KR20210008899A - 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건선 또는 피부 경화증을 포함하는 피부질환을 효과적으로 치료할 수 있는 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 메트포민을 포함하는 조성물은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시키고, 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현을 억제시킴으로써 피부 표피 조직의 손상을 완화시키고 결과적으로 건선을 효과적으로 치료할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 섬유증의 활성을 억제시키고, 염증성 사이토카인인 IL-6 및 STAT3의 발현과 Th17 세포의 발현을 억제시키며, 섬유화의 대표 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 억제함으로써 피부 경화증을 효과적으로 치료할 수 있다.

Description

메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물{Pharmaceutical composition for preventing or treating skin diseases comprising metformin as active ingredient}

본 발명은 건선(psoriasis) 또는 피부 경화증(scleroderma)을 포함하는 피부질환을 효과적으로 치료할 수 있는 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.

건선은 현재 인구의 약 1~2%가 발병하여 전 세계에 대략 1억 명 정도가 앓고 있는 매우 흔한 피부 염증성 질환으로, 자가면역질환이다. 건선은 극소 부위에서 많이 퍼지는 경우에는 전신의 거의 모든 피부가 덮이기도 한다. 건선의 원인이 아직 완벽하게 밝혀져 있지는 않지만 유전적 요인과 피부가 손상을 받으면 부분적 건선이 발생하는 쾨브너 현상(Koebner phenomenon)이 영향이 있다고 알려져 있으며, 다양한 환경적인 요인들이 건선을 악화시킨다고 제시되고 있다. 여기에는 스트레스, 침투성의 코르티코스테로이드(corticosteroid)의 중단 및 다른 환경적 요인들이 포함된다. 건선은 생명에는 지장이 없지만, 심리적 압박, 자신감 상실, 우울증 등을 유발하며 장기적인 치료가 필요한 질환이다.

건선에서는 정상적인 면역시스템과는 달리 피부에 어떠한 항원이 존재하지 않는데도 T 세포가 활성화되어 사이토카인들을 분비하고, 이 사이토카인들은 대략 28일 주기에 걸쳐서 재생하고 성숙하는 정상적인 피부세포에 작용하여 피부세포가 매우 빠르게 3~4일 주기로 재생하고 성숙하도록 한다. 이렇게 빠른 속도로 재생되고 성숙된 피부들은 피부표면으로 이동하여 죽은 세포들이 겹겹이 쌓여서 회백색의 인설이 되고 혈관이 확장되고 혈류량이 증가하여 피부색이 빨갛게 변한다. 건선에서의 T 세포 활성화와 관련하여, Th-1 세포가 건선을 촉발하며, Th-1 세포의 활성을 억제하는 IL-10을 사용할 경우 건선의 증상이 완화된다고 보고되었다. 또한, IL-1β, IL-6, IL-8, GM-CSF, TNF-α와 같은 사이토카인이 건선 촉발을 유도하며, VEGT 및 Substances P 농도 증가도 건선과 관련 있는 것으로 보고되었다.

건선의 일반적인 치료에는 국소 투약, 광선 요법 및 내복 투약법이 있다. 국소 치료는 스테로이드, 콜타르, 안트랄린, 비타민 D3 및 그의 유사체, 레티노이드 및 햇볕 등을 포함하는 치료이며, 이러한 국소 치료는 피부 얇아짐, 튼살, 화상, 자극 및 광과민증의 부작용이 있다. 광선 요법은 자외선 B 또는 자외선 A와 함께 쏘랄렌의 투여를 포함하며, 피부가 빨리 노화되고, 피부암 발병률이 증가된다는 단점이 있다. 가장 심한 건선에 적용하는 내복 투여는 메토트렉세이트, 경구 레티노이드, 싸이클로스포린 등의 투여를 포함한다. 다만, 싸이클로스포린은 신장기능 손상과 혈압에 문제를 일으킬 수 있기 때문에 주의깊은 관찰이 필요하며, 메토트렉세이트는 건선과 건선 관절염에 모두 효과적이다는 장점이 있으나 누적하여 사용하면 간경변이나 섬유증을 일으킬수 있으므로 주의해서 사용하여야 한다. 또한, 경구 레티노이드의 사용은 여성의 출산에 심각한 장애를 줄 가능성이 있기 때문에 주의깊게 조절하여 사용하여야 한다. 이와 같이 종래에 건선을 치료하기 위해 사용되어온 약물들은 부작용 또는 단점을 가지며, 메토트렉세이트, 싸이클로스포린 등의 약물은 T 세포의 활성을 억제하기 위한 약물들로서 독성이 심하기 때문에 이들 약물들 보다는 부작용이 적은 생물제제(biologics)로서 알레파셉트(Amevive), 이타너셉트(Enbrel), 인플릭시마브(Remicade), 이팔리주마브(Raptiva) 등의 약물들이 개발되었다.

