KR20140104450A - Ampa 수용체 내포작용 억제제를 포함하는 신경질환의 예방 또는 치료용 약학조성물 - Google Patents

Abstract

본원은 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 포함하는, 신경질환의 예방 또는 치료 방법 또는 조성물을 개시한다. 본원은 AMPA 수용체 내포작용 억제를 통해 스파인/시냅스 소실을 억제하여, 다양한 신경질환 예를 들면 신경퇴행성 질환, 예를 들면 알츠하이머 병 등과 같은 질환의 예방 또는 치료제로서 유용하다.

Description

AMPA 수용체 내포작용 억제제를 포함하는 신경질환의 예방 또는 치료용 약학조성물{PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR THE PREVENTION OR TREATMENT OF NEUROLOGICAL DISEASES COMPRISING AN AMPA RECEPTOR ENDOCYTOSIS INHIBITOR}

본 발명은 AMPA 수용체의 내포작용 저해를 통한 신경질환 예방 또는 치료제 개발 기술에 관한 것이다.

신경질환(Neurological disorder)은 신경계의 이상을 아우르는 질환군을 칭한다. 크게 신경계에 물리적/생물학적 외상이 발생하는 경우로 나뉜다. 외상의 경우 뇌 부위에 따라 전두엽 손상(Frontal lobe damage), 두정엽 손상(Parietal lobe damage), 측두엽 손상(Temporal lobe damage), 후두엽 손상(Occipital lobe damage) 및 기타 뇌 부위 손상으로 나뉜다. 이외의 손상에는 척추 질환(Spinal cord disorders), 말초 신경 이상(Peripheral nervous system disorders), 뇌말초신경 이상(Cranial nerve disorders), 자율 신경계 이상(Autonomic nervous system disorders) 등으로 나뉜다. 병인에 따라 파킨슨씨병(Parkinson's disease)같은 움직임 장애 질환, 알츠하이머 병(Alzheimer's disease)을 비롯한 치매질환(Delirium/dementia), 신경계 암질환 (nervous system tumors), 다발성 경화증(multiple sclerosis)을 비롯한 마엘린 손상 질환들, 프라이온 질환들(prion diseases), 뇌수막염(meningitis)을 비롯한 뇌 또는 척추 감염(infections of the brain or spinal cord) 등이 있다.

특히 신경 퇴행성 질환과 관련하여, 신경퇴행성 질환은 뇌를 구성하는 뉴론의 이상으로 인해 발생하는 질환이다. 뉴론은 뇌, 척수를 포함하는 신경계를 구성하는 요소로서, 재생이나 대체가 불가능하다. 따라서 뉴론이 점진적으로 손상되거나 사멸되어 발생하는 신경퇴행성 질환은 치유가 불가능하며, 운동실조(ataxias) 및/또는 정신기능의 이상(치매, dementias)과 연관된 만성 진행성 증상이다.

전형적인 신경퇴행성 질환인 알츠하이머 질환(AD), 헌팅턴 질환 (HD), 파킨슨씨병 (PD), 근위축성측삭경화증(ALS)은 성인에서 발병되는, 만성적, 진행적 그리고 비가역적인 심각한 신체/정신적 장애를 불러오는 질환으로 플라크의 형성, 신경원섬유, 신경교아종 및 뉴런 손실이 발생한다.

종래 치료제로서 알츠하이머 질환의 치료에는 중추신경계 내로의 콜린성 신경전달을 개선하고, 특정 뇌 부위에서의 NMDA 글루타메이트 수용체의 흥분성 작용을 차단하는 것으로, 도네페질 (Donepezil), 갈란타민(Galantamine), 리바스티그민(Rivastigmine) 등과 같은 아세틸콜린에스터라제 억제제, 메만틴(Memantine)과 같은 NMDA 수용체 길항제가 사용되고 있다.

종래 치료제로서 파킨슨씨병의 치료에는 레보도파 (Levodopa), 카르비도파 (Carbidopa), 셀레길린 (Selegiline)과 같은 도파민 대사와 관련된 약물, 엔타카폰 (Entacapone) 과 톨레카폰 (Tolecapone)과 같은 COMT (Catechol-O-methyltransferase) 억제제, 브로모크립틴(Bromocriptine)과 같은 도파민 수용체 작용제 또는 벤즈트로핀(Benztropine)과 같은 항무스카린제 등이 사용되고 있다.

미국특허 제 7902185 호는 프로테오좀 조절제를 이용한 신경퇴행성 질환의 치료방법에 관한 것으로, LMP-2, LMP-7 및 MECL-1 과 같은 프로테오좀의 발현 조절을 통한 신경퇴행성 질환 치료 방법을 개시하고 있다. 한국 공개특허공보 제 2010-0044793 호는 신경퇴행성질환에서 CD44 접목 변이체들에 관한 것으로, CD44 접목 변이체 발현 조절을 통한 신경퇴행성 질환 치료 방법을 개시하고 있다.

하지만 상기 종래기술은 일단 뉴런의 손상이 발생 한 후의 이로 인한 증상의 완화에 초점을 맞추는 것으로 예를 들면 아밀로이드가 뇌에 축적되어 최종적으로 뇌세포의 대량괴사가 일어나는 알츠하이머 병의 치료제는 주로 증상을 완화하는 약이며, 지속적으로 개발되고 있는 약들도 아밀로이드를 줄이거나 뇌세포 괴사를 저해하는데 초점이 맞추어져 있다. 따라서 다양한 새로운 기전에 근거한 신경퇴행성 질환 물질의 개발이 요구된다.

본원은 새로운 기전, 즉 AMPA 수용체 내포작용의 조절을 통한 신경퇴행성 질환 치료법 제공하고자 한다.

한 양태에서 본원은 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 포함하는, 신경 또는 정신질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

다른 양태에서 본원은 스파인/시냅스 소실과 관련된 신경 또는 정신 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다. 본원에 따른 일 구현예에서 신경질환은 우울증(Depression), 알츠하이머병(Alzheimer' s disease, AD), 파킨슨씨병(Parkinson' s disease, PD), 자폐증(autism and autism spectrum disorders), 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD), 정신분열증(schizophrenia), 통증(Chronic pain), 헌팅턴병 (Huntington' s disease), 수면장애(sleep disorder), 뇌졸중(stroke), 간질(epilepsy), 지적장애(mental retardation), 또는 근위축성측색경화증 (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)이다. 본원에 따른 다른 구현예에서 신경질환은 신경퇴행성 질환, 예를 들면 알츠하이머병, 근위축성축삭경화증, 다발성결화증, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 또는 근위축증이나 이로 제한하는 것은 아니다. 본원의 일 구현예에 따르면 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 시냅스와 덴드리틱 스파인의 보호작용을 한다.

