WO2015076430A1 - 메트포민을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

메트포민을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물 Download PDF

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박민정
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이선영
손혜진
유준걸
양은지
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가톨릭대학교 산학협력단
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
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    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P37/00—Drugs for immunological or allergic disorders

Definitions

  • the present invention relates to a pharmaceutical use of a metformin compound used for preventing or treating an immune disease caused by an abnormal immune response, and more particularly, to an immunological disease comprising a metformin compound as an active ingredient. It relates to a prophylactic or therapeutic composition.
  • Immunosuppressants refer to a variety of substances used to reduce or block the host's ability to produce antibodies (a humoral immune response) or a cellular immune response to the action of an antigen.
  • Such immunosuppressive agents may be useful for autoimmune diseases such as lupus, rheumatoid arthritis, and skin hypersensitivity reactions such as atopy and allergy as well as organ transplant field.
  • Good immunosuppressants should be able to control the imbalance of the immune response, ensure the safety of the human body, and reduce the incidence of disease recurrence during long-term treatment (Wollenberg 2008).
  • immunosuppressive agents include cyclosporin A and FK506, which are compounds derived from natural products with complex chemical structures, which are uneconomical due to high cost in terms of supply and demand of raw materials, and may cause various side effects due to long-term administration. Doing. Therefore, there is an urgent need for the development of new immunosuppressive agents capable of economical production with low toxicity and induction of immune tolerance.
  • T cells are one of a group of cells that play a central role in the immune system as a biological defense system against various pathogens.
  • T cells are produced in the thymus of the human body and undergo a series of differentiation processes to differentiate into T cells with unique characteristics.
  • T cells which have completed differentiation, are largely divided into type 1 helper cells (Th1) and type 2 according to their function. It is divided into helper cells (Th2).
  • Th1 cells the main function of Th1 cells is involved in cell mediated immunity
  • Th2 cells are involved in humoral immunity
  • these two cell populations are balanced with each other so that they are not activated with each other.
  • immune diseases may be due to an imbalance between these two immune cells. For example, abnormally increased activity of Th1 cells may cause autoimmune diseases, and abnormal activity of Th2 cells may increase. It is known that immune diseases occur due to hypersensitivity reactions.
  • Tregs immunoregulatory T cells
  • Th17 cells are known to be formed through a process similar to the differentiation of Treg cells during the differentiation of undifferentiated T cells. That is, differentiation of Treg cells and Th17 cells is performed in the presence of TGF- ⁇ in common but does not require IL-6 in Treg cells, whereas IL-6 is present in combination with TGF- ⁇ in Th17 cells. Differentiate in situations In addition, differentiated Th17 cells are characterized by the secretion of IL-17.
  • Th17 cells Unlike Treg cells, Th17 cells have been found to be involved in the forefront of inflammatory reactions seen in immune diseases, maximizing the signal of inflammatory responses and accelerating disease progression. Therefore, in the case of autoimmune diseases which are not controlled by Treg cells among autoimmune diseases, development of therapeutic agents for autoimmune diseases that target the inhibition of Th17 cell activity has been highlighted.
  • immunosuppressive drugs are immunosuppressants that block signal transduction pathways in T cells. These immunosuppressive agents are toxic, infection, lymphoma, diabetes, tremor, headache, diarrhea, high blood pressure, and nausea. There is a problem that side effects such as renal failure occur.
  • metformin compounds inhibit or reduce the activity of Th17, promote or increase the activity of Regulatory T cells (Treg), and variability in the differentiation of Regulatory T cells (Tregs) into Th17 cells.
  • the present invention was completed by confirming that there is an activity of inhibiting plasticity, and it can be used as a therapeutic agent in various immune-related diseases.
  • an object of the present invention is a composition for preventing or treating immune diseases, including a metformin compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient to effectively prevent or treat immune diseases caused by abnormalities of various immune responses.
  • the present invention provides a composition for preventing or treating immune diseases, including a metformin compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the composition may further comprise an AP-1 inhibitor.
  • the AP-1 inhibitor may be one selected from the group consisting of curcumin, tanshinone IIA, and SR11302.
  • the composition may inhibit or reduce the activity of Th17 and promote or increase the activity of Regulatory T cells (Treg).
  • the composition may have an activity of inhibiting the plasticity of differentiation of regulatory T cells (Treg) into Th17 cells.
  • the composition may further comprise myeloid derived suppressor cells (MDSC).
  • MDSC myeloid derived suppressor cells
  • the composition may inhibit or reduce the activity of Th17 and promote or increase the activity of Regulatory T cells (Treg).
  • the metformin compound according to the present invention has an excellent effect of inhibiting differentiation into cytotoxic Th17 cells that produce and secrete inflammatory cytokines, and inhibit the function of abnormally activated immune cells and control the inflammatory response. It has an excellent effect of enhancing the activity of immunoregulatory T cells (Treg) having the ability to control the function of regulatory T cells (Treg) through the activity of inhibiting the plasticity of the regulatory T cells (Treg) to Th17 cells. It can be effectively used as a pharmaceutical composition or immunosuppressant that can effectively prevent or treat immune diseases such as autoimmune diseases, inflammatory diseases and transplant rejection diseases caused by abnormal control of various immune responses due to its excellent effect of maintaining and strengthening. have.
  • 1 is an embodiment of the present invention when treated with metformin alone in the Th17 cell-derived animal model, when treated with a combination of metformin and AP-1 inhibitors (curcumin, tanshinone IIA, SR11302) Th17 cells for each The analysis of FACs to determine whether differentiation of
  • Figure 2 is a result confirmed by flow cytometry (FACs) whether the metformin compound of the present invention inhibits Treg differentiation variability according to an embodiment of the present invention.
  • FACs flow cytometry
  • Figure 3 is the result of confirming the Th17 and Treg cell regulation effect by metformin and MDSC of the present invention by flow cytometry (FACs) according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a result of observing the expression level of STAT3 and STAT5, the major factors of Th17 cells by metformin (metformin) according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is the result of measuring the expression level of IgG when treated with metformin after inducing inflammation with LPS and IL-21 according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a graph showing the clinical evaluation of disease symptoms over time in the group treated with metformin in graft-versus-host disease animal model in one embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a result of measuring the expression of IL-17 and IFNr transplantation rejection disease T cell proliferation in the group treated with metformin in one embodiment of the present invention by ELISA.
  • Figure 9 is a result confirming the treatment effect of transplant rejection disease by metformin administration in accordance with an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a result confirming the treatment effect of arthritis induced obesity and hyperlipidemia by metformin administration according to an embodiment of the present invention.
  • 11 is a result confirming the inhibitory effect of osteoclast differentiation by metformin in the animal model of obesity and hyperlipidemia arthritis according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention relates to a composition for preventing or treating immune diseases, including a metformin compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the present invention has an excellent effect of inhibiting differentiation into cytotoxic Th17 cells that produce and secrete inflammatory cytokines, and prevent the function of abnormally activated immune cells and control the inflammatory response. It has an excellent effect of enhancing the activity of immunoregulatory T cells (Treg), and effectively regulates its function as a regulatory T cell (Treg) through its activity of inhibiting the plasticity of regulatory T cells (Treg) into Th17 cells. It was first identified that it can be maintained and strengthened, and therefore, it is characterized by providing a metformin compound of the present invention as a composition for preventing or treating immune diseases.
  • the present inventors have focused on the metformin compound of the present invention while studying a new compound capable of preventing or treating immune diseases.
  • Metformin has been known to have a therapeutic effect on diabetes.
  • Korean Patent Publication No. 2009-0005513 discloses that there is an antidiabetic activity in metformin malonate, but there is no mention of the use of metformin in the prevention and treatment of immune diseases.
  • the immune system controls specific immune responses to autoantigens under normal conditions, and in some cases suppresses immune responses against external antigens.
  • the immune system responds to the fetus and to chronically infected microorganisms.
  • These phenomena are known to be induced by clonal deletion, clone anergy and active control by immunoregulatory T cells (Tregs) as a mechanism by which antigen-specific immunotolerance can be induced.
  • Tregs immunoregulatory T cells
  • Investigation of some patients who accidentally acquired immunotolerance against or experimentally induced animal models showed that all three of these mechanisms are involved in graft-immunity tolerance. It is attracting attention as an important cell involved in controlling almost all immune responses of the living body such as autoimmune, tumoral immunity, infectious immune response as well as immune response.
  • immunoregulatory T cells ie immunoregulatory T lymphocytes (Tregs), whose presence has recently been identified, can be largely divided into natural and adaptive Treg cells, and CD4 + CD25 + T cells, which are natural Tregs, are cells.
