KR20220107973A - 섬유화 예방 및 치료용 펩타이드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 인테그린에 결합함으로써 LCC로부터 TGF-β1의 해리를 억제하는 특성 또는 상피세포에서 중간엽세포로의 변이는 억제하고 중간엽세포에서 상피세포로의 변이는 촉진하는 특성과 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 이들의 인산화를 저해하는 특성에 기인하여 섬유화 예방 또는 치료 효과를 가지는 섬유화 예방 또는 치료용 펩타이드에 관한 것이다. 본 발명에 따른 펩타이드는 폐 섬유증 치료제로 상용화된 Nintedanib과 간 섬유증 치료제로 상용화된 Liraglutide에 비해 더 나은 치료 효과를 발휘하는바, 시판 중인 이들 치료제의 대체 치료제 또는 이들 치료제와 병용 치료제로의 활용이 가능할 것이다.

Description

섬유화 예방 및 치료용 펩타이드{Peptides for prevention and treatment of fibrosis}
본 발명은 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드에 관한 것으로, 더 상세하게는 인테그린에 결합함으로써 LCC로부터 TGF-β1의 해리를 억제하는 특성 또는 상피세포에서 중간엽세포로의 변이는 억제하고 중간엽세포에서 상피세포로의 변이는 촉진하는 특성과 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 이들의 인산화를 저해하는 특성에 기인하여 섬유증 예방 또는 치료 효과를 가지는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드에 관한 것이다.
섬유증 또는 섬유화(fibrosis)는 조직에 콜라겐 섬유가 과다하게 생성되어 축적됨으로써 생기는 증상으로, 폐, 간, 심장, 신장 등에 주로 발병되는 것으로 알려져 있다. 폐의 섬유화가 진행되면 호흡장애뿐만 아니라, 여러가지 합병증이 나타나는데, 폐활량 감소와 산소 확산 장애로 발생하는 전신성 저산소증, 섬유조직이 수축함에 따라 폐 동맥 및 모세혈관이 눌려 발생하는 폐고혈압, 폐순환 장애로 우심실에 혈액이 고여 유발되는 심부전, 그 외에도 혈전증, 폐렴 등의 합병증이 나타날 수 있다. 또한 염증과 섬유화로 인해 폐암 발병률이 증가할 수 있다. 폐섬유증은 독성물질의 흡입이나 지속적인 염증이 원인인 경우도 있으나, 특정 원인을 밝힐 수 없는 특발성 폐섬유증(idiopathic pulmonary fibrosis, IPF)도 있다. 특발성 폐섬유증(IPF)이 발병하면, 시간이 경과함에 따라 폐 조직이 비후 및 경화되어 폐가 산소를 흡수하여 혈류로 전달하는 기능을 제대로 수행할 수 없게 되고, 그 결과 폐의 영구적인 상흔 및 섬유화를 초래하며 호흡을 어렵게 하고, 몸 속 주요 기관으로 전달하는 산소의 양을 감소시킨다(Coward WR, The Adv Respir Dis 2010; 4:367-388).
폐섬유증은 진단 후 평균 생존기간이 2~3년 정도로 치명적인 질환으로, 폐섬유화가 진행된 폐조직을 복구할 수 있는 방법은 아직 없다. 현재는 염증반응을 억제하는 스테로이드 제제와 면역억제제를 폐섬유증 치료제로 사용하고 있으나, 염증반응 이후 섬유화 반응이 진행되고, 대부분의 환자들은 호흡곤란으로 병원에 내원하기 때문에, 이미 염증 반응 시기를 지나 섬유화 반응 시기에 이르러 치료가 시작되고, 따라서 기존의 항염증 효과를 가진 약물로부터 섬유화 억제 효과를 기대하기는 어렵다.
한편, 간질환(liver disease) 중 비알콜성 지방간염(Nonalcholic steatohepatitis; NASH 또는 Non-alcoholic fatty liver disease; NAFLD)이란 음주가 아닌 비만, 당뇨병, 고지혈증, 약물 등으로부터 기인하는 지방간염이다. 비알콜성 지방간염은 간세포 내에 지방이 축적되면서 간세포 변성/괴사가 발생하고, 이로 인한 염증 및 간섬유증(liver fibrosis)에 의해 간경화(cirrhosis) 및 간암(liver cancer)으로 발전하게 된다. 따라서, 비알코올성 지방간염의 경우에도 섬유화가 일어나면 다시 정상조직으로 돌아갈 수 없다. 폐, 간 이외에 심장, 신장, 혈관, 피부, 뇌 등에서 섬유증 발병될 수 있다.
현재 사용하고 있는 섬유증 치료제 중 하나로 닌테다닙(제품명: 오페브®)이 있는데, 이는 티로신 키나아제 억제제(Tyrosine kinase inhibitor)로, 폐섬유증 발생 메카니즘에 관여하는 성장인자 수용체를 타겟으로 하며, 그 중 혈소판 유래 성장인자 수용체(PDGFR), 섬유아세포 성장인자 수용체(FGFR)와 혈관내피 성장인자 수용체(VEGFR)를 차단한다(Wollin L, Eur Respir J 2015; 45:1434-1445; EP 1224170 B9). 또한, 피르페니돈은 뚜렷한 원인없이 폐에 섬유화가 진행되는 특발성 폐섬유증 치료에 사용되는데, 이는 콜라겐의 합성을 억제하고, 섬유화를 증가시키는 사이토카인(profibrotic cytokine)을 감소시키며, 콜라겐을 생성하는 섬유모세포의 증식을 억제하는 소분자 경구제로 이용된다(US 8383150 B2).
정상 상태에서는 조직의 콜라겐이 일정하게 유지되지만, 어떤 병적인 상태에서는 그 균형이 깨어지고, 콜라겐이 과다하게 생성되어 조직에 축적이 되면 섬유화가 일어난다. 섬유화를 억제하는 저해제는 주로 1) 섬유화와 관련한 염증반응 감소, 2) 섬유화를 촉진시키는 사이토카인, 성장인자의 기능 저해, 3) 세포증식 억제, 4) 프로콜라겐의 생합성과 프로세싱 감소의 기능을 수행하며, 따라서 이들 작용 기전에 섬유화 억제제의 주요 타겟이 된다. 섬유화를 증가시키는 대표적인 성장인자로서 TGF-β(transforming growth factor-beta)가 알려져 있으며, TGF-β를 직접 억제하는 화합물을 사용하여 섬유증 치료제로 개발하고 있다. 그러나 TGF-β는 생체 내에서 다양한 생리적 반응에 관련되어 있기 때문에, TGF-β나 TGF-β receptor를 타겟으로 하여 직접 억제(direct inhibition)하는 경우 부작용이 클 수가 있다. 따라서, TGF-β의 작용을 간접적으로 억제하는 기전을 약물이 필요하다.
