KR20170065447A - Pharmaceutical compositions for contraception containing Conoidin A as an active ingredient - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Conoidin A를 함유하는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 피임용 약학적 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 조성물은 Conoidin A를 유효성분으로 포함하며, 상기 조성물의 처리에 따른 정자의 운동성, 수정능력획득, 첨체반응, phospho-PKA substrates 발현 및 티로신 인산화 단백질 발현의 감소 효과를 확인하였는바, 피임용 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a compound containing Conoidin A or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient, wherein the composition according to the present invention comprises Conoidin A as an active ingredient, It was confirmed that sperm motility, acquisition of fertilization ability, acrosome reaction, expression of phospho-PKA substrates, and expression of tyrosine phosphorylated protein were reduced by the treatment, and thus it is expected to be useful as a pharmaceutical composition for parenteral administration.
Description
본 발명은 Conoidin A를 유효성분으로 포함하는 피임용 약학적 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for parenteral administration containing Conoidin A as an active ingredient.
여성의 호르몬을 조절하는 등의 방법을 통한 원하지 않는 임신을 막기 위한 피임용 제제에 대한 연구가 지속되어 왔다. 프로게스토겐 및 에스트로겐 성분으로 이루어진 경구 피임용 조성물이 1960년대 초에 최초로 시판된 이후로, 에티닐에스트라디올 또는 드로스피레논 등을 추가로 함유하는 피임용 조성물 등이 시판되었으며, 최근 응급피임약 등도 시판되고 있으나, 이러한 피임용 조성물의 경우 동맥 및 정맥 혈전증 등과 같은 부작용이 있으며, 탄수화물과 지질 대사에 대한 영향이 크다는 문제점이 있다. 따라서 부작용이 적은 새로운 피임용 조성물에 대한 개발이 요구되고 있는 실정이다.Studies have been carried out on anti-wrinkle agents to prevent unwanted pregnancies through methods such as controlling hormones in women. Since the composition for oral use consisting of progestogen and an estrogen component was first marketed in the early 1960s, a composition for parenteral administration containing ethinylestradiol or drospirenone or the like was commercially available. Recently, However, such a parenteral composition has side effects such as arterial and venous thrombosis, and has a problem that it has a large effect on carbohydrate and lipid metabolism. Therefore, there is a need to develop a new composition for parenteral administration which has few side effects.
또한, 세포 투과성 화합물인 Conoidin A는 과산화성 시스테인과 결합하여 인간상피세포에서의 peroxiredoxins (PRDXs)의 기능을 억제한다고 알려져 있다. PRDXs의 비활성화는 정자의 세포 내 reactive oxygen species (ROS)의 생성을 증가시키며, 정자의 ROS 생성은 lactate dehydrogenase (LDH) 증가로 인한 세포독성(cytotoxicity)과 유의적인 상관관계가 있음이 보고되었다. 이와 같이, PRDXs의 기능을 억제하는 Conoidin A에 대한 광범위한 연구가 행해져 왔으나, 정자에서 Conoidin A 물질이 어떠한 직접적인 역할을 하는지에 대한 연구는 아직 보고된 바 없다.In addition, Conoidin A, a cell permeable compound, is known to inhibit the function of peroxiredoxins (PRDXs) in human epithelial cells by binding to peroxidative cysteine. The inactivation of PRDXs increased the production of reactive oxygen species (ROS) in the sperm and the sperm production of ROS was significantly correlated with the cytotoxicity due to the increase of lactate dehydrogenase (LDH). Thus, extensive studies have been conducted on Conoidin A, which inhibits the function of PRDXs, but no study has yet been conducted on the direct role of Conoidin A in spermatozoa.
이러한 배경 하에서, 종래의 피임용 조성물이 지닌 문제를 해소하고자, 새로운 피임용 약학적 조성물에 대한 연구가 진행되고 있으나(한국등록특허 10-1501209) 아직 미비한 실정이다.Under these circumstances, research on a new pharmaceutical composition for parenteral administration has been under way (Korean Patent No. 10-1501209) to solve the problem of conventional parenteral compositions.
한편, 정자가 수정을 하기 위해서는 수정능력획득과 첨체반응이 일어나야 한다. 정자의 세포 내 칼슘 농도가 증가하여, cAMP(cyclic AMP)의 활성을 야기한 후, 단백질 인산화 효소(protein kinase A; PKA)의 활성이 순차적으로 일어나면서, 티로신 인산화가 발생한다. 이러한 과정을 통해, 정자는 수정능력획득과 이후의 첨체반응을 일으킨다.On the other hand, in order for the sperm to undergo fertilization, acupuncture ability acquisition and acrosome reaction must take place. The intracellular calcium concentration of the sperm increases, causing the activity of cAMP (cyclic AMP), followed by the sequential activation of protein kinase A (PKA), resulting in tyrosine phosphorylation. Through this process, the sperm is able to acquire corrective ability and produce acrosome reaction afterwards.
이에, 본 발명자들은 세포투과성 화합물이며, PRDXs의 억제제로 알려진 Conoidin A를 정자에 처리할 경우, ROS의 생성과 LDH의 증가로 인한 세포독성(cytotoxicity)의 변화가 나타나지 않으며, 정자의 운동성, 생존성, 수정능력획득, phospho-PKA-substrates 발현 및 티로신 인산화 단백질의 발현을 억제한다는 것을 확인하고, 종래의 피임용 조성물이 지닌 문제를 해소하고자 예의 노력한 결과, 본 발명을 완성하게 되었다.Thus, when spermatozoa treated with Conoidin A, which is a cell permeable compound and known as an inhibitor of PRDXs, did not show cytotoxicity changes due to ROS production and LDH increase, sperm motility, viability , The ability to obtain fertilization ability, the expression of phospho-PKA-substrates and the expression of tyrosine phosphorylated proteins, and to overcome the problems of conventional pumping compositions, the present invention has been completed.
본 발명의 목적은 Conoidin A를 포함한 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 피임용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for parenteral administration, which comprises a compound containing Conoidin A or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 Conoidin A 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 피임용 약학적 조성물을 제공한다.In order to accomplish the object of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition for parenteral administration, which contains, as an active ingredient, a Conoidin A compound represented by the following
[화학식 1][Chemical Formula 1]
본 발명의 일 구현예로서, 상기 조성물은 정자의 운동성, 생존성 또는 정자의 세포 내 ATP 농도를 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the composition may reduce sperm motility, viability, or intracellular ATP concentration in the sperm.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 조성물은 정자의 수정능력획득 또는 첨체반응을 감소시킬 수 있다.In another embodiment of the present invention, the composition may reduce sperm's ability to acquire fertility or reduce acrosome response.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 조성물은 phospho-PKA substrates 또는 티로신 인산화 단백질의 발현을 감소시킬 수 있다.In another embodiment of the present invention, the composition can reduce the expression of phospho-PKA substrates or tyrosine phosphorylated proteins.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 Conoidin A 화합물은 1 μM 내지 150 μM의 농도로 포함되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the Conoidin A compound is contained at a concentration of 1 μM to 150 μM.
