KR20230031304A

KR20230031304A - 폐섬유화증 치료용 조성물

Info

Publication number: KR20230031304A
Application number: KR1020237002576A
Authority: KR
Inventors: 윤치호; 김민경
Original assignee: 제이더블유중외제약 주식회사
Priority date: 2020-06-26
Filing date: 2021-06-23
Publication date: 2023-03-07
Also published as: KR20220000460A; WO2021260560A1

Abstract

본 발명은 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis), 특히 원인불명의 특발성 폐섬유화증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF)이나, 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증에 대한 우수한 치료 효능을 갖는 화합물을 포함하는 치료용 조성물에 대한 것이다.

Description

폐섬유화증 치료용 조성물

본 발명은 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis), 특히 원인불명의 특발성 폐섬유화증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF) 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증에 대한 높은 치료효과를 가지는 화합물을 포함하는 치료용 조성물에 대한 것이다.

폐섬유화는 다양한 원인에 의해 발생한 간질성 폐 염증으로부터 진행되며, 원인 불명의 특발성 폐섬유화증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF)이 가장 빈번한 형태로, 진단 후 평균 생존기간이 2-3년 이내이고 5년 생존율이 20%에 불과할 정도로 효율적인 치료법이 없는 난치성 폐질환이다.

현재에도 정확한 병인과 발병기전을 밝히기 위한 연구와 치료제 개발이 지속적으로 이루어지고 있는데, endothelin 수용체 길항제, IFN-γ-1b 생성성 약물, 닌테다닙(nintedanib) 또는 피르페니돈(pirfenidone) 성분의 항섬유화 제제를 이용한 치료가 시도되고있지만, 단지 증상의 진행을 늦추는 정도에 불과할 뿐 아니라, 부작용의 발현 빈도가 높고, 중증 폐 섬유화 환자에서 그 효과가 기대에 미치지 못하고 있다.

폐섬유화증의 발병기전과 관련해서, 폐포 상피세포(alveolar epithelial cells)의 지속적인 손상에 대한 비정상적인 치유과정에 의해 섬유화가 진행되는 것으로 알려져 있는데, 손상되어 쉽게 재생되지 못하는 폐 상피세포에 대해 섬유모세포가 활성화되고 과도한 세포외 매트릭스(extracellular matrix) 생성으로 이어져, 폐 간질의 섬유화를 초래하게 된다. 이는 폐포의 유순도를 감소시키고 폐 능력을 비가역적으로 감소시켜, 산소를 모세관으로 수송시키는 능력을 감소시킨다고 알려져 있다.

또한, 폐 염증 반응과 조절되지 않는 면역 기전, 폐포 상피세포 내 신호전달체계의 이상, 상피세포 손상에 의한 섬유소 용해 활성의 억제와 더불어 폐 간질내 섬유모세포의 활성화, 상피세포의 중간엽성 변환, 내피세포 유래 섬유모세포 분화, 혈중 불활성 섬유아세포의 폐내 유입과 섬유모세포로의 분화와 같은 세포 변환이 근육섬유모세포 분화 증식의 기전으로 폐 섬유화증의 중요 요인이 된다. 폐섬유화와 관련된 인자로는 TGF-β가 가장 잘 알려져 있으며, AKT/mTOR, SMAD, Wnt/β-catenin, YAP/TAZ 신호전달 체계들을 활성화시켜 섬유화를 유발하는 것으로 알려져 있다. 또한, 신호전달체계 활성화와 동시에 증가하는 산화 스트레스가 중요한 역할을 하는 것으로 관찰되고, 섬유화 조절인자 또는 중간 매개인자의 전사 후 발현을 증가시키거나 억제하는 microRNAs, DNA methylation, PDGF 성장인자와 IL-4 등이 섬유화에 관여하는 주요인자로 알려져 있다.

최근에는 SARS-Cov-2(Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2)에 감염된 코로나바이러스감염증-19 환자 다수에서 폐섬유화증이 발생된다는 보고가 이어지고 있다.

현재에도 전세계 다수의 제약회사에서 폐섬유화증, 특히 원인불명의 특발성 폐섬유화증 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증 치료제 개발을 위한 노력을 기울이고 있으나, 아직 만족할만한 치료 효과를 나타내는 치료제는 보고되고 있지 않으며, 여전히 폐섬유화증에 대한 치료 효과가 우수한 치료제에 대한 수요는 절실한 상황이다.

