KR100554319B1

KR100554319B1 - 염증성 질환 치료용 의약의 제조에 있어서 가바펜틴 등의감마-아미노부티르산 동족체의 용도

Info

Publication number: KR100554319B1
Application number: KR1019997012256A
Authority: KR
Inventors: 데니스 슈리어; 챨스 프라이스 쥬니어 테일러; 케린 나네트 웨스트룬드-하이
Original assignee: 워너-램버트 캄파니 엘엘씨; 보드 오브 리전츠, 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템
Priority date: 1997-06-25
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2006-02-22
Also published as: AU735675B2; HU228454B1; NO996468D0; JP3884486B2; IS5239A; DE69830586T2; JP2006298929A; PT994704E; AU8375898A; JP4452255B2; HUP0003730A3; HUP0003730A1; HRP980342A2; EP0994704B1; NO996468L; DE69830586D1; IL132709A; ES2244070T3; CO4940456A1; PL337847A1

Abstract

본 발명은 염증성 질환을 예방 및 치료하는데 유용한 가바펜틴 및 프리가발린 등의 감마-아미노부티르산(GABA) 동족체에 관한 것이다.

염증성 질환, 감마-아미노부티르산, 동족체, 가바펜틴

Description

염증성 질환 치료용 의약의 제조에 있어서 가바펜틴 등의 감마-아미노부티르산 동족체의 용도{Use of GABA Analogs Such as Gabapentin in The Manufacture of a Medicament for Treating Inflammatory Diseases}

본 발명은 미국 국립 위생 연구소(National Institute of Health)에 의해 집행되는 보조금 제IR01NS32778-01A1호하에 미국 정부의 일부 지원을 받아 이루어졌다. 연방 정부는 본 발명에 있어서 일정한 권리를 소유할 수 있다.

본 발명은 감마-아미노부티르산(GABA) 동족체를 투여하여 염증성 질환을 치료하는 방법에 관한 것이다.

염증성 질환은 투과성 및 혈류의 증가에 따른 소동맥, 모세관 및 세정맥의 확장, 혈장 단백질을 비롯한 유체의 삼출 및 염증 병소로의 백혈구 유주를 비롯한 복잡한 일련의 조직학적 사건을 특징으로 한다. 많은 형태의 염증은 조직의 손상 또는 파괴에 의해 유도되는 국소적 방어 반응으로서, 손상성 물질 및 손상 조직 모두를 파괴, 약화 또는 둘러싸 차단시킨다. 염증 반응 그 자체는 병리적 조직 손상에 대한 원인이기도 하다. 관절염은 특히 일반적으로는 노인에게 침범하는 파괴적 염증성 질환이며, 주로 관절에만 국한된 염증성 병변을 특징으로 한다. 이 질 환은 통증, 열, 발적, 종창 및 조직 파괴가 두드러진다. 류마티스성 관절염은 관절의 만성적 전신 질환이며, 활액 조직 및 관절 구조에서의 염증성 변화, 및 뼈의 위축 및 희화(稀化)가 두드러진다. 이 형태의 염증성 질환은 일반적으로 기형 및 강직으로 진행된다.

수 많은 소염 치료가 알려져 있고 통상적으로 이용되고 있다. 가장 통상적인 것은 비스테로이드계 소염제, 예를 들어 나프록산, 디플루니살, 메페남산 및 케토롤락 트로메타민이다. 이들 약물은 일반적으로 단기의 가벼운 염증 및 통증을 치료하는데 사용된다. 보다 심한 염증성 질환, 예를 들어 관절염은 스테로이드계 호르몬 및 글루코코티코이드류, 예를 들어 프리드니솔론, 히드로코티손 아세테이트 및 베타메타손 소듐 포스페이트로 치료한다.

많은 소염제는 단기간으로만 작용하고 종종 심한 부작용을 일으키기 때문에, 신규 치료제에 대한 필요가 계속되고 있다. 본 발명자들은 이제 감마 아미노부티르산(GABA)의 동족체가 염증성 질환을 치료하는데 유용함을 발견해 내었다. 본 발명에 따라 염증성 질환을 예방 또는 치료하는데 필요한 전부는 그 치료를 필요로 하는 환자에게 소염 유효량의 감마-아미노부티르산(GABA) 동족체를 투여하는 것이다.

몇몇의 감마-아미노부티르산 동족체가 공지되어 있다. 환형 감마-아미노부티르산 동족체인 가바펜틴은 현재 상업적으로 시판되고 있으며, 간질 및 신경병적 통증을 치료하는데 임상적으로 널리 사용되고 있다. 이러한 화합물은 미국 특허 제4,024,175호에 기재되어 있다. 또다른 감마-아미노부티르산 동족체의 시리즈는 미국 특허 제5,563,175호에 기재되어 있다.

<발명의 요약>

본 발명은 염증성 질환을 앓고 있거나 그로 발병되고 있는 것으로 여겨지며, 그 치료가 필요한 환자에게 유효량의 감마-아미노부티르산 동족체를 투여하는 것을 포함하는, 염증성 질환의 예방 및 치료 방법을 제공한다. 바람직한 실시양태는 화학식 Ⅰ의 환형 아미노산 및 그의 제약상 허용 가능한 염을 사용한다.

식 중,

R₁은 수소 또는 저급 알킬이고,

n은 4 내지 6의 정수이다.

