KR20230065877A - Trek1의 활성 조절에 따른 비만 조절 방법 - Google Patents

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KR20230065877A
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김아정
이재광
정서영
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 발명은 TREK1의 발현 수준 조절에 따른 비만 조절에 관한 것이다.

Description

TREK1의 활성 조절에 따른 비만 조절 방법{A method for controlling obesity by regulating activity of TREK1}
본 발명은 TREK1(트렉1)의 활성 조절에 따른 비만 조절에 관한 것이다.
비만은 현대인들에게 매우 흔하게 나타나며, 다양한 성인병의 원인이 되는 질환으로 알려져 있다. 이에 새로운 항비만 물질에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있으나 (한국 등록특허 10-1662062), 아직까지 유효한 치료방법이나 치료제는 다소 미비한 실정이다.
또한, 현재까지 사용되는 주요 비만 치료제는 중추 신경계에 작용하거나, 말초 신경계에 작용하여 식욕을 억제하는 기전으로 작용하고 있기 때문에, 그 작용 기전 상 장기적으로 복용하였을 경우 여러 부작용이 나타나고, 이로 안해 약물순응도가 낮은 편으로 알려져 있다. 따라서 식욕을 억제하는 방법이 아닌 비만세포의 분열과 분화를 억제하는 기전의 새로운 비만 치료 전략이 요구된다.
본 발명의 목적은 TREK1 활성화제를 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 TREK1의 활성을 강화시키는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 TREK1 활성을 약화시키는 단계를 포함하는 비만 동물모델의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제조방법으로 제조된 동물 모델을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 (a) 동물 모델에 비만 예방 또는 치료제 후보물질을 투여하는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계의 동물 모델에서 TREK1 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 TREK1의 발현 수준을 조절하는 단계를 포함하는 비만 조절방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 TREK1 또는 그 활성화제의 비만 예방 또는 치료 용도를 제공하는 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다. 또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
또한, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 통상의 실험만을 사용하여 본 발명에 기재된 본 발명의 특정 양태에 대한 다수의 등가물을 인지하거나 확인할 수 있다. 또한, 이러한 등가물은 본 발명에 포함되는 것으로 의도된다.
본 발명의 하나의 양태는 TREK1의 발현 수준을 조절하는 단계를 포함하는 비만 조절방법을 제공한다.
본 발명자들은 비만 세포로의 분화과정에서 칼륨이온전도도가 감소하고 막전위가 탈분극화되는 현상을 확인하였으며, 이 과정에서 TREK1이 특이적으로 관여한다는 사실을 최초로 규명하였는바, TREK1의 억제에 따라 비만세포로의 분화가 촉진됨으로써 비만이 유도되고, TREK1의 활성 증가에 따라 비만세포의 분화가 억제되는 것을 확인하였다.
이에 따라, 본 발명의 하나의 양태는 TREK1 또는 이의 활성화제의 비만 치료 용도를 제공한다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 TREK1의 활성화제를 유효성분으로 포함하는, 비만 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서 "TREK1(트렉1)"은 "KCNK2"로도 지칭되며, "K2p2.1", "TPKC1", "hTREK-1c", "hTREK-1e", "potassium two pore domain channel subfamily K member 2" 등으로도 불리운다. TREK1은 주로 포유동물의 뉴런에서 전기적 신호를 전달하거나 허혈, 마취 등의 역할에도 관여하는 것으로 알려져 있다. TREK1의 유전자나 단백질 서열 정보는 Uniprot O95069, NP_001017424, NP_001017425, NP_055032 등에 공지되어 있고, TREK1을 코딩하는 유전자는 TREK1, KCNK2 등으로 지칭할 수 있다.
본 발명에서 "TREK1의 활성화제"는 TREK1의 활성을 강화할 수 있는 물질은 제한없이 포함한다. 이러한 활성 강화에는 단백질의 활성이 강화되는 것뿐만 아니라, 유전자 발현량이 증가하거나, 상기 유전자의 카피수가 증가되는 것 역시 포함된다.
TREK1의 활성을 증가시키는 것으로 알려진 물질의 예시는 Djillani A, Mazella J, Heurteaux C and Borsotto M (2019) Role of TREK-1 in Health and Disease, Focus on the Central Nervous System. Front. Pharmacol. 10:379 등에 개시되어 있다.
일 구현예로, 상기 TREK1 활성화제는 리루졸(Riluzole), 리튬(Lithium), 가바펜틴(Gabapentin), 발프로에이트(Valproate), 카바마제파인(Carbamazepine), ML67, ML67-33, ML335, ML402, 아라키돈산(Arachidonic acid), 클로로포름(Chloroform), 할로테인(Halothane), 아이소플러레인(Isoflurane), 다이에틸 에터(Diethyl ether), 페나메이트(Fenamate), 플루페나믹산(Flufenamic acid), BL-1249, RNE28, GI-530159, PUFA 및 상기 물질의 유도체 중 선택되는 것일 수 있다.
다른 일 구현예로, 상기 TREK1 활성화제는 TREK1을 코딩하는 유전자의 발현을 증가시키는 물질일 수 있다. 예를 들어 상기 TREK1 활성화제는 TREK1을 코딩하는 유전자의 cDNA를 포함하는 발현 카세트일 수 있으며, 구체적인 일 예로 TREK1을 코딩하는 유전자의 cDNA를 포함하는 벡터일 수 있다.
