KR20150018832A

KR20150018832A - 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 의약

Info

Publication number: KR20150018832A
Application number: KR20147035945A
Authority: KR
Inventors: 도미에이 가자마; 야스시 사토; 류지 요나미네
Original assignee: 마루이시세이야쿠가부시키가이샤
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2015-02-24
Also published as: EP2857026A1; CA2874579A1; SG11201407489TA; BR112014029260A2; HK1205450A1; JP6168420B2; RU2014152690A; AU2013268366A1; JPWO2013180240A1; CN104394873A; IN2014MN02090A; NZ701553A; EP2857026A4; MX2014014543A; IL235718A0; WO2013180240A1; US20150079197A1

Abstract

본 발명은, 뇌(바람직하게는, 발달기)의 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시킬 수 있는 전신 마취용 의약을 제공하는 것을 목적으로 하고, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 뇌(바람직하게는, 발달기)의 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시킬 수 있는 의약에 관한 것이다.

Description

전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 의약{MEDICINE COMPRISING COMBINATION OF GENERAL ANESTHETIC DRUG AND HYDROGEN}

본 발명은, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 의약에 관한 것이다.

신생아의 신경 장애가, 장기간에 걸쳐 지속하는 효과를 일으킬 위험성이 있다(비특허 문헌 1, 비특허 문헌 2, 비특허 문헌 3). 그러므로, 신생아에 있어서, 정상적 신경 발달을 변화시키는 가능성이 있는 약물(예를 들면, 아포토시스(apoptosis)에 의한 신경 변성을 일으키는 알코올, 펜시클리딘, 케타민, N₂O, 이소플루란, 벤조디아제핀, 바르비투레이트 및 항(抗)경련약(비특허 문헌 4))을 사용하는 경우, 신중해야만 한다. 신생아에서의 약물에 의한 신경 장애의 유발은, 1회의 약물 노출에서도 충분히 일어날 수 있으므로, 마취 투여 시에도, 신중해야만 한다(비특허 문헌 5, 비특허 문헌 6).

정상적인 신경 발달은, 면밀하게 조절된, 증식, 분화, 이동(migration) 및 시냅스 형성을 비롯한, 일련의 사상(event)이다(비특허 문헌 7). 글루타민산은, 이들 전체 프로세스에 있어서 역할을 가지는 것으로 여겨지고 있고(비특허 문헌 8), 예를 들면, 이동의 표적 영역에 있어서, 고농도의 글루타민산은, 검출에 사용되는 NMDA 수용체에 더하여(비특허 문헌 9), 신경세포의 화학 유인 물질로서의 역할을 시사한다(비특허 문헌 10). 각종 해부학적 영역에서의 특정한 NMDA 수용체 서브 타입(예를 들면, NR2B 및 NR2D)의 발견은, 이동 제어의 정확한 성질의 해명에 도움이 될 수 있다(비특허 문헌 10). 동일 그룹에 의한 연구로부터, 종이 상이하면, 이동 제어에 있어서 상이한 매개자(mediator)가 사용되고, GABA(랫에 관한 연구) 또는 글루타민산(마우스에 관한 연구) 중 어느 하나를 사용할 수 있는 것이 밝혀져 있다(비특허 문헌 11).

시냅스 형성(뇌의 급성장기)이란, 시냅스가 급속히 구축되는 기간이며, 고레벨의 프로그램 세포사(PCD)(최대 1%(비특허 문헌 12))를 특징으로 한다. 여기에는, 광범위한 피질 시상 및 시상 피질 투사(投射)의 형성이 포함된다(비특허 문헌 13). 종간 발생학은 매우 복잡하지만, 신경 발달의 각 단계는, 동일한 순서로 일어나는 경향이 있으므로, 비교할 수 있는 것으로 알려져 있다(비특허 문헌 14). 그러므로, 7일령의 새끼 랫(비특허 문헌 15)으로부터, 0∼8 개월의 인간(비특허 문헌 16)까지 시냅스 형성의 피크 시기를 추정할 수 있다. 그러나, NMDA 수용체 서브 타입의 분석에 의하면, 인간에서는, 시냅스 형성이, 임신 후기(임신 8∼10 개월)의 초기부터 수 살까지의 장기간에 걸친 기간일 가능성이 높다(비특허 문헌 17).

1972년에 처음으로 제창된 아포토시스(비특허 문헌 18)는, 세포 수의 삭감, 조정, 제어 및 세포의 폐기 등의 프로세스에서의 정상적인 신경 발달의 본질적 특징이다. 아포토시스는, 그 목적에만 사용되는 세포 단백질에 의한 유도, 결정 및 실행을 포함하는 「적극적인 세포사」로 특징지울 수 있다(비특허 문헌 19).

미성숙 중추 신경계(CNS)에서의 프로그램 세포사(PCD)는, 표적 유래의 신경 영양 인자에 의해 컨트롤되고 있는 것으로 생각된다(신경 영양 가설). 이에 따르면, 신경세포의 생존을 촉진하는 표적 세포의 시냅스에 도달하지 못한 신경세포는(비특허 문헌 20), 환경에 의한 영양 지원의 중지에 따라, 뉴로트로핀 및 전기 자극의 양쪽에 의한 특수한 형태의 세포 자살을 개시한다(비특허 문헌 21, 비특허 문헌 22). 신경세포는, 그 생존 경로의 복잡한 분기성(分岐性)과 수속 성(收束性) 때문에, 다수의 리간드 및 메터니즘이 생존의 유지에 관여하고 있다. 신경세포의 시토졸 및 미토콘드리아는, 세포의 운명을 결정하는, 항아포토시스성 인자(예를 들면, Bcl-2 및 cAMP 응답 결합 단백질) 및 아포토시스 촉진 성 인자(예를 들면, Bad, Bax 및 카스파제 패밀리) 중 어디에도 대응하고 있다. Bcl-2 및 그 관련 펩티드는 CNS의 발달에 있어서 특히 중요한 것으로 여겨지고 있지만(비특허 문헌 23), 이것은, 신생아에서의 고레벨의 발현과, Bcl-2의 실험에서의 과잉 발현이 영양 지원의 결핍하다는 사실을 뒤집고(비특허 문헌 24), 또한 PCD도 완전히 방지할 수 있는(비특허 문헌 25) 사실에 의해 명백하다. Bcl-2의 변이체(Bcl-X_L)는, 신경세포의 표적 세포의 시냅스 도달 전의 신경세포의 발달의 유지에 있어서 특별한 역할을 가지고 있을 가능성이 있다(비특허 문헌 26).

1999년, 신생아 랫에서의 NMDA 수용체 안타고니스트의 사용에 의하여, 특정한 패턴의, 신경교 세포와는 상이한 신경 변성이 생기는 것을 나타내는 데이터가 공개되었다(비특허 문헌 27). 전자 현미경에서는, 이 신경 변성은 아포토시스성 세포사와 동일하며, 배외측 시상핵에서 가장 현저했다. 배외측 시상핵은, 학습 및 기억에 관여하고 있는 뇌의 영역의 하나이다(비특허 문헌 28). 이 현상은, 그 후, 다른 약물을 사용하여 다른 뇌 영역에서 재현되고 있다(비특허 문헌 29).

그 후의 연구에 의하여, 신생아 랫은, 시냅스 형성 기간 중, 마취약의 유해한 부작용에 대하여 취약한 것으로 나타났다. 상기 랫은, 마취약에 노출된 후에, 배외측 및 전복측 시상핵 및 두정엽 피질 등의 영역에 있어서, 변질되어 있는 신경 세포수가 기준값의 최대 68배로 증가하는 것을 나타내었다(비특허 문헌 30). 후일, 이 증가의 그 결과, 행동 시험에서의 기능적 신경 장애가 관찰되었다. 구체적으로는, GABA 작동성 마취약 소풀루란(비특허 문헌 31)은, 그 자체로, 용량 의존적으로 신경 변성을 생기게 하며, 미다졸람의 연속 첨가(이중 GABA 작동성 칵테일), 이어서, N₂O의 연속 첨가(삼중 칵테일)에 의해 상승(相乘) 작용적인 신경 변성이 생겼다(비특허 문헌 30). 이 프로세스는, 랫에서는, 마취약 이외의 영역의 GABA 작동성 약제에 대한 노출, 예를 들면, 항경련약 치료 및 모체의 약물 남용에 의해 일어나는 것을 알 수 있다(비특허 문헌 32, 비특허 문헌 33).

상기한 바와 같이, 종간의 복잡함은 있지만, 신경 발달의 각 단계는, 동일 순서로 일어나기 때문에, 신생아 랫에 대한 마취약 투여의 영향으로부터, 인간에 대한 영향을 어느 정도 추정할 수 있으며, 인간의 임상 연구에서도 발달기의 뇌에서의 마취약 투여에 의해 유발되는 신경 독성에 대하여, 많은 지견을 얻을 수 있다(비특허 문헌 34). 그러나, 발달기의 뇌에서의 마취약 투여에 의해 유발되는 신경 독성의 작용 기작에 대하여는, 많은 인자가 복잡하게 관계하고 있고, 대부분이 알려져 있지 않았다. 그 후의 연구에 의하여, 상기 작용 기작으로서, (1) 아포토시스의 증가, (2) GABA 뉴런에 대한 영향, (3) 대뇌피질의 임계기(critical period)에 대한 영향 등이 고려되고, GABA 뉴런에 대한 영향에 의해 신경 장애가 일어났다는 보고도 있다(비특허 문헌 35). 상기 작용 기작에 관한 지금까지의 연구에서는, 연구 방법 용이성 때문에, 아포토시스에 관심이 집중되고 있다.

아포토시스를 일으키는 세포 내 시그널 전달 경로로 가장 중요한 분자는, 카스파제(caspase: Cysteine-ASPartic-acid-proteASE)로 불리는 단백질 분해 효소이다. 세포 내에서 카스파제-3이 활성화하면, 아포토시스가 일어난다. 아포토시스 유도 시그널의 전달 경로에는, 주로, 하기와 같은 것이 있다. (1) 사멸 수용체(death receptor)를 개입시키는 경로(종양 괴사 인자 수용체(TNFR1)나 Fas/CD95가 잘 알려져 있다.), (2) 미토콘드리아를 개입시키는 경로(호흡에서의 전자 전달계의 구성 인자의 하나인 시토크롬 c가, 아포토시스의 실행에 있어서도 중요한 역할을 담당하고 있다), (3) 소포체 스트레스에 의한 경로(소포체에 이상(異常) 단백질이 생성된 경우 등에 아포토시스의 시그널이 발생함), (4) 이펙터(effector)를 직접 활성화하는 경로(이니시에이터(initiator)를 거치지 않고, 스트레스 유도 인자가 직접 이펙터를 활성화함).

