macrophage culture conditions containing M-CSF (30 ng / ml) and RANKL (100 ng / ml) Was stained by TRACP staining and observed with an optical microscope. (Right): The number of osteoclasts stained by TRACP staining is indicated by the number of intracellular nuclei: The number of osteoclasts treated with 1.0 μM dibenzazefen was 3 or more (black), 10 or more ( Gray), the number of nuclei in more than 25 (white) osteoclasts showed reduced TRACP staining formation. The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine.
Figure 3 shows the osteoclast actin ring formation effect of dibenzazepine. In the course of mature osteoclast differentiation through macrophage culture, the actining formation stained by rhodamine phalloidin was observed by confocal microscopy. In the experimental group treated with 1 μM dibenzazepine did not form a normal actin ring. The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine.
Figure 4 shows the effect of dibenzazepine mature osteoclast bone resorption capacity. (Left): Osteatomic cells isolated from 0.2% collagenase were cultured by adding 0.1 μM dibenzazepine to OAAS plates coated with carbonated calcium phosphate, followed by optical microscopy. The result is observed. The formation of bone resorption holes was markedly inhibited in osteoclasts to which dibenzazepine was added. (Right): The area of bone absorption hole formed by mature osteoclasts is shown as a ratio with respect to the total area of a culture dish. In the osteoclasts to which dibenzazepine was added, the rate of formation of bone resorption holes was significantly reduced. The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine.
Figure 5 shows the inhibitory effect of dibenzazepine on mouse cranial uptake induced by interleukin-1. (Top): TRACP staining (top) and micro CT picture (bottom) of mouse skull whole tissue. Mouse skulls induce severe bone breakage by interleukin-1, but significantly inhibited bone uptake by interleukin-1 when dibenzazepine (60, 200 μg / kg) was administered in vivo. Bone tissue volume (left) and bone mineral (right) per fixed area of the extracted mouse skull were shown. Bone tissue volume and minerals decreased by interleukin-1 were increased by dibenzazepine.
Figure 6 shows the anti-resorptive improvement effect in the mouse model of dibenzazepine. (Phase): Paraffin block section of mouse skull tissue was performed using a tarrate resistant acid phosphate (TRACPTRAP) stain and observed under a microscope. Interleukin-1 induced osteoclasts and severe bone breakage but was strongly inhibited by dibenzazepine. (Bottom): The number of osteoclasts per unit area formed in the same tissue is shown. The number of osteoclasts formed by interleukin-1 was significantly reduced, depending on the concentration of dibenzazepine.
Figure 7 shows an osteoblast differentiation promoting effect of diben restraint pin. (Left): Calcification of osteoblasts was induced by cell culture conditions using osteoblast differentiation promoting medium and stained with Alizarin red S. Dibenzazepine increased bone calcification by osteoblasts in a concentration dependent manner. (Right): The amount of messenger RNA expression of osteocalcin, a mature osteoblast differentiation marker, was measured by real-time PCR. Dibenzazepine increased the concentration of messenger RNA expression of osteocalcin.
Figure 8 shows the new bone production promoting effect of dibenzazepine. (Top): Induced bone breakage of rat skull tissue and the bone regeneration pattern occurring in the site by micro CT image. The bone regeneration ability increased by BMP-2, a bone formation factor, was also concentration-dependently enhanced by dibenzazepine (0.1, 0.5 μg). (Bottom): Graph showing quantitatively the percentage of newly regenerated bone volume at each site of bone break (left) and graph showing the thickness of skull tissue (right). Treatment with dibenzazepine (0.1, 0.5 μg) significantly increased new bone formation and thickness of skull tissue.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 실시하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, these examples are for illustrative purposes only, and the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예 1: 세포 준비Example 1: Cell Preparation
실시예 1-1. 골수세포 및 조골세포 준비Example 1-1. Bone Marrow and Osteoblast Preparation
생후 6주인 ICR 수컷 생쥐 (오리엔트바이오, 성남, 경기도)를 이용하여 골수세포 및 일차 조골세포를 획득하였다. 구체적으로 생후 6주된 ICR 수컷 생쥐 (오리엔트바이오, 성남, 경기도)의 뒷다리 부위의 경골과 대퇴골을 무균적으로 분리한 다음, 분리된 골 조직에서 연골 및 지방조직 등을 깨끗이 제거하고 주사기를 골수에 주입하여 골수세포를 얻었다. 획득된 세포는 1600 rpm으로 5분간 원심분리를 통해 침전시키고 ACK 완충액을 1분 동안 처리하여 적혈구 및 기타 지방세포 등을 제거시킨 다음 다시 1600 rpm으로 5분간 원심분리를 통해 침전시켜 생쥐 골수세포를 획득하였다.Bone marrow cells and primary osteoblasts were obtained using 6-week-old ICR male mice (Oriental Bio, Seongnam, Gyeonggi-do). Specifically, aseptically isolate the tibia and femur of the hind limbs of 6-week-old ICR male mice (Oriental Bio, Seongnam, Gyeonggi-do), remove cartilage and adipose tissue from the separated bone tissue, and inject a syringe into the bone marrow. The bone marrow cells were obtained. The obtained cells were precipitated by centrifugation at 1600 rpm for 5 minutes, and treated with ACK buffer for 1 minute to remove red blood cells and other adipocytes, and then precipitated by centrifugation at 1600 rpm for 5 minutes to obtain mouse bone marrow cells. It was.