특히 바람직한 실시양태는 R₁이 수소이고, n이 5인 화학식 Ⅰ의 화합물, 즉 총칭적으로 가바펜틴으로 공지되어 있는 1-(아미노메틸)-시클로헥산 아세트산이다. 다른 바람직한 감마-아미노부티르산 동족체는 환형 고리가 예를 들어, 알킬(예컨대, 메틸 또는 에틸)로 치환된 화학식 Ⅰ의 화합물이다. 이러한 화합물의 전형적인 것으로는 (1-아미노메틸-3-메틸시클로헥실)아세트산, (1-아미노메틸-3-메틸시클로펜틸)아세트산 및 (1-아미노메틸-3,4-디메틸시클로펜틸)아세트산이 있다.

또다른 실시양태에 있어서, 본 발명의 소염 방법은 화학식 Ⅱ의 감마-아미노 부티르산 동족체 또는 그의 제약상 허용 가능한 염을 사용한다.

식 중,

R₁은 탄소 원자수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 페닐, 또는 탄소 원자수가 3 내지 6인 시클로알킬이고,

R₂는 수소 또는 메틸이고,

R₃은 수소, 메틸 또는 카르복실이다.

화학식 Ⅱ의 화합물의 부분입체 이성질체 및 거울상 이성질체가 본 발명에서 사용될 수 있다.

본 발명의 특히 바람직한 방법은 (R), (S) 또는 (R,S) 이성질체로서, R₂ 및 R₃ 모두가 수소이고, R₁이 -(CH₂)_0-2-iC₄H₉인 화합물을 사용한다.

본 발명의 더욱 바람직한 실시양태는 3-아미노메틸-5-메틸-헥산산, 특히 현재 총칭적으로 프리가발린(pregabalin)으로 공지된 (S)-3-(아미노메틸)-5-메틸헥산산을 사용한다. 프리가발린은 "CI-1008" 및 "S-(+)-3-IBG"로도 공지되어 있다. 화학식 Ⅱ의 또다른 바람직한 화합물은 3-(1-아미노에틸)-5-메틸헵판산이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 방법은 감마-아미노부티르산 동족체라면 어떠한 것이든지 사용한다. 감마-아미노부티르산 동족체는 감마-아미노부티르산으로부터 유래되거나, 그를 기재로 하는 모든 화합물이며, 본 발명에 따른 소염 효과를 일으킨다. 이 화합물은 상업적으로, 또는 유기 화학 분야 당업자에게 잘 공지된 합성 방법 중 어느 하나로 쉽게 입수할 수 있다. 본 발명의 방법에 사용되는 바람직한 감마-아미노부티르산 동족체는 화학식 Ⅰ의 환형 아미노산이다. 이들은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제4,024,175호에 기재되어 있다. 또다른 바람직한 방법은 화학식 Ⅱ의 감마-아미노부티르산 동족체이고, 이들은 본 명세서에 참고로 포함된 미국 특허 제5,563,175호에 기재되어 있다.

본 발명의 소염 방법을 실시하는데 필요한 전부는 감마-아미노부티르산 동족체를 염증성 질병을 예방 또는 치료하는데 유효한 양으로 투여하는 것이다. 이러한 소염 유효량은 일반적으로 환자의 체중 ㎏ 당 약 1 내지 약 300 ㎎이다. 전형적인 투여량은 보통 체중의 성인 환자의 경우 1일 당 약 10 내지 약 5000 ㎎일 것이다.

감마-아미노부티르산 동족체 또는 그의 염의 제약 조성물은 단위 투여형의 활성 화합물을 제약학적 담체와 제형화하여 제조한다. 단위 투여형의 몇몇 예는 정제, 캡슐, 환제, 분말, 수성 및 비수성 경구용 용액 및 현탁액, 및 단독 또는 다소 더 많은 수의 투여 단위를 포함하는 용기 내에 팩키징되어 개별 투여량으로 분할될 수 있는 비경구용 용액이다. 제약학적 희석제를 비롯한 적합한 제약 담체의 몇몇 예는 젤라틴 캡슐, 당(예를 들어, 락토스 및 수크로스), 전분(예를 들어, 옥수수 전분 및 감자 전분), 셀룰로스 유도체(예를 들어, 소듐 카르복시메틸 셀룰로스, 에틸 셀룰로스, 메틸 셀룰로스 및 셀룰로스 아세테이트 프탈레이트), 젤라틴, 활석, 스테아르산, 스테아르산 마그네슘, 식물성유(땅콩유, 면실유, 참깨씨유, 올리브유, 옥수수유 및 코코아유), 프로필렌 글리콜, 글리세린, 소르비톨, 폴리에틸렌 글리콜, 물, 아가, 알긴산, 등장성 염수 및 인산염 완충 용액은 물론, 통상 제약 제제에 사용되는 상용 가능한 다른 물질이다. 본 발명에 사용되는 조성물은 다른 성분, 예를 들어 착색제, 풍미제 및 (또는) 방부제도 포함할 수 있다. 이들 물질이 존재한다면 일반적으로는 비교적 소량으로 사용된다. 조성물은 원한다면 염증을 치료하는데 통상 사용되는 다른 치료제, 예를 들어, 아스피린, 나프로신 및 다른 유사 소염제도 포함할 수 있다.

상기 조성물 중 활성 성분의 비율은 넓은 한도 내에서 다양할 수 있지만, 실시를 하기 위해서는 고상 조성물 중에 10% 이상의 농도로, 1차 액상 조성물 중에 2% 이상의 농도로 존재하는 것이 바람직하다. 가장 만족스러운 조성물은 활성 성분이 훨씬 더 높은 비율, 예를 들어 약 95%까지 존재하는 것이다.

