KR101201956B1 - 파카스트리사민을 유효성분으로 함유하는 과증식성 피부질환과 악성흑색종의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피토스핑고신(phytosphingosine)의 신규한 용도에 관한 것으로서 보다 상세하게는 피토스핑고신 유도체 중 하나인 파카스트리사민(pachastrissamine)을 약학적으로 허용 가능한 유효성분을 포함하는 과증식성 피부질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 특히 피부각질세포의 과발현이 원인인 건선(psoriasis) 혹은 피부암 중 가장 악성 질환으로 여겨지는 악성흑색종(malignant melanoma)의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은 FoxO3a 단백질의 발현 증가 및 분해 억제를 통한 이상증식세포의 apoptosis 유도와 세포 주기(cell cycle) 억제를 통한 세포 증식억제에 의한 질환의 예방 또는 치료 효과를 갖는다. 따라서 본 발명의 조성물은 피부암 또는 건선 등 각종 과증식성피부질환의 예방 또는 치료의 목적으로 사용할 수 있다.

피토스핑고신(phytosphingosine), 파카스트리사민(pachastrissamine), 암, 흑색종(malignant melanoma), 건선(psoriasis)

Description

파카스트리사민을 유효성분으로 함유하는 과증식성 피부질환과 악성흑색종의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 {Pharmaceutical composition for preventing and treating proliferating skin diseases and melanoma comprising pachastrissamine or salt there of as an active ingredient}

본 발명은 파카스트리사민을 유효성분으로 함유하는 과증식성 피부질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 세포주기 억제 및 세포사멸 유도를 통한 건선 및 악성흑색종 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

세포(cell)는 끊임없이 세포주기를 반복하면서 조직의 여러 기능을 유지하면서 세포의 죽음과 증식이 균형을 이루게 되는데 이 균형이 무너지면 질병이 생기게 된다. 정상 세포 조직에서는 세포의 증식과 죽음이 균형을 이루어 조직의 세포수가 일정하게 유지되는 반면, 종양세포 조직에서는 급속한 세포증식에 비해 세포의 죽음이 적절히 일어나지 못하기 때문에 세포수가 정상 조직에 비해 일방적으로 증가되어 암세포가 된다(Raff.M.C., Nature, 356:397, 1992). 이러한 균형을 유지 하게 해주는데 가장 중요한 세포의 죽음에는 두 가지 형태의 메커니즘이 존재한다. 첫 번째는 일반적으로 수동적이고 우발적으로 발생하는 통상적인 형태인 괴 사(necrosis)로 알려져 있다. 형태학적으로 괴사는 미토콘드리아 및 원형질의 팽윤 및 핵 손상을 특징으로 하고, 세포의 붕괴, 및 그의 자가분해로 인해 죽음을 맞이한다. 조직 괴사는 일반적으로 예로써 세포의 물리적 외상 또는 화학적 독성에 기인한다. 세포 죽음의 또 다른 형태는 apoptosis라는 예정된 세포사멸(programmed cell death)을 의미하는 것으로서 생리 및 병리적 상황에서 일어나는 세포사멸의 한 형태이고 태아의 발생과정, 조직 발육, 분화 및 생체항상성과 세포의 분화, 성장 및 성숙과 밀접하게 연관되어 있다.

스핑고리피드(sphingolipid)는 지질 이중막(lipid bilayer)의 구조 형성에 아주 중요하게 작용하는 membrane lipid(멤브레인 지질)의 한 형태이다. 지난 2-30년간 스핑고리피드와 스핑고리피드의 대사물질의 기능에 관해 분자생물학적 혹은 생화학적 연구가 지금까지 지속되어 오고 있다. 현재까지 이들의 기능에 관해 알려진 바로는 세포증식, apoptosis, cell migration(세포 이동), senescence(세포 노쇠)를 통한 면역학적 혹은 세포생물학적 기능에 관한 연구가 진행되어 왔으나 아직 구체적인 성과는 얻지 못한 상태이다.

피부는 인체의 최 바깥층에 위치하며, 외부의 자극에도 항시 노출되어 있는 장기이다. 증식성 피부 질환은 전세계적으로 만연되어 있고, 수백만 명의 인류 및 이들에 의해 길들여진 동물들이 고생하고 있다. 증식성 피부 질환은 각질형성 세포 증식 또는 분할을 특징으로 하며, 또한 불완전한 표피의 분화와 관련이 있을 수도 있다. 건선(psoriasis)은 본 발명과 관련된 증식성 피부 질환 중 가장 심각한 것이다.

