KR20200055572A - Composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin - Google Patents

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KR20200055572A
KR20200055572A KR1020180139355A KR20180139355A KR20200055572A KR 20200055572 A KR20200055572 A KR 20200055572A KR 1020180139355 A KR1020180139355 A KR 1020180139355A KR 20180139355 A KR20180139355 A KR 20180139355A KR 20200055572 A KR20200055572 A KR 20200055572A
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김찬덕
정계화
조장희
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경북대학교 산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin. More specifically, the present invention relates to a composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury which comprise alpha-1 antitrypsin, exhibiting an effect of inhibiting the expression of inflammatory markers in a tissue damage environment due to ischemia-reperfusion, as an active component. The composition of the present invention inhibits the expression of inflammatory factors in an organ damage environment due to ischemia-reperfusion, and has a very excellent effect of inhibiting collagen accumulation and apoptosis, thereby being able to be very usefully used for developing an agent for preventing or treating organ damage due to ischemia-reperfusion.

Description

알파-1 안티트립신을 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 조성물{Composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin}Composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin}

본 발명은 알파-1 안티트립신을 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 허혈-재관류에 의한 조직 손상 환경에서 염증성 마커들의 발현을 억제하는 효과를 나타내는 알파-1 안티트립신을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin, and more particularly, alpha-1 showing the effect of inhibiting the expression of inflammatory markers in the tissue damage environment by ischemia-reperfusion. It relates to a composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising antitrypsin as an active ingredient.

장기 이식 수술이나 심혈관계 질환 치료를 위한 수술 등의 외과적 처치 시에 특정 조직으로의 혈액 공급을 제한할 수 있는데, 이런 경우 간, 신장, 심장, 뇌 등 계속적인 혈류 공급이 중요한 장기에 혈액 순환이 차단됨에 따라 허혈로 인한 손상이 발생한다. 또한 산소가 제대로 공급되지 않는 허혈 상태에서 재관류에 의하여 갑자기 혈류량이 증가되면 여러 복합적인 원인으로 인하여 세포와 조직이 크게 손상될 수 있다. 특히 간 또는 신장 허혈-재관류성 손상(liver or renal Ischemia Reperfusion Injury:IRI)은 주로 간 또는 신장 이식이나 심장질환 수술 이후 빈번히 발생하는 주요한 합병증이다. 수술 도중에 혈류의 차단에 의하여 간 또는 신장으로 혈액 공급이 일시 중단된 후 뒤이어 시행되는 재관류(reperfusion)는 심각한 급성염증반응(acute inflammation response)과 급성조직손상을 유도할 수 있다. 특히, 이러한 급성 염증반응이나 조식손상에 의한 세포사멸(cell apotosis)은 간부전이나 신부전을 일으키는 주요 원인 중 하나이므로 매우 심각한 위험요소로 인식되고 있다. 허혈성 재관류 손상은 산소 결핍 상태에서 갑자기 혈류량이 증가해 세포 내 칼슘 농도가 갑자기 증가함으로써 발생하기도 한다. 세포내 칼슘의 증가는 미토콘드리아의 손상을 매개할 수 있는데, 이때 미토콘드리아 손상에 의하여 유리된 물질과 ATP가 반응해서 활성산소가 발생하고, 이를 인체가 염증으로 인식해 백혈구가 공격하면서 더 많은 활성산소가 발생해 결국 세포 손상으로 이어질 수 있다. 허혈성 재관류 손상은 혈액이 다시 유입되는 속도가 빠를수록 심하게 나타나는데, 심장 수술이나 장기 이식수술이 끝난 후 혈류가 재개될 때 허혈성 재관류 손상이 빈번히 발생한다. 이처럼 허혈성 재관류 손상이 예측되는 경우, 활성산소에 의한 손상을 주요 요인 중 하나로 간주하여 이에 대한 치료제로서 강력한 항산화제를 미리 투여해 이를 예방할 수 있다는 연구결과가 보고되어 있다. 그러나, 강력한 항산화제의 경우도 유효성의 한계 때문에 제한적으로 사용되어 왔고 일부 약물에 대한 임상 연구가 진행되고 있지만, 허혈성 재관류 손상을 직접적으로 예방 또는 치료하는 약물은 현재까지 개발된 바 없다. 전 세계적으로 장기 이식술과 같은 허혈성 재관류 조직손상을 야기할 수 있는 외과적 시술이 급증하고 있으나 간 또는 신장 이식시 문제가 되는 허혈-재관류 손상 후에 염증반응과 세포 사멸을 억제하면서 장기의 기능을 회복할 수 있는 새로운 기법 개발이 의학적으로나 사회적으로 절실히 요구되고 있는 실정이다.During surgical procedures such as organ transplant surgery or surgery to treat cardiovascular disease, blood supply to certain tissues may be restricted. In this case, blood circulation to organs in which continuous blood supply, such as the liver, kidney, heart, and brain, is important As it is blocked, damage due to ischemia occurs. In addition, if the blood flow is suddenly increased by reperfusion in an ischemia state where oxygen is not properly supplied, cells and tissues may be greatly damaged due to various complex causes. In particular, liver or kidney ischemia-reperfusion injury (IRI) is a major complication frequently occurring after liver or kidney transplantation or heart disease surgery. Reperfusion, which is performed after blood supply to the liver or kidney is temporarily interrupted by the blockage of blood flow during surgery, may induce severe acute inflammation response and acute tissue damage. In particular, acute inflammatory reaction or cell apotosis due to breakfast damage is recognized as a very serious risk factor because it is one of the main causes of liver failure or kidney failure. Ischemic reperfusion injury is also caused by a sudden increase in blood flow in the oxygen-deficient state and an increase in the intracellular calcium concentration. Increased intracellular calcium can mediate mitochondrial damage. At this time, mitochondrial damage causes free radicals to react with free substances and ATP, and as the body recognizes it as inflammation, more free radicals attack as white blood cells attack. Can occur and eventually lead to cell damage. Ischemic reperfusion injury is more severe as the rate of blood re-flowing increases, and ischemic reperfusion frequently occurs when blood flow resumes after heart surgery or organ transplant surgery. As such, if ischemic reperfusion injury is predicted, research results have been reported that the damage caused by free radicals is considered as one of the main factors, and it can be prevented by pre-administering a strong antioxidant as a treatment for this. However, powerful antioxidants have also been used limitedly due to limitations in effectiveness and clinical studies have been conducted on some drugs, but drugs that directly prevent or treat ischemic reperfusion injury have not been developed to date. Surgical procedures that can cause ischemic reperfusion tissue damage such as organ transplantation are rapidly increasing worldwide, but after restoring ischemic-reperfusion injury, which is a problem during liver or kidney transplantation, it suppresses inflammatory reactions and cell death and restores organ function. There is an urgent need for medical and social development of new techniques.

한편, 신장 이식 수술 과정에서 발생하는 허혈 재관류 손상은 후에 이식 신장의 점진적 기능 상실 및 기능 부전과 연관되어 있다. 또한 초기의 허혈 재관류 손상과 급성 거부반응 그리고 이에 따른 이식 시의 장기적인 예후가 서로 연관되어 있음이 임상적으로 밝혀지고 있다. 허혈 재관류 손상을 일으키는 정확한 기전은 밝혀지지 않았으나, 허혈 재관류에 의한 산소자유기의 생성이 중요한 요인 중 하나인 것으로 알려져 있다. 또한, 신장 이식 시 허혈/재관류 손상은 이식 시의 기능지연을 유발하고, 급만성 거부반응과도 연관이 있는 것으로 보고되고 있으며, 허혈성 손상에 의한 급성 신부전은 혈관 수축 및 세뇨관 폐쇄 등의 요인 외에 염증성 사이토카인 증가 및 신실질로의 중성구 침윤을 동반한 염증성, 세포독성의 손상 기전이 중요하게 작용하는 것으로 알려져 있다.On the other hand, ischemic reperfusion injury that occurs in the course of kidney transplant surgery is associated with gradual loss of function and dysfunction of the transplanted kidney later. In addition, it is clinically revealed that the initial ischemic reperfusion injury, acute rejection, and long-term prognosis during transplantation are correlated. Although the exact mechanism causing ischemia reperfusion injury has not been identified, it is known that the formation of oxygen free radicals by ischemia reperfusion is one of the important factors. In addition, ischemia / reperfusion injury during renal transplantation has been reported to cause functional delay during transplantation and is also associated with acute rejection, and acute renal failure due to ischemic injury is inflammatory in addition to factors such as vasoconstriction and tubule occlusion. It is known that the mechanisms of inflammatory and cytotoxic damage accompanied by increased cytokines and neutrophil infiltration into the parenchyma are important.

이러한, 신장이식 수술에서 신장 허혈 재관류 손상(renal ischemic reperfusion injury, IRI)은 수술 후 치명적 환자 합병증과 사망률을 높이는 원인이 된다. 이를 예방하기 위하여 허혈 선조정(ischemic preconditioning), 아데노신 전처치, 흡입 입마취제 선조정, AMPK (AMP-activated protein kinase) 활성화 등의 방법들이 연구되고 있으며, 지금까지 급성 허혈 선조정뿐만 아니라 지연성 허혈 선조정이 신장의 허혈 재관류 손상에 대하여 세포내 신호전달 단백질인 Akt, ERK, HSP27(heat shock protein 27), HSP70, iNOS (inducible nitric oxide synthase) 등의 중간 매개물질을 통하여 보호작용을 한다고 알려져 왔다. 또한, 신장 이식 수술과정에서 발생하는 신장의 허혈 재관류 손상을 치료할 수 있는 약물을 개발하고자 하는 연구가 진행되었으나, 여러 가지 부작용이 있었으며, 이식에 의해 발생하는 신장의 기능 저하 등의 문제점을 해소하는데 어려움이 있었다.In this, renal ischemic reperfusion injury (IRI) in renal transplantation surgery is responsible for increasing fatal patient complications and mortality after surgery. In order to prevent this, methods such as ischemic preconditioning, adenosine pretreatment, inhalation anesthetics, and AMPK (AMP-activated protein kinase) activation have been studied. It has been known that preconditioning protects against renal ischemia reperfusion injury through intermediate mediators such as intracellular signaling proteins Akt, ERK, HSP27 (heat shock protein 27), HSP70, and inducible nitric oxide synthase (iNOS). . In addition, studies have been conducted to develop a drug that can treat renal ischemia reperfusion injury in the kidney transplantation procedure, but there are various side effects, and it is difficult to solve problems such as deterioration of kidney function caused by transplantation. There was.