감마-아미노부티르산 동족체 또는 그의 염의 투여 경로는 경구 또는 비경구이다. 예를 들어, 유용한 정맥 내 투여량은 5 내지 50 ㎎이고, 유용한 경구 투여량은 20 내지 800 ㎎이다. 투여량은 관절염 등의 염증성 질환의 치료 시에 사용되는 투여 범위 내에 속하거나, 의사에 의해 설명된 바와 같이 환자의 필요에 의해 결정될 것이다.

본 발명에 사용되는 감마-아미노부티르산 동족체의 단위 투여형은 염증성 질환의 치료에 유용한 다른 화합물도 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 화학식 Ⅰ 및 Ⅱ의 화합물, 특히 가바펜틴 및 프리가발린을 사용함에 따른 장점으로는 화합물의 비교적 무독성적 특성, 용이한 제제화, 화합물의 내성이 양호하다는 사실, 및 약물의 정맥 내 및 경구 투여의 용이함이 있다. 또한, 약물은 체내에서 대사되지 않는다.

본 명세서에 사용된 환자는 사람을 비롯한 포유동물이다.

본 발명에 따른 염증성 질환을 치료하는 감마-아미노부티르산 동족체의 능력은 염증 및 관절염의 몇몇 동물 모델에서 입증되었다.

도 1은 열에 의한 PLW(paw withdrawal latency, 발을 잡아당기기까지의 시간), 무릎 관절 주위, 및 급성 관절염이 발병하기 전의 동물에서의 통증 정도에 끼치는 프리가발린(S-(+)-3-IBG로 표시됨), 그의 상응하는 R 광학적 거울상 이성질체인 R-(-)-3-이소부틸 감마-아미노부티르산(R-(-)-3-IBG로 표시됨) 및 CSF(인공 뇌척수액)의 영향을 보여준다.

도 2는 급성 관절염이 발병한 후 투여된 0.9 및 10 ㎎/mL 투여량의 프리가발린, R-(-)-3-IBG 및 CSF가 열에 의한 PWL에 끼치는 영향을 보여준다.

도 3은 급성 관절염이 발병한 후 투여된 0.9 및 10 ㎎/mL 투여량의 프리가발린, R-(-)-3-IBG 및 CSF가 관절 종창에 끼치는 영향을 보여준다.

도 4는 급성 관절염이 발병한 후 투여된 0.9 및 10 ㎎/mL 투여량의 프리가 발린, R-(-)-3-IBG 및 CSF가 통증 관련 행동에 끼치는 영향을 보여준다.

하기하는 상세한 실시예는 감마-아미노부티르산 동족체의 특정 소염 활성을 예시한다.

<실시예 1>

가바펜틴은 연쇄상구균 세포벽(SCW)으로 유도된 발 부종(paw edema) 모델에서 평가하였다. 암컷 루이스 쥐는 제0일에 우측 경골족근골에 SCW(6 ㎍/쥐)로 감작시켰다. 전신성 SCW(100 ㎍/쥐)를 제21일에 투여하여 지연형 과민성 반응이 개시되기 1 시간 전에 부형제(0.5% 히드록시프로필메틸셀룰로스/0.2% 트윈 80) 또는 약물(100 ㎎/㎏, BID)을 경구 투여(10 mL/㎏)하고 제24일까지 투여하였다. 뒤발 부종은 제22일에서 제25일에 걸쳐 수은 혈관내혈량측정법으로 측정하였다.

가바펜틴은 제22, 23, 24 및 25일에 종창을 현저히 억제하는 것으로 나타났다(각각 58%, 77%, 83% 및 81%).

<실시예 2>

프리가발린을 상기에서와 같은 유사한 분석으로 평가한 결과 두드러진 소염 활성이 있는 것으로 나타났다. 이 분석은 연쇄상구균 세포벽(SCW)으로 유도된 재활성화 관절염 분석이다. 암컷 루이스 쥐에 인산염 완충 염수(PBS) 중에 현탁된 100 p 분율의 펩티도글리칸 폴리사카라이드(PG-PS) 10 ㎕를 관절 내 주사하였다. 대측 관절에 대조용으로서 PBS를 주사하였다. 100 ㎍의 PG-PS를 사용한 전신성 유발시험(challenge)은 최초 접종한지 21일 후에 꼬리 정맥을 통해 이루어졌다. 동물에 72 시간 동안 12 시간 주기로 프리가발린(3, 10 및 30 ㎎/㎏)으로 1일 당 3회 경구 투여하였다. 첫 번째 투여는 전신성 유발시험 1 시간 전에 이루어졌다.

제21일에 SCW로 동물을 사전 감작시킨 전신성 유발시험은 감작된 발목에서 급성 종창을 초래하였다. 각각 10 및 30 ㎎/㎏으로 투여된 프리가발린은 72 시간의 관찰 시간 동안 40% 까지 종창의 증가를 약화시켰다. 결과는 표 1에 나타냈다.

발목 종창에 끼치는 프리가발린의 영향(감작화 기간은 0 내지 20일이었음)

	제21일 PG-PS 유발시험	제22일	제23일	제24일
종창 (델타 부종, mL)	0	0.20	0.45	0.50	0 (n=6)	경구 투여용 프리가발린(㎎/㎏)
	0	0.12	0.38	0.50	3.0 (n=6)
	0	0.04	0.25	0.31	10.0 (n=6)
	0	0.06	0.20	0.21	30.0 (n=6)

상기 분석은 가바펜틴 및 프리가발린 등의 GABA 동족체가 유효한 소염제이며 관절염 환자가 겪게되는 종창을 감소시켰음을 입증하는 것이다.