본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 피임 방법을 제공한다.The present invention provides a method of contraception comprising the step of administering the pharmaceutical composition to a subject.
본 발명은 Conoidin A를 포함하는 조성물의 피임 용도를 제공한다.The present invention provides a contraceptive use of a composition comprising Conoidin A.
본 발명에 따른 조성물은 Conoidin A를 유효성분으로 포함하며, 상기 조성물의 처리에 따른 정자의 운동성, 생존성, 수정능력획득, 첨체반응, phospho-PKA substrates 발현 및 티로신 인산화 단백질 발현의 감소 효과를 확인하였는바, 피임용 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.The composition according to the present invention contains Conoidin A as an active ingredient and shows the effect of sperm motility, viability, fertilization ability, acrosome reaction, phospho-PKA substrates expression and tyrosine phosphorylated protein expression by the treatment of the composition , Which is expected to be useful as a pharmaceutical composition for parenteral administration.
도 1a는 Conoidin A 처리에 따른 정자의 이중염색 패턴을 나타낸 것이다.
도 1b는 Conoidin A 처리에 따른 첨체반응 (AR pattern) 정자의 수정능력획득 억제 효과를 나타낸 것이다.
도 1c는 Conoidin A 처리에 따른 수정능력획득 (B pattern) 정자의 수정능력획득 억제 효과를 나타낸 것이다.
도 1d는 비-수정능력획득 (F pattern) 정자의 Conoidin A 처리에 따른 수정능력획득 정도를 나타낸 것이다.
도 2는 Conoidin A 처리에 따른 정자의 생존성 억제 효과를 나타낸 것이다.
도 3은 Conoidin A 처리에 따른 정자의 ATP level 감소 효과를 나타낸 것이다.
도 4a는 Conoidin A 처리에 따른 정자의 peroxiredoxins (PRDXs) 기능 변화 여부를 세포 내 reactive oxygen species (ROS) 측정을 통해 나타낸 것이다.
도 4b는 Conoidin A 처리에 따른 정자의 peroxiredoxins (PRDXs) 기능 변화 여부를 세포 내 lactate dehydrogenase (LDH) 측정을 통해 나타낸 것이다.
도 5a는 Conoidin A 처리에 따른 phospho-PKA-substrates 발현 억제 효과를 웨스턴 블롯(Western Blot)을 통해 나타낸 것이다.
도 5b는 Conoidin A 처리에 따른 phospho-PKA substrates 발현 억제 효과를 α-tubulin에 대한 phospho-PKA substrates의 비율을 통해 웨스턴 블롯 결과로 나타낸 것이다.
도 6a는 Conoidin A 처리에 따른 티로신 인산화 단백질 발현 억제 효과를 웨스턴 블롯을 통해 나타낸 것이다.
도 6b는 Conoidin A 처리에 따른 티로신 인산화 단백질 발현 억제 효과를 α-tubulin에 대한 티로신 인산화 단백질의 비율을 통해 웨스턴 블롯 결과로 나타낸 것이다.
도 7a는 Conoidin A 처리에 따른 체외수정(IVF) 후, 난할(cleavage) 및 배반포(blastocyst)를 나타낸 것이다.
도 7b는 IVF 기법을 수행한 결과, Conoidin A 처리에 따른 수정률을 나타낸 것이다.
도 7c는 IVF 기법을 수행한 결과, Conoidin A 처리에 따른 초기 배아발달률을 나타낸 것이다.FIG. 1A shows a double staining pattern of sperm following Conoidin A treatment.
Fig. 1B shows the inhibitory effect of acoid reaction (AR pattern) spermatozoa on conoidin A treatment.
FIG. 1C shows the effect of inhibiting the acquisition of fertilization ability (B pattern) sperm by the Conoidin A treatment.
FIG. 1D shows the degree of acquisition of correction ability according to Conoidin A treatment of non-fertilization ability acquisition (F pattern) sperm.
Fig. 2 shows the effect of spermatozoa survival inhibition by Conoidin A treatment.
Fig. 3 shows the effect of spermatozoa ATP level reduction by Conoidin A treatment.
FIG. 4a shows the change in sperm peroxiredoxins (PRDXs) function by Conoidin A treatment by measuring the intracellular reactive oxygen species (ROS).
FIG. 4B shows the change in sperm peroxiredoxins (PRDXs) function by Conoidin A treatment through intracellular lactate dehydrogenase (LDH) measurement.
FIG. 5A is a Western blot graph showing the inhibitory effect of Conoidin A treatment on the expression of phospho-PKA-substrates.
FIG. 5b shows the results of western blotting on the inhibition of phospho-PKA substrates expression by Conoidin A treatment through the ratio of phospho-PKA substrates to α-tubulin.
FIG. 6A shows Western blotting effect of inhibition of tyrosine phosphorylated protein expression by Conoidin A treatment.
FIG. 6B shows the effect of inhibition of tyrosine phosphorylated protein expression by Conoidin A treatment by Western blotting through the ratio of tyrosine phosphorylated protein to? -Tubulin.
Figure 7a shows the cleavage and blastocyst after in vitro fertilization (IVF) following conoidin A treatment.
FIG. 7B shows the modification rate according to the Conoidin A treatment as a result of the IVF technique.
FIG. 7C shows the initial embryo development rate according to the Conoidin A treatment as a result of the IVF technique.
본 발명자들은, 세포 투과성 화합물인 Conoidin A 화합물을 정자에 처리할 경우, 정자의 운동성, 생존성, 수정능력획득, 첨체반응, phospho-PKA substrates 및 티로신 인산화 단백질의 발현이 감소하는 것을 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.The inventors of the present invention confirmed that the sperm motility, viability, corrective ability acquisition, acrosome reaction, phospho-PKA substrates and expression of tyrosine phosphorylated proteins were reduced when the Conoidin A compound, which is a cell permeable compound, The present invention has been completed.
이에, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 conoidin A (2,3-Bis(bromomethyl)quinoxaline 1,4-dioxide) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 피임용 약학적 조성물을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a pharmaceutical composition for parenteral administration, which contains, as an active ingredient, a conoidin A (2,3-bis (bromomethyl)
[화학식 1][Chemical Formula 1]
본 발명에서 사용되는 용어, “피임”이란 암수의 생식 세포가 하나로 합쳐져 접합자가 되는 현상을 억제시키는 것을 의미하며, 본 발명에서는 정자의 운동성, 생존성, 수정획득능력, 첨체반응을 둔화시켜 수정 능력을 감소시키는 것을 일컫는다.The term " contraceptive " used in the present invention means to inhibit the phenomenon that reproductive cells of male and female are combined into a single zygote. In the present invention, the sperm motility, viability, .
본 발명의 상기 화합물은 1 μM 내지 150 μM의 농도로 포함될 수 있다.The compound of the present invention may be contained at a concentration of 1 [mu] M to 150 [mu] M.