본원에 따른 일 구현예에서 본원의 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 AMPA 수용체의 C-말단 테일을 모방한 펩타이드 또는 그 유도체; AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트 세린-880 잔기를 인산화시키는 PKC 알파의 활성 저해제; AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트의 타이로신-876, 873, 869 잔기를 인산화/탈인산화 시키는 타이로신-카이나제/포스파타제 활성 저해제; 클래쓰린 매개 내포작용 억제제; 또는 p38 카이나제 활성 억제제 중 하나 이상이며, 상기 AMPA 수용체의 C-말단 테일을 모방한 펩타이드는 GluR2-CT, GluR2-3Y, Pep2-SVKI, 또는 Pep2-EVKI 이고, 그 유도체는 상기 펩타이드에 세포투과성 펩타이드가 결합된 것이고, 상기 AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트 세린-880 기를 인산화시키는 PKC 알파의 활성저해 물질은 TCS 21311, C-1, 칼포스틴(Calphostin) C, CGP 53353, 켈레리쓰린 클로라이드(Chelerythrine chloride), 디하이드로스핀고신(Dihydrosphingosine), GF 109203X, Go 6976, Go 6983, K-252c, MBP (104-118), 멜리틴(Melittin), 팔미토일카르니틴 클로라이드(Palmitoylcarnitine chloride), 또는 PKC (19-36)이다. 본원에 따른 일 구현예에서 상기 p38 카이나제 활성 억제제는 CMPD-1, EO 1428, JX 401, RWJ 67657, TAK 715, VX 702, VX 745 (이상 Tocris Bioscience 등에서 입수가능) SB 202190, SB 203580, SB 239063, SCIO 469, SD 169, SKF 86002, 또는 SX 011(이상 Santa Cruz biotechnology 등에서 입수 가능) 이다. 본원에 따른 일 구현예에서 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 TAT-GluR2-3Y (AMPAR endocytosis blocker); TAT-G2CT (GluR2-AP2 interaction blocker); TAT-Pep-SVKI(PICK1-GluR2 interaction blocker); AIDA (group I mGluR antagonist); MPEP (group I mGluR antagonist); FK506 (calcineurin antagonist); PP2 (tyrosine kinase antagonist -Src inhibitor); BIO-acetoxime (GSK3 antagonist); 또는 Staurosporine (general PKC blocker)이다.

다른 양태에서 본원은 AMPA 수용체를 발현하는 세포를 시험물질과 접촉하는 단계; 상기 시험물질의 AMPA 수용체의 내포작용에 대한 억제 효과를 결정하는 단계; 상기 시험물질과 접촉되지 않은 대조군과 시험물질과 접촉된 세포에서 AMPA 수용체의 내포작용 억제 정도를 비교하는 단계를 포함하는, AMPA 수용체 내포작용 억제제 스크리닝 방법을 제공한다. 일 구현예에서 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, 또는 TE671 이나 이로 제한하는 것은 아니다. 다른 일구현예에서, 상기 세포는 AMPA 수용체를 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터로 형질전환된 세포이다.

또다른 양태에서 본원은 AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 신경질환을 유도하는 단계; 상기 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및 상기 세포 또는 동물에서 화합물로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 신경질환 예방 또는 치료제 스크리닝 방법을 제공한다. 본원 일 구현예에서 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차히포캠퍼스 뉴런이나 이로 제한하는 것은 아니다.

또 다른 양태에서 본원은 AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 시냅스 및/또는 스파인 손상 또는 신경질환을 유도하는 단계; 상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및 상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에서 시험물질로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 스파인 또는 시냅스 소실 억제제 스크리닝 방법을 제공한다. 본원 일 구현예에서 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차히포캠퍼스 뉴런이나 이로 제한하는 것은 아니다.

또 다른 양태에서 본원은 또한 신경질환의 치료 또는 예방이 필요한 대상체에게 치료적으로 유효한 양의 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 신경세포에서 AMPA 수용체의 내포작용을 억제를 통한, 신경질환 예방 또는 치료 방법을 제공한다.

본원에 기술된 바와 같이 AMPA 수용체 내포작용을 저해하는 경우 시냅스와 덴트리틱 스파인의 보호를 통해 스파인/시냅스 소실과 관련된 다양한 신경질환을 예방/치료할 수 있다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명 및 청구범위에 의해 보다 명확하게 된다.

도 1a 및 b는 각각 합성 아밀로이드-베타가 처리된 대조군 및 본원의 일 실시예에 따른 하기와 같은 AMPA 수용체 내포작용 억제제가 처리된 해마 신경세포의 덴트리틱 스파인의 형광 현미경 사진 및 이를 정량화한 그래프이다. 사용한 AMPA 수용체 내포작용 억제제: GluR2-3Y, TAT-G2CT, TAT-pep-SVKI, AIDA, MPEP, FK506, PP2, BIO-acetoxime, Staurosporine

본원은 AMPA 수용체 자체의 감소를 막음으로써 신경질환 및/또는 정신 질환을 조기에 예방, 그 진행을 중지시키거나 치료할 수 있다는 발견에 근거한 것이다.

이에, 한 양태에서 본원은 AMPA(2-amino-3-(3-hydroxy-5-methyl-isoxazol-4-yl) propanoic acid) 수용체의 내포작용 억제제를 포함하는 신경질환 및/또는 정신질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.

본원에서 사용된 용어 질환의 치료는 질환과 관련된 증상을 감소시키거나, 중증도를 경감하거나 또는 진행을 억제하는 것을 의미하며, 예방은 질환 발생의 억제 또는 발병의 지연을 의미한다.