섬유화를 세포적 관점에서 보면 정상적인 상피세포(epithelial cells)가 염증이나 어떤 자극에 의해 손상을 받으면, TGF-β(transforming growth factor-beta) 등의 발현이 증가하면서 상피세포에서 중간엽세포로의 변이(epithelial mesenchymal transition, EMT)가 증가하게 되어, 상피세포는 근섬유아세포(myofibroblasts)로 변이가 일어난다. 변이된 근섬유아세포는 콜라겐과 같은 세포외기질(extracellular matrix) 단백질을 과도하게 생성함으로써 최종적으로 섬유화를 유발하는 것으로 알려져 있다(Rock JR, Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108:E1475-E1483; Fernandez IE, Proc Am Thorac Soc 2012; 9:111-116; Decaris ML, Mol Cell Proteomics 2014; 13:1741-1752). 따라서, 상피세포를 근섬유아세포(myofibroblasts)로 과도하게 전이되는 것을 막고, 반대로 중간엽세포에서 정상적인 상피세포로의 변이(mesenchymal epithelial transition, MET), 즉 세포의 리프로그래밍(reprograming)을 촉진하여 섬유증을 치료할 수 있다.
이에, 본 발명자들은 본 발명자들에 의해 개발된 펩타이드가 TGF-β1를 직접 억제하는 것이 아니라, 폐섬유아세포에 존재하는 인테그린에 펩타이드가 결합하여 TGF-β1이 LCC(large latent complex)에서 해리되는 것을 저해함으로써, TGF-β1에 의한 섬유화의 증가 신호를 억제함으로써 섬유화를 억제하는 것을 확인하였다. 또한, 상피세포가 중간엽세포로 변이하는 것을 억제하는 동시에 중간엽세포에서 상피세포로의 변이를 촉진하여 세포의 리프로그래밍을 유도하는 것을 확인한 것과 동시에 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 인산화를 저해함으로써, 섬유증을 억제하는 것을 확인하였다. 상기 펩타이드를 폐섬유증 동물모델, 비알코올성 지방간염에 의해 유도된 간섬유증 동물모델에 투여하는 경우 섬유증을 감소시키는 효과가 발휘됨을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 배경기술 부분에 기재된 상기 정보는 오직 본 발명의 배경에 대한 이해를 향상시키기 위한 것이며, 이에 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자에게 있어 이미 알려진 선행기술을 형성하는 정보를 포함하지 않을 수 있다.
EP 1224170 B9 US 8383150 B2
Coward WR, The pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis. Ther Adv Respir Dis 2010; 4:367-388. Wollin L, Mode of action of nintedanib in the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis. Eur Respir J 2015; 45:1434-1445. Rock JR, Multiple stromal populations contribute to pulmonary fibrosis without evidence for epithelial to mesenchymal transition. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108:E1475-E1483. Fernandez IE, The impact of TGF-b on lung fibrosis: from targeting to biomarkers. Proc Am Thorac Soc 2012; 9:111-116. Decaris ML, Proteomic analysis of altered extracellular matrix turnover in bleomycin-induced pulmonary fibrosis. Mol Cell Proteomics 2014; 13:1741-1752.
본 발명의 목적은 섬유증의 예방 및 치료에 효과가 있는 펩타이드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 펩타이드를 포함하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 펩타이드를 투여하는 단계를 포함하는 섬유증의 예방 또는 치료방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 섬유증의 예방 또는 치료를 위한 상기 펩타이드의 용도를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 섬유증 예방 또는 치료용 약제 제조를 위한 상기 펩타이드의 사용을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드를 제공한다.
본 발명은 또한, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명은 또한, 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 상기 펩타이드를 포함하는 조성물을 이를 필요로 하는 객체에 투여하는 단계를 포함하는 섬유증의 예방 또는 치료방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 섬유증 예방 또는 치료를 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 상기 펩타이드를 포함하는 조성물의 용도를 제공한다.
본 발명은 또한, 섬유증 예방 또는 치료용 약제 제조를 위한 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 상기 펩타이드를 포함하는 조성물의 사용을 제공한다.
본 발명에 따른 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드와 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 각각 폐 섬유증 치료제로 상용화된 Nintedanib과 간 섬유증 치료제로 상용화된 Liraglutide에 비해 더 나은 치료 효과를 발휘하는 바, 시판 중인 이들 치료제를 대체할 수 있으며, 이들 치료제와 병용 치료제로도 활용이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 펩타이드가 integrin에 결합함으로써 TGF-β1에 의한 섬유화 증가(profibrotic)를 일으키는 세포내 신호전달을 억제함으로써 섬유증 예방 및 치료 효과를 발휘할 수 있음을 보여주는 모식도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 펩타이드가 상피세포-중간엽세포로의 변이는 억제하고, 중간엽세포에서 상피세포로의 변이를 촉진함으로써 섬유증 예방 및 치료 효과를 발휘할 수 있음을 보여주는 모식도이다.
도 2b는 본 발명에 따른 펩타이드가 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 이들의 인산화를 저해하여 섬유화 증가(profibrotic)를 일으키는 세포내 신호전달을 억제함으로써 섬유증 예방 및 치료효과를 발휘할 수 있음을 보여주는 모식도이다.
도 3은 서열번호 1의 펩타이드와 Integrin β1, β3, αv, α4, α5 와의 결합력을 확인한 결과이다.
도 4은 서열번호 2의 펩타이드와 Smad 2, Smad3와의 결합력을 확인한 결과이다.
도 5는 서열번호 2의 펩타이드의 pSmad2, pSmad3의 발현을 억제하는 결과이다.
도 6은 서열번호 1, 2의 펩타이드에 의한 COL1A2와 COL3A1의 유전자 발현 억제 효과를 확인한 결과이다.
도 7a는 서열번호 2의 펩타이드에 의한 MET 마커 발현 증가를 관찰한 결과이다.
도 7b는 서열번호 2의 펩타이드에 의한 EMT 마커 발현 억제를 관찰한 결과이다.
도 8a는 폐섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위한 실험 프로토콜을 나타낸다.
도 8b는 폐섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 체중 변화를 관찰한 결과이다.
도 8c는 폐섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 섬유질 침착 개선 효과를 확인한 결과이다.
도 8d는 폐섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 섬유증 개선 효과를 섬유증 면적을 측정하여 확인한 결과이다.