건선은 일반적으로 두꺼워진 인설(각질의 층상 덩어리)로 덮인 반점을 특징으로 하는 사람 피부의 과증식성 피부질환이며 피부의 대표적인 난치성 질환으로 완치되는 경우는 드물고 기간을 두고 재발과 완화를 거듭하는 질환이다(대한피부과학회 교과서 편찬위원회, 개정 4판 피부과학, 12장 구진인설성 질환, 221페이지, 2001년). 백인의 약 3%, 미국인의 약 2%, 아프리카계 미국인의 약 1%가 건선을 앓고 있다고 알려져 있다. 건선은 피부각질 형성세포의 과증식에 의한 것으로 정상피부의 피부 세포는 기저층으로부터 과립층으로 이동하는데 약 4주가 걸리는 반면, 건선에서는 세포가 빠르게 증식하여 단 6-9일 만에 이동한다(Grove, G.L., Int. J.Dermatol., 18, 111-122, 1979). 이와 같이, 세포의 비정상적 증식이 건선의 원인이므로, 현재의 치료는 피부세포의 증식을 늦추고 염증을 감소시키는데 집중되고 있다. 건선의 국소치료로는 스테로이드 크림을 이용한 치료, 자외선 치료(UVB, 290-320 nm) 및 피부 세포의 증식을 억제하는 비타민 D 연고를 이용한 치료 등이 있다. 스테로이드 연고는 매우 효과적이나 치료효과가 오래 지속되지 못하며 사용할수록 효과가 떨어지고 피부가 위축되는 등의 부작용이 있고, 자외선 치료는 비교적 오랫동안 지속되는 치료효과가 있지만 주기적으로 병원을 방문하여 치료를 받아야 하는 번거로움이 있으며 너무 장기간의 자외선 치료는 광노화를 촉진하고 피부암의 발생가능성도 높일 수 있다. 비타민 D 연고는 스테로이드 연고의 부작용은 없으나 스테로이드 연고와 비교했을 때, 절반 정도의 환자에서만 효과를 볼 수 있으 며 자극이 심한 것이 단점으로 알려져 있다. 건선은 혈관신생(angiogenesis)과 함께 피부각질형성 세포를 빠르게 증식시키므로 이러한 피부각질형성 세포에 세포사멸을 유도하는 제제가 효과적인 치료약으로 제시되어 왔다.

악성흑색종은 여러 피부암 중에서도 가장 위험한 암이다. 주로 발바닥에 생기는 점과 같은 형태로 생기는데 일반적으로 악성흑색종을 암으로 인식 못하고 방치하다 결국에는 목숨까지 잃는 경우가 자주 발생한다. 여러 피부암이 그렇듯이 눈에 띄는 정상이 보이면 이미 암이 상당히 진행 된 것을 의미하고 다른 장기로 전이가 일어날 확률이 높다. 그러나 악성흑색종의 경우는 다른 암에 비해서 암 전이가 굉장히 강력하게 일어나기 때문에 피부에 생기는 악성흑색종보다 전이된 흑색종으로 인해 목숨을 잃는다. 또 피부에 생기는 암의 경우 그 범위가 상당히 넓기 때문에 수술 혹은 치료 부위를 상당히 폭넓게 정하고 해당 암 부위와 그 주변을 도려내거나 절단하는 치료를 하게 된다. 이러한 이유로 환자들이 치료를 거부하여 질환 상태가 심각하게 악화되는 악순환을 반복 하게 된다. 이러한 암의 특징보다 문제가 되는 것은 일반적으로 피부암을 심각하게 생각하지 않고 방치하거나 심지어는 치료받기를 거부하는 경우도 많다. 악성흑색종 발병 빈도의 경우 1980년부터 2004년 사이에 젊은 코카시안 여성들 사이에서 매년 흑색종의 빈도가 50퍼센트 증가하였고 국립의료원 성형외과 팀이 지난 1993년부터 2007년까지 15년 동안 피부 악성종양으로 수술 받은 251사례에 대한 후향적 분석을 실시한 결과, 피부암이 재발한 환자가 다시 2차 재발한 경우가 50%에 이르는 것으로 나타났다.

이에 본 발명자들은 파카스트리사민의 생리적 기능에 대해서 연구하던 중 이들이 건선과 같은 피부각질세포의 과증식으로 인한 질환 혹은 악성흑색종과 같은 피부암의 생성억제와 같은 새로운 기능을 한다는 점을 발견하여 파카스트리사민을 포함하는 건선 혹은 악성흑색종의 예방 및 절단이나 절개와 같은 극단적인 치료법이 아닌 약물 치료용 조성물을 개발함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 과증식성 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 과증식성 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 파카스트리사민은 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 천연으로부터 분리 정제하거나, 상업적으로 구입하여 사용하거나 또는 당 업계에 공지된 화학적 합성법으로 제조할 수 있다.

파카스트리사민은 해면(marine sponge) Pachastrissa로부터 분리/정제될 수 있다. 본 발명에 따른 파카스트리사민은 물, 에탄올 및 메탄올과 같은 탄소수 1 내지 6개의 알코올, 아세톤, 에틸아세테이트, n-핵산, 디에틸에테르, 아세톤, 벤젠과 같은 유기용매를 이용한 추출 및 크로마토그래피 등의 당업계에서 통상적으로 사용되는 공지의 방법에 의해 추출될 수 있다.