사멸 수용체를 개입시키는 경로에서는, 카스파제 8, 카스파제 10이 활성화된다. 미토콘드리아를 개입시키는 경로에서는, 미토콘드리아로부터 유리한 시토크롬 c에 의해 카스파제-9가 활성화된다. 소포체 스트레스에 의한 경로에서는, 카스파제 12가 활성화된다. 이들 이니시에이터 카스파제군이, 하류의 이펙터 카스파제(카스파제-3, 카스파제 6, 카스파제 7)를 활성화한다. 이펙터를 직접 활성화하는 경로에서는, 이니시에이터 카스파제를 거치지 않고, 직접, 이펙터 카스파제(카스파제-3, 카스파제 6, 카스파제 7)를 활성화한다. 이들 카스파제는, 폴리-ADP 리보스폴리머라아제(poly ADP-ribose polymerase, PARP)를 기질(氣質)로 하여, 그 분해에 의해 아포토시스가 실행된다(비특허 문헌 36, 비특허 문헌 37).

마취약에 의해 유발되는 것으로 여겨지고 있는 아포토시스에 대하여, 일반적인 아포토시스와는 상이한 작용 기작을 가지는 가능성도 있는 것으로 여겨지고 있으며, 그 근본적인 메커니즘은 규명되어 있지 않고, 유효한 치료법도 아직 확립되어 있지 않다. 그러므로, 마취약에 의한 발달기의 뇌의 아포토시스나, 그 후의 인지 기능 장애를 경감시키는 신규 치료법의 개발이 기대되고 있다.

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본 발명은, 뇌(바람직하게는, 발달기)의 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시킬 수 있는 전신 마취용 의약을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 문제점을 해결하기 위해 예의(銳意) 연구를 거듭한 결과, 전신 마취약과 수소를 조합함으로써, 뇌(바람직하게는, 발달기)의 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 것이 가능한 것을 발견하였다.

즉, 본 발명은 하기의 발명에 관한 것이다.

[1] 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약.

[2] 전신 마취약과 수소를 병용하여 투여되는 것을 특징으로 하는, 인간 또는 인간 이외의 동물의 전신 마취를 위한 의약.

[3] 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키기 위해 사용되는 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 의약.

[4] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인 상기 [3]에 기재된 의약.

[5] 전신 마취약이, 수소와 병용되도록 사용되는 것을 특징으로 하는, 전신 마취약을 함유하는 마취약 유발성 신경 장애의 예방 및/또는 경감용 의약.

[6] 전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인 상기 [1]∼[5] 중 어느 한 항에 기재된 의약.

[7] 수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인 상기 [6]에 기재된 의약.

[8] 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는 상기 [1]∼[7] 중 어느 한 항에 기재된 의약.

[9] 전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인 상기 [1]∼[8] 중 어느 한 항에 기재된 의약.

[10] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인 상기 [3] 및 [5] 내지 [9] 중 어느 한 항에 기재된 의약.

[11] 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키기 위하여, 전신 마취약과 수소를 병용하는 의약의 조제 방법.

[12] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것을 특징으로 하는 상기 [11]에 기재된 조제 방법.

[13] 전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상(液狀)의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인 상기 [11] 또는 [12]에 기재된 조제 방법.

[14] 수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인 상기 [13]에 기재된 조제 방법.

[15] 의약이, 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는 상기 [11]∼[14] 중 어느 한 항에 기재된 조제 방법.

[16] 수소와 조합하여 사용되는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용.

[17] 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용.

[18] 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용.

[19] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인 상기 [18]에 기재된 사용.

[20]전 신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인 상기 [16]∼[18] 중 어느 한 항에 기재된 사용.

[21] 수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인 상기 [20]에 기재된 사용.

[22] 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는 상기 [16]∼[18] 중 어느 한 항에 기재된 사용.

[23] 전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인 상기 [16]∼[18] 중 어느 한 항에 기재된 사용.

[24] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인 상기 [18]에 기재된 사용.

[25] 전신 마취약과 수소를 병용하여 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법.

[26] 전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인 상기 [25]에 기재된 방법.

[27] 수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인 상기 [26]에 기재된 방법.

[28] 투여 대상이, 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자인 상기 [25]에 기재된 방법.

[29] 전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인 상기 [25]에 기재된 방법.

[30] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인 상기 [25]에 기재된 방법.

[31] 마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인 상기 [25]에 기재된 방법.

본 발명의 의약은, 뇌(바람직하게는, 발달기)의 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 것이 가능하다. 또한, 본 발명은, 간편하며, 부작용이 없고, 효율적으로 작용하고, 또한 염가이므로, 예를 들면, 산과(産科) 및 소아과 등의 의료에 있어서 유효한 전신 마취용 의약을 제공할 수 있다.

도 1은, 시험예 1의 결과를 나타낸다. A는, 분해 PARP(아포토시스 세포사의 바이오 마커)로의 항체를 사용한 웨스턴블로팅의 결과를 나타낸다. β-엑틴 반응을 컨트롤로서 사용하였다. B는, 분해 PARP 밴드를 정량화한 결과를 나타낸다. 도면 중, ***는 P<0.001을 의미한다. 도면 중, Sevo는 세보플루란을 의미한다.
도 2는, 시험예 2의 마우스 뇌의 광학 현미경 화상을 나타낸다. 도면 중, A는, 캐리어(carrier) 가스가 30%의 산소이며, 세보플루란미 투여의 샘플(컨트롤)의 결과를 나타내고, B는, 캐리어 가스가 30%의 산소이며, 3%의 세보플루란에 6시간 노출한 후의, 마우스 뇌의 광학 현미경 관찰시의 화상을 나타내고, C는, 캐리어 가스가 30%의 산소이며, 3%의 세보플루란 및 1.3%의 수소에 6시간 노출한 후의, 마우스 뇌의 광학 현미경 화상을 나타낸다. 도면 중, 갈색 점이, 분해 카스파제-3 양성의 세포의 존재, 즉 아포토시스를 나타낸다. 각 화상은, 1개의 그룹에 대하여, 8∼10 마리의 마우스로부터 선택한 1마리를 나타낸다. 도면 중, 스케일 바는, 1 ㎜이다.
도 3은, 시험예 2의 면역화학적 염색에 의해 검출된 분해 카스파제-3을 나타내는 갈색 점의 수를 카운트한 결과를 나타낸다. 컨트롤, 세보플루란 및 세보플루란＋수소의 각 그룹의 평균값의 비교는, 1원 배치 분산 분석과 거기에 이어지는 뉴먼-쿨스(Newman-Keuls) 포스트혹(Post-Hoc) 테스트(1개의 그룹에 대하여, n=8∼10의 마우스)를 사용하여 실시하였다. F값 및 P값을, 각각의 패널의 아래에 나타낸다. 도면 중, 컨트롤군과 비교했을 때, *는 P< 0.05를, **는 P< 0.01을, ***는 P< 0.001을 의미한다. 또, #은 P< 0.05를, ##은 P< 0.01을, ###은 P< 0.001을 의미한다.
도 4는, 터미널·데옥시뉴클레오티딜·트랜스퍼라아제를 사용한 닉 엔드 라벨링(nick end labeling)(TUNEL)법의 염색 결과를 나타낸다. 도면 중, A는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 세보플루란 미투여의 샘플(컨트롤)의 결과를 나타내며, B는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 3% 세보플루란에 6시간 노출한 후, 6시간 더 경과하 후의, 마우스 뇌의 광학 현미경 화상을 나타내고, C는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 3% 세보플루란 및 1.3% 수소에 6시간 노출한 후, 6시간 더 경과한 후의, 마우스 뇌의 광학 현미경 관찰 시의 화상을 나타낸다. 도면 중, 갈색 점은, TUNEL 양성의 세포이며, 아포토시스를 일으킨 세포를 나타낸다. 각 화상은, 1개의 그룹에 대하여, 8마리의 마우스로부터 선택한 1마리를 관찰한 결과이다. 도면 중, 스케일 바는, 1 ㎜이다.
도 5는, 발달기의 뇌에 있어서, 세보플루란의 노출에 의해 일어나는 산화 스트레스를, 수소 가스가 완화되는 것을 나타낸다. 도면 중, A는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 세보플루란 미투여의 샘플(컨트롤군)의 결과를 나타내고, B는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 3% 세보플루란에 6시간 노출한 후의, 마우스 뇌의 광학 현미경 화상을 나타내고, C는, 캐리어 가스가 30% 산소이며, 3% 세보플루란 및 1.3% 수소(C)에 6시간 노출한 후의, 마우스 뇌의 형광 현미경 관찰 시의 화상을 나타낸다. 도면 중, 적색은, 4-하이드록시-2-노네날(4-HNE) 양성의 세포이며, 산화 스트레스를 받은 것을 나타낸다. 도면 중, 스케일 바는, 100㎛이다. 각 화상은, 1개의 그룹에 대하여, 8마리의 마우스로부터 선택한 1마리를 관찰한 결과이다.
도 6은, 시험예 3의 결과를 나타낸다. 도면 중, A는 오픈 필드 테스트의 결과를 나타내고, B는 Y자형 미로 시험의 결과를 나타내고, C는 공포 조건부 테스트 상황 시험의 결과를 나타내고, D는 공포 조건부 테스트 소리 시험의 결과를 나타낸다. 도면 중, 컨트롤군과 비교했을 때, **는 P< 0.01을, ***는 P< 0.001을 의미한다. 또, ##은 P< 0.01을, ###은 P< 0.001을 의미한다.
도 7은, 시험예 3의 결과를 나타낸다. 도면 중, A는 사회성 시험의 결과를 나타내고, B는 후각 시험의 결과를 나타내고, C는 신규물 시험의 결과를 나타낸다. 도면 중, 컨트롤군과 비교했을 때 **는 P< 0.01을, #은 P< 0.05를 의미한다. 또한, 대응하는 생물 타깃과 비교했을 때 §§§는 P< 0.001을 의미한다.