  • Tregs immunoregulatory T lymphocytes
  • CD4 + CD25 + T cells which are natural Tregs
  • the mechanism of immunosuppression of this cell is not yet known, but it has recently been discovered that the expression control factor of the gene, Foxp3, plays an important role in the differentiation and activity of the cell.
  • peripheral natural T cells can be differentiated into cells that exhibit immunosuppressive effects upon stimulation of autologous or external antigens under certain circumstances, which are called adaptive or inducible Tregs and secrete IL-10. These include Tr1, Th3 and CD8 Ts that secrete TGF- ⁇ .
  • T cells are also differentiated into Th17 cells through differentiation in addition to Treg cells.
  • Th17 cells are formed in the presence of TGF- ⁇ in common with Treg cells, but IL- for Treg cells.
  • Th17 cells are characterized by differentiating in the presence of IL-6 with TGF- ⁇ and secreting IL-17.
  • Th17 cells are characterized by cytotoxicity, which maximizes the signal of the inflammatory response and accelerates disease progression. Therefore, inhibition of differentiation or activity into Th17 cells is one of the ways to treat immune diseases.
  • Th17 is isolated from a mouse group by separating CD4 T cells. After differentiation into cells, 5 ⁇ M of curcumin, tanshinone IIA, and SR11302, which were AP-1 inhibitors, were treated with 5 uM, and curcumin, tanshinone IIA, and SR11302, which were AP-1 inhibitors, respectively, were treated.
  • IL-17 The differentiation of IL-17 was observed by flow cytometry (FACs) by treating 5uM and 5uM of metformin, a mTOR inhibitor, and as a result, cells expressing IL-17 were curcumin, an Ap-1 inhibitor. , But also inhibited by tanshinone IIA and SR11302, but the expression was significantly inhibited when treated with the Ap-1 inhibitor curcumin, tanshinone IIA, SR11302 and the mTOR inhibitor metformin. It was found (see Fig. 1).
  • Treg cells were cultured again under Th17 differentiation conditions.
  • 5 ⁇ M of curcumin, tanshinone IIA, and SR11302, which were AP-1 inhibitors were treated, and 5 ⁇ M of curcumin, tanshinone IIA, and SR11302, which were AP-1 inhibitors, were respectively 5 ⁇ M and mTOR inhibitor.
  • the degree of differentiation of regulatory T cells (Tregs) into Th17 cells was examined by flow cytometry (FACs) by treatment with 5 uM of metformin, and as a result, AP-1 inhibitors tanshinone IIA and SR11302.
  • Treg differentiation problem When treated with metformin (metformin), compared to the group treated with AP-1 inhibitor tanshinone IIA (Tanshinone IIA) and SR11302 alone, it was confirmed that it is effective in overcoming Treg differentiation problem. That is, it has been shown that cells already differentiated into Treg cells are re-differentiated into Th17 cells (see FIG. 2).
  • Treg cells are known to be used as immunosuppressants or cell therapeutic agents for immunomodulation because they have an activity of modulating an immune response as described above, but in the case of cell therapy using Treg, the plasticity of Treg Due to the cellular characteristics of the T), when the Treg cells are exposed to a pathological environment after being injected into the living body, they may be differentiated into pathogenic cells such as Th17 cells, which makes it difficult to use them as complete cell therapy.
  • the AP-1 inhibitors curcumin, tanshinone IIA, SR11302 together with metformin as a method for overcoming the problems caused by the plasticity of Treg cells.
  • the conversion of Treg cells into pathological cells can be suppressed even in a pathological environment, thereby providing a more effective Treg-containing cell therapy.
  • CD4 T cells from the mouse group of the present invention were examined to determine whether there is activity to modulate Th17 and regulatory T cells (Treg). Isolates were differentiated into Th17 or Treg cells for 3 days and then MDSCs were differentiated in bone marrow of normal mice. Each differentiated cell was further differentiated with MDSC for three more days, and IL-17 and Foxp3 secreted from Th17 cells and Treg were observed by flow cytometry (FACs). As a result, metformin showed Th17 / Treg with MDSC. It was confirmed that the ability to adjust at the same time (see Figure 3).
  • metformin In order to investigate the role of metformin under conditions where STAT3 is activated, the present inventors treated IL-6 to total cells of the spleen of a normal mouse group and observed the expression of the activated transcription factor by WB. metformin) was able to selectively inhibit the expression of STAT3, a major transcription factor of Th17 cells (see FIG. 4).
  • metformin In order to confirm whether metformin can inhibit IgG expression, we measured the amount of IgG expressed by treating LPS and IL-21 on total cells of the spleen of the normal mouse group for 3 days, respectively, by ELISA. As a result, metformin not only significantly suppressed the expression of basic IgG, but also significantly inhibited the expression of IgG increased by LPS and IL-21 (see FIG. 5).
  • the inventors of the present invention in order to determine whether the treatment of metformin can actually be treated with the improvement and prevention of graft-versus-host disease, according to an embodiment of the present invention first graft-versus-host disease After inducing the disease, the clinical scores of metformin and the survival rate of graft-versus-host disease were measured. As a result, mice receiving metformin were compared with the control graft-versus-host disease model. A lower clinical score was observed, metformin increased survival for graft-versus-host disease and, in particular, inhibited invasion of intestinal inflammatory cells (see FIG. 6).
  • the inventors performed a mixed lymphocyte reaction (MLR) to investigate whether the compound of the present invention has an activity of inhibiting the transplant rejection problem, which is a problem in transplantation, that is, CD4 + of a normal recipient.
  • MLR mixed lymphocyte reaction
  • T cells were mixed and cultured with splenocytes from which allogeneic derived T cells were removed and splenocytes from which allogeneic derived T cells were removed, and then divided into groups treated with metformin compounds and untreated groups, and then cultured. The levels of cytokines and T cell proliferation in culture were observed.
  • metformin suppressed the rejection after transplantation of T cells in a concentration-dependent manner, and expression of inflammatory cytokines IL-17 and IFN-r was significantly suppressed (see FIG. 7).
  • the metformin compound can effectively suppress the rejection after transplantation.
  • the metformin compound of the present invention inhibits or reduces the differentiation of undifferentiated T cells into Th17 cells that secrete inflammatory cytokines, or the activity or amplification of regulatory T cells that can normally regulate excessive immune responses. It has an effect of promoting or increasing, and has an excellent effect of effectively maintaining and enhancing the function as a regulatory T cell (Treg) through the activity of inhibiting the plasticity of regulatory T cells (Treg) into Th17 cells, There is a characteristic that can prevent or treat immune diseases caused by abnormal control of the immune response.
  • the activity means that all the mechanisms of the regulatory T cells (Treg), ie, Treg cells including both natural and adaptive Treg cells, are promoted or promoted in vivo.
  • Treg regulatory T cells
  • the immunomodulatory action such as an immunosuppressive reaction is promoted or promoted so that the immune response in vivo is maintained in a normal state.
  • the amplification refers to the differentiation and proliferation of undifferentiated T cells into regulatory T cells
  • 'differentiation' is a phenomenon that the structure or function of each other during the division and growth of cells, that is, the organism Cells or tissues are changed in form or function in order to perform a given task
  • 'proliferation' refers to the division of cells and homogeneous ones, which usually increase the number of cells in the body of a multicellular organism. I say going.
  • the present invention can provide a composition for preventing or treating immune diseases, including a metformin compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the metformin compound may be a compound represented by Formula 1 below.
  • CD4 T cells of DBA1 / J normal mice were isolated and CD3 0.5ug / ml, CD28 1ug / The cells were differentiated into Th17 cells under the conditions of ml, 20ng / ml of IL-6, 2ng / ml of TGF-b, IFNr mAb, and IL-4 mAb.
  • 5 ⁇ M of curcumin, tanshinone IIA, and SR11302 were treated with AP-1 inhibitors
  • 5 ⁇ M with curcumin, tanshinone IIA, and SR11302, respectively, were treated with AP-1 inhibitors.
  • Phosphorus metformin 5uM was treated together and the degree of differentiation of IL-17 was observed by flow cytometry (FACs).
  • the present inventors isolated CD4 T cells from DBA1 / J normal mouse group to determine whether the metformin of the present invention can inhibit the plasticity of differentiation from regulatory T cells (Treg) to pathogenic cells.
  • Treg cells were differentiated under the conditions of CD3 0.5ug / ml, CD28 1ug / ml, TGF-b 10ng / ml, IFNr mAb, IL-4 mAb. After 3 days of differentiation, Th17 cell differentiation conditions were treated, and at the same time, 5 ⁇ M of AP-1 inhibitors curcumin, tanshinone IIA, and SR11302 were treated, and AP-1 inhibitors curcumin and tansinone IIA. (Tanshinone IIA) and SR11302 were treated with 5uM and mTOR inhibitor metformin 5uM, respectively, and the degree of differentiation of regulatory T cells (Treg) into Th17 cells was observed by flow cytometry (FACs).