본 발명은 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 하는 과증식성 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 과증식성 피부질환이란 생체의 조직을 구성하는 피부세포가 증식 조절 기능을 상실하여 필요이상으로 증식함으로서 발생하는 질환을 말한다. 이에 속하는 것으로는 이에 제한되지는 아니하나 피부암, 어린선, 일광각화증, 보웬병(Bowen's disease), 유두종, 습진, 중독성 습진, 아토피 피부염, 심상성 좌창, 지루성 피부염, 편평태선, 선상태선, 족부과각화증, 지루각화증, 광선각화증, 피부 사마귀병변, 피부노화, 광노화 및 심상성 건선 및 건선 농포증을 비롯한 다양한 형태의 건선일 수 있다. 보다 바람직하게는 건선 또는 악성흑색종일 수 있다.

상기 본 발명에 따른 파카스트리사민의 세포이상증식으로 인한 질환의 예방 또는 치료 효과는 본 발명자들에 의해 실험을 통해 확인되었다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 약학적 조성물이 이상증식한 세포에 대하여 세포독성 효과가 있는지 여부를 알아보기 위하여 인간각질세포주(HaCaT)와 악성흑색종 세포주(B16F10, A375)를 배양 한 후 본 발명의 파카스트리사민을 농도별로 첨가하고 MTT assay 방법으로 세포의 생존능력을 측정하였다. 그 결과, 파카스트리사민의 농도가 증가할수록 생존하는 세포의 수가 감소하였다. 이에 파카스트리사민이 이상증식 세포에 대하여 세포독성 효과를 가지고 있음을 확인하였다(실시예 1 참조).

본 발명의 파카스트리사민이 보인 세포독성 효과의 기작을 자세히 알아보기 위하여 본 발명의 다른 실시예에서는 파카스트리사민의 이상증식 세포의 세포증식에 영향을 미치는지, 세포사멸(apoptosis)을 유도하는지 여부를 관찰하였다. 세포 증식 억제 여부는 HaCaT 세포를 파카스트리사민을 첨가하고 배양하여 시간별 세포의 수를 측정하여 대조군과 비교하였다. 그 결과, 대조군의 세포는 배양시간이 경과함에 따라 세포의 수가 증가하지만 파카스트리사민을 첨가한 경우 세포의 수가 배양시간이 경과함에 따라 감소하는 것을 관찰하였다. 이에 파카스트리사민이 이상증식 세포의 세포증식을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다(실시예 2-1 참조).

세포사멸 유도 여부는 HaCaT 세포와 악성흑색종 세포를 파카스트리사민을 첨가하여 배양한 군과 세포사멸을 억제하는 물질인 리튬클로라이드를 파카스트리사민과 함께 첨가하여 배양한 군을 세포 수 측정하여 비교하였다. 그 결과, 리튬를로라이드를 함께 첨가한 군은 파카스트리사민만 첨가한 군에 비하여 상기 세포 수 감소 효과가 약해진 것을 확인하였다. 또한 세포사멸 검출 키트를 이용하여 TUNEL 방법으로 각 세포배양군의 세포사멸 진행 여부를 관찰하였다. 그 결과, 파카스트리사민을 첨가한 경우 관찰되는 대부분의 세포핵에서 세포사멸이 진행되는 것을 확인하였다(실시예 2-2 참조).

파카스트리사민이 HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주의 세포증식을 억제하고 세포사멸을 유도하는 기작을 자세히 밝혀내기 위하여 본 발명의 또 다른 실시예에서는 파카스트리사민이 AKT의 활성도와 ERK의 활성도 조절에 미치는 영향을 조사하였다. AKT의 활성도에 미치는 영향 조사는 파카스트리사민을 첨가하여 배양한 HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주에서 AKT 단백질의 변화를 western blotting을 통하여 확인하였고 ERK의 활성도에 미치는 영향 조사는 파카스트리사민을 첨가하여 배양한 HaCaT세포주에서 ERK 단백질의 변화를 ERK 저해제인 U0126을 함께 첨가한 군 및 U0126만을 첨가한 군과 western blotting을 통하여 비교하였다.

그 결과 파카스트리사민을 처리한지 30분 후에는 AKT의 인산화 정도가 떨어지는 것을 확인하였으며, 파카스트리사민을 처리한지 60분 후에는 AKT의 인산화 정도가 증가하는 것을 확인하였다(실시예 3-1 참조).