또한 생쥐에서 일차 조골세포 획득을 위해 생후 1일된 ICR 생쥐 (오리엔트바이오, 성남, 경기도) 두개골을 분리하여 적당한 크기의 조각들로 자른 후 3x HBSS (Hank's Balanced Salt solution, 웰진, 대구광역시)가 들어있는 6 cm 배양접시에 모았다. 여기에 0.1% 콜라젠 분해효소 (collagenase, Gibco BRL)와 0.2% 디스파제 (dispase; Boehringer Mannheim)를 넣고 37℃에서 15분간 5회 처리하였다. 2회 처리 시 부터 얻은 세포를 수집하여 1300 rpm으로 5분간 원심 분리를 통해 침전된 조골세포 전구체를 획득하였다.
In addition, ICR mice (Orient Bio, Seongnam, Gyeonggi) skulls were isolated and cut into pieces of appropriate size to obtain primary osteoblasts.They contained 3x HBSS (Hank's Balanced Salt solution, Weljin, Daegu Metropolitan City). Collected 6 cm culture dish. 0.1% collagen degrading enzyme (collagenase, Gibco BRL) and 0.2% dispase (Boehringer Mannheim) were added and treated 5 times at 37 ° C. for 15 minutes. The cells obtained from the two treatments were collected to obtain osteoblast precursors precipitated by centrifugation at 1300 rpm for 5 minutes.
실시예 1-2. 파골세포 배양Examples 1-2. Osteoclast culture
마우스의 골수유래 세포들로부터 파골세포의 분화를 유도하기 위해 일반적으로 사용되는 공존배양법(co-culture system)을 사용하였고, 공존배양은 마우스 유래 골수세포와 골아세포를 이용하여 실시하였다. 구체적으로 실시예 1-1에서 획득한 생쥐의 골수세포와 일차 조골세포를 10-8 M 1α, 25-디하이드록시비타민 D₃ (25-dihydroxyvitamin D₃(Sigma))과 10-6M 프로스타갈란딘 E2 (10-6M prostaglandin E₂(Sigma))이 처리된 조건 하에서 10% FBS(fetal bovine serum)과 페니실린(50 units/mL) 그리고 스트렙토마이신(50 mg/mL)이 함유된 alpha-MEM(minimum essential medium) 배지를 사용하여 공동 배양하였다. 공동배양 6일 후 성숙한 파골세포를 획득하였다.
In order to induce differentiation of osteoclasts from mouse bone marrow-derived cells, a commonly used co-culture system was used, and co-culture was performed using mouse-derived bone marrow cells and osteoblasts. Specifically, the bone marrow cells and primary osteoblasts of the mice obtained in Example 1-1 were treated with 10 -8 M 1α, 25-dihydroxyvitamin D₃ (Sigma) and 10 -6 M prostaglandin. Alpha-MEM containing 10% FBS (fetal bovine serum), penicillin (50 units / mL) and streptomycin (50 mg / mL) under E 2 (10 -6 M prostaglandin E₂ (Sigma)) treatment co-cultivation using a minimum essential medium). Six days after coculture mature osteoclasts were obtained.
실시예 2: 디벤자제핀의 파골세포 분화 억제에 미치는 영향Example 2 Effect of Dibenzazepine on Inhibition of Osteoclast Differentiation
실시예 2-1. 디벤자제핀의 파골세포 분화 억제능Example 2-1. Dibenzazepine Inhibits Osteoclast Differentiation
생쥐의 골수세포와 조골세포를 공동 배양하여 골수세포가 조골세포의 지원을 받아 성숙한 파골세포로 분화되는 시스템을 조성하여 이 시스템에서 디벤자제핀이 파골세포의 분화를 억제하는지를 Lee 등(Journal of Biological Chemistry, 2009, 284:13725-13734)에 의해 보고된 방법으로 실험을 수행하였다.
Co-culture of mouse bone marrow cells and osteoblasts to form a system in which bone marrow cells are differentiated into mature osteoclasts with the support of osteoblasts, and whether dibenzazepine inhibits the differentiation of osteoclasts in this system (Journal of Biological The experiment was performed by the method reported by Chemistry, 2009, 284: 13725-13734.
디벤자제핀이 파골세포 분화억제에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시예 1-2의 마우스 유래 골수세포와 골아세포의 공존배양액에 디벤자제핀을 각 농도별로 처리(0.1, 0.5, 1 μM)한 다음 6일 동안 배양하여 파골세포로 분화유도하였다. 이때 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다. 분화유도된 파골세포를 고정하기 위하여 10% 포르말린으로 10분 동안 처리하였다. 포르말린을 제거하고 0.1% 트립톤 X-100 (Triton X-100)을 5분 동안 처리한 다음 트립톤 X-100 용액을 제거하고 10분간 TRACP (tartrate-resistant acid phosphatase)염색을 하였다. TRACP 염색은 백혈구 산 포스파타제 키트 (LEUKOCYTE ACID PHOSPHATASE KIT, Sigma)를 사용하였다. TRACP 염색용액을 제거하고 증류수로 2번 수세하여 건조시킨 다음 광학현미경(X100) 아래에서 TRACP 양성인 다핵의 파골세포 를 분석하였다.To examine the effect of dibenzazepine on osteoclast differentiation, dibenzazepine was treated (0.1, 0.5, 1 μM) at different concentrations in the co-culture of mouse-derived bone marrow cells and osteoblasts in Example 1-2. The cells were cultured for 6 days to induce differentiation into osteoclasts. The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine. In order to fix differentiated osteoclasts, the cells were treated with 10% formalin for 10 minutes. Formalin was removed, treated with 0.1% Trypton X-100 (Triton X-100) for 5 minutes, then the Tryptone X-100 solution was removed and stained with TRACP (tartrate-resistant acid phosphatase) for 10 minutes. TRACP staining was performed using the leukocyte acid phosphatase kit (LEUKOCYTE ACID PHOSPHATASE KIT, Sigma). The TRACP staining solution was removed, washed twice with distilled water, dried, and analyzed for TRACP-positive multinucleated osteoclasts under an optical microscope (X100).