이에, 본 발명자는 허혈-재관류에 의한 조직 손상을 완화할 수 있는 안전한 신규 물질을 개발하기 위하여 예의 노력을 기울인 결과, 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin, 이하 “AAT”라 함)이 허혈-재관류로 인한 조직 손상의 환경에서 염증성 인자들의 발현, 조직 섬유화, 콜라겐 침착 및 세포사멸(apoptosis)을 억제함으로써 조직 보호 효과를 나타낼 수 있음을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have made great efforts to develop a safe new material capable of alleviating tissue damage caused by ischemia-reperfusion, and as a result, alpha-1 antitrypsin (hereinafter referred to as “AAT”) ischemia -It has been discovered that the tissue protective effect can be exhibited by suppressing the expression of inflammatory factors, tissue fibrosis, collagen deposition and apoptosis in the environment of tissue damage due to reperfusion, and the present invention has been completed.

따라서, 본 발명의 목적은 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a food composition for preventing or improving ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In order to achieve the object of the present invention described above, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.In order to achieve another object of the present invention, the present invention provides a food composition for preventing or improving ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

이하, 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

본 발명에서 상기 알파-1 안티트립신(이하 “AAT”라 함)은 간세포에서 합성된 후 혈액 내로 분비되며, 혈장 내에 존재하는 트립신(trypsin), 키모트립신(chymotrypsin), 엘라스타제(elastase), 콜라게나제(collagenase), 트롬빈(thrombin) 및 플라스민(plasmin)과 같은 대부분의 세린계 단백질 분해효소에 대한 저해제들과 함께 설핀족(serpin family)에 속한다. 또한, AAT는 분자량이 52kD(kilodalton)인 당단백질이며 생리적 기능은 중성 백혈구의 엘리스타제에 대한 저해제로 작용하며, 특히 폐포에 존재하는 탄성섬유(elastic fiber)가 중성백혈구의 엘리스타제에 의해 분해되는 것을 막아준다고 알려져 있다. In the present invention, the alpha-1 antitrypsin (hereinafter referred to as “AAT”) is synthesized in hepatocytes and secreted into the blood. Trypsin, chymotrypsin, and elastase present in plasma, It belongs to the serpin family along with inhibitors for most serine-based proteases such as collagenase, thrombin and plasmin. In addition, AAT is a glycoprotein having a molecular weight of 52 kD (kilodalton), and its physiological function acts as an inhibitor to the elitase of neutral white blood cells. In particular, the elastic fibers present in the alveoli are caused by the elitase of neutral white blood cells. It is known to prevent decomposition.

본 발명에서 상기 AAT는 바람직하게는 인간 유래의 AAT일 수 있으며, 보다 바람직하게는 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것일 수 있으며, 가장 바람직하게는 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 단백질 일 수 있다.In the present invention, the AAT is preferably a human-derived AAT, and more preferably, may include the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1, most preferably a protein consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. .

(서열번호 1)(SEQ ID NO: 1)

mpssvswgil llaglcclvp vslaedpqgd aaqktdtshh dqdhptfnki tpnlaefafsmpssvswgil llaglcclvp vslaedpqgd aaqktdtshh dqdhptfnki tpnlaefafs

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enedrrsasl hlpklsitgt ydlksvlgql gitkvfsnga dlsgvteeap lklskavhkaenedrrsasl hlpklsitgt ydlksvlgql gitkvfsnga dlsgvteeap lklskavhka

vltidekgte aagamfleai pmsippevkf nkpfvflmie qntksplfmg kvvnptqkvltidekgte aagamfleai pmsippevkf nkpfvflmie qntksplfmg kvvnptqk

본 발명의 상기 AAT에는 동등한 생리 활성을 나타내는 기능적 동등물을 포함하며, 모든 종류의 펩티드, 폴리펩티드, 단백질, 펩티드 모조물, 화합물 및 생물제제를 포함한다. 상기에서 '동등한 생리활성'이란 복막 중피세포의 사멸을 억제하는 것을 말한다. 상기 기능적 동등물은 서열번호 1로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 70% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 90% 이상의 서열 상동성(homology)을 갖는 폴리펩티드일 수 있다.The AAT of the present invention includes functional equivalents that exhibit equivalent physiological activity, and includes all kinds of peptides, polypeptides, proteins, peptide replicas, compounds, and biologics. In the above, 'equal physiological activity' refers to inhibiting the death of peritoneal mesenchymal cells. The functional equivalent may be a polypeptide having a sequence homology with at least 70%, preferably 80%, more preferably 90% or more of the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1.

상기 기능적 동등물은 서열번호 1의 아미노산 서열 중 일부가 부가, 치환 또는 결실의 결과 생성될 것일 수 있다. 상기에서 아미노산의 치환은 바람직하게는 보존적 치환이다. 천연에 존재하는 아미노산의 보존적 치환의 예는 다음과 같다; 지방족 아미노산(Gly, Ala, Pro), 소수성 아미노산(Ile, Leu, Val), 방향족 아미노산(Phe, Tyr, Trp), 산성 아미노산(Asp, Glu), 염기성 아미노산(His, Lys, Arg, Gln, Asn) 및 황함유 아미노산(Cys, Met). 또한 상기 기능적 동등물에는 본 발명의 AAT 단백질의 아미노산 서열상에서 아미노산의 일부가 결실된 변형체도 포함된다. 상기 아미노산의 결실 또는 치환은 바람직하게는 본 발명의 AAT의 생리활성에 직접적으로 관련되지 않은 영역에 위치해 있다. 또한 아미노산의 결실은 바람직하게는 AAT의 생리활성에 직접 관여하지 않는 부분에 위치한다. 아울러 상기 AAT의 아미노산 서열의 양 말단 또는 서열 내에 몇몇의 아미노산이 부가된 변형체도 포함된다. 또한 본 발명의 기능적 동등물의 범위에는 본 발명에 따른 AAT의 기본 골격 및 이의 생리활성을 유지하면서 AAT의 일부 화학 구조가 변형된 유도체도 포함된다. 예를 들어, 본 발명의 단백질의 안정성, 저장성, 휘발성 또는 용해도 등을 변경시키기 위한 구조변경이 이에 포함된다.The functional equivalent may be generated as a result of addition, substitution, or deletion of a part of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. The substitution of amino acids in the above is preferably a conservative substitution. Examples of conservative substitutions of naturally occurring amino acids are; Aliphatic amino acids (Gly, Ala, Pro), hydrophobic amino acids (Ile, Leu, Val), aromatic amino acids (Phe, Tyr, Trp), acidic amino acids (Asp, Glu), basic amino acids (His, Lys, Arg, Gln, Asn ) And sulfur-containing amino acids (Cys, Met). In addition, the functional equivalent includes a variant in which a part of the amino acid is deleted on the amino acid sequence of the AAT protein of the present invention. The deletion or substitution of the amino acid is preferably located in a region not directly related to the physiological activity of the AAT of the invention. In addition, the deletion of amino acids is preferably located in a portion that is not directly involved in the physiological activity of AAT. In addition, a variant in which several amino acids are added to both ends or sequences of the amino acid sequence of the AAT is also included. In addition, the scope of the functional equivalent of the present invention includes derivatives in which some of the chemical structures of AAT are modified while maintaining the basic skeleton of AAT according to the present invention and its physiological activity. For example, structural changes to change the stability, storage, volatile or solubility of the protein of the present invention are included therein.

또한, 본 발명의 AAT는 천연형 아미노산 서열을 갖는 단백질뿐만 아니라 이의 아미노산 서열 변이체가 또한 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명의 단백질의 변이체란, 서열번호 1의 아미노산 서열에서 하나 이상의 아미노산 잔기가 결실, 삽입, 비보전적 또는 보전적 치환, 아미노산 유사체의 치환 또는 이들의 조합에 의하여 상이한 서열을 가지는 단백질을 의미한다. 분자의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 아미노산 교환은 당해 분야에 공지되어 있다(H.Neurath, R.L.Hill, The Proteins, Academic Press,New York, 1979).In addition, the AAT of the present invention is a protein having a native amino acid sequence, as well as amino acid sequence variants thereof are also included within the scope of the present invention. Variant of the protein of the present invention means a protein having different sequences by one or more amino acid residues in the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 by deletion, insertion, non-conservative or conservative substitution, substitution of amino acid analogs, or a combination thereof. Amino acid exchanges that do not alter the activity of the molecule as a whole are known in the art (H.Neurath, R.L.Hill, The Proteins, Academic Press, New York, 1979).

경우에 따라서, 본 발명의 단백질은 인산화(phosphorylation), 황화(sulfation), 아크릴화(acrylation),당화(glycosylation), 메틸화(methylation), 파네실화(farnesylation) 등으로 수식(modification)될 수 도있다.In some cases, the protein of the present invention may be modified with phosphorylation, sulfation, acrylation, glycosylation, methylation, farnesylation, and the like.

본 발명의 AAT는 천연으로부터 유래될 수도 있으며, 공지의 펩티드 합성 방법을 이용하여 합성될 수 있다. 본 발명의 펩티드는 당업계에 공지된 화학적 합성(Creighton, Proteins; Structures and MolecularPrinciples, W. H. Freeman and Co., NY, 1983)에 의해 제조될 수 있다. 대표적인 방법으로서 이들로 한정되는 것은 아니지만 액체 또는 고체상 합성, 단편 응축, F-MOC 또는 T-BOC 화학법이 포함된다(ChemicalApproaches to the Synthesis of Peptides and Proteins, Williams et al., Eds., CRC Press, Boca RatonFlorida, 1997; A Practical Approach, Athert on & Sheppard, Eds., IRL Press, Oxford, England, 1989).The AAT of the present invention may be derived from nature or may be synthesized using known peptide synthesis methods. The peptides of the present invention can be prepared by chemical synthesis known in the art (Creighton, Proteins; Structures and Molecular Principles, W. H. Freeman and Co., NY, 1983). Representative methods include, but are not limited to, liquid or solid phase synthesis, fragment condensation, F-MOC or T-BOC chemistry (ChemicalApproaches to the Synthesis of Peptides and Proteins, Williams et al., Eds., CRC Press, Boca Raton Florida, 1997; A Practical Approach, Athert on & Sheppard, Eds., IRL Press, Oxford, England, 1989).