ERK의 활성도에 미치는 영향을 조사한 결과 파카스트리사민을 첨가하여 배양한 경우 U0126을 첨가한 경우와 마찬가지로 ERK의 인산화를 거의 완벽하게 저해하였음을 확인하였다. 또한 EGF를 추가로 처리하여 ERK의 인산화를 촉진시킨 경우에 있어서도 파카스트리사민은 ERK의 인산화를 저해하는 것을 확인하였다. 또한 caMEK(constitutively active MEK1 mutant)를 과발현시켜 ERK의 인산화를 촉진시킨 경우와 Ras를 과발현하여 MEK를 활성화하는 경우에 있어서 파카스트리사민에 의한 ERK 혹은 MEK의 활성화 저해 효과를 조사한 결과 파카스트리사민에 의한 ERK 활성도 저해 효과는 상위 시그널인 MEK를 저해하는 효과로 인한 것임을 확인하였다(실시예 3-2 참조).

본 발명의 파카스트리사민의 이상증식 세포의 세포증식 억제와 세포사멸 유도 기작을 규명하기 위하여 파카스트리사민이 세포증식 억제인자인 FoxO3a의 발현 조절에 미치는 영향을 조사하였다. 파카스트리사민을 첨가하여 배양한 세포주의 FoxO3a 단백질과 인산화된 FoxO3a(pFoxO3a)단백질의 양을 western blotting을 통하여 조사한 결과 파카스트리사민을 첨가한 경우 두 단백질 모두 그 양이 증가하는 것을 확인하였다(실시예 4-1, 4-2 참조). 또한 파카스트리사민의 FoxO3a의 발현조절 기작이 AKT pathway와 관련성이 있는지 확인하여 위하여 FoxO3a 항체와 2차 항체로 Alex488(invitrogen) 항체를 사용하여 immunocytochemistry를 실시한 결과 AKT pathway와는 독립적으로 작용하는 것을 확인하였다(실시예 4-3 참조).

파카스트리사민의 FoxO3a의 발현조절 기작이 ERK pathway와 관련성이 있는지 확인하여 위하여 HaCaT 세포주에 ERK 저해제인 U0126과 PD98059를 파카스트리사민과 함께, 혹은 파카스트리사민, U0126 및 PD98059를 각각 단독으로 첨가하여 배양한 후 FoxO3a 단백질의 양을 western blotting 방법으로 측정하였다. 그 결과 음성대조군에 비하여 이들을 첨가한 경우 FoxO3a 단백질의 양이 증가함을 확인하였고, 파카스트리사민을 U0126과 함께 첨가한 경우 그 증가 정도가 더 많아지는 것을 확인하였다. ERK에 의한 FoxO3a 단백질의 양의 조절 기작을 알아보기 위하여 ERK를 활성화 하는 EGF를 파카스트리사민과 함께 첨가하여 배양한 세포를 용해하여 FoxO3a 항체를 이용하여 면역침강법으로 샘플을 분리한 후 ubiquitin 항체를 이용하여 western blotting하여 FoxO3a 단백질의 ubiquitination 정도를 측정하였다. 그 결과 EGF에 의하여 증가되는 ubiquitination 정도가 파카스트리사민을 처리함에 따라 줄어드는 것을 확인하였다. 이로서 ERK에 의한 FoxO3a 단백질의 분해가 파카스트리사민에 의해 저해되는 것을 확인하였다(실시예 4-4 참조).

파카스트리사민이 ERK의 활성화(phosphorylation)를 저해하고 이에 따라 ERK 에 의한 FoxO3a의 분해 촉진 효과가 저해되는 과정에 beta-catenin이 관여되는지 여부를 알아보기 위하여 파카스트리사민과 beta-catenin의 저해 단백질인 GSK3-beta의 저해제인 리튬클로라이드를 각각 첨가한 배양세포를 용해하여 western blotting 방법으로 pGSK3-beta, GSK3-beta, pCatenin 및 Catenin의 양을 측정하였다. 그 결과 리튬클로라이드를 첨가한 군의 경우 GSK3-beta의 인산화가 진행되어 단백질의 활성도가 저해되고 결국 beta-catenin의 인산화가 저해되어 bete-catenin의 안정화가 일어나는 것에 비하여 파카스트리사민의 경우 반대로 GSK3-beta의 인산화를 저해하여 beta-catenin의 인산화를 증가시키는 것을 확인하였다(실시예 5-1 참조).

beta-catenin이 FoxO3a 단백질 분해에 미치는 영향과 그 과정에서 파카스트리사민이 미치는 영향을 조사하기 위하여 beta-catenin을 과발현시킨 HaCaT 세포주와 음성대조군의 FoxO3a 단백질 양을 western blotting 방법을 통하여 확인하였다. 그 결과 beta-catenin이 과발현된 세포주의 경우 FoxO3a의 발현양이 감소하는 것을 확인하였다. 또한 동일한 세포군에 ERK 저해제인 U0126을 함께 처리한 경우의 FoxO3a와 beta-catenin의 발현양을 조사한 결과 ERK를 저해하는 경우 beta-catenin의 발현양은 변화가 없으나 FoxO3a의 발현양은 정상으로 회복 된 것을 확인하였다. 따라서 파카스트리사민의 beta-catenin의존적 ERK인산화 억제를 통하여 ubiquitin에 의한 FoxO3a분해가 저해되는 것을 확인하였다(실시예 5-2 참조).

