WO2019088311A1 - Ｓｔａｔ３ 저해활성을 갖는 화합물 및 이의 용도 - Google Patents

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    • C07D487/04—Ortho-condensed systems

Definitions

  • the present invention relates to a compound having STAT3 inhibitory activity, or a pharmaceutically acceptable salt, solvate or hydrate thereof, and pharmaceutical use thereof.
  • STAT3 signal transducer and activator of transcription 3
  • HIF-1alpha hypoxia inducible factor-1alpha
  • caffeic acid derivatives effectively inhibited the expression of VEGF gene by inhibiting the activity of tyrosine-705 of STAT3 (Jung JE, et al . Carcinogenesis . 28, 1780-1787 (2007)).
  • STATs are transcription factors that are activated by phosphorylation by JAK (Januse Kinase), EGFR (Platelet-derived Growth Factor Receptor), and PDGFR (Darnell JE Jr Science, 277, 1630-1635 (1997)). It is known that STATs activated by phosphorylation induce transcription of various genes associated with the disease by forming a dimer and moving into the nucleus and binding to the promoter of the target gene (Darnell JE Jr. Science 277, Bromberg JF, et al . Cell . 98, 295-303 (1999)).
  • STAT3 is known to be overactivated in a wide variety of human tumors including blood and solid tumors (Bromberg JF, et al . Cell . 98, 295-303 (1999)
  • Activated STAT3 is known to promote the cancer cell transformation of mutated cells by promoting the expression of target genes such as Bcl-XL, c-myc, and cyclin D1 associated with the survival, proliferation and growth of cancer cells (Vera J, et al . Prog Biophys Mol Biol . 106, 426-434 (2011); Turkson J. Expert Opin Ther Targets . 8, 409-422 (2004)).
  • the present inventors have sought to develop new compounds having selective inhibitory activity against STAT3 for the prevention and treatment of diseases associated with overexpression or activation of STAT3 such as cancer, autoimmune diseases and inflammatory diseases.
  • diseases associated with overexpression or activation of STAT3 such as cancer, autoimmune diseases and inflammatory diseases.
  • derivatives having 3-phenoxymethyl-1,2,4-oxadiazole or 3-phenoxymethyl-1,2,4-thiadiazole skeleton inhibit activation of STAT3, .
  • caspase-3 and PARP were activated, the activity of MMPs was inhibited, and the expression of Twist gene was effectively inhibited, thereby being effective for diseases caused by STAT3.
  • an object of the present invention is to provide a compound of the following general formulas (1) to (60), or a pharmaceutically acceptable salt, solvate or hydrate thereof.
  • a compound selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (1) to (60), or a pharmaceutically acceptable salt, solvate or hydrate thereof:
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising (a) a pharmaceutically effective amount of a compound selected from the group consisting of the compounds represented by the above Chemical Formulas 1 to 60, or a pharmaceutically acceptable salt, solvate or hydrate thereof; And (b) a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating a STAT3-related disease.
  • prophylactic means any action that inhibits or slows progression of STAT3-related disease by administration of a composition of the present invention and the term & ii) relieving the disease and (iii) removing the disease.
  • the cancer is selected from the group consisting of gastric cancer, colorectal cancer, lung cancer, breast cancer, ovarian cancer, liver cancer, bronchial cancer, nasopharyngeal cancer, laryngeal cancer, pancreatic cancer, bladder cancer, colon cancer, cervical cancer, Skin cancer, thyroid cancer, leukemia, lymphoma, adrenocortical cancer, pituitary cancer, ureteral cancer, glioma, esophageal cancer, small bowel cancer, glioblastoma, brain tumor and kidney cancer.
  • the autoimmune disease is selected from the group consisting of alopecia greata, ankylosing spondylitis, antiphospholipid syndrome, autoimmune adison disease, autoimmune disease of adrenal gland, autoimmune hemolytic anemia, Autoimmune thrombocytopenia, autoimmune thrombocytopenia, autoimmune thrombocytopenia, pemphigus vulgaris, cardiomyopathy, celiac sprue-dermatitis, chronic fatigue syndrome, chronic inflammatory dehydration, multiple neuropathy
  • the present invention also relates to a method of treating a condition selected from the group consisting of Churg-strauss syndrome, anti-inflammatory pemphigoid, CREST syndrome, cold agglutinin disease, Crohn's disease, disc lupus, abdominal complex cold globulinemia, fibromyalgia- Reinvale syndrome, Hashimoto's thyroiditis, idiopathic pulmonary fibrosis, idiopathic thrombocytopen
  • the compounds represented by formulas (1) to (60) of the present invention selectively inhibit the activity of STAT3 and inhibit the metastasis of cancer cells.
  • the compounds of the present invention effectively inhibit the activation of caspase-3 and PARP, the inhibition of the activity of MMPs, and the expression of the Twist gene, thus effectively suppressing the growth and metastasis of human tumor cells .
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally, and in the case of parenteral administration, it can be administered by intravenous injection, subcutaneous injection, muscle injection, intraperitoneal injection, transdermal administration or the like.
  • the appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, .
  • the daily dose of the pharmaceutical composition of the present invention is, for example, 0.0001-100 mg / kg.
  • the food composition of the present invention includes components that are ordinarily added during the manufacture of food, and includes, for example, proteins, carbohydrates, fats, nutrients, flavoring agents, and flavoring agents.
  • examples of the above-mentioned carbohydrates are monosaccharides such as glucose, fructose, and the like; Disaccharides such as maltose, sucrose, oligosaccharides and the like; And polysaccharides such as dextrin, cyclodextrin and the like, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol and erythritol.
  • Natural flavorings such as tau martin and stevia extract (e.g., rebaudioside A and glycyrrhizin) and synthetic flavorings (saccharine, aspartame, etc.) can be used as flavorings.
  • tau martin and stevia extract e.g., rebaudioside A and glycyrrhizin
  • synthetic flavorings sacharine, aspartame, etc.
  • the food composition of the present invention can be used as a flavoring agent such as various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), dietary components, synthetic flavors and natural flavors, colorants and heavies (cheese, Salts of alginic acid and its salts, organic acids, protective colloid thickening agents, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols, carbonating agents used in carbonated beverages and the like.
  • a flavoring agent such as various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), dietary components, synthetic flavors and natural flavors, colorants and heavies (cheese, Salts of alginic acid and its salts, organic acids, protective colloid thickening agents, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols, carbonating agents used in carbonated beverages and the like.
  • citric acid, liquid fructose, sugar, glucose, acetic acid, malic acid, fruit juice, various plant extracts and the like
  • the present invention provides a cosmetic composition (functional cosmetic composition) for preventing or ameliorating a STAT3-related disease comprising a compound selected from the group consisting of the compounds represented by the formulas (1) to (60) or a salt thereof as an active ingredient do.
  • the present invention provides the use of a compound selected from the group consisting of the compounds represented by the above Chemical Formulas (1) to (60) or a salt thereof for use as a cosmetic composition (functional cosmetic composition) for preventing or ameliorating a disease associated with STAT3.
  • the present invention provides novel compounds having STAT3 inhibitory activity and uses thereof.
  • a pharmaceutical, functional cosmetic, a cosmetic, a functional food (neutraceutical) or a food composition can be prepared using the compound of the present invention as an active ingredient.
  • the compound of the present invention effectively inhibits the abnormal activity of STAT3 associated with various diseases, and thus can be usefully used for prevention and treatment of various STAT3-related diseases related to cancer, autoimmune diseases, inflammatory diseases and the like.
  • 1A to 1G show a model using a binding-molecular structure model for the SH2 domain in which Drosophila and human-derived cancer cells and STAT3 bind, showing that the ODZ17690 compound of the present invention has selective activity against STAT3.
  • FIGS. 4A to 4H show the binding-molecular structure model of the ODZ10117 compound to the SH2 domain to which STAT3 binds and the action of STAT3 in various human cancer cells.
  • FIGS. 5A to 5C show that ODZ10117 compounds inhibited the activity of STAT3 in human-derived glioblastoma (U87-MG) cells and breast cancer cells (MDA-MB-231).
  • FIGS. 6A and 6B show that ODZ10117 compound inhibited the activity of STAT92E (STAT of mammals) in Drosophila cells.
  • Figures 7A-7D show that ODZ10117 compounds inhibited the activity of STAT3 in various types of human glioblastoma.
  • Figures 8A-8C show that ODZ10117 inhibited the activity of STAT3 in various types of breast cancer cells.
  • 11A to 11E show that the compound ODZ10117 inhibited the proliferation of U87-MG cells and MDA-MB-231 cells and induced apoptosis.
  • Figures 12A-12D show that the ODZ10117 compound inhibited the migration and infiltration of U87-MG and MDA-MB-231 cells.
  • FIGS. 14A to 14D show STAT3 inhibitory activities of the 46 compounds shown in [Table 1] of the present invention in human hodgkin's lymphoma cell line.
  • 15A and 15B show the STAT3 inhibitory activity of 33 compounds in which the activity of inhibiting STAT3 was shown to be superior among the 44 kinds of compounds shown in Table 1 of the present invention in the human hodgkin's lymphoma cell line.
  • Fig. 16 shows the STAT3 inhibitory activity of the two compounds in which the STAT3-inhibiting activity was most excellent among the 44 compounds shown in Table 1 of the present invention.
  • Triethylamine (2.70 ml, 19.52 mmol) was dissolved in a 50% aqueous ethanol solution (21 ml) and then hydroxylamine hydrochloride (1.36 g, 19.52 mmol) was added at room temperature. After stirring at room temperature for 5 minutes, the obtained 2- (2,4-dichlorophenoxy) acetonitrile was dissolved in ethanol (83 ml), and the mixture was refluxed at 100 ° C for 3 hours. Thereafter, the reaction mixture was diluted with water, filtered, and again washed with water to obtain the desired compound (2.71 g, 77%).
  • the X 24 3 cells were S2-NP cell and reporter construct expression tree is established at a predetermined ratio in the presence of the compound, and the expression level of STAT92E And the inhibition effect was compared with the group treated with DMSO. In addition, the inhibitory effect was compared with that of AG490, nifuroxazide, NSC628869 (STA-21 or STA) or NSC74859 (S31-001) treated group as a positive control group.
  • the human cancer cell lines used in the experiments are U87-MG (human glioblastoma) and MDA-MB-231 (human breast cancer) cell lines, and various kinds of human-derived blood cancer and solid cancer cells And cultured as described (Jung JE, et al . FASEB J. 19, 1296-1298 (2005)).
  • the human Hodgkin's lymphoma cell lines L540 and HLDM-2 used in the experiments were obtained from a German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ, Germany) and cultured in RPMI 1640 medium containing 20% FBS at 5% CO 2 incubator.
  • the three-dimensional structure of the portion corresponding to the SH2 domain was used in the X-ray crystal structure of STAT3 (PDB ID: 1BG1) (Becker S, et al . Nature 394, 145-151 (1998) Ver. 11) was used to calculate the minimum energy (Case DA, et al . J Comput Chem . 26, 1668-1688 (2005)).
  • PDB ID: 1BG1 X-ray crystal structure of STAT3
  • 500 structures were generated for all compounds, including ODZ10117, and molecular dynamics simulation was performed.
  • the reporter construct plasmid DNA having STAT3-TA-luciferase
  • the reporter construct was transiently expressed in HEK293T cells using Lipofectamine 2000, treated with ODZ10117, and the level of STAT3 expression was measured with a luminescence meter and compared with the DMSO treatment group The inhibitory effect was compared. In addition, the inhibitory effect was compared with that of AG490, nifuroxazide, NSC628869 (STA-21 or STA) or NSC74859 (S31-001) treated group as a positive control group.