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 기존에 항암 효과를 갖던 화합물이 폐섬유화증, 특히 원인불명의 특발성 폐섬유화증 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증에 대한 우수한 치료 효과를 나타내어, 이러한 질환의 치료용도로 사용될 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허 제1,692,921호

발명의 요약

본 발명의 목적은 폐섬유화증 치료용 조성물 또는 이를 포함하는 약제학적 제형을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 폐섬유화증 치료용 조성물 또는 이를 포함하는 약제학적 제형을 폐섬유화증 치료를 필요로 하는 개체에 투여하는 단계를 포함하는 폐섬유화증 치료방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 I의 구조를 가지는 화합물, 이의 프로드럭, 이의 염, 또는 이의 이성체를 포함하는 폐섬유화증 치료용 약학 조성물을 제공한다.

[화학식 I]

상기 화학식 I에서, R_a는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_b는 아릴기, 치환된 아릴기, 또는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이다.

본 발명에 따른 코로나바이러스감염증-19 치료용 약학 조성물에 포함되는 상기 화학식 I의 화합물에 있어, R_a는 C₁-C₆의 알킬기 또는 C₂-C₆의 알케닐기이고, R_b는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기인 것이 바람직하며, R_a는 메틸(methyl)이고, R_b는 -C(=O)CH₃인 것이 보다 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 화학식 I의 화합물에 있어 R_a는 메틸(methyl)이고, R_b는 -C(=O)CH₃인 경우, 화학식 II의 구조를 가진다.

[화학식 II]

또한 본 발명에 따른 상기 화학식 I의 화합물의 프로드럭은 화학식 III의 구조를 가진다.

[화학식 III]

상기 화학식 III에서, R_a는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_b는 아릴기, 치환된 아릴기, 또는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_p는 -PO₃H₂, -HPO₃ ^-Na⁺, -PO₃ ^2-Na₂ ⁺, -PO₃ ^2-K₂ ⁺, -PO₃ ^2-Mg²⁺, -PO₃ ^2-Ca²⁺, 구조식 1, 구조식 2, 또는 구조식 3이다.

특히 본 발명에 따른 화학식 IIII의 화합물에 있어, R_a는 C₁-C₆의 알킬기 또는 C₂-C₆의 알케닐기이고, R_b는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, R_p는 -PO₃H₂,-HPO₃ ^-Na⁺ 또는 -PO₃ ^2-Na₂인 것이 바람직하며, R_a는 메틸(methyl)이고, R_b는 -C(=O)CH₃, R_p는 -PO₃H₂, -HPO₃ ^-Na⁺ 또는 -PO₃ ^2-Na₂인 것이 보다 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다.

가장 바람직하게는 본 발명에 따른 화학식 I의 화합물의 프로드럭인 화학식 III는 화학식 IV 내지 화학식 VI의 구조를 가질 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 화학식 I 내지 화학식 VI의 구조를 갖는 화합물은 대한민국 등록특허공보 제1,692,921호에 기재된 방법 등에 의해 제조될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 발명은 화학식 I 내지 화학식 VI의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염에 관한 것이다. 화학식 I 내지 화학식 VI의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염의 비제한적인 예로는 염산, p-톨루엔설폰산, 푸마르산, 시트르산, 숙신산, 살리실산, 옥살산, 브롬산, 인산, 메탄설폰산, 타르타르산, 말레이트, 디-p-톨루오일 타르타르산, 오르틴산, 에디실산, 헤미 에디실산 및 만델산의 염이 예시될 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 화학식 I 내지 화학식 VI의 화합물을 포함하는 치료용 조성물에는 약제학적으로 허용 가능한 담체가 하나 이상 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 치료용 조성물은 경구 투여 또는 비경구 투여될 수 있으며, 비경구 투여는 비내, 비강내, 구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장 투여 형태에 적합한 제형으로 제조되어 상기 경로로 투여될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

이에 따라 본 발명은 본 발명에 따른 치료용 조성물을 포함하는 경구 또는 비경구 투여용 약제학적 제형을 제공한다.