본 발명에서 "발현 카세트"는 프로모터와 목적 유전자를 포함하여, 프로모터에 작동 가능하게 연결되어 있는 목적 유전자를 발현시킬 수 있는 단위 카세트를 의미한다. 본 발명의 목적상, 상기 목적 유전자는 TREK1을 코딩하는 유전자일 수 있다. 발현 카세트의 내부 또는 외부에는 상기 목적 유전자의 효율적인 발현을 도울 수 있는 다양한 인자가 포함될 수 있다. 상기 발현 카세트는 통상 목적 유전자에 작동 가능하게 연결되어 있는 프로모터(promoter) 외에 전사 종결신호, 리보좀 결합부위, 번역 종결신호를 포함할 수 있고, 그 밖에 인핸서 서열, 인트론, 번역 개시 서열 및 미번역 영역(UTR) 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 용어 "작동 가능하게 연결된" 것이란 목적하는 유전자의 전사를 개시 및 매개하도록 하는 프로모터 서열과 상기 유전자 서열이 기능적으로 연결되어 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 "벡터" 는 목적하는 폴리펩티드 혹은 단백질을 발현시킬 수 있도록 적합한 발현조절영역에 작동가능하게 연결된 목적 폴리펩티드 혹은 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 염기서열을 함유하는 DNA 제조물을 의미한다. 본 발명의 목적상, 상기 목적 단백질은 TREK1일 수 있다.
벡터는 적당한 숙주세포 내에 도입된 후 숙주 게놈과 무관하게 복제되거나 기능할 수 있으며, 또는 게놈 그 자체에 통합될 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 벡터는 특별히 한정되지 않으나, 일 예로 플라스미드, 바이러스 또는 박테리오파지 등이 사용될 수 있고, 그 예로 아데노-연관 바이러스 등이 있다.
전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 상기 벡터 또는 발현 카세트에 포함된 프로모터는 지방세포, 예를 들어 지방 전구세포에서 특이적으로 발현되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명에서 "비만" 은 체내에 지방조직이 과다한 상태를 의미한다. 비만은 지방세포가 분화하며 수가 늘어나는 것에 의해서도 유발되며, 일반적으로 과체중을 동반한다. 비만은 신체 전체에 영향을 미치는 대사질환으로 당뇨병 및 고지혈증에 걸릴 가능성이 높아지고, 성기능 장애, 관절염, 심혈관계 질환의 발병 위험이 커지며 일부의 경우 암의 발생과도 연관이 있다. 또한, 비만은 비알콜성 간질환을 비롯한 다양한 대사증후군과도 밀접한 관련이 있는바, 본 발명의 약학적 조성물은 대사증후군의 예방 및 치료에도 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 비만 환자에게 투여될 수 있으며, 대상 비만 환자는 대표적으로 BMI(Body mass index) 지수에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에서, BMI는 체중(kg)을 신장(m)의 제곱으로 나눈 값을 의미하며, 본 발명의　비만　환자는 BMI 지수가 23 kg/m2, 24 kg/m2, 25 kg/m2, 26 kg/m2, 27 kg/m2, 28 kg/m2, 29 kg/m2, 30 kg/m2, 31 kg/m2, 32 kg/m2, 33 kg/m2, 34 kg/m2, 35 kg/m2, 36 kg/m2, 37 kg/m2, 38 kg/m2, 39 kg/m2, 또는 40 kg/m2　이상일 때　비만　환자로 정의될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 비만 환자에서 체중 감소, 지방량 감소 등의 효과를 나타낼 수 있다.
본 발명에서 "예방" 은 상기 약학적 조성물의 투여로 비만의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하며, "치료"는 상기 약학적 조성물의 투여로 비만 증세가 호전되거나 이롭게 되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제, 또는 희석제는 비자연적으로 발생된 것일 수 있다.
본 발명에서 용어 "약학적으로 허용가능한"이란 치료효과를 나타낼 수 있을 정도의 충분한 양과 부작용을 일으키지 않는 것을 의미하며, 질환의 종류, 환자의 연령, 체중, 건강, 성별, 환자의 약물에 대한 민감도, 투여 경로, 투여 방법, 투여횟수, 치료 기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물 등 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
약학적으로 허용가능한 담체는 특별히 이에 제한되지는 않으나, 주사제의 경우에는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장화제, 안정화제 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 국소투여용의 경우에는 기제, 부형제, 윤활제, 보존제 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 조성물의 제형은 상술한 바와 같은 약학적으로 허용가능한 담체와 혼합하여 다양하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 주사제의 경우에는 단위 투약 앰플 또는 다수회 투약 형태로 제조할 수 있다. 그 밖에, 용액, 현탁액, 정제, 환약, 캡슐, 서방형 제제 등으로 제형화할 수 있다.
제제화에 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 또는 광물유 등이 사용될 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 약학적 분야에서 통상의 방법에 따라 환자의 신체 내 투여에 적합한 단위 투여형의 제제 형태로 제형화시켜 당업계에서 통상적으로 사용하는 투여 방법을 이용하여, 일 예로 비경구 투여 경로에 의하여 투여될 수 있으나, 이들에 한정되는 것은 아니다. 일 구현예로, 상기 조성물은 지방 조직에 주사될 수 있다.
일 구현예로, 본 발명의 TREK1 활성화제를 포함하는 약학적 조성물은 임의의 약제학적으로 허용가능한 염, 또는 인간을 비롯한 동물에의 투여 시, 생물학적으로 활성 대사물 또는 이의 잔사를 직접적으로 또는 간접적으로 제공할 수 있는, 임의의 다른 화합물을 포함할 수 있다. 따라서, 전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로서, 본 발명의 약학 조성물은 TREK1 활성화제의 전구약물 및 이의 약학적으로 허용가능한 염, 및 기타 생체 등가물을 포함한다. 상기 "전구약물"은 생체 내 또는 그 세포 내에서 효소 또는 다른 물질, 및/또는 기타 조건의 작용으로 인해 활성 형태로 전환되는, 불활성 형태로 제조되는 치료제를 지칭한다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 TREK1 활성을 강화시키는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료 방법이다.