종래의 신경질환 치료제 중에서 AMPA 수용체 활성을 조절하는 약물들은, AMPA 수용체 자체의 이온채널활성을 높이는 효현제(potentiator/enhancer/partial agonist/stimulator) 계열이 대부분이었으며 예를 들면 CNQX, AMPA, Cl-HIBO,(S)-CPW 399, (S)-(-)-5-Fluorowillardiine, L-Quisqualic acid, CNQX, CP 465022, DNQX, Evans Blue tetrasodium salt, GYKI 47261, GYKI 52466, GYKI 53655, IEM 1925, Naspm, NBQX, Philanthotoxin 74, SYM 2206, UBP 282, YM 90K, ZK 200775, CX 546, Cyclothiazide, PEPA, S 18986, Aniracetam, IDRA 21, IEM 1460, IEM 1754, 1-BCP, Diazoxide, Piracetam, 등을 포함한다. 이를 통해 단기적인 시냅스 활성 회복이나 질환 증상 완화가 가능했지만, 질환의 예방이나 치료는 불가능했다. 하지만 본원은 신경질환의 원인이 되거나 이에 동반되는 AMPA 수용체 감소 및 시냅스 소실 자체를 억제하는 것이다.

AMPA 수용체는 신경계에서 글루타메이트에 의해 활성화되는 수용체로서, 시냅스를 통해 신경세포들이 교신하는 데 결정적으로 기여하고 있다. AMPA 수용체는 막단백질로, Golgi/ER 등에서 조합되어 엔도좀 등을 거쳐서 시냅스로 수송된다. AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid)는 이 수용체를 선택적으로 자극하는 효현제(agonist)의 이름이며, AMPA수용체, NMDA수용체, Kainate수용체가 모여 글루타메이트성 이온채널 수용체(ionotropic glutamate receptor)군을 이룬다. 학습과 기억(learning and memory) 등에 의해 시냅스에 존재하는 AMPA 수용체는 정량적/정성적으로 조절되며 이것이 시냅스의 세기(synaptic efficacy)를 조절하는 중요한 기작임이 알려져 있다. AMPA 수용체는 GluR1-4 (GluA1-4)까지의 서브유닛이 모인 사량체로 이루어져 있으며, 일반적으로 GluR1/2 헤테로머 또는 GluR2/3 헤테로머로 많이 존재한다. AMPA 수용체의 내포작용은 주로 GluR2의 세포내 카복시 테일(carboxyl-tail)이 세포내 내포작용 관련 분자들(endocytic machinery)과 상호작용하여 일어나는 것이 알려져 있다.

그런데 현재까지 알려진 바로는 신경질환 중 대부분인 우울증(Depression), 알츠하이머병(Alzheimer' s disease, AD), 파킨슨씨병(Parkinson' s disease, PD), 자폐증(autism), 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD), 정신분열증(schizophrenia), 중독증(Addiction), 통증(Chronic pain), 헌팅턴병 (Huntington' s disease), 근위축성측색경화증 (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS) 등은 모두 AMPA 수용체 기능의 저하와 직간접적으로 연결되어 있다. AMPA 수용체들을 시냅스에서 내포작용 등에 의해 제거되는데 (AMPA receptor endocytosis), 이 현상은 다양한 단백질들과의 상호작용을 통해서 일어나기 때문에, 이를 저해할 수 있는 화합물들이 다양하게 존재한다. 더욱이, AMPA 수용체에 특이적으로 작용해 다른 막단백질에 영향을 최소화할 수 있는 약학 조성물을 사용하면, 여타의 부작용을 줄이면서 AMPA 수용체의 소실을 막을 수 있다. 따라서 AMPA 수용체 내포작용 억제하면 다양한 신경 질환을 예방/치료할 수 있다.

즉 본 발명은 신경 및/또는 정신 질환의 원인으로 작용하거나 동반되는 AMPA 수용체의 감소를 막음으로써 신경질환을 조기에 예방하거나 진행을 막아 치료하는 것으로, AMPA 수용체의 감소는 대부분 내포작용에 의해 일어나고, 이 내포작용을 막음으로써 AMPA 수용체의 감소를 경감시키거나, 오히려 축적을 유도할 수 있다는 발견에 근거한 것이다. 또한 AMPA 수용체의 내포작용을 막음으로써 시냅스 및 덴드리틱 스파인(dendritic spine)의 감소를 막을 수 있음을 보여서, 장기 기억 등 다양한 정신 작용에 필요한 스파인들을 보호할 수 있음을 제시하였다.

AMPA 수용체들은 여러 단백질과의 상호작용에 의해 내포작용이 일어난다. 이에 관여하는 단백질은 mGluR1/5, NMDA receptor, VGCC, PKCalpha, Tyrosine kinase, tyrosine phosphatase, Phospholipase C (PLC), Brag2, Arf6, GIT1, PAK, Thorase, GRIP, NSF, AP2, Hippocalcin(HPC), RalBP1, p38, PP2B, PICK1, Arc, GSK3, eEF2K/eEF2, calcineurin, Homer, Arc 등으로 다양하다. 이들 단백질의 활성을 막거나, AMPA 수용체와의 상호작용을 막으면 AMPA 수용체 내포작용을 방지할 수 있다. 이렇게 AMPA 수용체의 내포작용을 저해할 수 있는 화합물들이 다양하게 존재한다

이러한 방식으로 AMPA 수용체의 감소를 막으면 시냅스의 약화 및 소실을 방지하여, 인지능력(cognitive function)을 비롯한 다양한 정신작용을 보전하고, 신경질환 및/또는 정신질환의 다양한 증상을 완화할 수 있다.

본원에서 신경질환(Neurological disorder)은 신경계의 이상을 아우르는 질환군을 칭한다. 크게 신경계에 물리적/생물학적 외상이 발생하는 경우로 나뉜다. 외상의 경우 뇌 부위에 따라 전두엽 손상(Frontal lobe damage), 두정엽 손상(Parietal lobe damage), 측두엽 손상(Temporal lobe damage), 후두엽 손상(Occipital lobe damage) 및 기타 뇌 부위 손상으로 나뉜다. 손상된 뇌 기능에 따라 실어증 (Aphasia), 말더듬증(Dysarthria), 운동 신경 장애(Apraxia), 인지불감증(Agnosia), 기억상실증(Amnesia) 등으로 나뉜다. 두뇌 이외의 손상에는 척추 질환(Spinal cord disorders), 말초 신경 이상(Peripheral nervous system disorders), 뇌말초신경 이상(Cranial nerve disorders), 자율 신경계 이상(Autonomic nervous system disorders) 등으로 나뉜다. 증상별로는 경련/발작(seizure)/간질(epilepsy), 수면 이상(sleep disorders), 두통(headaches), 어지러움(dizziness) 및 두통(vertigo), 신경병증 통증(neuropathic Pain), stroke(뇌졸증), 마비(stupor) 및 혼수(coma) 등이 있으며, 병인에 따라 파킨슨씨병(Parkinson's disease)같은 움직임 장애 질환, 알츠하이머 병(Alzheimer's disease)을 비롯한 치매질환(Delirium/dementia), 신경계 암질환 (nervous system tumors), 다발성 경화증(multiple sclerosis)을 비롯한 마엘린 손상 질환들, 프라이온 질환들(prion diseases), 뇌수막염(meningitis)을 비롯한 뇌 또는 척추 감염(infections of the brain or spinal cord) 등이 있다. 광의에서는 우울증(Depression), 자폐증(autism, autism-spectrum diseases), 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD), 정신분열증(schizophrenia), Obsessive-compulsive disorder (OCD), 중독증(Addiction)을 비롯한 정신질환(mental illness)과, 다운 증후군(Down syndrome) 을 비롯한 학습/지적장애(learning disabilities/mental retardation) 등이 포함된다.