피부 경화증은 전신성 경화증으로도 지칭되며, 전신성 섬유증 형태는 피부의 연관 정도에 따라 2가지 하위유형을 포함한다. 제한형 피부 형태는 사지에 영향을 미치는 반면, 분산형 하위유형은 몸체에도 영향을 미친다. 이러한 전신성 경화증 이외에도, 내부 장기에는 영향을 미치지 않는 국소피부 경화증(morphea)도 존재한다. 전신성 경화증은 피부 및 내부 장기에서의 만연된 미세혈관 손상 및 진행성 섬유증으로, 일반적으로 가장 명확한 임상적 증상은 예를 들어, 피부가 딱딱해지거나, 홍조를 띠거나, 또는 벗겨지는 드의 피부 경화 및 이와 관련된 상흔이다. 현재 몇몇 이용 가능한 약제가 피부를 부드럽게 하고 염증을 감소시킬 수 있지만, 피부 경화증의 병인 치료를 위한 부가적이고 효과적인 약물이 요구되는 실정이다.

메트포민은 비-인슐린 의존성 당뇨병 멜리튜스(non-insulin dependent diabetes mellitus, NIDDM)의 치료기술에서 사용되어온 경구용 항과혈당 약물로써, 기초 플라즈마 글루코스 및 식후의 플라즈마 글루코스를 모두 낮춤으로써 NIDDM 환자들에 있어서 글루코스 내성을 향상시킨다. 이처럼 메트포민은 주로 2형 당뇨병 치료제로 널리 이용되어 왔고, 다낭성 난소 증후군(polycystic ovary syndrome), 체중 감소, 암 치료제 등에 대해 임상적 접근이 이루어지고 있다. 그러나, 메트포민을 피부질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용은 현재까지는 개시되어 있지 않은 실정이다.

한국공개특허 제2009-0005513호

이에 본 발명자들은 메트포민은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시켜 피부 표피 조직의 손상을 완화시키고, 섬유증의 활성을 억제시킴으로써 건선 및 피부 경화증을 억제하는 효과가 우수함을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 인간을 제외한 피부질환이 유발된 개체에 메트포민을 투여하는 단계를 포함하는 피부질환의 치료방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위하여, 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조성물은 메트포민을 0.05 내지 20mg의 양으로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 피부질환은 건선 또는 피부 경화증에서 선택될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에서 있어서, 상기 조성물은 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 또는 STAT3의 발현을 감소 또는 억제시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 상기 조성물은 섬유화 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 억제시킬 수 있다.

본 발명에 따른 메트포민을 포함하는 조성물은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시키고, 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현을 억제시킴으로써 피부 표피 조직의 손상을 완화시키고 결과적으로 건선을 효과적으로 치료할 수 있다. 또한, 상기 조성물은 섬유증의 활성을 억제시키고, 염증성 사이토카인인 IL-6 및 STAT3의 발현과 Th17 세포의 발현을 억제시키며, 섬유화의 대표 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 억제함으로써 피부 경화증을 효과적으로 치료할 수 있다.