또한 본 발명의 AAT는 유전공학적 방법에 의해 제조될 수 있다. 우선, 통상적인 방법에 따라 상기 단백질을 코딩하는 DNA 서열을 작제한다. DNA 서열은 적절한 프라이머를 사용하여 PCR 증폭함으로써 작제할 수 있다. 다른 방법으로 당업계에 공지된 표준 방법에 의해, 예컨대, 자동 DNA 합성기(Biosearch 또는 Applied Biosystems사에서 판매하는 것)를 사용하여 DNA 서열을 합성할 수도 있다. 제작된 DNA 서열은 이 DNA 서열에 작동가능하게 연결되어(operatively linked) 그 DNA 서열의 발현을 조절하는 하나 또는 그 이상의 발현 조절 서열(expression control sequence)(예: 프로모터, 인핸서 등)을 포함하는 벡터에 삽입시키고, 이로부터 형성된 재조합 발현 벡터로 숙주세포를 형질전환시킨다. 생성된 형질전환체를 상기 DNA 서열이 발현되도록 하기에 적절한 배지 및 조건 하에서 배양하여, 배양물로부터 상기 DNA 서열에 의해 코딩된 실질적으로 순수한 단백질을 회수한다. 상기 회수는 당업계에 공지된 방법(예컨대, 크로마토그래피)을 이용하여 수행할 수 있다. 상기에서 '실질적으로 순수한 단백질'이라 함은 본 발명에 따른 단백질이 숙주로부터 유래된 어떠한 다른 단백질도 실질적으로 포함하지 않는 것을 의미한다. 본 발명의 단백질 합성을 위한 유전공학적 방법은 다음의 문헌을 참고할 수 있다: (Maniatis et al., Molecular Cloning; A laboratory Manual, Cold Spring Harbor laboratory, 1982; Sambrooket al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, N.Y., Second(1998) and Third(2000) Edition; Gene Expression Technology, Method in Enzymology, Genetics and Molecular Biology,Method in Enzymology, Guthrie & Fink (eds.)).In addition, the AAT of the present invention can be prepared by genetic engineering methods. First, a DNA sequence encoding the protein is constructed according to a conventional method. DNA sequences can be constructed by PCR amplification using appropriate primers. Alternatively, DNA sequences may be synthesized by standard methods known in the art, for example, using an automatic DNA synthesizer (sold by Biosearch or Applied Biosystems). The produced DNA sequence is a vector that includes one or more expression control sequences (eg, promoters, enhancers, etc.) that are operatively linked to the DNA sequence and regulate the expression of the DNA sequence. , And transformed the host cell with the recombinant expression vector formed therefrom. The resulting transformant is cultured under medium and conditions suitable for allowing the DNA sequence to be expressed, thereby recovering substantially pure protein encoded by the DNA sequence from the culture. The recovery can be performed using methods known in the art (eg, chromatography). In the above, the term "substantially pure protein" means that the protein according to the present invention does not substantially contain any other protein derived from the host. The genetic engineering method for protein synthesis of the present invention can refer to the following documents: (Maniatis et al., Molecular Cloning; A laboratory Manual, Cold Spring Harbor laboratory, 1982; Sambrooket al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Press, NY, Second (1998) and Third (2000) Edition; Gene Expression Technology, Method in Enzymology, Genetics and Molecular Biology, Method in Enzymology, Guthrie & Fink (eds.)).

상기 유전공학적 방법에 의해 제조된 단백질 또는 화학적으로 합성된 단백질은 예를 들면 추출법, 재결정법, 다양한 크로마토크래피(겔 여과법, 이온 교환, 침전, 흡착, 역전상), 전기영동, 역류 분배법 등 당업계에 공지된 방법으로 분리 및 정제할 수 있다.Proteins produced by the genetic engineering method or chemically synthesized proteins include, for example, extraction methods, recrystallization methods, various chromatographs (gel filtration, ion exchange, precipitation, adsorption, reverse phase), electrophoresis, countercurrent distribution, etc. It can be isolated and purified by methods known in the art.

본 발명에 따른 조성물의 AAT는 그 자체 또는 염, 바람직하게는 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 본 발명에서 '약학적으로 허용가능한'이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 것을 말하며, 상기 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하다. 상기 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있다. 상기 유기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 구연산, 초산, 젖산, 주석산, 말레인산, 푸마르산, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 트리플로오로아세트산, 벤조산, 글루콘산, 메타술폰산, 글리콜산, 숙신산, 4-톨루엔술폰산, 글루탐산 및 아스파르트산을 포함한다. 또한 상기 무기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 염산, 브롬산, 황산 및 인산을 포함한다.The AAT of the composition according to the invention can be used on its own or in the form of a salt, preferably a pharmaceutically acceptable salt. 'Pharmaceutically acceptable' in the present invention refers to a physiologically acceptable, and when administered to a human, usually does not cause an allergic reaction or a similar reaction, and the salt is a pharmaceutically acceptable free acid. The acid addition salt formed by) is preferred. Organic acids and inorganic acids can be used as the free acid. The organic acid is not limited thereto, citric acid, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, maleic acid, fumaric acid, formic acid, propionic acid, oxalic acid, trifluoroacetic acid, benzoic acid, gluconic acid, metasulfonic acid, glycolic acid, succinic acid, 4-toluenesulfonic acid, Glutamic acid and aspartic acid. In addition, the inorganic acids include, but are not limited to, hydrochloric acid, bromic acid, sulfuric acid and phosphoric acid.

본 발명에서 상기 허혈-재관류 손상이 나타나는 장기의 종류는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면 간, 심장, 신장, 폐, 뇌일 수 있으며, 가장 바람직하게는 신장일 수 있다. In the present invention, the type of the organ in which the ischemia-reperfusion injury appears is not particularly limited, but may be, for example, the liver, heart, kidney, lung, brain, and most preferably kidney.

본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 AAT는 신장 허혈-재관류 손상 동물모델에서 신장 기능 실조의 마커들의 발현을 저해하였으며, 염증성 인자들의 발현, 조직 섬유화, 콜라겐 침착 및 세포사멸(apoptosis)을 억제하는 효과를 나타내어 허혈-재관류로 인한 신장 손상을 완화하는 효과가 매우 우수한 것으로 확인되었다. According to one embodiment of the present invention, the AAT inhibited the expression of markers of renal insufficiency in a renal ischemia-reperfusion injury animal model, and suppressed the expression of inflammatory factors, tissue fibrosis, collagen deposition and apoptosis. It was confirmed that the effect is excellent in alleviating kidney damage due to ischemia-reperfusion.

본 발명의 약학적 조성물은 허혈-재관류로 인한 장기 손상의 치료 효과를 위해 약학적으로 허용되는 담체와 함께 당업계에 공지된 방법으로 투여경로에 따라 다양하게 제형화될 수 있다. 상기 담체로는 모든 종류의 용매, 분산매질, 수중유 또는 유중수 에멀젼, 수성 조성물, 리포좀, 마이크로비드 및 마이크로좀이 포함된다.The pharmaceutical composition of the present invention may be variously formulated according to the route of administration by a method known in the art with a pharmaceutically acceptable carrier for the therapeutic effect of organ damage due to ischemia-reperfusion. The carrier includes all kinds of solvents, dispersion media, oil-in-water or water-in-oil emulsions, aqueous compositions, liposomes, microbeads, and microsomes.

투여 경로로는 경구적 또는 비경구적으로 투여될 수 있다. 비경구적인 투여방법으로는 이에 한정되지는 않으나 복강내, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장내 투여일 수 있다.The route of administration may be administered orally or parenterally. The parenteral administration method is not limited to this, but is not limited to intraperitoneal, intravenous, intramuscular, intraarterial, intramedullary, intrathecal, intracardiac, transdermal, subcutaneous, intraperitoneal, intranasal, intestinal, topical, sublingual or rectal. It can be my administration.

본 발명의 약학적 조성물을 경구 투여하는 경우 본 발명의 약학적 조성물은 적합한 경구 투여용 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 현탁액, 웨이퍼 등의 형태로 제형화될 수 있다. 적합한 담체의 예로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 및 말티톨 등을 포함하는 당류와 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분 및 감자 전분 등을 포함하는 전분류, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오즈 및 하이드록시프로필메틸셀룰로즈 등을 포함하는 셀룰로즈류, 젤라틴, 폴리비닐피롤리돈 등과 같은 충전제가 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있다. 나아가, 상기 약학적 조성물은 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.When the pharmaceutical composition of the present invention is administered orally, the pharmaceutical composition of the present invention is a powder, granules, tablets, pills, dragees, capsules, liquids, gels according to methods known in the art together with a suitable carrier for oral administration. , Syrups, suspensions, wafers, and the like. Examples of suitable carriers include sugars including lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol and maltitol, and starches including corn starch, wheat starch, rice starch and potato starch, cellulose, etc. Fillers such as cellulose, gelatin, polyvinylpyrrolidone, and the like may be included, including methyl cellulose, sodium carboxymethyl cellulose, and hydroxypropyl methyl cellulose. In addition, if necessary, cross-linked polyvinylpyrrolidone, agar, alginic acid or sodium alginate may be added as a disintegrant. Furthermore, the pharmaceutical composition may further include an anti-coagulant, a lubricant, a wetting agent, a flavoring agent, an emulsifying agent and a preservative.