도 9a는 간섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위한 실험 프로토콜을 나타낸다.
도 9b는 간섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위하여 H&E 염색한 결과이다.
도 9c는 간섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위하여 NAFLD activity score를 확인한 결과이다.
도 9d는 간섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위하여 Masson’s Trichrome 염색한 결과이다.
도 9e는 간섬유증 동물모델에서 본 발명에 따른 펩타이드 처리에 따른 치료 효과를 확인하기 위하여 섬유증 면적을 측정한 결과이다.
다른 식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 모든 기술적 및 과학적 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 숙련된 전문가에 의해서 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로, 본 명세서에서 사용된 명명법 및 이하에 기술하는 실험 방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있고 통상적으로 사용되는 것이다.
TGF-β1(transforming growth factor-beta1)는 섬유화(fibrosis)를 증가시키는데 중요한 역할을 하는 단백질로 알려져 있다. 생체 내에서 TGF-β1은 Large latent complex(LLC)에 결합되어 비활성화 형태(latent form)로 존재한다. LLC는 LAP(latency-associated peptide)와 LTBP1(latent TGF-β-binding protein), TGF-β1으로 구성되어 있다. LLC 중의 LAP가 세포 표면의 인테그린(integrin) 수용체와 결합하면, latent TGF-β1이 LLC로부터 해리된다. 이 free-TGF-β1은 TGFβ receptor에 결합하여, 세포내로 섬유화를 증가시키는 신호를 일으킨다. 서열번호 1의 펩타이드는 인테그린에 결합함으로써, LLC가 integrin이 반응하는 것을 억제함으로써, TGF-β1의 방출을 막는다. 결과적으로, TGF-β1에 의해 섬유화 관련 단백질이 발현하는 것을 억제한다(도 1).
한편, 섬유화에서는 정상적인 상피세포(epithelial cells)가 손상을 받으며, TGF-β1(transforming growth factor-beta1) 등의 발현이 증가하면서 중간엽세포로의 변이(epithelial mesenchymal transition, EMT)가 증가하게 되어, 상피세포는 근섬유아세포(myofibroblasts)로 변이가 일어난다. 변이된 근섬유아세포는 콜라겐과 같은 세포외기질(extracellular matrix) 단백질을 과도하게 생성함으로써 최종적으로 섬유화를 유발하는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서는 서열번호 2의 펩타이드가 상피세포로부터 중간엽세포, 즉 근섬유아세포(myofibroblasts)로 과도하게 전이되는 것을 억제하고, 반대로 중간엽세포에서 정상적인 상피세포로의 변이(mesenchymal epithelial transition, MET)를 촉진시킴으로써, 즉 세포의 리프로그래밍을 증가시켜 매트릭스 단백질의 침착을 억제하고 섬유증을 치료할 수 있음을 확인하였다(도 2a). 또한, 서열번호 2의 펩타이드는 TGF-β1에 의해 증가되는 Smad2, Smad3의 인산화를 억제함으로써 TGF-β1에 의한 섬유화 증가를 억제한다. 서열번호 2의 펩타이드는 세포 안으로 투과가 가능하며, 세포내에서 Smad2와 Smad3 단백질과 결합하여 이들의 인산화를 억제하여 결과적으로 TGF-β1에 의한 섬유화가 일어나는 것을 억제한다(도 2b).
따라서, 본 발명은 일 관점에서, 하기 서열번호 1의 아미노산 서열 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드에 관한 것이다.
서열번호 1: YGLRSKSKKFRRPDIQYPDAT
서열번호 2: GKCSTRGRKSSRRKK
본 발명에 있어서, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 인테그린에 결합함으로써 Large Latent Complex(LLC)로부터 TGF-β1의 해리를 억제하여, TGF-β1에 의한 섬유화 증가(profibrotic)를 일으키는 세포내 신호전달을 억제함으로써 섬유화를 억제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 있어서, 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 상피세포의 중간엽세포로의 전이(transition)를 억제하는 것과 동시에 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 이들의 인산화를 저해함으로써 섬유화를 억제하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명은 다른 관점에서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 있어서, 섬유증은 콜라겐이 과도하게 침착되어 생기는 질환으로, 상기 섬유증은 폐 섬유증, 간 섬유증, 신장 섬유증 및 심장 섬유증으로 구성된 군에서 선택될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 과도하게 콜라겐이 침착되어 생기는 모든 섬유증의 예방 또는 치료 용도로 본 발명에 따른 펩타이드와 약학적 조성물을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 약학적 조성물은 주사제, 경구투여용 제제, 패치제, 액제, 캡술, 과립, 정제, 산제, 분무제, 비강투여용 제제, 흡입 분무제형, 연고제, 겔제, 점막투여제제 및 좌제로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나의 제형으로 제제화되는 것을 특징으로 할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이들 제제는 당분야에서 제제화에 사용되는 통상의 방법 또는 Remington's Pharmaceutical Science(최근판), Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법으로 제조될 수 있으며 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 다양한 제제로 제제화될 수 있다. 그러나, 상기 기재는 예시적인 것으로, 본 발명이 적용 가능한 제제는 상기 기재에 한정되지는 않는다.
본 발명에 있어서, 상기 약학적 조성물은 허용가능한 보조제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 보조제는 예컨대 담체일 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 비강투여용 제제, 흡입 분무제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 그러나, 상기 기재는 예시적인 것으로, 본 발명에서 사용 가능한 보조제나 담체는 상기 기재에 한정되지는 않는다.
본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내, 비강, 기관지, 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다. 본 발명의 서열번호 1, 2의 펩타이드는 일일 투여량은 약 1μg/kg 내지 100㎎/㎏이고, 바람직하게는 5μg/kg 내지 50㎎/㎏이며, 매일 또는 주 1-3회에 나누어 투여할 수 있으나, 투여량과 투여간격이 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우, 투여 용법 및 투여 용량은 개별 환자의 연령, 체중 및 반응에 따라 다양할 것이다. 적합한 투여 용법 및 투여 용량은 이러한 인자를 당연히 고려하는 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 선택될 수 있다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 이를 필요로 하는 객체에 투여하는 단계를 포함하는 섬유증의 예방 또는 치료방법에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 서열번호 1로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는 조성물을 이를 필요로 하는 객체에 투여하는 단계를 포함하는 섬유증의 예방 또는 치료방법에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 섬유증 예방 또는 치료를 위한 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 섬유증 예방 또는 치료를 위한 서열번호 1로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 섬유증 예방 또는 치료용 약제 제조를 위한 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 또 다른 관점에서, 섬유증 예방 또는 치료용 약제 제조를 위한 서열번호 1로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 포함하는 조성물의 용도에 관한 것이다.