  • FACs flow cytometry
  • Th17 Th17, Regulatory T Cell (Treg) Regulatory Activity by Metformin and Bone Marrow-derived Suppressor MDSC
  • the present inventors when treated with metformin of the present invention and MDSC, a bone marrow-derived suppressor cell, to determine whether there is activity to modulate Th17 and regulatory T cells (Treg), CD4 of DBA1 / J normal mouse group T cells were isolated.
  • the isolated cells were differentiated for 3 days into Th17 or Treg cells and also differentiated MDSC in bone marrow of normal mice.
  • Each differentiated cell was further differentiated with MDSC for 3 days, and then IL-17 and Foxp3 secreted from Th17 cells and Tregs were observed by flow cytometry (FACs).
  • FACs flow cytometry
  • MDSC a myeloid-derived suppressor cell
  • IL-17 decreased the expression of Th17 differentiation conditions, but increased the expression of Foxp3, an immunoregulatory cell under Treg conditions.
  • metformin metformin
  • MDSC a myeloid-derived suppressor cell
  • metformin has the ability to control Th17 / Treg simultaneously with MDSC, and this result is significant in that it can co-regulate pathogenic and immune regulatory cells.
  • the present inventors treated IL-6 10ng / ml and IL-2 10ng / ml with total cells of the spleen of DBA1 / J normal mice for 30 minutes. At this time, the expression of the activated transcription factor was observed by WB.
  • metformin inhibited both phosphorylated STAT3 705 and 727, and also inhibited the expression of phosphorylated ERK.
  • the inhibitory effect on STAT5 is not so large, it is thought that the metformin of the present invention can selectively inhibit the expression of STAT3, a major transcription factor of Th17 cells (see FIG. 4).
  • metformin not only significantly suppressed the expression of basic IgG, but also significantly suppressed the expression of IgG increased by LPS and IL-21 (see FIG. 5).
  • metformin is thought to inhibit the expression of IgG expressed in B cells.
  • GvHD Graft-versus-Host Disease
  • mice receiving metformin showed lower clinical evaluation scores than the control graft-versus-host disease model, and metformin survived the graft-versus-host disease.
  • metformin survived the graft-versus-host disease.
  • metformin has an effect of controlling the symptoms of graft-versus-host disease, and it was found that the immune rejection disease can be prevented or treated through this activity.
  • metformin inhibited the rejection after transplantation of T cells in a concentration-dependent manner, and significantly inhibited the expression of IL-17 and IFN-r (see FIG. 7).
  • metformin could effectively suppress the rejection after T cell transplantation.
  • mice In order to confirm whether metformin can cure transplant rejection disease, an animal model of transplant rejection disease was constructed, and a mouse Balb / c (H-2k) was developed to make Acute Graft versus host disease (aGVHD) model. / d) to total body irradiation (TBI) 800cGy to the donor mouse C57BL / 6 (H-2k / b) to remove the stem cells and spleen cells from the femur and tibia stem cell awarded 5x10 6 spleen cells 1x10 6 mice Transplanted into Balb / c (H-2k / d ).
  • aGVHD Acute Graft versus host disease
  • metformin was directly administered by intraperitoneal injection (ip) every day for 5 days.
  • the control group was a group not treated with metformin.
  • T helper cell subtypes between control and treatment groups were observed by confocal staining in splenocytes, and mice receiving metformin were treated with Th1 and Th17 etiological T cell subtypes compared to the control graft versus host disease model. Cells decreased but Th2 and Foxp3 + Tregs were increased (see FIG. 8A).
  • mice injected with metformin significantly reduced the pathogenic IL-17 + CD8 + T cells and significantly increased Foxp3 + CD8 + Treg compared to the control graft-versus-host disease model. It could be seen (see Figure 8C).
  • mice receiving metformin decreased mTOR / STAT3 (705/727) compared to the control graft versus host disease model, but differentiated Treg such as APMK, STAT5, and p53. It can be observed that the signal associated with induction is increased (see FIG. 8D).
  • the present inventors directly intraperitoneally metformin daily for 5 days after inducing graft-versus-host disease by the method of Example ⁇ 8-1>.
  • the amount of 50 mg / kg was administered by injection (ip).
  • mice that did not receive metformin died within 10 days, while mice that received metformin survived for 40 days or more, and scores indicating the degree of graft-versus-host disease showed high scores. It can be seen that can be treated (see Fig. 9A and 9B).
  • mice directly administered metformin As a result, the metformin-administered mice reduced pathogenic T cells (Th1, Th17) and immunomodulated compared to the control group. Th2, Treg cells were found to increase significantly (see Fig. 9D).
  • DBA1 / J mice were fed a high-calorie feed for 30 days prior to inducing arthritis to induce an obese / hyperlipidemic animal model and induced DBA1 / J. Mice were injected subcutaneously with 100 ug of type II collagen and CFA, and two weeks later, 100 ug of type II collagen and IFA were injected.
  • the present inventors examined the osteoclast differentiation factors RANKL and osteoclast in the articular tissues of each mouse group to investigate the effect of metformin on the differentiation and activity of osteoclasts (Osteoclast, OC) in animal models of ⁇ 9-1>. As a result of observing the expression of RANK expressed in cells by tissue staining, it was found that these expressions were significantly suppressed in the joint tissues of the mouse group to which metformin was administered (see FIG. 11A).
  • each mouse was killed 70 days after induction of arthritis with obesity and hyperlipidemia.
  • Single cells isolated from the bone marrow of the mouse leg were cultured for one day and then OC precursor cells present in the culture supernatant. Possible cells were isolated.
  • M-CSF 10ng / ml and RANKL 50ng / ml were treated in the isolated cells for 3 days to differentiate into OC precursor cells, and metformin was treated together to evaluate the effect of metformin on osteoclast differentiation. .
  • Differentiated osteoclasts were stained using TRAP staining and evaluated by counting osteoclasts with three or more nuclei.
  • M-CSF 10 ng / ml
  • RANKL 50 ng / ml
  • the present inventors confirmed the osteoclast differentiation-related factors (TRAP, MMP-9, cathepsin K, calcitonin receptors) by real-time PCR to investigate osteoclast differentiation-related gene expression, osteoclasts in the group treated with metformin It can be seen that the related factors were significantly suppressed (see FIG. 12B).
  • metformin is used to regulate osteoclast differentiation
  • the expression of p-AMPK was increased in metformin-treated osteoclasts, and the activities of mTOR and STAT3 were significantly inhibited.
  • STAT3 is a signal transduction molecule that also affects osteoclast differentiation, and it was found that metformin can inhibit and regulate osteoclast differentiation by regulating these molecules (see FIG. 12C).
  • metformin can effectively treat transplant rejection disease, as well as arthritis with obesity and hyperlipidemia.

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Abstract

본 발명은 면역반응의 이상으로 유발되는 면역질환을 예방 또는 치료하는데 사용되는 메트포민(metformin) 화합물의 약학적 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 메트포민(metformin) 화합물을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물은 염증성 사이토카인을 생성 및 분비하는 세포 독성 Th17 세포로의 분화를 억제하는 효과가 우수하고, 비정상적으로 활성화된 면역세포의 기능을 억제하고 염증 반응을 제어하는 특성을 갖는 면역조절 T 세포(Treg)의 활성을 증진시키는 효과가 우수하며, 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 통하여 조절 T 세포(Treg)로서의 기능을 효과적으로 유지 및 강화시키는 효과가 우수하여, 각종 면역반응의 조절 이상으로 유발되는 자가면역질환, 염증성질환 및 이식거부질환과 같은 면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물 또는 면역 억제제로 유용하게 사용할 수 있다.

Description

메트포민을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물
본 발명은 면역반응의 이상으로 유발되는 면역질환을 예방 또는 치료하는데 사용되는 메트포민(metformin) 화합물의 약학적 용도에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 메트포민(metformin) 화합물을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
전 세계적으로 면역과민반응으로 인한 질환이 증가하고 있지만, 이러한 질환들의 발생에 대한 근본적인 원인 규명이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 현재 과도한 면역반응에 의한 질환의 치료방법으로는 면역억제제를 단독 또는 병용 투여함으로써 상기 질환에 의해 야기되는 각종 증상을 완화 내지 감소시키는 것이다. 면역억제제란 항원의 작용에 대하여 숙주가 항체를 만드는 능력(체액성 면역반응) 또는 세포성 면역반응을 일으키는 능력을 저하시키거나 차단하기 위해 사용되는 다양한 물질들을 말한다. 이러한 면역억제제는 장기이식분야 뿐만 아니라 루푸스, 류마티스 관절염 등과 같은 자가면역질환과, 아토피, 알러지 등의 피부과민 반응에도 유용하게 사용될 수 있다. 우수한 면역억제제는 면역반응의 불균형을 조절할 수 있어야 하고, 인체에 대한 안전성이 확보되어야 하며, 장기간 치료시에 질환의 재발 발생 빈도가 낮아야 한다(Wollenberg 2008).