도 1에 나타난 바와 같이 디벤자제핀을 처리하지 않은 대조군에 비해 디벤자제핀을 처리한 실험군에서는 농도 의존적으로 TRACP 양성인 다핵의 파골세포 수가 크게 감소하였다. 그 결과 상기 디벤자제핀을 포함하는 골 대사성 질환 예방 및 치료용 약학조성물은 골수세포와 조골세포의 공존배양 조건에서 10-8 M 1α, 25-디하이드록시비타민 D (25-dihydroxyvitamin D₃)과 10-6M 프로스타갈란딘 E2 (10-6M prostaglandin E₂)에 의해 생성된 파골세포의 형성을 강하게 억제하였다.
As shown in FIG. 1, in the experimental group treated with dibenzazepine, the number of osteoclasts of multinucleated cells that were TRACP positive was significantly reduced in comparison with the control group treated with dibenzazepine. As a result, the pharmaceutical composition for the prevention and treatment of bone metabolic diseases comprising dibenzazepine is 10 -8 M 1α, 25-dihydroxyvitamin D (25-dihydroxyvitamin D₃) and 10 under coexistence conditions of bone marrow cells and osteoblasts. -6 M prostasin Rogaland Dean E 2 (10 -6 M prostaglandin E₂ ) strongly inhibited the formation of osteoclasts generated by.
실시예 2-2. 디벤자제핀의 파골세포 융합 억제능Example 2-2. Dibenzazepine Inhibits Osteoclast Fusion
파골세포는 조혈세포 계열의 단핵 전구세포들이 융합되어 핵이 평균 10개 - 20개의 거대다핵세포로 분화 되어서 뼈를 흡수할 수 있기 때문에 파골세포의 핵이 융합되는 능력은 파골세포의 기능에 있어서 매우 중요하다. Osteoclasts are capable of absorbing bones by fusion of hematopoietic stem cell mononuclear progenitor cells into an average of 10 to 20 giant multinucleated cells, which is why osteoclast fusion is very important in osteoclast function. It is important.
본 실시예에서는 생쥐의 조혈세포 계열의 골수세포에서 유래한 단핵 전구세포인 대식세포를 이용하여 디벤자제핀이 파골세포 융합억제에 미치는 영향을 측정하였다. 구체적으로 생쥐의 조혈세포 계열의 골수 유래 단핵 전구세포인 대식세포를 배양하여 M-CSF(Macrophage colony-stimulating factor)와 RANKL(Receptor activator of NF-κB ligand)의 존재 하에서 성숙한 파골세포로 분화하는 시스템을 조성하고 디벤자제핀이 파골세포의 융합능에 미치는 영향을 알아보기 위하여 다음과 같이 실험을 수행하였다.In this example, the effect of dibenzazepine on osteoclast fusion inhibition was measured using macrophages, which are mononuclear progenitor cells derived from hematopoietic stem cells. Specifically, macrophages, which are bone marrow-derived mononuclear progenitor cells of mouse hematopoietic cells, are cultured to differentiate into mature osteoclasts in the presence of macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) and receptor activator of NF-κB ligand (RANKL). In order to determine the effect of the dibenzazepine on the fusion ability of the osteoclasts was carried out as follows.
실시예 1-1에서 서술한 바와 같이 생쥐의 골수세포를 획득하여 10% alpha-MEM으로 세포를 현탁하고 M-CSF(30 ng/ml)를 넣어준 후, 3일 동안 100 cm 배양접시에서 배양하였다. 3일 후 배양배지에 M-CSF(30 ng/ml)와 RANKL(100 ng/ml)을 첨가하여 배양하면서 이 배양조성물에 1μM 디벤자제핀을 처리한 다음 4일 동안 배양하여 파골세포로 분화유도하였다. 이때 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 파골세포를 사용하였다. 분화유도된 파골세포는 TRACP(Tartrate-resistant acid phosphataseform) 염색법을 실시하여 TRACP 양성 파골세포를 광학현미경(X100)으로 관찰하였다. 또한 TRACP 양성 파골세포 내 핵의 수가 3개, 10개 또는 25개 이상인 파골세포 수를 도 2에 나타내었다.As described in Example 1-1, mice were obtained with bone marrow cells, suspended with 10% alpha-MEM, added M-CSF (30 ng / ml), and cultured in a 100 cm culture dish for 3 days. It was. After 3 days, M-CSF (30 ng / ml) and RANKL (100 ng / ml) were added to the culture medium and treated with 1μM dibenzazepine to the culture composition, followed by incubation for 4 days to induce differentiation into osteoclasts. It was. The control group used osteoclasts induced differentiation without treatment with dibenzazepine. Differentiation-induced osteoclasts were stained with TRACP (Tartrate-resistant acid phosphataseform) staining to observe TRACP-positive osteoclasts under an optical microscope (X100). In addition, the number of osteoclasts in which the number of nuclei in TRACP positive osteoclasts is 3, 10, or 25 or more is shown in FIG. 2.
도 2에 나타난 바와 같이 디벤자제핀은 성숙한 파골세포의 세포막 형태를 다소 수축시켜 정상적인 파골세포보다 다소 크기가 작은 세포 형태를 나타냈지만 TRACP 양성인 다핵의 파골세포 형성과 이러한 세포 내 핵 수에는 영향을 주지 않았다. 그 결과 디벤자제핀은 성숙한 다핵 파골세포 형성에 중요한 과정인 세포 융합에는 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다.