<실시예 3>

프리가발린(CI-1008로도 공지된 S-(+)-3-IBG로서 S-이성질체), 상응하는 R-이성질체 및 (R)-3-(아미노메틸)-5-메틸헥산산(R-(-)-3-IBG로도 나타냄)은 또한 다음 소염 시험으로 분석하였다. 카올린 및 카라게난을 쥐의 무릎 관절에 주사하여 급성 실험적 관절염을 유도하였다. 염증제인 카라게난은 혈장 관외유출 및 부종을 초래한 후 신경펩티드 및 다른 소염 조절제를 관절강으로 방출시켰다. 관절 조 직에 대한 손상과 동시에, 통각과민과 같은 의식 상태의 쥐에서 나타나는 말초 및 중추 감작화 모두가 일어나는데, 이는 복사열원에 대한 관절 조직에 대한 손상과 동시에 발을 잡아당기기까지의 시간이 지연되는 것을 측정하여 쉽게 정량화할 수 있다. 프리가발린 및 그의 R-이성질체(R-(3)- IBG)는 염증이 유도되기 전과 염증이 유도된 후에 투여하였다.

36 마리의 수컷 스프레그-다울리 쥐(235 내지 380 g)는 소듐 펜토바르비탈(넴부탈; 50 ㎎/㎏^-1, 복강 내 투여)으로 마취시켰다. 미세투석 섬유(200 ㎛ 흡광도, 45000 MW 임계점, 호스팔(HOSPAL) AN69)은 2 mm 섹션은 제외하고 에폭시 수지로 코팅시켰다. 가장 아랫쪽의 늑골 뒤에서 작은 중심선 절개를 하였다. 이어서, 근육을 T₁₂ 척추 주위에서 제거하고, 양쪽 측면에 구멍을 냈다. 이어서, 미세투석 섬유를 요추 체절 L₄-L₆ 사이에서 척수의 등뿔로 가로로 통과시켜 투과성 2 mm의 섬유가 등뿔 내에 놓이게 하였다. 미세투석 섬유를 PE₂₀ 튜브(Becton and Dickson)에 연결하고 이어서 피부 아래에서 목덜미까지 관통시켰다. 섬유를 치과용 시멘트로 멸균시켰다. 인공 척수액(aCSF)을 1 시간 동안 5 ㎕/분의 속도로 튜브로부터 분출시킨 후 PE₂₀을 봉하고 동물을 회복시켰다.

열적 통각과민을 측정하기 위해, 동물을 복사열에 대해 발을 잡아당기기까지의 시간에 대해 시험하였다. 낮 동안 섬유를 배치하고, 동물은 높은 유리 플레이트상의 투명 합성 수지 칸막이 방에 수용하였다. 쥐가 발을 들어 올릴때까지 복사열을 뒤꿈치의 발바닥 위에 가하였다. 발을 들어 올리기까지의 시간은 발을 잡아당기기 까지의 시간(PWL, paw withdrawal latency)으로 여겨졌다. 양쪽 발 모두를 각각 5 분 간격으로 총 5회 시기로 시험하였다. 이들 5회 기록의 평균을 PWL로 이용하였다. 사전 처리된 쥐에서, PWL은 임의의 감마-아미노부티르산 동족체(기준선)를 투여하기 전 및 1.5 시간 동안 카올린 및 카라게난을 무릎 관절로 주사한 후 측정하였다. PWL은 관절염이 유도된 후 마지막 4 시간 동안 측정하였다. 후 처리 군에서, 동물은 무릎 관절에서의 관절염이 유도되기 전(대조군), 유도된지 4 시간 후, 및 약물을 주사한 지 1.5 시간 후, 즉 관절염이 유도된지 5.5 시간 후에 시험하였다. 무릎 관절 염증이 있는 동물에서 복사열에 대한 PWL이 감소하였다는 것은 2차 통각과민을 가리키는 것이다.

무릎 관절 주위도 연질 테이프 측정을 이용하여 카올린 및 카라게난(대조용)을 주사하기 전에 측정하였다. 뒤발을 억제하는 정도도 관절염이 유도된 후에는 두드러졌다. 이 변화를 정량분석하기 위해, 주관적인 통증 등급 스케일(0 내지 5)로 동물의 등급을 정하였다. 여기서, 0은 정상이고, 1은 발가락을 꼬는 상태, 2는 발가락을 밖으로 뒤집는 상태, 3은 부분적으로 중량을 견디는 상태, 4는 중량을 견디지 않고 저항하는 상태이고, 5는 뒷다리와의 어떠한 접촉도 피하는 상태이다.

관절염의 유도

대조군 행동 시험(후처리 군) 또는 약물의 주입 후(전처리 군)에 쥐를 소듐 메토헥시탈(브레비탈; 60 ㎎/㎏^-1 복강 내)로 간단히 마취하였다. 이어서, 무릎 관절에 멸균 염수(0.1 mL; pH 7.4) 중 3% 카올린 및 3% 카라게난을 주입하였다. 이어서, 쥐가 깨어날 때까지(약 5 분) 무릎 관절을 꺾었다.