바람직하게는 본 발명에 따른 치료용 조성물 또는 이를 포함하는 약제학적 제형은 경구 투여되거나, 비내 또는 비강내 투여될 수 있으며, 특히 비내 또는 비강내 투여시에는 스프레이(spray) 또는 에어로솔(aerosol) 형태로의 투여, 또는 흡입(inhalation) 투여용 제형으로 제형화되어 투여되는 것이 더욱 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 비내 또는 비강내 투여용 약제학적 제형은 본 발명이 속하는 기술분야에 잘 알려진 기술에 따라 제조될 수 있으며 벤질 알코올 또는 다른 적합한 보존제, 생체 이용율을 증강시키기 위한 흡수 촉진제, 플루오로카본 및/또는 기타 본 분야에 알려진 가용화제 또는 분산제를 사용하여 염수중의 용액으로서 제조될 수 있다.

또 다른 형태로서, 본 발명에 따른 치료용 조성물은 멸균 주사용 수성 또는 유성 현탁액으로서 멸균 주사용 제형으로 제형화될 수 있다. 이 현탁액은 적합한 분산제 또는 습윤제(예, 트윈 80) 및 현탁화제를 사용하여 본 분야에 공지된 기술에 따라 제형화될 수 있다. 멸균 주사용 제제는 또한 무독성의 비경구적으로 허용되는 희석제 또는 용매중의 멸균 주사용액 또는 현탁액(예, 1,3-부탄디올중의 용액)일 수 있다. 약학적으로 허용될 수 있는 비히클 및 용매의 비제한적인 예시로는 만니톨, 물, 링겔 용액 및 등장성 염화나트륨 용액이 있다. 또한, 멸균 불휘발성 오일이 통상적으로 용매 또는 현탁화 매질로서 사용된다. 이러한 목적을 위해, 합성 모노 또는 디글리세라이드를 포함하여 자극성이 적은 어떠한 불휘발성 오일도 사용할 수 있다. 올레산 및 이의 글리세라이드 유도체와 같은 지방산이 약제학적으로 허용되는 천연 오일(예, 올리브유 또는 피마자유), 특히 이들의 폴리옥시에틸화된 것과 마찬가지로 주사 제제에 유용하다.

또한 본 발명에 따른 치료용 조성물은 이들로 한정되는 것은 아니지만 캡슐, 펠렛, 정제, 수성 현탁액 및 용액을 포함하여 경구적으로 허용되는 어떠한 약제학적 제형의 형태로 제형화되어 경구 투여될 수 있다.

경구 투여용으로 제형화되는 경우, 본 발명에 따른 치료용 조성물에 약학적으로 허용되는 하나 이상의 부형제를 포함하여 제형화될 수 있으며, 그러한 부형제로는 충전제(희석제), 붕해제, 결합제, 활택제(윤활제), 방부제, 산화방지제, 완충제, 킬레이트제, 가용화제 및 감미제로 구성된 군에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.

비제한적인 예시로, 충전제(희석제)는 만니톨(mannitol), 탄산 칼슘(calcium carbonate), 제2인산 칼슘(calcium phosphate dibasic), 제3인산 칼슘(calcium phosphate tribasic), 황산 칼슘(calcium sulfate), 미세결정성 셀룰로오스(microcrystalline cellulose), 미세결정성 규화 셀룰로오스(microcrystalline silicified cellulose), 분말 셀룰로오스, 덱스트레이트(dextrates), 덱스트로오스(dextrose), 프럭토오스(fructose), 락티톨(lactitol), 무수 락토오스(lactose anhydrous), 락토오스 모노하이드레이트(lactose monohydrate), 락토오스 디하이드레이트(lactose dihydrate), 락토오스 트리하이드레이트(lactose trihydrate), 소르비톨(mannitol sorbitol), 전분(starch), 전호화 전분(pregelatinized starch), 수크로오스(sucrose), 탈크(talc), 자일리톨(xylitol), 말토오스 말토덱스트린(maltose maltodextrin) 및 말티톨(maltitol)로 구성된 군에서 선택된 하나 이상;