As shown in FIG. 2, dibenzazepine slightly contracted the cell membrane morphology of mature osteoclasts, but exhibited a slightly smaller cell morphology than normal osteoclasts, but did not affect the formation of TRACP-positive multinucleated osteoclasts and the number of intracellular nuclei. Did. As a result, dibenzazepine did not appear to affect cell fusion, an important process for the formation of mature multinucleated osteoclasts.
실시예 2-3. 디벤자제핀의 파골세포 액틴링 형성 억제능Examples 2-3. Dibenzazepine Inhibits Osteoclast Formation
파골세포의 세포 골격화 과정은 세포외 기질과 실질적인 뼈를 흡수하는 공간을 구분하기 위하여 뼈에 부착되는 동시에 파골세포의 액틴(actin)이 하나의 거대한 링(ring)으로 조직화되는 것을 말하며, 이러한 액틴링의 형성은 파골세포가 뼈를 흡수할 수 있는 능력에 대한 중요한 표지 인자가 된다. The osteoskeletal cell skeletal process involves attaching bone to the extracellular matrix and the space that actually absorbs the bone, while at the same time organizing the actin of the osteoclast into one large ring. The formation of rings is an important marker for the ability of osteoclasts to absorb bone.
본 실시예에서는 생쥐의 조혈세포 계열의 골수세포에서 유래한 단핵 전구세포인 대식세포를 이용하여 디벤자제핀이 파골세포 액틴링 형성에 미치는 영향을 분석하였다. 구체적으로 생쥐의 조혈세포 계열의 골수 유래 단핵 전구세포인 대식세포를 배양하여 M-CSF와 RANKL의 존재 하에서 성숙한 파골세포로 분화하는 시스템을 조성하고 디벤자제핀이 파골세포의 액틴링 형성에 미치는 영향을 다음과 같이 측정하였다.In this example, the effects of dibenzazepine on osteoclast actin ring formation were analyzed using macrophages, which are mononuclear progenitor cells derived from hematopoietic stem cells. Specifically, a system for differentiating mature osteoclasts in the presence of M-CSF and RANKL by culturing macrophages, bone marrow-derived mononuclear progenitor cells of mouse hematopoietic cells, and effect of dibenzazepine on actin ring formation of osteoclasts Was measured as follows.
디벤자제핀이 파골세포 액틴링 형성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 대식세포를 M-CSF와 RANKL의 존재 하에서 배양하면서 1μM 디벤자제핀을 처리하였다. 상기 배양조성물에 의해 대식세포에서 분화된 파골세포의 액틴링 형성 양상을 구분하기 위하여 액틴 형성 표지 인자인 로다민-팔로이딘(Rhodamine-Phalloidin)항체로 면역 세포 염색을 실시하였다. 상기 배양된 파골세포를 PBS로 세척하고 2% paraformaldehyde로 고정시킨 후 소혈청알부민(bovine serum albumin)으로 비특이적인 결합을 차단하였다. 이후 액틴 형성 표지 인자인 로다민-팔로이딘 항체를 첨가하여 반응시킨 후 ProLongⓡGold antifade reagent with DAPI(Invitrogen, San Diego, CA)로 표본을 제작하여 공초점 현미경(X100)으로 관찰하였다. To investigate the effect of dibenzazepine on osteoclast actining formation, macrophages were treated with 1 μM dibenzazepine in the presence of M-CSF and RANKL. In order to distinguish the actining formation of osteoclasts differentiated from macrophages by the culture composition, immunocytostaining was performed with Rhodamine-Phalloidin antibody, an actin-forming marker. The cultured osteoclasts were washed with PBS, fixed with 2% paraformaldehyde, and blocked with nonspecific binding with bovine serum albumin. After reacting with the addition of actin-forming marker rhodamine-palloidine antibody was prepared with a ProLong ® Gold antifade reagent with DAPI (Invitrogen, San Diego, CA) and observed by confocal microscopy (X100).
도 3에 나타난 바와 같이 디벤자제핀을 처리하지 않은 대조군에 비하여 디벤자제핀을 처리한 실험군은 세포막 주위 액틴의 로다민-팔로이딘 염색이 정상적으로 이루어지지 않았다. 또한, 디벤자제핀이 정상적인 액틴링 형성을 저해하는 것과 도 2에서 디벤자제핀에 의해 세포막이 수축된 세포 형태와의 연관성을 확인하였다.
As shown in FIG. 3, the experimental group treated with dibenzazepine compared to the control group not treated with dibenzazepine did not normally perform rhodamine-palloidine staining of actin around the cell membrane. In addition, it was confirmed that dibenzazepine inhibits normal actin ring formation and the cell morphology of the cell membrane contracted by dibenzazepine in FIG. 2.
실시예 2-4. 골 흡수 실험을 통한 디벤자제핀의 골 흡수 저해능Examples 2-4. Inhibition of Bone Absorption of Dibenzazepine through Bone Absorption Experiment
실시예 1-2에서와 같이 생쥐의 골수세포와 조골세포를 공동 배양하여 골수세포가 조골세포의 지원을 받아 성숙한 파골세포로 분화되는 시스템을 응용하여 콜라게네이즈(collagenase)를 통해 성숙한 파골세포만을 분리한 후 디벤자제핀이 골 흡수에 미치는 영향을 알아보고자 다음과 같은 방법으로 실험을 수행하였다.As in Example 1-2, the bone marrow cells and osteoblasts were co-cultured with the bone marrow cells to support osteoblasts, and then applied to a system that differentiates into mature osteoclasts. To determine the effect of dibenzazepine on bone resorption after the separation, the experiment was performed as follows.