일 구현예로, 상기 TREK1 활성 강화는 TREK1 활성화제를 처리하는 것을 포함할 수 있다. 상기 TREK1 활성화제에 대해서는 전술한 바와 같다.
전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 상기 TREK1 활성 강화는 지방 전구세포의 TREK1 활성을 강화하는 것일 수 있다.
전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 상기 TREK1 활성 강화는
1) TREK1을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 세포 내 카피수 증가;
2) TREK1을 코딩하는 유전자 발현조절영역을 활성이 강력한 서열로 변형;
3) TREK1을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열의 변형;
4) TREK1의 활성이 강화되도록 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 변형;
5) TREK1의 활성이 강화되도록 전사 또는 번역을 조절;
6) TREK1의 활성을 나타내는 외래 폴리펩티드 또는 상기 폴리펩티드를 코딩하는 외래 폴리뉴클레오티드의 도입;
7) TREK1를 암호화하는 폴리뉴클레오티드의 코돈 최적화;
8) TREK1의 활성이 강화되도록 하는 번역 후 변형(post translational modification); 또는
9) 상기 1) 내지 8) 중 선택된 2 이상의 조합일 수 있다.
상기 1) TREK1을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 세포 내 카피수 증가는, 해당 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 작동가능하게 연결된, 숙주와 무관하게 복제되고 기능할 수 있는 벡터의 숙주세포 내로의 도입에 의해 달성되는 것일 수 있다. 또는, 해당 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드가 숙주세포 내의 염색체 내에 1 카피 또는 2 카피 이상 도입에 의해 달성되는 것일 수 있다. 상기 염색체 내에 도입은 숙주세포 내의 염색체 내로 상기 폴리뉴클레오티드를 삽입시킬 수 있는 벡터가 숙주세포 내에 도입됨으로써 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 벡터는 전술한 바와 같다.
상기 2) TREK1을 코딩하는 유전자 발현조절영역을 활성이 강력한 서열로 변형하는 방법은 TREK1을 코딩하는 유전자를 포함하는 발현 카세트, 벡터 또는 염색체 상의 TREK1을 코딩하는 유전자와 작동가능하게 연결되어 있는 발현조절영역 (또는 발현조절서열)을 활성이 강력한 서열로 교체하는 것을 포함할 수 있다. 그 예로, 상기 발현조절영역의 활성을 더욱 강화하도록 결실, 삽입, 비보존적 또는 보존적 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이 발생, 또는 더욱 강한 활성을 가지는 서열로 교체하는 것을 포함할 수 있다. 상기 발현조절영역은, 특별히 이에 제한되지 않으나 프로모터, 오퍼레이터 서열, 리보좀 결합 부위를 코딩하는 서열, 그리고 전사 및 해독의 종결을 조절하는 서열 등을 포함할 수 있다. 또한 상기 변형은 인핸서 영역을 삽입하는 변형을 포함할 수 있다.
상기 3) TREK1을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열 변형은, 예를 들면, 발현에 최적화되도록 UTR 서열을 변형하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 4) 의 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열의 변형은, 폴리펩티드의 활성을 강화하도록 상기 폴리펩티드의 아미노산 서열 또는 상기 폴리펩티드를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 결실, 삽입, 비보존적 또는 보존적 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이 발생, 또는 더욱 강한 활성을 갖도록 개량된 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열 또는 활성이 증가하도록 개량된 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열로의 교체일 수 있다. 인트론 서열을 적절하게 삽입하는 변형 또는 폴리 A 꼬리를 포함시키도록 하는 변형 역시 상기 폴리뉴클레오티드 서열의 변형에 포함될 수 있다. 그러나 전술한 예시에 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 5) TREK1의 활성이 강화되도록 전사 또는 번역을 조절하는 것은 RNA 서열상에 IRES와 같은 서열을 첨부하여 번역 개시를 촉진하도록 활성화하거나, 번역 증강인자를 첨가하거나, PABP를 폴리 A 테일 말단에 첨가하거나, 혹은 발현에 최적화된 코작 서열 또는 그의 변형된 형태를 포함시키는 것 등을 포함한다. 리보솜이 개시(initiation), 신장(elongation)을 원활하게 하도록 하는 인자를 함께 도입하는 것 또는 전사가 원활하게 일어날 수 있게 염색질의 구조를 재조정하도록 히스톤 변형효소를 함께 도입하는 것 역시 포함될 수 있다.
상기 6) TREK1의 활성을 나타내는 외래 폴리뉴클레오티드의 도입은, 상기 폴리펩티드와 동일/유사한 활성을 나타내는 폴리펩티드를 코딩하는 외래 폴리뉴클레오티드의 내 도입일 수 있다. 상기 외래 폴리뉴클레오티드는 TREK1과 동일/유사한 활성을 나타내는 한 그 유래나 서열에 제한이 없다.
상기 7) TREK1을 암호화하는 폴리뉴클레오티드의 코돈 최적화는, 내재 폴리뉴클레오티드가 전사 또는 번역이 증가하도록 코돈 최적화한 것이거나, 또는 외래 폴리뉴클레오티드가 세포 내에서 최적화된 전사, 번역이 이루어지도록 이의 코돈을 최적화한 것일 수 있다. 예컨대, TREK1의 코딩 서열에 존재하는 코돈 중 포유동물 또는 영장류에서 드물게 발현되는 코돈을 영장류에서 빈번하게 발현되는 코돈으로 대체하도록 변형될 수 있다.
상기 8) TREK1의 번역 후 변형(post translational modification)은 TREK1의 활성이 강화되도록 하는 변형 혹은 화학적 수식을 포함하며, 예를 들면 TREK1이 열린(open) 형태가 되도록 TREK1의 막횡단 도메인 또는 C-말단을 변형 또는 수식하는 것일 수 있다. 이러한 변형의 예시로는 인산화 혹은 탈인산화와 같은 변형을 들 수 있으며, 하나의 예로 C-말단의 Ser333 잔기의 탈인산화를 들 수 있다. 그러나 전술한 예시에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 방법은 상기 TREK1 활성화제를 포함하는 약학적 조성물을 약학적 유효량으로 투여하는 것을 포함할 수 있다.