  • RNA isolation and real-time PCR were performed as previously described (Jung JE, et al . FASEB J. 19, 1296-1298 (2005)).
  • Primer specific primers for human-derived Bcl-XL, Bcl-2, Twist, and GADPH genes were mixed with QuantiFast SYBR Green PCR master mix and amplified using Applied Biosystems 7300 real-time PCR system.
  • the growth factor reduced matrigel was diluted 1: 3 in serum-free culture medium, transferred to a 24-well plate, and solidified at 37 ° C for 5 hours.
  • Cells were added to the solidified matrigel by adding 1% serum-added culture, followed by adding 600 ⁇ l of a culture solution containing 10% serum containing 5 ⁇ l / ml of fibronectin and culturing for 24 hours.
  • the cells were fixed and stained with Diffquick solution, and then observed with a Leica Application Suite microscope and images were taken.
  • each cell was washed with FACS buffer and centrifuged at 2000 rpm for 2 minutes.
  • the washed cells were stained with propidium iodide for 15 minutes, analyzed by FACS Canto flow cytometry, and analyzed by Flow-Jo software.
  • the degree of inhibition of human tumor cell formation was determined by directly injecting 40 [mu] M ODZ10117 into human tumor on day 0, day 3, and day 5 from the 4th week of tumor cell injection. On day 7, the tumor was sacrificed, The tumor cell inhibitory effect of the drug was measured in comparison with the control group treated with DMSO.
  • Tumors isolated from rats were fixed with formalin, embedded in paraffin, and sectioned from each paraffin block. The sections were stained with hematoxylin-eosin, phospho-STAT3, cleaved caspase-3, Bcl-XL, Ki67, and pro / active MMP-2 for histological evaluation.
  • the paraffin was removed from the slice, the water was removed using alcohol, and the mixture was heated in 10 mM sodium hydroxide buffer (pH 6.0) for 5 minutes using a microwave.
  • ODZ17690 expresses STAT 92E activated by the activity of Hop (corresponding to the mammalian JAK), which is a higher level of the ligand upd or STAT92E (corresponding to the STAT of the mammal) (Fig. 1B and Fig. 1B). Also in the human cancer cell L540 cells, ODZ17690 effectively inhibited the phosphorylation of STAT3's tyrosine residue 705 and the expression of SOCS3, a subordinate regulator (Fig. 1d).
  • ODZ17690 selectively inhibited the phosphorylation of STAT3's tyrosine residue 705 (FIG. 1e).
  • the pTyr-Leu substrate of the STAT3 selective inhibitors NSC-628869 and NSC-74859 which are known as standard substances in the binding-molecule model for the SH2 domain as the binding site of STAT3, selectively inhibits the SH2 domain, (Fig. 1F).
  • ODZ17690 also binds well to the SH2 domain and has the lowest binding energy, similar to the control (Fig. 1g).
  • a compound having a skeleton of 3-phenoxymethyl-1,2,4-oxadiazole or 3-phenoxymethyl-1,2,4- Lysophosphatidylcholine and STAT3-luciferase constructs in Drosophila cells and selectively express STAT3 were performed in human breast cancer cell-derived MDA-MB-231 cells.
  • Figs. 3A and 3B thirteen compounds judged to have excellent efficacy were selected as final candidates.
  • Western blot analysis was performed using thirteen kinds of compounds to confirm the compounds that were judged to be superior in STAT3 inhibitory activity. Among them, ODZ10117 was judged to be the most excellent (FIG. 3C).
  • the selective STAT3 inhibitory effect of compound ODZ10117 was confirmed by a structure-binding molecule model.
  • a structure-binding molecule model When modeling the binding of phosphorylated tyrosine residues to the SH2 domain, it was found that ODZ10117 binds appropriately (cyan).
  • the binding to the SH2 domain was similar to that of NSC628869 (yellow) and NSC74859 (pink), which are known as selective STAT3 inhibitors.
  • ODG10117, NSC628869 and NSC74859 were also found to be -11.14 kcal / mol, -10.89 kcal / 10.01 kcal / mol, indicating that the binding ability is superior to that of the control substance (Figs. 4A and 4C are ODZ10117).
  • the binding of the Pro-pTyr-Leu to the SH2 domain in the X-ray complex complex was indicated in green ( Figures 4a and 4b).
  • ODZ10117 showed better STAT3 inhibitory potency than NSC628869 and NSC74859, which are known as selective STAT3 inhibitors (Fig. 7d).
  • STAT3 dimerization The inhibition of the STAT3 dimerization, nuclear translocation and transcriptional activity of the compound ODZ10117 was confirmed.
  • STAT3-Flag DNA construct or STAT3-HA DNA construct was transformed into HEK293T cell line and subjected to immunoprecipitation and Western blot analysis.
  • ODZ10117 inhibited the STAT3 dimerization reaction (Fig. 8A).
  • ODZ10117 was superior to napamycansin in inhibiting the STAT3 dimerization reaction (Fig. 9B). Then, to confirm nuclear migration of STAT3, nuclear migration of STAT3 was observed by fluorescence microscopy using the cell line.
  • Activated STAT3 in cancer cells increases the expression and proliferation of cells associated with cell survival. Therefore, when cell viability was examined after treating ODZ10117 at various concentrations in human glioblastoma treated with IL-6 for 24 hours or 48 hours, ODZ10117-treated group showed cell survival in a concentration-dependent manner (Fig. 10).
  • Activated STAT3 in cancer cells increases cell proliferation and growth by increasing the expression of proteins related to cell survival and cell cycle. Therefore, when the effect of ODZ10117 upon cell proliferation of U87-MG and MDA-MB-231 cell lines was checked by time, ODZ10117 effectively inhibited the proliferation of both cells as compared with the control group treated with DMSO (Fig. 11A) .
  • DMSO DMSO
  • compounds were treated for 48 hours, stained with PI (propidium iodide) and Annexin V, and flow cytometry was performed.
  • ODZ10117 induced apoptosis of about 15.3-26.7% and 40.2-43.0% for U87-MG and MDA-MB-231 cell lines, respectively (FIGS. 11b and 11c). Since the expression of various genes is involved in apoptosis, the activity of caspase-3 and PARP, which are typical pro-apoptosis genes involved in apoptosis, are analyzed by Western blot analysis. ODZ10117 showed a marked increase in the amount of fragmented caspase-3 and PARP protein, indicating that the activity of these proteins was increased. As a result, it was confirmed that ODZ10117 induces apoptosis by increasing the activity of caspase-3 and PARP (FIG. 11D).
  • ODZ10117 effectively suppressed the expression of these genes (Fig. 11E). From the above results, it was confirmed that ODZ10117 increases the activity of pro-apoptosis gene and decreases the expression of anti-apoptosis gene, thereby increasing the apoptosis of cancer cells.
  • ODZ10117 The efficacy of ODZ10117 on cell migration and invasiveness associated with metastasis of human tumor cells was confirmed.
  • wound healing assay was performed to confirm the effect on cell mobility.
  • the compounds were treated with U87-MG and MDA-MB-231 cells for 24 hours and the cell migration was confirmed by microscopy, the control group treated with DMSO showed cell migration vigorously, but ODZ10117 significantly inhibited the migration of these cells (Fig. 12A).
  • ODZ10117 significantly inhibited tumor growth compared with the control group injected with DMSO (Fig. 13A and Fig. 13B).
  • mice On the seventh day after drug administration, the mice were anesthetized and sacrificed to remove tumor masses.
  • the expression of phosphorylation, Ki67, caspase-3 and Bcl-XL and pro / activated MMP2 of STAT3 tyrosine 705 residues were analyzed in tissue sections fixed with formalin and embedded in paraffin.
  • the phosphorylation of STAT3 was markedly decreased as compared with the control group injected with DMSO.
  • Ki67 one of the cell growth factors, Bcl-XL associated with apoptosis resistance, and pro / active MMP2 associated with cell invasion were significantly reduced.
  • caspase-3 activity associated with apoptosis Figure 13c).
  • DMSO or ODZ10117 was directly injected into rats injected with the human cancer cell line U87-MG cells, and survival rate was confirmed. As a result, the survival time of ODZ10117 was increased as compared with the control group injected with DMSO (Fig. 13D).
  • ODZ10117 selectively inhibits the activity of STAT3, inhibiting growth and proliferation, invasion and metastasis of tumor cells, inducing the death of cancer cells, and inhibiting tumor growth.
  • the present invention relates to a compound having STAT3 inhibitory activity, or a pharmaceutically acceptable salt, solvate or hydrate thereof, and a pharmaceutical use thereof, wherein the compound having STAT3 inhibitory activity of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof Possible salts, solvates or hydrates may be useful for the prevention and treatment of various STAT3 related diseases related to cancer, autoimmune diseases, inflammatory diseases, and the like.

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Abstract

본 발명은 STAT3 저해활성을 갖는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물, 그리고 이들의 약제학적 용도에 관한 것이다. 본 발명의 화합물은 다양한 질환과 관련된 STAT3의 비정상적인 활성을 효율적으로 저해시키므로 암, 자가면역 질환, 염증성 질환 등과 관련된 다양한 STAT3 관련 질환에 대한 예방 및 치료 목적으로 유용하게 이용될 수 있다.

Description

ＳＴＡＴ３ 저해활성을 갖는 화합물 및 이의 용도
본 발명은 STAT3 저해활성을 갖는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물, 그리고 이들의 약제학적 용도에 관한 것이다.
종전 연구에서, 본 발명자들은 전사신호전달 및 활성인자 3(Signal Transducer and Activator of Transcription 3; STAT3)이 저산소 유도인자-1alpha (Hypoxia Inducible Factor-1alpha; HIF-1alpha) 단백질의 안정성에 중요한 역할을 하고, 인간 신장암 세포의 HIF-1alpha와 상호작용함으로써 혈관 내피 성장인자 (Vascular Endothelial Growth Factor; VEGF)의 HIF-1-매개 발현을 개선시킨다는 사실을 확인하였다(Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 또한, 카페인산 유도체가 STAT3의 티로신-705의 활성을 억제함으로써 VEGF 유전자의 발현을 효과적으로 억제함을 보여주었다(Jung JE, et al. Carcinogenesis. 28, 1780-1787(2007)). 뿐만 아니라, 세포분열 및 세포증식을 조절하는 것으로 알려져 있는 사이클린 D1(cyclin D1)의 전사활성이 STAT3 티로신-705의 활성에 의존적으로 조절됨을 보여주었다(Won C, et al. Anticancer Res. 30, 481-488(2010)). 상기 사실은 STAT3가 고형암 세포에서 저산소-매개 VEGF 발현을 조절함으로써 암세포의 증식에 필수적인 혈관신생의 중요한 상향 조절자임을 입증하며, 암세포의 세포주기를 조절함으로써 암세포의 분열과 증식에 관여함을 입증한다.
