KR20230147988A - Rage 길항제 및 age 소거제를 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) 길항제 또는 AGE (advanced glycation endproducts) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 상기 조성물을 개체에 투여하면 고혈당을 동반한 뇌졸중을 예방 또는 치료할 수 있다. 더 구체적으로, 상기 조성물을 개체에 투여하면 고혈당을 동반한 뇌졸중으로 인하여 뇌가 손상되는 것을 억제하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 RAGE 길항제 및 AGE 소거제를 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
건강보험심사평가원의 국민관심질병통계에 따르면 뇌졸중으로 진료를 받은 환자는 2015년 53만 8,443명에서 2019년 61만 3,824명으로 약 13% 증가한 것을 알 수 있다. 또한, 통계청의 2020년 사망원인 통계를 확인하였을 때, 우리나라 사망 원인 중 뇌혈관 질환이 4위를 기록하는 것으로 나타났다.
뇌졸중 (stroke)은 뇌의 일부분에 혈액을 공급하는 혈관이 막히거나 터짐으로써 그 부분의 뇌가 손상되어 나타나는 신경학적 증상을 일컫는다. 뇌졸중은 크게 두 가지로 분류된다.
첫째는 혈관이 막힘으로써 혈관에 의해 혈액을 공급받던 뇌의 일부가 손상되는 것인데, 이를 뇌경색 (cerebral infarction), 허혈성 뇌졸중 (ischemic stroke), 또는 경색적 뇌졸중이라고 일컬어진다. 둘째는 뇌혈관이 터짐으로써 뇌 안에 피가 고여 그 부분의 뇌가 손상 당한 것으로, 뇌출혈 (Hemorrhage) 또는 출혈성 뇌졸중 (Hemorrhagic stroke)라고 일컬어진다.
한번 괴사한 뇌 조직은 어떤 치료로도 이전 상태로 되살아나지 않으므로, 손상을 최소화하는 것이 가장 중요한데 뇌졸중이 발생하게 되면 뇌 손상이 발생하게 되고, 발생된 뇌 손상으로 인하여 언어장애, 인지장애, 신체상의 장애가 후유증으로 남을 수 있다.
당뇨가 없는 급성 허혈성뇌졸중 환자에서도 30~40%가 고혈당증을 나타내며, 임상 결과를 악화시킨다(Luitse MJ et al., 2012)는 연구와 급성 허혈성뇌졸중 환자에서 혈당이 5.5mM 증가 할 때마다 출혈 위험이 2배로 증가된다(Bruno et al., 2002)는 연구, 및 뇌허혈-재관류에 해당하는 임상 환자군에서 내원시 고혈당 환자는 뇌경색의 부피가 더 증가하고, 뇌경색 내 출혈이 더 빈번하게 나타난다(이성준, 이진수 외, Sci Rep, 2019)는 연구가 계속해서 보고되는 것과 같이, 급성 허혈성뇌졸중 발생시 당뇨 및 고혈당이 있는 환자의 경우에는 치료 예후가 보다 악화된다는 것을 알 수 있다.
그러나 현재 다양한 기전이 제시되고 있으나 확실한 인과관계 요소는 아직 없으며, SHINE 임상시험에서 뇌경색 발생 직후부터 당수치를 철저하게 조절했으나 예후를 호전시키지 못한 연구(Johnston et al., 2019) 결과와 같이 악화 기전과 뇌 보호에 대한 치료는 부재한 실정이다.
또한, 당뇨 혹은 고혈당에 의한 예후 악화는 뇌경색 외에도 뇌내출혈(intracerebral hemorrhage, ICH)(Saxena A et al. [INTERACT2], 2016)(Song EC et al, 2003), 외상성뇌손상(traumatic brain injury, TBI)(Rovlias A, Kotsou S, 2000), 거미막내출혈(subarachnoid hemorrhage, SAH)(Frontera JA et al, 2006) 등에서도 나타난다는 보고가 계속되는 실정이다.
일 양상은 RAGE (receptor for advanced glycation end-products) 길항제 또는 AGE (advanced glycation end-products) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
다른 양상은 RAGE (receptor for advanced glycation end-products) 길항제 또는 AGE (advanced glycation end-products) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 고혈당을 동반하며 뇌졸중의 발병 가능성이 있거나 뇌졸중을 앓고 있는 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨성 뇌졸중의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.