적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있으며, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 본 발명의 목적상, 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는지의 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용될 수 있다.
일 예로, 본 발명의 TREK1 활성화제가 발현 카세트 또는 벡터를 포함하는 경우 효과적인 형질도입에 필요한 임의의 농도의 바이러스 입자가 시험관 내 또는 생체 내에서 지방전구세포와의 접촉을 위해 제조될 수 있다. 일 예로, 약학적 조성물의 단위 용량은 감염 다중도 (MOI)를 이용하여 측정될 수 있다. MOI는, 핵산이 전달될 수 있는 세포에 대한 벡터 또는 바이러스 게놈의 비율, 또는 배수를 의미한다.
전술한 구현예 중 어느 하나의 구현예로, 본 발명의 방법이 적용될 수 있는 개체는 해당 질환이 발병하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 쥐, 가축 등을 포함하는 포유 동물을 의미하나, 본 발명의 TREK1 활성의 조절로 치료 가능한 개체는 제한 없이 포함된다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 TREK1 활성을 약화시키는 단계를 포함하는 비만 동물모델의 제조방법이다.
본 발명의 다른 하나의 양태는 상기 방법으로 제조된 동물 모델이다.
본 발명에서 "약화” 는 내재적 활성에 비하여 활성이 감소되거나 또는 활성이 없는 것을 모두 포함하는 개념이다. 상기 약화는 불활성화(inactivation), 결핍/결손(deficiency), 하향조절(down-regulation), 감소(decrease), 저하(reduce), 감쇠(attenuation) 등의 용어와 혼용될 수 있다.
상기 약화는 상기 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 변이 등으로 단백질 자체의 활성이 내재적 단백질의 활성에 비해 감소 또는 제거된 경우, 이를 코딩하는 유전자의 발현 저해 또는 단백질로의 번역(translation) 저해 등으로 세포/조직 내에서 전체적인 단백질의 활성 정도 및/또는 농도(발현량)가 내재적 발현 수준에 비해 낮은 경우, 상기 폴리뉴클레오티드의 발현이 전혀 이루어지지 않은 경우, 및/또는 폴리뉴클레오티드의 발현이 되더라도 단백질의 활성이 없는 경우 역시 포함할 수 있다. 상기 "내재적 활성"은 자연적 또는 (예컨대 활성화제 또는 불활성제의 도입과 같은)인위적 요인에 의해 형질이 변화하는 경우, 형질 변화 전의 야생형 또는 비변형 세포, 조직 혹은 개체가 본래 가지고 있던 특정 단백질의 활성을 의미한다.
일 구현예로, 본 출원의 TREK1의 약화는
1) TREK1을 코딩하는 유전자 전체 또는 일부의 결손;
2) TREK1을 코딩하는 유전자의 발현이 감소하도록 발현조절영역의 변형;
3) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질을 구성하는 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 변형;
4) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 하는 번역 후 변형(Post translational modification);
5) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열의 변형;
6) TREK1을 코딩하는 상기 유전자의 전사체에 상보적으로 결합하는 안티센스 올리고뉴클레오티드의 도입;
7) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질의 전사 또는 번역을 억제;
8) TREK1의 안티센스 전사체를 형성하도록 하는 안티센스 프로모터(antisense promoter)의 도입;
9) TREK1 활성 억제제의 처리;
10) 상기 1) 내지 9) 중 선택된 2 이상의 조합일 수 있으나, 이에, 특별히 제한되는 것은 아니다.
예컨대,
상기 1) TREK1을 코딩하는 상기 유전자 일부 또는 전체의 결손은, 염색체 내 내재적 TREK1를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 전체의 제거(knock out), 일부 뉴클레오티드가 결실된 폴리뉴클레오티드로의 교체 또는 마커 유전자로 교체일 수 있다. 또 다른 예로, 유전자 가위 등을 사용하여 폴리뉴클레오티드 서열을 변형 또는 결손시킬 수 있다. 유전자 가위는 징크 핑거 뉴클레아제(Zinc finger nuclease:ZFN), TALEN(transcription activator-like effector nuclease), CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeat) 등이 공지되어 있으며, 당업계에 공지된 상식에 따라 이러한 수단을 적절히 사용할 수 있다.
또한, 상기 2) 발현조절영역(또는 발현조절서열)의 변형은, 결실, 삽입, 비보존적 또는 보존적 치환 또는 이들의 조합으로 발현조절영역(또는 발현조절서열) 상의 변이 발생, 또는 더욱 약한 활성을 갖는 서열로의 교체일 수 있다. 상기 발현조절영역에는 프로모터, 오퍼레이터 서열, 리보좀 결합부위를 코딩하는 서열, 및 전사와 해독의 종결을 조절하는 서열을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 3) 의 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열의 변형은 TREK1의 활성을 약화하도록 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 결실, 삽입, 비보존적 또는 보존적 치환 또는 이들의 조합으로 서열상의 변이 발생, 또는 더욱 약한 활성을 갖도록 개량된 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열 또는 활성이 없도록 개량된 아미노산 서열 또는 폴리뉴클레오티드 서열로의 교체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 폴리뉴클레오티드 서열 내 변이를 도입하여 종결 코돈을 형성시킴으로써, TREK1 활성을 저해하거나 약화시킬 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 4) 의 번역 후 변형(Post translational modification)은 TREK1의 활성이 약화 또는 제거되도록 하는 변형 또는 화학적 수식을 포함하며, 예를 들면 TREK1이 닫히도록(block) 막횡단 도메인 또는 C-말단을 변형 또는 수식하는 것일 수 있다. 그 예로 C-말단에 인산화(phosphorylation)하는 변형을 들 수 있다. TREK1의 C-말단 333번 Ser 잔기가 인산화되면 TREK1이 불활성화되는 것으로 알려져 있다.