현재 사용되고 있는 면역억제제로는 사이클로스포린 A와 FK506 등이 있는데, 이들은 복잡한 화학구조를 가진 천연물 유래의 화합물로서 원료 수급의 측면에서 고비용으로 인해 비경제적이고 장기투여로 인해 각종 부작용이 야기될 수 있다는 위험성을 내포하고 있다. 따라서 낮은 독성, 면역관용 유도와 함께 경제적인 생산이 가능한 새로운 면역억제제의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
한편, 각종 병원체에 대한 생체 방어 시스템으로 면역계에서 중심적 역할을 담당하는 세포군의 하나로 T 세포가 있다. T 세포는 인체의 흉선에서 생성되며 일련의 분화 과정을 거치면서 고유의 특성을 지닌 T 세포로 분화하게 되는데, 분화를 완료한 T 세포는 그 기능에 따라 크게 1형 보조 세포(Th1)와 2형 보조 세포(Th2)로 구분된다. 이 중에서 Th1 세포의 주된 기능은 세포 매개성 면역에 관여하고, Th2 세포는 체액성 면역에 관여하며, 면역계에서 이러한 두 세포 집단은 서로 과 활성화되지 않도록 서로 견제를 통해 면역계의 균형을 유지하고 있다.
따라서 면역질환의 대부분은 이러한 두 면역 세포간의 불균형에 기인하는 것으로 볼 수 있는데, 예를 들어 Th1 세포의 활성이 비정상적으로 증가하는 경우 자가면역질환이 발생할 수 있고, Th2 세포의 활성이 비정상적으로 증가하는 경우 과민반응에 의한 면역질환이 발생하는 것으로 알려져 있다.
한편, Th1 세포의 분화에 대한 최근 연구 결과에 따르면, Th1 세포의 활성을 조절할 수 있는 새로운 그룹인 면역조절 T 세포(Treg)의 존재가 알려지면서 이를 이용한 면역질환의 치료에 대한 연구가 대두되고 있는데, Treg 세포는 비정상적으로 활성화된 면역세포의 기능을 억제하여 염증 반응을 제어하는 특성이 있어, Treg 세포의 활성을 증가시키는 작용을 통해 면역질환을 치료하는 실험들이 많이 보고되고 있다.
또한, Treg 세포 이 외에 분화 과정에서 만들어지는 또 다른 그룹으로 Th17 세포가 있는데, Th17 세포는 미분화 T세포의 분화 과정에서 Treg 세포의 분화와 유사한 과정을 거치며 형성되는 것으로 알려져 있다. 즉, Treg 세포와 Th17 세포의 분화는 공통적으로 TGF-β의 존재 하에서 이루어지지만 Treg 세포의 경우 IL-6을 필요로 하지 않는 반면, Th17 세포의 경우에는 TGF-β와 함께 IL-6가 존재하는 상황에서 분화를 한다. 또한, 분화된 Th17 세포는 IL-17을 분비하는 것을 특징으로 한다.
Th17 세포는 Treg 세포와는 달리 면역질환에서 보이는 염증반응의 최전방에서 관여하여 염증 반응의 신호를 최대화시켜 질병의 진행을 가속화시키는 것이 밝혀지고 있다. 그러므로 자가면역질환 중 Treg 세포에 의해 제어되지 않는 자가면역질환의 경우, Th17 세포 활성의 억제를 표적으로 한 자가면역질환의 치료제 개발이 크게 부각되고 있다.
현재 사용되고 있는 면역질환치료제로는 T 세포에서의 신호변환 경로를 차단하는 면역 억제제가 가장 많이 사용되고 있는데, 이러한 면역억제제들은 독성, 감염, 임파종, 당뇨병, 진전(tremor), 두통, 설사, 고혈압, 오심, 신기능 장애 등의 부작용이 발생하는 문제점이 있다.
또한, T 세포의 활성화를 억제하는 방법을 통해 면역질환을 치료하는 방법 이외에도 면역 세포로부터 분비되는 사이토카인의 양을 조절하는 치료법 및 면역 세포로부터 분비되는 사이토카인을 표적으로 하는 항체를 이용한 치료법이 개발 중에 있다. 그러나 이러한 방법은 실제적으로 임상실험을 거쳐 환자들에게 적용하기까지 많은 시간이 소요되어야 하고, 항체를 이용하는 방법은 항체 제작 과정에서 너무 많은 비용이 든다는 문제점이 있다.
따라서 부작용이 없고 저렴하면서도 치료 효과가 우수한 새로운 면역질환 치료제 및 치료방법의 개발이 시급하며, 관련 선행문헌으로서 한국공개특허 제2011-0052990호에 메트포민에 제2형 당뇨병을 억제할 수 있다는 내용이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 면역질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용은 개시되어 있지 않다.
이에 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물이 Th17의 활성을 억제 또는 감소시키고, 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg)의 활성을 촉진 또는 증가시키며, 조절 T 세포(Treg)의 Th17세포로의 분화 가변성(plasticity)을 억제하는 활성이 있다는 것을 규명함으로써 각종 면역 관련 질환에서 치료제로 사용할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 각종 면역반응의 이상으로 유발되는 면역질환을 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있도록 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 AP-1 억제제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 AP-1 억제제는 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA) 및 SR11302로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 Th17의 활성을 억제 또는 감소시키고, 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg)의 활성을 촉진 또는 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 조절 T 세포(Treg)의 Th17세포로의 분화 가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 가질 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 골수유래억제세포(Myeloid derived suppressor cells: MDSC)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 Th17의 활성을 억제 또는 감소시키고, 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg)의 활성을 촉진 또는 증가시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 면역질환은 류마티스 관절염 (Rheumatoid Arthritis), 천식 (Asthma), 피부염 (Dermititis), 건선 (Psoriasis), 낭섬유증 (Cystic Fibrosis), 고형장기 이식 후기 및 만성 거부증 (Post transplantation late and chronic solid organ rejection), 다발성 경화증 (Multiple Sclerosis), 전신성 홍반성 루푸스(systemic lupus erythematosus), 쇼그렌 증후군(Sjogren syndrome), 하시모토 갑상선(Hashimoto thyroiditis), 다발성근염(polymyositis), 경피증(scleroderma), 아디슨병(Addison disease), 백반증(vitiligo), 악성빈혈(pernicious anemia), 사구체신염(glomerulonephritis) 및 폐섬유증(pulmonary fibrosis), 염증성장질환 (Inflammatory Bowel Dieseses), 자가면역성 당뇨 (Autoimmune Diabetes), 당뇨 망막증 (Diabetic retinopathy), 비염 (Rhinitis), 혀혈-재관류 손상 (Ischemia-reperfusion injury), 혈관성형술후 재협착 (Post-angioplasty restenosis), 만성 폐색성 심장 질환 (Chronic obstructive pulmonary diseases; COPD), 그레이브병 (Graves disease), 위장관 알러지 (Gastrointestinal allergies), 결막염 (Conjunctivitis), 죽상경화증 (Atherosclerosis), 관상동맥질환 (Coronary artery disease), 협심증 (Angina), 암 전이 및 소동맥 질환, 이식편대숙주질환(graft-versus-host disease), 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염, 미토콘드리아 관련 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물은 염증성 사이토카인을 생성 및 분비하는 세포 독성 Th17 세포로의 분화를 억제하는 효과가 우수하고, 비정상적으로 활성화된 면역세포의 기능을 억제하고 염증 반응을 제어하는 특성을 갖는 면역조절 T 세포(Treg)의 활성을 증진시키는 효과가 우수하며, 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 통하여 조절 T 세포(Treg)로서의 기능을 효과적으로 유지 및 강화시키는 효과가 우수하여, 각종 면역반응의 조절 이상으로 유발되는 자가면역질환, 염증성질환 및 이식거부질환과 같은 면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물 또는 면역 억제제로 유용하게 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에서 Th17 세포로 유도된 동물모델에 메트포민을 단독 처리한 경우, 메트포민과 AP-1 억제제(커큐민, 탄시논ⅡA, SR11302)를 병용 처리한 경우 각각에 대해 Th17 세포의 분화를 억제하는 지를 FACs를 통해 분석한 결과이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라서 본 발명의 메트포민 화합물이 Treg 분화가변성을 억제하는지를 유세포분석기(FACs)로 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라서 본 발명의 메트포민과 MDSC에 의한 Th17 및 Treg 세포 조절 효과를 유세포분석기(FACs)로 확인한 결과이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라서 메트포민(metformin)에 의한 Th17 세포의 주요인자인 STAT3와 STAT5의 발현 정도를 관찰한 결과이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라서 LPS 및 IL-21로 염증 유발시킨 후 메트포민을 처리하였을 때의 IgG 발현정도를 측정한 결과이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에서 이식편대숙주질환 동물모델에 메트포민을 처리한 군을 대상으로 시간 경과에 따른 질환 증상 정도를 임상적으로 평가하여 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에서 메트포민을 처리한 군을 대상으로 이식거부질환 질병 T 세포 증식 반응과 IL-17 및 IFNr의 발현을 ELISA로 측정한 결과이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라서 메트포민에 의한 in vivo T helper 세포 조절 효과를 확인한 결과이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라서 메트포민 투여에 의한 이식거부질환 치료효과를 확인한 결과이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라서 메트포민 투여에 의한 비만 및 고지혈증이 유발된 관절염 치료효과를 확인한 결과이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라서 비만 및 고지혈증 관절염 동물모델에서 메트포민에 의한 파골세포 분화 억제 효과를 확인한 결과이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따라서 in vitro 내 메트포민에 의한 파골세포 분화 억제 효과를 확인한 결과이다.