일 양상은 RAGE (receptor for advanced glycation end-products) 길항제 또는 AGE (advanced glycation end-products) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
상기 RAGE는 최종당화산물 수용체로 일컬어지며, 면역글로불린 계열에 속하는 다양한 종류의 리간드와 결합하는 세포막 다중수용체 (multiligand receptor)로서, 다른 다중 수용체와 달리 이에 결합하는 다양한 종류의 리간드가 모두 세포 내 생성물이다. 상기 최종당화산물 (AGE, advanced glycation end-products)이란 단백질의 비-효소적 당화 및 산화의 결과로, 자가면역 결합 조직 질환에서의 상황과 비슷한 스트레스 관련 조건에서 나타나며, 염증 조직에서 산화 또는 마이엘로퍼옥시다제 (myeloperoxidase) 경로로 인해 형성될 수 있다.
상기 RAGE 길항제는 RAGE와 리간드와의 상호작용을 방해하므로 RAGE의 작용을 억제하는 물질일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 RAGE 길항제는 AGEs 길항제, HMGB1 길항제, S100A4 길항제, S100β 길항제, S100P 길항제, amyloid-ß(Aß) 길항제 또는 RP1의 길항제 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구체예에서, 상기 RAGE 길항제는 FPS-ZM1, HMB1 box A, 에틸 피루베이트(ethyl pyruvate), 및 아젤리라곤 (Azeliragon) 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 HMGB-1 (High mobility group box 1), S100A4 (S100 Calcium binding Protein A4), S100β, S100P (S100 Calcium binding Protein P), RP1 (RP1 Axonemal Microtubule Associated)은 RAGE의 리간드에 해당하는 물질로, RAGE에 결합하여 RAGE의 작용을 촉진하는 물질일 수 있다. 예를 들면, 상기 HMGB-1의 길항제는 HMGB1 box A, 에틸 피루베이트 (ethyl pyruvate) 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 RAGE의 길항제는 FPS-ZM1일 수 있다. FPS-ZM1은 RAGE의 도메인에 경쟁적으로 결합하여 AGEs, HMGB1, S100A4, S100β, S100P, amyloid-ß(Aß), RP1과 같은 리간드와 RAGE의 상호작용을 억제하므로, RAGE와의 결합으로 인한 신호전달을 감소시킬 수 있다. 상기 FPS-ZM1은 C20H22ClNO 화합물로 하기 화학식 1과 같은 화합물을 의미한다.
상기 RAGE의 길항제는 아젤리라곤 (Azeliragon)일 수 있다. 상기 아젤리라곤 (Azeliragon)은 PF-04494700, TTP488이라 일컬어질 수 있으며, 하기 화학식 2와 같은 화합물을 의미한다. 상기 아젤리라곤 (Azeliragon)은 RAGE의 경구용 소분자 억제제일 수 있다.
상기 AGE 소거제는 AGE가 형성되는 것을 억제하는 것일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 AGE 소거제는 비텍신 (Vitexin), 이소비텍신 (Isovitexin), 아미노구아디닌 (Aminoguanidine), 티모퀴논(Thymoquinone), 에피칼로카테킨 갈레이트(Epigallocatechin gallate), 루틴(Rutin), 아스피린 (Aspirin), 페니실라민 (Penicillamine)인 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 당뇨성 뇌졸중은 고혈당을 동반한 뇌졸중인 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 당뇨성 뇌졸중은 당뇨를 동반한 뇌졸중, 고혈당을 동반한 뇌졸중, 고혈당을 동반한 지주막하출혈 및 고혈당을 동반한 외상성뇌손상 등이 포함될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 당뇨성 뇌졸중은 래트에 고혈당을 발생시키고 34일 후에 뇌졸중을 발생시켜서 확인하였으며, 고혈당성 뇌졸중은 래트에 고혈당을 발생시키고 4일차에 뇌졸중을 발생시켜서 확인하는 것으로, 두 그룹 모두 RAGE 길항제 또는 AGE 소거제를 처리하였을 때 뇌손상이 현저히 줄어드는 것을 확인하였다.