STATs은 수용체 타이로신 카이네이즈(receptor tyrosine kinase)의 일종인 JAK(Januse Kinase), EGFR(Epidermal Growth Factor Receptor), 그리고 PDGFR (Platelet-derived Growth Factor Receptor) 등에 의하여 인산화됨으로써 활성화되는 전사인자이다(Darnell JE Jr. Science. 277, 1630-1635(1997)). 인산화에 의하여 활성화된 STATs는 이합체(dimer)를 형성하고, 핵 내부로 이동하여 표적 유전자의 프로모터 부근에 결합함으로써 질환과 관련된 다양한 유전자의 전사를 유도하는 것으로 알려져 있다(Darnell JE Jr. Science. 277, 1630-1635(1997); Bromberg JF, et al. Cell. 98, 295-303(1999)). STATs 단백질 부류의 하나인 STAT3는 혈액암과 고형암을 포함하는 다양한 종류의 인간 종양에서 과도하게 활성화되어 있는 것으로 알려져 있으며(Bromberg JF, et al. Cell. 98, 295-303(1999)), 과도하게 활성화된 STAT3는 암세포의 생존, 증식 및 성장과 관련된 Bcl-XL, c-myc, 그리고 사이클린 D1 등과 같은 표적 유전자의 발현을 촉진시킴으로써 변이된 세포의 암세포화를 촉진시키는 것으로 알려져 있다(Vera J, et al. Prog Biophys Mol Biol. 106, 426-434(2011); Turkson J. Expert Opin Ther Targets. 8, 409-422(2004)). 또한, 최근의 보고들은 STAT3 억제제가 잠재적인 항암제로서의 가능성을 시사하고 있다(Duan H, et al. Oncogene. 27, 6720-6728(2008); Bai L, et al. Int J Cancer. 130, 2693-2702(2012); Kan CE, et al. Cancer Res. 71, 6930-6939(2011)).
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.
본 발명자들은 암, 자가면역 질환, 염증성 질환과 같은 STAT3의 과도한 발현 혹은 활성화와 관련된 질환의 예방 및 치료를 위하여, STAT3에 대한 선택적인 억제활성을 갖는 새로운 화합물을 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸 또는 3-페녹시메틸-1,2,4-티아디아졸을 골격구조로 갖는 유도체들이 STAT3의 활성화 억제, 즉 인산화를 억제하여 caspase-3와 PARP를 활성화시키고 MMPs의 활성은 억제하며, Twist 유전자의 발현을 효과적으로 억제함으로써 STAT3에 의하여 초래되는 질환에 효과가 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 하기 화학식 1 내지 60의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 STAT3 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 STAT3 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 하기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물을 제공한다:
화학식 1
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화학식 2
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화학식 3
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화학식 60
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본 발명자들은 STAT3의 과도한 발현 혹은 활성화로 초래되는 암, 자가면역 질환 및 염증성 질환을 포함하는 다양한 질환의 예방 및 치료를 위하여, STAT3에 대한 선택적인 억제활성을 갖는 새로운 화합물을 개발하기 위하여 예의 연구 노력하였다. 그 결과, 3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸 또는 3-페녹시메틸-1,2,4-티아디아졸을 골격구조로 갖는 유도체들이 STAT3의 활성화 억제, 즉 인산화를 억제하여 caspase-3와 PARP의 활성화 및 MMPs의 활성을 억제하고, Twist 유전자의 발현을 효과적으로 억제함으로써 STAT3 관련 질환에 효과가 있음을 확인하였다. 따라서, STAT3의 활성을 효율적으로 억제하는 본 발명의 물질은 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 자가면역질환 및 염증성 질환 등의 다양한 STAT3 관련 질환에 대한 효율적인 예방 및 치료제가 될 수 있다.
본 발명은 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물뿐만 아니라, 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 및 수화물도 포함한다.
본 명세서에서 용어, "약제학적으로 허용가능한 염"은, 화합물이 투여되는 유기체에 심각한 자극을 유발하지 않고 화합물의 생물학적 활성과 물성들을 손상시키지 않는, 화합물의 제형을 의미한다. 상기 약제학적 염은, 본 발명의 화합물을, 염산, 브롬산, 황산, 질산, 인산 등의 무기산, 메탄술폰산, 에탄술폰산, p-톨루엔술폰산 등의 술폰산, 타타르산, 포름산, 시트르산, 아세트산, 트리클로로아세트산, 트리플루오로아세트산, 카프릭산, 이소부탄산, 말론산, 숙신산, 프탈산, 글루콘산, 벤조산, 락트산, 푸마르산, 말레인산, 살리실산 등과 같은 유기 카본산과 반응시켜 얻어질 수 있다. 또한, 본 발명의 화합물을 염기와 반응시켜, 암모니움 염, 나트륨 또는 칼륨염 등의 알칼리 금속염, 칼슘 또는 마그네슘염 등의 알칼리 토금속염 등의 염, 디시클로헥실아민, N-메틸-D-글루카민, 트리스(히드록시메틸) 메틸아민 등의 유기염기들의 염, 및 아르기닌, 리신 등의 아미노산 염을 형성함으로써 얻어질 수도 있다.
본 명세서에서 용어, "수화물(hydrate)"은 비공유적 분자간력(non-covalent intermolecular force)에 의해 결합된 화학양론적(stoichiometric) 또는 비화학양론적(non-stoichiometric) 량의 물을 포함하고 있는 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미하고, 용어, "용매화물(solvate)"은 비공유적 분자간력에 의해 결합된 화학양론적 또는 비화학양론적 량의 용매를 포함하고 있는 본 발명의 화합물 또는 그것의 염을 의미한다. 그에 관한 바람직한 용매들로는 휘발성, 비독성 및/또는 인간에게 투여되기에 적합한 용매들이다.
다른 양태에 따르면, 본 발명은 (a) 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 STAT3 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 용어, "예방"은 본 발명의 조성물의 투여로 STAT3 관련 질환을 억제시키거나 진행을 지연시키는 모든 행위를 의미하며, 용어 "치료"는 STAT3 관련 질환의 (i)발전의 억제, (ii)질환의 경감 및 (iii)질환의 제거를 의미한다.
본 명세서에서 용어, "STAT3 관련 질환"은 그 발병, 진행, 예후 또는 치료 민감성에 있어서 STAT3의 과발현 및/또는 과활성화가 직간접적으로 영향을 미치는 질환을 의미한다. 상기 STAT3 관련 질환은 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역 질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환을 포함한다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 암은 위암, 대장암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암, 자궁경부암, 뇌암, 전립선암, 골암, 피부암, 갑상선암, 백혈병, 림프종, 부신피질암, 부갑상선암, 요관암, 신경교종, 식도암, 소장암, 교모세포종, 뇌종양 및 신장암으로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 자가면역 질환은 알로페시아 그레아타(alopecia greata), 강직성 척추염, 항인지질 증후군, 자가면역 아디슨 질환, 부신의 자가면역 질환, 자가면역 용혈성 빈혈, 자가면역 간염, 자가면역 난소염 및 고환염, 자가면역 혈소판 감소증, 베체트병, 수포성 유천포창, 심근병증, 복강 스프루우-피부염 (celiac sprue-dermatitis), 만성피로 면역이상 증후군, 만성염증성 탈수초 다발성 신경병증, 처그스트라우스 증후군(Churg-strauss syndrome), 반흥성 유천포창, 크레스트 증후군(CREST syndrome), 한냉 응집소 질환, 크론씨병, 원판성 낭창, 복태성 복합 한냉 글로불린혈증, 섬유근통-섬유근염, 사구체 신염, 그레이브스 질환, 귈레인 바레 증후군, 하시모토 갑상선염, 특발성 폐섬유화증, 특발성 혈소판 감소성 자반증, IgA 신경염, 연소자성 관절염, 편평태선, 홍반성 루프스, 메니어르병, 혼합성 연결조직질환, 다발성 경화증, 타입I 또는 면역-매개 당뇨병, 중증근무력증, 심상성 천포창, 악성빈혈, 결정성 다발동맥염, 바달연골염, 자가면역성 다선 증후군, 류마티스 다발성 근통, 다발성 근염과 피부근염, 일차성 무감마 글로불린혈증, 일차성 당증성 간경변, 건선, 건선성 관절염, 레이노 현상, 라이터 증후군, 류마티스 관절염, 사르코이드증, 공피증. 강직인간 증후군, 전신성 홍반성 루프스, 홍반성 루프스, 다가야스 동맥염(Takayasu's arteritis), 일시적 동맥염, 거대세포 동맥염(giant cell arteritis), 궤양성 대장염, 포도막염, 백반증 및 베게너 육아종증으로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 상기 염증성 질환은 천식, 엔세필리티스(encephalitis), 염증성 장염, 류마티스 관절염, 만성 폐쇄성 폐질환, 알러지, 아토피성 피부염, 건선, 폐혈병성 쇼크증, 페섬유증, 미분화 척추관절증, 크론씨병, 췌장염, 피부염, 미분화 관절병증, 관절염, 사구체신염, 기관지염, 염증성 골용해, 및 바이러스 또는 박테리아 감염에 의한 만성염증으로 구성된 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일구현예에 따르면, 본 발명의 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물은 선택적으로 STAT3의 활성을 억제하며, 암세포의 전이를 억제한다. 하기 실시예에서 확인된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 caspase-3와 PARP의 활성화 및 MMPs의 활성 억제, 그리고 Twist 유전자의 발현을 효과적으로 억제하고, 따라서 인간 종양세포의 성장 및 전이를 효율적으로 억제한다. 보다 상세하게는, 본 발명의 화합물은 STAT3의 티로신 705 잔기와 세린 727 잔기의 인산화를 억제하여 STAT3의 신호전달 경로, STAT3 이합체의 핵으로의 이동을 억제하며, caspase-3와 PARP의 활성 억제에 의해 초래되는 암세포의 증식 및 암세포 사멸 억제 기전과 MMPs의 활성 억제와 Twist 유전자의 발현에 의해 유도되는 암세포의 이동 및 침윤과 종양의 성장 및 전이를 억제한다.
본 발명의 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 1일 투여량은 예컨대 0.0001-100 ㎎/㎏이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이 때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 STAT3 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
상기 식품 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 건강 기능성 식품, 영양 보조제, 영양제, 파머푸드(pharmafood), 건강식품, 뉴트라슈티칼(nutraceutical), 디자이너 푸드, 식품 첨가제 등의 모든 형태의 식품이 될 수 있는데, 예를 들면, 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 식품 제조시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민류, 광물(전해질), 식이성분, 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유효성분 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 각 종 식물 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 STAT3 관련 질환의 예방 또는 개선용 화장료 조성물(기능성 화장료 조성물)을 제공한다.
상기 화장료 조성물은 당업계에서 통상적으로 제조되는 어떠한 제형으로도 제조될 수 있으며, 유효성분 이외에 화장품 제조에 통상적으로 이용되는 성분들을 포함하며, 예컨대, 항산화제, 안정화제, 용해화제, 비타민, 안료 및 향료와 같은 통상적인 보조제를 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염을 약학적으로 유효한 양으로 개체에 투여하는 단계를 포함하는 STAT3 관련 질환 예방 또는 치료방법을 제공한다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 STAT3 관련 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 사용하기 위한 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염의 용도를 제공한다.
또 다른 양태로서 본 발명은 STAT3 관련 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물로 사용하기 위한 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염의 용도를 제공한다.
또 다른 양태로서 본 발명은 STAT3 관련 질환의 예방 또는 개선용 화장료 조성물(기능성 화장료 조성물)로 사용하기 위한 상기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물 또는 이의 염의 용도를 제공한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(i) 본 발명은 STAT3 저해 활성을 갖는 신규한 화합물 및 이의 용도를 제공한다.
(ii) 본 발명의 화합물을 유효성분으로 하여 약제학적, 기능성 화장료(cosmeceutical), 화장료, 기능성 식품(neutraceutical) 또는 식품 조성물을 제조할 수 있다.