본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 메트포민(metformin) 화합물이 염증성 사이토카인을 생성 및 분비하는 세포 독성 Th17 세포로의 분화를 억제하는 효과가 우수하고, 비정상적으로 활성화된 면역세포의 기능을 억제하고 염증 반응을 제어하는 특성을 갖는 면역조절 T 세포(Treg)의 활성을 증진시키는 효과가 우수하며, 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 통하여 조절 T 세포(Treg)로서의 기능을 효과적으로 유지 및 강화시킬 수 있음을 최초로 규명하였으며, 따라서 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물을 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물로 제공함에 그 특징이 있다.
본 발명자들은 면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 새로운 화합물을 연구하던 중, 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물에 주목하였는데 메트포민은 당뇨병 치료효과가 있다고 알려진 바 있다. 또한, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 면역질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용에 대해서는 전혀 언급된 바가 없다.
면역계는 정상상태에서는 자가항원에 대한 특이적 면역반응을 제어하고 있으며, 외부항원에 대한 면역반응도 억제하고 있는 경우가 있는데, 예컨대 임산부의 태아에 대한 반응 및 만성감염상태에 있는 미생물에 대한 면역반응을 들 수 있다. 이러한 현상들은 항원 특이적 면역관용이 유도될 수 있는 기전으로 클론 제거(clonal deletion), 클론 무반응(anergy) 및 면역조절 T 세포(Treg)에 의한 능동적 통제에 의해 유도되는 것으로 알려져 있으며, 이식항원에 대한 면역관용이 우연히 획득된 일부 환자나 실험적으로 면역관용을 유도한 동물모델을 조사해 보면 위의 세 가지 기전 모두 이식면역관용에 관여한다는 사실이 확인되고 있고, 특히 최근에는 면역조절 T 림프구가 이식면역반응 뿐만 아니라 자가면역, 종양면역, 감염면역반응 등 생체의 거의 모든 면역반응을 통제하는데 관여하는 중요한 세포로 주목받고 있다.
특히, 최근 그 존재가 밝혀진 면역조절 T 세포, 즉, 면역조절 T 림프구(Treg)는 크게 자연성(natural) Treg 와 적응성(adaptive) Treg 세포로 나눌 수 있으며, 자연성 Treg인 CD4+ CD25+ T 세포는 이 세포가 흉선에서 새로이 만들어질 때부터 면역억제기능을 부여받게 되며, 정상개체의 말초 CD4+ T 림프구 중 5 ~ 10%의 빈도로 존재한다. 아직까지 이 세포의 면역억제 기전은 정확히 파악되지 못하고 있지만, Foxp3라는 유전자의 발현 제어 인자가 이 세포의 분화와 활성에 중요한 역할을 수행한다는 사실이 최근에 밝혀졌다. 또한, 말초 자연성 T 세포는 특정 환경하에서 자가 또는 외부항원의 자극을 받으면 면역억제효과를 나타내는 세포로 분화될 수 있는데, 이를 적응성(adaptive) 또는 유도성(inducible) Treg로 부르며, IL-10을 분비하는 Tr1, TGF-β를 분비하는 Th3 및 CD8 Ts등이 여기에 해당한다.
또한, 앞서 종래기술에도 기술한 바와 같이, T 세포는 Treg 세포 이외에 분화 과정을 통해 Th17 세포로도 분화되는데, Th17 세포는 Treg 세포와 공통적으로 TGF-β의 존재 하에서 이루어지지만 Treg 세포의 경우 IL-6을 필요로 하지 않는 반면, Th17 세포의 경우에는 TGF-β와 함께 IL-6가 존재하는 상황에서 분화하고, IL-17을 분비하는 것을 특징으로 한다.
그러나 Th17 세포는 염증 반응의 신호를 최대화시켜 질병의 진행을 가속화시키는 세포독성을 가지는 특성이 있다. 따라서 Th17 세포로의 분화 또는 활성의 억제는 면역질환을 치료할 수 있는 방법 중 하나이다.
이에 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물이 염증성 사이토카인을 분비하는 Th17 세포분화를 억제할 수 있는 효과가 있는지를 조사하였는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 마우스군에서 CD4 T 세포를 분리하여 Th17 세포로 분화 시킨 후, AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM 처리하였고, AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin) 5uM를 함께 처리하여 IL-17의 분화 정도를 유세포기(FACs)로 관찰하였는데, 그 결과, IL-17을 발현하는 세포는 Ap-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302에 의해서도 억제되었지만, Ap-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin)를 함께 처리하였을 때 그 발현이 현저히 억제되는 것으로 나타났다(도 1 참조).
마우스로부터 CD4 T 세포를 분리하여 Treg 세포로 분화 시킨 후, 분화된 Treg 세포를 다시 Th17 분화 조건 하에서 배양시켰다. 그리고 이때 AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM 처리하였고, AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin) 5uM를 함께 처리하여 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성 정도를 유세포기(FACs)로 관찰하였는데, 그 결과, AP-1 억제제인 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA)과 SR11302를 메트포민(metformin)과 함께 처리했을 때, AP-1 억제제인 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA)과 SR11302를 단독으로 처리한 군에 비해 Treg의 분화가변성 문제를 극복하는데 효과가 있음을 확인할 수 있었다. 즉, 이미 Treg 세포로 분화된 세포가 Th17 세포로 재분화되는 것이 억제되는 것으로 나타났다(도 2 참조).
일반적으로 Treg 세포는 앞서 기술한 바와 같이 면역반응을 조절하는 활성이 있어서 면역억제제 또는 면역조절을 위한 세포 치료제의 용도로 사용될 수 있음이 알려져 있으나, Treg를 이용한 세포치료제의 경우 Treg가 가지는 가변성(plasticity)의 세포 특성으로 인해 생체에 주입된 후 Treg 세포가 병적 환경에 노출되어지면 Th17 세포와 같은 병인 세포로 분화될 수 있는 문제점이 있어 완전한 세포치료제로서 사용하기가 어려운 문제점이 있다.
이에 본 발명에서는 이러한 Treg 세포의 가변성(plasticity)으로 인해 발생할 수 있는 문제점을 극복하기 위한 방법으로 AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 메트포민(metformin)과 함께 처리할 경우 병적 환경에서도 Treg 세포의 병적 세포로의 전환을 억제할 수 있어 보다 효과적인 Treg 함유 세포치료제를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 메트포민(metformin)과 골수 유래 억제 세포인 MDSC를 함께 처리했을 때, Th17 및 조절 T 세포(Treg)를 조절하는 활성이 있는지를 확인하기 위하여 본 발명의 마우스 군으로부터 CD4 T 세포를 분리하여 Th17 또는 Treg 세포로 3일 동안 분화시킨 후 정상 마우스의 골수에서 MDSC를 분화시켰다. 각각의 분화된 세포는 MDSC와 함께 3일 더 분화시킨 후 Th17 세포 및 Treg에서 분비되는 IL-17과 Foxp3를 유세포기(FACs)로 관찰한 결과, 메트포민(metformin)은 MDSC와 함께 Th17/Treg을 동시에 조절할 수 있는 능력이 있음을 확인하였다(도 3 참조).
본 발명자들은 STAT3가 활성되는 조건하에서 메트포민(metformin)의 역할을 조사하고자, 정상 마우스군의 비장의 total 세포에 IL-6을 처리하여 이때 활성 되는 전사인자의 발현을 WB으로 관찰한 결과, 메트포민(metformin)이 Th17 세포의 주요 전사인자인 STAT3의 발현을 선택적으로 억제 할 수 있음이 나타났다(도 4 참조).