본 발명의 상기 화합물은 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다.The compound of the present invention can be used in the form of a pharmaceutically acceptable salt. As the salt, acid addition salt formed by a pharmaceutically acceptable free acid is useful.
본 발명에서 사용되는 용어 “염”은 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.As used herein, the term " salt " is useful as an acid addition salt formed by a pharmaceutically acceptable free acid. Acid addition salts include those derived from inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, nitrous acid or phosphorous acid, and aliphatic mono- and dicarboxylates, phenyl-substituted alkanoates, hydroxyalkanoates, Dioleate, aromatic acid, aliphatic and aromatic sulfonic acids. Such pharmaceutically innocuous salts include, but are not limited to, sulfate, pyrosulfate, bisulfate, sulfite, bisulfite, nitrate, phosphate, monohydrogenphosphate, dihydrogenphosphate, metaphosphate, pyrophosphate chloride, bromide, Butyrate, caprate, heptanoate, propiolate, oxalate, malonate, succinate, succinate, maleic anhydride, maleic anhydride, , Sebacate, fumarate, maleate, butyne-1,4-dioate, hexane-1,6-dioate, benzoate, chlorobenzoate, methylbenzoate, dinitrobenzoate, hydroxybenzoate, Methoxybenzoate, phthalate, terephthalate, benzene sulfonate, toluene sulfonate, chlorobenzene sulfide Sulfonate, xylene sulfonate, phenylacetate, phenyl propionate, phenyl butyrate, citrate, lactate, β - hydroxybutyrate, glycolate, maleate, tart rate, methanesulfonate, propanesulfonate, naphthalene-1 Sulfonate, naphthalene-2-sulfonate or mandelate.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 상기 화합물을 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다. 또한 이 혼합물에서 용매나 과량의 산을 증발시킨 후 건조 시키거나 또는 석출된 염을 흡입 여과시켜 제조할 수도 있다.The acid addition salt according to the present invention can be prepared by a conventional method, for example, by dissolving the above compound in an excess amount of an aqueous acid solution and precipitating the salt using a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone or acetonitrile . It may also be prepared by evaporating a solvent or excess acid in this mixture and then drying or by suction filtration of the precipitated salt.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 금속염을 만들 수도 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 예를 들면, 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 음염 (예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.In addition, the base may be used to make a pharmaceutically acceptable metal salt. The alkali metal or alkaline earth metal salt is obtained, for example, by dissolving the compound in an excess amount of an alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the insoluble compound salt, and evaporating and drying the filtrate. At this time, it is preferable for the metal salt to produce sodium, potassium or calcium salt. The corresponding silver salt is obtained by reacting an alkali metal or alkaline earth metal salt with a suitable salt (such as silver nitrate).
또한, 본 발명의 화합물은 약학적으로 허용되는 염뿐만 아니라, 통상의 방법에 의해 제조될 수 있는 모든 염, 이성질체, 수화물 및 용매화물을 모두 포함한다.In addition, the compounds of the present invention include not only pharmaceutically acceptable salts, but also all salts, isomers, hydrates and solvates which can be prepared by conventional methods.
본 발명의 일실시예에서는 Conoidin A를 포함하는 배양액을 제조하고, 쥐의 정자를 준비하여(실시예 1 참조), 정자의 운동성과 역학변수에 대한 Conoidin A의 효과를 확인하기 위해 컴퓨터 지원 정자 분석(Computer-assisted sperm analysis; CASA)을 이용하여 확인한 결과, Conoidin A 저장액을 처리한 그룹에서 정자 운동성의 유의적인 감소가 나타남을 확인하였다(실시예 2 참조).In one embodiment of the present invention, a culture containing Conoidin A was prepared and rat sperm were prepared (see Example 1). To determine the effect of conoidin A on the motility and dynamic parameters of sperm, (Computer-assisted sperm analysis (CASA)), it was confirmed that sperm motility was significantly reduced in the group treated with Conoidin A stock solution (see Example 2).
또한, 정자의 수정능력획득 양상에 대한 Conoidin A의 효과를 확인하기 위해 훽스트(Hoechst) 33258/클로르테트라사이클린(chlortetracycline) 형광발광성평가(H33258/CTC)를 수행한 결과, Conoidin A 저장액을 처리한 그룹에서 정자의 수정능력획득과 첨체반응의 유의적인 감소가 나타남을 확인하였다(실시예 3 참조).In addition, Hoechst 33258 / chlortetracycline fluorescence evaluation (H33258 / CTC) was performed to confirm the effect of conoidin A on the sperm fertilization ability. As a result, Confirming that the sperm fertilization ability and acrosome response were significantly reduced in the group (see Example 3).
또한, 정자의 생존성 및 막 온전성에 대한 Conoidin A의 효과를 확인하기 위해, 저장액팽창검사(HOST; Hypo-Osmotic Swelling Test)를 수행한 결과, 정자 생존성의 유의적인 감소가 나타남을 확인하였다(실시예 4 참조).In addition, to confirm the effect of conoidin A on the viability and membrane integrity of spermatozoa, we performed a Hypo-Osmotic Swelling Test (HOST) and found a significant decrease in sperm viability See Example 4).
또한, Conoidin A 처리에 따른 정자의 세포 내 ATP 농도를 평가한 결과, 정자의 ATP level은 Conoidin A가 처리된 모든 군에서 유의적으로 감소한 것을 확인하였다(실시예 5 참조).In addition, the intracellular ATP levels of spermatozoa treated with Conoidin A treatment were evaluated. As a result, it was confirmed that ATP levels of sperm were significantly decreased in all groups treated with Conoidin A (see Example 5).
또한, PRDXs의 억제제로 알려진 Conoidin A 저장액을 정자에 처리한 후, 세포 내 reactive oxygen species (ROS)의 생성과 lactate dehydrogenase (LDH)로 인한 세포독성(cytotoxicity)의 변화가 나타나지 않음을 확인하여, 이를 통해 Conoidin A 화합물로 이루어진 조성물은 정자에서 PRDXs의 억제를 통한 ROS 대사 작용에 영향을 미치지 않음을 확인하였다(실시예 6 참조).In addition, after sperm treatment of the Conoidin A stock solution, which is known as an inhibitor of PRDXs, it was confirmed that there was no change in the production of reactive oxygen species (ROS) and cytotoxicity due to lactate dehydrogenase (LDH) Thus, it was confirmed that the composition comprising the Conoidin A compound did not affect the ROS metabolism through inhibition of PRDXs in the sperm (see Example 6).
또한, phospho-PKA substrates와 티로신 인산화 단백질의 발현에 대한 Conoidin A의 효과를 확인하기 위해 정자 단백질의 웨스턴 블롯을 수행한 결과, Conoidin A 저장액을 처리한 그룹에서, phospho-PKA substrates와 티로신 인산화 관련 단백질의 발현이 감소함을 확인하였다(실시예 7 참조).Western blot analysis of sperm proteins to confirm the effect of Conoidin A on the expression of phospho-PKA substrates and tyrosine phosphorylated proteins revealed that phospho-PKA substrates and tyrosine phosphorylation Protein expression was decreased (see Example 7).