상기 본 발명에 따른 파카스트리사민의 세포이상증식으로 인한 질환의 예방 또는 치료 효과는 본 발명자들에 의해 동물 실험을 통해 확인되었다.

즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 약학적 조성물이 마우스의 악성흑색종 전이 모델에서 악성흑색종의 전이를 억제하는지 여부를 알아보기 위하여 생후 6주가 된 마우스에 악성흑색종 세포주를 주사하고 24시간 후부터 일정기간 파카스트리사민을 주사한 후 그 폐를 적출하여 대조군의 폐와 비교하였다.

그 결과 파카스트리사민을 주사한 마우스가 대조군에 비하여 악성흑색종의 전이가 현저히 억제되어 있는 것을 확인하였다(실시예 6 참조).

본 발명에 따른 파카스트리사민은 그 자체 또는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 상기 ‘약학적으로 허용되는’이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 것을 말하며, 상기 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하다. 상기 유리산은 유기산과 무기산을 사용할 수 있다. 상기 유기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 구연산, 초산, 젖산, 주석산, 말레인산, 푸마르산, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 트리플로오로아세트산, 벤조산, 글루콘산, 메타술폰산, 글리콜산, 숙신산, 4-톨루엔술폰산, 글루탐산 및 아스파르트산을 포함한다. 또한 상기 무기산은 이에 제한되는 것은 아니나 염산, 브롬산, 황산 및 인산을 포함한다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 단독으로 함유하거나 또는 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 안정화제, 보존제, 부형제 또는 희석제를 추가로 함유할 수 있다.

약학적으로 허용되는 담체로는 예컨대, 경구 투여용 담체 또는 비경구 투여용 담체를 추가로 포함할 수 있다. 경구투여용 담체에는 락토스, 전분, 셀룰로오스 유도체, 마그네슘 스테아레이트, 스테아르산 등을 포함 할 수 있으며 비경구 투여용 담체로는 물, 오일, 식염수, 수성 글루코오스 및 글리콜 등을 포함할 수 있다. 안정화제로는 아황산수소나트륨, 아황산나트륨 또는 아스코르브산 등이 있으며, 적합한 보존제로는 벤즈알코늄 클로라이드, 메틸- 또는 프로필-파라벤 및 콜로로부탄올이 있다. 그 밖의 약학적으로 허용되는 담체로는 다음의 문헌에 기록되어 있는 것을 참고로 할 수 있다(Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Company, Easton, PA, 1995).

본 발명의 약학적 조성물은 인간을 비롯한 동물에 어떠한 방법으로도 투여할 수 있다. 예를 들면, 경구 또는 비경구적으로 투여할 수 있다. 비경구적인 투여방법으로는 이에 한정되지는 않으나, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장내 투여일 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 약학적 조성물은 경피 투여될 수 있다. 상기에서 ‘경피투여’란 본 발명의 약학적 조성물을 세포 또는 피부에 투여하여 약학적 조성물에 함 유된 활성성분이 피부 내로 전달되도록 하는 것을 말한다. 예컨대, 본 발명의 약학적 조성물을 주사형 제형으로 제조하여 이를 30게이지의 가는 주사바늘로 피부를 가볍게 단자하는 방법, 또는 피부에 직접적으로 도포하는 방법으로 투여될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 상술한 바와 같은 투여 경로에 따라 경구 투여용 또는 비경구 투여용 제제로 제형화 할 수 있다.

경구 투여용 제제의 경우에 본 발명의 조성물은 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 슬러리제, 현탁액 등으로 당업계에 공지된 방법을 이용하여 제형화될 수 있다. 예를 들어, 경구용 제제는 활성성분을 고체 부형제와 배합한 다음 이를 분쇄하고 적합한 보조제를 첨가한 후 과립 혼합물로 가공함으로써 정제 또는 당의정제를 수득 할 수 있다. 적합한 부형제의 예로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨 및 말티톨 등을 포함하는 당류와 옥수수 전분, 밀 전분, 쌀 전분 및 감자 전분 등을 포함하는 전분류, 셀롤로오스, 메틸 셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스 및 하이드록시프로필메틸-셀룰로오스 등을 포함하는 셀룰로오스 류, 젤라틴, 폴리비닐롤리돈 등과 같은 충전제가 포함될 수 있다. 또한 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있다. 나아가, 본 발명의 약학적 조성물은 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

비 경우 투여용 제제의 경우 주사제, 크림제, 로션제, 외용연고제, 오일제, 보습제, 겔제, 에어로졸 및 비강 흡입제의 형태로 당업계에 공지된 방법으로 제형화할 수 있다.