또한, 비경구적으로 투여하는 경우 본 발명의 약학적 조성물은 적합한 비경구용 담체와 함께 복강 투여제, 주사제, 경피 투여제 및 비강 흡입제의 형태로 당 업계에 공지된 방법에 따라 제형화될 수 있다. 상기 주사제의 경우에는 반드시 멸균되어야 하며 박테리아 및 진균과 같은 미생물의 오염으로부터 보호되어야 한다. 주사제의 경우 적합한 담체의 예로는 이에 한정되지는 않으나, 물, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜 및 액체 폴리에틸렌 글리콜 등), 이들의 혼합물 및/또는 식물유를 포함하는 용매 또는 분산매질일 수 있다. 보다 바람직하게는, 적합한 담체로는 행크스 용액, 링거 용액, 트리에탄올 아민이 함유된 PBS(phosphate buffered saline) 또는 주사용 멸균수, 10% 에탄올, 40% 프로필렌 글리콜 및 5% 덱스트로즈와 같은 등장 용액 등을 사용할 수 있다. 상기 주사제를 미생물 오염으로부터 보호하기 위해서는 파라벤, 클로로부탄올, 페놀, 소르빈산, 티메로살 등과 같은 다양한 항균제 및 항진균제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 상기 주사제는 대부분의 경우 당 또는 나트륨 클로라이드와 같은 등장화제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, when administered parenterally, the pharmaceutical composition of the present invention may be formulated according to methods known in the art in the form of intraperitoneal, injectable, transdermal and nasal inhalants together with a suitable parenteral carrier. The injections must be sterile and protected from contamination of microorganisms such as bacteria and fungi. For injections, examples of suitable carriers include, but are not limited to, solvents or dispersion media including water, ethanol, polyols (eg, glycerol, propylene glycol and liquid polyethylene glycol, etc.), mixtures thereof and / or vegetable oils. Can be. More preferably, suitable carriers include Hanks' solution, Ringer's solution, phosphate buffered saline (PBS) with triethanol amine or sterile water for injection, isotonic solutions such as 10% ethanol, 40% propylene glycol and 5% dextrose. Etc. can be used. In order to protect the injection from microbial contamination, various antibacterial and antifungal agents such as paraben, chlorobutanol, phenol, sorbic acid, thimerosal, etc. may be further included. In addition, the injection may additionally contain isotonic agents such as sugars or sodium chloride in most cases.

경피 투여제의 경우 연고제, 크림제, 로션제, 겔제, 외용액제, 파스타제, 리니멘트제, 에어롤제 등의 형태가 포함된다. 상기에서 “경피 투여”는 약학적 조성물을 국소적으로 피부에 투여하여 약학적 조성물에 함유된 유효한 양의 활성성분이 피부 내로 전달되는 것을 의미한다. 예컨대, 본 발명의 약학적 조성물을 주사형 제형으로 제조하여 이를 30 게이지의 가는 주사 바늘로 피부를 가볍게 단자(prick)하거나 피부에 직접적으로 도포하는 방법으로 투여될 수 있다. 이들 제형은 제약 화학에 일반적으로 공지된 처방서인 문헌(Remington'sPharmaceutical Science, 15th Edition, 1975, Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania)에 기술되어 있다.In the case of transdermal dosage forms, ointments, creams, lotions, gels, external solutions, pasta agents, linen agents, aerosols, and the like are included. In the above, "dermal administration" means that the pharmaceutical composition is topically administered to the skin to deliver an effective amount of the active ingredient contained in the pharmaceutical composition into the skin. For example, the pharmaceutical composition of the present invention can be administered by a method of preparing a injection-type formulation and lightly pricking the skin with a 30-gauge thin injection needle or directly applying it to the skin. These formulations are described in Remington's Pharmaceutical Science, 15th Edition, 1975, Mack Publishing Company, Easton, Pennsylvania, a recipe generally known in pharmaceutical chemistry.

흡입 투여제의 경우, 본 발명에 따라 사용되는 화합물은 적합한 추진제, 예를 들면, 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 기체를 사용하여, 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 편리하게 전달할 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투약 단위는 계량된 양을 전달하는 밸브를 제공하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 흡입기 또는 취입기에 사용되는 젤라틴 캡슐 및 카트리지는 화합물 및 락토오즈 또는 전분과 같은 적합한 분말 기제의 분말 혼합물을 함유하도록 제형화할 수 있다.In the case of inhalation dosages, the compounds used according to the invention may be used in the form of pressurized packs, using suitable propellants, for example dichlorofluoromethane, trichlorofluoromethane, dichlorotetrafluoroethane, carbon dioxide or other suitable gases. It can be conveniently delivered in the form of an aerosol spray from a nebulizer. In the case of pressurized aerosols, the dosage unit can be determined by providing a valve that delivers a metered amount. For example, gelatin capsules and cartridges used in inhalers or insufflators can be formulated to contain a powder mixture of a compound and a suitable powder base such as lactose or starch.

그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기재되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington'sPharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).As other pharmaceutically acceptable carriers, reference may be made to those described in the following documents (Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).

또한, 본 발명에 따른 약학적 조성물은 하나 이상의 완충제(예를 들어, 식염수 또는 PBS), 카보하이트레이트(예를 들어, 글루코스, 만노즈, 슈크로즈 또는 덱스트란), 항산화제, 정균제, 킬레이트화제(예를 들어, EDTA 또는 글루타치온), 아쥬반트(예를 들어, 알루미늄 하이드록사이드), 현탁제, 농후제 및/또는 보존제를 추가로 포함할 수 있다.In addition, pharmaceutical compositions according to the present invention may include one or more buffers (e.g. saline or PBS), carbohydrates (e.g. glucose, mannose, sucrose or dextran), antioxidants, bacteriostatic agents, chelating agents (Eg, EDTA or glutathione), adjuvants (eg, aluminum hydroxide), suspending agents, thickening agents and / or preservatives.

또한, 본 발명의 약학적 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 허혈-재관류로 인한 장기 손상에 대해 예방 또는 치료하는 효과가 있는 공지의 화합물과 병용하여 투여할 수 있다.In addition, the pharmaceutical compositions of the present invention can be formulated using methods known in the art to provide rapid, sustained or delayed release of the active ingredient after administration to a mammal. In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in combination with a known compound having an effect of preventing or treating against long-term damage due to ischemia-reperfusion.

본 발명의 조성물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도에 따라 유효성분의 함량을 달리할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 약학적 조성물의 바람직한 전체 용량은 1일당 환자 체중 1㎏ 당 약 0.01㎍ 내지 1,000mg, 가장 바람직하게는 0.1㎍ 내지 500mg일 수 있다. 그러나 상기 약학적 조성물의 용량은 제제화 방법, 투여 경로 및 치료 횟수뿐만 아니라 환자의 연령, 체중, 건강 상태, 성별, 질환의 중증도, 식이 및 배설율등 다양한 요인들을 고려하여 환자에 대한 유효 투여량이 결정되는 것이므로, 이러한 점을 고려할 때 당 분야의 통상적인 지식을 가진 자라면 본 발명의 조성물의 적절한 유효 투여량을 결정할 수 있을 것이다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다.The total effective amount of the composition of the present invention may be administered to a patient in a single dose, and may be administered by a fractionated treatment protocol that is administered for a long time in multiple doses. The pharmaceutical composition of the present invention may vary the content of the active ingredient according to the degree of disease. Preferably, the preferred total dose of the pharmaceutical composition of the present invention may be about 0.01 μg to 1,000 mg per kg of patient body weight per day, and most preferably 0.1 μg to 500 mg per kg of body weight per patient. However, the dosage of the pharmaceutical composition is determined by considering various factors such as the formulation method, the route of administration and the number of treatments, as well as the patient's age, weight, health status, sex, disease severity, diet and excretion rate, etc. Considering this, one of ordinary skill in the art will be able to determine the appropriate effective dosage of the composition of the present invention. The pharmaceutical composition according to the present invention is not particularly limited in its formulation, route of administration and method of administration as long as it shows the effect of the present invention.

본 발명은 또한 알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상 예방 또는 치료용 식품 조성물을 제공한다. The present invention also provides a food composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.

본 발명의 식품 조성물은 기능성 식품(functional food), 영양 보조제(nutritional supplement), 건강식품(health food) 및 식품 첨가제(food additives) 등의 모든 형태를 포함한다. 상기 유형의 식품 조성물은 당 업계에 공지된 통상적인 방법에 따라 다양한 형태로 제조할 수 있다.The food composition of the present invention includes all forms of functional foods, nutritional supplements, health foods and food additives. Food compositions of this type can be prepared in various forms according to conventional methods known in the art.

예를 들면, 건강식품으로는 본 발명의 노근 추출물을 차, 쥬스 및 드링크의 형태로 제조하여 음용하도록 하거나, 과립화, 캡슐화 및 분말화 하여 섭취할 수 있다. 또한, 본 발명의 AAT를 허혈-재관류 조직손상에 예방 또는 치료 효과가 있다고 알려진 공지의 물질 또는 활성 성분과 함께 혼합하여 조성물의 형태로 제조할 수 있다. 예를 들어 본 발명의 식품 조성물은 AAT 성분 이외에 미량의 미네랄, 비타민, 지질, 당류 및 공지의 성분 등을 추가로 함유할 수 있다. 상기 미네랄로는 칼슘, 철 등 성장기에 필요한 영양성분이 함유될 수 있으며 비타민으로는 비타민 C, 비타민 E, 비타민B1, 비타민 B2, 비타민 B6 등이 함유될 수 있다. 지질로는 알콕시글리세롤 또는 레시틴 등이 함유될 수 있으며 당류로는 프락토올리고당 등이 함유될 수 있다.For example, as a health food, the nogeun extract of the present invention may be prepared in the form of tea, juice, and drink for drinking or granulated, encapsulated, and powdered. In addition, the AAT of the present invention can be prepared in the form of a composition by mixing with a known substance or active ingredient known to have a prophylactic or therapeutic effect on ischemia-reperfusion tissue damage. For example, the food composition of the present invention may further contain trace minerals, vitamins, lipids, sugars, and known ingredients in addition to the AAT component. The minerals may contain nutrients necessary for growth, such as calcium and iron, and vitamins may include vitamin C, vitamin E, vitamin B1, vitamin B2, and vitamin B6. Lipids may include alkoxyglycerol or lecithin, and sugars may include fructooligosaccharides.

또한, 기능성 식품으로는 음료(알콜성 음료 포함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게티, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소스 등) 등에 본 발명의 AAT를 첨가하여 제조할 수 있다.In addition, functional foods include beverages (including alcoholic beverages), fruits, and processed foods (such as canned fruits, canned foods, jams, marmalades, etc.), fish, meat, and processed foods (such as ham and sausage corn beef) Etc.), breads and noodles (e.g. udon, buckwheat noodles, ramen, spaghetti, macaroni, etc.), juice, various drinks, cookies, syrup, dairy products (e.g. butter, cheese, etc.), edible vegetable oil, margarine, vegetable protein , Retort food, frozen food, various seasonings (eg, miso, soy sauce, sauce, etc.) can be prepared by adding the AAT of the present invention.