또한, Conoidin A 처리에 따른 정자의 수정능을 평가하기 위해, IVF(in vitro fertilization) 기법을 수행한 결과, 수정률과 초기 배아 발달 모두 Conoidin A를 처리함으로써 유의적으로 감소하여, Conoidin A가 직접적으로 수정능력 및 초기 배아발달에 영향을 끼치는 것을 확인하였다(실시예 8 참조).In addition, IVF (in vitro fertilization) method was applied to evaluate sperm fertilization ability by Conoidin A treatment. As a result, both fertilization rate and early embryonic development were significantly decreased by treatment with Conoidin A, Fertilization ability and early embryonic development (see Example 8).
따라서 본 발명에서는 PRDX의 억제제로 알려진 Conoidin A를 정자에 처리 시 유의적인 ATP 농도의 감소와 ROS의 증가를 확인하였으며, ATP 감소에 따른 유의적인 정자의 생존성 감소를 확인하였다. 그러나 LDH 농도에 유의적인 변화는 나타나지 않았다. 상기 결과에 미루어볼 때 Conoidin A는 정자에 무독성 하다고 볼 수 있다.Therefore, in the present invention, the spermatozoa treated with Conoidin A, which is known as an inhibitor of PRDX, showed a significant decrease in ATP concentration and an increase in ROS and a significant decrease in sperm viability after ATP reduction. However, there was no significant change in LDH concentration. Based on the above results, Conoidin A is considered to be non-toxic to sperm.
이에, Conoidin A 화합물은 PKA-substrate와 티로신 인산화의 억제를 통해 수정능력획득과 첨체반응의 감소시키며, 이러한 Conoidin A에 의한 운동성, 수정능력, 첨체반응의 감소는 이후 수정과 배발달에 악영향을 미칠 수 있으므로, 따라서 Conoidin A는 한 피임제 개발에 유용하게 이용될 수 있다.Conoidin A compounds inhibit PKA-substrate and tyrosine phosphorylation, resulting in decreased ability to acquire fertility and acrosome responses. These conoidin A-induced mobility, fertility, and acrosome responses reduce subsequent fertilization and embryo development Therefore, Conoidin A can be used to develop a contraceptive.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 유효성분 이외에 약학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 이때, 약학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세 결정성 셀룰로스, 폴리비닐 피로리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필 히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.The pharmaceutical composition according to the present invention may contain a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the active ingredient. The pharmacologically acceptable carriers are those conventionally used at the time of formulation and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose But are not limited to, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. Further, in addition to the above components, a lubricant, a wetting agent, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, and the like may be further included.
본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally (for example, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically) depending on the intended method, and the dose may vary depending on the condition and the weight of the patient, The mode of administration, the route of administration, and the time, but may be appropriately selected by those skilled in the art.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서 “약학적으로 유효한 양”은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에 다른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. In the present invention, the term "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level will depend on the type of disease, severity, The sensitivity to the drug, the time of administration, the route of administration and the rate of release, the duration of the treatment, factors including co-administered drugs, and other factors well known in the medical arts. The pharmaceutical composition according to the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, sequentially or concurrently with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or in multiple doses. It is important to take into account all of the above factors and to administer the amount in which the maximum effect can be obtained in a minimal amount without side effects, which can be easily determined by those skilled in the art.
구체적으로 본 발명의 약학적 조성물의 유효량은 환자의 연령, 성별, 상태, 체중, 체내에 활성 성분의 흡수도, 불활성율 및 배설속도, 질병종류, 병용되는 약물에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1㎏ 당 100 내지 500 ㎎을 매일 또는 격일 투여하거나, 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.Specifically, the effective amount of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on the age, sex, condition, body weight, the degree of absorption of the active ingredient in the body, the rate of inactivation and excretion, the type of disease, 100 to 500 mg per kg of body weight may be administered daily or every other day, or one to three times a day. However, the dosage may be varied depending on the route of administration, the severity of obesity, sex, weight, age, etc. Therefore, the dosage is not limited to the scope of the present invention by any means.
본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 피임의 방법을 제공한다. 본 발명에서 "개체"란 조성물의 효과를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 개, 고양이, 말, 및 소 등의 포유류를 의미한다.In another aspect of the present invention, the present invention provides a method of contraception comprising the step of administering the pharmaceutical composition to a subject. As used herein, the term "individual" refers to a subject in need of the effect of the composition, and more specifically refers to a mammal such as a human or non-human primate, mouse, dog, cat, horse, do.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in order to facilitate understanding of the present invention. However, the following examples are provided only for the purpose of easier understanding of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
실시예 1. 실험의 준비Example 1. Preparation of experiment
1-1. 배양액 및 화학물질1-1. Cultures and Chemicals
모든 시약은 시그마-알드리치 사(Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. 97.84 mM NaCl, 1.42 mM KCl, 0.47 mM MgCl2·H2O, 0.36 mM NaH2PO4·H2O, 5.56 mM D-glucose, 25 mM NaHCO3, 1.78 mM CaCl2·H2O, 24.9 mM 젖산 나트륨(Na-lactate), 0.47 mM 피루브산 나트륨(Na-pyruvate) 및 50㎍/㎖ 젠타마이신(gentamycin)의 조성을 갖는 변형 타이로드 배양액을 실험 하루 전 날부터 사전 배양하여 기본 배양액으로 사용하였다. 또한, 정자의 수정능력획득을 위해 소혈청알부민 (4㎎/㎖ BSA)을 배지에 첨가하였다. Conoidin A의 저장액은 다이메틸설폭시화물(Dimethyl sulfoxide)에 희석하여 영하 20 ℃에서 보관하였다. 최종 몰농도가 1 μM, 5 μM, 및 10 μM가 되도록 상기 기본 배양액에 Conoidin A 저장액을 희석시켰다.All reagents were purchased from Sigma-Aldrich (St Louis, MO, USA). 0.75 mM MgCl 2 .H 2 O, 0.36 mM NaH 2 PO 4 .H 2 O, 5.56 mM D-glucose, 25 mM NaHCO 3 , 1.78 mM CaCl 2 .H 2 O, 24.9 mM The transformed tie-rod culture with the composition of Na-lactate, 0.47 mM Na-pyruvate and 50 μg / ml gentamycin was pre-cultured the day before the experiment and used as a basic culture. In addition, bovine serum albumin (4 mg / ml BSA) was added to the medium to obtain sperm fertilization ability. Conoidin A was diluted with dimethyl sulfoxide and stored at -20 ° C. The Conoidin A stock solution was diluted in the basic culture medium so that the final molar concentrations were 1 μM, 5 μM, and 10 μM.