본 발명의 의약은, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약이다. 또한, 본 발명의 의약은, 전신 마취약과 수소를 병용하여 투여되는, 인간 또는 인간 이외의 동물의 전신 마취를 위한 의약이다. 본 발명의 의약은, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키기 위해 사용할 수 있다. 본 발명에서의 전신 마취약은, 수소와 병용되도록 사용되는 것이 바람직하다. 본 발명의 의약이란, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 것이며, 각각 별개로 동일하거나 또는 상이한 투여 경로로부터 동시에 투여하는 투여 형태, 및 각각 별개로 동일하거나 또는 상이한 투여 경로에 의한 간격을 달리하여 투여한 어떤 투여 형태도 포함한다.

전신 마취약에 대하여, NMDA 수용체 안타고니스트인 전신 마취약에 대한 노출이, 뇌 발달의 시냅스 형성 단계 사이에 아포토시스성 신경 변성을 유발하는 것이 당 기술 분야에서 알려져 있다.

마취약으로의 노출에 의해, 뉴런 이외의 신경교 세포 등의 몇 가지의 영역에서 아포토시스가 증가하고(Anesthesiology 2010; 112: 834-841), 및 NMDA 수용체의 업 레귤레이션에 의해 아포토시스가 발생하므로(Int. J. Devl Neuroscience 27(2009)727-731), 마취약은, 일반적인 아포토시스와는 상이한 작용 기저에 의해 아포토시스를 유발하는 것으로 여겨지고, 그 결과, 신경 장애를 유발하는 것으로 우려되고 있다.

또한, GABA 수용체의 작동 작용을 가지는 마취약은, GABA 뉴런에 영향을 미치고, 흥분성 뉴런 및 억제성 뉴런의 균형을 무너뜨림으로써 신경 장애를 유발한다고도 주장하고 있다(Anesthesiology 2009; 111: 1365-1371).

소아 마취와 아포토시스 레벨의 상승의 후술하는 명확한 관계를 전제로 하여, 이 프로세스의 백그라운드의 기구(機構)를 특정하기 위해 다수의 연구가 진행중이다. GABA 수용체와 NMDA 수용체 양쪽의 활성화는, 신경 세포의 생존 시그널 전달에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(Brunet et al., 2001, Current Opinion in Neurobiology 11: 297-305; Bittigau et al., 2002, PNAS 99(23): 15089-15094). 이 점을 고려하여, 에탄올 중독되도록 한 마우스가, 이 프로세스의 연구를 위한 동물 모델의 기초를 형성하여 왔다. 카스파제-3은 아포토시스 세포의 우수한 마커이지만, 고도로 분기된 데스 시그널(death signal) 전달 캐스케이드의 최종 이펙터이므로, 그 위치로부터는, 아포토시스의 기구에 대한 통찰을 거의 얻을 수 없다. 카스파제-3 활성화는, 아포토시스의 외인성의 데스 수용체 매개 경로와 내인성의 미토콘드리아 매개 경로 양쪽에 공통 스텝이다(Green, 2000, Cell 102: 1-4).

영(Young) 등은, 일련의 적격 실험을 사용하여, 아포토시스의 기구 중, 조사 대상을 단일 경로로 좁히는 것을 생각했다. 이중 면역 조직 화학-면역 형광, 웨스턴블로팅 해석 및 녹아웃 마우스의 조합을 사용하여 경로 특이적 성분, 그 중에서도, Bax 및 시토크롬 c(내인성) 및 카스파제 8(외인성)을 밝혀냈다(Young et al., Cell Death and Differentiation(2003) 10, 1148-1155). 에탄올로 처리한 야생형 마우스는, 에탄올 유발성 아포토시스의 특징적인 패턴을 나타내는 데 비해, 동일한 처리를 행한 동질 접합체 Bax-녹아웃 마우스는 아포토시스의 징후를 실질적으로 전혀 나타내지 않는 것을 알았다. 실제, 아포토시스 레벨은 대조군의 생리학적 세포사에서 관찰되는 것보다 낮았다. 또한, Bax-녹아웃 마우스는, 카스파제 8 활성화가 일어나지 않는 것을 실증했다. 이로써, 마취 유발성 아포토시스에 있어서 내인성 아포토시스 경로가 관여하고 있는 것이 밝혀졌다.

미토콘드리아 주변이 중심으로 되는 내인성 경로는, 신경 세포의 사이토졸 중의 아포토시스 촉진성 및 항아포토시스성 매개자의 조합에 의해 제어되고 있다. 발생 중의 신경 세포와의 관련에서는, Bcl-X_L(Bcl-2 패밀리의 멤버)는 주로 항아포토시스성인데 비해, Bax는 아포토시스 촉진성이다(Yuan and Yanker, 2000, Nature 407: 802-809). 영등은, 에탄올, 이중 NMDA 수용체 안타고니스트(NMDA 수용체 안타고니스트 2종류를 동시에 투여함) 및 GABA 작동성 마취제는, 통상 불활성 상태로 미토콘드리아 막에 보존되어 있는 Bax를, 사이토졸에 방출하는 능력을 가진다는 가설을 세웠다.

Bax는, 사이토졸 중에 있으면(Bcl-X_L에 의해 억제되지 않는 경우) 활성인 복합체의 일부로 되고, 이것이 미토콘드리아 막으로 복귀하고, 미토콘드리아 막을 파괴할 수 있다(Korsmeyer et al., 2002, Cell Death and Differentiation 7: 1166-1173). 그 후의 미토콘드리아 내용물(구체적으로는, 시토크롬 c-세포 에너지가 발생하는 통상의 부분)의 사이토졸로의 수송이, 극히 강력한 아포토시스 촉진 시그널을 생기게 하는 것으로 여겨지고 있다. 사이토졸의 시토크롬 c는 Apaf-1 및 카스파제 8과 복합체를 형성하고, 이어서, 이것이 카스파제-3을 활성화하고, 새로운 캐스케이드의 개시를 가져와서, 최종적으로, 세포 골격 단백질 및 DNA 양쪽의 특징적인 절단을 일으킨다(Dikranian et al., 2001, Neurobiology of Disease 8: 359-379).

물론, 전술한 분석으로부터, 마취약이 이 경로와 상호 작용하는 정확한 점을 동정(同定)하는 것은 불가능하다. 또한, 각각의 종류의 약제는, 아포토시스를 유발할 수 있다(예를 들면, 이소플루란 단독(Jevtovic-Todorovic et al., 2003) 및 케타민 단독(Ikonomidou et al., 1999, Science 238: 70-74)). 따라서, 이어서 일어나는 세포 내 캐스케이드는 하류에 수속하지만(Brunet et al., 2001, Current Opinion in Neurobiology 11: 297-305; Bittigau et al., 2002, PNAS 99(23): 15089-15094), 이중 GABA 작동성 약제 및 NMDA 수용체 안타고니스트의 사용은, 2종의 수용체 상호 작용 사이의 잠재적인 상이를 구별하지 않는다. 이소플루란 및/또는 아산화 질소가, 어쩌면 세포 내 칼슘 수송을 혼란시킴으로써, 세포내 Bax/Bcl-2비를 조절 부전으로 할 수 있는 것은 충분히 있을 수 있다.

세포내 칼슘 이온 농도가 상승하면, 칼슘 이온 의존성 효소의 활성화(NOS, PLA2, CaM kinase 등)를 통한 캐스케이드계가 활력화하여, 막 구성 성분의 지방질의 장애, 프리 라디칼(ROS)의 발생, 미토콘드리아 호흡쇄의 장애와 ATP 발생 부전이 일으켜지고, 이들이 발단이 되어 급성 또는 지발성의 아포토시스가 유발되는 것으로 여겨지는 글루타민산-칼슘 이온설이 지지되어 왔다. 그러나, 이 설의 캐스케이드에서는, 아포토시스의 진정한 원인 인자는 불명확하다(마취, "허혈성 신경 세포사의 분자 생물학적 기저와 약물 요법에 의한 뇌 보호", 2007, 56: 248-270).

본 발명에서의 전신 마취약으로서는, 전신성 마취 효과가 얻어지는 약이면, 특별히 한정되지 않지만, 흡입 마취약 및 정맥 마취제 등을 바람직한 예로서 들 수 있다.

본 발명에서의 흡입 마취약으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 할로탄, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란 등의 휘발성 흡입 마취약; 에틸렌, 시클로프로판, 디에틸에테르, 클로로포름, 아산화 질소 또는 크세논 등의 가스성 흡입 마취약이 있으며, 이소플루란, 엔플루란, 세보플루란, 데스플루란 등의 할로겐화 에테르계 화합물 또는 아산화 질소 등이 바람직하다. 흡입 마취약은, 주사 또는 정맥내 주입에 의해 투여되는 정맥 마취제와 조합하여 사용될 수도 있다.

본 발명에서의 정맥 마취제로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 프로포폴, 미다졸람, 케타민, 틸레타민, 티오펜탈, 메토헥시탈 또는 에토미데이트 등을 예로 들 수 있고, 프로포폴, 미다졸람 등이 바람직하다.

본 발명에 사용하는 전신 마취약으로서는, 상기 구체예 중, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약이 더욱 바람직하다.

상기 구체예 중, 할로탄, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 에트미데이트, 티오펜탈, 프로포폴 및 미다졸람 등의 마취약은, GABAA 수용체 작용약이다. 또한, 상기 마취약 중 몇 가지(예를 들면, N₂O, 케타민 및 이소플루란 등)는 NMDA 수용체 안타고니스트이지만, 전체 마취약에 대하여 NMDA 수용체 대항 작용이 규명되어 있는 것은 아니다.

전신 마취약의 용량은, 연령, 건강 상태, 그 외의 의약과의 상호작용 및 실시되는 수술의 종류에 따라, 환자마다 상이하며, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 범위이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 상기한 흡입 마취약 및 정맥 마취제 등의 전신 마취약의 의약 중의 농도는, 0.1∼10 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼8 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼5 %(v/v)일 수도 있다. 또한, 마취 도입시와 마취 상태 유지시의 농도를 변경할 수도 있다.

본 발명에 있어서, 수소는, 수소 분자(H₂)를 의미하고, 수소 분자(H₂)이면 특별히 형태는 한정되지 않고, 수소 가스를 사용할 수도 있고, 수소 가스를 물에 용해시킨 수소수를 사용할 수도 있다.

상기 전신 마취약 및 수소의 적용 대상으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 인간, 소, 말, 양, 염소, 개, 원숭이, 고양이, 곰, 랫, 토끼 등의 동물을 들 수 있다.