본 발명의 예방 또는 치료방법, 용도 및 사용은 상술한 “상기 펩타이드 또는 펩타이드를 포함하는 조성물”을 이용하기 때문에, 중복된 내용은 그 기재를 생략한다.
본 발명에서는, 서열번호 1 또는 서열번호 2에 대한 특정 아미노산 서열을 기술하였으나, 본 발명의 핵심적 기술적 사상의 범위 내에서 본 발명의 아미노산 서열이 일부 변형된 균등한 범위의 아미노산 서열을 본 발명의 권리범위에 속하는 것으로 해석하는 것은 당업자에게 자명한 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 펩타이드 합성
아미노산 및 합성에 필요한 시약은 GL biochem과 Sigma-Aldirich에서 구입하였다. 펩타이드를 합성장치를 이용하여 C 말단으로부터 F-moc 고체상 화학합성방법으로 합성하였다. 즉, 블로킹 그룹(Blocking group)으로 Fmoc-(9-Fluorenylmethoxycarbonyl)이 결합된 링크 레진(Rink resin) (0.075 mmol/g, 100~200 mesh, 1% DVB crosslinking)을 사용하여 합성하였으며, 합성기에 50mg의 링크 레진을 넣은 뒤 DMF로 레진을 스웰링(swelling) 시킨 후 Fmoc-group의 제거를 위해 20% piperidine/DMF 용액을 사용하였다. C 말단부터 서열대로 0.5M 아미노산 용액(용매: 디메틸포름아마이드, DMF), 1.0M DIPEA(용매: 디메틸포름아마이드&엔메틸피롤리돈, DMF&NMP), 0.5M HBTU(용매: 디메틸포름아마이드, DMF)를 각각 5, 10, 5 당량씩 넣어 질소 기류하에서 1~2시간동안 반응시켰다. 상기 디프로텍션(deprotection)과 커플링(coupling) 단계가 끝날 때마다 DMF와 이소프로판올(Isopropanol)로 두 번씩 세척하는 과정을 거쳤다. 마지막 아미노산을 커플링(coupling) 시킨 후에도 디프로텍션(deprotection)을 해주어 Fmoc-group을 제거하였다.
합성의 확인은 닌하이드린 테스트(ninhydrin test) 방법을 이용하였고, 테스트를 거치고 합성이 완료된 레진(resin)은 테트라하이드로퓨란(THF)이나 디클로로메탄(DCM)으로 건조시킨 후 트리플루오로아세트산(TFA) 절단 칵테일(cleavage cocktail)을 레진 1g 당 20ml의 비율로 넣어 3시간 혼합(shaking) 시킨 후 필터링을 통해 레진과 펩타이드가 녹아 있는 칵테일을 분리하였다. 필터로 걸러진 용액을 진공증발농축기(rotary evaporator)를 이용하여 제거한 후 콜드 에테르(cold ether)를 넣어주거나 펩타이드가 녹아있는 TFA 칵테일 용액에 직접 콜드 에테르를 과량 넣어주어 펩타이드를 고체상으로 결정화시키고 이를 원심분리하여 분리해 내었다. 이때 에테르로 여러 번 세척과 원심분리 과정을 거쳐 TFA 칵테일을 완전히 제거하였다. 이렇게 해서 얻어진 펩타이드는 증류수에 녹여 동결건조하였다.
합성된 펩타이드는 레진으로부터 절단시켜 세척하고, 동결건조한 후 고성능 액체크로마토그래피(Shimadzu, Japan)에 의해 분리, 정제하였다. 직경 4.6mm의 C18 컬럼을 이용하여 유속 1ml/min으로 0.1% TFA/H2O 와 0.092% TFA/아세토나이트릴(acetonitrile)을 0~60%의 변화를 주면서 30분간 흘려주는 방법으로 분석하였으며, 이때 자외선 검출기의 파장은 220nm로 하였다. 정제는 직경 2.2cm의 컬럼을 이용하여 유속 20ml/min으로 용매와 검출파장을 같은 조건으로 실시하였다. 정제된 펩타이드의 분자량을 질량분석법(Mass spectrometry)을 통해 확인하였다.
상기와 같은 방법으로 하기 서열번호 1과 서열번호 2의 펩타이드를 합성하였다.
서열번호 1: YGLRSKSKKFRRPDIQYPDAT
서열번호 2: GKCSTRGRKSSRRKK
실시예 2: 면역침강법(Immunoprecipitation) 을 이용한 서열번호 1의 펩타이드의 인테그린에 대한 결합력 확인
특발성 폐섬유증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis) 환자에서 유래한 Human Lung Fibroblasts(Diseased human lung fibroblasts from IPF patients, DHLF-IPF, Lonza, #CC-7231)를 full growth media(Fibroblast Growth Basal Medium-2 supplemented with hFGF-B, Insulin, GA-1000 and 2% FBS, Lonza #CC-3132)에서 배양하였다. 3X106 DHLF-IPF에 TGF-β1(R&D systems, #240-B-002) 처리하기 전에, Opti-MEM(Gibco, #31985-070)배지로 교체하여 24시간 배양하였다. 24시간 후에 기존 growth media로 교체하면서 10ng/ml TGF-β1(R&D systems, #240-B-002)를 24시간 처리하였다. 24시간 후에 100μM 비오틴이 결합된 서열번호 1(Biotin-Seq 1)의 펩타이드 1시간 처리하였다. 100μM 비오틴이 결합된 서열번호 1(Biotin-Seq 1)의 펩타이드 단독 처리한 것도 군에 포함되어 있다.
각각 처리한 세포를 ice-cold PBS로 세척하고, 500μL의 RIPA buffer(10mM Tris-HCl, pH 8.0, 1mM EDTA, 0.5mM EGTA, 1% Triton X-100, 0.1% Sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 140mM NaCl, complete protease inhibitor cocktail(Sigma-Aldrich), phosphatase Inhibitor cocktail(Sigma-Aldrich))를 가하고 20분동안 세포를 용해시켰다. 그 후, 13,000g에서 25분동안 원심분리를 하고, Cell lysates를 4℃에서 vertical rocker를 사용하여 anti-biotin antibody(diluted 1:100; abcam, ab53494)와 하룻밤 동안 반응시켰다. 20μL의 protein-A agarose bead(Santa Cruz Biotechnology, sc-2003)를 가하고, 3시간동안 더 반응시켰다. 13,000g에서 짧게 원심분리하고, 상등액은 버리고 beads는 PBS로 세척하였다. Bead에 결합한 단백질은 5x SDS sample buffer를 넣고, 비드를 끓여서 분리하고, SDS-PAGE와 western blotting을 실시하였다. Integrin β1, β3, αv, α4, α5(Santa Cruz Biotechnology, sc-374429, sc-46655, sc-9969, sc-365209, sc-376199), IgG(Cell Signaling Technology)에 대한 항체를 사용하여 immunoblot을 실시하였다. 단백질 레벨은 whole lysate(input)과 immunoprecipitated protein(IP)로 나타냈다.