1-2. 정자의 준비 및 처리1-2. Preparation and processing of sperm
쥐 정자 현탁액을 제조하기 위하여 8주 내지 12주령 수컷 ICR 쥐의 정자를 채취하였다. 35 ㎜의 무균배양접시에 2 ㎖의 기본 배양액을 넣고, 쥐의 꼬리쪽 부고환(cauda epididymides)을 위치시킨 후 절개하여 정자들을 방출시켰다. 각각 1 μM, 5 μM, 및 10 μM 농도의 상기 Conoidin A 저장액을 첨가하여 37 ℃, 5 % 이산화탄소(CO2) 조건에서 90 분 동안 배양시켰다. 정자는 10 × 106 cells/㎖의 농도가 되도록 하였으며, 대조군으로는 Conoidin A 저장액의 첨가 없이 배지로만 처리하여 사용하였다.Spermatozoa from 8- to 12-week-old male ICR rats were collected to prepare mouse sperm suspension. 2 ml of the basic culture solution was placed in a 35 mm aseptic dish and the cauda epididymides of the rats were placed and the sperm were released by incision. The Conoidin A stock solutions at concentrations of 1 μM, 5 μM, and 10 μM, respectively, were added and incubated at 37 ° C. in 5% CO 2 (CO 2 ) for 90 minutes. The spermatozoa concentration was 10 × 10 6 cells / ㎖, and the control group was treated with medium alone without addition of Conoidin A stock solution.
1-3. 통계학적 분석1-3. Statistical analysis
모든 실시예의 데이터 통계분석은 SPSS 프로그램의 one-way ANOVA(v. 12.0; IL, USA)를 이용해 분석되었으며, 사후분석으로 Tukey's test가 이용되었다. P < 0.05는 통계적으로 유의한 결과라고 판단하였으며, 데이터는 평균±표준오차로 표시하였다.Data statistical analysis of all the embodiments was analyzed using the one-way ANOVA (v. 12.0; IL, USA) of the SPSS program and Tukey's test was used for post-analysis. P <0.05 was considered statistically significant, and data were expressed as mean ± standard error.
실시예Example 2. 2. ConoidinConoidin A의 처리에 따른 정자의 운동성 억제 효과 평가 Evaluation of Sperm Motility Suppression Effect by Treatment of A
Conoidin A의 처리에 따른 정자의 운동성 억제능 확인을 위해, 컴퓨터 지원 정자 분석(Computer-assisted sperm analysis; CASA)시스템(SAIS Plus version 10.1, 메디칼써프라이, 서울, 한국)을 이용하여 정자의 운동성과 운동역학 변수를 분석하였다. 10 ㎕의 샘플을 37 ℃로 예열된 Makler 챔버(Makler, Haifa, Israel)에 두었다. 위상차 현미경 모드(phase contrast mode)에서 10 X 목적물을 사용하여, SAIS에 의하여 이미지를 전달하고, 디지털화하여 분석하였다. 임의적 필드(>5)로부터 각 샘플 당 최소한 250 정자세포의 움직임이 발견되었다. 사용자 정의 설정은 다음과 같다. 프레임 획득, 20; 프레임 비율, 30㎐; 최소 차(contrast), 4; 최소 사이즈, 5; 작은/큰 사이즈 게이츠(gates), 0.4-1.5; 낮은/높은 채도 게이츠, 0.4-1.5; 비자동성 머리 크기, 16; 비자동성 밝기, 14. 이를 바탕으로, Conoidin A의 처리에 따른 정자의 운동성과 역학변수를 CASA 시스템을 이용하여 다음과 같이 분석하였다. 0 μM (대조군), 1 μM, 10 μM 및 100 μM 의 Conoidin A 저장액에 90 분 동안 정자를 배양한 후, 정자의 운동 파라미터 (motility(MOT), hyper-activated motile(HYP), curvilinear velocity(VCL), straight-line velocity(VSL), average path velocity(VAP), mean amplitude of head lateral displacement(ALH), linearity(LIN), wobble(WOB))를 관찰하였다.Sperm motility and exercise were measured using computer-assisted sperm analysis (SAIS Plus version 10.1, Medical Surfle, Seoul, Korea) for the sperm motility inhibition by Conoidin A treatment The dynamic parameters were analyzed. 10 [mu] l of sample was placed in a Makler chamber (Makler, Haifa, Israel) preheated to 37 < 0 > C. Images were transmitted and digitized by SAIS using 10 X objective in phase contrast mode. At least 250 sperm cell movements per sample were found from an arbitrary field (> 5). The custom settings are as follows. Frame acquisition, 20; Frame rate, 30 Hz; Minimum contrast, 4; Minimum size, 5; Small / large size gates, 0.4-1.5; Low / high saturation gates, 0.4-1.5; Non-magnetic head size, 16; Non-dynamic brightness, 14. Based on this, we analyzed sperm motility and dynamic parameters by Conoidin A treatment using CASA system as follows. Sperm motility (MOT), hyper-activated motile (HYP), and curvilinear velocity (SEM) were measured after sperm cultivation for 90 minutes in Conoidin A stock solution at 0 μM (control), 1 μM, 10 μM and 100 μM VCL), straight-line velocity (VSL), mean path velocity (VAP), mean amplitude of head lateral displacement (ALH), linearity (LIN) and wobble (WOB).
그 결과, 표 1에 나타낸 바와 같이, 정자의 운동성은 10 μM 및 100 μM의 Conoidin A를 처리한 그룹에서 유의적으로 감소되었다 (p < 0.05). 동시에, 운동역학 변수들도 100 μM의 Conoidin A를 처리한 그룹에서 유의적으로 감소한 것을 확인하였다 (p < 0.05).As a result, as shown in Table 1, sperm motility was significantly reduced in the group treated with 10 μM and 100 μM Conoidin A ( p <0.05). At the same time, the kinetic parameters were also significantly reduced in the group treated with 100 μM Conoidin A ( p <0.05).