상기 예방은 본 발명의 조성물 투여로 당뇨성 뇌졸중 발병 및 발병 후 악화를 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하는 것이다.
상기 치료는 본 발명의 조성물 투여로 당뇨성 뇌졸중 증상 및 발병 후 악화를 완화하거나 개선하는 모든 행위를 의미한다.
일 실시예에 따르면, 고혈당을 유도한 실험군에서 뇌졸중이 발생하였을 때, 정상혈당인 실험군 대비 뇌 손상이 현저히 증가하는 것을 확인하였다. 또한, 일 실시예에 따르면, 고혈당을 유도한 실험군에서 RAGE 길항제를 투여하면 뇌 손상이 현저히 감소하는 것과 당뇨를 유도한 실험군에서 AGE 소거제를 투여하면 뇌 손상이 현저히 감소하는 것을 확인하였다.
본 발명의 약학적 조성물은 단일제제로도 사용할 수 있으며, 고혈당증을 동반한 뇌졸중 또는 당뇨성 뇌졸중에서 효과를 가진다고 알려진 약물을 추가로 포함하여 복합제제로 제조하여 사용할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함하는 것일 수 있다.
상기 "약학적으로 허용가능한"이란 생물체를 상당히 자극하지 않고 투여 활성 물질의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 것을 의미한다.
상기 담체는 자연적이거나 또는 비자연적인 담체가 될 수 있는데, 제형에 따라, 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제와 같은 다양한 담체를 사용하여 제제화 할 수 있다. 예를 들어, 경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 탄산칼슘, 수크로오스 (sucrose) 또는 락토오스 (lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양의 RAGE 길항제 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함할 수 있다.
본 발명에서 용어 "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용을 유발하지 않으면서 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
다른 양상은 RAGE (receptor for advanced glycation endproducts) 길항제 또는 AGE (advanced glycation endproducts) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 고혈당을 동반하며 뇌졸중의 발병 가능성이 있거나 뇌졸중을 앓고 있는 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨성 뇌졸중의 예방 또는 치료방법을 제공하는 것이다.
일 구체예에 따르면, 상기 RAGE 길항제는 AGEs 길항제, HMGB1 길항제, S100A4 길항제, S100β 길항제, S100P 길항제, amyloid-ß(Aß) 길항제 또는 RP1의 길항제 중 하나일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구체예에 있어서, 상기 AGE 소거제는 비텍신 (Vitexin), 이소비텍신 (Isovitexin), 아미노구아디닌 (Aminoguanidine), 티모퀴논 (Thymoquinone), 에피칼로카테킨 갈레이트 (Epigallocatechin gallate), 루틴 (Rutin), 아스피린 (Aspirin), 페니실라민 (Penicillamine)인 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물일 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 당뇨성 뇌졸중은 고혈당을 동반한 뇌졸중인 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 당뇨성 뇌졸중은 당뇨를 동반한 뇌졸중, 고혈당을 동반한 뇌졸중, 고혈당을 동반한 지주막하출혈 및 고혈당을 동반한 외상성뇌손상 등이 포함될 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구체예에서, 상기 RAGE 길항제는 FPS-ZM1, HMB1 box A, 에틸 피루베이트(ethyl pyruvate), 및 아젤리라곤(Azeliragon) 일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 RAGE 길항제, FPS-ZM1, Azeliragon, AGE 소거제, HMGB-1, S100A4, S100β, S100P, RP1, 예방, 치료 및 당뇨성 뇌졸중에 관한 설명은 상기 기재되어 있는 내용과 동일하다.
상기 개체는 당뇨성 뇌졸중이 발명하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미하며, 본 발명의 약학적 조성물을 당뇨성 뇌졸중 의심 개체에 투여함으로써, 개체를 효율적으로 치료할 수 있다.
예를 들면, 상기 개체는 당뇨성 뇌졸중의 예방 또는 치료가 필요한 개체로서, 인간뿐만 아니라 이와 유사한 증상을 치료하기를 요하는 말, 소, 돼지, 염소, 개, 고양이, 낙타, 토끼, 양 등의 포유동물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 투여는 어떠한 적절한 방법으로 개체에게 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 상기 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물을 이용하면 고혈당을 동반한 뇌졸중을 예방 또는 치료할 수 있다. 더 구체적으로, 고혈당을 동반한 뇌졸중으로 인하여 뇌가 손상되는 것이 감소하는 효과가 있다.