그 결과, 서열번호 1(Biotin-Seq 1)의 펩타이드는 Integrin β1, β3, αv에 대해 선택적으로 결합력이 있었으며, 서열번호 1의 펩타이드와 TGF-β1을 동시에 처리했을 때, Integrin β1, β3, αv에 대한 결합력이 더 증가하였다(도 3). 이는 TGF-β1가 많은 병적인 상태에서 서열번호 1의 펩타이드와 Integrin β1, β3, αv에 대해 선택적으로 결합력이 더 증가하는 것을 의미한다.
실시예 3: 면역침강법(Immunoprecipitation) 을 이용한 서열번호 2의 펩타이드의 smad2 , smad3에 대한 결합력 확인
LX-2(Human hepatic stellate cell line, Millipore #SCC064)을 5% DMEM High glucose(Gibco, 11965092), 10% FBS(Gibco, 16000044), 1% antibiotics-antimycotic(Gibco, 15240062)가 포함된 배지에서 배양하였다.
3X106개의 LX-2 세포에 100μM 비오틴이 결합된 서열번호 2(Biotin-Seq 2)의 펩타이드를 1시간동안 처리하였다. 처리한 세포를 ice-cold PBS로 세척하고, 500μL의 RIPA buffer(10mM Tris-HCl, pH 8.0, 1mM EDTA, 0.5mM EGTA, 1% Triton X-100, 0.1% Sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 140mM NaCl, complete protease inhibitor cocktail(Sigma-Aldrich), phosphatase Inhibitor cocktail(Sigma-Aldrich))를 가하고 20분동안 세포를 lysis시켰다. 그 후, 13,000g에서 25분동안 원심분리를 하고, Cell lysates를 4℃에서 vertical rocker를 사용하여 anti-biotin antibody(diluted 1:100; OriGene)와 하룻밤 동안 반응시켰다. 20μL의 protein-A agarose bead(Santa Cruz Biotechnology, sc-2003)를 가하고, 3시간동안 더 반응시켰다. 13,000g에서 짧게 원심분리하고, 상등액은 버리고 beads는 PBS로 세척하였다. Bead에 결합한 단백질은 5x SDS sample buffer를 넣고, 비드를 끓여서 분리하고, SDS-PAGE와 western blotting을 실시하였다. Smad 2(Cell signaling, #5339), Smad 3(Cell signaling, #9513)에 대한 항체를 사용하여 immunoblot을 실시하였다. 단백질 레벨은 whole lysate(input)과 immunoprecipitated protein(IP)로 나타냈다.
그 결과, 서열번호 2(Biotin-Seq 2)의 펩타이드는 Smad2, Smad3에 대해 결합력을 보였으며, Smad3에 대해 더 강한 결합력을 보였다(도 4). 따라서, 서열번호 2의 펩타이드는 TGF-β1의 하위 신호인 Smad2, Smad3에 대한 작용이 있다는 것을 의미한다.
실시예 4: 서열번호 2의 펩타이드의 smad2 , smad3의 인산화 억제 확인
LX-2(Human hepatic stellate cell line, Millipore #SCC064)을 5% DMEM High glucose(Gibco, 11965092), 10% FBS(Gibco, 16000044), 1% antibiotics-antimycotic(Gibco, 15240062)가 포함된 배지에서 배양하였다. 10ng/ml TGF-β1을 3X106 LX-2 cell에 처리하고 24시간동안 배양하였다. 새로운 배지에 서열번호 2의 펩타이드를 10, 100, 200μM, 또는 SIS3(Smad 3 inhibitor, Sigma-Aldrich, catalog #566405) 10μM을 각각 세포에 처리하고 24시간동안 배양하였다.
Protease inhibitor와 phosphatase inhibitor를 포함한 RIPA lysis buffer(25mM Tris·HCl pH 7.6, 150mM NaCl, 1% NP-40, 1% sodium deoxycholate, 0.1% SDS)를 사용하여 단백질을 lysis하였다. BCA protein assay를 통해 단백질을 정량하고, western blot으로 pSmad2, Smad2, pSmad3, Smad3, TGFβ receptor1, GAPDH 단백질의 발현량을 확인하였다. Western blot의 경우, 8% SDS PAGE gel 에 size marker와 함께 sample을 동량 loading하여 약 2시간 전기영동한 후, nitrocellulose membrane에 transfer하였다. Transfer한 membrane은 5% skim milk로 1시간 blocking하고, primary antibody를 1:1000 비율로 하룻밤 동안 반응시켰다. Primary antibody는 각각 pSmad2(Cell signaling, #3108), Smad2(Cell signaling, #5339), pSmad3(abcam, ab52903), Smad3(Cell signaling, #9513), TGFβ receptor1(abcam, ab31013), GAPDH(Cell signaling, #2118S)를 사용하였다. 이 후 membrane을 0.1% tween-20을 포함한 TBST로 세척하고 HRP가 부착된 secondary antibody anti-Rabbit(Bethyl, A120-101P), anti-Mouse(Bethyl, A90-116P)을 1:5000 비율로 1시간 반응시킨 후, ECL substrate로 화학발광을 확인하였다.
그 결과, 서열번호 2의 펩타이드의 농도가 10μM부터 pSmad3의 발현이 완전히 사라졌으며, pSmad2는 서열번호 2의 펩타이드 농도가 증가할수록 발현이 감소하였다(도 5). 그러나, TGFβ receptor는 발현량의 변화가 없었다. 이는 서열번호 2의 펩타이드가 Smad2와 Smad3에 결합함으로써 인산화를 억제하는 것을 의미한다.