상기 5) TREK1을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열 변형은, 예를 들면, 내재적인 서열에 비해 발현율이 더 낮은 다른 UTR 서열로 치환하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 6) TREK1을 코딩하는 상기 유전자의 전사체에 상보적으로 결합하는 안티센스 올리고뉴클레오티드는, 예를 들어 siRNA, shRNA, miRNA, 앱타머 등을 들 수 있다. 이러한 안티센스 뉴클레오타이드는 코딩 및 비-코딩(non-coding) RNA를 모두 포함하며, 활성을 약화하고자 하는 상기 유전자의 전사체에 부분적으로 또는 완전히 상보적인 서열을 포함할 수 있다. 안티센스 뉴클레오타이드는 전사 충돌, DNA 메틸화, 히스톤 변형, 또는 mRNA의 스플라이싱, 편집, 번역과 같은 작용에 관여하여 활성을 조절할 수 있다.
상기 7) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질의 전사 또는 번역을 억제하는 것은 Kozak sequence를 변형하여 번역을 수행하지 못하게 하거나 혹은 번역을 저해하는 것, poly A tail이 분해되도록 하는 TREK1 유전자 혹은 이를 포함하는 발현 카세트 상의 변형을 포함하며, 메틸화, 탈아세틸화 등의 히스톤 변형 역시 포함할 수 있고, 그 밖에 tRNA 혹은 mRNA가 리보솜에 결합하는 것을 방해하거나, 전사를 억제하는 인자의 도입 또한 포함할 수 있다.
상기 8) 안티센스 프로모터의 도입에 의해 안티센스 전사체가 형성될 수 있다. 안티센스 프로모터는 센스(sense) 전사 프로모터의 상류, 하류 또는 유전자간(intergenic) 영역에 위치할 수 있다. 안티센스 프로모터는 센스 프로모터와 동일한 유전자의 5'UTR, 엑손, 인트론 또는 3'UTR에 위치하거나, 인접 유전자 혹은 유전자간 영역에 위치할 수 있다. 예를 들어 안티센스 프로모터가 5'UTR영역에 위치할 경우 센스 프로모터와 5'UTR 영역에 있는 요소에 경쟁함으로써 전사가 조절될 수 있다. .
상기 9) TREK1의 활성 억제제는 TREK1을 표적으로 하여 활성을 억제할 수 있는 것이면 화합물, 천연추출물, 화학물질, 핵산, 펩타이드, 바이러스 또는 상기 핵산을 포함하는 벡터 등 그 형태에 제한 없이 사용 가능하다. 이러한 활성 억제제는 리보자임(ribozyme), DNAzyme, PNA(peptide nucleic acids), 펩타이드 또는 항체일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. TREK1의 활성을 억제하는 것으로 알려진 물질의 예시는 예시는 Djillani A, Mazella J, Heurteaux C and Borsotto M (2019) Role of TREK-1 in Health and Disease, Focus on the Central Nervous System. Front. Pharmacol. 10:379 등에 개시되어 있다.
일 구현예로, 상기 약화는 지방 전구세포에서의 약화일 수 있다.
본 발명의 동물 모델은 임의의 포유동물, 예컨대 설치류 (예컨대, 마우스, 래트, 모래쥐), 토끼, 고양이, 개, 염소, 양, 돼지, 말, 소, 또는 영장류일 수 있다. 상기 영장류는 예를 들어 오랑우탄, 고릴라, 침팬지, 보노보 (bonobos)일 수 있다. 일 예로, 상기 동물 모델은 인간을 제외한 임의의 포유동물일 수 있다. 그러나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 다른 하나의 양태는, (a) 동물 모델에 비만 예방 또는 치료제 후보물질을 투여하는 단계; 및 (b) 상기 (a)단계의 동물 모델에서 TREK1 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법을 제공한다.
상기 스크리닝 방법에서 사용될 수 있는 동물 모델은 특별히 제한되지 않으며, 비만이 유도된 동물이거나 혹은 비만이 유도되지 않은 동물일 수 있다.
상기 TREK1 및 비만에 대해서는 전술한 바와 같다.
상기 스크리닝 방법은, (b)단계의 측정 결과 동물 모델의 TREK1 활성 수준이 증가한 경우 상기 후보물질을 비만 예방 또는 치료 물질로 선별하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 하나의 양태는, TREK1 활성수준을 조절하는 단계를 포함하는 비만세포 분화 조절 방법을 제공한다.
상기 방법은 비만 전구세포에서 TREK1 활성을 증가시켜 비만세포로의 분화를 억제하는 것 및/또는 비만 전구세포에서 TREK1 활성을 약화시켜 비만세포로의 분화를 유도하는 것을 포함할 수 있다. TREK1과 이의 활성 수준 조절에 대해서는 전술한 바와 같다.
본 발명에서 개시하고 있는 바와 같은 TREK1의 활성 조절에 의해 비만을 예방 또는 치료할 수 있을 뿐만 아니라, 비만 유도 동물모델의 제조, 비만에 대한 생체내 조절기전에 대한 연구 및 치료제 개발에도 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명의 TREK1은 막단백질인 이온통로 단백질이므로 세포 내부로 침투할 필요가 없으며, 뇌 내에 작용해야 하는 방식에 비해 훨씬 안전하고 낮은 부작용을 기대할 수 있다.
도 1은 지방전구세포인 3T3L1 세포주를 지방세포로 분화시키는 과정(도 1A)에서 세포의 칼륨전도도가 현저하게 감소되고 세포막 전위가 탈분극되는 현상을 보여주는 모식도이다(도 1B-1E).