감마-아미노부티르산 동족체의 투여

모든 감마-아미노부티르산 동족체를 인공 척수액(aCSF)(95% CO₂/5% O₂로 버블링시킴, pH 7.4)에 용해하고 척수로 5 ㎕/분^-1로 주입하였다. 프리가발린, R-(-)-3-IBG 또는 aCSF 중 어느 하나를 동물에 수여하였다. 후 처리군에서, 감마-아미노부티르산 동족체를 0.1, 0.9 및 10 ㎎/mL의 농도로 주입하였다. 이와 대조적으로, 전 처리군에는 10 ㎎/mL의 단일 투여량을 수여하였다.

통계학적 분석

데이타를 통상적으로 배분하였다. 통계학적 분석은 동일 시점에서의 처리 군 사이의 차이를 비교하여 짝을 이루지 않은 t-시험을 이용하여 수행하였다. 짝을 이룬 t-시험은 동일 군 내에서 처리 전 및 처리 후를 비교하는데 이용하였다. 0.05 이하의 AP값은 유의성이 있음을 가리킨다. 데이타는 평균값 ±s.e.m.으로 표현하였다. 스테티스티카(Statistica, Jandel Corpoartion)로 시험을 수행하였다.

결과

급성 관절염이 발생하기 전 척수로 주입된 프리가발린 및 R-이성질체의 영향

프리가발린, 그의 R-이성질체 또는 aCSF를 단독으로 척수의 등뿔로 주입하면 기준선 값과 비교했을 때 열적 통각과민 시험에서 PWL의 변화를 일으키지 않는다. 염증이 유도되기 전 aCSF로 처리된 쥐의 PWL은 주입 직전 기록된 값과 비교하였을 때 카올린 및 카라게난(P<0.01, 짝을 이룬t-시험)을 주입한지 4 시간 후에 현저히 감소하였다, 이 시기에 주입된 사지 및 주입되지 않은 사지 사이에 현저한 차이(P<0.05, 짝을 이루지 않은 t-시험)도 있었다.

그러나, 카올린 및 카라게난이 무릎 관절로 주입되기 전에 10 ㎎/mL의 농도의 프리가발린 또는 그의 R-이성질체가 척수를 통해 1.5 시간 동안 주입된 쥐에서는 2차 열적 통각과민이 4 시간 후 주입에서 관찰되지 않았다(도 1, 위 패널). 염증 후 및 카올린 및 카라게난을 주입하기 전 기록된 PWL 사이에서는 현저한 차이가 관찰되지 않았고, 카올린 및 카라게난이 주입된지 4 시간 후 자극된 사지 및 자극되지 않은 사지 사이에서도 차이는 없었다.

관절염이 유도되기 전 1.5 시간 동안 척수로 프리가발린 또는 R-이성질체를 주입해도 현저히 감소(P<0.05; 짝을 이루지 않은 t-시험)하였고, 카올린 및 카라게난을 무릎 관절로 주입한 후 전형적인 종창의 양은 aCSF가 주입된 쥐와 비교하였을 때 약 30%로 감소하였다(도 1B). 또한, 프리가발린 또는 그의 R-이성질체로 전처리하면 자발적인 통증을 가리키는 비정상적 발 자세의 발생을 방지하였다(도 1C).

급성 관절염의 발병 후 척수로 주입된 프리가발린 및 그의 R-이성질체의 영향

모든 시험된 동물(n은 30임)에서, 무릎 관절의 급성 염증이 유도된지 4 시간 후에 대조군에서의 값과 비교하였을 때 동측 발판의 복사열에 대한 PWL이 감소하였는데, 이는 2차 통각과민의 존재를 가리키는 것이다(도 2). 이러한 감소는 유의성이 있었다(짝을 이룬 t-시험, p<0.01). 무릎 관절의 염증이 유도된지 4 시간 후에는 카올린 및 카라게난을 주입하기 직전 기록된 측정값에 비해 무릎 관절 주위에서 현저히 증가하였다(P<0.05, 짝을 이룬 t-시험, 도 3). 염증이 생긴 후, 위에 대해 주어진 점수의 등급이 정해진 자발적 통증이 감소하였음을 반영하는 쥐의 자세에서도 변화가 있었다(부어오른 사지에 대한 중량을 견디는 것이 감소하고, 발가락을 꼼; 도 4, 빈 막대).

0.9 ㎎/mL의 프리가발린 또는 그의 R-이성질체를 척수의 등뿔에 주입하면 5.5 시간에서 열적 통각과민이 감소하였다(도 2A). 임의의 약물이 주입된 후 기록된 PWL이 염증이 유도된지 4 시간 후에 기록된 것과 현저히 다를지라도, 여전히 대조군 보다는 현저히 작다. 프리가발린은 그의 R-이성질체 보다 열적 통각과민을 감소시키는데 있어서 더 효과적이다. 무릎 관절의 염증이 유도된 후 많은 투여량, 즉 10 ㎎/mL의 프리가발린 또는 그의 R-이성질체를 주입하면 PWL이 대조군의 값으로 된다(도 2B). 이와 대조적으로, aCSF를 등뿔로 주입하면 열적 통각과민을 유도하지 않았다. 염증이 유도되고 aCSF가 주입된지 4 시간 후에서의 PWL는 현저히 다르지 않았다.

자발적 통증은 일정 투여량의 프리가발린 및 그의 R-이성질체의 주입에 의해서도 감소되었다. 약물의 이성질체 중 어느 하나를 주입한 후, 발 자세는 거의 정상이었지만, aCSF를 도입한 후에는 발가락을 꼬는 것과 발을 뒤집는 것이 관찰되었다.