실시예 3. Conoidin A의 처리에 따른 정자의 수정능력획득 억제 효과 평가Example 3 Evaluation of Inhibitory Effect of Conoidin A on Acquisition of Correcting Ability of Spermatozoa
Conoidin A의 처리에 따른 정자의 수정능력획득 억제 효과를 확인하기 위하여, 훽스트(Hoechst) 33258/클로르테트라사이클린(chlortetracycline) 형광발광성평가(H33258/CTC)를 통한 Perez의 이중염색방법을 사용하였다. 135㎕의 쥐 정액 샘플에 H33258 (10㎕ H33258/㎖ in Dulbecco’s Phosphate-Buffered Saline(DBPS)) 15㎕를 첨가하고 상온에서 2분간 배양하였다. 초과 염색액을 DBPS에서 250㎕의 2%(w/v) 폴리비닐피로리돈 (polyvinyl-pyrrolidone)위에 층층이 두어 제거하였다. 100 X g에서 10분 동안 원심분리 하여, 상층액은 제거하고, 펠렛을 100㎕의 DPBS 및 100㎕의 chlortetracycline fluorescence (CTC) 용액 (5㎕ 완충용액 내 750 CTC: 20 mM Tris, 130 mM NaCl, 5 mM cysteine)으로 재부유하였다. H33258 및 CTC에 대한 수정능력획득 상태를 에피형광(epifluorescence) 조명하에서 각각 UV BP 340-380/LP 425 및 BP 450-490/LP 515 자극/방사 필터(excitation/emission filters)를 이용하여 Nikon Microphot-FXA microscope으로 관찰하였다. 각 샘플 당 2 슬라이드, 각 슬라이드 당 적어도 400마리 이상의 정자의 수정능력획득 상태를 확인하였다.Perez's double staining method using Hoechst 33258 / chlortetracycline fluorescence evaluation (H33258 / CTC) was used to confirm the inhibitory effect of conoidin A treatment on sperm retrieval ability. To 135 의 of mouse sperm samples, 15 H of H33258 (10 H H33258 / ㎖ in Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline (DBPS)) was added and incubated at room temperature for 2 minutes. The excess staining solution was layered on 250 μl of 2% (w / v) polyvinyl-pyrrolidone in DBPS. The supernatant was removed and the pellet was resuspended in 100 μl of DPBS and 100 μl of chlortetracycline fluorescence (CTC) solution (750 CTC in 5 μl buffer: 20 mM Tris, 130 mM NaCl, 5 mM cysteine). H33258 and CTC were obtained under epifluorescence illumination using the Nikon Microphot-ly fluorescent microscope using UV BP 340-380 / LP 425 and BP 450-490 / LP 515 stimulation / emission filters, respectively. And observed with an FXA microscope. Two slides per sample, at least 400 sperm per slide, were obtained.
정자는 도 1a 및 하기에 나타낸 바와 같이 분류하였다.The spermatozoa were classified as shown in Figure 1a and below.
- AR pattern: 정자 두부에 점상(mottled pattern)의 녹색형광, 첨체 후부에만 녹색형광, 또는 정자 두부에 형광을 나타내지 않아, 염색이 연하거나 거의 안된 것으로 첨체반응이 일어난, 생존 첨체반응 정자(live acrosome reactive sperm).- AR pattern: A live acrosome (spermatozoa) that does not show green fluorescence in the mottled pattern on the sperm head, green fluorescence only in the posterior acrosome, or fluorescence in the sperm head, reactive sperm).
- B pattern: 정자의 첨체부에 녹색형광을 나타내고, 첨체 후부는 어둡게 나타나, 수정능 획득은 일어났으나, 첨체반응이 일어나지 않은, 생존 수정능력획득 정자(live capacitated sperm).- B pattern: live capacitated sperm, which shows green fluorescence in the acrosome of the sperm and dark in the acrosome rear, where acupuncture acquisition occurs but acrosome reaction does not occur.
- F pattern: 정자의 두부에 균일하게 밝은 녹색형광을 나타내고 정자의 적도부(equatorial segment)에 더 강한 형광 띠가 있거나 없어, 수정능 획득 및 첨체반응 모두 일어나지 않은, 생존 비-수정능력획득 정자(live non-capacitated sperm).- F pattern: shows uniformly bright green fluorescence in the head of the sperm and no stronger fluorescence band in the equatorial segment of the sperm, Live non-capacitated sperm, which have not acquired both fertility and acrosome responses.
- D pattern: 정자 두부가 푸른 색으로 염색된 정자.- D pattern: Spermatozoa dyed in blue.
그 결과, 도 1b 및 1c 에 나타낸 바와 같이, 첨체반응이 일어난 정자(AR 패턴) 및 수정능력획득을 얻은 정자(B 패턴)는 Conoidin A를 처리한 모든 군에서 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). 또한, 도 1d에 나타낸 바와 같이, 수정능 획득 및 첨체반응 모두 일어나지 않은 정자(F 패턴)는 모든 처리군에서 유의적으로 증가하였다(p < 0.05).As a result, as shown in Figs. 1B and 1C, the spermatozoa (AR pattern) in which the acrosome reaction occurred and the sperm obtained with the correction ability (B pattern) were significantly decreased in all groups treated with Conoidin A ( p <0.05 ). In addition, as shown in Fig. 1D, sperm (F pattern) in which neither acupuncture nor acrosome reaction occurred was significantly increased in all treatment groups ( p <0.05).
실시예 4. Conoidin A의 처리에 따른 정자의 생존성 및 막 온전성 평가Example 4. Evaluation of survival and membrane integrity of spermatozoa treated with Conoidin A
정자의 생존성과 막 온전성을 평가하고자, 저장액팽창검사(HOST; Hypo-Osmotic Swelling Test)를 수행하였다. 상기 실시예 1-2에서 제조한 쥐 정자 현탁액 100 ㎕에 hypo-osmotic solution (distilled water: 0.9% NaCl[1:1], 150 mOsm/kg) 900 ㎕을 첨가하고 37 ℃에서 30분간 배양하였다. 배양 후, 10 ㎕를 취하여 슬라이드에 도말 시킨 후, 자연 건조시켰다. 상기 건조된 슬라이드를 Microphot-FXA microscope (Nikon, Osaka, Japan)을 이용하여 20배 배율에서 판독하였다. 정자의 부품 정도를 통해 WHO 2010 기준에 따라 생존한 정자와 사멸한 정자로 분류하였다.Hypo-Osmotic Swelling Test (HOST) was performed to evaluate the survival and membrane integrity of sperm. 900 μl of a hypo-osmotic solution (distilled water: 0.9% NaCl [1: 1], 150 mOsm / kg) was added to 100 μl of the rat sperm suspension prepared in Example 1-2 and cultured at 37 ° C for 30 minutes. After culturing, 10 占 퐇 was plated on a slide, followed by natural drying. The dried slides were read at 20x magnification using a Microphot-FXA microscope (Nikon, Osaka, Japan). Spermatozoa were classified into live sperm and dead sperm according to WHO 2010 criteria.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 정자의 생존성은 고농도의 처리군인 10 μM 및 100 μM에서 유의적으로 감소하였다(p < 0.05).As a result, as shown in Fig. 2, the viability of the sperm was significantly decreased at 10 μM and 100 μM ( p <0.05).
실시예Example 5. 5. ConoidinConoidin A의 처리에 따른 정자의 세포 내 ATP 농도 평가 ATP levels in the sperm after treatment of A
정자의 세포 내 ATP 농도를 평가하고자, ATP Bioluminescence Assay Kit HS II (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany)를 이용하여 ATP 농도 측정하였다. 105 내지 108 cells/㎕의 농도로 희석된 정자 25 ㎕를 96-well plate에 위치시킨 후, 같은 양의 cell lysis reagent를 처리한 후 상온에서 5분간 배양시켰다. 50 ㎕의 luciferase reagent를 각각의 well에 첨가하고 Microplate Multimode Reader (GloMax-Multi Microplate Multimode Reader; Promega, Madison, WI, USA)를 통해 ATP bioluminescence intensity (RLU)를 측정하였다.ATP concentration was measured using ATP Bioluminescence Assay Kit HS II (Roche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany) to evaluate intracellular ATP concentration in sperm. 10 5 to 25 μl of sperm diluted to 10 8 cells / μl was placed on a 96-well plate, treated with the same amount of cell lysis reagent, and incubated at room temperature for 5 minutes. 50 μl of luciferase reagent was added to each well and ATP bioluminescence intensity (RLU) was measured using a Microplate Multimode Reader (Promega, Madison, WI, USA).