붕해제는 크로스포비돈, 알긴산, 이산화탄소, 카르복시메틸셀룰로오스 칼슘, 카르복시메틸 셀룰로오스 소듐, 미세결정성 셀룰로오스, 분말 셀룰로오스, 크로스카멜로오스 소듐, 크로스포비돈, 소윰 도큐세이트, 구아 검, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 폴라크릴린 포타슘(polacrilin potassium), 폴록사머, 포비돈, 소듐 알지네이트, 소듐 글리신 카보네이트, 소듐 라우릴 설페이트, 소듐 스타치 글리콜레이트, 전분 및 전호화 전분으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상;

결합제는 하이드록시에틸 셀룰로오스, 하이드록시프로필 셀룰로오스, 하이드록시프로필 메틸 셀룰로오스, 아카시아 뮤실라지(acacia mucilage), 알긴산(alginic acid), 카보머(carbomer), 카르복시메틸셀룰로오스 칼슘, 카르복시메틸셀룰로오스 소듐, 미세결정성 셀룰로오스, 분말 셀룰로오스, 에틸 셀룰로오스, 젤라틴, 액상 글루코오스, 구아 검, 말토덱스트린, 메틸셀룰로오스, 폴리덱스트로오스, 폴레에틸렌 옥사이드, 포비돈, 소듐 알지네이트, 전분 패이스트, 전호화 전분 및 수크로오스로 구성된 군에서 선택된 하나 이상;

활택제(윤활제)는 탈크, 소듐 스테아릴 푸마레이트, 마그네슘 스테아레이트, 콜로이드성 이산화규소, 폴리에틸렌 글리콜 4000, 폴리에틸렌 글리콜 6000, 소듐 라우릴 설페이트, 전분, 글리세릴 베헤네이트(glyceryl behenate), 수소화된 피마자 기름, 스테아린산, 글리세릴 팔미토스테아레이트, 글리세릴 모노스테아레이트, 칼슘 실리케이트, 분말화 셀룰로오스 및 전분으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상이 사용될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 경구 투여용 약제학적 제형은 캡슐, 펠렛 또는 정제인 것이 바람직하지만 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 정제는 필름 코팅층을 포함하는 필름 코팅 정제인 것이 보다 바람직하다.

상기 필름 코팅층은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올과 폴리에틸렌과의 공중합체, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 메타아크릴산 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드 및 잔탄 검으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 코팅 기제를 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 필름 코팅층은 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 알코올과 폴리에틸렌과의 공중합체, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 메타아크릴산 공중합체, 폴리에틸렌 옥사이드 및 잔탄 검으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 필름 코팅 기제를 포함할 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 치료용 조성물 또는 이를 포함하는 약제학적 제형은 폐섬유화증, 특히 특발성 폐섬유화증 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증의 치료에 이용될 수 있다.

이에 따라 본 발명은 본 발명에 따른 치료용 조성물 또는 이를 포함하는 약제학적 제형을 폐섬유화증, 특히 특발성 폐섬유화증 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증의 치료에 사용하는 용도, 및 상기 치료가 필요한 환자에게 본 발명에 따른 약제학적 제형을 투여하는 것을 특징으로 하는 폐섬유화증, 특히 특발성 폐섬유화증 및/또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증의 치료 방법에 대한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전체적인 실험 조건을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 화학식 II의 화합물과 대조약인 피르페니돈(Pirfenidone)의 투여에 따른 블레오마이신(Bleomycin) 유도 폐섬유화증 마우스 모델에서의 염증세포 변화를 나타내는 도면이다.
(A) 총 염증세포
(B) 대식세포(macrophages)
(C) 림프구(lymphocytes)
(D) 중성구(neutrophils)
도 3은 본 발명에 따른 화학식 II의 화합물 투여에 따른 블레오마이신(Bleomycin) 유도 폐섬유화증 마우스 모델에서의 염증 관련 사이토카인(cytokines) 들의 변화를 나타내는 도면이다.
(A) TGF(Tissue Growth Factor)-β
(B) IL(Interleukin)-17
(C) TNF(Tumor Necrosis Factor)-α
(D) IL-1β
도 4는 본 발명에 따른 화학식 II의 화합물 투여에 따른 블레오마이신(Bleomycin) 유도 폐섬유화증 마우스 모델에서의 애쉬크로프트 스코어(Ashcroft Score)를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 화학식 II의 화합물 투여에 따른 블레오마이신(Bleomycin) 유도 폐섬유화증 마우스 모델의 폐에서의 총 콜라겐(collagen) 변화를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 화학식 II의 화합물 투여에 따른 블레오마이신(Bleomycin) 유도 폐섬유화증 마우스 모델에서의 폐포 표면적, 폐포, 기관지 및 혈관 주위 월두께의 변화를 나타내는 도면이다.
(A) 폐포 표면적 (alveolar surface area)
(B) 폐포 월두께(alveolar wall thickness)
(C) 기관지 주위 월두께(peribronchial wall thickness)
(D) 혈관 주위 월두께(perivascular wall thickness)