본 발명의 의약의 적용 대상의 연령 등은, 특별히 한정되지 않지만, 마취의 영향을 받기 쉬운 시기의 동물에 바람직하게 적용된다. 예를 들면, 대상이 인간인 경우, 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하고, 뇌가 발달기에 있어, 마취의 영향을 받기 쉬운 점을 고려하여, 더욱 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 등이며, 보다 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이 또는 3세 이하의 유아이다. 상기 태아란, 임신 8주째 이후 출생 전의 아이를 의미한다. 상기 신생아란, 생후 28일 미만의 유아를 의미한다. 상기 젖먹이란, 1세 미만의 아이를 의미한다. 상기 유아란, 1세 이상 7세 미만을 의미한다. 상기 소아란, 7세 이상 15세 미만을 의미한다. 상기 고령자란, 65세 이상의 인간을 의미한다.

본 발명의 의약의 실시 형태로서는, 전신 마취약과 수소를 병용하고 있어도 되고, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합해 두어도 된다.

본 발명의 의약에 있어서, 전신 마취약의 형태 및 수소의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 우수한 마취약 유발성 신경 장애의 예방 및/또는 경감 효과를 현저하게 나타내는 점을 고려하여, 흡입 마취약 또는 정맥 마취제와 수소 가스와의 조합으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 의약에 있어서, 전신 마취약과 수소를 병용하는 경우, 전신 마취약과 수소를 사용하는 타이밍은 특별히 한정되지 않고, 전신 마취약의 전 투여, 동시 투여 또는 후 투여의 어디에서나 수소를 사용할 수도 있고, 또한 어느 하나를 조합할 수도 있지만, 대상에 대한 전처리(前處理)의 부담이 없는 점을 고려하여, 전신 마취약과 수소의 동시 투여가 바람직하다. 여기서, 「전 투여」란, 전신 마취약을 미투여 상태의 대상에 수소를 일정 시간 투여하는 것을 의미한다. 또한, 「동시 투여」란, 전신 마취약의 투여 개시 시로부터 투여 정지 시까지 계속하거나, 또는 전신 마취약의 투여 개시 시로부터 투여 정지 시까지의 사이에 일정 시간, 대상에 수소를 투여하는 것을 의미한다. 「후 투여」란, 전신 마취약의 투여 정지 후로부터, 대상에 수소를 일정 시간 투여하는 것을 의미한다. 그리고, 전신 마취약 및 수소의 투여 시간은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 세보플루란을, 4.0% 이하의 농도로, 산소 및 아산화 질소와 조합하여 사용한 경우, 10분∼8시간 정도일 수도 있다.

전신 마취약과 수소의 병용에 있어서, 전신 마취약의 형태 및 수소의 형태는 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 바람직한 일 태양(態樣)에서는, 우수한 마취약 유발성 신경 장애의 예방 및/또는 경감 효과를 현저하게 나타낸 점을 고려하여, 전신 마취약이 흡입 마취약 또는 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스이며, 전신 마취약과 수로 사스를 병용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 의약에 있어서, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합해 두는 경우, 혼합 비율은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우, 의약 중의 수소 가스 농도는, 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4% (v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상 1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9 %(v/v)일 수도 있다.

본 발명에 사용하는 수소의 용량은, 연령, 건강 상태, 그 외의 의약과의 상호작용 및 실시되는 수술의 종류에 따라, 환자마다 상이하고, 본 발명의 효과를 달성할 수 있는 범위이면, 특별히 한정되지 않지만, 의약 중의 수소 농도는, 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4 %(v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상 1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9% (v/v)일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 태양으로서, 흡입 마취약과 수소 가스를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약에 있어서, 특별히 한정되지 않지만, 의약 중의 수소 가스 농도는 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4 %(v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9 %(v/v)일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 태양으로서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약에 있어서, 특별히 한정되지 않지만, 의약 중의 가스의 수소 가스 농도는 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4% (v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상 1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9 %(v/v)일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 태양으로서, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하여 사용하는 경우, 의약 중의 수소 가스 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4 %(v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상 1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9 %(v/v)일 수도 있다.

본 발명의 바람직한 일 태양으로서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하여 사용하는 경우, 의약 중의 가스의 수소 가스 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 0.01∼7 %(v/v)이며, 안전성을 고려하여 상한값은 낮은 편이 바람직하고, 예를 들면, 0.15∼4 %(v/v)일 수도 있고, 0.18∼3 %(v/v)일 수도 있고, 0.2∼1.5 %(v/v)일 수도 있고, 0.25%(v/v) 이상 1%(v/v) 미만일 수도 있고, 0.28∼0.9 %(v/v)일 수도 있다.

본 발명의 의약에는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 이상 산소, 질소, 아산화 질소 등을 가할 수도 있다. 본 발명의 의약에 포함되는 산소 농도는, 통상, 20∼90 %(v/v) 정도이며, 20∼70 %(v/v) 정도가 바람직하고, 20∼50 %(v/v) 정도가 바람직하다. 질소 및 아산화 질소는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 이상 농도는 한정되지 않는다.

본 발명에 있어서, 의약의 가스 성분의 구성 성분에 대하여, 상기한 성분 이외의 잔량은, 모두 질소 가스일 수도 있고, 질소 가스 이외에 공기에 포함되는 미량 성분을 함유하고 있어도 된다.

흡입 마취약과 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약 등을 들 수 있다.

액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 바람직한 일 태양으로서, 정맥 마취제와 수소수를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약에 있어서, 의약 중의 수소수 농도는, 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 다른 바람직한 일 태양에서는, 정맥 마취제와 수소수를 병용하여 사용하는 경우, 의약 중의 수소수의 농도는, 특별히 한정되지 않는다.

본 발명의 의약은, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감할 수 있다. 「신경 장애를 예방 및/또는 경감한다」란, 본 발명의 의약을 적용한 대상(예를 들면, 인간의 경우, 환자)과 수소의 비존재 하에 있어서 전신 마취약을 적용한 대상을 비교한 경우에, 1종 이상의 신경 장애의 중독도(重篤度)를 저하시키는 것을 의미한다. 또한, 「신경세포 손상을 예방 및/또는 경감한다」란, 본 발명의 의약을 적용된 대상과 수소의 부존재(不存在) 하에 있어서 전신 마취약을 적용한 대상을 비교한 경우에, 1종 이상의 신경세포의 손상의 중독도를 저하시키는 것을 의미한다.

기존의 데이터로부터, 발달중인 인간의 뇌는, 자궁내 및 생애 최초의 1년의 양쪽에서 태아 표현형으로부터 성인 표현형에 유사한 것으로의, 극히 동적인 변환을 받는 것으로 추정할 수 있다. 이 프로세스는, 시냅스의 극히 빠른 턴 오버(1일에 20%나 되는 높이(Okabe et al., 1999, Nat. Neuroscience 2: 804-811)) 및 고레벨의 백그라운드 아포토시스(Hua and Smith, 2004, Nature Neuroscience 7(4): 327-332)와 같은 특징을 가진다. 이는, 표적 세포의 시냅스에 도달할 수 없는 신경세포가, 추측컨데 에너지 효율을 유지하기 위해 배제되기 때문이다. 이 연구는, 신경 발생(시냅스 형성)의 이 결정적인 단계 동안의 마취제에 대한 노출이, 발달 중인 뇌에서 아포토시스를 일으키는 것을 확인하는 것이다. 실험에 의해, GABA 작동성 흡입제(예를 들면, 이소플루란 등)에 대한 노출이, 피질에 있어서 아포토시스 레벨의 4배의 상승을 유발하는 것이 실증되었다. 또한, 아산화 질소(단일 약제로서는 신경 변성을 나타내지 않음)는, 이소플루란 유발성 아포토시스를 대조군에서 관찰되는 것의 12배로 대폭 증강함으로써 그 신경 변성 잠재력을 나타낸다. 동일한 결과가 해마로부터 얻어지고, 이 결과에서는, 이소플루란 및 이소플루란-아산화 질소 혼합물이 아포토시스 레벨을 상승시켰다(각각, 4배 및 7배).

해마, 즉 변연계의 일부를 형성하는 피질 조직이 특수화된 층은, 기억 형성에 있어서 중요한 기능을 가진다(Aggleton and Brown, 1999, Behav Brain Sci 22(3): 425-44)). 해마의 신경세포는, 시냅스의 효력이, 특정한 패턴의 신경 활성에 의해 서서히 증강되는, 「장기 증강」(LTP)으로서 알려진 현상을 나타내는 능력을 가진다. 이 프로세스가 세포 레벨에서의 기억의 기초인 것으로 여겨지고 있다. 일반적으로는, 해마의 처리는, 해마와 해마방회(海馬傍回)(해마이행부)의 양쪽에서 일어나, 그 후, 뇌궁(fornix)에 투영된다. 해마 및 해마이행부에서의 신경세포 손상이 퍼지는 것을 고려하면, 고레벨의 마취약에 노출된 신생아 랫이, 성체로서 학습 장애의 징후를 나타낸 것(Jevtovic-Todorovic et al., 2003)은 놀라운 것은 아니며, 동일한 연구에 있어서 LTP 억제의 발견에 의해 증명되고 있다.

본 발명에서의 마취약 유발성 신경 장애로서는, 바람직하게는, 뇌의 마취약 유발성 신경 장애를 예로 들 수 있고, 본 발명의 신경 장애는, 특별히 한정되지 않지만, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애, 지적 장애, 자폐증 등을 예로 들 수 있다. 상기 신경 운동 장애는, 강도, 평형 및 이동성의 장애를 포함한다. 상기 신경 인지 장애는, 학습 장애 및 기억 장애를 포함한다. 상기 신경 장애는, 신경 변성, 신경세포 아포토시스, 신경세포 괴사 등의 요인에 의해 일어나는 것으로 여겨지고 있으며, 특정한 하나의 요인뿐만 아니라, 복합적인 요인에 의해 이어나고 있을 가능성이 고려되고 있다. 그 중에서도, 신경세포 아포토시스는, 전술한 모든 장애에서 어떤 영향을 미치고 있는 것으로 추측된다. 상기 신경 변성이란, 세포 수축, 변연 추향(margination) 및 막에 봉입(封入)된 아포토시스 소체의 형성을 수반하는 크로마틴 응집을 의미한다.