상기 연구로부터의 결과는 카올린 및 카라게난을 쥐의 무릎 관절로 주입하면 2차 열적 통각과민, 무릎 관절의 종창 및 자발적 통증을 특징으로 하는 급성 관절 염을 초래함을 보여준다. 카올린 및 카라게난을 주입하기 전에 1.5 시간 동안 척수의 등뿔에 프리가바린 및 R-(3)-IBG를 주입하면 관찰되는 종창의 양이 감소하고 2차 통각과민 및 자발적 통증을 봉쇄하였다. 따라서, 감마-아미노부티르산 동족체는 염증성 질환, 특히 관절염을 치료하는데 유용하다.

<실시예 4>

가바펜틴, 또다른 감마-아미노부티르산 동족체를 동일한 분석으로 평가한 결과 카올린/카라게난 무릎 관절 염증, 2차 통각과민 및 자발적 통증 관련 행동에 끼치는 영향을 역전시켰다.

방법

2 개 실험 군의 30 마리 동물은 실험적 관절염이 유도되기 전(1) 및 시험적 관절염이 유도된 후에 시험하였다. 염증은 카올린/카라게난을 주입하여 무릎 관절 내에서 유도하였다. 가바펜틴 또는 aCSF를 척추 처리를 위해 등뿔 내에 둔 미세투석 섬유를 통해 투여하거나, 전신 방출을 위해 목덜미에서 피하 투여하였다. 모든 실험은 약물 처리에 대한 관찰자 맹검으로 수행하였다.

미세투석 섬유의 배치

스프레그-다울리 쥐(220 내지 270 g)는 소듐 펜토바르비탈(넴부탈; 50 ㎎/㎏^-1, 복강 내 투여)으로 마취시켰다. 미세투석 섬유(200 ㎛ 흡광도, 45000 MW 임계점, 호스팔(HOSPAL) AN69)은 2 mm 섹션은 제외하고 에폭시 수지로 코팅시켰다. 미세투석 섬유를 동물 24 마리의 등뿔 내에 두었다. L₁ 척추 상부의 피부에서 작은 중심선 절개를 하였다. 이어서, 근육을 L₁ 척추 주위에서 제거하고, 양쪽 측면에 구멍을 냈다. 이어서, 미세투석 섬유를 요추 체절 L₄-L₆ 사이에서 척수의 등뿔로 가로로 통과시켜 투과성 2 mm의 섬유가 등뿔 내에 놓이게 하였다. 미세투석 섬유를 PE₂₀ 튜브(Becton and Dickson)에 연결하고 이어서 피부 아래에서 목덜미까지 관통시켰다. 미세투석 섬유와 PE₂₀ 튜브 사이의 연결 부위를 치과용 시멘트로 고정시켰다. 인공 척수액(aCSF)을 1 시간 동안 5 ㎕/분의 속도로 튜브로부터 분출시킨 후 PE₂₀을 봉하고 24시간 동안 동물이 회복되도록 하였다. 일단 쥐가 깨어나면, 운동 결함에 대해 조사하였다. 운동 결함이 있는 쥐는 모두 연구에서 제외하였다. 또다른 6 마리 쥐에서 약물 투여를 위한 전신성 억제로서, 미세투석 섬유를 목덜미의 피하 조직에 이식하였다.

행동 시험 및 관절염 평가

유해 복사열에 대한 PWL을 열적 통각과민으로 측정하였다. 무릎 관절 염증이 있는 동물에서 PWL의 감소는 2차 통각과민을 가리키는 것으로 판명되었다. 복사열 자극은 염증이 일어난 무릎 관절로부터 상당히 떨어진 지점의 뒤꿈치 위에 가해지기 때문에, 보고된 측정값은 2차 열 통각과민을 나타낸다.

섬유를 제자리에 놓은 다음날, 동물을 높은 유리판 상의 작은 루사이트(lucite) 내에 수용하였다. 쥐가 발을 들어 올릴때까지 복사열을 뒤꿈치의 발바닥 위에 가하였다. 발을 들어 올리기까지의 시간은 발을 잡아당기기 까지의 시간으로 여겨졌다. 양쪽 발 모두를 각각 5 분 간격으로 총 5회 시기로 시험하였다. 이들 5회 기록의 평균을 PWL로 이용하였다. 사전 처리된 쥐(n은 12임)에서, PWL은 임의의 약물(기준선)을 투여하기 전 및 1.5 시간 동안 약물을 주입한 후 측정하고, 관절염이 유도된 후 마지막 4 시간 동안 측정하였다. 후처리 군에서(n=18), 동물은 무릎 관절에서의 관절염이 유도되기 전(기준선), 유도된지 4 시간 후, 및 약물을 주입한 지 1.5 시간 후, 즉 관절염이 유도된지 5.5 시간 후에 시험하였다.

통증 연관 행동인 사지관절의 뒷발 보호 정도는 2인의 독립적 관찰자가 기록하였다. 이 변화를 정량분석하기 위해, 주관적인 통증 등급 스케일(0 내지 5)로 동물의 등급을 정하였다. 여기서, 0은 정상이고, 1은 발가락을 꼬는 상태, 2는 발가락을 밖으로 뒤집는 상태, 3은 부분적으로 중량을 견디는 상태, 4는 중량을 견디지 않고 저항하는 상태이고, 5는 뒷다리와의 어떠한 접촉도 피하는 상태이다.