본 발명자들은 메트포민(metformin)이 IgG 발현을 억제 시킬 수 있는지 확인하기 위해, 정상 마우스군의 비장의 total 세포에 LPS 및 IL-21을 각각 3일 동안 처리하여 발현되는 IgG의 양을 ELISA로 측정한 결과, 메트포민(metformin)은 기본 IgG의 발현을 현저하게 억제 할 뿐 아니라, LPS, IL-21에 의해서 증가되는 IgG의 발현 양도 현저하게 억제할 수 있음이 나타났다(도 5 참조).
본 발명자들은 메트포민(metformin)의 처리가 실제적으로 이식편대숙주질환의 증상을 개선 및 예방과 함께 치료할 수 있는지를 확인하기 위해, 본 발명의 일실시예에 의하면 먼저 마우스를 이용하여 이식편대숙주질환이 발병되도록 질환을 유도한 다음, 메트포민(metformin)에 의한 임상 점수 및 이식편대숙주질환의 생존률을 측정한 결과, 시간이 경과할수록 메트포민(metformin)을 주입 받은 마우스는 대조군인 이식편대숙주질환 모델에 비해 임상 평가 점수가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었고, 메트포민(metformin)이 이식편대숙주질환에 대한 생존을 증가시켰으며 특히, 장내 염증세포의 침윤을 억제함을 관찰할 수 있었다(도 6 참조).
나아가 본 발명자들은 본 발명의 화합물이 이식 시 문제가 되는 이식거부반응을 억제하는 활성이 있는지를 조사하기 위하여, 림프구 혼합배양반응(Mixed lymphocyte reaction:MLR)을 수행하였는데, 즉, 정상 수여자의 CD4+ T 세포를 동종동형 유래 T 세포가 제거된 비장세포와 동종이형 유래 T 세포가 제거된 비장세포와 각각 혼합하여 배양하면서 메트포민(metformin) 화합물을 처리한 군과 처리하지 않은 군으로 나눈 뒤, 배양 후 배양액 내에서의 사이토카인의 수준과 T 세포 증식반응을 관찰하였다.
그 결과, 메트포민(metformin)은 농도 의존적으로 T 세포의 이식 후 거부반응을 억제 하였으며, 염증성 사이토카인인 IL-17과 IFN-r의 발현이 현저하게 억제되는 것으로 나타났다(도 7 참조).
따라서 본 발명자들은 상기 결과를 통해 메트포민(metformin) 화합물이 이식 후 거부반응을 효과적으로 억제할 수 있음을 알 수 있었다.
그러므로 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물은 미분화 T 세포가 염증성 사이토카인을 분비하는 Th17 세포로 분화되는 것을 억제 또는 감소시키는 작용, 또는 과도한 면역반응을 정상으로 조절할 수 있는 조절 T 세포의 활성 또는 증폭을 촉진 또는 증가시키는 작용을 갖고, 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 통하여 조절 T 세포(Treg)로서의 기능을 효과적으로 유지 및 강화시키는 효과가 우수하여, 각종 면역반응의 조절 이상으로 유발되는 면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 특징이 있다.
본 발명에서 상기 활성이란 생체 내에서 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg), 즉, 자연성(natural) Treg 와 적응성(adaptive) Treg 세포를 모두 포함하는 Treg 세포가 가지는 모든 기작이 촉진 또는 증진되는 것을 말하며, 생체 내의 면역반응이 정상상태를 유지하도록 면역조절작용, 예컨대 면역억제반응이 촉진 또는 증진되는 것을 말한다.
또한, 상기 증폭(expansion)이란 미분화 T 세포가 조절 T 세포로 분화 및 증식되는 것을 말하는 것으로서, '분화(differentiation)'는 세포가 분열 증식하여 성장하는 동안에 서로 구조나 기능이 특수화하는 현상, 즉 생물의 세포, 조직 등이 각각에게 주어진 일을 수행하기 위하여 형태나 기능이 변해가는 것을 말하며, '증식(proliferation)' 은 세포가 분열되어 동질의 것이 불어나는 것으로서 보통 다세포생물의 체내에서 세포수가 증가되어 가는 것을 말한다.
그러므로 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에서 상기 메트포민(metformin) 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
화학식 1
Figure PCTKR2013010584-appb-C000001
<실시예 1>
메트포민(metformin)에 의한 Th17세포 억제 활성
본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin)이 Th17 세포를 억제하는 활성이 있는지를 확인하기 위하여, DBA1/J 정상 마우스군의 CD4 T 세포를 분리하였으며분리된 세포에 CD3 0.5ug/ml, CD28 1ug/ml, IL-6 20ng/ml, TGF-b 2ng/ml, IFNr mAb, IL-4 mAb 의 조건으로 Th17 세포로 분화시켰다. 이와 동시에 AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM 처리하였고, AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin) 5uM를 함께 처리하여 IL-17의 분화 정도를 유세포기(FACs)로 관찰하였다.
그 결과, IL-17을 발현하는 세포는 Ap-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302에 의해서도 억제되었지만, Ap-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin)를 함께 처리하였을 때 그 발현이 현저히 억제됨을 알 수 있었다(도 1 참조).
<실시예 2>
메트포민(metformin)의 Treg 분화가변성 억제 활성 분석
본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin)이 조절 T 세포(Treg)에서 병인세포로의 분화 가변성(plasticity)을 억제할 수 있는지를 확인하기 위하여, DBA1/J 정상 마우스군의 CD4 T 세포를 분리하였으며, 분리된 세포에 CD3 0.5ug/ml, CD28 1ug/ml, TGF-b 10ng/ml, IFNr mAb, IL-4 mAb 의 조건으로 Treg 세포를 분화시켰다. 분화 3일후 다시 Th17 세포 분화 조건을 처리하였으며 이와 동시에 AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM 처리하였고, AP-1 억제제인 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302를 각각 5uM와 mTOR 억제제인 메트포민(metformin) 5uM를 함께 처리하여 조절 T 세포(Treg)의 Th17 세포로의 분화가변성 정도를 유세포기(FACs)로 관찰하였다.
그 결과, 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA) 및 SR11302를 메트포민(metformin)과 함께 처리했을 때 Th17 세포 분화 조건임에도 불구하고 면역조절세포인 Foxp3의 발현이 현저하게 증가되었음을 확인하였다(도 2 참조).
이는 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA) 및 SR11302를 메트포민(metformin)과 함께 처리할 때, 조절 T 세포(Treg)의 분화가변성을 억제할 수 있어 Ap-1 억제제(탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA), SR11302)와 mTOR 억제제(메트포민(metformin))를 복합 치료제로 사용할 수 있음을 나타낸다.
<실시예 3>
메트포민(metformin)과 골수 유래 억제 세포 MDSC에 의한 Th17, 조절 T 세포(Treg) 조절 활성 분석
본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin)과 골수 유래 억제 세포인 MDSC를 함께 처리했을 때, Th17 및 조절 T 세포(Treg)를 조절하는 활성이 있는지를 확인하기 위하여, DBA1/J 정상 마우스군의 CD4 T 세포를 분리하였다. 분리된 세포는 Th17 또는 Treg 세포로 3일 동안 분화시켰으며, 또한 정상 마우스의 골수에서 MDSC를 분화시켰다. 각각의 분화된 세포는 MDSC와 함께 3일 더 분화시킨 후 Th17 세포 및 Treg에서 분비되는 IL-17과 Foxp3를 유세포기(FACs)로 관찰하였다.
그 결과, Th17 분화 조건에서 골수유래억제세포인 MDSC는 IL-17의 발현을 감소시킨 반면 Treg 조건하에서는 면역조절세포인 Foxp3의 발현을 증가시켰다. 특히 메트포민(metformin)과 MDSC를 함께 처리하였을 때 MDSC를 단독으로 처리했을 때 보다 IL-17의 발현을 현저하게 억제 시켰으며, Foxp3 유전자는 현저하게 증가시킴을 알 수 있었다(도 3 참조).
따라서 메트포민(metformin)은 MDSC와 함께 Th17/Treg을 동시에 조절할 수 있는 능력이 있음을 나타내며, 이러한 결과는 병인 세포와 면역 조절 세포를 동시 조절 할 수 있다는데 의미가 크다.
<실시예 4>
메트포민(metformin)에 의한 신호전달 조절
본 발명자들은 STAT3가 활성되는 조건하에서 메트포민(metformin)의 역할을 조사하고자, DBA1/J 정상 마우스군의 비장의 total 세포에 IL-6 10ng/ml, IL-2 10ng/ml 각각을 30분 동안 처리하여 이때 활성 되는 전사인자의 발현을 WB으로 관찰하였다.
그 결과, 메트포민(metformin)은 인산화된 STAT3 705, 727을 모두 억제하였으며, 인산화된 ERK의 발현 또한 억제시킴을 알 수 있었다. 반면 STAT5에 대한 억제 효과는 크지 않아, 본 발명의 메트포민(metformin)은 Th17 세포의 주요 전사인자인 STAT3의 발현을 선택적으로 억제 할 수 있는 것으로 생각된다(도 4 참조).