본원에서 용어 "정신질환" 은 통상적으로 뇌의 문제로 발생하는 장애로 크게, 정신증과 신경증으로 나뉜다. 전자는 정신분열증, 우울증 등을 예로 들 수 있으며, 후자는 전환장애, 강박장애를 예로 들 수 있다.

본원에 따른 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 다양한 신경질환 및/또는 신경질환의 예방 또는 치료에 유용하다. 알츠하이머 병은 베타 아밀로이드가 뇌에 축적되어 최종적으로 뇌세포의 대량괴사가 일어나는 퇴행성 뇌질환이지만, 현행 알츠하이머 치료제들은 주로 증상을 완화하는 약들이며 (cholinesterase inhibitors, NMDA receptor antagonists), 지속적으로 개발되고 있는 약도 베타아밀로이드를 줄이거나 뇌세포 괴사를 저해하는데 초점이 맞추어져 있다

그러나 기억력 감퇴는 실제로 알츠하이머 초기 및 진단 이전에 광범위하게 이루어지며, 이 때 뇌의 시냅스(synapse)와 덴드리틱 스파인(dendritic spine)들이 급속하게 소실되는 것이 잘 알려져 있다. 스파인은 흥분성 시냅스의 구조를 이루는 세포막의 돌기로서, 장기 기억의 저장에 중요한 역할을 하는 것으로 추측하고 있다. 이 스파인의 소실이 알츠하이머 병의 기억력 감퇴와 관련이 있을 가능성이 크기 때문에, 이를 막는 약물을 개발하는 것이 중요하다. 스파인의 비정상적인 기능은 알츠하이머 병 이외에도 지적장애 (Mental retardation), 뇌졸중(stroke)/국소빈혈(ischemia) 등에 의한 뇌손상, 노화, 우울증(Depression), 파킨슨씨병(Parkinson's disease, PD), 자폐증(autism), 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD), 정신분열증(schizophrenia), 통증(Chronic pain), 헌팅턴병 (Huntington's disease), 근위축성측색경화증(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS) 등에도 관련이 있어, AMPA 수용체의 감소 억제를 통해 다양한 신경 질환 치료가 가능하다.

흔히 알츠하이머 초기 또는 발병 직전의 상태로 간주되는 MCI (Mild Cognitive Impairment)는 노화에 따른 기억력 감퇴 증상을 뜻한다. 최근 연구에 따르면 이 시기에 이미 뇌에 아밀로이드 베타가 뇌에 축적되고 있고, 스파인의 대량 소실이 이루어지고 있다.

따라서 본원은 특히 이 시기에 먼저 시냅스(synapse)와 덴드리틱 스파인(dendritic spine)을 보호하는 약물을 통해, 기억력 감퇴를 막고, 알츠하이머 병의 진행을 막는 것이다.

본원은 실시예에 기재된 바와 같이 AMPA 수용체 내포작용 저해제가 스파인 소실을 막을 수 있으며, 이들 약물군으로 스파인/시냅스 소실이 관련되어 있는 알츠하이머병을 비롯한 다양한 신경질환, 예를 들면 신경퇴행성 질환을 예방/치료할 수 있다.

뇌 및 중추신경계의 신경퇴행성 질환은 신경근-퇴행과 관련있는 것으로 관찰되었으며, 유전적 또는 비유전적 원인에 의해 발생되며, 임상 및 병인적 특징은 상당히 유사하다.

ALS는 신경퇴행성 질환으로서, 또한 운동 뉴런 질환(CMD) 및 루게릭 질환으로서 칭하여진다. 운동 피질, 뇌 줄기 및 척수에서 운동 뉴런(MN)의 소실은 이러한 질병을 발생시켜 중추신경계(CNS)의 진행성 기능 장애를 일으킨다. 가족성 ALS(FALS) 및 산발성 ALS(SALS) 둘 모두가 본원에 포함된다.

파킨슨씨 질환(PD)은 약 65세 이상의 나이의 사람에게 일반적으로 영향을 끼치는 다른 주요한 신경학적 질병이다.용어 파킨슨증은 떨림, 경직 및 운동의 느림의 증상들의 경우에 사용된다. 이는 도파민 수준의 감소에 의해 야기된다. 이는 도파민 생성 뉴런의 소실 및 다른 인자들에 의해 야기되는 느린, 진행성 질환이다.

알츠하이머 질환(AD)은 기억 손상, 및 추론, 언어 및 인지 기능이 퇴화되는, β-아밀로이드 단백질 축적 및 비정상적 신경섬유 얽힘(neurofibrillary tangles)으로 특징되는 신경퇴행성 장애이다. 상기 아밀로이드 β-단백질 (Aβ) 는 아밀로이드 β 단백질 전구체 (AβPP), 거대한 막을 관통하는(transmembrane) I 형 단백질의 2개의 단백질 내부분해 절단(endoproteolytic cleavages)에 의해 형성된다. β-시크리테이즈(secretase) 라 명명되는 프로테아제는 Aβ 영역의 N-말단에서 AβPP 를 절단하고 가용성 AβPP 및 막에 고정된 C-말단 단편들(CTFs)을 생성한다. 이어 γ-시크리테이즈(secretase) 라 불리는 이차 시크리테이즈(secretase) 가, 막관통 영역 내에서 CTF를 자르고 Aβ를 형성하며, 세포들로부터 분비되며, 이는 AD 치료의 중요 표적이 되어 왔다.