또한, 본 발명의 AAT를 식품 첨가제의 형태로 사용하기 위해서는 분말 또는 농축액 형태로 제조하여 사용할 수 있다.In addition, in order to use the AAT of the present invention in the form of a food additive, it may be prepared and used in the form of a powder or a concentrate.

본 발명의 식품 조성물 중 AAT의 바람직한 함량은 식품 조성물 총 중량에 대하여 식품의 전체 중량을 기준으로 0.01∼90%, 바람직하게는 0.1∼50%의 비율로 함유될 수 있다.The preferred content of AAT in the food composition of the present invention may be contained in a ratio of 0.01 to 90%, preferably 0.1 to 50%, based on the total weight of the food relative to the total weight of the food composition.

알파-1 안티트립신을 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 허혈-재관류로 인한 장기 손상 환경에서 염증성 인자들의 발현을 저해하고, 조직의 섬유화, 콜라겐 축적 및 세포사멸(apoptosis)을 억제하는 효과가 매우 우수하여 허혈-재관류로 인한 장기 손상의 예방 또는 치료제 개발에 매우 유용하게 활용될 수 있다. The composition of the present invention comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient has an effect of inhibiting the expression of inflammatory factors in the long-term damage environment due to ischemia-reperfusion, and suppressing fibrosis, collagen accumulation and apoptosis of tissues. It is very excellent and can be very useful in the prevention of long-term damage caused by ischemia-reperfusion or in the development of therapeutic agents.

도 1은 본 발명의 실시예에서 실험 동물군 및 실험 스케쥴을 나타낸 도면이다(NC: 미처리 대조군, Sham: 샴군, IR: 허혈-재관류 실험군, IR-AAT: AAT 투여 후 허혈- 재관류 실험군)
도 2a는 각 실험 동물의 혈청에서 BUN(Blood Urea Nitrogen)의 농도를, 도 2b는 Cr(Creatinine)의 농도를 분석한 결과이다.
도 3a는 각 실험 동물의 신장에서 NGAL의 mRNA 발현량을, 도 3b는 KIM-1의 mRNA 발현량을, 도 3c는 L-FABP의 mRNA 발현량을 RT-qPCR을 통해 분석한 후 대조군과의 비율로 정량화하여 나타낸 결과이다.
도 4는 각 실험 동물의 신장 절편을 PAS로 염색한 후 도립 현미경으로 관찰하여 조직학적 변화를 관찰한 결과이다.
도 5a는 각 실험 동물의 신장 절편을 Trichrome으로 염색한 후 도립 현미경으로 관찰하여 신장에서 콜라겐의 축적 여부를 관찰한 결과이며, 도 5b는 이를 정량화하여 그래프로 나타낸 결과이다.
도 6은 각 실험 동물의 신장 절편에서 F4/80을 염색한 후 도립 현미경으로 관찰한 결과이다.
도 7a는 각 실험 동물의 신장 절편에서 TNF-alpha를 염색한 후 도립 현미경으로 관찰한 결과이고, 도 7b는 이를 정량화하여 나타낸 그래프이다.
도 8은 각 실험 동물의 혈청에서 IL-6 단백질의 발현량을 ELISA를 통해 분석한 결과이다.
도 9a는 각 동물의 신장 조직에서 TNF-alpha의 mRNA 발현량을, 도 9b는 TGF-beta의 mRNA 발현량을, 도 9c는 IL-1beta의 mRNA 발현량을, 도 9d는 IL-6의 mRNA 발현량을 RT-qPCR로 분석하여 그래프로 나타낸 결과이다.
도 10은 각 동물의 신장 조직에서 세포사멸(apoptosis)를 관찰하기 위하여 TUNEL assay를 수행하고 이를 공초점 현미경으로 관찰한 결과이다.
도 11은 TUNEL assay 를 면역조직화학염색을 한 결과이다.

도 12a는 각 동물의 신장 조직에서 Caspase-3의 활성을 비색 분석 키트를 이용하여 측정한 결과이며, 도 12b는 각 동물의 신장 조직에서 Bcl-2 및 Bax 단백질의 발현량을 웨스턴 블롯으로 검출하고, 이를 정량화하여 도 12c 및 도 12d에 나타낸 것이다.
1 is a view showing an experimental animal group and an experimental schedule in an embodiment of the present invention (NC: untreated control group, Sham: sham group, IR: ischemia-reperfusion experiment group, IR-AAT: ischemia-reperfusion experiment group after administration of AAT)
Figure 2a is the result of analyzing the concentration of BUN (Blood Urea Nitrogen) in the serum of each experimental animal, Figure 2b is the concentration of Cr (Creatinine).
FIG. 3A shows the expression level of NGAL mRNA in the kidneys of each experimental animal, FIG. 3B shows the expression level of KIM-1, and FIG. 3C shows the expression level of L-FABP mRNA through RT-qPCR. The result is quantified by ratio.
4 is a result of observing histological changes by staining kidney sections of each experimental animal with PAS and observing it with an inverted microscope.
Figure 5a is a result of observing the accumulation of collagen in the kidney observed by an inverted microscope after staining the kidney sections of each experimental animal with Trichrome, Figure 5b is a result of quantifying it and graphed.
Figure 6 shows the results observed by an inverted microscope after staining F4 / 80 in kidney sections of each experimental animal.
FIG. 7A is a result obtained by staining TNF-alpha in kidney sections of each experimental animal and observed with an inverted microscope, and FIG. 7B is a graph showing quantitation.
8 is a result of analyzing the expression level of IL-6 protein in the serum of each experimental animal through ELISA.
Figure 9a shows the mRNA expression level of TNF-alpha in the kidney tissue of each animal, Figure 9b shows the mRNA expression level of TGF-beta, Figure 9c shows the mRNA expression level of IL-1beta, Figure 9d shows the mRNA of IL-6 It is a result of analyzing the expression level by RT-qPCR and graphing it.
10 is a result of performing a TUNEL assay to observe apoptosis in the kidney tissue of each animal and observing it under a confocal microscope.
11 shows the results of immunohistochemical staining of the TUNEL assay.

12A is a result of measuring the activity of Caspase-3 in the kidney tissue of each animal using a colorimetric assay kit, and FIG. 12B shows the expression levels of Bcl-2 and Bax proteins in the kidney tissue of each animal by Western blot, , This is quantified and shown in FIGS. 12C and 12D.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are only for illustrating the present invention, and the present invention is not limited by them.

실험방법Experiment method

1. 실험동물 및 신장 IRI 동물모델1. Experimental Animal and Kidney IRI Animal Model

모든 실험은 체중이 22-25g 인 8 주령 수컷 C57BL/6 마우스 (Samtako, Osan, Korea)를 사용되었다. 동물은 표준 사료 및 물을 자유롭게 섭취하도록 사육되었고 12 시간의 명암 주기를 유지하였다. 마우스는 경북 대학교 동물 관리 및 이용위원회 (KNU-2017-0013)의 승인을 받은 지침에 따라 수행되었다. 수술을 하는 동안 트리브로모 에탄올(tribromoethanol, 240 mg/kg, 1.2%)로 동물을 마취시켰다. 허혈을 유도하기 위해 신장 페디클(pedicle) 최소 측면 절개를 통해 노출시키고 미세 동맥류 클램프를 사용하여 30 분 동안 완전 폐쇄시켰다. 30 분 동안의 적절한 허혈 유도 후, 동맥 클램프를 제거하여 재관류를 허용했다. 샴(sham) 수술 동물군은 신장 페디클의 클램핑을 제외하고는 상기 실험군과 유사한 수술적 처리를 진행하였다. 수술 도중 동물을 온도 조절 가열 장치(Harvard Bioscience, Holliston, MA, USA)를 사용하여 36.5 ~ 37 ℃로 유지시켰다.All experiments used 8-week old male C57BL / 6 mice (Samtako, Osan, Korea) weighing 22-25 g. Animals were bred to ingest standard feed and water freely and maintained a 12 hour contrast cycle. Mice were performed according to guidelines approved by the Kyungpook National University Animal Care and Use Committee (KNU-2017-0013). During surgery, animals were anesthetized with tribromoethanol (240 mg / kg, 1.2%). To induce ischemia, the kidney was exposed through a minimal lateral incision of the pedicle and completely closed for 30 minutes using a micro aneurysm clamp. After induction of adequate ischemia for 30 minutes, arterial clamps were removed to allow reperfusion. The sham surgical animal group was subjected to a similar surgical treatment as the experimental group except for clamping the kidney pedicle. During surgery, animals were maintained at 36.5-37 ° C. using a temperature controlled heating device (Harvard Bioscience, Holliston, MA, USA).

2. 실험군2. Experiment group

마우스를 무작위로 네 그룹으로 나누었다(도 1). 제 1군은 정상 대조군 (NC군, n = 5)이었다. 제 2군은 샴군(Sham군, n = 6)이었다. 제 3군은 신장 허혈이 유도된 군으로서, 3일간 0.9% 생리 식염수를 투여 받았다(IR군, n = 8). 제 4 군은 신장 허혈이 유도된 군으로서, 3일간 80mg/kg/day의 AAT (Aralast®; Baxter Healthcare, Vienna, Austria)를 복강 투여 받았다(IR-AAT군, n = 8). 모든 마우스는 재관류 24시간 후 마취 하에 심장 천자에 의해 희생되었다. 분석을 위해 동물로부터 혈액과 신장을 수득했다.The mice were randomly divided into four groups (Figure 1). Group 1 was the normal control group ( NC group , n = 5). The second group was the Sham group ( Sham group , n = 6). Group 3 was a group in which renal ischemia was induced, and 0.9% physiological saline was administered for 3 days ( IR group , n = 8). Group 4 was a group in which renal ischemia was induced, and was administered intraperitoneally with 80 mg / kg / day AAT (Aralast®; Baxter Healthcare, Vienna, Austria) for 3 days ( IR-AAT group , n = 8). All mice were sacrificed by heart puncture under anesthesia 24 hours after reperfusion. Blood and kidneys were obtained from animals for analysis.