도 1a는 정상군(normal control, N.C), 대조군(vehicle control, V.C) 및 실험군(metformin)에서, 건선의 임상적 중증도를 측정하는 PASI(Psoriasis Area and Severity Index) 스코어로 피부 긁힘, 홍반 및 두께에 대해 비교평가한 결과를 나타낸다. 도 1b는 정상군, 대조군 및 실험군에서의 PASI 스코어를 나타낸 그래프이다.
도 2는 정상군, 대조군 및 실험군의 피부조직을 헤마톡실린과 에오신(H&E) 염색한 결과를 나타낸다.
도 3은 정상군, 대조군 및 실험군에서 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현을 비교한 결과를 나타낸다.
도 4는 정상군, 대조군 및 실험군에서 피부 경화증 개선 정도를 육안으로 측정한 결과를 나타낸다.
도 5는 정상군, 대조군 및 실험군의 폐 조직을 헤마톡실린과 에오신(H&E) 염색한 결과를 나타낸다.
도 6은 정상군, 대조군 및 실험군의 진피내 두께와 모낭의 수를 비교한 결과이다.
도 7은 정상군, 대조군 및 실험군에서 IL-6 및 STAT3의 발현을 비교한 결과를 나타낸다.
도 8은 정상군, 대조군 및 실험군의 비장에서 분리된 세포에 항-CD4-pe, 항-IL-17-FITC를 염색한 후, Th17 세포의 발현양을 비교한 결과를 나타낸다.
도 9는 대조군 및 실험군의 피부에서 분리된 세포에 RNA zolB를 처리하여 RNA를 단리한 후, 단리된 RNA로부터 cDNA를 합성하여 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 실시간 PCR로 분석한 결과를 나타낸다.

본 발명은 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.

본 발명자들은 피부질환을 예방 또는 치료할 수 있는 새로운 약물을 연구하던 중, 본 발명의 메트포민 화합물에 주목하였는데 메트포민은 당뇨병 치료효과가 있다고 알려진 바 있다. 또한, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨 활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 피부질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용에 대해서는 전혀 언급된 바가 없다.

건선의 일반적인 치료에는 국소 투약, 광선 요법 및 내복 투약법이 있으나, 국소 치료는 피부 얇아짐, 튼살, 화상, 자극 및 광과민증의 부작용이 있고, 광선 요법은 자외선 B 또는 자외선 A와 함께 쏘랄렌의 투여를 포함하며, 피부가 빨리 노화되고, 피부암 발병률이 증가된다는 단점이 있다. 이와 같이 종래에 건선을 치료하기 위해 사용되어온 약물들은 부작용 또는 단점을 가지며, 메토트렉세이트, 싸이클로스포린 등의 약물은 T 세포의 활성을 억제하기 위한 약물들로서 독성이 심하기 때문에 이들 약물들 보다는 부작용이 적은 생물제제를 개발하고 있는 실정이다. 또한, 피부 경화증을 치료하기 위하여 현재 피부를 부드럽게 하고 염증을 감소시키는 약제를 이용하고 있으나, 피부 경화증을 근본적으로 치료할 수 있는 약물에 대한 필요성이 요구되는 실정이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 메트포민을 유효성분으로 포함하는 피부질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 상세하게 설명한다. 본 실시예는 건선 및 피부 경화증 모델에 대한 실험을 중심으로 하였다. 그러나 본 발명은 이에 제한되는 것이 아니며 모든 피부질환에 적용할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 메트포민을 포함하는 조성물은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시킨다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 메트포민을 포함하는 조성물은 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 또는 STAT3의 발현을 감소 또는 억제시킨다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 메트포민을 포함하는 조성물은 섬유화 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 억제시킨다는 것을 알 수 있었다.

본 발명의 조성물에 함유되는 메트포민은 각각의 화합물 자체, 바람직하게는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 상기 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하며, 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.

본 발명에 따른 화합물은 천연으로부터 분리되거나 당업계에 공지된 화학적 합성법으로 제조된 것을 사용할 수 있다. 상기 본 발명에 따른 메트포민 화합물은 천연으로부터 분리되거나 당업계에 공지된 화학적 합성법으로 제조된 것 모두를 사용할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 조성물이 치료할 수 있는 대상 질환은 피부질환일 수 있으며, 본 발명에서 상기 "피부"란 사람을 포함한 포유동물의 머리털과 손톱, 발톱을 포함하는 모든 피부를 의미한다. 또한, 또한 본 발명에서 사용되는 "피부질환"이란 상기 "피부"에 나타나는 모든 이상 소견을 의미한다.