다발성 경화증(MS)은 뇌 및 척수계의 신경 돌기 주변의 수초(myelin sheath)가 손상을 입은 염증성 질환으로, 심각한 인지적 장애(cognitive disability) 및 근육의 전체적인 마비를 일으킬 수 있는 진행성 질환이다.

근 위축증(MD)은 유전적 원인에 의해 근 세포와 조직의 사멸이 초래되는 질환으로 주로 유아 및 어린이에게 영향을 미치지만, 일부 유형의 경우 노년에서도 발생한다.

본원에 따른 조성물이 사용되는 질환은 또한 스파인/시냅스 소실과 관련된 질환이다. 본원에 따른 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 스파인/시냅스 감소를 억제할 수 있어, 이의 감소와 관련되어 발생하는 다양한 질환의 예방 또는 치료에 사용될 수 있으며, 질환의 예는 상술한 바와 같다.

따라서 공지된 다양한 AMPA 수용체 내포작용 억제제가 본원에 사용될 수 있으며, 당업자라면 본원의 효과를 고려하여 적절한 것을 선택할 수 있을 것이다. 일 구현예에서 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 AMPA 수용체의 C-말단 테일을 모방한 펩타이드, 예를 들면 GluR2-CT, GluR2-3Y, Pep2-SVKI, Pep2-EVKI, 또는 그 유도체; AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트 세린-880 잔기를 인산화시키는 PKC 알파의 활성 저해제, 예를 들면 TCS 21311, C-1, 칼포스틴(Calphostin) C, CGP 53353, 켈레리쓰린 클로라이드(Chelerythrine chloride), 디하이드로스핀고신(Dihydrosphingosine), GF 109203X, Go 6976, Go 6983, K-252c, MBP (104-118), 멜리틴(Melittin), 팔미토일카르니틴 클로라이드(Palmitoylcarnitine chloride), 또는 PKC (19-36); AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트의 타이로신-876, 873, 869 잔기를 인산화/탈인산화 시키는 타이로신-카이나제/포스파타제 활성 저해제; 클래쓰린 매개 내포작용 억제제; 또는p38 카이나제 활성 억제제, 예를 들면 CMPD-1, EO 1428, JX 401, RWJ 67657, SB 202190, SB 203580, SB 239063, SCIO 469, SD 169, SKF 86002, SX 011, TAK 715, VX 702, 또는 VX 745 중 하나 이상 이나 이로 제한하는 것은 아니다. 다른 구현예에서 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 TAT-GluR2-3Y (AMPAR endocytosis blocker); TAT-G2CT (GluR2-AP2 interaction blocker); TAT-Pep-SVKI(PICK1-GluR2 interaction blocker); AIDA (group I mGluR antagonist); MPEP (group I mGluR antagonist); FK506 (calcineurin antagonist); PP2 (tyrosine kinase antagonist -Src inhibitor); BIO-acetoxime (GSK3 antagonist); 또는 Staurosporine (general PKC blocker) 중 하나 이상이나 이로 제한하는 것은 아니다.

다른 양태에서 본원은 AMPA 수용체를 발현하는 세포를 시험물질과 접촉하는 단계; 상기 시험물질의 AMPA 수용체의 내포작용에 대한 억제 효과를 결정하는 단계; 상기 시험물질과 접촉되지 않은 대조군과 시험물질과 접촉된 세포에서 AMPA 수용체의 내포작용 억제 정도를 비교하는 단계를 포함하는, AMPA 수용체 내포작용 억제제 스크리닝 방법을 제공한다.

다른 측면에서 또한 본원은 AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 신경질환을 유도하는 단계; 상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및 상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에서 시험물질로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 신경질환 및/또는 정신질환 예방 또는 치료제 스크리닝 방법에 관한 것이다.

또다른 측면에 본원은 또한 AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 시냅스 및/또는 스파인 손상 또는 신경질환을 유도하는 단계;상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및 상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에서 시험물질로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 스파인 또는 시냅스 소실 억제제 스크리닝 방법에 관한 것이다.

상기 방법에서 신경질환은 앞서 언급한 바와 같다.

상기 방법에서 AMPA 수용체를 발현하는 세포는 내재적으로, 또는 유전자 전달이입 등의 방법에 의하여 AMPA 수용체를 발현할 수 있으며 이를 통해 시냅스/스파인 또는 이에 준하는 구조를 형성할 수 있는 세포로 예를 들면 AMPA 수용체를 발현(Transient 또는 Stable)하는 세포, 예를 들면 이로 제한하는 것은 아니나, HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차 히포캠퍼스 뉴런 세포가 사용될 수 있다. 이들 세포를 세포배양 플레이트에 배양한 후, 여기에 시험물질을 첨가한 후, 일정 시간 후에 대조군(시험물질을 처리하지 않은 경우)와 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 시험물질을 후보 물질로 선별할 수 있다. 일 구현예에서 상기 세포는 특히 AMPA 수용체를 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터로 형질전환되어, 이를 과발현한다.

본원에 따른 방법에 사용되는 AMPA 수용체를 발현하는 세포나 동물, 특히 포유류, 더욱 특히 래트, 마우스에 신경질환 또는 신경질환과 유사한 증상 이 유도될 수 있다. 신경질환을 유도하는 방법은 공지되어 있으며, 예를 들면 아밀로이드-베타 또는 아밀로이드-베타의 중합체(oligomer)등을 처리하는 방법, 또는 알츠하이머 병과 관련 있는 유전자의 변이를 일으키는 방법 등이 있다 (Synapses and Alzheimer's disease., Sheng M, Sabatini BL, Suchow TC., Cold Spring Herb Perspex Biol. 2012 May 1;4(5)). 파킨슨씨 병의 경우에는 알파-시뉴클라인이나 피브릴 등을 처리하여 시냅스 소실을 관찰하여 신경질환을 유도할 수 있다 (Classic and new animal models of Parkinson's disease. Blesa J, Phani S, Jackson-Lewis V, Przedborski S., J Biomed Biotechnol. 2012;2012:845618). 더 일반적으로는 병인이 되는 물질을 처리하거나 관련있는 유전 변이를 인위적으로 유도하여 다양한 신경질환을 유도할 수 있다.