3. 신장 기능 마커의 측정3. Measurement of kidney function markers

혈장 크레아티닌 (Cr)과 혈액 요소 질소 (BUN) 수준은 Hitachi 7600 자동 생화학 분석기(Hitachi, Tokyo, Japan)로 측정했다. 초기 신장 손상의 마커인 NGAL, KIM-1 및 L-FABP를 RT-qPCR을 사용하여 균질화된 전체 신장 조직에서 평가하였다.Plasma creatinine (Cr) and blood urea nitrogen (BUN) levels were measured with a Hitachi 7600 automatic biochemical analyzer (Hitachi, Tokyo, Japan). Markers of early kidney damage, NGAL, KIM-1 and L-FABP, were evaluated in homogenized whole kidney tissue using RT-qPCR.

4. 혈장 IL-6의 측정4. Measurement of plasma IL-6

원심 분리 후, 혈청을 수집하고 제조사의 지침에 따라 상업적으로 이용 가능한 ELISA kit(R & D Systems, Minneapolis, MN, USA)를 사용하여 IL-6의 수준을 측정하였다. 값은 표준 곡선을 사용하여 계산하였다.After centrifugation, serum was collected and IL-6 levels were measured using a commercially available ELISA kit (R & D Systems, Minneapolis, MN, USA) according to the manufacturer's instructions. Values were calculated using standard curves.

5. 정량적 중합효소 연쇄반응(qPCR)5. Quantitative polymerase chain reaction (qPCR)

TRIzol 시약(Life Technologies, Carlsbad, CA, USA)을 사용하여 제조 회사의 지침에 따라 균질화된 전체 신장 조직으로부터 총 RNA를 추출하였다. 전체 RNA 1μg을 PrimeScript cDNA 합성 키트(TaKaRa, Otsu, Japan)를 사용하여 cDNA로 역전사시켰다. qPCR은 SYBR Green PCR 마스터 믹스 (Life Technologies)를 사용하여 ABI PRISM 7700 서열 검출 시스템 (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA)에서 수행하였다. 유전자 발현의 상대적 정량화를 위한 comparative Ct 방법을 사용하여 결과를 분석하였다. qPCR에 사용된 모든 프라이머는 Primer Express V1.5 소프트웨어 (Applied Biosystems)를 사용하여 디자인되었으며 그 서열은 다음과 같다 : Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) (forward 5'- GCC ACT CCA TCT TTC CTG TTG-3 'and reverse 5 '-GGG AGT GCT GGC CAA ATA AG -3'); KIM-1 (순방향 5'- CAG GGA AGC CGC AGA AAA A-3 '및 역방향 5'-GAT AGC CAC GGT GCT CAC AA-3'); IL-1β (전방 5'-AGG CAA TAG GTC TGC CCG AGG AC-3 '및 역방향 5'-CCA GTT CGC ACT CCT CCC CCA-3'), IL-1β (전방 5'-TCG TGC TGT CGG ACC CAT AT-3 '및 역방향 5'-GGT TCTC CTT GTA CAA AGC TCA TG-3'); IL-6 (순방향 5'-CCC ACC AAG AAC GAT AGT CAA TT-3 '및 역방향 5'-CAC CAG CAT CAG TCC CAA GA-3'); transforming growth factor(TGF) -β (전방 5'- GGC TGT GGC CAT CAA GAA TT-3 '및 역방향 5'-GCA GAG GGA AGA GTC AAA CAT GT-3'); TNF-α (전방 5'- GAC TAG CCA GGA GGG AGA ACA G-3 '및 역방향 5'-CAG TGA GTG AAA GGG ACA GAA CCT-3'); 및 β- 액틴 (전방 5'-ACC ACC ATG TAC CCA GGC ATT-3 '및 역방향 5'-CCA CAC AGA GTA CTT GCG CTC A-3').Total RNA was extracted from whole kidney tissue homogenized according to manufacturer's instructions using TRIzol reagent (Life Technologies, Carlsbad, CA, USA). 1 μg of total RNA was reverse transcribed into cDNA using PrimeScript cDNA synthesis kit (TaKaRa, Otsu, Japan). qPCR was performed in an ABI PRISM 7700 sequence detection system (Applied Biosystems, Foster City, CA, USA) using the SYBR Green PCR master mix (Life Technologies). The results were analyzed using a comparative Ct method for the relative quantification of gene expression. All primers used for qPCR were designed using Primer Express V1.5 software (Applied Biosystems) and the sequence was as follows: Neutrophil gelatinase-associated lipocalin (NGAL) (forward 5'- GCC ACT CCA TCT TTC CTG TTG- 3 'and reverse 5'-GGG AGT GCT GGC CAA ATA AG-3'); KIM-1 (forward 5'- CAG GGA AGC CGC AGA AAA A-3 'and reverse 5'-GAT AGC CAC GGT GCT CAC AA-3'); IL-1β (front 5'-AGG CAA TAG GTC TGC CCG AGG AC-3 'and reverse 5'-CCA GTT CGC ACT CCT CCC CCA-3'), IL-1β (front 5'-TCG TGC TGT CGG ACC CAT AT-3 'and reverse 5'-GGT TCTC CTT GTA CAA AGC TCA TG-3'); IL-6 (forward 5'-CCC ACC AAG AAC GAT AGT CAA TT-3 'and reverse 5'-CAC CAG CAT CAG TCC CAA GA-3'); transforming growth factor (TGF) -β (front 5'- GGC TGT GGC CAT CAA GAA TT-3 'and reverse 5'-GCA GAG GGA AGA GTC AAA CAT GT-3'); TNF-α (front 5'- GAC TAG CCA GGA GGG AGA ACA G-3 'and reverse 5'-CAG TGA GTG AAA GGG ACA GAA CCT-3'); And β-actin (front 5'-ACC ACC ATG TAC CCA GGC ATT-3 'and reverse 5'-CCA CAC AGA GTA CTT GCG CTC A-3').

6. 조직학적 분석 및 면역조직화학 연구6. Histological analysis and immunohistochemistry research

신장 조직을 4% 파라포름알데히드(pH 7.4)로 고정시키고 파라핀에 끼웠다. 파라핀 고정된 조직을 2μm로 슬라이스하고 조직학적 변화 및 콜라겐 침착을 결정하기 위해 표준 프로토콜을 사용하여 과요오드산-Schiff (PAS) 및 Masson 's trichrome으로 염색하였다. 면역조직화학 염색을 위해 2μm의 신장 절편을 탈 파라핀화 시키고 재수화 시킨 다음 3% 과산화수소를 사용하여 내인성 과산화 효소를 비활성화 시켰다. 검체를 4℃에서 하룻밤 동안 항-TNF-α (1 : 100, Abcam, Cambridge, UK) 및 항-F4/80 (1 : 200, Serotec, Oxford, 영국)과 함께 배양한 후 EnVision- HRP 키트 (Dako, Carpinteria, CA, USA)를 사용하여 검출하였다. 모든 섹션을 Mayer의 헤마톡실린으로 대조 염색하고 CoolSNAP HQ 카메라 (Photometrics, Tucson, AZ, USA)가 장착된 Leica DM IRB 도립 현미경 (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany)하에서 검사하였다. TNF-α 발현의 정량은 Image J 소프트웨어 (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA)를 사용하여 총 면적의 백분율로 측정하였다. F4/80-양성 세포의 정량화를 위해 슬라이스 당 ×400 배율에서 5개의 겹치지 않는(non-overlapping) 영역의 세포를 계수하고 조직의 mm2 당 표준화하였다.Kidney tissue was fixed with 4% paraformaldehyde (pH 7.4) and embedded in paraffin. Paraffin fixed tissue was sliced to 2 μm and stained with periodic acid-Schiff (PAS) and Masson's trichrome using standard protocols to determine histological changes and collagen deposition. For immunohistochemical staining, 2 μm kidney sections were deparaffinized and rehydrated, and then endogenous peroxidase was inactivated using 3% hydrogen peroxide. After incubating the samples at 4 ° C. overnight with anti-TNF-α (1: 100, Abcam, Cambridge, UK) and anti-F4 / 80 (1: 200, Serotec, Oxford, UK), EnVision-HRP kit ( Dako, Carpinteria, CA, USA). All sections were counter stained with Mayer's hematoxylin and examined under a Leica DM IRB inverted microscope (Leica Microsystems, Wetzlar, Germany) equipped with a CoolSNAP HQ camera (Photometrics, Tucson, AZ, USA). Quantification of TNF-α expression was measured as a percentage of total area using Image J software (National Institutes of Health, Bethesda, MD, USA). For quantification of F4 / 80-positive cells, cells in 5 non-overlapping regions at × 400 magnification per slice were counted and normalized per mm 2 of tissue.

7. TUNEL assay7. TUNEL assay

사멸 세포(apoptotic cell)의 검출을 위해 형광현미경을 이용하여 In situ Cell Death Detection Fluorescein Kit (Roche, Mannheim, Germany) 및 면역 조직 화학 염색을 위해 Click-iTTM TUNEL 비색식 IHC 검출 키트 (Life Technologies, Carlsbad, CA, USA)를 사용하였다. 간략히, 2μm의 신장 절편을 탈-파라핀화 하고, 재수화시킨 후, 프로테이나제 K로 처리하였다. TUNEL 분석의 형광염색을 위해, TUNEL 시약과 함께 실온에서 30분 동안 인큐베이션 하고, 인산 완충 식염수로 3 회 세척하였다. 5 분간 처리한 후, 핵을 검출하기 위해 1분 동안 4 ', 6- 디아 미디노-2-페닐 인돌(DAPI,Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA)로 대조 염색 하였다. 마지막으로, 절편을 Prolong Gold 항-퇴색 시약 (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)으로 장착하고 공초점 현미경(Carl Zeiss, Gottingen, Germany)하에 관찰하였다. TUNEL assay의 면역조직화학염색을 위해 TdT(terminal deoxynucleotidyl transferase) 효소와 37℃에서 60분간 뉴클레오티드를 혼합하여 배양하였다. 절편을 streptavidin-peroxidase conjugate 용액과 함께 실온에서 30분 동안 인큐베이션하고, 3,3'-디아미노벤지딘 (DAB) 반응 혼합물로 발색시켜 갈색을 생성시킨 다음, Mayer의 헤마톡실린으로 대조염색 하였다.In situ Cell Death Detection Fluorescein Kit (Roche, Mannheim, Germany) using a fluorescence microscope for detection of apoptotic cells and Click-iTTM TUNEL colorimetric IHC detection kit for immunohistochemical staining (Life Technologies, Carlsbad) , CA, USA). Briefly, 2 μm kidney sections were de-paraffinized and rehydrated before treatment with proteinase K. For fluorescent staining of TUNEL assay, incubated with TUNEL reagent at room temperature for 30 minutes and washed three times with phosphate buffered saline. After 5 minutes of treatment, the cells were counterstained with 4 ', 6-diamidino-2-phenyl indole (DAPI, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO, USA) for 1 minute to detect nuclei. Finally, sections were mounted with Prolong Gold anti-fading reagent (Invitrogen, Carlsbad, CA, USA) and observed under confocal microscopy (Carl Zeiss, Gottingen, Germany). For immunohistochemical staining of TUNEL assay, TdT (terminal deoxynucleotidyl transferase) enzyme and nucleotide at 37 ° C were mixed for 60 minutes and cultured. Sections were incubated with streptavidin-peroxidase conjugate solution for 30 minutes at room temperature, developed with a 3,3'-diaminobenzidine (DAB) reaction mixture to produce a brown color, and then counterstained with Mayer's hematoxylin.