도 1A는 실험 과정을 시간흐름에 따라 나타낸 데이터이고, 1B 및 1C는 각 실험군에 MCAO 시행 전, 1일 경과 후, 2일 경과 후, 3일 경과 후에 측정한 데이터로, 1B는 몸무게를 측정하고 평균값으로 나타낸 데이터이고, 1C는 mNSS test에 대한 점수를 평균값으로 나타낸 데이터이다.
도 2A는 각 실험군의 뇌의 단면적 중 손상 부위를 나타내어 비교한 데이터이고, 2B는 각 실험군의 뇌 손상부피를 나타내어 비교한 데이터이다.
도 3은 각 실험군의 뇌 조직 내 RAGE, AGE, 메틸글리옥살 (MGH1), GFAP의 단백질 발현 정도를 확인한 데이터이다.
도 4는 정상 래트(sham), 정상 혈당 실험군 및 고혈당 실험군의 뇌 조직의 면역조직화학염색을 통한 세포에서의 변화를 확인한 데이터이다.
도 5는 정상 래트(sham), 정상 혈당 실험군 및 고혈당 실험군의 뇌 조직 내 유전자 수준에서 발현 정도를 비교한 데이터이다
도 6A는 당뇨 실험군의 실험 과정을 시간흐름에 따라 나타낸 데이터이고, 6B, 6C는 각 당뇨 실험군의 시간에 따른 혈당 및 당화혈색소의 측정을 확인한 데이터이다.
도 7A는 당뇨 실험군의 뇌의 단면적 중 손상 부위를 나타내어 비교한 데이터이고, 7B는 각 실험군의 뇌 손상부피를 나타내어 비교한 데이터이다.
도 8A는 당뇨 실험군에서 뇌조직의 면역조직화학염색을 통한 MGH1의 발현 정도를 확인한 데이터이고, 8B는 정량화하여 비교한 데이터이다. 8C는 뇌 조직 내 단백질 발현 정도를 확인한 데이터이고, 8D는 정량적으로 나타내어 비교한 데이터이다.
도 2A는 각 실험군의 뇌의 단면적 중 손상 부위를 나타내어 비교한 데이터이고, 2B는 각 실험군의 뇌 손상부피를 나타내어 비교한 데이터이다.
도 3은 각 실험군의 뇌 조직 내 RAGE, AGE, 메틸글리옥살 (MGH1), GFAP의 단백질 발현 정도를 확인한 데이터이다.
도 4는 정상 래트(sham), 정상 혈당 실험군 및 고혈당 실험군의 뇌 조직의 면역조직화학염색을 통한 세포에서의 변화를 확인한 데이터이다.
도 5는 정상 래트(sham), 정상 혈당 실험군 및 고혈당 실험군의 뇌 조직 내 유전자 수준에서 발현 정도를 비교한 데이터이다
도 6A는 당뇨 실험군의 실험 과정을 시간흐름에 따라 나타낸 데이터이고, 6B, 6C는 각 당뇨 실험군의 시간에 따른 혈당 및 당화혈색소의 측정을 확인한 데이터이다.
도 7A는 당뇨 실험군의 뇌의 단면적 중 손상 부위를 나타내어 비교한 데이터이고, 7B는 각 실험군의 뇌 손상부피를 나타내어 비교한 데이터이다.
도 8A는 당뇨 실험군에서 뇌조직의 면역조직화학염색을 통한 MGH1의 발현 정도를 확인한 데이터이고, 8B는 정량화하여 비교한 데이터이다. 8C는 뇌 조직 내 단백질 발현 정도를 확인한 데이터이고, 8D는 정량적으로 나타내어 비교한 데이터이다.