본 발명의 파카스트리사민의 총 유효량은 단일 투여량으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량으로 장기간 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 질환의 정도, 투여경로, 환자의 연령, 체중, 건강 상태, 성별, 식이 및 배설율 등 다양한 요인을 고려하여 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 본 발명의 효과를 보이는 한 그 제형, 투여 경로 및 투여 방법에 특별히 제한되지 아니한다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 과증식성 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 종래에 보고되지 않았던 파카스트리사민의 FoxO3a 단백질의 분해 억제 및 발현증가 활성을 이용한 것으로 인간 피부각질세포의 세포사멸을 유도하며, 악성흑색종과 같은 피부암에서도 세포사멸의 효과를 가진다.

따라서 본 발명의 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분 하는 약학적 조성물은 피부암, 건선과 같은 과증식성 피부질환의 치료 및 예방을 위한 의약품 제조에 이용될 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

파카스트리사민이 HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주에 미치는 세포독성 조사

파카스트리사민이 HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주에 대한 세포독성이 있는지를 MTT 세포 생존능력 분석방법으로 조사하였다.

이를 위해 먼저, HaCaT 세포주(German Cancer Research, Germany의 prof. N. Fuseni로부터 제공받음)와 두 가지 악성흑색종 세포주 B16F10(B16)과 A375를 10% FBS (Thermo Fisher Scientific Inc.)와 100 unit/ml 페니실린, 100 μg/ml 스트렙토마이신을 첨가한 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 배지에 각각 접종하고 37 ℃, 5% CO₂ 배양기(Forma Scientific, Inc.)에서 배양하였다.

배양된 HaCaT, B16F10, A375 세포를 5×10⁴ cells/well의 농도로 96-웰 플레 이트에 분주하고, 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 상기 세포에 0, 0.9, 1.8, 3.7, 7.5, 10㎍/ml의 다양한 농도의 파카스트리사민과 피토스핑고신을 각 웰에 처리한 후, 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양이 완료된 후, 배지가 있는 상태에서 각 웰에 5mg/ml의 MTT 시약을 20㎕/100ml의 농도로 첨가하고 배양기에서 2시간 배양하였다. 2시간 후, 배양액을 제거하고 각 웰에 DMSO(dimethyl sulfoxide)를 150㎕씩 첨가하고, 분광분석기(spectrophotometer)를 사용하여 540nm에서 흡광도를 측정함으로써 세포생존능력을 분석하였다. 이때, 세포생존능력은 파카스트리사민과 피토스핑고신을 처리하지 않은 대조군의 세포생존능력을 100%로 하고 이에 대한 상대적인 값으로 나타내었다.

실험결과 파카스트리사민이나 피토스핑고신의 농도가 증가 할수록 생존하는 세포의 수가 감소하는 것을 확인하였다. 하지만 파카스트리사민이 피토스핑고신에 비해서 세포독성의 정도가 적었다(도 1 참조).

<실시예 2>

파카스트리사민이 세포증식과 세포사멸(apoptosis)에 미치는 영향 조사

<2-1> 파카스트리사민이 세포 증식에 미치는 영향 조사

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 HaCaT 세포주를 5×10⁴ cells/well의 농도로 60 mm 플레이트에 분주하고, 37 ℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 세포에 10㎍/ml의 농도의 파카스트리사민을 각 플레이트에 처리한 후, 37 ℃, 5% CO₂ 배양기에서 24, 36, 48시간 동안 각각 배양하였다. 배양이 완료된 후, PBS로 세척을 하고 트립신-EDTA를 처리하여 세포들을 플레이트로부터 완전히 떼어내어 혈구계산판(hemocytometer)을 이용하여 트립판 블루 익스클루전(trypan blue exclusion) 방법으로 카운팅을 하였다.

실험결과 파카스트리사민을 처리하지 아니한 HaCaT세포주(대조군)는 세포수가 증가함에 비하여 파카스트리사민을 처리한 HaCaT세포주의 경우 오히려 세포의 수가 줄어드는 것을 관찰하였다(도 2b 참조). 이로서 파카스트리사민은 세포증식을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다.

<2-2> 파카스트리사민이 세포사멸 유도에 미치는 영향 조사

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT, B16F10 및 A375 세포주를 배양하였다. 배양된 HaCaT 세포주를 5×10⁴ cells/well의 농도로 60 mm 플레이트에 분주하고, 37 ℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 각각의 세포를 4군으로 나누어 10㎍/ml의 농도로 파카스트리사민만 첨가(PA); 10㎍/ml의 농도로 파카스트리사민 첨가와 함께 세포사멸을 억제하는 리튬클로라이드(Lithium Chloride)를 300 nM 농도가 되도록 첨가(PA+Li); 리튬클로라이드만 첨가(Li)하고 한 군은 음성대조군(Con)으로 아무것도 첨가하지 않았다. 이들을 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 배양한 후 실시예 2-2와 동일한 방법으로 세포 수를 측정하였다.