이와 같은 신경 인지 장애는, 통상, 랜드(Randt) 기억 검사의 쇼트 스토리 모듈(short-story module)[Randt C, Brown E.Administration manual: Randt Memory Test. New York: Life Sciences, 1983], 개정 웩슬러 성인 지능 검사(Wechsler Adult Intelligence Scale Revised)의 숫자 소검사(Digit Span subtest)와 바꿔쓰기 소검사(Digit Symbol subtest)[Wechsler D. The Wechsler Adult Intelligence Scale-Revised(WAIS-R). San Antonio, Tex.: Psychological Corporation, 1981.], 개정 벤톤 시각 기억 검사(Benton Revised Visual Retention Test)[Benton AL, Hansher K. Multilingual aphasia examination. Iowa City: University of Iowa Press, 1978] 및 트레일 메이킹 테스트(Trail Making Test)(파트 B)[Reitan RM. Validity of the Trail Making Test as an indicator of organic brain damage. Percept Mot Skills 1958; 8: 271-6] 등의 충분히 확립된 기준에 의해 평가할 수 있다. 그 외의 적합한 신경 운동 및 신경 인지 검사는, Combs D, D'Alecy L: Motor performance in rats exposed to severe forebrain ischemia: Effect of fasting and 1,3-butanediol. Stroke 1987; 18: 503-511 및 Gionet T, Thomas J, Warner D, Goodlett C, Wasserman E, West J: Forebrain ischemia induces selective behavioral impairments associated with hippocampal injury in rats. Stroke 1991; 22: 1040-1047에 기재되어 있다.

본 발명의 다른 태양은, 전신 마취약과 수소를 병용하는, 마취약 유발성 신경 장애의 예방 및/또는 경감용 의약의 조제 방법에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소, 의약의 적용 대상 및 마취약 유발성 신경 장애 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다. 본 조제 방법은, 전신 마취약과 수소를 병용하는 공정을 가질 수도 있고, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합하는 공정을 가질 수도 있다.

본 조제 방법에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법 등을 들 수 있다.

본 조제 방법에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정을 포함하는 의약의 조제 방법 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 태양으로서는, 수소와 조합하여 사용되는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용을 예로 들 수 있다. 상기 마취제에는, 약효 성분의 안정, 환자에 대한 수분 보급 및 전해질의 밸런스 유지를 목적으로 하여, 공지의 부형제, 첨가제를 가할 수도 있다. 상기 부형제, 첨가제로서는, 본 발명의 효과를 방해하지 않는 한 종래 공지의 부형제, 첨가제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 프로포폴의 마취제 중에는, 대두유, 중쇄 지방산 트리글리세리드, 정제 난황 레시틴, 진한 글리세린, 올레산 나트륨 등을 첨가할 수도 있다. 전신 마취약, 수소 및 의약의 적용 대상은, 전술한 바와 같다.

본 사용에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하고, 또한 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하고, 또한 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하고, 또한 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용 등을 들 수 있다.

본 사용에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하고, 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하고, 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하고, 필요에 따라 첨가제를 포함할 수도 있는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 태양은, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소 및 의약의 적용 대상 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다. 본 사용의 실시 형태로서는, 전신 마취약과 수소를 병용할 수도 있고, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합해 둘 수도 있다.

본 사용에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 사용에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 태양은, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한 의약의 제조에서의, 전신 마취약과 수소의 사용에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소, 의약의 적용 대상, 마취약 유발성 신경 장애 및 실시 형태 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다.

본 사용에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 사용에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조 위한, 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 발명의 다른 태양은, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한 의약의 제조 위한 전신 마취약과 수소의 사용에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소, 의약의 적용 대상, 마취약 유발성 신경 장애 및 실시 형태 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다.

본 사용에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 사용에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하는, 신경세포 아포토시스에 부수하는 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한, 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용 등을 들 수 있다.

본 발명의 새로운 다른 태양은, 마취 유발성 신경세포 손상을 예방 및/또는 경감하기 위한 의약의 제조에서의 전신 마취약과 수소의 사용에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소, 의약의 적용 대상, 마취약 유발성 신경 장애 및 실시 형태 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다.

본 발명의 다른 태양은, 전신 마취약과 수소를 병용하여 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소 및 마취약 유발성 신경 장애 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다. 본 발명은, 전신 마취약과 수소를 병용하는 공정을 가질 수도 있고, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합하는 공정을 가질 수도 있다.

본 발명에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법 등, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법 등, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유시켜, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법 등을 들 수 있다.

본 태양에 있어서, 전신 마취약과 수소를 병용하는 타이밍은 특별히 한정되지 않으며, 전신 마취약의 전 투여, 동시 투여 또는 후 투여의 어디에서 수소를 사용해도 되고, 또한 어느 하나를 조합할 수도 있지만, 대상에 대한 전처리의 부담이 없는 점을 고려하면, 전신 마취약과 수소의 동시 투여가 바람직하다. 여기서, 「전 투여」란, 전신 마취약을 미투여 상태의 대상에 수소를 일정 시간 투여하는 것을 의미한다. 또한, 「동시 투여」란, 전신 마취약의 투여 개시 시로부터 투여 정지 시까지 계속하거나, 또는 전신 마취약의 투여 개시 시로부터 투여 정지 시까지의 사이에 일정 시간, 대상에 수소를 투여하는 것을 의미한다. 「후 투여」란, 전신 마취약의 투여 정지 후에, 대상에 수소를 일정 시간 투여하는 것을 의미한다. 그리고, 전신 마취약 및 수소의 투여 시간은, 특별히 한정되지 않는다. 상기 전신 마취약 및 수소의 투여 대상으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 인간, 소, 말, 양, 염소, 개, 원숭이, 고양이, 곰, 랫, 토끼 등의 동물을 예로 들 수 있다.

본 발명의 전신 마취약 및 수소의 투여 대상의 연령 등은 특별히 한정되지 않지만, 마취의 영향을 받기 쉬운 시기의 동물에 바람직하게 투여된다. 예를 들면, 대상이 인간인 경우, 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하고, 뇌가 발달기에 있고, 마취의 영향을 받기 쉬운 점을 고려하여, 더욱 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 등이며, 더욱 바람직하게는 태아, 신생아, 젖먹이 또는 3세 이하의 유아이다. 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자의 각 정의는 전술한 바와 같다.

본 발명의 다른 태양은, 전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법에 관한 것이다. 전신 마취약, 수소 및 의약의 적용 대상 및 이들의 조합은, 전술한 바와 같다. 본 발명은, 전신 마취약과 수소를 병용하는 공정을 가질 수도 있고, 전신 마취약과 수소를 사전에 혼합하는 공정을 가질 수도 있다.

본 발명에 있어서, 흡입 마취약과 수소 가스를 사용하는 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법, (ii) 0.1∼8 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법, 또는 (iii) 0.1∼5 %(v/v)의 흡입 마취약, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 흡입 마취약과 수소 가스를 병용하는 공정 또는 흡입 마취약과 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 액상의 정맥 마취제와 수소 가스를 사용한 경우의 바람직한 실시 형태로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, (i) 0.1∼10 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼90 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법, (ii) 0.1∼8 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼70 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법, 또는 (iii) 0.1∼5 %(w/w)의 정맥 마취제, 0.15∼1.5 %(v/v)의 수소 가스 및 20∼50 %(v/v)의 산소를 함유하도록, 정맥 마취제와 수소 가스를 병용하는 공정 또는 정맥 마취제와 수소 가스를 사전에 혼합하는 공정 및 상기 공정에서 얻어지는 의약을, 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 아포토시스를 저해하는 방법 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서, 마취약 유발성 신경 장애를 아포토시스 및 행동 시험으로부터 평가했다. 아포토시스에 대하여는, (i) 분해 PARP의 정량, (ii) 활성 카스파제-3 염색, 또는 (iii) TUNEL법에 의해 평가했다.

본 발명에서는, 분해 PARP의 검출 및 정량에 웨스턴블로팅 분석을 사용하였다. 아포토시스 캐스케이드의 주요한 개시 인자의 하나는, 카스파제의 활성화와 그에 따른 폴리(아데노신 2인산-리보스)폴리머라아제(PARP)의 분해이다. 정상(正常) 시에는 DNA 수복(修復)이나 DNA의 안정화 및 다른 세포 내의 이벤트에 관여하는 핵내 효소인 PARP는, 아포토시스 캐스케이드에 있어서는, 카스파제-3의 최종 타깃이다. 아포토시스의 사이에 분해하여 가는 활성형 카스파제의 측정에 대하여, 분해 PARP의 측정은, 아포토시스의 후기 스테이지에 있어서도 지속하는 시그널의 검출을 가능하게 한다.

본 발명에서는, 활성 카스파제-3 염색에, 카스파제-3 면역 조직 화학법을 이용하였다. 아포토시스 시그널 전달 캐스케이드의 최후에서, 카스파제-9가 카스파제-3(시스테인프로테아제)를 활성화하므로, 카스파제-3은 아포토시스 관여점의 하류에 있는 세포의 마커이다. 은 염색을 넓게 병행하면서 행하는 상기 면역 조직 화학법은, 신경세포 아포토시스의 적합한 마커로서 작용하며, 생리학적 세포사의 정량화 목적과 특성 결정의 양쪽에 있어서 우수하다(Olney et al., 2002b, Neurobiology of Disease 9: 205-219). 카스파제-3은 세포질 효소이므로, 활성화 카스파제-3으로 염색된 세포는 그 전체가 염색되어 정량화가 비교적 용이하다.

본 발명에서는, 아포토시스의 초기에서의 DNA의 단편화를, TUNEL법에 의해 가시화시켰다. DNA의 단편화는, 2중가닥의 절단 및 단일가닥의 절단에 의해 구성되어 있다. 어느 절단 타입도, 그 단편의 프리의 3'-OH 말단을, 표지 뉴클레오티드를 사용한 효소 반응에 의해 표지하여 검출할 수 있다. TUNEL법은, 고감도 아포토시스 검출법으로서 사용되고 있다.

[실시예]

다음으로, 실시예를 들어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에 있어서 통상적인 지식을 가진 자에 의해 가능하다.

이하의 실시예에서의 통계 분석은, 그래프 패드 프리즘 5(GraphPad Software Inc., La Jolla, CA)를 사용하여 행하였다. 각각의 그룹의 평균값의 비교는, 1원 및 2원 배치 분산 분석에 의해 실시하고, 그 후 각각에 대하여 뉴먼-쿨스와 본페로니 포스트혹 테스트를 실행하였다. Y자형 미로 시험에 있어서, 그룹 사이의 랜덤 퍼포먼스에 대한 행동의 비교는, 양측의 1샘플 t검정을 사용하여 행하였다. P<0.05를 통계적 유의차 있음으로 했다. 값은 평균값의 표준오차로 나타낸다.

모든 실험은, 방위 의과 대학교의 동물 실험을 위한 윤리 지침에 따라 실행하였고, 방위 의과 대학교 동물 실험 위원회(도코로자와시, 사이타마현, 일본)에 의해 인정되었다.