본 방법의 맥락에서 세포의 경우에도 신경질환과 유사한 손상이 발생하도록 하는 것이 가능하며, 예를 들면 본원 실시예에 기재된 것과 같이, 배양한 신경세포에 알츠하이머와 유사한 손상이 가도록 하는 아밀로이드 베타를 처리하고 시냅스와 스파인이 감소하는 것을 관찰할 수 있다 (Wei W, et al., Nat Neurosci. 2010 Feb;13(2):190-6).

본원의 "시험물질"은 AMPA 수용체의 내포작용을 억제하여 스파인 및/또는 시냅스 소실을 억제할 것으로 기대되는 물질을 의미하여, 저분자량 화합물, 고분자량 화합물, 핵산분자(예컨대, DNA, RNA, PNA 및 앱타머), 단백질, 당 및 지질 등을 포함하나 이로 한정하는 것은 아니다. 상기 시험물질은 2개 이상의 아미노산 잔기, 예컨대 6개, 10개, 12개, 20개 이하 또는 20개 초과 예컨대 50개 아미노산 잔기를 갖는 폴리펩타이드일 수 있다.

본원에 따른 약물의 스크리닝 목적을 위해서는 화합물은 저분자량의 치료효과를 갖는 것이 사용될 수 있다. 예를 들면 중량이 400 Da, 600 Da 또는 800 Da과 같은 약 1000 Da 내외의 화합물이 사용될 수 있다. 목적에 따라 이러한 화합물은 화합물 라이브러리의 일부를 구성할 수 있으며, 라이브러리를 구성하는 화합물의 숫자도 수십개부터 수백만개까지 다양하다. 이러한 화합물 라이브러리는 펩타이드, 펩토이드 및 기타 환형 또는 선형의 올리고머성 화합물, 및 주형을 기본으로 하는 저분자 화합물, 예컨대 벤조디아제핀, 하이단토인, 바이아릴, 카보사이클 및 폴리사이클 화합물(예컨대 나프탈렌, 페노티아진, 아크리딘, 스테로이드 등), 카보하이드레이트 및 아미노산 유도체, 디하이드로피리딘, 벤즈하이드릴 및 헤테로사이클(예컨대 트리아진, 인돌, 티아졸리딘 등)을 포함하는 것일 수 있으나, 이는 단지 예시적인 것으로 이로 한정되는 것은 아니다.

또한 예를 들면 바이올로직스가 스크리닝에 사용될 수 있다. 바이올로직스는 세포 또는 바이오 분자를 일컫는 것으로, 바이오분자란, 단백질, 핵산, 탄수화물, 지질 또는 생체내 및 생체외에서 세포 시스템 등을 이용하여 생산된 물질을 일컫는 것이다. 바이오분자를 단독으로 또는 다른 바이오분자 또는 세포와 조합으로 제공할 수 있다. 바이오분자는 예를 들면, 폴리뉴클레오타이드, 펩타이드, 항체, 또는 기타 혈장에서 발견되는 단백질 또는 생물학적 유기물질을 포함하는 것이다.

본 방법에서 사용되는 세포의 종류 및 농도와 시험물질의 양 및 종류 등은 사용하는 구체적인 실험방법 및 시험물질의 종류에 따라 달라지며, 당업자라면 적절한 양을 선택할 수 있을 것이다. 실험결과 시험물질과 접촉되지 않은 대조군과 비교하여 시험물질의 존재하에서 AMPA 수용체 내포작용의 억제 또는 감소를 가져오는 물질을 후보 물질로 선별한다. 대조군과 비교 약 99% 이하 감소, 약 95% 이하 감소, 약 90% 감소, 약 85% 감소, 약 80% 감소, 약 75% 감소, 약 70% 감소, 약 65% 이하 감소, 약 60% 이하 감소, 약 55% 감소, 약 50% 이하 감소, 약 45% 이하 감소를 의미하나, 이를 벗어나는 범위를 제외하는 것은 아니다.

본원의 방법에서 시험물질에 의한 AMPA 수용체 내포작용의 억제, 또는 스파인 및/또는 시냅스 소실 억제는 공지의 방법으로 측정될 수 있다. 전자의 경우 예를 들면 AMPA 수용체 내포작용 억제로 인해 세포내 AMPA 수용체의 농도가 증가한다. 단백질의 농도를 측정하기 위한 방법은 공지되어 있으며, 예를 들면 세포에서 추출한 AMPA 수용체 단백질과 그에 특이적인 항체 간의 "항원-항체 복합체" 형성을 이용한 방법, 웨스턴블랏, ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbant Assay), 방사선면역분석, 방사선 면역 확산법, 조직면역염색, 면역침전 분석법, 보체 고정분석법, FACS (Fluorescent Activated Cell Sorter), 전자현미경 관찰, 전기생리학적 관찰, 단백질 칩 등을 들 수 있으나 이로 제한하는 것은 아니다. 상기 검출 방법들을 통하여, 대조군과 시험물질이 처리된 시험군에서의 단백질 량을 비교하여 그 양을 증가시키는 시험물질을 후보물질로 선별한다. 후자의 경우, 스파인 및/또는 시냅스 소실 억제는 예를 들면 본원의 실시예에 기재된 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면 하기의 문헌을 참조할 수 있다: Wei W et al ., Nat Neurosci. 2010 Feb;13(2):190-6.

본원의 치료제는 상기 언급한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 제조할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올, 리포좀 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있으며, 표적 기관에 특이적으로 작용할 수 있도록 표적 기관 특이적 항체 또는 기타 리간드를 상기 담체와 결합시켜 사용할 수 있다. 더 나아가 당해 기술분야의 적정한 방법으로 또는 레밍턴의 문헌(Remington's Pharmaceutical Science(최근판), Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제형화할 수 있다.

본원의 치료제의 투여방법은 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 공지된 억제제의 투여방법을 적용할 수 있으며, 목적하는 방법에 따라 비경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여의 경우 피부에 붙이는 패치형태로 투여할 수 있으며, 코/호흡기를 통해 투여할 수 있으며, 신속한 치료효과를 얻기 위해서는 정맥내 주사에 의한 투여가 바람직하다. 단백질 제제의 경우 비경구 투여가 선호될 수 있으나 다른 경로 및 수단을 배제하는 것은 아니다. 전형적인 약물의 경우 투약단위체는, 예를 들어 약 0.01 mg 내지 100 mg를 포함하나 상기 범위의 이하 및 이상의 범위를 배제하는 것은 아니다. 일일 투여량은 약 0.1μg 내지 10g 일 수 있으며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다.