실험 결과 HaCaT, B16F10 및 A375 세포주에 파카스트리사민을 처리한 경우, 파카스트리사민을 처리하지 아니한 경우에 비하여 세포수가 적은 것을 관찰하였으며, 파카스트리사민과 함께 리튬클로라이드를 처리한 경우에는 파카스트리사민만을 처리한 경우에 비하여 세포수가 많은 것을 관찰하였다(도 2C, 2D 참조). 이로서 파카스트리사민은 세포의 수를 감소시키는 효과가 있으며 이는 세포사멸 기작과 연관이 있음을 확인하였다.

파카스트리사민이 세포사멸을 유도하는지 여부를 확인하기 위하여 TUNEL분석과 위상차현미경 관찰을 실시하였다.

상기 4군의 HaCaT 세포 배양 표본을 PBS로 세척하여 곧바로 살아있는 세포를 위상차(phase-contrast) 현미경을 이용해 세포의 형태학(morphology)적 분석을 하였다 (도 2f).

실험결과 상기 세포수 측정 실험과 동일하게 파카스트리사민을 처리한 경우 살아있는 세포 수가 음성대조군에 비하여 확연히 감소하였으며 리튬클로라이드에 의해 증가되는 세포분열의 정도(도 2D 참조)가 파카스트리사민의 처리로 인하여 그 효과가 억제되어 결국 살아 있는 세포의 수가 감소되는 것을 확인 하였다.

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 HaCaT 세포주를 5×10⁴ cells/well의 농도로 60 mm 플레이트에 분주하고, 37 ℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. 배양된 세포에 10㎍/ml의 농도의 파카스트리사민을 처리한 후, 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 24시간 동안 배양하여 TUNEL 분석을 실시하였다.

ApopTagFluorescein In Situ Apoptosis Detection Kit(Millipore)의 방법에 따라 TUNEL 분석방법을 수행하기위하여 세포를 커버슬립(cover slip)에 배양 후 pH 7.4인 PBS로 씻었다. 세포를 완전히 고정시키기 위하여 세포를 4% 파라포름알데하이드가 포함된 PBS 용액에 실온에서 30분간 반응시켰다. 그다음 세포 투과를 가능케 하기위하여 세포를 PBS 용액으로 씻은 후 0.1% 트리톤 X-100(Triton X-100)이 들어있는 PBS 용액에 실온에서 5분간 반응시켰다. 표지를 위해서 PBS로 두 번 씻은 후 희석된 TUNEL 반응 혼합물을 커버슬립에 첨가한 후 37℃ 항습쳄버(humidified chamber)에서 60분 동안 배양시킨 다음 커버슬립을 세척하였다. 세척한 커버슬립을 DAPI 용액과 실온에서 10분정도 반응 시킨 후 PBS로 세척한 뒤 커버슬립을 슬라이드에 mounting시키고 어두운 곳에서 잘 건조한 후 형광현미경으로 분석하였다. TUNEL 반응에 양성인 핵은 짙은 녹색으로 염색이 되어 핵 염색의 청색과 쉽게 구분을 할 수 있다 (도 2e).

도 2E에서 나타난 바와 같이, 실험결과 음성대조군(Con)은 관찰되는 세포핵(DAPI 염색부분) 중 극히 일부에서 세포사멸(TUNEL)이 일어났으나 파카스트리사민을 처리한 경우(PA)에는 관찰되는 세포핵의 대부분에서 세포사멸이 일어남을 관찰하였다. 따라서 파카스트리사민이 세포의 apoptosis를 현저히 유도하는 효과를 가지고 있는 것을 확인하였다.