[실시예 1]

동물: 본 연구에서 사용한 C57BL/6 마우스는, 12시간의 명암 주기(조명 점등 시간은 7시∼19시)와 22±2℃의 실온의 조건 하에서 관리하였다. 마우스는 먹이 자유 섭취 및 물 자유 섭취 하에서 사육했다. 이 연구에서 사용한 모든 마우스는, 동일한 연령의 동복자(litter)였다.

마취약 및 수소 처리: 뇌의 발달기에 있는 6일령(P6)의 마우스를, 어미가 있는 케이지로부터 이동시킨 직후에, 조작 그로브가 구비된 다습한 챔버에 마우스를 두었다. 공기, 산소(공기와는 별도로), 수소, 세보플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소 30%, 수소 1.3%, 세보플루란 3%로 되도록 조제한 마취약 혼합 가스를 상기 마우스에 흡입 투여했다. 가스의 총 유량은 2 L/분, 마취약의 투여 시간은 6시간이었다. 산소 및 마취약의 분율은, 가스 분석 시스템(Capnomac Ultima, GE Healthcare, 도쿄도, 일본)을 사용하여 측정하였다. 수소 가스 농도는, 기업(Breath Lab CO., 나라현, 일본)에서 가스 크로마토그래피를 사용하여 측정하였다. 마취약에 노출중, 마우스를 38±1℃로 가온한 매트 상에서 보온했다.

[실시예 2]

공기, 산소(공기와는 별도로), 수소 및 세보플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 수소가 0.6%, 세보플루란(3%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[실시예 3]

공기, 산소(공기와는 별도로), 수소 및 세보플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 수소가 0.3%, 세보플루란(3%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[실시예 4]

공기, 산소(공기와는 별도로), 수소 및 데스플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 수소가 1.3%, 데스플루란(5.7%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[실시예 5]

공기, 산소(공기와는 별도로) 및 수소를 혼합하여, 산소가 30%, 수소가 1.3%의 혼합 가스를 마취약과 동시 흡입시키면서, 프로포폴(100 mg/kg ip)의 복강내 투여와 동시에, 병용하여 흡입 투여한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[실시예 6]

공기, 산소(공기와는 별도로), 수소 및 세보플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 수소가 1.3%, 세보플루란(2%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[비교예 1]

공기, 산소(공기와는 별도로) 및 세보플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 세보플루란(3%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[비교예 2]

공기, 산소(공기와는 별도로) 및 데스플루란을 혼합하여, 최종적으로 산소가 30%, 데스플루란(5.7%)이 되도록 마취약 혼합 가스를 조제한 점 이외에는, 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[비교예 3]

공기 및 산소(공기와는 별도로)를 혼합하여, 산소가 30%의 혼합 가스를 마취약과 동시에 흡입시키면서, 프로포폴(100 mg/kg ip)의 복강내 투여와 동시에, 병용하여 흡입 투여한 점 이외에는 실시예 1과 동일한 방법에 의해 행하였다.

[시험예 1-A]

단백질 추출물의 정제: 단백질 추출물의 조제는, Kodama M. et al., Anesthesiology, 2011;115: 979-991에 기재된 바와 같이, 웨스턴블로팅법에 의해 실시하였다. 이하에서 방법을 간단하게 기재한다. 마우스의 전체 뇌를 신속하게 인출하고, 50 mM의 트리스 HCl, pH 7.4, 150 mM의 NaCl, 1%의 NP-40, 0.5%의 디옥시콜산 나트륨, 프로테아제 저해약 혼합물(Complete; Roche Diagnostics, 펜즈베르그, 독일) 및 탈인산화 효소 저해약(20 mM의 글리세로 인산, 1 mM의 Na₃VO₄, 2 mM의 NaF)을 포함한, 4배량의 호모게나제이션 버퍼 중에서 균질화했다. 이어서, 호모지네이트를 15,000 g, 30분간, 4℃의 조건 하에서 원심분리했다. 상징액을 분리하고, 사용 시까지 -80℃에서 보관했다. 각 시료의 단백질 농도는, 비신코닌산(bicinchoninic acid) 단백질 정량 키트(Pierce, Rockford, IL)를 사용하여 측정하였다.

웨스턴블로팅 분석: 웨스턴블로팅법은, Kodama M. et al., Anesthesiology, 2011;115: 979-991에 기재한 방법으로 실시하였다. 이하에서 방법을 간단하게 기재한다. 호모지네이트를 도데실황산 나트륨-폴리아크릴아미도겔에 의한 전기 영동에 제공했다. 그 후, 단백질을 폴리불화 비닐리덴막(I㎜obilon-P; Millipore, Bedford, MA)에 전사하였다. 블롯은, 항-폴리-(아데노신 2인산 리보스)-폴리머라아제(항-PARP)(토끼 폴리클로날; Cell Signaling Technology) 또는 항-β-엑틴(마우스 모노클로날; Sigma, St. Louis, MO) 항체와 면역 반응했다. 이어서, 퍼옥시다제 복합형 2차 항체를 부가하여, 블롯을 인큐베이팅했다. 단백질 밴드는, 화학 발광 검출기(SuperSignal West Pico; Pierce)를 사용하여 가시화했다. 분해 PARP 밴드의 정량은, β-엑틴으로 표준화했다. 2원 배치 분산 분석과 거기에 계속되는 본페로니 포스트혹 테스트(1개의 그룹에 대하여, n=3∼6의 마우스)를 사용하여, 비교하였다.

상기 전체 뇌 추출물에 대하여, 분해 PARP(아포토시스 세포사의 바이오 마커)로의 항체를 사용하여, 웨스턴블로팅에 의한 분석을 실시하였다. 분석 결과를 도 1의 A에 나타내었다. 분해 PARP 밴드의 정량화의 결과를 도 1의 B에 나타내었다. 도 1의 A 및 B로부터, 산소 30% 함유 가스 또는 산소 30% 및 수소 1.3%를 함유하는 가스에만 노출한 마우스 뇌의 분해 PARP의 면역 활성은 검출 하한 이하였지만, 산소 30% 및 세보플루란 3%를 함유하는 가스에 6시간 노출한 마우스(비교예 1)에서는, 분해 PARP의 생성 반응이 유도되었다. 한편, 산소 30%, 수소 1.3% 및 세보플루란 3%를 함유하는 가스에 노출한 마우스(실시예 1)에서는, 산소 30%를 함유하는 가스 중의 세보플루란에 노출한 마우스와 비교하여, 분해 PARP에 대한 면역 활성의 현저한 저하가 관찰되었고(즉, 수소 가스가 PARP의 분해를 억제하였다.), 1.3%의 수소 가스가 신생아 마우스의 세보플루란 노출에 의해 일어나는 신경세포 아포토시스를 저해하는 것이 확인되었다. 2원 배치 분산 분석(two-way ANOVA)에 의하여, 이들의 유의차가 확인되어 수소 흡입의 주요한 효과 (F=12.17, P< 0.01), 세보플루란 투여의 주요한 영향(F=45.66, P< 0.0001), 및 상호작용(수소 투여×세보플루란 투여; F=15.28, P< 0.01)을 나타낸다.

비교예 1의 분해 PARP의 정량값을 100%로 했을 때, 실시예 1∼3의 분해 PARP의 상대적인 정량값은, 각각, 실시예 1은 약 45%, 실시예 2는 약 50%, 실시예 3은 약 55% 감소하고, 분해 PARP의 정량값은 유의하게 감소하였다. 실시예 6에 있어서도, 실시예 1과 마찬가지로, 신경세포 아포토시스가 유의하게 감소하였다. 이러한 사실로부터, 본 발명이, 세보플루란의 노출에 의해 일어나는 신경세포 아포토시스를, 수소를 사용하지 않는 경우와 비교하여, 40% 이상이나 저해할 수 있는 것으로 나타났다.

[시험예 1-B]

[시험예 1-A]와 동일한 방법에 의해, 실시예 4와 비교예 2에 대하여 평가를 행하였다. 비교예 2의 분해 PARP의 정량값을 100%로 했을 때, 실시예 4의 분해 PARP의 상대적인 정량값은, 47.7% 감소하고, 분해 PARP의 정량값은 유의하게 감소하였다. 이 사실로부터, 본 발명이, 데스플루란의 노출에 의해 일어나는 신경세포 아포토시스를 45% 이상이나 저해하는 것으로 나타났다.

[시험예 1-C]

[시험예 1-A]과 동일한 방법에 의해, 실시예 4와 비교예 3에 대하여 평가를 행하였다. 비교예 3의 분해 PARP의 정량값을 100%로 했을 때, 실시예 5의 분해 PARP의 상대적인 정량값은, 55.1% 감소하고, 분해 PARP의 정량값은 유의하게 감소하였다. 이 사실로부터, 본 발명이, 프로포폴의 노출에 의해 일어나는 신경세포 아포토시스를 50% 이상이나 저해하는 것으로 나타났다.

[시험예 2]

병리 조직학적 연구: 면역 조직 화학적 염색은, Kodama M. et al., Anesthesiology, 2011;115: 979-991 및 Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재된 방법으로 실시하였다. 이하에서 그 방법을 간단하게 기재한다. 4%의 파라포름알데히드를 함유하는 0.1 M 인산 버퍼로, 마우스를 경심장적(經心臟的)으로 관류(灌流)했다. 두개골을 열고, 두부(頭部)를 적어도 2시간, 동일한 버퍼에 침지하였다. 그 후, 뇌를 두개골로부터 인출하고, 파라핀 포매(包埋)한 단편(5㎛ 두께)을 사용하여 병리 조직학적으로 분석하였다. 단편은, 확립된 방법에 의해 크실렌 중에서 파라핀을 박리하고, 그레이드 에탄올 시리즈(graded ethanol series)를 사용하여 수화시켰다. 항원 활력화 처리는, 항원 활력화 용액(Antigen U㎚asking Solution; Vector Laboratories, Burlingame, CA)을 사용하여, 오토클레이브(autoclave)로 5분간 가열(121℃)함으로써 실시하였다. 그 후, 백그라운드의 염색을 묽게 하기 위하여, 단편을 블록킹 시약(Protein Block, Serum-Free; Dako, Glostrup, 덴마크)으로 30분간 처리하였다. 이어서, 단편을 1차 항체와 함께, 다습한 챔버 중, 하룻밤 4℃에서 인큐베이팅했다. 이 연구에서 사용한 1차 항체는, 항-활성 카스파제-3(토끼 폴리클로날; Cell Signaling Technology, Beverly, MA) 및 항-4-하이드록시-2-노네날(anti-4-HNE)(마우스 모노클로날; 일본 노화 제어 연구소, 시즈오카현, 일본) 항체였다.