투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 매우 다양하며, 공지된 AMPA 수용체 내포작용 억제제의 투여량을 적용할 수 있다.

본원의 약학조성물은 상술한 AMPA 수용체 내포작용 억제제 이외에 질환에 따라서 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 또는 유효성분의 용해성 및/또는 흡수성을 유지/증가시키는 화합물을 추가로 함유할 수 있다. 또한 본원의 치료제는 신경질환의 치료 또는 예방을 위하여 단독으로, 또는 수술, 약물치료 및 생물학적반응조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.

다른 양태에서 본원은 또한 신경세포에서 AMPA 수용체의 내포작용 억제를 통한, 신경질환 및/또는 정신질환의 예방 또는 치료 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 치료적으로 유효한 양의 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 질환의 예방 또는 치료가 필요한 대상체에게 투여하는 단계를 포함한다.

본원에서 사용한 "대상체"라는 용어는 질환의 예방, 치료, 관찰 또는 실험 대상인 동물, 특히 포유류, 더욱 특히는 인간이다.

본원에서 사용한 "치료학으로 유효량"이라는 용어는, 치료를 원하는 질병 또는 질환의 예방 또는 증상의 경감, 진행의 억제, 중증도의 감소 등을 포함하여 연구자, 수의사, 의사 또는 기타 임상의에 의해 결정될 수 있는 대상체에서 생물학적 또는 의약적 반응을 유도해내는 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 포함하는 약학조성물의 양을 의미한다.

본원에 따른 AMPA 수용체의 내포작용 억제제를 포함하는 약학 조성물의 치료적 유효량은 약 0.01 내지 100mg/Kg/, 특히 약 0.01 내지 약 50mg/Kg, 더욱 특히 약 0.01 내지 약 25mg/Kg/, 더더욱 특히 약 0.01 내지 약 5mg/Kg/투여량일 것이다. 따라서,

투여량은 대상체의 조건 예를 들면 연령, 체중 및 식이, 제제의 강도, 질환 상태의 진행, 및 투여 방식 및 시간 및 구체적인 AMPA 수용체 내포작용 억제제에 따라 가변적일 것이다. 투여될 최적의 투여량은 당해 기술분야의 통상을 지식을 가진자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본원의 조성물은 경구 또는 비경구 투여된다. 본 발명의 방법에 따라, 본 발명의 조성물은 치료가 진행되는 동안 전 또는 일부 기간에 걸쳐 상이한 시간에 개별적으로, 또는 동시에 투여될 수 있다. 특히 본원의 조성물은 매일 1회 투여로 투여될 수 있거나, 매일 투여되는 총량은 연속 전달 또는 매일 2회, 3회 또는 그 이상으로 나누어 투여될 수 있다..

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.

실시예

실시예 1 해마 신경 세포 배양 ( Primary hippocampal culture )

임신 18-19일 째 (E18-E19) SD 래트 (Sprague-Dawley,Orient Korea)의 복강을 절개하여 배아들을 적출한 후 해부 용액(dissection solution- 1x CMF-HBSS-Invitrogen, 15mM HEPES-Sigma, 10mM NaHCO3-Sigma, 100 U/ml penicillin-Invitrogen, pH 7.2)에서 해부 현미경과 포셉(forcep)등을 이용하여 뇌를 적출하였다. 이들 뇌에서 소뇌, 대뇌, 시상, 뇌교, 시상하부, 뇌막, 맹락막망, 목척수(cervical spinal cord), 중격(septum)을 떼어내어 해마 신경조직을 분리하였다. 분리된 조직을 트립신 처리(0.01∼0.1% trypsin/5∼10분) 및 물리적 분쇄(trituration-1000-μl 파이펫을 이용 반복 처리)를 통해 해리하였다.

일차 해마 신경세포 배양은 이전에 보고된 방법에 따라 진행하였다(Song et al., Molecular Cell, Volume 12, Issue 3, September 2003, Pages 553-563). 요약하면 해리된 세포를 12 mm의 폴리라이신/라미닌이 코팅된 유리 커버슬립(coverslip)위에 약 150 neurons/mm2 밀도로 분주하여 B27을 포함하는 신경기초배지 (neurobasal media, Invitrogen)에서 2주간 배양하였다.

실시예 2 덴드리틱 스파인 밀도 분석

실시예 1의 해마 신경 세포 배양 시작 후 13일 (DIV 13)째에 세포에 pEGFP-N1 (Clontech, 100ng)을 리포펙타민 2000 (Invitrogen)을 제조자의 방법대로 전달이입하여 형광단백질을 발현시켰다. 전달이입 3일 후에, 합성 아밀로이드-베타 [amyloid- (synthetic A_1-42, 2 μM), Sigma]를 상기 세포에 1-3일 처리한 후 덴드리틱 스파인(dendritic spine) 감소를 관찰하였다.

아밀로이드-베타 처리 2시간 전에 GluR2-3Y, TAT-G2CT, TAT-pep-SVKI(이상 1 μM, Peptron Korea), AIDA, MPEP, FK506(이상 1 μM, Tocris), PP2(20 μM, Tocris), BIO-acetoxime (20 μM, Tocris), 및 Staurosporine(1 μM, Sigma) 각각으로 처리하여, 덴드리틱 스파인 감소를 막을 수 있는지를 확인하였다.

사용한 억제제의 생리적 기능은 다음과 같다. TAT-GluR2-3Y (AMPAR endocytosis blocker); TAT-GluR2-3A (TAT-GluR2-3Y의 대조군: no effect); TAT-G2CT (GluR2-AP2 interaction blocker); TAT-Pep-SVKI(PICK1-GluR2 interaction blocker); AIDA (group I mGluR antagonist); MPEP (group I mGluR antagonist); FK506 (calcineurin antagonist); PP2 (tyrosine kinase antagonist -Src inhibitor); BIO-acetoxime (GSK3 antagonist); 및 Staurosporine (general PKC blocker)