8. 카스파제-3 활성의 측정8. Measurement of caspase-3 activity

Caspase-3 활성은 제조자의 프로토콜에 따라 비색 분석 키트(Sigma-Aldrich)를 사용하여 균질화된 전체 신장 조직으로 측정하였다. 간략히, 신장 균질물의 상등액을 37℃에서 90분 동안 분석 완충액에서 형광 측정 카스파제-3 기질 및 Ac-DEVD-pNA와 함께 배양하였다. ELISA 판독기를 사용하여 405nm에서 카스파제-3 활성을 측정하였다. 값은 대조 백분율로서 표시하였다.Caspase-3 activity was measured by homogenized whole kidney tissue using a colorimetric assay kit (Sigma-Aldrich) according to the manufacturer's protocol. Briefly, the supernatant of kidney homogenate was incubated with fluorescence measuring caspase-3 substrate and Ac-DEVD-pNA in assay buffer for 90 min at 37 ° C. Caspase-3 activity was measured at 405 nm using an ELISA reader. Values are expressed as percentage control.

9. 웨스턴 블롯9. Western Blot

균질화된 신장 조직을 12% 소디움도데실설페이트-폴리아크릴아미드 겔 전기영동(SDS-PAGE)에서 전기영동하고, 니트로 셀룰로오스 멤브레인으로 옮기고, 10% 스킴밀크로 1시간 블로킹 한 후, Bcl-2(1 : 1000; Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA), Bax(1 : 1000, Cell Signaling Technology) 및 β-actin (1 : 5000, 시그마 - 올드 리치) 1차 항체로 4℃에서 밤샘 배양하였다. 세척 후, 막을 1 시간 동안 Horseradish peroxidase-conjugated IgG 2 차 항체 (1 : 2000, Dako, Glostup, Denmark)와 함께 배양하고 ECL Advanced Detection (GE Healthcare, Little Chalfont, UK)을 사용하여 검출하였다. Scion Image 소프트웨어 (Scion, Frederick, MD, USA)를 사용하여 밴드를 분석하고 로딩 컨트롤로 β-actin을 사용했다.The homogenized kidney tissue was electrophoresed on 12% sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), transferred to a nitrocellulose membrane, blocked with 10% skim milk for 1 hour, and then Bcl-2 (1 : 1000; Cell Signaling Technology, Danvers, MA, USA), Bax (1: 1000, Cell Signaling Technology) and β-actin (1: 5000, Sigma-Old Rich) were incubated overnight at 4 ° C with primary antibodies. After washing, the membrane was incubated with Horseradish peroxidase-conjugated IgG secondary antibody (1: 2000, Dako, Glostup, Denmark) for 1 hour and detected using ECL Advanced Detection (GE Healthcare, Little Chalfont, UK). Bands were analyzed using Scion Image software (Scion, Frederick, MD, USA) and β-actin was used as the loading control.

10. 통계학적 분석10. Statistical Analysis

모든 데이터는 평균의 표준오차로 제시된다. 실험은 최소 3번 독립적으로 반복되었다. 모든 통계 분석은 GraphPad prism 5.01 소프트웨어 (GraphPad Software, La Jolla, CA, USA)를 사용하여 Turkey's post hoc test를 사용하여 일방 분산 분석에 의해 수행되었다. P <0.05는 통계적으로 유의하다고 간주되었다.All data are presented as the standard error of the mean. The experiment was repeated independently at least three times. All statistical analyzes were performed by one-way ANOVA using Turkey's post hoc test using GraphPad prism 5.01 software (GraphPad Software, La Jolla, CA, USA). P <0.05 was considered statistically significant.

실험결과Experiment result

1.AAT는 신장 기능 실조를 완화함1.AAT relieves kidney failure

BUN, Cr 은 신장 기능의 마커로서, IR군에서 대조군(NC, sham)과 비교하여 BUN, Cr의 상당한 증가가 나타났고, IR-AAT군에서는 IR군 대비 BUN과 Cr의 확연한 감소를 나타냈다(도 2a, 2b). 초기 신장 손상 마커인 혈장 내 NGAL 및 KIM-1의 농도가 IR군에서 증가하였고 IR-AAT군에서 이와 비교해 감소하였다. L-FABP 또한 IR군에서 증가를 보였고 IR-AAT군에서 감소를 보였으나 통계적 차이는 보이지는 않았다(도 3a, 3b, 3c).BUN and Cr are markers of renal function, and a significant increase in BUN and Cr was observed in the IR group compared to the control group (NC, sham), and the IR-AAT group showed a marked decrease in BUN and Cr compared to the IR group (FIG. 2a, 2b). The concentrations of NGAL and KIM-1 in plasma, which are early kidney damage markers, were increased in the IR group and decreased compared to those in the IR-AAT group. L-FABP also showed an increase in the IR group and a decrease in the IR-AAT group, but no statistical difference (Fig. 3a, 3b, 3c).

2. IRI에 의해 유발되는 조직학적 신장 손상으로부터 AAT가 방어함2. AAT defends against histological kidney damage caused by IRI

PAS and Masson's trichrome 염색은 조직학적 변화와 신장의 콜라겐 침착을 반영한다. 대조군(NC, Sham)에서는 PAS 및 Masson's trichrome 염색에서 tubular injury와 간질의 섬유화가 거의 보이지 않았다. 그러나 IR군에서 대조군과 비교하여 cast형성과 brush border의 손실같은 tubule 손상과 신간질에 collagen 침착이 상당히 증가하였다. 반면에 IR-AAT군에서는 이러한 조직학적 변화가 개선되었다(도 4, 도 5a, 도 5a).PAS and Masson's trichrome staining reflects histological changes and kidney collagen deposition. In the control group (NC, Sham), tubular injury and interstitial fibrosis were hardly observed in PAS and Masson's trichrome staining. However, in the IR group, collagen deposition was significantly increased in tubule damage and renal epilepsy, such as loss of cast formation and brush border, compared to the control group. On the other hand, this histological change was improved in the IR-AAT group (Fig. 4, Fig. 5A, Fig. 5A).

3. 신장 IRI에 따른 염증성 마커들의 발현 증가를 AAT가 완화함3. AAT relieves increased expression of inflammatory markers according to renal IRI

TNF-α는 전신염증과 관련된 사이토카인이고 F4/80은 efferent CD8+ regulatory T cells needed for peripheral tolerance의 유도에 필요한 대식세포 마커 중 하나이다. TNF-α 및 F4/80 발현이 IR군에서 대조군과 비교하여 증가하였다. 그리고 IR-AAT군에서 IR군과 비교하여 TNF-α and F4/80 발현이 감소하였다(도 6, 도 7a, 7b). 혈청 IL-6 levels이 대조군과 비교하여 IR군에서 상당한 증가를 보인 반면, IR-AAT군에서는 IR군과 비교하여 확연한 감소를 보였다. (도 8) TNF-α is a cytokine associated with systemic inflammation and F4 / 80 is one of the macrophage markers required for induction of efferent CD8 + regulatory T cells needed for peripheral tolerance. TNF-α and F4 / 80 expression increased in the IR group compared to the control group. And in the IR-AAT group, TNF-α and F4 / 80 expression decreased compared to the IR group (FIG. 6, FIG. 7A, 7B). Serum IL-6 levels showed a significant increase in the IR group compared to the control group, while the IR-AAT group showed a marked decrease compared to the IR group. (Fig. 8)

염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6 및 TGF-ß의 mRNA level의 발현을 측정하기 위해 qRT-PCR 을 사용하였다. TNF-α, IL-1β, IL-6 및 TGF-ß의 qRT-PCR level이 대조군과 비교하여 IR군에서 현저한 증가를 보였다. TNF-α의 mRNA 발현 수준을 제외하고 IR-AAT군에서 IR군과 비교하여 이러한 증가는 약화되었다(도 9a~9d).QRT-PCR was used to measure the expression of mRNA levels of the inflammatory cytokines TNF-α, IL-1β, IL-6 and TGF-ß. The qRT-PCR levels of TNF-α, IL-1β, IL-6 and TGF-ß showed a significant increase in the IR group compared to the control group. Except for the mRNA expression level of TNF-α, this increase was attenuated compared to the IR group in the IR-AAT group (FIGS. 9A-9D).

4. 신장 IRI에서 AAT는 세포사멸(apoptosis)를 억제함4. In renal IRI, AAT inhibits apoptosis

TUNEL assay는 세포사멸성 DNA 절편화를 감지하는 방법으로 IR군에서 TUNEL-양성인 신장 세뇨관 상피세포(tubular epithelial cells)가 많이 관찰되었고 IR-AAT군에서 감소하였다. 대조군에서는 거의 보이지 않았다(도 10, 도 11).The TUNEL assay is a method of detecting apoptotic DNA fragmentation. In the IR group, many TUNEL-positive renal tubular epithelial cells were observed and decreased in the IR-AAT group. It was hardly seen in the control group (Fig. 10, Fig. 11).