(iii) 본 발명의 화합물은 다양한 질환과 관련된 STAT3의 비정상적인 활성을 효율적으로 저해시키므로 암, 자가면역 질환, 염증성 질환 등과 관련된 다양한 STAT3 관련 질환에 대한 예방 및 치료 목적으로 유용하게 이용될 수 있다.
도1a 내지 도1g는 본 발명의 ODZ17690 화합물이 STAT3에 대한 선택적인 활성을 가지고 있음을 보여주는, 초파리 및 인간 유래 암세포와 STAT3가 결합하는 SH2 도메인에 대한 결합-분자구조모델을 이용한 모형을 나타낸다.
도2b 및 도2b는 본 발명의 ODZ17690 화합물이 인간유래 호지킨 림프암 세포주(L540세포)에서 선택적으로 STAT3의 활성을 억제하는 작용이 우수함을 보여준다.
도3a 내지 도3c는 3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸 또는 3-페녹시메틸-1,2,4-티아디아졸을 골격구조로 갖는 144종의 물질 중에서 STAT3를 억제하는 활성이 우수한 것으로 나타난 13종의 물질을 나타낸다.
도4a 내지 도4h는 STAT3가 결합하는 SH2 도메인에 대한 ODZ10117 화합물의 결합-분자구조모델과 인간 유래 다양한 종류의 암세포에서 STAT3를 억제하는 작용을 보여준다.
도5a 내지 도5c는 인간 유래 교모세포종(U87-MG) 세포와 유방암 세포(MDA-MB-231)에서 ODZ10117 화합물이 STAT3의 활성을 억제하였음을 보여준다.
도6a 및 도6b는 초파리 세포에서 ODZ10117 화합물이 STAT92E(포유류의 STAT)의 활성을 억제하였음을 보여준다.
도7a 내지 도7d는 다양한 종류의 인간 교모세포종에서 ODZ10117 화합물이 STAT3의 활성을 억제하였음을 보여준다.
도8a 내지 도8c는 다양한 종류의 유방암 세포에서 ODZ10117 화합물이 STAT3의 활성을 억제하였음을 보여준다.
도9a 내지 도9는 ODZ10117 화합물이 STAT3 이합체화 반응(dimerization), 핵내 이동(nuclear translocation) 및 전사활성(transcriptional activity)을 억제하였음을 보여준다.
도10은 ODZ10117 화합물이 인간 교모세포종에서 STAT3 의존적 세포생존을 억제하였음을 보여준다.
도11a 내지 도11e는 ODZ10117 화합물이 U87-MG 세포와 MDA-MB-231 세포의 증식을 억제하고, 세포사멸을 유도하였음을 보여준다.
도12a 내지 도12d는 ODZ10117 화합물이 U87-MG 세포와 MDA-MB-231 세포의 이동과 침윤을 억제하였음을 보여준다.
도13a 내지 도13d는 이종이식 마우스에서 ODZ10117 화합물이 성장하는 종양의 크기를 억제하였음을 보여준다.
도14a 내지 도14d는 인간 호지킨 림포암 세포주에서 본 발명의 [표 1]에 나타낸 46종의 화합물의 STAT3 억제 활성을 보여준다.
도15a 및 도15b는 인간 호지킨 림포암 세포주에서 본 발명의 [표 1]에 나타낸 44종의 화합물 중에서 STAT3를 억제하는 활성이 보다 우수한 것으로 나타난 33종의 화합물의 STAT3 억제 활성을 보여준다.
도16은 본 발명의 [표 1]에 나타낸 44종의 화합물 중 STAT3를 억제하는 활성이 가장 우수한 것으로 나타난 2종의 화합물의 STAT3 억제 활성을 보여준다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실험재료 및 실험방법
물질 시료
3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸을 골격구조로 갖는 5-tert-부틸-3-(3-니트로-페녹시메틸)-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ17690), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-5-트리클로로메틸-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ10117), 5-sec-뷰톡시-3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ8292), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-5-이소뷰톡시-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ8293), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-5-프로폭시-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ10181), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-5-프로프-2-이닐옥시-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ8297), 5-알릴옥시-3-(4-클로로-2-메틸-페녹시메틸)-[1,2,4]옥사디아졸(ODZ8315), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-[1,2,4]옥사디아졸-5-카복실산메틸아미드(ODZ10159), 3-(2,4-디클로로-페녹시메틸)-5-에톡시-[1,2,4]옥사디아졸 (ODZ10177), 1-{4-클로로-5-[5-(2,4-디클로로-페닐)-[1,2,4]옥사디아졸-3-일메톡시]-2-플루오로-페닐}-3,4-디메틸-피롤-2,5-디온(ODZ11296), 3,6-디클로로-8-(3-m-토일옥시메틸-[1,2,4]옥사디아졸-5-일)-퀴놀린(ODZ16717), 1-페닐-3-[2-(3-m-토일옥시메틸-[1,2,4]옥사디아졸-5-일)-페닐]-우레아(ODZ16998), 3-클로로-2-(3-m-토일옥시메틸-[1,2,4]옥사디아졸-5-일)-페닐아민(ODZ16999), 및 3-페녹시메틸-1,2,4-티아디아졸을 골격구조로 갖는 2-{2-[3-(2-클로로-4-플루오로-페녹시메틸)-[1,2,4]티아디아졸-5-일옥시메틸]-페닐}-2-메톡시이미노-N-메틸-아세트아미드(ODZ9562)는 하기의 방법으로 제조하였으며, 100% 디메틸설폭사이드(DMSO)에서 현탁하여 -20℃에서 보관하며 사용하였다.
화합물의 합성
제조예 1. 3-((2,4-디클로로페녹시)메틸-5-(트리클로로메틸)-1,2,4-옥사디아졸(3-((2,4-dichlorophenoxy)methyl)-5-(trichloromethyl)-1,2,4-oxadiazole; ODZ 10117)의 제조
<1-1> 2-(2,4-디클로로페녹시)아세토나이트릴 제조
[반응식 1]
Figure PCTKR2017012151-appb-I000061
2,4-디클로로페놀(1g, 6.10 mmol)을 디메틸포름아마이드(8 ㎖)에 녹인 후 포타슘카보네이트(840 mg, 6.10 mmol)를 실온에서 추가한 다음, 브로모아세토나이트릴(0.44 ㎖, 6.10 mmol)을 디메틸포름아마이드(3 ㎖)에 녹여 천천히 떨어뜨려 주었다. 실온에서 24시간 동안 교반한 뒤, 반응 혼합물에 물을 추가하고 에틸아세테이트로 추출하였다. 이후 유기층을 소디움설페이트 포화 수용액으로 세척하고 마그네슘 설페이트로 건조한 뒤, 용매를 감압, 제거한 다음 실리카겔관 크로마토그래피(n-헥산:에틸아세테이트 = 3:1)를 통해 목적 화합물(1.18g, 95%)을 수득하였다.
<1-2> 2-(2,4-디클로로페녹시)-N'-하이드록시아세트이미다마이드 제조
[반응식 2]
Figure PCTKR2017012151-appb-I000062
트리에틸아민(2.70 ㎖, 19.52 mmol)을 50% 에탄올 수용액(21 ㎖)에 녹인 다음 하이드록실아민 하이드로클로라이드(1.36g, 19.52 mmol)를 상온에서 추가하였다. 상온에서 5분간 교반한 뒤 얻어진 2-(2,4-디클로로페녹시)아세토나이트릴을 에탄올(83 ㎖)에 녹여 추가한 뒤 100℃에서 3시간 동안 환류하였다. 이후, 반응 혼합물을 물로 희석하고 여과, 다시 물로 세척한 뒤 목적 화합물(2.71g, 77%)을 수득하였다. 1H NMR (500 MHz, CDCl3) δ4.58 (s, 2H), 4.85 (s, 2H), 6.53 (s, 1H), 6.96 (d, J=8.8 Hz,1H), 7.17 (dd, J=2.3 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.37 (d, J=2.4 Hz, 1H)
<1-3> 3-((2,4-디클로로페녹시)메틸-5-(트리클로로메틸)-1,2,4-옥사디아졸(ODZ10117) 제조
[반응식 3]
Figure PCTKR2017012151-appb-I000063
얻어진 2-(2,4-디클로로페녹시)-N'-하이드록시아세트이미다마이드(100 mg, 0.43 mmol)와 트리클로로아세토나이트릴(0.040 ㎖, 0.43 mmol)을 디메틸포름아마이드(1 ㎖)에 녹인 후 파라-톨루엔설포닉액시드(41 mg, 0.22 mmol)와 아연클로라이드(30 mg, 0.22 mmol)를 추가하였다. 다음 80℃로 16시간 동안 환류하고 얻어진 반응 화합물을 소디움 바이카보네이트로 유기층을 세척 및 마그네슘 설페이트로 건조하고 용매를 감압하에 제거하였다. 이후, 남은 잔류물을 실리카겔 관 크로마토그래피(n-헥산 : 에틸아세테이트 = 10 : 1)를 통해 목적 화합물(81 mg, 53%)을 수득하였다. 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ5.27 (s, 2H), 7.01 (d, J=8.8 Hz, 1H),7.20 (dd, J=2.5 Hz, 8.7 Hz, 1H),7.40 (d, J=2.6 Hz, 1H)
제조예 2. 3-((2,4- 디클로로페녹시 ) 메틸 )-5- 프로폭시 -1,2,4- 옥사디아졸(3-( (2,4-dichlorophenoxy)methyl)-5-propoxy-1,2,4-oxadiazole; ODZ10181)의 제조
[반응식 4]
Figure PCTKR2017012151-appb-I000064
소디움 프로폭사이드(119 mg, 1.45 mmol)를 다이메틸포름아마이드(10 ㎖)에 녹인 후 얻어진 3-((2,4-디클로로페녹시)메틸-5-(트리클로로메틸)-1,2,4-옥사디아졸(350 mg, 0.97 mmol)을 실온에서 추가한 뒤 상온에서 10분 동안 교반하였다. 반응 혼합물에 소디움 설페이트 포화 수용액과 식염수로 세척한 뒤 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조하였다. 이후, 감압하에서 용매를 제거하고 잔류물을 실리카겔 관 크로마토그래피(n-헥산 : 에틸아세테이트 = 10 : 1)를 통해 목적 화합물 (64 mg, 22%)을 수득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ1.02 (t, J=7.4 Hz, 3H), 1.85 (qd, J=7.0 Hz, 14.1 Hz, 2H), 4.47 (t, J=6.6 Hz, 2H), 5.05 (s, 2H), 7.00 (d, J=8.8 Hz, 1H), 7.17 (dd, J=2.0 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.37 (d, J=1.9 Hz, 1H)
제조예 3. 5-(이차- 뷰톡시 )-3-((2,4- 디클로로페녹시 ) 메틸 )-1,2,4- 옥사디아졸(5-(sec-butoxy)-3- ((2,4-dichlorophenoxy)methyl)-1,2,4-oxadiazole; ODZ8292)의 제조
[반응식 5]
Figure PCTKR2017012151-appb-I000065
소디움 이차-브톡사이드(613 mg, 6.37 mmol)를 디메틸포름아마이드(20 ㎖) 에 녹인 다음 얻어진 3-((2,4-디클로로페녹시)메틸-5-(트리클로로메틸)-1,2,4-옥사디아졸(462 mg, 1.27 mmol)을 실온에서 넣고 10분 동안 상온에서 교반하였다. 이후, 얻어진 반응 혼합물에 소디움 설페이트 포화 수용액과 식염수로 세척한 뒤 에틸아세테이트로 추출한 유기층을 마그네슘 설페이트로 건조하였다. 다음, 감압 하에서 용매를 제거하고 잔류물을 실리카겔 관 크로마토그래피(n-헥산 : 에틸아세테이트 = 15 : 1)를 통해 목적 화합물(78 mg, 19%)을 수득하였다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ0.97 (t, J=7.4 Hz, 3H), 1.42 (d, J=6.2 Hz, 3H), 1.67-1.87 (m, 2H), 5.05 (s, 2H), 7.00 (d, J=8.8 Hz, 1H), 7.17 (dd, J=2.0 Hz, 8.8 Hz, 1H), 7.37 (d, J=2.0 Hz, 1H)
구조-기반 가상 스크리닝
STAT3 활성을 억제하는 화합물을 스크리닝 하기 위하여 AutoDock version 4.2 소프트웨어를 이용하였고, ChemBridg(https://www.hit2lead.com/)의 화합물 라이브러리를 이용하여 가상 스크리닝을 수행하였다. STAT3의 X-선 결정구조(PDB ID: 1BG1)에서 SH2 도메인에 해당하는 부분의 3차원적 구조를 이용하였으며(Becker S, et al. Nature. 394, 145-151(1998)), AMBER package(ver. 11)를 이용하여 최소에너지를 계산하였다(Case DA, et al. J Comput Chem. 26, 1668-1688(2005)). 또한, AMBER 프로그램과 더불어 ChgemBridge의 스크리닝 화합물에 대하여 구조를 생성하고, 분자역동력 모형(molecular dynamics simulation)을 진행하였다. 모든 형태이성질체(conformer)는 기본 매개변수(default parameter)를 갖는 AutoDock package(ver 4.2)에 의해 SH 도메인에 도킹되었다. GB/SA 모델을 통한 단백질-리간드 상호 작용을 재점수화하기 위해 AMBER 힘장(force field)를 이용한 분자역동력 모형을 이용하여 모든 도킹된 구조를 생성하였다. 구조적 유사성을 기반으로 결과 구조를 클러스터링하고, 가장 낮은 점수 함수를 나타내는 클러스터에 속한 구조를 선택하였다. 결합 에너지에 대해서도 엔트로피 효과를 고려하여 클러스터의 핵심 형태이성질체(central conformer) 구조와 에너지값을 대표적인 것으로 선택하였다. 모든 과정은 ALIS-DOCK(Automatic cLuster-used Iterative Structure-based DOCKing) 스크립트에 의해 자동으로 실행되었다. 모든 계산은 Mac mini 기반 클러스터 시스템을 사용하여 수행되었다.