명시야(明視野) 염색을 위하여, 퍼옥시다제 복합형 2차 항체(Dako EnVision+ system; Dako)를 부가하여 단편을 항온 처리하였다. 면역 반응성은, 제제원의 프로토콜에 따라, 3,3-디아미노벤진 4염화물(DAB, Vector Laboratories)을 사용하여 검출하였다. 마지막으로, 단편을 헤마톡실린으로 대비 염색했다. 형광 염색에서는, Alexa-Fluor 546-복합형-항마우스 IgG 항체(Life Technologies, Eugene, OR)를 가하여 단편을 인큐베이팅했다.

Kodama M. et al., Anesthesiology, 2011;115: 979-991에 기재한 바와 같이, 제조원의 프로토콜에 따라, in situ의 아포토시스 검출 키트(ApopTag; Chemicon, Temecula, CA)를 사용하여, 터미널·데옥시뉴클레오티딜·트랜스퍼라아제를 사용한 닉 엔드 라벨링(TUNEL)법을 실시하였다. 활성을 검출하기 위해 DAB를 사용하였다. 단편은 헤마톡실린으로 대비 염색했다.

1개의 그룹에 대하여, 실시예 1 및 비교예 1에서 동일한 조건 하에서 마취에 노출한 8∼10 마리의 마우스로부터 채취한 샘플을, 각각의 시험에 제공했다. 활성 카스파제-3 양성 또는 TUNEL 양성의 세포의 수의 카운트는, 처리 조건을 알지 못하는 시험자가 실시하였다.

활성 카스파제-3(아포토시스 세포사의 다른 바이오 마커)에 대한 항체를 사용하여 조직학적 분석을 실시하였다(도 2). 카스파제-3의 활성을 조사하기 위해, 단편을 면역 화학적으로 염색했다. 웨스턴블로팅에 의한 분석으로, 상기에서 기재한 것처럼, 산소 30% 및 수소 1.3%를 함유하는 가스에 노출된 마우스의 아포토시스가, 산소 30%를 함유하는 가스에 노출된 마우스와 동일한 레벨로 나타나므로, 3개의 그룹에 대해서만, 조직학적 정량을 실시하였다: (i) 산소 30%를 함유하는 가스(이후, 컨트롤군으로 나타냄), (ii) 산소 30%및 세보플루란 3%를 함유하는 가스(이후, 세보플루란으로 나타냄)(비교예 1) 및 (iii) 산소 30%, 수소 1.3% 및 세보플루란3%를 함유하는 가스(이후, 세보플루란＋수소로 나타냄)(실시예 1). 마취를 6시간 행한 직후의 뇌가 있는 영역을 모의(模擬) 컨트롤군으로 해서 비교했을 때, 6시간의 세보플루란 노출(비교예 1)에 의해, 활성 카스파제-3 양성의 세포수의 현저한 증가가 유발되었다(도 2의 B). 한편, 세보플루란만의 노출과 비교하여, 세보플루란＋수소의 노출(실시예 1)에서는, 마우스의 활성 카스파제-3 양성의 세포의 수는 현저하게 적었다(도 2 및 도 3). 도 2 및 도 3으로부터, 세보플루란에 의해 일어나는, 발달기의 뇌에서의 신경세포 아포토시스를, 수소 가스가 완화시키는 것이 밝혀졌다. 본 발명자들은 또한, TUNEL법을 세포 레벨에서의 아포토시스 세포사의 측정법으로서 실시하였다(도 4). 마취 6시간 후의 TUNEL 염색의 패턴은, 활성 카스파제-3의 염색 패턴과 유사했다. 이들 결과로부터, 1.3% 수소는 신생아의 세보플루란 노출에 의해 일어나는 신경세포 아포토시스를 현저하게 저하시키는 것을 나타낸다.

하이드록시 라디칼이 지질에 작용하면, 지질 과산화물이 되어 4-HNE를 발생한다. 이때문에, 4-HNE는, 지질의 과산화 및 산화 스트레스의 마커로서 널리 이용되고 있다. 도 5는, 뉴런을 세보플루란에 6시간 노출했을 때(도 5의 B, 비교예 1), 모의 컨트롤군(도 5의 A)과 비교하여, 보다 많은 지질 과산화가 유발된 것을 나타낸다. 한편, 세보플루란＋수소에 노출한 마우스(실시예 1)의 뇌의 4-HNE의 염색은(도 5의 C), 세보플루란만을 노출한 경우(도 5의 B)와 비교하여 현저하게 감소하였다. 이들 결과로부터, 신생아 마우스의 3% 세보플루란 노출은 뇌내의 산화 스트레스를 유발하지만, 수소가 산화 스트레스를 감소시키는 것이 확인되었다.

[시험예 3]

행동 시험: 행동 연구에 제공한 마우스는 모두, 실시예 1 및 비교예 1과 동일한 조건 하에서 마취에 노출한 동일한 연령·동복자의 수컷이었다. 3주령의 마우스를 어미로부터 떼어 놓고, 3 또는 4마리의 마우스가 있는 케이지에 수용하였다. 소정의 연령에서, 이들에게 행동 시험(마취약의 영향을 평가하기 위하여, 장기 기억 장애 평가의 컨트롤로서의 오픈 필드 시험, 단기 기억 장애의 평가를 위한 Y자형 미로에서의 자발적 교체 행동 시험, 장기 기억 장애의 평가를 위한 공포 조건부 시험, 사회성 시험을 행하였다. 사회성 시험에 대해서는, 사회적 상호작용 시험 외에, 그 컨트롤로서 신규성 시험 및 후각 시험을 행하였다.)을 받게 했다. 각각의 마우스의 동작을 관찰하고, 컴퓨터 작동 비디오 추적 시스템(SMART; 바르셀로나, 스페인)을 사용하여 해석했다. 시험에서는, 암(arm)을 가진 장치를 사용하였고, 마우스의 다리가 암에 4개 모두 들어간 수를 카운트했다. 장치는 트라이얼(trial)마다 청소했다. 이 연구에서 사용한 장치는 모두, O'Hara & Co., LTD(도쿄도, 일본)에서 제조한 것이다. 동일한 마우스의 집단을, 모든 시험에 제공했다.

오픈 필드 시험: 새로운 환경에 대한 정동 반응을, Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재한 방법을 사용하여, 오픈 필드 시험에 의해 측정하였다. 행동은 10분간의 총 이동 거리(미터)로 측정하였다. 시험은 12주령의 마우스에 대하여 실시하였다. 결과를 도 6의 A에 나타내었다.

Y자형 미로에서의 자발적 교호 행동 시험: 공간 작업 기억을 평가하기 위하여, Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재한 방법으로, Y자형 미로 시험을 실시하였다. 좌우 대칭의 아크릴제의 Y자형 미로는, 120°로 나뉘어져 있는 3개의 암(25×5 cm)으로 이루어지고, 높이 15 cm의 투명한 벽으로 둘러싸여 있다. 마우스를 각각, Y자형 미로의 중앙에 두어 자유롭게 8분간 탐색시키고, 암에 진입한 연속 횟수 또는 총 횟수를 기록하였다. 교호 반응(alternation)의 비율은, 연속하는 3회의 진입이 3개의 전체 암으로 진입했을 때의 횟수를, 교호 반응의 최대 가능수(암으로의 총 진입 횟수로부터 2를 나눈 값)로 나눗셈한 후, 100을 곱한 수이다. 시험은 12주령의 마우스에 대하여 실시하였다. 결과를 도 6의 B에 나타내었다.

공포 조건부 시험: 공포 조건부 시험을, Satomoto M. et al., Anesthesiology 2009; 110: 628-637에 기재한 방법으로 실시하였다. 이하에서 방법을 간단하게 기재한다. 마우스를 특수한 케이지에 넣고, 20초간 80 dB의 백색 잡음(white noise)을 듣게 했다. 20초째에 1초간 1 mA의 풋 쇼크(foot shock)를 부여하고, 이 자극을 1분 사이클로 3회 반복하였다. 자극한 24시간 후에 풋 쇼크를 준 마우스를 케이지에 되돌리고, 마우스가 프리징(freezing)(1초간의 지속 시간 중에 몸의 어느 부분도 움직이지 않는 상태)하는 시간을 5분간 계측하였다(공포 조건부 테스트 상황 시험). 48시간 후에 전혀 다른 장소의 다른 형상의 케이지에 마우스를 넣고, 백색 잡음만을 듣게 하고, 마우스가 프리징하는 시간을 3분간 계측하였다(공포 조건부 테스트 소리 시험). 프리징 반응은, 비디오 추적 시스템에 의해 기록하여, 공포 기억의 지수로 하였다. 시험은 13주령의 마우스에 대하여 실시하였다. 이 시험에 제공한 마우스는, 그 후의 어느 시험에도 사용하지 않았다(오픈 필드 시험 및 Y자형 미로에서의 자발적 교호 행동 시험에 사용한 것과 동일한 마우스의 그룹을 시험에 제공했다). 조건부를 행하고나서 24시간 후에, 조건부를 행한 챔버 중에 마우스를 넣고, 프리징을 측정한(상황에 의한 공포 반응) 결과를 도 6의 C에 나타내었다. 조건부를 행하고나서 48시간 후에, 전혀 다른 장소의 다른 형상의 케이지에 마우스를 넣고, 백색 잡음만을 듣게 하고, 프리징을 측정한 결과를 도 6의 D에 나타내었다.

사회성 시험: 사회성을 확인하는 테스트는, 사회적 상호작용 시험, 신규성 시험, 후각 시험의 3개의 시험을 행하였다.

사회적 상호작용에 대한 능력을 시험하기 위하여, Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재한 방법으로, 사교성 시험을 실시하였다. 상호작용의 표적으로서, 생물 타깃(케이지에 넣어진 성체 마우스)와 무생물 타깃(케이지에 넣어진 더미 마우스) 중 어느 쪽을 우선적으로 선택할 것인지에 대하여, 오픈 필드 챔버로 시험을 실시하였다. 생물 또는 무생물의 타깃을 원기둥형의 케이지 중에 있어서, 냄새를 맡는 것은 가능하지만 최소한의 접촉밖에 행하지 못하도록 했다. 원기둥형의 케이지는, 높이 10 cm, 직경은 9 cm이며, 펜스(fence)의 간격은 7 ㎜였다. 직접 케이지의 냄새를 맡는 동작을, 70 lux의 조명 조건 하에서 10분간 관찰하여 점수화했다. 시험은 12주령의 마우스에 대하여 실시하였다(컨트롤: n=18; 세보플루란: n=20; 세보플루란＋수소: n=19). 모든 생물 타깃은 야생형 수컷 마우스를 사용하였다. 결과를 도 7의 A에 나타내었다.