성숙한 파골 세포의 분화 유도를 위해 골수 세포 (1 x 107) 및 일차 조골세포 (1 x 106)를 콜라겐이 코팅된 배양 접시에 접종하고, 10-8 M 1α, 25-디하이드록시비타민 D₃과 10-6 M 프로스타갈란딘 E2가 첨가된 상태에서 6-7일간 배양하였다. 상기 배양된 세포들에 0.2% 콜라게네이즈(collagenase, Invitrogen)를 37℃에서 10분간 처리한 후, 파골세포 분화 유도 실험을 위해 배양 접시에 재접종하였다. 4시간 동안 배양한 후, 배양액 내에 떠있는 조골세포 및 기타 골수세포 등과 배양접시 바닥에 붙어 있는 성숙한 파골 세포를 획득하였다.To induce differentiation of mature osteoclasts, bone marrow cells (1 x 10 7 ) and primary osteoblasts (1 x 10 6 ) are inoculated in a collagen-coated culture dish, and 10 -8 M 1α, 25-dihydroxyvitamin D₃ And 10 -6 M prostaglandin E 2 was incubated for 6-7 days. The cultured cells were treated with 0.2% collagenase (collagenase, Invitrogen) for 10 minutes at 37 ° C, and then reinoculated into a culture dish for osteoclast differentiation induction experiments. After incubation for 4 hours, osteoclasts and other bone marrow cells floating in the culture medium and mature osteoclasts attached to the bottom of the culture plate were obtained.
골 흡수 실험을 위해 1 μM 디벤자제핀을 파골 세포와 함께 탄산화 된 인산칼슘(carbonated calcium phosphate)이 코팅된 OAAS 플레이트(Osteogenic Core Technologies Inc., 대한민국)에 재접종하고, 12시간 동안 방치하였다. 그 후 RANKL(100 ng/㎖)이 존재하는 상태에서 배양하였고, 24시간 후 세포들을 제거한 후, 파골세포에 의해 형성된 전체 흡수공(pit) 사진을 찍고 프로-플러스 프로그램(Pro-Plus program, version 4.0, Media Cybernetics)을 사용하여 분석하였다. For bone uptake experiments, 1 μM dibenzazepine was reinoculated with osteoclasts onto OAAS plates coated with carbonated calcium phosphate (Osteogenic Core Technologies Inc., South Korea) and left for 12 hours. Thereafter, the cells were cultured in the presence of RANKL (100 ng / ml), and after 24 hours, the cells were removed, and the whole pit pictures formed by the osteoclasts were taken and a Pro-Plus program (version) was taken. 4.0, Media Cybernetics).
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 디벤자제핀을 포함하는 약제학적 조성물은 OAAS 플레이트에 생성되는 흡수공(pit) 형성을 현저하게 감소시켜 디벤자제핀에 의한 실질적인 골 흡수저해 효과를 나타내었다.
As a result, as shown in FIG. 4, the pharmaceutical composition containing dibenzazepine significantly reduced the formation of absorbing pit generated in the OAAS plate, thereby exhibiting a substantial bone retardation effect by dibenzazepine.
실시예 3: 디벤자제핀의 골 흡수 저해 동물실험Example 3 Inhibition of Bone Absorption of Dibenzazepine Animal Experiment
실시예 3-1. 디벤자제핀의 인터루킨-1 (IL-1)으로 유도된 생쥐 두개골 소실 저해능Example 3-1. Inhibitory Activity of Dibenzazepine Induced Interleukin-1 (IL-1) in Mice
생쥐 골 소실 억제에 대한 디벤자제핀의 효과를 알아보기 위하여, 생체 내에서 인터루킨-1에 의해 유도된 생쥐 두개골 소실에 미치는 영향을 Ha 등(Journal of Immunology, 2006, 176:111-117)에 의해 보고된 방법으로 실험을 수행하였다. 구체적으로 콜라겐 (Cellmatrix type I-A, Wako co., 일본)을 페트리 디쉬(60 x 15 mm)에 5-7 ml을 부어서 동결건조하였다. 동결건조된 콜라겐 스폰지를 이식(implantation)하기에 좋도록 적당한 크기로 나눈 후, 생쥐의 국소적인 골 소실을 유도하기 위하여 IL-1(interleukin-1, Peprotech, 런던, 영국)을 생리식염수에 희석시켜 생쥐 한 마리당 2 ㎍이 되도록 하여 콜라겐 스폰지에 적셨다. 생쥐의 두피 (scalp)를 절개 (incision)하여 IL-1 용액이 처리된 콜라겐 스폰지를 두개골 표면에 접촉하도록 하여 실험군과 대조군 각각 6마리의 생쥐 (5주령, 숫컷, ICR strain)에 이식한 다음, 봉합 (suture)하여 7일 동안 키운 후, 희생시켜 두개골 전체 조직을 얻었다. 이때 실험군으로 수술 시작 전날부터 생쥐를 희생시키기 전날까지 2일에 한번 씩 디벤자제핀을 각각 60 및 200(μg/kg)의 용량으로 DMSO(50 ㎕)와 생리식염수(50 ㎕)가 혼합된 용액에 용해시켜 복강내 주사로 투여하였다. 대조군 (비히클처리군 혹은 음성대조군)으로는 디벤자제핀을 처리한 동일한 양인DMSO(50 ㎕)와 생리식염수(50 ㎕)가 혼합된 용액을 복강 내 주사로 투여하였다. 7일 후 생쥐를 희생시키고 적출된 생쥐 두개골 전체 조직을 생리식염수로 3-4회 수세한 다음 4% 파라포름알데하이드 용액에 24시간 고정하였다. 고정이 끝난 생쥐 두개골은 골 흡수 양상을 파악하기 위해 TRACP(tartrate-resistant acidic phosphatase)염색 및 마이크로전산화단층촬영 (micro-computed tomography scan, SMX-90CT, Shimadzu, 일본)을 실시하였고, 3차원 이미지를 얻어 그 결과를 도 5a에 나타내었다 (Volume Graphics, VG studio Max 1.2.1). 또한 상기 3차원 이미지 파일을 TRI 3D-BON (RATOC system Engineering Co. 도쿄, 일본) 프로그램을 이용하여 골-미네랄 양 (bone mineral content, mg)과 골 조직의 부피 (mm3)를 측정하여 도 5에 나타내었다 To determine the effect of dibenzazepine on the inhibition of bone loss in mice, the effect of intraleukin-1-induced mouse cranial loss in vivo by Ha et al. (Journal of Immunology, 2006, 176: 111-117) The experiment was carried out by the reported method. Specifically, 5-7 ml of collagen (Cellmatrix type IA, Wako co., Japan) was poured into a Petri dish (60 × 15 mm) and lyophilized. After lyophilized collagen sponge was divided into appropriate sizes for implantation, IL-1 (interleukin-1, Peprotech, London, UK) was diluted in physiological saline