도 2는 지방전구세포인 3T3L1 세포주의 분화를 유도하기 전과 후를 비교하여, 세포막 전위를 유지하는 다양한 K2P (two-pore potassium) 이온통로 단백질 중 기능이 알려진 12개 단백질의 발현을 확인하였으며, 이 중 TREK1의 발현이 선택적으로 매우 높고 분화과정에서 특이적으로 감소하는 현상이 확인됨을 보여주는 도면이다(도 2A). 또한, TREK1 억제제로 알려진 spadin을 처리하였을 경우, 미분화 지방세포의 칼륨전도도가 감소하고 분화가 더욱 증진되는 효과를 보여주는 도면이다(도 2B).
도 3은 지방전구세포인 3T3L1 세포에 TREK1 억제제인 spadin을 처리하였을 경우, 세포내 칼슘 농도가 증가할 수 있으며 이 과정에 전압의존적 칼슘이온통로가 관여하고 있음을 보여주는 도면이다.
도 4는 초대 배양한 지방세포에 TREK1 억제제인 spadin을 처리하거나, TREK1 shRNA를 처리하여 mRNA를 억제하였을 경우, 칼륨전도도가 감소하고 막전위가 증가하며, 지방세포로의 분화가 현저하게 증가함을 보여주는 도면이다.
도 5는 개체 수준에서 비만에 대한 TREK1 의 중요도를 확인하기 위하여 TREK1 이 결여된 TREK1 넉아웃 생쥐를 이용하여 고지방 식이를 실시하였을 경우, 정상 생쥐와의 전체 몸무게 변화는 크지 않았지만, 지방조직의 무게가 현저하게 증가하고 글루코스의 분해과정 또한 유의하게 증가되었음을 보여주는 도면이다.
도 6은 TREK1 넉아웃 생쥐에서 지방세포 크기가 유의하게 증가하였으며, 고지방 식이에 의해서 더욱 증가됨을 보여주는 도면이다.
도 7은 지방전구세포인 3T3세포의 분화과정에 TREK1의 활성제인 ML402를 처리하였을 경우, 지방세포로의 분화가 농도의존적으로 현저하게 감소함을 보여주는 도면이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 지방전구세포인 3T3L1 세포의 분화과정에서 트렉1(TREK1) 의 효과
지방전구세포주인 3T3L1 세포주에 분화유도제인 MDI (Dexametasone, IBMX, insulin)를 처리하고 7일간 분화를 유도하여 지방세포로 잘 분화되었는지 oil red O로 염색으로 확인하였다 (도 1A).
구체적으로, 3T3-L1 세포는 ATCC(American Type Culture Collection)에서 구입하여 사용하였으며, 10%(v/v) 소 혈청 (Gibco, NY, USA) 및 1%(v/v) 페니실린/스트렙토마이신(Thermo Fisher Scientific, NJ, USA)이 포함된 Dulbecco's Modified Eagle medium (Gibco, NY, USA)에서 배양하였다. 37℃의 가습된 5% CO2 인큐베이터에 배양물을 유지하였고, 80% 컨플루언스(confluence)에 도달한 후, 배지를 10% FBS와 1μg/ml 인슐린, 0.5mM isobutyl-1-methylxanthine(IBMX), 1μM 및 2μM 로시글리타존 (Rosiglitazone) 을 포함하는 DMEM으로 교체하여 3일간 3T3L1 세포의 분화를 유도하였다. 이후 10% FBS와 1ug/ml 인슐린이 포함된 DMEM으로 배지를 교체하고 2~4일 동안 더 배양하였다. 지방전구세포를 성숙한 지방세포로 분화시키기 위한 배양 배지는 IBMX, 덱사메타손(Dex), 인슐린, 로시글리타존(rosiglitazone) 및 소태아혈청(fetal bovine serum; FBS)을 포함한다. 분화 이후 3개 시점에서 실험을 수행하였다. 시간 경과에 따라 배지를 교체할 때마다 IBMX 배지로 3일간 분화시킨 후, 인슐린 배지에서 2일간 분화시켰다. 현미경을 통해 확인한 결과, 시간이 지남에 따라 3T3-L1에서 세포의 형태가 변화하고 세포내 지질방울이 형성되는 것이 확인되었다.
지방세포로의 분화가 잘 확인된 세포주 모델을 이용하여 칼륨이온 선택적인 전도도를 patch clamp 기법을 이용하여 측정한 결과, 분화 초기인 3일째부터 급격한 칼륨이온 전도도의 감소를 확인할 수 있었다 (도 1B~D). 또한, 이 과정에서 휴지막전위 (RMP)가 매우 탈분극된 것을 확인할 수 있었는데 (도 1E), 이 결과로부터 여러 칼륨이온통로 단백질 중 휴지막전위에 관여하는 것으로 알려진 K2P 이온통로 단백질의 관련성을 예상해 볼 수 있었다.
3T3L1 세포주에서 분화를 유도하기 전과 후에 mRNA를 추출하여 이온통로 활성이 보고된 12종의 K2P 단백질들의 발현양상을 확인하였다. Mi Hwang, E., Kim, E., Yarishkin, O.　et al.　A disulphide-linked heterodimer of TWIK-1 and TREK-1 mediates passive conductance in astrocytes.　Nat Commun　5,　3227 (2014) (https://doi.org/10.1038/ncomms4227)의 Supplementary Table 1에 보고된 프라이머를 사용하였다. 매우 흥미롭게도 K2P 단백질들 중 트렉1(TREK1)의 발현이 선택적으로 매우 높았으며, 분화가 유도된 이후에 급격하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다 (도 2A). 이러한 결과는 다른 K2P 단백질들에는 작용하지 않고, TREK1에만 매우 선택적으로 작용하는 것이 알려진 spadin을 3T3L1 세포주에 처리하였을 경우, 미분화 조건에서 대부분의 칼륨전도도가 감소하는 것으로 보아 이 전도도가 TREK1 단백질에 의해 생성된 것임을 확인할 수 있었다 (도 2B). 또한, 지방세포로의 분화과정에 spadin을 처리하면 분화정도가 유의하게 증가하는 결과를 확인할 수 있었다 (도 2C).