구체적으로 본 발명에서 적용할 수 있는 상기 피부질환의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 건선, 피부 경화증, 어린선, 보웬병(Bowen' disease), 유두종, 습진, 중독성 습진, 아토피 피부염, 심상성 좌창, 지루성 피부염, 편평태선, 선상태선, 족부과각화증, 지루각화증, 광선각화증 등을 포함할 수 있다.

또한 본 발명에서 상기 치료란, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미하며, 본원에서 사용된 상기 치료란 용어는 상기와 같이 정의될 때 치료하는 행위를 말한다.

본 발명에 따른 피부질환의 예방 또는 치료용 조성물은 약학적으로 유효한 양의 메트포민을 포함하거나, 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 피부질환의 증상을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말하며, 피부질환 증상의 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.

또한, 상기에서 약학적으로 허용되는이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 피부질환의 예방 또는 치료용 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 활성 성분의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있고, 본 발명에 따른 피부질환의 예방 또는 치료용 조성물은 피부질환의 증상을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수 있다.

따라서 본 발명은 메트포민을 유효성분으로 포함하는 조성물을 피부질환의 예방 또는 치료용 약제를 제공할 수 있다.

나아가 본 발명은 인간을 제외한 피부질환이 유발된 개체에 메트포민을 병용 투여하는 단계를 포함하는 피부질환의 치료방법을 제공할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

[실시예 1] 메트포민 처리에 따른 건선 개선 정도 측정 및 건선의 임상적 중증도 정도 분석

본 발명자들은 메트포민이 건선의 예방 및 치료 효과가 있는지를 알아보기 위하여, C57BL/6 정상 마우스에 이미퀴모드 5% 크림을 도포하여 건선 모델을 제작하였으며, 상기 동물 모델에 메트포민을 경구투여 하여 건선 지수를 측정하였다.

이를 위하여, 본 발명자들은 8~10주령의 C57BL/6 정상 마우스 등 및 엉덩이 부위에 제모크림(Veet, 한국)을 이용하여 제모하고 1일 후 이미퀴모드 5% 크림(Aldara; 3M Health care Limited, UK)을 매일 62.5mg/mice 씩 등에 6일간 도포하였다. 상기 동물 모델에 메트포민(10mg/kg)은 건선유발 2일 후부터 경구로 처리하여 건선 개선 정도를 육안으로 측정 및 건선의 임상적 중증도를 측정하는 PASI(Psoriasis Area and Severity Index) 스코어로 피부 긁힘, 홍반 및 두께에 대해 비교 평가 하였다. 실험군은 메트포민을 처리한 그룹이며, 대조군은 메트포민 대신에 메트포민을 녹인 생리 식염수로 처리한 그룹이다.

그 결과, 이미퀴모드 도포 다음날부터 대조군에서는 현저히 피부병변의 홍반, 각질, 두꺼워짐이 증가하여, 건선의 임상적 변화를 보였다. 반면, 실험군에서도 임상적 중증도인 홍반, 각질, 두꺼워짐이 보였으나, 대조군에 비해 서서히 증가되었다가 4~5일째부터 임상의 중증도가 현저히 감소되었으며, 시간이 지남에 따라 정상군과 비슷한 피부 중증도를 나타냄을 확인할 수 있었다(도 1a 및 1b 참조).

[실시예 2] 건선 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 조직 내 표피 손상 정도 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 피부 조직 내 표피 손상 개선 정도를 분석하기 위하여, 건선 유발 마우스 동물모델의 피부 조직에 대한 조직학적 검사를 실시하였다.