발명의 상세한 설명 및 구체적인 구현예

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

실시예 1. 폐섬유화증 동물 모델 제작 및 약물 투여 방법

1.1 폐섬유화증 동물 모델 제작

C57BL/6종 암컷 8주령 마우스를 Orientbio Inc. (성남, 한국)로부터 구입하여 AAALAC international 국제 인증 동물실험실에서 유지하였고, 동물실험윤리위원회가 cuh-IACUC-2019-1-1 동물실험을 승인하였다. 마우스는 isoflurane 흡입마취 (Matrix, Orchard Park, NY, USA) 후 3 mg/kg bleomycin을 기도 내 주입하여 폐 섬유화를 유도하였다.

1.2 약물 투여

상기 실시예 1.1에서 제작된 폐섬유화증 유도 마우스에 0.1 mg/kg, 1.0 mg/kg와 5.0 mg/kg 화학식 II의 화합물을 폐섬유화증 유도 24시간 후와 그 후 2일 간격으로 흡입 투여하였다(0.05 % DMSO, saline). 블레오마이신 주입 후 14일에 마우스를 희생시킨 후 기관지 폐포세척을 시행하였고, 폐조직을 적출하였다.

화학식 II의 화합물의 효능 평가를 위해 항 섬유화제인 피르페니돈 (200 mg/kg/bid, po, 2 % DMSO, 0.5 % CMC)을 대조 물질로 투여하여 비교하였다.

이하, 모든 도면에서의 B291은 화학식 II의 화합물을 의미하며, B291 다음에 0.1, 1.0 및 5.0이라는 숫자는 화학식 II의 화합물 투여량이 각각 0.1 mg/kg, 1.0 mg/kg 및 5.0 mg/kg임을 의미한다. 또한, BPFD는 피르페니돈(pirfenidone)을, SV는 살린(saline) 처리된 실험동물에 drug vehicle을 투여한 정상대조군(saline-instilled mice administered with drug vehicle, SAL+VEH)을, BV는 블레오마이신 처리된 동물에 drug vehicle을 투여한 폐 섬유화군 (bleomycin-instilled mice administered with drug vehicle, BLM+VEH)을 의미한다.

블레오마이신 유도 폐섬유화증의 마우스 모델에서 화학식 II의 화합물의 효과 시험군은 총 6군으로, 정상대조군(saline-instilled mice administered with drug vehicle, SAL+VEH), 폐섬유화군 (bleomycin-instilled mice administered with drug vehicle, BLM+VEH), 블레오마이신 유도 폐섬유화의 마우스 모델에 0.1 mg/kg 화학식 II의 화합물 투여군 3개 (0.1 mg/kg, 1.0 mg/kg 및 5.0 mg/kg), 그리고 블레오마이신 유도 폐 섬유화의 마우스 모델에 약물대조군으로 200.0 mg/kg의 피르페니돈 투여군의 실험을 진행하였다(표 1 참조).

표 1. 실험군 개요

실시예 2. 염증세포 변화

실시예 1에 따른 마우스를 희생시킨 후 폐가 충분히 확장될 수 있도록 흉강을 개방하고 기관을 절개하여 기도 내로 삽입한 관을 통해 1 ㎖ PBS를 서서히 폐 내로 주입하였고, 이를 회수하여 기관지폐포세척액으로 4 ℃에 보관하였다.

기관지폐포세척액은 NucleoCounter (Chemometec., Gydevang, Denmark)를 이용하여 전체 염증 세포수를 측정하는데 사용하였고, 원심분리 후 침전된 세포들을 PBS에 재부유하여 cytospin (Thermo Electron, Waltham, MA, USA)으로 슬라이드에 도말하여 염증세포감별에 사용하였다. 세포감별은 준비된 세포도말을 Diff-Quik solution (Dade Diagnostics of Puerto Rico Inc., Aguada, Puerto Rico, USA)으로 염색한 후 슬라이드의 서로 다른 곳에서 400개 이상의 세포를 세어 시행하였다.