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 정자의 ATP level은 Conoidin A가 처리된 모든 군에서 유의적으로 감소하였다(p < 0.05).As a result, as shown in FIG. 3, sperm ATP levels were significantly decreased in all groups treated with Conoidin A ( p <0.05).
실시예 6. Conoidin A의 처리에 따른 정자의 peroxiredoxins (PRDXs)의 기능 평가Example 6. Functional evaluation of sperm peroxiredoxins (PRDXs) by treatment with Conoidin A
6-1. Conoidin A 처리에 따른 세포 내 reactive oxygen species (ROS) 측정을 통한 PRDXs의 기능 변화 분석6-1. Analysis of Functional Changes of PRDXs by Measuring Intracellular Reactive Oxygen Species (ROS) by Conoidin A Treatment
세포 내 ROS 측정을 위하여, 산화작용에 민감한 형광염색인 DCFDA(Abcam, Cambridge, UK)를 이용하여 정량적으로 측정하였다. 마이크로플레이트 형광계(Gemini Em; Molecular Devices, Sunnyvale, CA, USA)를 이용하여 대조군과 처리군의 형광 활성도를 측정하였고, SoftMax Pro 5 (Molecular Devices)를 이용하여 수치화하였다. 대조군과 모든 처리군의 형광도는 형광 비율(485/535)로 계산하였고, 형광도는 대조군에 Conoidin A를 처리한 샘플의 형광 비로써 측정하였다.For intracellular ROS measurement, quantitative determination was performed using DCFDA (Abcam, Cambridge, UK), which is sensitive to oxidative action. The fluorescence activity of the control and treatment groups was measured using a Microplate fluorescence spectrometer (Gemini Em, Molecular Devices, Sunnyvale, Calif., USA) and quantified using SoftMax Pro 5 (Molecular Devices). Fluorescence of the control and all treatment groups was calculated by the fluorescence ratio (485/535) and the fluorescence was measured by the fluorescence ratio of the control group treated with Conoidin A.
그 결과, 도 4a에 나타낸 바와 같이, 가장 높은 농도인 100 μM의 Conoidin A를 처리한 군에서 세포 내 ROS가 유의적으로 증가하였다.As a result, as shown in FIG. 4A, intracellular ROS was significantly increased in the group treated with Conoidin A at the highest concentration of 100 μM.
6-2. Conoidin A 처리에 따른 세포 내 lactate dehydrogenase (LDH) 측정을 통한 PRDXs의 기능 변화 분석6-2. Analysis of the function of PRDXs by measuring intracellular lactate dehydrogenase (LDH) by Conoidin A treatment
세포 내 LDH 측정을 위해 CytoTox 96 Nonradioactive Cytotoxicity assay kit (Promega, Fitchburg, WI, USA)를 이용하여 세포 독성을 측정하였다. 정자를 lysis buffer에 넣은 뒤, 37 ℃ in 5 % CO2의 환경에서 1 시간 동안 배양시켰다. 배양 후, 상층액 (50 ㎕/well)과 substrate (50 ㎕/well)을 96-well plate에 위치시킨 후, 30 분 동안 상온의 암실에서 배양시켰다. 50 ㎕의 stop solution을 각각의 well에 첨가시킨 후, SoftMax Pro 5 software를 이용하여 LDH의 활성도를 흡광 정도(OD; absorbance)로써 측정하였다. LDH 활성도는 대조군에 Conoidin A를 처리한 샘플의 형광 비로써 흡광도(OD; absorbance)를 이용하여 측정하였다.Cytotoxicity was measured using the CytoTox 96 Nonradioactive Cytotoxicity Assay Kit (Promega, Fitchburg, WI, USA) for the measurement of intracellular LDH. Sperm were placed in lysis buffer and incubated for 1 hour at 37 ° C in 5% CO 2 . After incubation, the supernatant (50 μl / well) and the substrate (50 μl / well) were placed in a 96-well plate and incubated in a dark room at room temperature for 30 minutes. 50 μl of stop solution was added to each well, and the activity of LDH was measured by absorbance (OD) using
그 결과, 도 4b에 나타낸 바와 같이, Conoidin A를 처리한 정자에서 세포 내 LDH의 유의적인 변화가 확인되지 않았다.As a result, no significant change in intracellular LDH was observed in sperm treated with Conoidin A, as shown in Fig. 4B.
실시예 7. Conoidin A 처리에 따른 phospho-PKA substrates 및 티로신 인산화 단백질 발현의 억제 효과 평가Example 7. Evaluation of inhibitory effect of phospho-PKA substrates and tyrosine phosphorylated protein expression by treatment with Conoidin A
쥐의 정자에 Conoidin A를 처리한 후, phospho-PKA substrates 및 티로신 인산화 단백질의 발현 정도를 측정하기 위하여 웨스턴 블롯(Western Blot)을 실시하였다. phospho-PKA substrates는 블로킹 용액(Cell Signaling Technology, MA, USA)에 1:10,000의 비율로 희석된 모노클로날 항-phospho-PKA substrate 토끼 항체(rabbitmonoclonal anti-phospho-PKA substrate antibody)를 4℃에서 밤새 배양하여 검출하였다. 티로신 인산화 단백질은 블로킹 용액에 1:2,500의 비율로 희석된 HRP 복합 모노클로날 항-포스포티로신 쥐 항체(HRP-conjugated mouse monoclonal anti-phosphotyrosine antibody, PY20, Abcam)를 4℃에서 밤새 배양하여 검출하였다. α-tubulin은 블로킹 용액에 상온에서 2시간 동안 1:10,000의 비율로 희석한 모노클로날 항 α-tubulin 쥐 항체(monoclonal anti-α-tubulin mouse antibody, Abcam)를 배양하여 검출하였다. 밴드의 농도는 α-tubulin의 비율 (phospho-PKA substrates / α-tubulin 또는 tyrosine phosphorylated protein / α-tubulin)에 따라 정량화하였고, 3번의 반복실험을 하였다.Rat sperm were treated with Conoidin A and subjected to Western blotting to determine the expression level of phospho-PKA substrates and tyrosine phosphorylated proteins. Phospho-PKA substrates were incubated with a rabbit monoclonal anti-phospho-PKA substrate antibody diluted 1: 10,000 in blocking solution (Cell Signaling Technology, MA, USA) Overnight. The HRP-conjugated mouse monoclonal anti-phosphotyrosine antibody (PY20, Abcam) diluted at a ratio of 1: 2,500 to the blocking solution was incubated overnight at 4 ° C Respectively. α -tubulin is at room temperature for 2 hours in blocking
그 결과, 도 5a에 나타낸 바와 같이, 웨스턴 블롯 분석에 의해 Conoidin A의 농도를 대조군, 1 μM, 10 μM 및 100 μM로 증가시키면서 정자를 배양하였더니, 서로 다른 네 가지 종류의 phospho-PKA substrates (~55, 35, 30 및 21 kDa)를 확인하였다. phospho-PKA substrates는 α-tubulin의 발현도를 기준으로 표준화되었다.As a result, as shown in FIG. 5A, spermatozoa were cultured while increasing concentrations of Conoidin A by a Western blot analysis to the control group, 1 μM, 10 μM and 100 μM, and four kinds of phospho-PKA substrates ~ 55, 35, 30 and 21 kDa). Phospho-PKA substrates were standardized based on α -tubulin expression.