이를 위하여, 실험군과 대조군을 건선 유도 후 8일에 각 마우스 군의 피부를 10% 포르말린으로 고정시키고 파라핀으로 블록을 제조하였다. 이로부터 피부 절편을 준비하여 슬라이드에 부착하였고, 자일렌을 이용하여 탈 파라핀 과정을 거친 후, 고농도 및 저농도 에탄올을 이용하여 함수시켰으며, 헤마톡실린과 에오신으로 피부 절편을 염색하였다.

상기와 같은 실험 후 실험군의 피부 표피 내 각질층 두께 및 염증도를 관찰한 결과, 메트포민을 처리하지 않은 대조군의 표피 내 각질층 및 과립층은 현저히 두꺼워져 있고 손상되어 있었으나 실험군은 대조군 대비 각질층 및 과립층 등 표피가 감소되어 있었으며, 손상 정도가 완화 되었음을 육안 및 수치적으로 확인하였다(도 2 참조).

[실시예 3] 건선 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 조직의 표피 내 염증성 사이토카인 발현의 억제 효과 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 피부 조직의 표피 내 염증성 사이토카인 발현을 분석하기 위하여 건선 유발 마우스 동물모델의 피부 조직에 대한 조직학적 검사를 추가로 실시하였다.

이를 위하여, 본 발명자들은 상기 실시예 2와 동일한 방식으로 피부 절편을 준비하여 슬라이드에 부착한 후, 자가면역 건선과 관련된 대표적인 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6, 및 STAT3를 면역화학염색법을 이용하여 염색하였고, 이를 광학현미경으로 분석하였다.

그 결과, 본 발명의 메트포민 경구 투여군의 피부 조직에서 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현이 대조군에 비해 현저히 억제되어 있었으며, 상기 결과로부터 메트포민이 자가면역 건선 질환에 있어서 염증성 사이토카인의 활성을 조절할 수 있음을 확인하였다(도 3 참조).

즉, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따르면, 메트포민은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시키고, 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현을 억제시킴으로써 피부 표피 조직의 손상을 완화시키고, 건선을 억제하는 효과가 탁월하였다. 따라서, 본 발명의 메트포민을 포함하는 조성물은 건선의 예방 또는 치료에 효과적으로 활용 가능하다는 것을 알 수 있다.

[실시예 3] 건선 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 조직의 표피 내 염증성 사이토카인 발현의 억제 효과 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 피부 조직의 표피 내 염증성 사이토카인 발현을 분석하기 위하여 건선 유발 마우스 동물모델의 피부 조직에 대한 조직학적 검사를 추가로 실시하였다.

이를 위하여, 본 발명자들은 상기 실시예 2와 동일한 방식으로 피부 절편을 준비하여 슬라이드에 부착한 후, 자가면역 건선과 관련된 대표적인 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6, 및 STAT3를 면역화학염색법을 이용하여 염색하였고, 이를 광학현미경으로 분석하였다.

그 결과, 본 발명의 메트포민 경구 투여군의 피부 조직에서 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현이 대조군에 비해 현저히 억제되어 있었으며, 상기 결과로부터 메트포민이 자가면역 건선 질환에 있어서 염증성 사이토카인의 활성을 조절할 수 있음을 확인하였다(도 3 참조).

즉, 상기 실시예 1 내지 실시예 3에 따르면, 메트포민은 홍반, 각질, 표피두께를 감소시키고, 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 및 STAT3의 발현을 억제시킴으로써 피부 표피 조직의 손상을 완화시키고, 건선을 억제하는 효과가 탁월하였다. 따라서, 본 발명의 메트포민을 포함하는 조성물은 건선의 예방 또는 치료에 효과적으로 활용 가능하다는 것을 알 수 있다.

[실시예 4] 메트포민 처리에 따른 피부 경화증 개선 정도 측정 및 중증도 정도 분석

본 발명자들은 메트포민이 피부경화증의 예방 및 치료 효과가 있는지를 알아보기 위하여 먼저 C57BL/6 혹은 balb/c 정상 마우스 등털을 제모한 뒤 미리 준비해둔 블레오마이신(bleomycin)을 0.9% 염화나트륨에 녹인 후(1mg/ml), 100ul씩 매일 총 4주 동안 목부터 등 부위(정사각형 모양의 각 네 귀퉁이)에 피하주사를 하여 피부 경화증 모델을 제작하였으며, 상기 동물 모델에 메트포민을 도포 하여 경화증 지수를 육안으로 측정하였다.