후각 시험: 후각 시험을, Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재한 방법에, 다소의 변경을 가하여 실시하였다. 이하에서 방법을 간단하게 기재하였다. 마우스를, 첫날에 새로운 음식(블루베리 치즈)의 향기에 길들였다. 48시간의 섭식 제한 후, 매립한 음식을 찾아낼 때까지 필요로 한 시간을 측정하였다: 블루베리 치즈의 파편을, 청결한 케이지 중의 짚의 2 cm 밑에 매립하였다. 시험은 12주령의 마우스에 대하여 실시하였다(사회성 시험에 사용한 것과 동일한 마우스의 그룹을 시험에 제공했다). 결과를 도 7의 B에 나타내었다.

신규물 시험: 신규물 시험을, Satoh Y. et al., J Neurosci, 2011;31: 11953-11967에 기재한 방법으로 실시하였다. 마우스를 개별적으로 수용하고, 10분 동안 무생물의 신규물(작고 붉은 튜브)에 상관한 시간의 합계를 측정하였다. 시험은 12주령의 마우스에 대하여 실시하였다(사회성 시험 및 후각 시험에 사용한 것과 동일한 마우스의 그룹을 시험에 제공했다). 결과를 도 7의 C에 나타내었다.

새로운 환경에 대한 정동 반응을 평가하기 위해 실시한 오픈 필드 테스트에서의 10분간의 총 이동 거리에 대해서는, 그룹간에, 통계학적인 유의차는 없었다(컨트롤: n=18; 세보플루란: n=20; 세보플루란＋수소: n=19)(도 6의 A). 따라서, 전신 마취약은 정동 반응에 대하여 영향을 주지 않는 것을 나타낸다.

작업 기억은, 복잡한 인지적 작업을 수행하기 위한, 정보를 일시적으로 유지하는 능력이다(Saxe MD et al., Proc Natl Acad Sci USA 2006; 103: 17501-17506, Jones MW, Curr Mol Med 2002;2: 639-647). 공간 작업 기억을 평가하기 위해 실시한 Y자형 미로 시험에 있어서(도 6의 B), 그룹간에 통계학적인 유의차는 관찰되지 않았다(오픈 필드 테스트에 사용한 것과 동일한 마우스의 그룹을 시험에 제공했다). 따라서, 전신 마취약은 단기 기억에 영향을 주지 않는 것을 나타낸다.

신생아의 세보플루란 노출에 의해 일어나는 장기 기억 손상에 미치는, 수소의 영향을 평가하기 위하여, 수소의 동시 투여 있음(실시예 1) 없음(비교예 1)의 세보플루란에 노출한 마우스에, 성체가 된 단계에서, 공포 조건부 시험을 실시하였다(도 6의 C 및 D). 공포 조건부 상황 시험에 있어서(도 6의 C), 세보플루란에 노출한 마우스(비교예 1)의, 자극을 부여하고 나서 24시간 후의 프리징(움츠리는 행동)은, 컨트롤군의 동물과 비교하여, 상황 학습에 있어서 현저하게 저하하였다(1원 배치 분산 분석, F=7.22, P=0.0017; 컨트롤군과 세보플루란군의 비교에 있어서, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.01), 신생아에 대한 세보플루란 노출이, 성체에서의 장기 기억에 손상을 입히는 것을 나타낸다. 이와는 대조적으로, 세보플루란＋수소에 노출한 마우스는(실시예 1), 세보플루란만을 투여한 마우스(비교예 1)와 비교하여 행동이 개선되었고(세보플루란군과 세보플루란＋수소군의 비교는, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.01), 컨트롤군과 거의 동등한 퍼포먼스를 나타내었다(컨트롤군과 세보플루란＋수소군의 비교는, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.05). 또한, 공포 조건부 소리 시험에 있어서(도 6의 D), 컨트롤과 비교하여, 세보플루란 노출의 마우스(비교예 1)는, 조건부를 행하고나서 48시간 후의 소리 시험에서의 프리징도, 현저하게 저하되었다(1원 배치 분산 분석, F=12.08, P=0.0001; 컨트롤군과 세보플루란군의 비교에 있어서, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.001). 한편, 세보플루란＋수소에 노출한 마우스(실시예 1)는, 세보플루란에만 노출한 마우스(비교예 1)와 비교하여 보다 우수한 행동을 나타내었다(세보플루란군과 세보플루란＋수소군의 비교에 있어서, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.001), 컨트롤군과 거의 동등한 퍼포먼스를 나타내었다(컨트롤군과 세보플루란＋수소군의 비교에 있어서, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, P< 0.05).

이러한 결과로부터, 신생아의 전신 마취약 노출에 의해 일어나는 기억 장애의 종류는 장기 기억 장애이며, 이러한 기억 장애를, 수소가 예방 및/또는 경감시키는 것을 나타낸다.

마우스는 사교성을 가진 생물종이며, 사회적 상호작용 거동(擧動)을 나타낸다(Kamsler A et al., Mol Neurobiol 2004;29: 167-178). 우리는 지금까지, 신생아 시에 세보플루란에 노출된 마우스가, 성체가 될 때에 사회적 행동 결함을 나타내는 것을 보고하였다(Satomoto M. et al., Anesthesiology 2009; 110: 628-637). 금번, 신생아의 세보플루란 노출에 의해 일어나는 사회적 행동 결함이, 수소 가스에 의해 억제 가능한지의 여부를 조사하기 위하여, 마우스의 사교성 시험을 실시하였다(도 7).

생물 또는 무생물을 타깃으로 한 상호작용 시험에 있어서, 모든 그룹은, 무생물에 관여한 것보다 상당히 많은 시간을, 생물과의 교류에 소비했다(t검정, 모두 P< 0.001). 그러나, 컨트롤군과 비교하여, 신생아 시에 세보플루란에 노출한 마우스는(비교예 1), 생물 타깃과 교류하는 시간이 감소하였다. 수소를 동시에 투여한 마우스는(실시예 1), 컨트롤군과 거의 동등한 행동을 하고, 세보플루란에 의해 일어나는 사회적 행동 결함이 수소를 세보플루란과 동시에 투여하는 것에 의해 예방할 수 있는 것을 나타낸다(도 7의 A). 1원 배치 분산 분석에 의하여, 이들 결과가 증명되었다(F=6.12, P=0.004, 뉴먼-쿨스 포스트혹 테스트, 컨트롤군과 세보플루란군의 비교에서는 P< 0.01, 컨트롤과 세보플루란＋수소군의 비교에서는 P< 0.05). 후각 시험(1원 배치 분산 분석, F=0.50, P=0.71, 도 7 B) 및 신규물 시험(1원 배치 분산 분석, F=0.04, P=0.96, 도 7의 C)에 있어서, 세보플루란만의 투여(비교예 1)와 세보플루란＋수소 투여(실시예 1)의 그룹 사이에서, 현저한 차이를 검출할 수 없었으므로, 상기한 사회적 상호작용의 차이가, 후각의 손상, 또는 신규물에 대한 흥미의 상실에 기인하고 있다고는 말할 수없다. 그러므로, 수소는 신생아의 세보플루란 노출에 의해 일어나는 사회적 행동 결함을 억제한다고 말할 수 있다.

[산업상 이용가능성]

본 발명에 의해, 전신 마취약과 수소를 조합하여 사용함으로써, 뇌(예를 들면, 발달기)의 마취 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시킬 수 있는 의약을 제공하는 것이 가능하게 되었다. 또한, 본 발명은, 간편하며, 부작용이 없고, 효율적으로 작용하고, 또한 염가이므로, 예를 들면, 산과 및 소아과 의료에 있어서 유효한 의약을 제공할 수 있다.

Claims

전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는, 인간 또는 인간 이외의 동물용 의약.
전신 마취약과 수소를 병용하여 투여하는, 인간 또는 인간 이외의 동물의 전신 마취를 위한 의약.
제1항 또는 제2항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키기 위해 사용되는, 의약.
제3항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스(apoptosis)에 부수하는 것인, 의약.
전신 마취약이, 수소와 병용되도록 사용되는, 전신 마취약을 함유하는 마취약 유발성 신경 장애의 예방 및/또는 경감용 의약.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상(液狀)의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인, 의약.
제6항에 있어서,
수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인, 의약.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는, 의약.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인, 의약.
제3항 또는 제5항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인, 의약.
마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키기 위하여, 전신 마취약과 수소를 병용하는 의약의 조제 방법.
제11항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인, 조제 방법.
제11항 또는 제12항에 있어서,
전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인, 조제 방법.
제13항에 있어서,
수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인, 조제 방법.
제11항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
의약이, 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는, 조제 방법.
수소와 조합하여 사용되는 전신 마취제 제조를 위한 전신 마취약의 사용.
전신 마취약과 수소를 조합하여 이루어지는 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용.
마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감하기 위한 의약의 제조를 위한 전신 마취약과 수소의 사용.
제18항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인, 사용.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인, 사용.
제20항에 있어서,
수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인, 사용.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자를 대상으로 하는, 사용.
제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인, 사용.
제18항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인, 사용.
전신 마취약과 수소를 병용하여 대상으로 투여하는 공정을 포함하는, 마취약 유발성 신경 장애를 예방 및/또는 경감시키는 방법.
제25항에 있어서,
전신 마취약이 흡입 마취약 또는 액상의 정맥 마취제이며, 수소가 수소 가스인, 방법.
제26항에 있어서,
수소 가스 농도가, 의약 중 0.15∼7 %(v/v)인, 방법.
제25항에 있어서,
투여 대상이, 태아, 신생아, 젖먹이, 유아, 소아 또는 고령자인, 방법.
제25항에 있어서,
전신 마취약이, 아산화 질소, 이소플루란, 엔플루란, 메톡시플루란, 세보플루란, 데스플루란, 디에틸에테르, 프로포폴 및 미다졸람으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 마취약인, 방법.
제25항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경 운동 장애, 신경 인지 장애, 정신 인지 장애 또는 자폐증인, 방법.
제25항에 있어서,
마취약 유발성 신경 장애가, 신경세포 아포토시스에 부수하는 것인, 방법.