초파리 세포 배양 및 발광 효소 분석
실험에 사용한 초파리 세포(S2-NP, 24 X 3)는 종전에 기재된 바와 같이 배양하였다(Kim BH, et al. Mol Cancer Ther. 7, 2672-2680(2008)). S2-NP(Drosophila Schneider cell) 세포는 초파리 유래 대식세포 유사세포로 Schneider's medium에서 배양하였으며, 24 X 3 세포는 S2-NP 세포에 리포터 컨스트럭트로 10XSTAT92E-루시퍼라제와 PolIII-Renilla 루시퍼라제가 표지된 플라스미드 DNA를 삽입하여 안정되게 발현시킨 세포주로 S2-NP와 같은 배지에 500 mmg/㎖의 제네티신(geneticin)을 첨가하여 배양하였다. 리간드로 unpaired(upd) 또는 HOPT Tum -l을 발현시킨 S2-NP 세포와 리포터 컨스트럭트가 구축된 24 X 3 세포를 일정한 비율로 섞어 화합물의 존재 하에 24시간 배양하고, STAT92E의 발현 정도를 발광측정기로 측정하였으며, DMSO를 처리한 군과 비교하여 억제효과를 비교하였다. 또한, 양성 대조군으로 AG490, 니푸록사지드(nifuroxazide), NSC628869(STA-21 또는 STA) 또는 NSC74859(S31-001) 처리군과 비교하여 억제효과를 비교하였다.
인간 암세포 배양
실험에 사용한 인간 암세포주는 U87-MG(인간 교모세포종, human malignant glioblastoma)와 MDA-MB-231(인간 유방암, human malignant breast cancer) 세포주이며, 이를 비롯하여 다양한 종류의 인간 유래 혈액암 및 고형암 세포는 종전 기재된 바와 같이 배양하였다(Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 실험에 사용한 인간 호지킨 림포암 세포주 L540 및 HLDM-2는 German Collection of Microorganism and Cell Cultures (DSMZ, Germany)에서 획득하여, 20% FBS가 포함된 RPMI 1640 배지로, 37℃ 온도 조건의 5% CO2 배양기에서 배양하였다.
결합-분자모델 설계
STAT3의 X-선 결정구조(PDB ID: 1BG1)에서 SH2 도메인에 해당하는 부분의 3차원적 구조를 이용하였으며(Becker S, et al. Nature. 394, 145-151(1998)), AMBER package(ver. 11)를 이용하여 최소에너지를 계산하였다(Case DA, et al. J Comput Chem. 26, 1668-1688(2005)). 또한, AMBER 프로그램과 더불어 ODZ10117을 포함하여 모든 화합물에 대하여 500개의 구조를 생성하고, 분자역동력 모형(molecular dynamics simulation)을 진행하였다.
세포증식 분석
세포증식 분석을 종래 기재된 바와 같이 실시하였다(Won C, et al. Anticancer Res. 30, 481-488(2010)). 세포의 증식율을 분석하기 위하여 U87-MG와 MDA-MB-231 세포주를 6-웰 배양접시에 분주하고, 다음날 DMSO와 ODZ10117을 처리하여 0h, 24h, 48h, 그리고 72h 뒤에 크리스탈바이올렛으로 염색하여 살아있는 세포(live cells)의 수를 혈구계수기(hemocytometer)를 이용하여 계산하였다.
형질전환 및 발광효소 분석
발광효소의 발현에 대한 분석을 종래 기재된 바와 같이 실시하였다(Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 리포터 컨스트럭트로 STAT3-TA-루시퍼라제를 가지는 플라스미드 DNA를 리포펙타민 2000을 이용하여 HEK293T 세포에 일시적으로 발현되게 하고 ODZ10117을 처리하여 STAT3의 발현 정도를 발광측정기로 측정하였으며, DMSO 처리군과 비교하여 억제효과를 비교하였다. 또한, 양성 대조군으로 AG490, 니푸록사지드(nifuroxazide), NSC628869(STA-21 또는 STA) 또는 NSC74859(S31-001) 처리군과 비교하여 억제효과를 비교하였다.
실시간 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR)
RNA 분리와 실시간 중합효소 연쇄반응을 종래 기재된 바와 같이 실시하였다 (Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 인간 유래 Bcl-XL, Bcl-2, Twist, 그리고 GADPH 유전자에 특이적인 프라이머와 QuantiFast SYBR Green PCR master mix를 섞어 Applied Biosystems 7300 실시간 PCR 시스템을 이용하여 각각의 유전자를 증폭시켜 발현 정도를 비교 확인하였다.
웨스턴 블랏 분석
웨스턴 블랏 분석을 실시하였다(Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 세포를 PBS로 2회 세척하고, 세포를 용해액(50 mM Tris-HCl, pH 7.4, 350 mM NaCl, 1% Triton X-100, 0.5% Nonidet P-40, 10% 글리세롤, 0.1% SDS, 1 mM EDTA, 1 mM EGTA, 1 mM Na3VO4, 1mM PMSF, 단백질 분해효소 및 인산화 억제제)에서 현탁하여 세포막과 핵막을 파쇄하여 세포를 용해하였다. 원심분리하여 불용성 단백질 분획을 제거하고 상층액을 SDS 전기영동 완충액과 혼합하여 전기영동(SDS-PAGE)하여 원하는 항체로 검출하여 단백질 발현 정도를 확인하였다.
상처 치료 분석(Wound healing assay)
상처 치료 분석을 종래 기재된 바와 같이 실시하였다(Jung JE, et al. FASEB J. 19, 1296-1298(2005)). 각 세포들을 12-웰 플레이트에(U87-MG: 5 X 105 세포/㎖; MDA-MB-231: 3 X 105 세포/㎖)로 분주하고, 세포가 90% 이상 증식할 때까지 배양하였다. 파이펫의 팁 끝부분으로 긁어 떨어진 세포를 PBS로 2회 세척하였다. 그리고, 24시간 이후에 세포가 제거된 부분에서 세포의 증식(침윤)을 현미경으로 관찰하고, 이미지를 촬영하였다.
마트리겔 침윤 분석
성장인자가 제거된 마트리겔(growth factor reduced matrigel)을 혈청이 포함되지 않은 배양액에 1:3 비율로 희석하고 24-웰 플레이트에 옮겨 37℃에서 5시간 동안 고형화하였다. 세포를 1% 혈청이 첨가된 배양액에 넣어 고형화된 마트리겔에 첨가한 뒤, 5 ㎕/㎖ 농도의 파이브로넥틴을 첨가한 10% 혈청이 포함된 배양액을 600 ㎕ 첨가하여 24시간 배양하였다. 그리고, Diffquick 용액을 첨가하여 세포를 고정하고 염색한 다음, Leica Application Suite 현미경으로 관찰하고 이미지를 촬영하였다.
유세포 분석(Flow-cytometry)
세포의 사멸 정도를 분석하기 위하여 각 세포들을 FACS 완충액으로 세척하고 2000 rpm에서 2분간 원심분리하였다. 세척한 세포들을 프로피디움 요오드화물(propidium iodide)로 15분간 염색한 후 FACS Canto flow cytometry로 분석하여 Flow-Jo 소프트웨어로 분석하였다.
인간 종양세포의 이종이식
웅성 누드마우스(BALB/cAnNCrj-nu/nu)를 Charles River Japan Inc. (Shin-Yokohama, 일본)으로부터 구입하였다. 마우스를 온도와 습도가 일정하게 조절되는 무균실에서 사육하였으며, 사육과정은 서울대학교 실험동물 유지 매뉴얼에 기재된 방법에 따라 실시하였다. U87-MG 세포 또는 MDA-MB-231 세포를 PBS에 희석하여 25% 농도의 마트리겔 100 ㎕에 현탁하여 쥐의 등 뒤쪽에 주입하고 6주에서 10주간 사육하였다. 인간 종양의 성장은 세포 주입 2주 후부터 vernier caliper를 이용하여 격일로 측정하였다. 인간 종양세포 형성의 억제 정도는 40 μM ODZ10117을 종양세포 주입 4주차부터 0일, 3일 및 5일째 되는 날 인간 종양에 직접 주입하였으며, 7일째 되는 날 쥐를 희생하여 종양을 분리하고, 1% DMSO 처리한 대조군과 비교하여 약물의 종양세포 억제 효능을 측정하였다.