이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통해 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: FPS-ZM1 처리에 따른 뇌 손상 확인
1-1. 실험 방법
실험을 위하여, 하기 표 1과 같이 실험 동물을 분류하여 실험하였다.
| 실험군 | 방법 |
| 고혈당군 | 스트렙토조토신 (streptozotocin; STZ) 투여, 및 30분 tMCAO 진행한 래트 |
| 고혈당 및 FPS-ZM1 처리군 | 스트렙토조토신 (streptozotocin; STZ) 투여, 및 30분 tMCAO 진행 후 FPS-ZM1 처리한 래트 |
| 정상혈당군 | 2시간 tMCAO 진행한 래트 |
| 정상혈당 및 FPS-ZM1 처리군 | 2시간 tMCAO 진행 후 FPS-ZM1 처리한 래트 |
실험 동물 모델 제작 및 실험은 도 1A에 나타난 바와 같이 진행하였으며, 구체적으로 다음과 같이 진행하였다. 동물 실험 모델을 제작하기 위하여, 7주령된 수컷 SD 래트(rat)를 16시간 동안 절식시켰다. 그 후 스트렙토조토신 (streptozotocin; STZ)을 투여하고, 3일 후 꼬리 정맥에서 공복 혈당을 측정하여 300mg/dl 이상의 동물만을 고혈당 모델로 제작하였다. 제작한 고혈당 모델 또는 정상 혈당 모델에 tMCAO (temporary middle cerebral artery occlusion, 중대뇌동맥 폐쇄)를 진행하므로 뇌허혈 모델을 제작하였다. MCAO는 코팅된 봉합사 (suture)를 우측 외경동맥을 통해 내경동맥으로 삽입하여, 중대뇌동맥 (middle cerebral artery, MCA)까지 약 19mm 가량 삽입하였다. 그리고 삽입 30분 또는 2시간 후 코팅된 봉합사를 제거하여 재순환하는 모델을 뇌허혈 모델로 사용하였다. 정상 혈당 동물에서는 30분 MCAO시 거의 뇌경색이 확인되지 않아 2시간 MCAO를 시행한 모델을 사용하여 고혈당군과 비교하였다. 정상 혈당군 (normoglycemia, NG)은 2시간 MCAO 후 vehicle군과 FPS-ZM1군으로 나눠서 실험하였다. 고혈당군(hyperglycemia, HG)은 30분 MCAO 후 vehicle군과 FPS-ZM1군으로 나눠서 실험하였다. 정상 혈당군 및 고혈당군에서 FPS-ZM1군은 MCAO 재순환 후 5분 이내에 FPS-ZM1을 10 mg/kg로 복강주사하고 하루에 한번씩 주사하며, 수술 후 도 9에 나타난 mNSS(modified Neurological Severity Score, 신경학적 점수) test 및 체중측정을 매일 일정시간에 진행하므로 무게 변화 및 실험동물들의 신경행동학적 결손을 확인하였다. 또한, MCAO를 하고 3일 후 래트(rat)를 희생하여 혈장과 뇌조직을 채취하여 분석하였다.
1-2. 몸무게 변화 및 mNSS 시험 결과
MCAO를 시행한 후, 매일 같은 시간에 몸무게와 mNSS 시험을 진행하였다. 그 결과 도 1B와 같이 몸무게의 변화는 고혈당을 가지고 있으면서 FPS-ZM1을 투여한 군 (이하 'HG-FPS-ZM1')에서만 무게 감소가 없었으며, 나머지 군에서는 처음 MCAO를시행하기 전보다 몸무게의 감소가 나타나는 것을 확인하였다.
또한, 도 1C에서 보이는 바와 같이, mNSS 점수도 HG-FPS-ZM1군이 다른 군들 대비 현저히 낮은 수치를 나타내므로, MCAO를 시행한 다른 군들 대비 신경행동학적 결손이 매우 적다는 것을 확인하였다.
1-3. 뇌 손상 확인 결과
뇌 손상을 확인하기 위하여, 전체 뇌를 1mm 간격으로 크레실 바이올렛 (cresyl violet)으로 염색하여 뇌경색의 부피를 확인하였다.
도 2A에서 보이는 바와 같이, 고혈당인 실험동물로 30분간 MCAO를 시행한 HG-Vehicle 군과 MCAO 시행 후 FPS-ZM1을 투여한 HG-FPS-ZM1군을 비교하였을 때, FPS-ZM1을 투여한 군에서 손상 단면적은 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 실제 손상 부피도 HG-FPS-ZM1군이 HG-Vehicle군보다 더 현저하다는 것을 확인하였다.