무릎 관절 주위도 연질 테이프 측정을 이용하여 관절염이 유도되기 전(기준선), 유도된지 4 시간 후(전처리 및 후처리 군), 및 후처리 군에서 약물을 주입한 지 1.5 시간 후, 즉 관절염이 유도된지 5.5 시간 후에 시험하였다.

관절염의 유도

기준선 행동 시험(후처리 군) 또는 약물의 주입 후(전처리 군)에 쥐를 소듐 메토헥시탈(브레비탈 소듐; 60 ㎎/㎏ 복강 내)로 간단히 마취하였다. 이어서, 무릎 관절에 멸균 염수 중에 현탁된 0.1 mL의 3% 카올린 및 3% 카라게난을 주입하였다. 이어서, 쥐가 깨어날 때까지(약 5 내지 10 분) 무릎 관절을 손으로 꺽었다.

약물의 투여

대조군으로서 가바펜틴 또는 aCSF를 동물에 수여하였다. 가바펜틴을 aCSF에 용해하였다. 가바펜틴 및 aCSF는 모두 미세투석 섬유를 통하여 5 ㎕/분으로 주입하였다. 가바펜틴 용액 및 aCSF의 pH는 사용하기 전에 95% CO₂/5% O₂로 버블링시켜 조절하였다(약 7.4). 연구를 위해 10 ㎎/mL를 단일 투여하였다.

통계학적 분석

각 군에 대한 결과는 기준선 ±평균의 표준 오차(s.e.m.)로부터의 평균 백분율의 변화로서 표현하였다. 짝을 이룬 t-시험은 각 군의 동물의 기준선과 시험 반응을 비교하는데 이용하였다(p<0.01).

결과

기준선 측정값

본 연구에 이용된 모든 쥐의 기준선 PWL, 자발적 행동 및 무릎 관절 주위는 척수 또는 피하로 약물 또는 부형제를 주입하기 전에 측정하였다(표 2). 평균 PWL및 무릎 관절 주위는 각각 10.52 ±0.39초 및 5.26 ±0.03 cm이었다. 통증 관련 자발적 행동이 나타나지 않았고 점수 0을 주었다.

관절 염증에 수반되는 변화

모든 측정 시에 관절염 동물에서 예상되는 결과를 표 2에 나타냈다. 데이타는 처리군 동물로부터 관절염 대조군 동물에 대한 측정값을 합한 것이다. aCSF로 처리된 관절염 대조군 쥐(n은 12임)에서 카올린 및 카라게난을 주사한지 4 시간 후에 유해 복사열에 대한 PWL은 기준선 값의 76%로 감소하였다. 이 감소는 유의성(p<0.01, 짝을 이룬 t-시험)이 있으며, 2차 통각과민의 존재를 가리키는 것이었다.

관절염 동물에서는 쥐의 뒤발 자세의 현저한 변화가 있었는데, 이는 자발적 통증 관련 행동으로 진행하는 것을 가리키는 것이다. 통증 관련 행동으로 자발적으로 진행하는 것을 의미하는 이러한 변화는 1.25 ±0.13의 점수로서 나타내었다(p<0.01). 무릎 관절 주위에서 14%의 유의적 증가는 기준선에 비해 주목할 만한 것이었다(p<0.01, 짝을 이룬 t-시험).

관절염이 아닌 동물 대 관절염 동물

	PWL (초)	PWL (기준선의 %)	행동 점수	주위 (cm)	주위 (기준선에 대한% )
기준선	11.47 ±0.56	100	0	5.18 ±0.04	100
관절염(4 시간)	8.66 ±0.56^*	76.42 ±3.10^*	1.25 ±0.13^*	5.92 ±0.09^*	114.38 ±1.86^*
*p<0.01

무릎 관절 염증 전에 척수로 직접 주입된 가바펜틴의 영향

가바펜틴은 가해진 복사열에 대한 2차 통각과민의 발병을 예방하는데 있어 효과적이다. 가바펜틴 또는 aCSF는 무릎 관절에 카올린 및 카라게난을 주사하기 전 미세투석 섬유를 통해 척수로 주입하였다. 척추로 약물을 주입한지 1.5 시간 후에 기준선과 비교했을 때, 복사열에 대한 PWL의 현저한 변화는 없었다(표 3). 카올린 및 카라게난으로 무릎관절에 주사한지 4 시간 후에 관절염이 있는 뒤발의 복사열에 대한 PWL 반응 및 자세는 무관절염적 기준선으로부터 현저히 변하지 않았다. 이와 대조적으로, aCSF로 처리된 동물은 PWL 반응 시에 현저한 감소가 있었고, 유의적 자발적 통증 관련 행동이 입증되었다. 염증이 일어난 주위는 aCSF 관절염 대조군 쥐와 유사한 것으로서, 관절염 4 시간 후에 현저히 증가하였다. 따라서, 카라게난은 2차 가열 통각과민을 예방하고 발병 및 자발적 통증 관련 행동을 평가하는데 매우 효과적이었다.