기존에 알려진 바로는 지방세포로의 분화과정에는 칼슘이온농도의 증가가 동반되어야 하기 때문에 TREK1 억제제인 spadin을 처리하고 세포내 칼슘이온농도를 측정한 결과, spadin 처리 30분 후에 유의한 칼슘이온의 증가를 확인할 수 있었다(도 3A). 이러한 칼슘이온의 증가는 전압의존적 칼슘이온통로 억제제인 nifedifine에 의해 효과적으로 억제되었으며 (도 3B, C), 지방세포로의 분화도 억제됨을 확인하였다 (도 3D, E). 따라서, 위의 과정을 종합해 보면, 지방세포로 분화되는 과정에서 칼륨이온통로인 TREK1의 활성이 감소하고 그로 인해 세포막 전위가 탈분극되면서 전압의존적인 칼슘이온통로들이 활성화되어 세포내 칼슘이온농도가 증가하고, 지방세포의 분화가 촉진됨을 알 수 있었다.
실시예 2. 초대배양 지방세포에서 TREK1의 효과
상기 실시예 1에서 보여준 결과들이 실제 생체내 환경을 재현하지 못할 가능성도 존재하기 때문에 생쥐의 지방세포를 이용하여 초대배양 실험을 실시하였다.
초대배양 지방세포를 수득한 방법은 다음과 같다. 6-8주령 C7BL/6 마우스의 서혜부 백색 지방 조직(inguinal WAT)에서 초기 백색 지방세포(primary white adipocyte)를 분리하였다. 추출된 백색 지방 조직은 15ml 튜브에 세척하였다. 콜라게나제 타입 II (Worthington Industries, Columbus, OH, USA) 및 PBS를 효소 용액과 혼합하였다. 37℃ 조건에서 1시간 동안 20ml 효소 용액에서 조직을 인큐베이션하였다. 여과 후 50ml 새 튜브에 넣고 10000rpm에서 10분간 원심분리하였다. 용액에 떠 있는 지방세포를 피펫을 이용하여 새 튜브에 옮겼다. 10% (v/v) FBS를 포함한 DMEM/F12(Gibco, NY, USA) 배지에서 지방세포를 한번 더 원심분리하였다. 지방층을 세포 배양 플라스크에 옮긴 후 DMEM/F12 + 혼합물로 채웠다. 플라스크를 뒤집어 37℃ CO2 인큐베이터에 배양하고, 5일 뒤 배지를 교체하였다.
초대배양된 지방세포에 TREK1 억제제인 spadin(1 uM 농도)을 처리한 경우, 실시예 1의 세포주 결과와 동일하게 칼륨이온 전도도가 유의하게 감소하였으며 (도 4A, B), 휴지막 전위 또한 증가하는 것을 알 수 있었다 (도 4C).
또한, TREK1 단백질의 감소에 의해서도 동일한 효과를 나타내는 지 확인하기 위하여 기존 연구에서 잘 검증된 TREK1 shRNA(gcgtggagatctacgacaagt, CDS의 998-1018)를 처리한 후 분화를 유도하였다(Hwang, E. M. et al. A disulphide-linked heterodimer of TWIK-1 and TREK-1 mediates passive conductance in astrocytes. Nat. Commun. 5:3227 (2014) 참조). shRNA는 1 ug/ul로 사용하였다. 그 결과 scrambled shRNA 를 처리한 것과 비교하면, 매우 유의하게 분화된 지방세포의 면적이 증가하였음을 확인할 수 있었다 (도 4E). 이것은 초대 배양된 생쥐의 지방세포가 분화하는 과정에 있어서도 세포주와 마찬가지로 TREK1이 감소하는 것이 막전위에 영향을 주어 분화과정을 촉진한다는 것을 보여주는 결과이다.
실시예 3. TREK1 결여 생쥐에서의 비만식이에 대한 효과
개체수준에서 TREK1이 비만세포로의 분화과정에 실제로 관여하는지 확인하기 위하여 TREK1만 결여된 생쥐를 이용하여 정상식이와 지방식이를 실시하여 비만과정에서의 효과를 확인하였다 (도 5A).
TREK1 결손 생쥐는 CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 ATG를 포함하는 엑손2 이후의 엑손 4를 제거함으로써 제조하였다. 정상식이 군에는 10 kCal% fat content를 가진 사료 (Research Diets, D12450B)를 급여하고, 지방식이(HFD)군에는 60 kCal% fat content사료 (Research Diets, D12492)를 급여하였다. 12주동안 식이를 진행하였고, 2일 간격으로 먹은 양과 몸무게를 측정하였다.
12주 동안의 식이과정을 통해 정상 생쥐와 TREK1 결여 생쥐에서 전체 몸무게의 변화는 유의한 차이를 보이지 않았지만 (도 5B), 섭취량에도 유의한 차이가 없었음에도 불구하고 (도 5C, D), 실제 지방무게에는 TREK1 결여생쥐가 정상식이에도 유의한 증가가 확인되었다 (도 5E). TREK1 결여 생쥐는 지방식이에 의해서 정상 생쥐에 비하여 지방무게가 더욱 증가하였으며, 12시간 공복 후 glucose를 주사하였을 경우, 분해 효율이 유의하게 감소함을 확인할 수 있었다 (도 5G~I).