실시예 5: 세포에서 콜라겐 유전자 발현 억제 확인
특발성 폐섬유증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis) 환자에서 유래한 Human Lung Fibroblasts(Lonza, #CC-7231)를 full growth media(Fibroblast Growth Basal Medium-2 supplemented with hFGF-B, Insulin, GA-1000 and 2% FBS, Lonza #CC-3132)에서 배양하였다. 세포를 24 웰에 시딩하고, 24시간동안 starvation 배지(Dulbecco's modified Eagle medium/F12 without FBS supplemented with 0.1mM 2-phospho-L-ascorbic acid)에서 배양하였다. Recombinant Human TGF- β1 Protein(R&D systems, #240-B-002)을 1mg/mL bovine serum albumin을 포함한 멸균한 4mM HCl에 희석하여 20μg/ml으로 하였다. 10ng/ml TGF-β1이 포함된 full growth media에서 세포를 24시간동안 배양하였다. 새로운 배지에 서열번호 1(200μM), 서열번호 2(200μM), 또는 Nintedanib(10μM)을 세포에 처리하고 24시간동안 배양하였다. 펩타이드는 정제수에 용해하였고, Nintedanib은 dimethyl sulfoxide에 용해하였으며, 배지에 대한 dimethyl sulfoxide 농도는 1%로 하였다. 배지를 제거하고, DPBS(Welgene, LB001-02)로 세척하고, Trizol reagent(ambion, 15596) 1mL를 가하여 세포를 용해(lysis)하였다. 클로로포름을 250μL를 가하고, 튜브를 교반한 후, 10,000rpm에서 15분동안 원심분리 하였다. 피펫을 사용하여 수층을 제거한 후, 이소프로판올(sigma, I9516) 550μL를 가하고, 약하게 혼합하였다. 15,000rpm에서 25분동안 원심분리한 후, 이소프로판올을 제거하고, 75% 에탄올 1mL을 가하였다. 에탄올을 제거하고, 공기중에서 건조시킨 후, 펠렛을 DEPC water(Invitrogen, AM9915G)에 용해하였다. Nano drop(Thermo scientific, NanoDrop One, AZY1913798)을 사용하여 RNA농도를 측정하였다.
Maxima First strand cDNA synthesis Kit(Thermo fisher, K1641)을 사용하여 제조자 프로토콜에 따라 상기 추출된 RNA로부터 cDNA를 합성하였다. 또한, QuantStudio 3(Appliedbiosystems, A28132)을 사용하여 제조자 프로토콜에 따라 Realtime PCR을 실시하였다. PCR은 95℃에서 30초, 60℃에서 30초, 72℃에서 30초로 50회 반복하여 증폭하였고, 이 때 사용된 프라이머 서열은 표 1과 같다.
Primer 서열
Gene Primer sequence(5’ -> 3’) SEQ ID NO.
Human-COL1a1 Forward CCTGGAAAGAATGGAGATGATG 3
Reverse ATCCAAACCACTGAAACCTCTG 4
Human-COL3a1 Forward GCTGGCTACTTCTCGCTCTG 5
Reverse TCCGCATAGGACTGACCAAG 6
Human-GAPDH Forward GGTGAAGGTCGGTGTGAACG 7
Reverse CTCGCTCCTGGAAGATGGTG 8
그 결과, TGF-β1을 처리하였을 때는 COL1A2와 COL3A1의 유전자 발현이 증가하였으나, TGF-β1을 처리한 후, 서열번호 1과 서열번호 2의 펩타이드를 처리하였을 때에는, 각각의 콜라겐 유전자의 발현이 유의하게 감소하였고(*p<0.05), 이는 Nintedanib보다 더 효과가 좋은 것으로 확인되었다(도 6).
실시예 6: 세포에서의 리프로그래밍 효과 확인
LX-2(Human hepatic stellate cell line, Millipore #SCC064)을 6 웰 플레이트(Nunc, 140675)의 각 웰에 1X106씩 시딩하고, 5% DMEM High glucose(Gibco, 11965092), 10% FBS(Gibco, 16000044), 1% antibiotics-antimycotic(Gibco, 15240062)가 포함된 배지에서 배양하였다. Opti-MEMTM(Gibco, 31985-070)으로 6시간동안 스타베이션 시킨 후, 새로운 Opti-MEMTM 배지로 교체하고, 10ng/ml TGF-beta 1, 100μM의 서열번호 2의 펩타이드를 24시간동안 처리하였다. 배지를 제거하고, DPBS(Welgene, LB001-02)로 세척하고, Trizol reagent(ambion, 15596) 1mL를 가하여 세포를 용해(lysis)하였다. 클로로포름을 250μL를 가하고, 튜브를 교반한 후, 10,000rpm에서 15분동안 원심분리 하였다. 피펫을 사용하여 수층을 제거한 후, 이소프로판올(sigma, I9516) 550μL를 가하고, 약하게 혼합하였다. 15,000rpm에서 25분동안 원심분리한 후, 이소프로판올을 제거하고, 75% 에탄올 1mL을 가하였다. 에탄올을 제거하고, 공기중에서 건조시킨 후, 펠렛을 DEPC water(Invitrogen, AM9915G)에 용해하였다. Nano drop(Thermo scientific, NanoDrop One, AZY1913798)을 사용하여 RNA농도를 측정하였다.
Maxima First strand cDNA synthesis Kit(Thermo fisher, K1641)을 사용하여 제조자 프로토콜에 따라 상기 추출된 RNA로부터 cDNA를 합성하였다. 또한, QuantStudio 3(Appliedbiosystems, A28132)을 사용하여 제조자 프로토콜에 따라 Realtime PCR 을 실시하였다. PCR은 95℃에서 15초, 60℃에서 50초, 72℃에서 15초로 40회 반복하여 증폭하였고, 이 때 사용된 프라이머 서열은 표 2와 같다.
Primer 서열
Gene Primer Sequence(5'->3') SEQ ID NO.
E-cad Forward AGGGGTTAAGCACAACAGCA 9
Reverse ACGACGTTAGCCCGTTCTC 10
EpCAM Forward CGCAGCTCAGGAAGAATGTG 11
Reverse TGAAGTACACTGGCATGACG 12
N-cad Forward TGGGAATCCGACGAATGG 13
Reverse TGCAGATCGGACCGGATACT 14
Twist Forward TGTCCATTTTCTCCTTCTCTGGA 15
Reverse TGTCCGCGTCCCACTAGC 16
Snail Forward GGCCTAGCGAGTGGTTCTTC 17
Reverse GTTAGGCTTCCGATTGGGGT 18
GAPDH Forward ACATCGCTCAGACACCATG 19
Reverse TGTAGTTGAGGTCAATGAAGGG 20
그 결과, 서열번호 2의 펩타이드는 MET 마커인 E-cadherin과 EpCAM의 유전자 발현을 증가시키고, EMT 마커인 N-cadherin, Twist1, Snail1의 유전자 발현을 감소시키는 것으로 나타났다. 반대로 TGF-β1은 MET 마커의 발현을 감소시키고, EMT 마커의 발현을 증가시키는 것으로 나타났다(도 7). 따라서, 서열번호 2의 펩타이드는 EMT는 증가시키고 MET는 억제하는 것을 알 수 있었다.