반면, 도 2B에서 보이는 바와 같이, 정상 혈당군에서는 FPS-ZM1을 투여한 NG-FPS-ZM1군이 NG-vehicle군 대비 손상 단면적은 감소 정도가 면적사진으로는 확인하기가 어려웠으며, 전체적인 손상 부피도 조금은 감소하였으나 유의한 차이가 없는 것을 확인하였다.
1-4. 웨스턴 블롯을 통한 단백질 발현 확인
모든 실험이 끝난 후, 웨스턴 블롯 (western blot)을 이용하여 각 실험군의 뇌 조직 내 RAGE, AGE, 메틸글리옥살 (MGH1)의 단백질 발현 정도를 확인하였다. 비교를 위하여 정상 래트 (sham)의 뇌 조직 내 단백질 발현을 대조군으로 확인하였다.
그 결과, 도 3에서 보이는 바와 같이, MGH1은 모든 군에서 큰 차이가 없다는 것을 확인하였으며, MCAO 후 NG-Vehicle군과 HG-Vehicle군 모두에서 AGE, RAGE, GFAP의 발현량이 sham 군 대비 현저히 증가하는 것을 확인하였고, HG-FPS-ZM1군은 HG-Vehicle군에 비해 AGE, GFAP 발현량이 유의적으로 감소하였다.
또한, 정상혈당군에서는 FPS-ZM1 투여군 (NG-FPS-ZM1)과 투여하지 않은 군 (NG-Vehicle)의 RAGE, AGE 발현량이 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인하였다.
1-5. 면역조직화학염색을 통한 단백질들의 세포에서의 변화 확인
크레실 바이올렛(cresyl violet) 염색을 이용하여 각 실험군의 대뇌피질의 신경세포의 세포사멸 정도를 확인하였다. 그리고, 면역조직화학염색 (immunohistochemistry)을 이용하여 별아교세포 (astrocyte), 미세아교세포 (microglia)의 활성 정도의 확인, AGE, MGH1의 세포에서 발현 정도를 확인하였다.
그 결과, 도 4에서 보이는 바와 같이, cresyl violet 염색에서 sham 군과 비교해 MCAO 후 HG-Vehicle군, NG-Vehicle군, NG-FPS-ZM1군 모두 신경세포 사멸 정도가 높게 관찰되었고, HG-FPS-ZM1군은 살아있는 세포가 많은 것으로 확인되었다. GFAP(glial fibrillary acidic protein) 염색으로 활성화된 별아교세포가 증가되는 것이 보이며, HG-FPS-ZM1군 덜 관찰되었다. 이것은 Iba-1염색을 통한 미세아교세포 에서도 동일하게 관찰되어진다. MCAO 후 sham에 비해 세포내 증가된 AGE와 MGH1 염색에서도 HG-FPS-ZM1군에서 덜 관찰되었다
1-6. 실시간 중합효소 연쇄반응을 통한 유전자 발현 확인
실시간 중합효소 연쇄반응(real time PCR)을 이용하여 각 실험군의 뇌 조직 내 혈관 관련 인자들로서 밀착연접(tight junction)에 관여하는 ZO-1, Occludin, Claudin, 뇌혈관 장벽(blood brain barrier) 투과 증가 약화인자(회복인자)인 Tie-2, 신생혈관촉진인자로 내피세포의 이동, 증식에 관여하는 VEGF, Ang-1, MMP-2, 및 기저막 파괴의 대표적 물질이며, 염증성 질환에도 중요 역할을 하는 MMP-9의 발현 정도를 확인하였다.
그 결과, 도 5에서 보이는 바와 같이, 대부분의 혈관 관련 인자들이 sham에 비해 MCAO 후 HG-Vehicle, NG-Vehicle군에서 감소가 되며, HG-FPS-ZM1군은 NG-FPS-ZM1에 비해 증가가 보이지만 군간 유의적 차이는 확인되지 않았다. 반면, MMP-9의 경우, sham에 비해 HG-Vehicle군에서 현저하게 증가되며 HG-FPS-ZM1군은 유의적으로 낮아진 것으로 sham과 비슷하게 확인되었다.