to induce local bone loss in mice. 2 μg of each mouse was soaked in the collagen sponge. Incision of the scalp of the mouse was made so that the collagen sponge treated with IL-1 solution was brought into contact with the skull surface, and transplanted into 6 mice (5 weeks old, male, and ICR strain), respectively, in the experimental and control groups. Sutures were grown for 7 days and sacrificed to give the entire skull tissue. At this time, dibenzazepine was mixed with DMSO (50 μl) and physiological saline (50 μl) at a dose of 60 and 200 (μg / kg), once every two days, from the day before the operation to the day before the sacrifice of the mice. Dissolved in and administered by intraperitoneal injection. As a control group (vehicle treatment group or negative control group), a solution containing DMSO (50 μl) and physiological saline (50 μl) treated with dibenzazepine was administered by intraperitoneal injection. After 7 days, the mice were sacrificed and the whole tissue of the extracted mouse skull was washed 3-4 times with physiological saline and fixed in 4% paraformaldehyde solution for 24 hours. Immobilized mouse skulls were subjected to tartrate-resistant acidic phosphatase (TRACP) staining and micro-computed tomography scan (SMX-90CT, Shimadzu, Japan). The results are shown in FIG. 5A (Volume Graphics, VG studio Max 1.2.1). In addition, the three-dimensional image file was measured using the TRI 3D-BON (RATOC system Engineering Co. Tokyo, Japan) program to measure the bone mineral content (mg mineral content) and the volume of bone tissue (mm 3 ) Figure 5 Indicated on
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 음성 대조군으로 사용된 비히클 처리군은 인터루킨-1에 의해 골 소실이 활발하게 진행되어 3차원 이미지에 나타나듯 두개골 조직의 심각한 파손을 유도하였고 같은 부위에 TRACP 양성 부위가 증가되었다. 또한 이러한 두개골 조직에서는 골 조직 부피와 골-미네랄 양이 현저하게 감소 되어 있었으나 본 발명의 디벤자제핀은 두개골의 골 소실을 억제하여 두개골 조직의 파손을 거의 나타내지 않음을 3차원 이미지를 통해 확인하였고 골 조직 부피 및 전체적인 골-미네랄양이 비히클 처리군에 비해 디벤자제핀의 농도 의존적으로 증가되어 있음을 확인하였다. 따라서 세포 수준에서 확인된 디벤자제핀의 골 흡수 억제능을 마우스 두개골 소실 모델을 통하여 생체 내에서도 골 흡수 억제능이 작용함을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in Figure 5, the vehicle treated group used as a negative control actively progressed bone loss by interleukin-1, induced severe breakage of the skull tissue as shown in the three-dimensional image and TRACP positive in the same site The site was increased. In addition, although the bone tissue volume and bone-mineral amount were significantly reduced in these skull tissues, the dibenzazepine of the present invention inhibited the bone loss of the skull and showed little damage to the skull tissues through 3D images. It was confirmed that the tissue volume and the overall bone-mineral amount were increased in a concentration-dependent manner of dibenzazepine compared to the vehicle treated group. Therefore, the bone resorption inhibitory activity of the dibenzazepine identified at the cellular level was confirmed through the mouse cranial disappearance model.
실시예 3-2. 디벤자제핀의 생쥐 두개골 소실 저해능에 대한 조직학적 분석Example 3-2. Histological Analysis of Inhibition of Mouse Skull Loss of Dibenzazepine
생쥐 골 소실 억제에 대한 상기 디벤자제핀의 효과를 조직학적으로 알아보기 위하여, 실시예 3-1에서 마이크로전산화단층촬영이 끝난 생쥐 두개골 조직을 수세, 고정 과정을 거쳐 탈회를 2-3주 동안 실시하고 파라핀 블록을 제작하였다. 조직학적 분석을 위하여 파라핀 블록을 면도칼이 부착된 회전식 마이크로톰 (microtome)을 사용하여 5-6 mm 두께로 절단하고 실험용 유리판 위에 부착 시킨 다음 골소실과 직접적인 관계가 있는 생체 내 파골세포 형성 및 이에 의한 골 소실 양상을 파악하기 위해 TRACP(tartrate-resistant acidic phosphatase)염색법을 실시하였다. TRACP 양성인 파골세포 형성의 전체 면적은 mage J 프로그램 을 이용하여 그래프로 나타내었다. In order to determine histologically the effect of the dibenzazepine on the inhibition of bone loss in mice, the microcranial tomography of the mouse cranial tissues in Example 3-1 was washed with water, fixed and demineralized for 2-3 weeks. And a paraffin block was produced. For histological analysis, paraffin blocks were cut 5-6 mm thick using a razor-attached rotary microtome, attached onto an experimental glass plate, and in vivo osteoclast formation and bone resulting from bone loss. TRACP (tartrate-resistant acidic phosphatase) staining was performed to investigate the loss pattern. The total area of TRACP positive osteoclast formation was shown graphically using the mage J program.