Caspase-3는 세포사멸(apoptosis)를 유발하는 단백질이다. Caspase-3 활성이 대조군과 비교하여 IR군에서 증가하였고 IR-AAT군에서는 이러한 증가가 소실되었다. Caspase-3 is a protein that causes apoptosis. Caspase-3 activity was increased in the IR group compared to the control group, and this increase was lost in the IR-AAT group.

Bcl-2와 bax 또한 세포사멸을 반영한다. IR군에서 bcl-2 발현은 대조군과 비교하여 감소하였고 bax 발현은 증가하였다. 반면에 IR-AAT군에서 IR군과 비교하여 bcl-2 발현은 증가하고 bax 발현은 감소하였다(도 12a~d)Bcl-2 and bax also reflect apoptosis. In the IR group, bcl-2 expression decreased and bax expression increased compared to the control group. On the other hand, in the IR-AAT group, bcl-2 expression increased and bax expression decreased compared to the IR group (FIGS. 12A-D).

알파-1 안티트립신을 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 허혈-재관류로 인한 장기 손상 환경에서 염증성 인자들의 발현을 저해하고, 조직의 섬유화, 콜라겐 축적 및 세포사멸(apoptosis)을 억제하는 효과가 매우 우수하여 허혈-재관류로 인한 장기 손상의 예방 또는 치료제 개발에 매우 유용하게 활용될 수 있어 산업상 이용가능성이 매우 우수하다.The composition of the present invention comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient has an effect of inhibiting the expression of inflammatory factors in the long-term damage environment due to ischemia-reperfusion, and suppressing fibrosis, collagen accumulation and apoptosis of tissues. It is very excellent and can be very useful in preventing long-term damage caused by ischemia-reperfusion or developing a therapeutic agent, and thus has excellent industrial applicability.

<110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY HOSPITAL <120> Composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin <130> NP18-0068 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 418 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> human alpha-1 antitrypsin <400> 1 Met Pro Ser Ser Val Ser Trp Gly Ile Leu Leu Leu Ala Gly Leu Cys 1 5 10 15 Cys Leu Val Pro Val Ser Leu Ala Glu Asp Pro Gln Gly Asp Ala Ala 20 25 30 Gln Lys Thr Asp Thr Ser His His Asp Gln Asp His Pro Thr Phe Asn 35 40 45 Lys Ile Thr Pro Asn Leu Ala Glu Phe Ala Phe Ser Leu Tyr Arg Gln 50 55 60 Leu Ala His Gln Ser Asn Ser Thr Asn Ile Phe Phe Ser Pro Val Ser 65 70 75 80 Ile Ala Thr Ala Phe Ala Met Leu Ser Leu Gly Thr Lys Ala Asp Thr 85 90 95 His Asp Glu Ile Leu Glu Gly Leu Asn Phe Asn Leu Thr Glu Ile Pro 100 105 110 Glu Ala Gln Ile His Glu Gly Phe Gln Glu Leu Leu Arg Thr Leu Asn 115 120 125 Gln Pro Asp Ser Gln Leu Gln Leu Thr Thr Gly Asn Gly Leu Phe Leu 130 135 140 Ser Glu Gly Leu Lys Leu Val Asp Lys Phe Leu Glu Asp Val Lys Lys 145 150 155 160 Leu Tyr His Ser Glu Ala Phe Thr Val Asn Phe Gly Asp Thr Glu Glu 165 170 175 Ala Lys Lys Gln Ile Asn Asp Tyr Val Glu Lys Gly Thr Gln Gly Lys 180 185 190 Ile Val Asp Leu Val Lys Glu Leu Asp Arg Asp Thr Val Phe Ala Leu 195 200 205 Val Asn Tyr Ile Phe Phe Lys Gly Lys Trp Glu Arg Pro Phe Glu Val 210 215 220 Lys Asp Thr Glu Glu Glu Asp Phe His Val Asp Gln Val Thr Thr Val 225 230 235 240 Lys Val Pro Met Met Lys Arg Leu Gly Met Phe Asn Ile Gln His Cys 245 250 255 Lys Lys Leu Ser Ser Trp Val Leu Leu Met Lys Tyr Leu Gly Asn Ala 260 265 270 Thr Ala Ile Phe Phe Leu Pro Asp Glu Gly Lys Leu Gln His Leu Glu 275 280 285 Asn Glu Leu Thr His Asp Ile Ile Thr Lys Phe Leu Glu Asn Glu Asp 290 295 300 Arg Arg Ser Ala Ser Leu His Leu Pro Lys Leu Ser Ile Thr Gly Thr 305 310 315 320 Tyr Asp Leu Lys Ser Val Leu Gly Gln Leu Gly Ile Thr Lys Val Phe 325 330 335 Ser Asn Gly Ala Asp Leu Ser Gly Val Thr Glu Glu Ala Pro Leu Lys 340 345 350 Leu Ser Lys Ala Val His Lys Ala Val Leu Thr Ile Asp Glu Lys Gly 355 360 365 Thr Glu Ala Ala Gly Ala Met Phe Leu Glu Ala Ile Pro Met Ser Ile 370 375 380 Pro Pro Glu Val Lys Phe Asn Lys Pro Phe Val Phe Leu Met Ile Glu 385 390 395 400 Gln Asn Thr Lys Ser Pro Leu Phe Met Gly Lys Val Val Asn Pro Thr 405 410 415 Gln Lys <110> Kyungpook National University Industry-Academic Cooperation Foundation          KYUNGPOOK NATIONAL UNIVERSITY HOSPITAL <120> Composition for preventing or treating ischemia-reperfusion          injury comprising alpha-1 antitrypsin <130> NP18-0068 <160> 1 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 418 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> human alpha-1 antitrypsin <400> 1 Met Pro Ser Ser Val Ser Trp Gly Ile Leu Leu Leu Ala Gly Leu Cys   1 5 10 15 Cys Leu Val Pro Val Ser Leu Ala Glu Asp Pro Gln Gly Asp Ala Ala              20 25 30 Gln Lys Thr Asp Thr Ser His His Asp Gln Asp His Pro Thr Phe Asn          35 40 45 Lys Ile Thr Pro Asn Leu Ala Glu Phe Ala Phe Ser Leu Tyr Arg Gln      50 55 60 Leu Ala His Gln Ser Asn Ser Thr Asn Ile Phe Phe Ser Pro Val Ser  65 70 75 80 Ile Ala Thr Ala Phe Ala Met Leu Ser Leu Gly Thr Lys Ala Asp Thr                  85 90 95 His Asp Glu Ile Leu Glu Gly Leu Asn Phe Asn Leu Thr Glu Ile Pro             100 105 110 Glu Ala Gln Ile His Glu Gly Phe Gln Glu Leu Leu Arg Thr Leu Asn         115 120 125 Gln Pro Asp Ser Gln Leu Gln Leu Thr Thr Gly Asn Gly Leu Phe Leu     130 135 140 Ser Glu Gly Leu Lys Leu Val Asp Lys Phe Leu Glu Asp Val Lys Lys 145 150 155 160 Leu Tyr His Ser Glu Ala Phe Thr Val Asn Phe Gly Asp Thr Glu Glu                 165 170 175 Ala Lys Lys Gln Ile Asn Asp Tyr Val Glu Lys Gly Thr Gln Gly Lys             180 185 190 Ile Val Asp Leu Val Lys Glu Leu Asp Arg Asp Thr Val Phe Ala Leu         195 200 205 Val Asn Tyr Ile Phe Phe Lys Gly Lys Trp Glu Arg Pro Phe Glu Val     210 215 220 Lys Asp Thr Glu Glu Glu Asp Phe His Val Asp Gln Val Thr Thr Val 225 230 235 240 Lys Val Pro Met Met Lys Arg Leu Gly Met Phe Asn Ile Gln His Cys                 245 250 255 Lys Lys Leu Ser Ser Trp Val Leu Leu Met Lys Tyr Leu Gly Asn Ala             260 265 270 Thr Ala Ile Phe Phe Leu Pro Asp Glu Gly Lys Leu Gln His Leu Glu         275 280 285 Asn Glu Leu Thr His Asp Ile Ile Thr Lys Phe Leu Glu Asn Glu Asp     290 295 300 Arg Arg Ser Ala Ser Leu His Leu Pro Lys Leu Ser Ile Thr Gly Thr 305 310 315 320 Tyr Asp Leu Lys Ser Val Leu Gly Gln Leu Gly Ile Thr Lys Val Phe                 325 330 335 Ser Asn Gly Ala Asp Leu Ser Gly Val Thr Glu Glu Ala Pro Leu Lys             340 345 350 Leu Ser Lys Ala Val His Lys Ala Val Leu Thr Ile Asp Glu Lys Gly         355 360 365 Thr Glu Ala Ala Gly Ala Met Phe Leu Glu Ala Ile Pro Met Ser Ile     370 375 380 Pro Pro Glu Val Lys Phe Asn Lys Pro Phe Val Phe Leu Met Ile Glu 385 390 395 400 Gln Asn Thr Lys Ser Pro Leu Phe Met Gly Lys Val Val Asn Pro Thr                 405 410 415 Gln Lys        

Claims (5)

알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상(ischemia-reperfusion injury) 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating ischemia-reperfusion injury, which includes alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.
제1항에 있어서, 상기 허혈-재관류 손상은 신장 손상인 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the ischemia-reperfusion injury is kidney damage.
제1항에 있어서, 상기 알파-1 안티트립신은 서열번호 1의 아미노산 서열을 포함하는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the alpha-1 antitrypsin comprises the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1.
제1항에 있어서, 상기 알파-1 안티트립신은 염증성 마커의 발현 및 세포사멸(apoptosis)를 억제하는 것을 특징으로 하는 약학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 1, wherein the alpha-1 antitrypsin inhibits expression of inflammatory markers and apoptosis.
알파-1 안티트립신(alpha-1 antitrypsin)을 유효성분으로 포함하는 허혈-재관류 손상(ischemia-reperfusion injury) 예방 또는 개선용 식품 조성물. Food composition for preventing or improving ischemia-reperfusion injury comprising alpha-1 antitrypsin as an active ingredient.
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