또한, 도 5b에 나타낸 바와 같이, 10 μM 와 100 μM의 Conoidin A를 처리한 처리군에서 21 kDa의 phospho-PKA substrates가 유의적으로 감소하였다(p < 0.05). In addition, as shown in FIG. 5B, phospho-PKA substrates of 21 kDa were significantly decreased in the treatment group treated with 10 μM and 100 μM Conoidin A ( p <0.05).
또한, 도 6a에 나타낸 바와 같이, 웨스턴 블롯 분석에 의해 Conoidin A의 농도를 대조군, 1 μM, 10 μM 및 100 μM로 증가시키면서 정자를 배양하였더니, 서로 다른 두 가지 종류의 티로신 인산화 관련 단백질 (~70 및 55 kDa)을 확인하였다. 티로신 인산화 관련 단백질은 α-tubulin의 발현도를 기준으로 표준화되었다.As shown in FIG. 6A, spermatozoa were cultured while increasing concentration of Conoidin A in the control group, 1 μM, 10 μM and 100 μM by Western blot analysis, and two different types of tyrosine phosphorylation-related proteins (~ 70 and 55 kDa). Tyrosine phosphorylation-related proteins were standardized based on the expression of alpha -tubulin.
또한, 도 6b에 나타낸 바와 같이, 1 μM, 10 μM 및 100 μM의 Coloidin A를 처리한 모든 처리군에서 70 kDa 및 55 kDa의 티로신 인산화 관련 단백질이 유의적으로 감소하였다(p < 0.05).In addition, as shown in Fig. 6 (b), 70 kDa and 55 kDa tyrosine phosphorylation-related proteins were significantly decreased in all the treatment groups treated with 1 μM, 10 μM and 100 μM of Coloidin A ( p <0.05).
실시예 8. Conoidin A의 처리에 따른 정자의 수정능 평가Example 8. Evaluation of sperm fertilization ability by treatment with Conoidin A
Conoidin A 처리에 따른 정자의 수정능을 평가하기 위해, IVF(in vitro fertilization) 기법을 수행하였다. 나라 바이오텍 (서울, 대한민국)에서 구입한 암컷 hybrid B6D2F1/CrljOri(8-12주령)이 사용되었으며, 쥐를 과배란 시키기 위해 pregnant mare serum gonadotropin(PMSG)를 5 IU 복강주사 하였고, 이틀 후 human chorionic gonadotropin(hCG)를 5 IU 복강주사 하였다. 15 시간 후, 팽대부에서 cumulus-oocyte complexes(COCs)를 채취하였다. 채취된 COCs는 미네랄 오일에 Fetal bovine serum(FBS)가 10% 함유된 BM 50 ㎕에서 37 ℃, 5% CO2의 환경에서 1시간 동안 배양시켰다. 0.4% BSA가 함유된 배양액이 정자의 수정능력획득을 위해 사용되었다. 배양 후, 상기 실시예 1-2에서 제조한 쥐 정자 현탁액 1 × 106/㎕의 정자에 COCs를 수정시킨 후, 37 ℃, 5% CO2의 환경에서 6 시간 동안 배양시켰다. 수정이 확인된 배아는 0.4% BSA가 함유된 50 ㎕의 배양액에서 37 ℃, 5% CO2의 환경에서 배양하고, 18 시간 후, 2-cell embryo의 수를 확인함으로써 수정률을 계산하였다. 확인 된 2-cell embryo를 0.4% BSA가 함유된 50Μl의 배양액에서 37 ℃, 5% CO2의 환경에서 다시 배양시켰다. 수정 5일 후, 배반포 발달(blastocyst development)을 각각의 처리군에서 확인하였다.In vitro fertilization (IVF) was performed to evaluate the fertility of sperm following conoidin A treatment. A female hybrid B6D2F1 / CrljOri (8-12 weeks old) purchased from Nara Biotech (Seoul, Korea) was used. Five IU peritoneal injection of pregnant mare serum gonadotropin (PMSG) hCG) were intraperitoneally injected at 5 IU. After 15 hours, cumulus-oocyte complexes (COCs) were collected from the bulge. The collected COCs were incubated in mineral oil at 50% of BM containing 10% Fetal bovine serum (FBS) for 1 hour at 37 ° C and 5% CO 2 . A culture medium containing 0.4% BSA was used to obtain fertility of the sperm. After culturing, COCs were fixed in 1 × 10 6 / μl of sperm suspension prepared in Example 1-2, and then cultured in an environment of 37 ° C. and 5% CO 2 for 6 hours. The fertilized embryos were cultured in 50 μl of culture medium containing 0.4% BSA at 37 ° C and 5% CO 2 , and after 18 hours, the number of 2-cell embryos was counted to calculate the fertility. The identified 2-cell embryos were re-cultured in 50 μl of culture medium containing 0.4% BSA at 37 ° C and 5% CO 2 . Five days after fertilization, blastocyst development was confirmed in each treatment group.
Conoidin A가 직접적으로 수정능력 및 초기 배아발달에 영향을 끼치는지 확인하고자, IVF 기법을 수행한 결과, 도 7a, 도 7b 및 도 7c에 나타낸 바와 같이, 수정률과 초기 배아 발달 모두 Conoidin A를 처리함으로써 유의적으로 감소한 것을 확인하였다(p < 0.05).In order to determine whether conoidin A directly affects fertility and early embryo development, the IVF technique was used to treat both fertility and early embryonic development, as shown in Figures 7a, 7b and 7c, ( P < 0.05). ≪ / RTI >
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
Claims (5)
[화학식 1]
A concomitant pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, a conoidin A compound represented by the following formula (1), or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
[Chemical Formula 1]
2. The composition of claim 1, wherein the compound reduces sperm motility, viability or intracellular ATP concentration in the sperm.
2. The composition of claim 1, wherein the compound reduces the ability of the sperm to obtain fertility or reduces acrosome reaction.
2. The composition of claim 1, wherein the compound reduces the expression of phospho-PKA substrates or the expression of tyrosine phosphorylated proteins.
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- 2016-11-25 KR KR1020160158562A patent/KR101901027B1/en active IP Right Grant
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