그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 음성 대조군으로 사용된 비히클 처리군은 인터루킨-1에 의해 골 소실이 활발하게 진행되어 두개골 조직면의 불규칙한 형태를 초래하고 골 소실을 야기하는 파골세포 형성을 촉진 시킨 반면 상기 화합물은 골 소실을 야기하는 파골 세포의 형성을 현저히 감소시킴과 동시에 두개골 조직면의 안정화를 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in FIG. 6, the vehicle treated group used as a negative control group actively promoted bone loss by interleukin-1, resulting in irregular morphology of the skull tissue surface and promoting osteoclast formation leading to bone loss. On the other hand, the compound was found to significantly reduce the formation of osteoclasts causing bone loss and at the same time stabilize the skull tissue surface.
실시예 4: 디벤자제핀의 조골세포 분화촉진에 미치는 영향Example 4 Effect of Dibenzazepine on Accelerating Osteoblast Differentiation
조골세포는 간엽줄기세포에서 기원하여 분화과정을 거쳐 뼈를 형성하는 성숙한 조골세포로 발달하게 되는데 조골세포의 분화에 의해 만들어지는 칼슘 등을 포함한 무기질화는 뼈의 세기를 유지시켜 줄 뿐만 아니라, 신체 전체의 호르몬 대사 및 칼슘 항상성에도 매우 중요한 기능을 하고 있다. 골 관련 질환을 연구하는데 있어 가장 시급한 문제는 파골세포의 활성화를 저해 시켜줄 수 있을 뿐만 아니라, 조골세포 활성화의 촉진을 유도하여 새로운 골 조직을 형성할 수 있는 능력을 향상 시키는데 있다. 이는 대부분의 골 관련 질환 환자에서 나타나는 특징에서 볼 수 있듯이 이미 심각한 골 손실이 상당히 진행되어 있는 상태이기 때문이다. Osteoblasts originate from mesenchymal stem cells and develop into mature osteoblasts that form bones through differentiation. Mineralization, including calcium, produced by osteoblast differentiation not only maintains bone strength, but also the entire body. Is also very important for hormone metabolism and calcium homeostasis. The most urgent problem in studying bone-related diseases is not only to inhibit the activation of osteoclasts but also to enhance the ability to form new bone tissue by inducing the promotion of osteoblast activation. This is because severe bone loss is already advanced, as can be seen in the characteristics of most bone-related patients.
본 실시예에서는 생쥐의 일차 조골세포의 전구세포를 배양하여 실질적인 골 결절 (bone nodule)을 만들 수 있는 성숙한 조골세포로 분화되는 시스템을 조성하고 이 시스템에서 디벤자제핀이 조골세포의 분화를 촉진시키는지를 알아보고자 다음과 같은 방법으로 실험을 수행하였다. In this example, a system is formed in which the primary osteoblasts of the mouse are cultured to differentiate into mature osteoblasts that can produce a substantial bone nodule. In this system, dibenzazepine promotes osteoblast differentiation. The experiment was conducted in the following way.
실시예 1-1에서 수득한 조골세포 전구체를 조골세포로 분화시키기 위하여 조골세포 분화 촉진 배지 (osteogenic media, 알파-MEM + 10 mM 베타-glycerophosphate (sigma) + 50 ㎍/mL ascorbate-2-phosphate (sigma) + 30 ng/mL BMP-2 (대웅제약, 대한민국))에 배양하였다. 상기 배양액에 디벤자제핀을 각 농도별로 처리(0.1, 0.5 μM)한 다음 10일 동안 배양하여 조골세포로 분화유도하였다. 배양 10일째에 0.2% 알리자린 레드 S (Alizarin Red S solution, pH 4.3; Sigma) 염색약을 세포들에 처리하여 석회화된 조골세포를 염색하였다. 아울러 성숙한 조골세포의 분화 표지인자인 오스테오칼신 (osteocalcin)의 메신저 RNA 발현정도를 리얼타임 중합효소 연쇄반응법 (real-time PCR)으로 분석하였다. 이때 대조군은 디벤자제핀을 처리하지 않고 분화유도된 조골세포를 사용하였다.Osteoblast differentiation promoting medium (osteogenic media, alpha-MEM + 10 mM beta-glycerophosphate (sigma) + 50 μg / mL ascorbate-2-phosphate (1) in order to differentiate the osteoblast precursors obtained in Example 1-1 into osteoblasts sigma) + 30 ng / mL BMP-2 (Daewoong Pharmaceutical, South Korea)). Dibenzazepine was treated in the culture solution at each concentration (0.1, 0.5 μM) and then cultured for 10 days to induce differentiation into osteoblasts. On
그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이 디벤자제핀을 처리하지 않은 대조군에 비해 조골세포 분화 촉진 배지와 함께 디벤자제핀을 처리한 배양접시에서 조골세포 분화능이 촉진되었으며 골 석회화가 증가되어 알리자린 레드 S로 염색된 골 결절 (bone nodule)이 현저하게 증가되었다. 또한 조골세포 분화 표지 인자인 오스테오칼신의 메신저 RNA 발현이 디벤자제핀에 의해 증가되어 디벤자제핀의 조골세포 활성화 능력이 상기 디벤자제핀의 농도에 따라 증가됨을 확인할 수 있었다.