실시예 7: 블레오마이신 유도 폐질환 동물모델에서의 치료효과 확인
7-1: 동물실험 방법
동물수준에서 본 발명에 따른 펩타이드의 섬유증 치료효과를 확인하기 위하여, 블레오마이신으로 폐질환을 유도한 동물모델을 사용하였다. C57BL/6J 마우스(수컷, 7주)는 Charles River에서 구입하였다. 마우스는 Imalgene(ketamine, 100mg/kg)/Rompun(xylazine, 20mg/kg)의 혼합물을 복강투여하여 마취시키고, 블레오마이신 황산염(bleomycin sulfate) (1.45mg/kg, MBcell, CA, USA)을 총 부피 50㎕로 기관 내에 1회 주입하였으며, 정상군은 saline을 기관지로 주입하였다(day 0). 7일이 되는 날, 군을 분리하여 군당 8마리로 하였다. PBS(NT), 서열번호 1(30mg/kg), 서열번호 2(30mg/kg)는 주 3회 피하주사를 투여하였고, Nintedanib(Fluorochem Ref = 050741, 100mg/kg)은 매일 경구투여 하였다. 서열번호 1과 서열번호 2의 펩타이드는 각각 주사용수에 녹여서 투여하였고, Nintedanib은 0.5% hydroxyethylcellulose(Sigma; lot BCBV5033)와 0.01% Tween 80(Sigma; lot BCBR6211V)이 혼합된 물에 혼합하여 투여하였다. 약물을 21일동안 투여하면서, 2일 간격으로 체중을 측정하고, 다른 임상증상이 있는 지를 확인하였으며, 실험 프로토콜은 도 8a에 나타내었다.
7-2: 체중 변화 관찰
0일을 기준으로 22일까지 체중의 변화를 측정한 결과, 블레오마이신을 투여한 후 7일까지는 체중이 감소하였으나, 본 발명에 따른 펩타이드와 Nintedanib을 처리한 이후부터는 체중이 증가하였으며(도 8b), 본 발명에 따른 펩타이드와 Nintedanib의 독성에 의한 체중감소는 관찰되지 않았다.
7-3: 섬유질 침착 관찰
마우스는 22일째에 Isoflurane으로 희생한 후, 폐 조직을 절제하고 조직학적 분석을 수행하였다. 폐에 파라핀을 투입하고, 5μm 파라핀 절편을 제작한 후, 폐 섬유증 및 염증의 정도를 평가하기 위해 시리우스 레드(sirius red) 염색과 헤마톡실린/플록신(hematoxylin/phloxin) 염색을 실시하고 현미경으로 염증 및 섬유화 정도를 관찰하였다. 그 결과, 블레오마이신으로 폐질환을 유도하고 PBS를 투여한 군(NT)은 폐에서 섬유질의 침착이 많이 관찰되었고, Nintedanib을 투여한 군에서는 일부 치유 효과가 있었으나 침착된 섬유조직이 여전히 많이 관찰되었다. 그러나, 서열번호 1의 펩타이드를 투여한 군과 서열번호 2의 펩타이드를 투여한 군은 NT군과 Nintedanib을 투여한 군과 비교하여 섬유화가 현저하게 많이 감소된 것으로 확인되었다(도 8c).
7-4: 섬유화 면적 측정
섬유성 변화를 정량하기 위해 시리우스 레드(Sirius red)로 염색된 시료에서 붉은색(섬유화 부분)의 면적을 정량화하였다. 그 결과, 서열번호 1의 펩타이드와 서열번호 2의 펩타이드를 처리한 군은 각각, 섬유화된 면적이 NT, Nintedanib 처리한 군과 비교하였을 때, 유의하게 감소하는 것으로 나타났다(도 8d, P <0.05).
실시예 8: 메타이오닌 콜린 결핍 식이 마우스 모델에서 치료효과 확인
8-1: 동물실험 방법
동물수준에서 본 발명에 따른 펩타이드의 섬유증 치료효과를 추가로 확인하기 위하여, methionine-choline을 제거한 사료를 마우스에 제공(methionine-choline deficient diet mouse model)하여 간염 및 간 섬유증을 유발시켰다. 수컷 6주령 C57BL/6J 마우스를 이용하였고, Normal diet, MCD 사료를 먹인 후 치료하지 않은 군, 서열번호 1의 펩타이드(20mg/kg), 서열번호 2의 펩타이드(20mg/kg)를 주사한 군, 양성대조군으로 간염 치료제로 이용하고 있는 Glucagon like peptide 1 receptor agonist의 한 종류인 Liraglutide(0.2mg/kg)를 피하주사한 군으로 나누었다. 10주간 MCD 사료를 자율급이 한 후, 군당 8마리로 분리하고 치료제를 투여하였다. 펩타이드와 Liraglutide는 1일 1회 투여, 3일 간격으로 총 12회 투여하였다(도 9a).
8-2: 간염증 정도 측정
모든 동물에 대하여 체중은 투여 개시 직전에 측정하며, 전 시험에 걸쳐 매주 2회 측정하였다. 마지막 투여 종료 후 개체는 Avertin 300μL를 복강 주사하여 마취하고, 개복하여 복대정맥에서 채혈한 후, 간과 비장을 적출하였고, 적출한 장기의 무게를 측정하였다. 부검을 실시한 모든 동물에 대하여 중성 완충 포르말린 용액에 조직을 고정하고, 조직처리 과정을 거쳐 파라핀 블록을 제작하고 박절하였다. 박절한 조직 절편에 HE staining을 진행하였다. H&E 염색한 시편에서 지방간증(steatosis), 풍선 변성(ballooning degeneration) 및 소엽성 염증(lobular inflammation)에 대하여 점수화하였으며(표 3), 간염증 정도(NAFLD activity score)를 측정하였다.
NAFLD Activity Score
Item Definition Score
Steatosis < 5% 0
5~33% 1
> 33~66% 2
> 66% 3
Hepatocellular Ballooning None 0
Few 1
Many 2
Lobular Inflammation No foci 0
< 2 foci per 200x field 1
2~4 foci per 200x field 2
> 4 foci per 200x field 3
그 결과는 도 9b와 도 9c에 나타내었으며, 서열번호 1의 펩타이드와 서열번호 2의 펩타이드를 투여한 군에서 모두 NT 또는 양성대조군인 GLP-1 agonist를 투여한 군과 비교하여 NAFLD activity score가 유의하게 감소하였다.