<실시예 5>
메트포민(metformin)에 의한 IgG 발현 억제 활성 분석
본 발명자들은 메트포민(metformin)이 IgG 발현을 억제 시킬 수 있는지 확인하기 위해, DBA1/J 정상 마우스군의 비장의 total 세포에 LPS 100ng/ml, IL-21 10ng/ml 각각을 3일 동안 처리하여 발현되는 IgG의 양을 ELISA로 측정하였다.
그 결과, 메트포민(metformin)은 기본 IgG의 발현을 현저하게 억제 할 뿐 아니라, LPS, IL-21에 의해서 증가되는 IgG의 발현 양도 현저하게 억제됨을 확인하였다(도 5 참조).
따라서 메트포민(metformin)은 B 세포에서 발현되는 IgG의 발현을 억제 할 것으로 생각된다.
<실시예 6>
메트포민(metformin)이 이식편대숙주질환 동물모델에 대한 효과 분석
본 발명자들은 이식편대숙주질환과 같이 면역거부반응에 의한 질환에 있어서 메트포민(metformin)이 이러한 질환들을 치료할 수 있는지를 확인하기 위해, 이식편대숙주질환 동물모델에서 메트포민(metformin)에 의한 임상 점수 및 이식편대숙주질환의 생존률을 측정하였다. 이를 위해 우선 이식편대숙주질환(Graft-versus-Host Disease; GvHD) 모델을 제작하였는데, 수여자로써 BALB/c (H-2k/d) 마우스를 사용하고, 공여자로써 C57BL/6(H-2kb) 마우스를 사용하여, 골수이식 당일 날 호스트에 골수박멸형 전처치로 전신방사선조사(Total body irradiation; TBI)을 800cGy 조사 하고, 공여마우스 C57BL/6 (H-2k/b)에서 분리 한 골수 세포(5X106)와 비장세포(8x106)를 꼬리 정맥에 주사하여 골수이식을 수행하였으며, 이식 전 비장세포는 메트포민(metformin) 5uM의 농도로 2시간동안 처리하였다.
그 결과, 시간이 경과할수록 메트포민(metformin)을 주입 받은 마우스는 대조군인 이식편대숙주질환 모델에 비해 임상 평가 점수가 낮아지는 것을 관찰할 수 있었고, 메트포민(metformin)이 이식편대숙주질환에 대한 생존을 증가시켰으며 특히, 장내 염증세포의 침윤을 억제함을 관찰할 수 있었다(도 6 참조).
따라서 상기 결과를 통해 본 발명자들은 메트포민(metformin)이 이식편대숙주질환의 증상을 조절하는 효과가 있다는 것을 알 수 있었으며, 이러한 활성을 통해 면역거부 질환을 예방 또는 치료할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
<실시예 7>
이식 후 거부반응에 대한 억제 활성 분석
메트포민(metformin)이 이식 후 거부반응을 억제할 수 있는지를 확인하기 위해 시험관내(In vitro)에서 96well round bottom plate내 각 웰당 2x105개의 정상 수여자(Balb/c, responder)의 CD4+T 세포와 2x105개의 방사선으로 조사시킨 수여자(동종동형) 또는 공여자(C57BL/6, stimulator,동종이형) 유래 T 세포 제거 비장세포를 넣고 혼합 배양시켰다. 이때 동종이형반응에 메트포민(metformin) 처리하지 않거나 처리한 후 함께 4일간 배양한 후 배양된 세포에서 T 세포 증식 반응과 그 배양액에서 ELISA로 IL-17, IFNr의 발현을 조사하였다.
그 결과 메트포민(metformin)은 농도 의존적으로 T 세포의 이식 후 거부반응을 억제 하였으며, IL-17과 IFN-r의 발현을 현저하게 억제시킴을 알 수 있었다(도 7 참조).
따라서 메트포민(metformin)은 T 세포의 이식 후 거부반응을 효과적으로 억제 할 수 있다는 사실을 알 수 있었다.
<실시예 8>
메트포민 투여에 의한 이식거부질환 치료 효과 분석
<8-1> 이식거부질환 동물 모델 유도
메트포민이 이식거부질환을 치료할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여 이식거부질환 동물 모델을 제작하였으며, 이식거부질환 동물 모델인 Acute Graft versus host disease(aGVHD) 모델을 만들기 위해 수여마우스 Balb/c (H-2k/d)를 전신방사선조사(TBI) 800cGy를 하고 공여마우스 C57BL/6 (H-2k/b)의 대퇴골과 경골에서 조혈모세포와 비장세포를 분리하여 조혈모세포 5x106과 비장세포 1x106을 수여마우스 Balb/c(H-2k/d)에 이식하였다.
이후 하기 실험예에서 메트포민에 의한 이식거부질환 치료 효과를 확인하기 위해 이식편대숙주질환을 유도한 뒤 5일간 매일 메트포민을 직접 복강주사(ip)로 50mg/kg의 양을 투여한 군을 실험군으로 사용하였고, 대조군은 메트포민을 처리하지 않은 군을 사용하였다.
<8-2> 마우스 조직 염색 방법
이식 일주일 후 마우스의 장기(피부, 장)를 채취하여, 10 % 중성완충포르말린에 고정하고 파라핀에 포매한 후 조직 절편을 만들어 슬라이드에 부착하였다. 기본 염색을 진행하기 전에 자일렌을 이용하여 탈 파라핀 과정을 통과 후, 에탄올을 고농도에서 저농도까지 함수 시켰다. 염색과정은 헤마톡실린과 에오진 염색을 진행하였으며, 각 마우스로부터 얻은 비장으로부터 면역화학염색법 이용하여 사이토카인(IFNr-, IL-17, IL-4, Foxp)과 pAMPK,p-STAT5, p-p53, p-mTOR, p-STAST3 705, p-STAT3 727를 염색하여 광학현미경으로 분석하였다.
대조군과 치료군간 T helper cell 아형을 비장 세포에서 형광염색(confocal stain)을 통해 관찰한 결과, 메트포민(metformin)을 주입 받은 마우스는 대조군인 이식편대숙주질환 모델에 비해 병인 T 세포 아형인 Th1, Th17세포는 감소하였으나 Th2, Foxp3+Treg 는 증가하였음을 알 수 있었다(도 8A 참조).
또한 이러한 결과는 유세포(FACS) 결과에서도 메트포민 주입에 의해 IFN-r 분비, IL-17 분비 T 세포 분화 억제와 IL-4 분비 및 Foxp3+Treg이 대조군에 비해 의미있게 증가하였음을 알 수 있었다(도 8B 참조).
최근 CD4+T 세포 외에 CD8 세포에 대한 병인연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이며, 그중 IL-17+CD8+T 세포는 병인을 조장하며, Foxp3+CD8+Treg은 면역조절능이 뛰어나다고 보고된 바 있다. 본 발명의 결과에서도 메트포민(metformin)을 주입 받은 마우스는 대조군인 이식편대숙주질환 모델에 비해 병인성 IL-17+CD8+T 세포는 의미있게 감소하였으며, Foxp3+CD8+Treg은 현저히 증가되어 있음을 알 수 있었다(도 8C 참조).
또한 세포 내 CD4+T 세포 시그날링을 조사한 결과, 메트포민(metformin)을 주입 받은 마우스는 대조군인 이식편대숙주질환 모델에 비해 mTOR/STAT3(705/727)은 감소하였으나 APMK, STAT5, p53등 Treg 분화 유도와 관련된 신호는 증가됨을 관찰할 수 있었다(도 8D 참조).
<8-3> 메트포민 투여에 의한 이식거부질환 치료 효과
본 발명자들은 실제 이식편대 숙주질환 모델에서 메트포민의 투여가 질병치료에 효과가 있는지 여부를 알아보기 위하여 실시예 <8-1>의 방법으로 이식편대숙주질환을 유도한 뒤 5일간 매일 메트포민을 직접 복강주사(ip)로 50mg/kg의 양을 투여하였다.
그 결과, 메트포민이 투여되지 않은 대조군 마우스는 10일 이내에 죽은 반면, 메트포민이 투여된 마우스는 40일 이상 생존하였고, 이식편대숙주질환 정도를 나타내는 스코어에서도 높은 점수를 얻어 메트포민의 투여가 이식편대 숙주질환을 치료할 수 있음을 알 수 있었다(도 9A 및 9B 참조).
또한, 이식 후 8일째 마우스를 치사시킨 후 조직을 얻어 장기 내 조직 손상도를 관찰한 결과 메트포민 투여 마우스는 피부와 장내 조직 손상이 감소되었음을 알 수 있었다(도 9C 참조).