현미경을 이용하여 실제 지방세포의 크기와 수를 확인해 보니, 정상 생쥐에 비교하여 TREK1 결여 생쥐의 지방세포 수가 유의하게 증가하였으며, 크기도 증가한 것이 확인되었다 (도 6A). 또한 지방식이에 의해서 그 변화가 더욱 커지는 것을 확인하였다 (도 6B, C).
이를 통해 TREK1의 활성을 억제하는 것이 정상 식이와 지방 식이를 급여하는 경우 모두에서 비만을 유도한다는 사실을 확인하였다.
실시예 4. TREK1 활성제에 대한 비만세포 분화 억제 효과
실시예 1,2,3을 통하여 TREK1의 선택적 억제가 비만세포의 분화과정에 필수적이라는 사실을 확인하였기 때문에, 반대로 TREK1의 활성제를 처리하면 분화과정을 효과적으로 억제할 수 있는지를 확인하였다.
생체 내와 조건과 동일한 효과가 잘 확인된 3T3L1 세포주에, TREK1에 대한 활성 효과가 있는 것이 보고된 ML402를 처리하였다. 구체적으로, ML402를 10, 25, 100 uM 각각의 농도로 분화시키는 시점부터 함께 처리하여 3일, 5일, 7일째에 세포를 샘플링하였다. 분화과정에 미치는 효과를 살펴본 결과, 대조군과 비교하여 Tryglyceride의 양이 3일째에는 큰 차이를 보이지 않았으나, 5일째와 7일째에는 농도 의존적으로 감소하였는바, 예상과 마찬가지로 농도의존적으로 분화과정이 저해되는 것을 확인하였다 (도 7).
이를 통해, TREK1 활성을 강화함으로써 비만을 억제할 수 있음을 확인하였다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (13)

  1. TREK1 활성화제를 유효성분으로 포함하는 비만 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서 상기 TREK1 활성화제는 리루졸(Riluzole), 리튬(Lithium), 가바펜틴(Gabapentin), 발프로에이트(Valproate), 카바마제파인(Carbamazepine), ML67, ML67-33, ML335, ML402, 아라키돈산(Arachidonic acid), 클로로포름(Chloroform), 할로테인(Halothane), 아이소플러레인(Isoflurane), 다이에틸 에터(Diethyl ether), 페나메이트(Fenamate), 플루페나믹산(Flufenamic acid), BL-1249, RNE28, GI-530159, PUFA 및 상기 물질의 유도체 중 선택되는 것인, 비만 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서 상기 TREK1 활성화제는 TREK1의 cDNA를 포함하는 벡터인, 비만 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. TREK1 활성을 강화시키는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 TREK1 활성 강화는 TREK1 활성화제를 처리하는 것을 포함하는, 비만 예방 또는 치료방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 TREK1 활성 강화는
    1) TREK1을 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 세포 내 카피수 증가;
    2) TREK1을 코딩하는 유전자 발현조절영역을 활성이 강력한 서열로 변형;
    3) TREK1을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열의 변형;
    4) TREK1의 활성이 강화되도록 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드 서열을 변형;
    5) TREK1의 활성이 강화되도록 전사 또는 번역을 조절;
    6) TREK1의 활성을 나타내는 외래 폴리펩티드 또는 상기 폴리펩티드를 코딩하는 외래 폴리뉴클레오티드의 도입;
    7) TREK1를 암호화하는 폴리뉴클레오티드의 코돈 최적화;
    8) TREK1의 활성이 강화되도록 하는 번역 후 변형(post translational modification); 또는
    9) 상기 1) 내지 8) 중 선택된 2 이상의 조합인, 비만 예방 또는 치료방법.
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서 상기 TREK1 활성 강화는 지방 전구세포에서의 TREK1 활성이 증가하는 것인, 비만 예방 또는 치료방법.
  8. TREK1 활성을 약화시키는 단계를 포함하는 비만 동물모델의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 약화는
    1) TREK1을 코딩하는 유전자 전체 또는 일부의 결손;
    2) TREK1을 코딩하는 유전자의 발현이 감소하도록 발현조절영역의 변형;
    3) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질을 구성하는 아미노산 서열 또는 이를 코딩하는 폴리뉴클레오티드의 변형;
    4) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 하는 번역 후 변형(Post translational modification);
    5) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질을 코딩하는 유전자 전사체의 5'-UTR 또는 3'-UTR 지역을 코딩하는 염기서열의 변형;
    6) TREK1을 코딩하는 상기 유전자의 전사체에 상보적으로 결합하는 안티센스 올리고뉴클레오티드의 도입;
    7) TREK1의 활성이 제거 또는 약화되도록 상기 단백질의 전사 또는 번역을 억제;
    8) TREK1을 코딩하는 유전자 서열의 ORF(open reading frame)의 3' 말단에 반대 방향으로 전사되는 프로모터의 부가(Reverse transcription engineering, RTE);
    9) TREK1 활성 억제제의 처리;
    10) 상기 1) 내지 9) 중 선택된 2 이상의 조합을 포함하는,
    비만 동물모델의 제조방법.
  10. 제8항 또는 제9항의 방법에 따라 제조된 비만 동물모델.
  11. (a) 동물 모델에 비만 예방 또는 치료제 후보물질을 투여하는 단계; 및
    (b) 상기 (a)단계의 동물 모델에서 TREK1 활성 수준을 측정하는 단계를 포함하는 비만 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 스크리닝 방법은, (b)단계의 측정 결과 동물 모델의 TREK1 활성 수준이 증가한 경우 상기 후보물질을 비만 예방 또는 치료 물질로 선별하는 단계를 포함하는 것인, 비만 예방 또는 치료제의 스크리닝 방법.
  13. TREK1의 발현 수준을 조절하는 단계를 포함하는 비만 조절방법.
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