종양 조직학 및 p-STAT3, cleaved caspase-3, Bcl-XL, Ki67 및 MMP2의 면역염색
쥐로부터 분리해낸 종양을 포르말린으로 고정하고 파라핀으로 포매하여 각각의 파라핀 블록으로부터 절편을 절단하였다. 조직학적 평가를 위하여 절편을 헤마톡실린-에오신, phospho-STAT3, cleaved caspase-3, Bcl-XL, Ki67, 그리고 pro/active MMP-2를 이용하여 각각 염색하였다. 절편의 파라핀을 제거하고 알코올을 이용하여 수분을 제거한 다음 마이크로파로 5분 동안 10 mM 스트르산 나트륨 완충액(pH 6.0)에서 가열하였다. 2.5% 우혈청 알부민 및 2% 정상 염소 혈청을 포함하는 PBS 용액으로 1시간 반응시켜 비특이적 결합을 제거하고 1:100으로 희석한 phospho-STAT3, cleaved caspase-3, Bcl-XL, Ki67, 그리고 pro/active MMP-2에 대한 항체와 4℃에서 하룻밤 동안 반응시켰다. 음성대조군으로는 일차항체가 없는 상태의 희석용액과 반응시켰다. 그 다음, 절편을 세척하고 적당한 바이오틴으로 표지된 이차항체와 반응시켰고, avidin-biotin-horseradish 복합제를 이용하여 결합된 항체의 위치와 발현을 확인하였다. 조직학적 평가를 위하여 각각의 염색 절편들을 100배와 400배의 배율에서 현미경으로 확인하였고, 소니 XC-77 CCD 카메라 및 마이크로컴퓨터 이미지 장치 모델4 이미지 분석 시스템을 이용하여 분석하였다.
통계적 분석
모든 데이터를 마이크로소프트 엑셀 2000 소프트웨어를 이용하여 분석하였다. 데이터는 평균값과 표준오차로 표현하였으며, 통계학적 중요도는 unpaired two-tailed Student's t-test(p < 0.05)로 계산하였다.
실험결과
선택적인 STAT3 억제 전구물질로 ODZ17690 동정
초파리 세포, 인간 호지킨 림포암 세포주(L540) 및 분자모델을 이용하여 3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸을 골격구조로 가지는 화합물인 ODZ17690 (5-tert-Butyl-3-(3-nitro-phenoxymethyl)-[1,2,4]oxadiazole)을 동정하였다(도 1a). 먼저 초파리 세포를 이용한 발광효소 분석(luciferase assay)에서 ODZ17690은 리간드인 upd 또는 STAT92E(포유동물의 STAT에 해당)의 상위단계인 Hop(포유동물의 JAK에 해당)의 활성에 의하여 활성화된 STAT92E의 발현을 효과적으로 억제하였다(도 1b 및 도 1b). 인간 암세포인 L540 세포에서도 ODZ17690은 STAT3의 705번 티로신 잔기의 인산화와 하위 조절물질인 SOCS3의 발현을 효과적으로 억제하였다(도 1d). 인간 암세포인 HDLM-2 세포에서도 ODZ17690은 선택적으로 STAT3의 705번 티로신 잔기의 인산화를 억제하였다(도 1e). STAT3의 결합부위인 SH2 도메인에 대한 결합-분자모델에서 표준물질로 이미 알려진 STAT3 선택적 억제제인 NSC-628869와 NSC-74859의 pTyr-Leu 기질이 SH2 도메인에 선택적으로 억제하는 것을 확인하여 결합 분자모델이 잘 맞아 들어가는 것을 확인하였으며(도 1f), ODZ17690도 SH2 도메인에 잘 결합하며 결합에너지도 가장 낮았으며, 대조물질과 비슷하였다(도 1g).
ODZ17690의 선택적 STAT3 억제작용을 인간 암세포주에서 확인
ODZ17690의 인간 암세포주에서 선택적인 STAT3 활성 억제작용을 호지킨 림포암 세포주인 L540에서 확인하였다. ODZ17690은 STAT1 또는 STAT5보다 STAT3에 선택적으로 강한 억제작용을 보였다(도 2a). 또한, 상위 신호전달 과정의 JAK3에는 약한 억제작용을 보였지만, Src 패밀리 키나아제인 Lyn이나 ERK 신호전달 과정에는 억제작용을 보이지 않았다(도 2b). 이상의 결과를 통하여, 결합-분자모델과 초파리 세포에서 확인한 ODZ17690의 선택적 STAT3 억제작용이 인간 암세포에서도 작용함을 확인할 수 있었다.
ODZ17690 보다 효능이 우수한 유도체 확인
ODZ17690보다 선택적 STAT3 억제 효능이 우수한 화합물을 동정하기 위하여 3-페녹시메틸-1,2,4-옥사디아졸 또는 3-페녹시메틸-1,2,4-티아디아졸을 골격구조로 가진 144종의 화합물에서 초파리 세포와 STAT3-루시퍼라제 컨스트럭트를 구축하여 선택적으로 STAT3가 발현되게 만든 인간 유방암세포 유래 MDA-MB-231세포에서 발광효소 분석을 실시하였다. 그 결과, 효능이 우수한 것으로 판단되는 13종의 화합물을 최종 후보자로 선정하였다(도3a 및 도3b). 더불어 13종의 화합물을 이용하여 웨스턴 블랏 분석을 실시하여 STAT3 억제작용이 우수한 것으로 판단되는 화합물을 다시 확인하였으며, 그 중에서도 ODZ10117이 가장 우수한 것으로 판단되었다(도3c).
구조-결합 분자모형과 인간 암세포에서 ODZ10117의 STAT3 활성억제작용 확인
화합물 ODZ10117의 선택적 STAT3 억제 효능을 구조-결합 분자모형으로 확인하였다. SH2 도메인에 대한 인산화된 티로신 잔기의 결합을 모형으로 나타내었을 때, ODZ10117이 적합하게 결합하는 것을 확인하였다(청록색). SH2 도메인에 대한 결합은 선택적인 STAT3 억제물질로 알려진 NSC628869(노랑)와 NSC74859(핑크)와도 비슷하였으며, 자유결합에너지에서도 ODZ10117, NSC628869 및 NSC74859가 각각 -11.14 kcal/mol, -10.89 kcal/mol 및 -10.01 kcal/mol로 더 낮은 결합에너지를 보여 대조물질보다 결합능력이 우수한 것으로 확인되었다(도 4a 및 도 4c는 ODZ10117). X-ray complex 구조 복합체에서 Pro-pTyr-Leu의 SH2 도메인에 대한 결합은 녹색으로 표기되었다(도 4a 및 도 4b).
STAT3가 과도하게 활성화된 다양한 종류의 인간 암세포주에서 ODZ10117의 STAT3 활성 억제작용을 확인하였다. 그 결과, ODZ10117은 실험에 사용한 모든 종류의 세포종에서 STAT3의 활성을 억제하였다(도 4d 및 도 4e). 또한 IL-6로 유도한 STAT3의 활성도 효율적으로 억제하였다(도 4f 및 도 4g). 또한, ODZ10117은 선택적인 STAT3 억제물질로 알려진 NSC628869 및 NSC74859보다 IL-6로 유도한 STAT3의 활성을 보다 효율적으로 억제하였다(도 4h). 이상의 결과를 통하여, ODZ10117이 인간 암세포주에서 활성화된 STAT3를 우수하게 억제하는 작용이 있음을 확인할 수 있었다.
인간 암세포주에서 ODZ10117의 선택적 STAT3 활성 억제작용 확인
인간 교모세포종과 유방암 세포주인 U87-MG와 MDA-MB-231 세포에서 화합물 ODZ10117의 STAT3에 대한 선택적 활성 억제작용을 확인하였다. 화합물 ODZ10117은 3-(2,4-Dichloro-phenoxymethyl)-5-trichloromethyl-[1,2,4]oxadiazole의 구조를 갖는 화합물이다(도 5a). 먼저 STAT3의 프로모터 활성을 확인하기 위하여 pSTAT3-TA-루시퍼라제 DNA 컨스트럭트를 HEK293T 세포주에 형질전환 시키고, ODZ10117의 효능을 확인하였다. 그 결과, ODZ10117은 STAT3의 프로모터 활성을 DMSO 처리군과 비교하여 유의적으로 감소시켰다(도 5b).
다음으로 STAT3 단백질의 티로신과 세린 잔기에 대한 활성 정도를 분석하기 위하여 웨스턴 블랏을 실시하였다. 그 결과, ODZ10117은 U87-MG와 MDA-MB-231 세포에서 STAT3의 티로신 705와 세린 727 잔기의 인산화를 현저하게 억제하였다(도5c).
초파리 세포주에서 ODZ10117의 선택적 STAT92E 활성 억제작용 확인
초파리 세포에서 화합물 ODZ10117의 STAT92E(포유류의 STAT에 해당)에 대한 선택적 활성 억제작용을 확인하였다. 그 결과, ODZ10117은 STAT92E의 프로모터 활성을 DMSO 처리군과 비교하여 농도의존적으로 유의하게 감소시켰다(도6a 및 도6b).
인간 교모세포종에서 ODZ10117의 선택적 STAT92E 활성 억제작용 확인
인간 교모세포종에서 화합물 ODZ10117의 STAT3에 대한 선택적 활성 억제작용을 확인하였다. 먼저 시판되는 인간 교모세포종과 인간 교모세포종 초대배양세포주를 이용하여 웨스턴 블랏 분석을 실시하여 STAT3가 인산화된 인간 교모세포종을 선별하였다(도 7a). 그 다음, STAT3가 인산화된 인간 교모세포종에서 STAT3 단백질의 티로신에 대한 활성 정도를 분석하기 위하여 웨스턴 블랏을 실시하였다. 그 결과, ODZ10117은 STAT3가 인산화된 인간 교모세포종에서 STAT3의 티로신 705의 인산화를 농도의존적으로 억제하고(도 7b), ODZ10117 처리 후 2시간 내에 STAT3 인산화를 완전히 억제하였다(도 7c). 또한, ODZ10117은 선택적인 STAT3 억제물질로 알려진 NSC628869 및 NSC74859보다 STAT3 억제 효능이 우수하게 나타났다(도 7d).
인간 유방암 세포주에서 ODZ10117의 선택적 STAT92E 활성 억제작용 확인
인간 유방암 세포주에서 화합물 ODZ10117의 STAT3에 대한 선택적 활성 억제작용을 확인하였다. 인간 유방암 세포주에서 STAT3 단백질의 티로신에 대한 활성 정도를 분석하기 위하여 웨스턴 블랏을 실시하였다. 그 결과, ODZ10117은 인간 유방암 세포주에서 STAT3의 티로신 705의 인산화를 농도의존적으로 억제하고(도 8a), ODZ10117 처리 후 2시간 내에 STAT3 인산화를 완전히 억제하였다(도 8b). 또한, ODZ10117은 선택적인 STAT3 억제물질로 알려진 NSC628869 및 NSC74859보다 STAT3 억제 효능이 우수하게 나타났다(도 8c). 그 다음, 인간 유방암 세포주에서 화합물 ODZ10117과 항암물질로 알려진 나파무카신(napamucasin)의 STAT3에 대한 선택적 활성 억제 작용을 비교하였다. 인간 유방암 세포주에서 STAT3 단백질의 티로신에 대한 활성 정도를 분석하기 위하여 웨스턴 블랏을 실시하였다. 그 결과, ODZ10117은 고농도에서 나파무카신과 유사한 STAT3 억제 효능을 나타냈다(도 8d).