처리 후, 세포를 4% 파라포름알데하이드 (paraformaldehyde)로 10분간 고정한 후, 다음과 같은 항체를 사용하여 시냅스 마커 단백질에 대한 면역염색(vGluT1: Millipore, 1:200; PSD-95: Abcam, 1:200 ; synaptophysin: Millipore, 1:200) 을 수행하였다. 이어 GFP를 발현하는 세포와 덴드리틱 스파인(dendritic spine)을 공초점 현미경 (confocal microscopy, Carl Zeiss, NY)으로 관찰하였다. 관찰당 7개 이상의 무작위로 선택한 뉴런에서 10 ㎛당 스파인(spine)의 개수를 분석하였다. 분석은 각 군에 대한 정보를 인지하지 않은 상태(blind fashion) 에서 수행되었다. 결과는 도 1에 기재되어 있다. 이에 나타난 바와 같이, 다양한 AMPA 수용체 내포작용 저해제들은 대조군과 비교하여 스파인의 감소를 막을 수 있었다. 이러한 결과는 AMPA 수용체의 내포작용 억제를 통해 스파인 감소로 인한 다양한 질환의 예방 또는 치료가 가능하다는 것을 나타낸다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서,본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (19)

1. AMPA 수용체 내포작용 억제제를 포함하는, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 신경 또는 정신 질환은 스파인/시냅스 소실과 관련된 질환인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물
3. 제 2 항에 있어서, 상기 신경질환은 우울증(Depression), 알츠하이머병(Alzheimer' s disease, AD), 파킨슨씨병(Parkinson' s disease, PD), 자폐증(autism and autism spectrum disorders), 주의력결핍 과잉행동장애(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD), 정신분열증(schizophrenia), 통증(Chronic pain), 헌팅턴병 (Huntington' s disease), 수면장애(sleep disorder), 뇌졸중(stroke), 간질(epilepsy), 지적장애(mental retardation), 또는 근위축성측색경화증 (Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS) 인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 신경질환은 신경퇴행성 질환인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 신경퇴행성 질환은 알츠하이머병, 근위축성축삭경화증, 다발성결화증, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 또는 근위축증인 것인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
6. 제 1 항 에 있어서, 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 시냅스와 덴트리틱 스파인을 보호하는 것인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 AMPA 수용체의 C-말단 테일을 모방한 펩타이드 또는 그 유도체; AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트 세린-880 잔기를 인산화시키는 PKC 알파의 활성 저해제; AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트의 타이로신-876, 873, 869 잔기를 인산화/탈인산화 시키는 타이로신-카이나제/포스파타제 활성 저해제; 클래쓰린 매개 내포작용 억제제; 또는 p38 카이나제 활성 억제제 중 하나 이상인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 AMPA 수용체의 C-말단 테일을 모방한 펩타이드는 GluR2-CT, GluR2-3Y, Pep2-SVKI, 또는 Pep2-EVKI 이고, 그 유도체는 상기 펩타이드에 세포투과성 펩타이드가 결합된 것인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
9. 제 7 항에 있어서, 상기 AMPA 수용체의 GluR2 서브유니트 세린-880기를 인산화시키는 PKC 알파의 활성저해 물질은 TCS 21311, C-1, 칼포스틴(Calphostin) C, CGP 53353, 켈레리쓰린 클로라이드(Chelerythrine chloride), 디하이드로스핀고신(Dihydrosphingosine), GF 109203X, Go 6976, Go 6983, K-252c, MBP (104-118), 멜리틴(Melittin), 팔미토일카르니틴 클로라이드 (Palmitoylcarnitine chloride), 또는 PKC (19-36) 인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
10. 제 7 항에 있어서, 상기 p38 카이나제 활성 억제제는 CMPD-1, EO 1428, JX 401, RWJ 67657, SB 202190, SB 203580, SB 239063, SCIO 469, SD 169, SKF 86002, SX 011, TAK 715, VX 702, 또는 VX 745 인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
11. 제 7 항에 있어서, 상기 AMPA 수용체 내포작용 억제제는 TAT-GluR2-3Y (AMPAR endocytosis blocker); TAT-G2CT (GluR2-AP2 interaction blocker); TAT-Pep-SVKI(PICK1-GluR2 interaction blocker); AIDA (group I mGluR antagonist); MPEP (group I mGluR antagonist); FK506 (calcineurin antagonist); PP2 (tyrosine kinase antagonist -Src inhibitor); BIO-acetoxime (GSK3 antagonist); 또는 Staurosporine (general PKC blocker)인, 신경질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
12. AMPA 수용체를 발현하는 세포를 시험물질과 접촉하는 단계;
    상기 시험물질의 AMPA 수용체의 내포작용에 대한 억제 효과를 결정하는 단계;
    상기 시험물질과 접촉되지 않은 대조군과 시험물질과 접촉된 세포에서 AMPA 수용체의 내포작용 억제 정도를 비교하는 단계를 포함하는, AMPA 수용체 내포작용 억제제 스크리닝 방법.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차히포캠퍼스 뉴런인, AMPA 수용체 내포작용 억제제 스크리닝 방법.
14. 제 12 항에 있어서, 상기 세포는 AMPA 수용체를 코딩하는 유전자를 포함하는 벡터로 형질전환된 세포인, AMPA 수용체 내포작용 억제제 스크리닝 방법.
15. AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 신경질환을 유도하는 단계;
    상기 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및
    상기 세포 또는 동물에서 화합물로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 신경질환 예방 또는 치료제 스크리닝 방법.
16. 제 15 항에 있어서, 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차히포캠퍼스 뉴런인, 신경질환 예방 또는 치료제 스크리닝 방법.
17. AMPA 수용체를 발현하는 세포 또는 동물에 시냅스 및/또는 스파인 손상 또는 신경질환을 유도하는 단계;
    상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에 시험물질을 처리하는 단계; 및
    상기 신경질환이 유도된 세포 또는 동물에서 시험물질로 처리되지 않은 대조군과 비교하여, AMPA 수용체의 내포작용을 억제하는 화합물을 후보 화합물로 선별하는 단계를 포함하는, 스파인 또는 시냅스 소실 억제제 스크리닝 방법.
18. 제 17 항에 있어서, 상기 세포는 HEK293, (BHK)-570, CGNH-89, HNSCC, NG-108, NG-108, N1E, NB41A3, Neuro2a, SKNBE2, CHP212, SKNDZ, IMR32, SKNAS, SKNFI, D341, D283, Daoy, PFSK1, TE671, 또는 일차히포캠퍼스 뉴런인, 스파인 또는 시냅스 소실 억제제 스크리닝 방법.
19. 신경질환의 치료 또는 예방이 필요한 대상체에게 치료적으로 유효한 양의 AMPA 수용체 내포작용 억제제를 투여하는 단계를 포함하는 신경세포에서 AMPA 수용체의 내포작용을 억제를 통한, 신경질환 예방 또는 치료 방법.

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