본 명세서에서의 모든 도면에 도시된 실험 결과는 평균과 평균의 표준오차로 표시하였다. GraphPad Prism 5를 이용하였고, One-way ANOVA, Two-way ANONA 또는 t-test 분석을 하였다. Bonferroni's multiple comparison test, paired t-test 또는 Mann Whitney test에서 P value < 0.05인 경우를 통계적으로 유의한 것으로 해석하였다.

블레오마이신 유도 폐섬유화증의 마우스 모델은 기관지 폐포내 대식세포, 림프구, 중성구의 세포수 증가와 함께 총 염증세포의 수가 유의하게 증가하였다. 화학식 II의 화합물을 투여한 시험군에서 총 염증세포의 수가 유의하게 감소하였고, 대식세포, 림프구와 중성구의 세포수도 감소하였다.

피르페니돈 약물대조군은 대식세포의 증가와 함께 총 염증세포 수의 증가에서 변화가 없었고, 림프구와 중성구의 수는 감소하는 경향을 보였다. 피르페니돈 약물 대조군과 비교하여 0.1 mg/kg와 1.0 mg/kg 화학식 II의 화합물 투여군에서 용량 상관성 있게 대식세포의 감소와 함께 총 염증세포 수의 유의한 감소를 확인하였다. 림프구와 중성구의 세포수는 약물대조군과 시험 약물 투여군에 유의한 차이가 없었다(도 2(A) 내지 도 2(D) 참조, 각 플롯은 6개 마우스 그룹의 평균±표준오차를, ^#는 P<0.05, ^##는 P<0.01, 그리고 ^###는 P<0.001인 경우를 의미한다).

실시예 3. 염증성 사이토카인 변화

마우스 폐 조직의 단백질을 추출하여 전기 영동으로 분리한 후 TGF-β, TNF-α, IL-1β와 IL-17의 발현을 Western blotting으로 확인하여 정량 분석하였다.

블레오마이신 유도 폐섬유화 반응에서 유의하게 증가된 TGF-β, IL-17, TNF-α와 IL-1β 단백질의 발현이 화학식 II의 화합물 투여군에서 감소되었다(Figure 3(A) 내지 3(D) 참조, 바(bar)는 6개 마우스 그룹의 평균±표준오차를, ^#는 P<0.05, ^##는 P<0.01, 그리고 ^###는 P<0.001인 경우를 의미한다).

구체적으로 IL-1β는 1.0 mg/kg와 5.0 mg/kg 화학식 II의 화합물 투여군에서 유의하게 감소하였고, TGF-β와 IL-17의 발현은 1.0 mg/kg 화학식 II의 화합물 투여군에서 최대로 감소하였다. TNF-α는 5.0 mg/kg 투여군에서 유의미한 감소를 보여, 투여 용량에 따라 전염증성 단백질 발현 에 차이가 있다. IL-17의 폐 내 증가는 약물 투여군에서 모두 감소하는 경향이었으나 통계적 유의성은 없다. 피르페니돈 약물 대조군은 TGF-β와 IL-17의 발현 증가에 효과가 없고, TNF-α와 IL-1β의 단백질 발현을 감소시키는 경향을 보였다. 피르페니돈 약물 대조군과 비교하여 화학식 II의 화합물 투여군에서 TGF-β가 모두 유의하게 감소하였고, 전 투여군에서 IL-17의 감소, 5.0 mg/kg 투여군에서 동등한 수준의 TNF-α 감소 및 1.0 mg/kg와 5.0 mg/kg 투여군에서 IL-1β의 감소가 있었다.

실시예 4. 병리조직학적 변화 분석

마우스 폐 조직 슬라이드를 제작하여 Hemetoxylin & eosin (H&E) 염색으로 조직의 변화정도를 관찰하였고, 염색된 조직에서 염증정도를 측정하여 정량화 하였다. 또한 마우스 폐 조직에서 추출한 콜라겐의 농도를 Sircol assay로 정량하여 침적된 양을 분석하였다.