ODZ10117의 STAT3 이합체화 반응, 핵내 이동 및 전사활성 억제 작용 확인
화합물 ODZ10117의 STAT3 이합체화 반응(dimerization), 핵내 이동(nuclear translocation) 및 전사활성(transcriptional activity) 억제 작용을 확인하였다. 먼저 STAT3 이합체화 반응을 확인하기 위하여, STAT3-Flag DNA 컨스트럭트 또는 STAT3-HA DNA 컨스트럭트를 HEK293T 세포주에 형질전환 시키고, 면역침강 및 웨스턴 블랏 분석을 실시하였다. 그 결과, ODZ10117은 STAT3 이합체화 반응을 억제하였다(도 8a). 또한, ODZ10117은 나파무카신보다 STAT3 이합체화 반응 억제 효능이 우수하였다(도 9b). 그 다음, STAT3의 핵내 이동을 확인하기 위하여, 상기 세포주를 이용하여 STAT3의 핵내 이동을 형광현미경으로 관찰하였다. 그 결과 ODZ10117은 대조군과 비교하여 STAT3의 핵내 이동을 억제하였다(도 9c). 그 다음, STAT3의 전사활성을 확인하기 위하여 리포터 컨스트럭트로 STAT3-TA-루시퍼라제를 가지는 플라스미드 DNA를 HEK293T 세포주에 형질전환 시키고, ODZ10117를 농도별로 처리한 후 발광효소 분석을 수행하였다. 그 결과, ODZ10117은 농도의존적으로 STAT3의 전사활성을 억제하였다(도 9d).
STAT3가 활성화된 인간 암세포주에서 ODZ10117의 세포생존 억제 작용 확인
암세포에서 활성화된 STAT3는 세포생존과 관련된 단백질의 발현을 증가시켜 세포의 증식과 성장을 증가시킨다. 따라서, IL-6를 24시간 또는 48시간 처리 또는 무처리한 인간 교모세포종에 ODZ10117을 농도별로 처리한 후 세포생존율을 확인하였을 때 ODZ10117 무처리군과 비교하여 ODZ10117 처리군은 농도의존적으로 세포 생존을 억제하였다(도 10).
ODZ10117의 암세포 사멸 유도 작용 확인
암세포에서 활성화된 STAT3는 세포생존 및 세포주기와 관련된 단백질의 발현을 증가시켜 세포의 증식과 성장을 증가시킨다. 따라서, U87-MG와 MDA-MB-231 세포주의 세포증식에 따른 ODZ10117의 효과를 시간대별로 확인하였을 때 대조군으로 DMSO를 처리한 군과 비교하여 ODZ10117은 두 세포의 증식을 효과적으로 억제하였다 (도 11a). 다음으로 두 세포주에 대한 ODZ10117의 세포사멸 효과를 분석하기 위하여, 화합물을 48시간 동안 처리하고, PI(propidium iodide)와 Annexin V로 염색하여 유세포 분석을 수행하였다. 그 결과, ODZ10117은 U87-MG와 MDA-MB-231 세포주에 대하여 각각 약 15.3-26.7%와 40.2-43.0%의 세포사멸을 유도하였다(도 11b 및 11c). 세포사멸에는 다양한 유전자의 발현이 관여하므로 웨스턴 블랏 분석을 통하여 세포사멸에 관여하는 대표적인 pro-apoptosis 유전자인 caspase-3와 PARP의 활성 정도를 분석하였다. ODZ10117은 조각난 caspase-3와 PARP 단백질의 양이 현저하게 증가하여 이들 단백질의 활성이 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이의 결과를 통하여, ODZ10117은 caspase-3와 PARP의 활성을 증가시켜 세포사멸을 유도한다는 것을 확인할 수 있었다(도 11d). 다음으로 항-아폽토시스 유전자인 Bcl-2와 Bcl-XL의 발현 정도를 실시간 중합효소 연쇄반응으로 분석하였다. 그 결과, ODZ10117은 이들 유전자의 발현을 효과적으로 억제하였다(도 11e). 이상의 결과를 통하여, ODZ10117은 pro-apoptosis 유전자의 활성은 증가시키고, 항-아폽토시스 유전자의 발현은 감소시켜 암세포의 세포사멸을 증가시키는 것으로 확인되었다.
ODZ10117의 세포이동과 침윤 억제 작용 확인
인간 종양세포의 전이와 관련된 세포이동성 및 침윤성에 대한 ODZ10117의 효능을 확인하였다. 먼저 세포이동성에 대한 효과를 확인하기 위하여 상처 치료 분석법을 수행하였다. U87-MG와 MDA-MB-231 세포에 화합물을 24시간 처리하고, 세포이동을 현미경으로 확인하였을 때 DMSO를 처리한 대조군은 세포이동이 활발하게 일어났지만, ODZ10117은 이들 세포의 이동을 현저하게 억제하였다(도 12a).
암세포의 세포침윤성에 대한 효과를 검증하기 위하여, 세포침윤 분석법 (invasion assay)을 수행하였다. U87-MG과 MDA-MB-231 세포를 마트리겔에 분주하고 하단 챔버에는 파이브로넥틴이 첨가된 배양액으로 채우고 ODZ10117을 처리하여 24시간 동안 배양한 다음, 아래 챔버로 세포의 침윤 정도를 현미경을 통하여 관찰하였다. 그 결과, ODZ10117은 DMSO를 처리한 대조군과 비교하여 두 세포에서 모두 세포의 침윤을 현저하게 감소시켰다(도 12b).
암세포의 이동과 침윤에는 다양한 인자들이 관여한다. 이에 따라, 세포의 이동과 침윤에 관여하는 대표적인 인자의 하나인 Twist의 발현과 MMP-2의 활성에 대한 ODZ10117의 효능을 확인하였다. 그 결과, ODZ10117을 24시간 처리하였을 때 U87-MG과 MDA-MB-231 세포에서 Twist의 발현과 MMP-2의 활성이 현저하게 감소되었다(도 12c 및 도 12d).
인간 종양세포 이종이식에서 ODZ10117의 종양 성장 억제 효과 확인
STAT3 활성 억제에 대한 ODZ10117의 효능을 동물실험에서 확인하기 위하여, 인간 암세포주인 U87-MG와 MDA-MB-231 세포를 각각 25% 마트리겔에 섞어 면역결핍쥐(BALB/c nude mice)의 등 뒤쪽에 주입하고, 4주 후에 종양이 적정한 크기로 자란 쥐들을 선별하였다. 이들 쥐에 DMSO 또는 운반체(vehicle)와 ODZ10117을 0일, 3일, 5일, 7일, 9일, 11일 및 13일에 종양덩어리에 주기로 직접 주입하고, 종양의 성장을 측정하였다. 그 결과, ODZ10117은 DMSO를 주입한 대조군과 비교하여 종양이 성장을 현저히 억제하였다(도 13a 및 도 13b).
약물 투여한지 7일째 되는 날, 쥐를 마취하고 희생하여 종양 덩어리를 적출하였다. 종양 조직을 포르말린으로 고정하고, 파라핀으로 포매하여 절단한 조직 절편에서 STAT3의 티로신 705 잔기의 인산화, Ki67의 발현, caspase-3의 활성 및 Bcl-XL과 pro/activated MMP2의 발현을 분석하였다. 그 결과, ODZ10117을 주입한 종양조직에서는 DMSO를 주입한 대조군과 비교하여 STAT3의 인산화가 현저하게 감소하였다. 또한, 세포성장 인자 중의 하나인 Ki67, 세포사멸 저항과 관련된 Bcl-XL 및 세포 침윤과 관련된 pro/active MMP2의 발현을 현저하게 감소시켰다. 그리고, 세포사멸과 관련된 caspase-3의 활성을 증가시켰다(도 13c).
또한, 상기 인간 암세포주인 U87-MG 세포를 주입한 쥐에 DMSO 또는 ODZ10117을 직접 주입하고, 생존율을 확인하였다. 그 결과, ODZ10117은 DMSO를 주입한 대조군과 비교하여 생존 기간이 증가하였다(도 13d).
이러한 결과는 ODZ10117이 STAT3의 활성을 선택적으로 억제하여 종양 세포의 성장과 증식, 침윤 및 전이를 억제하고, 암세포의 사멸을 유도하며, 종양의 성장을 억제할 수 있음을 보여준다.
구조-기반 가상 스크리닝을 통한 선택적인 STAT3 억제 화합물 선별
구조-기반 스크리닝을 통해 STAT3를 선택적으로 억제할 것으로 예상되는 46종의 화합물을 획득하였다. 상기 46종의 화합물 정보는 하기 [표 1]에 나타내었다.