이를 위하여, 본 발명자들은 8~10주령의 C57BL/6 혹은 balb/c 정상 마우스 목덜미부터 등 부위에 제모크림(Veet 한국제품)을 이용하여 제모하고 1일 후 블레오마이신을 0.9% 염화나트륨에 녹인 후(1mg/ml), 100ul씩 매일 총 4주 동안 등 부위에 피하주사를 하여 목부터 등 부위를 정사각형 모양의 각 네 귀퉁이에 피하주사 하였다. 상기 동물 모델에 메트포민(10mg/kg)은 경화증 유발 일주일 후부터 피부에 도포하여 경화증 개선 정도를 육안으로 측정 및 피부 두께 중증도에 대해 비교 평가 하였다. 실험군은 메트포민을 처리한 그룹이며, 대조군은 메트포민 대신에 메트포민을 녹인 생리 식염수로 처리한 그룹이다.

그 결과, 블레오마이신 피하 주사 도포 일주일부터 대조군에서는 피부의 두께가 두꺼워짐이 증가하며 털이 현저히 자라지 않음을 육안으로 확인할 수 있었다. 실험군에서는 대조군에 비해 현저히 털이 자라며 피부의 두께가 정상군과 비슷한 피부 중증도를 육안적으로 확인할 수 있었다(도 4 참조).

[실시예 5] 피부경화증 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 폐 조직의 섬유화로 인한 손상 정도 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 폐 조직의 손상 개선 정도를 분석하기 위하여 경화증 유발 마우스 동물모델의 폐 조직에 대한 조직학적 검사를 실시하였다.

이를 위하여, 메트포민이 투여된 동물과 대조군을 경화증 유도 후 28일에 각 마우스 군의 폐를 10% 포르말린으로 고정시키고 파라핀으로 블록을 제조하였다. 이로부터 폐 절편을 준비하여 슬라이드에 부착하였고, 자일렌을 이용하여 탈 파라핀 과정을 거친 후, 고농도 및 저농도 에탄올을 이용하여 함수시켰으며, 헤마톡실린과 에오신으로 폐 절편을 염색하였다.

상기와 같은 실험 후 실험군의 폐 섬유화를 관찰한 결과, 메트포민을 처리하지 않은 대조군의 폐 섬유화는 현저히 증가되어 있었으나, 실험군은 대조군 대비 폐 섬유화가 감소되어 있었으며, 정상군의 폐 조직과 현저히 비슷하게 완화 되었음을 조직학 및 중증도 지수로 확인하였다(도 5 참조).

[실시예 6] 피부경화증 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 조직 내 진피 손상 정도 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 피부 조직 내 진피 손상 개선 정도를 분석하기 위하여 경화증 유발 마우스 동물모델의 피부 조직에 대한 조직학적 검사를 실시하였다.

이를 위하여, 메트포민이 투여된 동물과 대조군을 경화증 유도 후 28일에 각 마우스 군의 피부를 10% 포르말린으로 고정시키고 파라핀으로 블록을 제조하였다. 이로부터 피부 절편을 준비하여 슬라이드에 부착하였고, 자일렌을 이용하여 탈 파라핀 과정을 거친 후, 고농도 및 저농도 에탄올을 이용하여 함수시켰으며, 헤마톡실린과 에오신으로 피부 절편을 염색하였다. 또한, 교원질 섬유의 밀도를 알아보기 위해 메이슨스 트리크로미(Masson*?**?*s Trichrome, MT) 로 피부 절편을 염색하였다.

상기와 같은 실험 후 실험군의 피부 진피내 두께 및 교원질 섬유의 밀도를 관찰한 결과, 메트포민을 처리하지 않은 대조군의 피부 두께 및 진피 내 교원질 섬유의 밀도가 조밀하고 공간이 없으며, 모낭의 크기가 현저히 감소되고 혈관의 위치가 밑으로 쳐저 있어 손상되어 있었으나, 실험군은 대조군 대비 진피 두께 감소, 또는 모낭의 수 증가되어 정상군과 같은 현상으로 완화 되었음을 조직학 및 수치적으로 확인하였다(도 6 참조).