그 결과, 폐섬유화증 심각도에 대한 정량지표인 애쉬그로프트 스코어(Ashcroft Score)가 화학식 II의 화합물 투여에 의해 감소하였다(도 4 참조, 플롯은 6개 마우스 그룹의 평균±표준오차를, ^#는 P<0.05, ^##는 P<0.01, 그리고 ^###는 P<0.001인 경우를 의미한다).

콜라겐 침적량은 약물대조군과 동등한 수준으로 감소하였거나, 5.0 mg/kg 투여군에서 감소의 통계적 유의수준이 높다(도 5 참조, 플롯은 6개 마우스 그룹의 평균±표준오차를, ^#는 P<0.05, ^##는 P<0.01, 그리고 ^###는 P<0.001인 경우를 의미한다). 또한 폐포 표면적의 감소, 폐포벽 및 기관지 벽과 혈관벽의 비후는 완화되었다(도 6(A) 내지 도 6(D) 참조, 플롯은 6개 마우스 그룹의 평균±표준오차를, ^#는 P<0.05, ^##는 P<0.01, 그리고 ^###는 P<0.001인 경우를 의미한다).

본 발명에 따른 화학식 I 내지 화학식 VI의 화합물은 폐섬유화증, 특히 특발성 폐섬유화증이나, 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증 치료에 탁월한 효과를 거둘 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 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.

Claims

화학식 I의 구조를 가지는 화합물, 이의 프로드럭, 이의 염, 또는 이의 이성체를 포함하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물
[화학식 I]

상기 화학식 I에서, R_a는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_b는 아릴기, 치환된 아릴기, 또는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이다.
제1항에 있어서, 상기 화학식 I에서 R_a는 C₁-C₆의 알킬기 또는 C₂-C₆의 알케닐기이고, R_b는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기인 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 화학식 I의 화합물은 화학식 II의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
[화학식 II]
제1항에 있어서, 상기 화학식 I의 구조를 가지는 화합물의 프로드럭은 화학식 III의 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
[화학식 III]

상기 화학식 III에서, R_a는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_b는 아릴기, 치환된 아릴기, 또는 -C(=O)R_e이고, 이때, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, 또는 C₂-C₆의 알키닐기이고, R_p는 -PO₃H₂, -HPO₃ ^-Na⁺, -PO₃ ^2-Na₂ ⁺, -PO₃ ^2-K₂ ⁺, -PO₃ ^2-Mg²⁺, -PO₃ ^2-Ca²⁺, 구조식 1, 구조식 2, 또는 구조식 3이다.
제4항에 있어서, 상기 화학식 III의 화합물에 있어, R_a는 C₁-C₆의 알킬기 또는 C₂-C₆의 알케닐기이고, R_b는 -C(=O)R_e이고, R_e는 C₁-C₆의 알킬기, R_p는 -PO₃H₂, -HPO₃ ^-Na⁺ 또는 -PO₃ ^2-Na₂인 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제4항에 있어서, 상기 화학식 III의 화합물에 있어, R_a는 메틸(methyl)이고, R_b는 -C(=O)CH₃, R_p는 -PO₃H₂, -HPO₃ ^-Na⁺ 또는 -PO₃ ^2-Na₂인 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제5항에 있어서, 상기 화학식 III의 화합물은 화학식 IV 내지 화학식 VI에서 선택된 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폐섬유화증은 원인불명의 특발성 폐섬유화증(Idiopathic Pulmonary Fibrosis, IPF) 또는 코로나바이러스감염증-19로 인한 폐섬유화증인 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 약제학적으로 허용 가능한 담체를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 폐섬유화증(Pulmonary Fibrosis) 치료용 조성물.
제9항에 따른 치료용 조성물을 포함하는 경구 또는 비경구 투여용 약제학적 제형.
제10항에 있어서 상기 비경구 투여는 비내, 비강내, 구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장 투여인 것을 특징으로 하는 약제학적 제형.
제11항에 있어서, 상기 비내 또는 비강내 투여는 스프레이, 에어로솔 또는 흡입(inhalation) 형태로 투여되는 것을 특징으로 하는 약제학적 제형.
제10항에 있어서, 상기 경구 투여는 캡슐, 펠렛, 정제, 수성 현탁액 또는 용액의 형태로 투여되는 것을 특징으로 하는 약제학적 제형.