염증 전 투여된 가바펜틴의 영향

	기준선 (대조군의 %)	PWL (약물을 주입한 지 1.5 시간 후)	PWL (약물을 주사한 지 4 시간 후)	행동 점수 (약물을 주사한 지 4 시간 후)	주위 (약물을 주사한 지 4 시간 후)
가바펜틴	100	105.18 ±4.56	100.03 ±4.37	0.67 ±0.30	114.20 ±1.53^*
aCSF(n은 6임)	100	93.12 ±6.31	74.47 ±3.44^*	1.33 ±0.2^*	114.87 ±1.74^*
*p<0.01

무릎 관절 염증 후 척수 또는 피하로 주입된 가바펜틴의 영향

관절염 동물을 가바펜틴으로 척수 투여하여 후 처리하면 2차 가열 통각과민 및 자발적 통증 관련 행동을 역전시켰다. 후 처리 시에 2 개 군의 동물에 가바펜틴을 투여하였다(표 4). 한 개군의 쥐에 척수로 직접 이식된 미세투석 섬유를 통해 약물을 주입하였다. 다른 군에는 목덜미 부분에 피하 이식된 미세투석 섬유를 통해 가바펜틴을 전신적으로 투여하였다.
카올린 및 카라게난을 주사한지 4 시간 후에, 동물 모두 PWL 반응 및 자발적 통증 관련 행동이 감소되었음을 보여주었다. 가바펜틴을 척수로 주입한 군에서는 PWL이 기준선 측정값의 약 81%로 감소하였다(p<0.01, 짝을 이룬 t-시험). 척수로 가바펜틴을 주입한지 1.5 시간 후까지는 PWL이 기주선으로 되돌아오고 발가락은 거의 펴졌다.

염증 후 투여된 가바펜틴의 영향

	PWL 또는 주위 (대조군의 %)	PWL (관절염 4 시간 후)	PWL (관절염 5.5 시간 후)	행동 점수 (관절염 5.5 시간 후)	주위 (관절염 5.5 시간 후)
가바펜틴 (척수) (n은 6임)	100	80.71 ±3,23^*	100.85 ±10.63	0.50 ±0.20	122.22 ±2.32^*
가바펜틴 (피하) (n은 6임)	100	85.05 ±3.68^*	81.89 ±4.43^*	1.17 ±0.29^*	120.66 ±3.59^*
aCSF (척수) (n은 6임)	100	78.37 ±5.37^*	78.57 ±4.38^*	1.17 ±0.28^*	113.89 ±3.49^*
*p<0.01

가바펜틴을 피하 주입한 군에서는 유해 복사열에 대한 PWL은 관절 주사 4 시간 후 측정값으로부터 15% 감소하였고 약물 주입 1.5시간 후에는 PWL은 aCSF 대조군 관절염 주사와 유사하게 기준선 값의 82%로 지속적으로 감소하였다. 통증 관련 행동 점수 및 염증이 일어난 관절 주위 모두 모든 군에서 관절염 4 시간 후 및 약물 주입 1.5 시간 후(5.5 시간 후)에 현저히 증가하였다.

상기 연구에서, 감마-아미노부티르산 동족체, 예를 들어 가바펜틴은 2차 가열 통각과민 및 자발적 통증 관련 행동에 대한 카올린/카라게난이 무릎 관절염증에 끼치는 영향을 예방 및 역전시키는데 효과적임이 입증되었다. 두 처리군 모두에서 두드러진 발견 사항은 기준선에 대한 PWL 지연 점수를 유지(또는 되돌림)하는 가바펜틴의 능력이었다. 본 모델에 있어서, 관절염이 완전히 발병한 후 통각과민 및 통증 관련 행동을 감소시키는데 있어서의 그 유효성은 가바펜틴 및 유사 감마-부티르산 동족체가 임상적 염증성 질환에 유용한 효과가 있음을 가리키는 것이다.

Claims

소염 유효량의 하기 화학식 I의 감마-아미노부티르산(GABA) 동족체 또는 그의 제약상 허용 가능한 염을 포함하는, 염증성 질환의 예방 또는 치료용 제약 조성물.

<화학식 Ⅰ>

식 중,

R₁은 수소 또는 C_1-8 알킬이고,

n은 4 내지 6의 정수이다.
삭제
제1항에 있어서, 화학식 Ⅰ의 화합물이 가바펜틴인 조성물.
제1항에 있어서, 화학식 Ⅰ의 화합물의 환형 고리가 메틸 및 에틸로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 기로 치환된 것인 조성물.
제4항에 있어서, 화학식 Ⅰ의 화합물이 (1-아미노메틸-3-메틸시클로헥실)아세트산인 조성물.
제4항에 있어서, 화학식 Ⅰ의 화합물이 (1-아미노메틸-3-메틸시클로펜틸)아세트산인 조성물.
제4항에 있어서, 화학식 Ⅰ의 화합물이 (1-아미노메틸-3,4-디메틸시클로펜틸)아세트산인 조성물.
하기 화학식 Ⅱ의 화합물 또는 그의 제약상 허용 가능한 염을 포함하는, 염증성 질환의 예방 또는 치료용 제약 조성물.

<화학식 Ⅱ>

식 중,

R₁은 탄소 원자수가 1 내지 6인 직쇄 또는 분지쇄 알킬, 페닐, 또는 탄소 원자수가 3 내지 6인 시클로알킬이고,

R₂는 수소 또는 메틸이고,

R₃은 수소 또는 메틸이다.
제8항에 있어서, 화학식 II의 화합물이 프리가발린(pregabalin)인 조성물.
제8항에 있어서, 화학식 II의 화합물이 (R)-3-(아미노메틸)-5-메틸-헥산산인 조성물.
제8항에 있어서, 화학식 II의 화합물이 3-(1-아미노에틸)-5-메틸-헥산산인 조성물.