No. ID 분자량 Mol Name
1 4009697 280.2 2-(2-aminoethyl)-4(3H)-quinazolinone dihydrochloride hydrate
2 7952466 453.9 2-chloro-5-{5-[(2-{[(4-methylphenyl)sulfonyl]amino}ethyl)thio]-1H-tetrazol-1-yl}benzoic acid
3 5118596 293.3 1-(3-pyridinyl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-beta-carboline-3-carboxylic acid
4 9034114 301.4 N-[2-(1H-benzimidazol-2-yl)ethyl]benzenesulfonamide
5 5277898 207.2 5-(2-hydroxybenzylidene)-1,3-thiazolidin-4-one
6 9003625 287.3 N-(1H-benzimidazol-2-ylmethyl)benzenesulfonamide
7 9199753 282.3 N-(methylsulfonyl)tryptophan
8 5131328 308.3 1-(4-hydroxyphenyl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-beta-carboline-3-carboxylic acid
9 5154969 431.9 2-chloro-N-({[4-hydroxy-6-(2-phenylvinyl)-1,3,5-triazin-2-yl]amino}carbonyl)benzenesulfonamide
10 7815802 342.8 N~4~-(3-chlorophenyl)-N~2~-(3-isopropoxypropyl)asparagine
11 7579859 345.3 3-({[3-(trifluoromethyl)phenyl]sulfonyl}amino)benzoic acid
12 5107319 283.3 3-(2-aminoethyl)-5-(aminosulfonyl)-1H-indole-2-carboxylic acid
13 9235510 297.4 N-[5-(4-pyridinylmethyl)-1,4,5,6-tetrahydro-1,3,5-triazin-2-yl]-2-propanesulfonamide
14 5175489 321.8 N-(1H-benzimidazol-2-ylmethyl)-4-chlorobenzenesulfonamide
15 7841794 229.3 2-(1-azepanylmethyl)-1H-benzimidazole
16 7994850 293.3 8-[(2,6-dimethyl-4-morpholinyl)methyl]-3-methyl-3,7-dihydro-1H-purine-2,6-dione
17 4010128 205.2 2-(2-aminoethyl)-2,3-dihydrophthalazine-1,4-dione
18 9326315 265.4 (1H-benzimidazol-2-ylmethyl)(2-phenylpropyl)amine
19 7973191 425.5 N-{3-[5-(3-fluorophenyl)-1-(methylsulfonyl)-4,5-dihydro-1H-pyrazol-3-yl]phenyl}ethanesulfonamide
20 5175507 356.2 N-(1H-benzimidazol-2-ylmethyl)-3,4-dichlorobenzenesulfonamide
21 9320045 315.3 N-{4-[(2-oxo-1-imidazolidinyl)carbonyl]phenyl}-2-thiophenecarboxamide
22 9309428 309.3 N-{4-[(2-oxo-1-imidazolidinyl)carbonyl]phenyl}benzamide
23 9059590 374.8 5-chloro-N-cyclopropyl-2-[2-(4-morpholinyl)-2-oxoethoxy]benzenesulfonamide
24 9134776 298.3 4-{[(4-hydroxyphenyl)amino]sulfonyl}-2-thiophenecarboxamide
25 7356076 343.8 2-amino-N-(4-chloro-2,5-dimethoxyphenyl)-4-oxo-5,6-dihydro-4H-1,3-thiazine-6-carboxamide
26 9127934 338.8 N-(3-chloro-2-methylphenyl)-3-[(methylsulfonyl)amino]benzamide
27 7400955 230.3 4-cinnamoyl-2-piperazinone
28 9120911 304.4 N-(2-methylphenyl)-3-[(methylsulfonyl)amino]benzamide
29 7802614 363.4 N-benzyl-3-({[(4-fluorophenyl)amino]carbonyl}amino)benzamide
30 9287619 311.4 3-[(anilinocarbonyl)amino]-N-(tert-butyl)benzamide
31 5360857 315.4 N-[2-(1H-benzimidazol-2-yl)ethyl]-4-methylbenzenesulfonamide
32 5175505 301.4 N-(1H-benzimidazol-2-ylmethyl)-4-methylbenzenesulfonamide
33 9154810 305.4 3-[(methylsulfonyl)amino]-N-(4-pyridinylmethyl)benzamide
34 9003359 364.2 2-{[(6-bromo-1,3-benzodioxol-5-yl)methyl]thio}-3H-imidazo[4,5-b]pyridine
35 7806202 339.3 1-[(2,3-dioxo-1,2,3,4-tetrahydro-6-quinoxalinyl)sulfonyl]proline
36 9015042 307.4 5-ethyl-N-(3-hydroxyphenyl)-2-methoxybenzenesulfonamide
37 9203703 310.4 3-({4-[(3-hydroxypropyl)amino]-2-quinazolinyl}amino)phenol
38 5186975 618.7 N,N'-[methylenebis(2-hydroxy-4,1-phenylene)]bis(2,2-diphenylacetamide)
39 9272567 324.4 N-[5-(tetrahydro-2-furanylmethyl)-1,4,5,6-tetrahydro-1,3,5-triazin-2-yl]benzenesulfonamide
40 9224447 236.3 N-[5-(3-hydroxypropyl)-1,4,5,6-tetrahydro-1,3,5-triazin-2-yl]methanesulfonamide
41 9336135 339.3 2-methoxy-N-{4-[(2-oxo-1-imidazolidinyl)carbonyl]phenyl}benzamide
42 6907387 258.3 5-(2,3-dimethyl-1H-indol-5-yl)-4-methyl-2,4-dihydro-3H-1,2,4-triazole-3-thione
43 9134168 353.4 3-[(phenylsulfonyl)amino]-N-3-pyridinylbenzamide
44 9143017 424.5 2-({3-[(methylsulfonyl)amino]benzoyl}amino)-N-(3-pyridinylmethyl)benzamide
45 9107321 304.3 1-(4-hydroxyphenyl)-5-oxo-N-(tetrahydro-2-furanylmethyl)-3-pyrrolidinecarboxamide
46 9157889 367.4 3-{[(4-methylphenyl)sulfonyl]amino}-N-3-pyridinylbenzamide
구조-기반 가상 스크리닝을 통해 선별한 화합물의 선택적인 STAT3 활성 억제작용응 인간 암세포주에서 확인
상기 [표 1]의 46 종의 화합물이 선택적인 STAT3 억제 효능을 나타내는지 알아보기 위하여, 인간 호지킨 림포암 세포주인 L540 및 HDLM-2에서 46종의 화합물을 이용하여 웨스턴 블랏 분석을 실시하였다. 그 결과, 46종 화합물 중 STAT3 억제 효능이 보다 우수한 것으로 판단되는 33종의 화합물(상기 [표 1]의 No. 1, 4, 5, 6, 8, 9, 11, 14, 16, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 41, 42, 43, 44, 45, 46의 화합물)을 1차적으로 선별하였다 (도 14a 내지 도 14d).
그 다음, 인간 호지킨 림포암 세포주인 L540 및 HDLM-2에서 1차 선별한 33종의 화합물 중 21종의 화합물(상기 [표 1]의 No. 5, 6, 9, 11, 14, 16, 19, 20, 23, 24, 30, 32, 34, 36, 37, 38, 42, 43, 44, 45, 46의 화합물) 50 uM 또는 12종의 화합물(상기 [표 1]의 No. 1, 4, 8, 18, 21, 22, 27, 28, 29, 31, 33, 35, 41) 100 uM을 처리하고 웨스턴 블랏 분석을 실시하였다. 그 결과, 1차 선별한 33종의 화합물 중 STAT3 억제 효능이 보다 우수한 것으로 판단되는 2종의 화합물(상기 [표 1]의 No. 37 및 46의 화합물)을 2차적으로 선별하였다(도 15a 및 도 15b). 그 다음, 인간 호지킨 림포암 세포주인 L540 및 HDLM-2에서 2차 선별한 2종의 화합물(상기 [표 1]의 No. 37 및 46의 화합물)을 농도별로 처리하고 웨스턴 블랏 분석을 실시하였다. 그 결과, 2차 선별한 2종의 화합물 모두 농도 의존적으로 STATdml 티로신 705의 인산화를 현저하게 억제하였다 (도 16).
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현 예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
본 발명은 STAT3 저해활성을 갖는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물, 그리고 이들의 약제학적 용도에 관한 것으로, 본 발명의 STAT3 저해활성을 갖는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물은 암, 자가면역 질환, 염증성 질환 등과 관련된 다양한 STAT3 관련 질환에 대한 예방 및 치료 목적으로 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (11)

  1. 하기 화학식 1 내지 60으로 표시되는 화합물로 구성된 군으로부터 선택되는 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물:
    화학식 1
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000066
    화학식 2
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000067
    화학식 3
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000068
    화학식 4
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000069
    화학식 5
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000070
    화학식 6
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000071
    화학식 7
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000072
    화학식 8
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000073
    화학식 9
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000074
    화학식 10
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000075
    화학식 11
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000076
    화학식 12
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000077
    화학식 13
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000078
    화학식 14
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000079
    화학식 15
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000080
    화학식 16
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000081
    화학식 17
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000082
    화학식 18
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000083
    화학식 19
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000084
    화학식 20
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000085
    화학식 21
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000086
    화학식 22
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000087
    화학식 23
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000088
    화학식 24
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000089
    화학식 25
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000090
    화학식 26
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000091
    화학식 27
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000092
    화학식 28
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000093
    화학식 29
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000094
    화학식 30
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000095
    화학식 31
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000096
    화학식 32
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000097
    화학식 33
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000098
    화학식 34
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000099
    화학식 35
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000100
    화학식 36
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000101
    화학식 37
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000102
    화학식 38
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000103
    화학식 39
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000104
    화학식 40
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000105
    화학식 41
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000106
    화학식 42
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000107
    화학식 43
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000108
    화학식 44
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000109
    화학식 45
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000110
    화학식 46
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000111
    화학식 47
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000112
    화학식 48
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000113
    화학식 49
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000114
    화학식 50
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000115
    화학식 51
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000116
    화학식 52
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000117
    화학식 53
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000118
    화학식 54
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000119
    화학식 55
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000120
    화학식 56
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000121
    화학식 57
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000122
    화학식 58
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000123
    화학식 59
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000124
    화학식 60
    Figure PCTKR2017012151-appb-I000125
    .
  2. (a) 제 1항의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환으로 구성된 군으로부터 선택된 STAT3 관련 질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물:
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 화합물은 선택적으로 STAT3(signal transducer and activator of transcription 3)의 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 조성물은 암세포의 전이를 억제하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 2 항에 있어서, 상기 STAT3 관련 질환은 위암, 대장암, 폐암, 유방암, 난소암, 간암, 기관지암, 비인두암, 후두암, 췌장암, 방광암, 결장암, 자궁경부암, 뇌암, 전립선암, 골암, 피부암, 갑상선암, 백혈병, 림프종, 부신피질암, 부갑상선암, 요관암, 신경교종, 식도암, 소장암, 교모세포종, 뇌종양 및 신장암으로 구성된 군으로부터 선택된 암인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 STAT3 관련 질환은 알로페시아 그레아타(alopecia greata), 강직성 척추염, 항인지질 증후군, 자가면역 아디슨 질환, 부신의 자가면역 질환, 자가면역 용혈성 빈혈, 자가면역 간염, 자가면역 난소염 및 고환염, 자가면역 혈소판 감소증, 베체트병, 수포성 유천포창, 심근병증, 복강 스프루우-피부염 (celiac sprue-dermatitis), 만성피로 면역이상 증후군, 만성염증성 탈수초 다발성 신경병증, 처그스트라우스 증후군(Churg-strauss syndrome), 반흥성 유천포창, 크레스트 증후군(CREST syndrome), 한냉 응집소 질환, 크론씨병, 원판성 낭창, 복태성 복합 한냉 글로불린혈증, 섬유근통-섬유근염, 사구체 신염, 그레이브스 질환, 귈레인 바레 증후군, 하시모토 갑상선염, 특발성 폐섬유화증, 특발성 혈소판 감소성 자반증, IgA 신경염, 연소자성 관절염, 편평태선, 홍반성 루프스, 메니어르병, 혼합성 연결조직질환, 다발성 경화증, 타입I 또는 면역-매개 당뇨병, 중증근무력증, 심상성 천포창, 악성빈혈, 결정성 다발동맥염, 바달연골염, 자가면역성 다선 증후군, 류마티스 다발성 근통, 다발성 근염과 피부근염, 일차성 무감마 글로불린혈증, 일차성 당증성 간경변, 건선, 건선성 관절염, 레이노 현상, 라이터 증후군, 류마티스 관절염, 사르코이드증, 공피증, 강직인간 증후군, 전신성 홍반성루프스, 홍반성루프스, 다가야스동맥염(Takayasu's arteritis), 일시적동맥염, 거대세포 동맥염(giant cell arteritis), 궤양성 대장염, 포도막염, 백반증 및 베게너 육아종증으로 구성된 군으로부터 선택되는 자가면역 질환인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 STAT3 관련 질환은 천식, 엔세필리티스(encephalitis), 염증성 장염, 류마티스 관절염, 만성 폐쇄성 폐질환, 알러지, 아토피성 피부염, 건선, 폐혈병성 쇼크증, 페섬유증, 미분화 척추관절증, 크론씨병, 췌장염, 피부염, 미분화 관절병증, 관절염, 사구체신염, 기관지염, 염증성 골용해, 및 바이러스 또는 박테리아 감염에 의한 만성염증으로 구성된 군으로부터 선택되는 염증성 질환인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1항의 화합물 또는 이의 염을 유효성분으로 포함하는 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환으로 구성된 군으로부터 선택된 STAT3 관련 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  9. (a) 제 1항의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 약제학적 유효량; 및 (b) 약제학적으로 허용가능한 담체를 개체에 투여하는 단계를 포함하는 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환으로 구성된 군으로부터 선택된 STAT3 관련 질환의 예방 또는 치료방법.
  10. 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환으로 구성된 군으로부터 선택된 STAT3 관련 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 사용하기 위한 제1항의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 용도.
  11. 암, 당뇨병성 망막증, 당뇨병, 혈우병성 관절증, 아테롬성 동맥경화, 켈로이드, 상처 과립화, 혈관 접착, 자가면역질환, 재발협착증, 장관 접착, 캣 스크래치 질환, 궤양, 간경병증, 당뇨병성 신장병증, 악성 신경화증, 혈전성 미소혈관증, 기관이식거부, 신사구체병증, 신경퇴행성 질환 및 염증성 질환으로 구성된 군으로부터 선택된 STAT3 관련 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물로 사용하기 위한 제1항의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 용매화물 또는 수화물의 용도.
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