As a result, as shown in FIG. 7, osteoblast differentiation was promoted in the culture dish treated with dibenzazepine with osteoblast differentiation promoting medium and osteoblast differentiation was increased compared to the control without dibenzazepine, and the bone calcification was increased to alizarin red S. Stained bone nodule was significantly increased. In addition, messenger RNA expression of osteocalcin, a osteoblast differentiation marker, was increased by dibenzazepine, and thus the osteoblast activating ability of dibenzazepine was increased according to the concentration of dibenzazepine.
실시예 5: 디벤자제핀의 골생성 촉진 동물실험Example 5: Bone Formation Promoting Animal Experiment of Dibenzazepine
새로운 골 형성에 대한 본 발명의 디벤자제핀의 효과를 알아보기 위하여, 생체 내에서 두개골 결손부위에서의 골 재생 능력에 대한 디벤자제핀의 효과를 Kim 등(Journal of Bone and Mineral Research, 2011, 26:2161-2173)에 의해 보고된 방법으로 실험을 수행하였다. To investigate the effect of dibenzazepine of the present invention on new bone formation, the effects of dibenzazepine on bone regeneration in the skull defect area in vivo were described by Kim et al. (Journal of Bone and Mineral Research, 2011, 26). (2161-2173), the experiment was carried out by the method reported.
생후 2개월인 약 250 그람의 숫놈 Sprague-Dawley 랫트 (오리엔트 바이오, 대한민국)의 두개골 부위에 직경 8 mm 원형 골 결손을 형성하고, 디벤자제핀이 함유된 콜라젠 스폰지 (Bioland, 대한민국)를 결손부위에 이식한 후 골막과 피부를 이중 봉합하였다. 이때 음성대조군으로는 디벤자제핀을 용해시킨 DMSO와 생리식염수 혼합액만을 같은 용량으로 함유된 콜라겐 스폰지를, 양성대조군으로는 BMP-2(2㎍)를 함유한 콜라겐 스폰지를 이식하였다. 3주 후에 랫트를 희생시키고 두개골을 적출하였다. 적출한 두개골을 생리식염수로 수세한 후에 마이크로 전산화단층촬영을 수행하였고, 3차원 이미지를 얻어 그 결과를 도 8에 나타내었다. 또한 상기 3차원 이미지 파일을 TRI 3D-BON 프로그램을 이용하여 각 그룹별 새로운 골 재생률과 두개골 조직의 두께를 측정하여 그래프로 나타내었다. Approximately 250 grams of male Sprague-Dawley rats (Orient Bio, South Korea), 2 months old, form a circular bone defect with a diameter of 8 mm and a collagen sponge containing dibenzazepine (Bioland, South Korea). After implantation, periosteum and skin were double sealed. At this time, a collagen sponge containing only DMSO and physiological saline mixed solution in which dibenzazepine was dissolved was used as a negative control group, and a collagen sponge containing BMP-2 (2 µg) as a positive control group. Three weeks later the rats were sacrificed and the skulls removed. The extracted skull was washed with physiological saline and then micro computed tomography was performed. The three-dimensional image was obtained and the results are shown in FIG. 8. In addition, the three-dimensional image file by using a TRI 3D-BON program is shown in a graph measuring the new bone regeneration rate and the thickness of the skull tissue for each group.
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 음성 대조군으로 사용된 비히클 처리군에 비해 디벤자제핀 처리군은 양성대조군인 BMP-2의 결과와 같이 두개골 조직면 상에서 골 결손에 의해 생긴 빈 공간보다 새로운 골 형성에 의해 뼈로 채워진 공간이 더 많이 형성됨을 마이크로전산화단층촬영을 통한 3차원 이미지로 나타났으며 두개골 조직의 골 재생률 및 두께가 디벤자제핀에 의해 현저하게 증가됨을 알 수 있었다.
As a result, as shown in Figure 8, compared to the vehicle-treated group used as a negative control, the dibenzazepine treatment group is a new bone than the empty space caused by bone defects on the skull tissue surface, as a result of the positive control group BMP-2 The formation of more bone-filled space by formation was shown in three-dimensional images through micro computed tomography, and it was found that bone regeneration rate and thickness of skull tissue were significantly increased by dibenzazepine.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the above-described embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims.
Claims (6)
상기 골대사성 질환은 골다공증, 치주질환, 골절, 및 파제트병으로 구성된 군으로부터 선택되는 질환인 약제학적 조성물.
As a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of bone metabolic diseases comprising dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
The bone metabolic disease is a pharmaceutical composition is a disease selected from the group consisting of osteoporosis, periodontal disease, fracture, and Paget's disease.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the dibenzazepine inhibits bone resorption of osteoclasts and at the same time promotes bone formation of osteoblasts.
The pharmaceutical composition of claim 1, further comprising a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the composition is formulated in the form of an oral dosage form selected from the group consisting of granules, tablets, pills, capsules, suspensions, emulsions, syrups and aerosols, or sterile injectable solutions. .
상기 골대사성 질환은 골다공증, 치주질환, 골절, 및 파제트병으로 구성된 군으로부터 선택되는 질환인 식품 조성물.
As a plant composition for the prevention or amelioration of bone metabolic diseases comprising dibenzazepine or a pharmaceutically acceptable salt thereof,
The bone metabolic disease is a food composition is a disease selected from the group consisting of osteoporosis, periodontal disease, fracture, and Paget's disease.
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