실시예 2. : Aminoguanidine 처리에 따른 뇌 손상 확인
2-1. 실험 방법
실험을 위하여, 하기 표 2와 같이 실험 동물을 분류하여 실험하였다.
| 실험군 | 방법 |
| 당뇨군 (Vehicle) | 스트렙토조토신 (streptozotocin; STZ) 투여 후 34일, 및 30분 tMCAO 진행한 래트 |
| 당뇨 및 Aminoguanidine 처리군 (AG) | 스트렙토조토신 (streptozotocin; STZ) 투여 후 34일, 및 30분 tMCAO 진행,Aminoguanidine 처리한 래트 |
실험 동물 모델 제작 및 실험은 도 6A와 같이 진행하였으며, 구체적으로 다음과 같이 진행하였다. 당뇨성(diabetes mellitus, DM) 동물 실험 모델을 제작하기 위하여, 7주령된 수컷 SD 래트(rat)를 16시간 동안 절식시켰다. 그 후, 스트랩토조토신을 투여하고 3일째 혈당 측정을 통해 평균 혈당을 비슷하게 하여 vehicle 군과 Aminoguanidine(AG)군으로 분리하였고 34일간 유지시켰다. AG군은 당뇨 유발 후인 4일째부터 Aminoguanidine 100mg/kg를 매일 하루에 한번씩 경구투여하고, MCAO 후 30분 이내 최종 투여하였다. MCAO 후 1일에 도 9의 mNSS test를 한 후 동물용 MRI 장비를 이용하여 뇌경색을 확인하고 래트를 희생하여 혈장과 뇌조직을 채취하여 분석하였다. 비교를 위하여 정상 래트 (sham)의 뇌 조직 내 단백질 발현을 대조군으로 확인하였다.
2-2. 몸무게 변화, 혈당 변화, 당화혈색소 확인
당뇨 유발 후 일주일에 한번씩 체중과 혈당의 변화를 확인하였고 MCAO 후 최종 당화혈색소 확인으로 당뇨에 대한 영향을 평가하였다.
그 결과 도 6B에서 보이는 바와 같이, 몸무게의 변화는 DM-Vehicle군과 AG(aminoguanidine)군과 크게 차이가 없었다. 또한, 6C, 6D에서와 같이 혈당 및 당화혈색소에서도 크게 차이를 보이지 않았다.
2-3. 뇌 손상 확인 결과
뇌 손상을 확인하기 위하여, 동물용 MRI 장비를 이용하여 뇌경색의 부피를 확인하였다.
그 결과 도 7에서 보이는 바와 같이, 당뇨 동물에 30분간 MCAO를 시행한 DM-Vehicle 군과 당뇨 유발 후 4일부터 AG를 투여하였을 때, 두 군의 뇌 손상은 크게 차이가 없는 것을 확인하였다.
2-4. 면역조직화학염색과 웨스턴 블롯을 통한 단백질 발현 확인
당뇨군에서 MCAO 후 하루째에 뇌지직에서 면역조직화학염색과 웨스턴 블롯으로 MGH1의 발현 정도를 확인하였다.
그 결과 도 8에서 보이는 바와 같이, sham에 비해 Vehicle 군에서 MGH1의 현저한 증가가 확인되며, AG군에서의 발현이 낮아지는 것을 확인하였다.
Claims (5)
- RAGE (receptor for advanced glycation end-products) 길항제 또는 AGE (advanced glycation endproducts) 소거제 중 하나 이상을 포함하는 당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 RAGE 길항제는 AGEs 길항제, HMGB1 길항제, S100A4 길항제, S100β 길항제, S100P 길항제, amyloid-ß(Aß) 길항제 또는 RP1의 길항제 중 하나 이상인 것인,
당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 AGE 소거제는 비텍신 (Vitexin), 이소비텍신 (Isovitexin), 아미노구아디닌 (Aminoguanidine), 티모퀴논 (Thymoquinone), 에피칼로카테킨 갈레이트(Epigallocatechin gallate), 루틴 (Rutin), 아스피린 (Aspirin), 페니실라민 (Penicillamine) 중 하나 이상인 것인,
당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 당뇨성 뇌졸중은 고혈당을 동반한 뇌졸중인 것인,
당뇨성 뇌졸중 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 약학적 조성물을 고혈당을 동반하며 뇌졸중의 발병 가능성이 있거나 뇌졸중을 앓고 있는 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 당뇨성 뇌졸중의 예방 또는 치료방법.
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