나아가 본 발명자들은 메트포민을 직접 투여한 마우스에서 치료기전을 조사하기 위하여 T helper cell 아형과 세포내 신호인자들을 조사한 결과, 메트포민 투여마우스는 대조군에 비해 병인T cell(Th1, Th17)은 감소하고 면역조절 Th2, Treg세포는 의미있게 증가하였음을 알 수 있었다(도 9D 참조).
또한 메트포민 투여군에서 T 세포 내 mTOR/STAT3 시그날링은 의미있게 감소되었으며, AMPK/STAT5/p53 시그날은 증가되었음을 알 수 있었다(도 9E 참조).
<실시예 9>
비만 및 고지혈증을 동반한 관절염에서의 메트포민 치료 효과
<9-1> 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염 동물 모델 유도 및 치료효과 확인
메트포민이 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염을 치료할 수 있는지 여부를 확인하기 위하여 DBA1/J 마우스에 관절염을 유도하기 전 30일 동안 고열량 사료를 먹여, 비만/고지혈증 동물 모델을 유도하였으며, 유도된 DBA1/J 마우스에 type II collagen 100ug와 CFA을 꼬리 피하 주사 하고, 2주 후 type II 콜라겐 100ug와 IFA 주입하였다.
비만 및 고지혈증을 동반한 관절염이 유도된 동물모델에 메트포민을 주 3회 5mg/mice의 농도로 주입한 뒤 자가면역 관절염을 억제시킬 수 있는지를 관찰한 결과, 메트포민을 투여한 동물 군에서 메트포민을 투여하지 않은 대조군에 비하여 자가면역 관절염을 효과적으로 억제시켰음을 알 수 있었다(도 10A 참조).
또한, 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염을 유도한 후 70일 째에 각 마우스를 치사하여 관절 조직에서 염증정도를 조직 염색으로 관찰한 결과, 염증 정도와 연골 파괴 정도가 현저히 억제되었음을 알 수 있었으며(도 10B 참조), 각 마우스군의 관절내에서 발현되는 염증성 사이토카인을 조직 염색한 결과, 메트포민을 투여한 군에서 자가면역 관절염의 대표 염증성 사이토카인인 IL-17, IL-6 및 TNF-a가 메트포민을 처리하지 않은 대조군에 비해 유의적으로 억제되었음을 알 수 있었다(도 10C 참조).
<9-2> 메트포민에 의한 파골세포 분화 억제 효과 분석
본 발명자들은 <9-1>의 동물모델을 대상으로 파골세포(Osteoclast, OC)의 분화와 활성에 메트포민이 어떠한 영향을 미치는지를 알아보기 위하여 각 마우스군의 관절조직에서 파골세포 분화 인자 RANKL과 파골세포에서 발현되는 RANK의 발현을 조직염색으로 관찰한 결과 메트포민이 투여된 마우스군의 관절조직에서 이들 발현이 현저히 억제되었음을 알 수 있었다(도 11A 참조).
또한, 각 마우스의 BM(bone marrow)세포에서 파골세포를 분화시키고 그 세포의 분화 정도를 평가하기 위하여 하기와 같이 실험을 진행하였다.
먼저, 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염을 유도 후 70일 째에 각 마우스를 치사하였으며, 마우스 다리의 골수로부터 분리된 단일 세포는 하루 동안 배양 한 후 배양액 상층액에 존재하는 OC 전구세포(precursor cell) 가능 세포를 분리하였다. 분리된 세포에 M-CSF 10ng/ml 및 RANKL 50ng/ml를 3일 동안 처리하여 OC 전구세포(precursor cell)로 분화 시켰으며, 이때 메트포민을 함께 처리하여, 파골세포 분화에 메트포민의 영향력을 평가하였다. 분화된 파골세포는 TRAP 염색법을 이용하여 염색하였고, 핵을 3개 이상 가지는 파골세포를 카운트하여 평가하였다.
그 결과, 메트포민이 투여된 마우스의 BM(bone marrow)세포에서 파골세포의 분화는 현저히 억제되었으며 3개 이상의 핵을 가지는 파골세포의 수 또한 관절염 대조군 마우스보다 수가 적음을 확인하였다(도 11B 참조).
<9-3> in vitro 상에서의 메트포민에 의한 파골세포 분화 억제 효과 분석
In vitro 상에서 메트포민이 파골세포의 분화에 직접적인 영향을 미치는지를 알아보기 위하여, 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염 마우스 모델의 BM(bone marrow)으로부터 M-CSF(10ng/ml)과 RANKL (50ng/ml)을 주어 파골세포의 분화를 유도하였으며, 이때 메트포민을 함께 처리하였다.
그 결과, 메트포민을 처리한 군에서는 메트포민을 처리하지 않은 대조군에 비해 TRAP+ 파골세포의 수가 현저히 감소되었음을 알 수 있었다(도 12A 참조).
또한, 본 발명자들은 파골세포 분화 관련 유전자 발현을 조사하기 위하여 파골세포 분화 관련 인자(TRAP, MMP-9, cathepsin K, calcitonin receptor)들을 real-time PCR로 확인한 결과, 메트포민을 처리한 군에서 파골세포 관련 인자들이 현저히 억제되었음을 알 수 있었다(도 12B 참조).
메트포민이 파골세포 분화조절에 어떠한 신호 전달 분자를 이용하는지 확인한 결과, 메트포민이 처리된 파골세포에서는 p-AMPK의 발현이 증가 되었으며, mTOR, STAT3의 활성은 현저히 억제 되었다. STAT3는 신호는 파골세포의 분화에도 영향을 미치는 신호 전달 분자로, 메트포민이 이들 분자를 조절함으로써 파골세포의 분화를 억제하고 조절할 수 있다는 것을 알 수 있었다(도 12C 참조).
메트포민이 투여된 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염 마우스군의 관절조직에서도 도 12C에서 관찰한 신호 전달 분자들이 조절되었는지, 직접 확인하였으며 그 결과 in vivo 내에서도 이러한 신호 전달 분자들이 억제되었다(도 12D 참조).
따라서 이러한 결과를 종합해 볼 때, 메트포민(metformin)은 이식거부질환을 효과적으로 치료할 수 있을 뿐만 아니라, 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염도 효과적으로 치료할 수 있음을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2013010584-appb-I000001
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 AP-1 억제제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 AP-1 억제제는 커큐민(curcumin), 탄시논ⅡA(TanshinoneⅡA) 및 SR11302로 이루어진 군으로부터 선택된 1종인 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 조성물은 Th17의 활성을 억제 또는 감소시키고, 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg)의 활성을 촉진 또는 증가시키는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 조성물은 조절 T 세포(Treg)의 Th17세포로의 분화 가변성(plasticity)을 억제하는 활성을 가지는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 골수유래억제세포(Myeloid derived suppressor cells: MDSC)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조성물은 Th17의 활성을 억제 또는 감소시키고, 조절 T 세포(Regulatory T cell: Treg)의 활성을 촉진 또는 증가시키는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 면역질환은 류마티스 관절염 (Rheumatoid Arthritis), 천식 (Asthma), 피부염 (Dermititis), 건선 (Psoriasis), 낭섬유증 (Cystic Fibrosis), 고형장기 이식 후기 및 만성 거부증 (Post transplantation late and chronic solid organ rejection), 다발성 경화증 (Multiple Sclerosis), 전신성 홍반성 루푸스(systemic lupus erythematosus), 쇼그렌 증후군(Sjogren syndrome), 하시모토 갑상선(Hashimoto thyroiditis), 다발성근염(polymyositis), 경피증(scleroderma), 아디슨병(Addison disease), 백반증(vitiligo), 악성빈혈(pernicious anemia), 사구체신염(glomerulonephritis) 및 폐섬유증(pulmonary fibrosis), 염증성장질환 (Inflammatory Bowel Dieseses), 자가면역성 당뇨 (Autoimmune Diabetes), 당뇨 망막증 (Diabetic retinopathy), 비염 (Rhinitis), 혀혈-재관류 손상 (Ischemia-reperfusion injury), 혈관성형술후 재협착 (Post-angioplasty restenosis), 만성 폐색성 심장 질환 (Chronic obstructive pulmonary diseases; COPD), 그레이브병 (Graves disease), 위장관 알러지 (Gastrointestinal allergies), 결막염 (Conjunctivitis), 죽상경화증 (Atherosclerosis), 관상동맥질환 (Coronary artery disease), 협심증 (Angina), 암 전이 및 소동맥 질환, 이식편대숙주질환(graft-versus-host disease), 비만 및 고지혈증을 동반한 관절염, 미토콘드리아 관련 증후군으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물.
PCT/KR2013/010584 2013-11-20 2013-11-20 메트포민을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물 WO2015076430A1 (ko)

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