[실시예 7] 피부경화증 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 조직의 진피 내 염증성 사이토카인 발현의 억제 효과 분석

본 발명자들은 메트포민 처리에 따른 피부 조직의 진피 내 염증성 사이토카인 발현을 분석하기 위하여 피부경화증 유발 마우스 동물모델의 피부 조직에 대한 조직학적 검사를 추가로 실시하였다.

이를 위하여, 본 발명자들은 상기 실시예 3과 동일한 방식으로 피부 절편을 준비하여 슬라이드에 부착한 후, 자가면역 경화증과 관련된 대표적인 염증성 사이토카인인 IL-6 및 STAT3를 면역화학염색법을 이용하여 염색하였고, 이를 광학현미경으로 분석하였다.

그 결과, 본 발명의 메트포민 도포 투여군의 피부 조직에서 IL-6 및 STAT3의 발현이 대조군에 비해 현저히 억제되어 있었으며, 상기 결과로부터 메트포민이 자가면역 피부경화증 질환에 있어서 염증성 사이토카인의 활성을 조절할 수 있음을 확인하였다(도 7 참조).

[실시예 8] 피부 경화증 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 Th17 세포 발현 억제 효과 분석

본 발명자들은 본 발명의 메트포민 처리가 Th17 세포에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 마우스의 비장에서 분리된 세포에 항-CD4-pe, 항-IL-17-FITC를 염색한 후, Th17 세포의 발현양을 공초점 현미경을 이용하여 확인하였다.

그 결과, 대조군인 피부경화증 실험동물에 비해 메트포민을 처리한 마우스의 비장에서 병인세포인 Th17 세포의 발현은 현저히 억제되었다. 상기 결과로부터, 메트포민은 Th17 세포의 발현 및 활성을 억제할 수 있음을 확인하였다(도 8 참조).

[실시예 9] 피부 경화증 동물모델에서 메트포민 처리에 의한 피부 세포에서의 섬유화 억제 효과 분석

본 발명자들은 본 발명의 메트포민 처리가 피부 세포에 어떠한 영향을 미치는지 조사하기 위하여 마우스의 경화증 피부에서 분리된 세포에 RNA zolB를 처리하여 RNA를 단리한 후, 단리된 RNA로부터 cDNA를 합성하여 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 실시간 PCR로 분석하였다.

그 결과, 대조군인 피부경화증 실험동물에 비해 메트포민을 처리한 마우스의 피부에서 섬유화의 대표 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현이 현저히 감소되었다(도 9 참조).

즉, 상기 실시예 4 내지 실시예 9에 따르면, 메트포민은 섬유증의 활성을 억제시키고, 염증성 사이토카인인 IL-6 및 STAT3의 발현과 Th17 세포의 발현을 억제시키며, 섬유화의 대표 전사인자인 COLI1a 및 TGF-β 유전자의 발현을 억제시킴으로써 피부 조직의 섬유증를 완화시키고, 경화증을 억제하는 효과가 탁월하였다. 따라서, 본 발명의 메트포민을 포함하는 조성물은 피부경화증의 예방 또는 치료에 효과적으로 활용 가능하다는 것을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 메트포민(Metformin)을 유효성분으로 포함하는, 피부 경화증(scleroderma) 또는 건선(psoriasis)의 예방 및 치료에서, COLI1a 및 TGF-β 섬유화 전사인자의 발현을 감소시키기 위한 약학적 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 또는 STAT3의 발현을 감소 또는 억제시키는 것을 특징으로 하는, 조성물.
3. 메트포민(Metformin)을 유효성분으로 포함하는, 피부 경화증(scleroderma) 또는 건선(psoriasis)의 예방 및 개선에서, COLI1a 및 TGF-β 섬유화 전사인자의 발현을 감소시키기 위한 피부외용제 조성물.

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