8-3: 섬유화 면적 측정
실시예 8-2에서와 동일한 방법으로 박절한 조직 절편에 Masson’s trichrome 염색하고, Masson’s Trichrome 염색한 모든 슬라이드 중 임의로 지정한 서로 다른 5부위에서 광학현미경(BX51, Olympus, GER) 100배율의 사진을 획득하고(300MI CMOS camera, Aptina) 푸른색으로 염색된 면적을 측정하여(Image-Pro Plus, Media Cybernetics Inc., UK) 백분율로 분석하였다(Masson Trichrome positive area(%)).
그 결과, 도 9d와 도 9e에서와 같이, 서열번호 1의 펩타이드와 서열번호 2의 펩타이드를 투여한 군에서 모두 NT 또는 양성대조군인 GLP-1 agonist를 투여한 군과 비교하여 섬유화 면적이 유의하게 감소되었음을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
<110> NIBEC Co., Ltd. Seoul National University Industry Foundation <120> Peptides for prevention and treatment of fibrosis <130> P22-B013 <150> KR 2021-0009981 <151> 2021-01-25 <160> 20 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 21 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic peptide <400> 1 Tyr Gly Leu Arg Ser Lys Ser Lys Lys Phe Arg Arg Pro Asp Ile Gln 1 5 10 15 Tyr Pro Asp Ala Thr 20 <210> 2 <211> 15 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Synthetic peptide <400> 2 Gly Lys Cys Ser Thr Arg Gly Arg Lys Ser Ser Arg Arg Lys Lys 1 5 10 15 <210> 3 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 3 cctggaaaga atggagatga tg 22 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 4 atccaaacca ctgaaacctc tg 22 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 5 gctggctact tctcgctctg 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 6 tccgcatagg actgaccaag 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 7 ggtgaaggtc ggtgtgaacg 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 8 ctcgctcctg gaagatggtg 20 <210> 9 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 9 aggggttaag cacaacagca 20 <210> 10 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 10 acgacgttag cccgttctc 19 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 11 cgcagctcag gaagaatgtg 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 12 tgaagtacac tggcatgacg 20 <210> 13 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 13 tgggaatccg acgaatgg 18 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 14 tgcagatcgg accggatact 20 <210> 15 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 15 tgtccatttt ctccttctct gga 23 <210> 16 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 16 tgtccgcgtc ccactagc 18 <210> 17 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 17 ggcctagcga gtggttcttc 20 <210> 18 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 18 gttaggcttc cgattggggt 20 <210> 19 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 19 acatcgctca gacaccatg 19 <210> 20 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Primer <400> 20 tgtagttgag gtcaatgaag gg 22

Claims (8)

  1. 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 인테그린에 결합함으로써 Large Latent Complex(LLC)로부터 TGF-β1의 해리를 억제하는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드.
  3. 제1항에 있어서, 상기 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드는 상피세포의 중간엽세포로의 전이(transition)를 억제 또는 세포내로 투과하여 Smad2, Smad3와 결합하여 이들의 인산화를 억제하는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 펩타이드.
  4. 서열번호 1의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드 및/또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 표시되는 펩타이드를 유효성분으로 포함하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 섬유증은 폐 섬유증, 간 섬유증, 신장 섬유증 및 심장 섬유증으로 구성된 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  6. 제4항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 주사제, 경구투여용 제제, 패치제, 액제, 캡술, 과립, 정제, 산제, 분무제, 비강투여용 제제, 흡입 분무제형, 연고제, 겔제, 점막투여제제 및 좌제로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나의 제형으로 제제화되는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 약학적 조성물은 허용가능한 보조제를 추가로 함유하는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 제4항에 있어서, 상기 펩타이드의 일일 투여량은 1μg/kg 내지 100㎎/㎏이며, 매일 또는 주 1-3회 투여하는 것을 특징으로 하는 섬유증 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230122899A (ko) * 2022-02-15 2023-08-22 주식회사 나이벡 항균, 항염증 또는 조직재생능을 구비하는 펩타이드 및 이의 용도
CN116655746B (zh) * 2022-11-23 2023-12-22 浙江大学 一种多肽及其在制备抗纤维化药物中的应用

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01224170A (ja) 1988-03-02 1989-09-07 Toyota Motor Corp 抵抗溶接装置
US8383150B2 (en) 2005-09-22 2013-02-26 Intermune, Inc. Granulate formulation of pirfenidone and pharmaceutically acceptable excipients

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
UA75054C2 (uk) 1999-10-13 2006-03-15 Бьорінгер Інгельхайм Фарма Гмбх & Ко. Кг Заміщені в положенні 6 індолінони, їх одержання та їх застосування як лікарського засобу
KR101355809B1 (ko) * 2012-03-13 2014-01-28 우리들생명과학 주식회사 줄기세포의 골분화 유도용 조성물 및 이를 이용한 골분화 증가방법
KR102373603B1 (ko) * 2014-04-11 2022-03-14 주식회사 젬백스앤카엘 섬유증 억제 활성을 가지는 펩티드 및 이를 포함하는 조성물
KR101638775B1 (ko) * 2014-07-24 2016-07-13 서울대학교산학협력단 신규한 지방 축적 억제용 펩타이드 및 이를 포함하는 비만 예방 또는 치료용 약학조성물

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01224170A (ja) 1988-03-02 1989-09-07 Toyota Motor Corp 抵抗溶接装置
US8383150B2 (en) 2005-09-22 2013-02-26 Intermune, Inc. Granulate formulation of pirfenidone and pharmaceutically acceptable excipients

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Coward WR, The pathogenesis of idiopathic pulmonary fibrosis. Ther Adv Respir Dis 2010; 4:367-388.
Decaris ML, Proteomic analysis of altered extracellular matrix turnover in bleomycin-induced pulmonary fibrosis. Mol Cell Proteomics 2014; 13:1741-1752.
Fernandez IE, The impact of TGF-b on lung fibrosis: from targeting to biomarkers. Proc Am Thorac Soc 2012; 9:111-116.
Rock JR, Multiple stromal populations contribute to pulmonary fibrosis without evidence for epithelial to mesenchymal transition. Proc Natl Acad Sci USA 2011; 108:E1475-E1483.
Wollin L, Mode of action of nintedanib in the treatment of idiopathic pulmonary fibrosis. Eur Respir J 2015; 45:1434-1445.

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