<실시예 3>

파카스트리사민의 세포증식억제 기작 연구

<3-1> 파카스트리사민이 AKT의 활성도 조절에 미치는 영향 조사

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT, B16F10 및 A375 세포주를 배양하였다. 배양한 세포를 3x10⁵ cells/well의 농도로 6웰 플레이트에 분주하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 10㎍/ml의 파카스트리사민과 5㎍/ml의 피토스핑고신을 각각 처리하였다. 처리 30분과 60분후 각각의 세포주를 RIPA 버퍼[12mM EDTA, 137mM NaCl, 20mM Tris-HCl(pH 8.0), 1mM Na₃VO₄(Sigma-Aldrich, USA) 10mM NaF(Sigma), 1mM PMSF(Sigma), 1% Triton X-100, 10% 글리세롤, 프로테아제 억제 칵테일(Roche,Germany)]에 현탁(resuspension)한 후 얼음위에서 30분간 방치하여 세포를 완전히 용해 시켰다. 이를 14000rpm에서 30분간 원심분리하여 상등액을 회수하여 BCA 단백질 분석 키트(Pierce, Rockford, Illinois)를 사용하여 각각의 샘플 농도를 결정하고 동량의 샘플을 전기영동(SDS-PAGE)하였다. 전기영동으로 분리된 단백질을 이용하여 western blotting을 수행하여 분석 하였다. 전기영동이 끝난 단백질을 폴리비닐리덴 플루오라이드 멤브레인(Polyvinylidene Fluoride membrane, Pall Corporation)으로 트랜스퍼 한 후, 멤브레인을 상온에서 1시간동안 5% BSA 용액(Amresco,USA)으로 블럭킹(blocking)하고, 1차 항체를 처리하여 12시간 동안 4 ℃에서 반응시켰다. 1차 항체로는 세포증식 관련 신호 기전들에 대한 항체인 AKT 항체, Actin 항체를 셀 시그날링 테크놀러지사(Cell Signaling Technology, Beverly, MA)로부터 구입하여 사용하였다. 1차 항체와의 반응이 완료되면 약 30분 동안 세척하고 다시 1시간 동안 실온에서 HRP가 결합되어 있는 2차 항체를 처리하여 반응시켰다. 반응 후에 30분 이상 충분히 세척한 후 ECL 검출 키트(intron Biotechnology)를 사용하여 분석 확인하였다.

실험 결과, HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주(B16F10, A375) 모두에서 파카스트리사민과 피토스핑고신을 처리한지 30분 후, 두 가지 샘플 모두 AKT의 인산화정도가 떨어지는 것을 확인하였다. 하지만 처리 60분 후에는 파카스트리사민을 처리한 샘플에서 AKT의 인산화 정도가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다 (도 3A, 3B 참조)

<3-2> 파카스트리사민이 ERK의 활성도 조절에 미치는 영향 조사

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 세포를 4군으로 나누어 3x10⁵ cells/well의 농도로 6웰 플레이트에 분주하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 각 군별로 10㎍/ml의 농도로 파카스트리사민만 첨가(PA); 10㎍/ml의 농도로 파카스트리사민 첨가와 함께 ERK 저해제인 U0126(calbiochem technology)을 20uM의 농도로 첨가(PA+U); U0126만 첨가(U)하고 한 군은 음성대조군(-)으로 아무것도 첨가하지 않았다. 이들을 30분간 반응시킨 후 실시예 <3-1>과 같은 방법으로 세포를 용해시켜 anti-pERK, anti-ERK 및 anti-actin 항체를 사용하여 western blotting을 수행하여 ERK 단백질의 활성도를 조사하였다(도 3C 참조).

같은 방법으로 파카스트리사민과 100㎍/ml의 EGF(epidermal growth factor)를 처리한 신장상피세포인 HEK293T 세포주 샘플에서 ERK 활성도를 확인 하였다(도 3D 참조).

같은 방법으로 HaCaT 세포주에 지속적으로 활성화 되어 있는 MEK(caMEK)를 과발현시켜 MEK아래 시그널 pathway에 있는 ERK를 활성화 시켰다. MEK에 의해 ERK이 활성화 된 HaCaT 세포주에 파카스트리사민과 ERK 저해제인 U0126과 PD98059를 각각 처리하여 anti-pMEK, anti-MEK, anti-pEKR, anti-EKR, 및 anti-actin 항체를 사용하여 western blotting을 수행한 뒤 비교 분석 하였다 (도 3E 참조).

또한 MEK/ERK 신호전달과정의 이전 단계인 N-Ras와 H-Ras의 두 가지 DNA를 상기 실험과 같은 방법으로 HaCaT 세포주를 배양 하여 transfection시켜 과발현시킨 후 파카스트리사민과 피토스핑고신을 처리 하여 anti-pMEK, anti-MEK 항체를 이용하여 western blotting을 수행한 뒤 MEK의 활성도를 비교 분석 하였다(도 3F 참조).

실험결과 파카스트리사민은 ERK의 활성화를 저해하는 효과를 가지고 있으며, EGF에 의한 ERK의 활성화도 거의 완벽하게 저해 할 수 있는 효과를 가지고 있음을 확인 하였다(도 3C, 3D 참조). 그리고 ERK 활성도를 저해하는 파카스트리사민의 효과가 상위 시그널인 MEK을 저해 하는 효과로 인한 것임을 확인할 수 있었다(도 3E, 3F 참조). 결론적으로 실시예 1에서 보고한 세포증식 억제 효과는 파카스트리사민이 ERK를 통하는 MEK 신호전달과정을 저해하기 때문에 나타나는 현상임을 확인 하였다.

<실시예 4>

파카스트리사민이 세포증식 억제인자인 FoxO3a의 발현 조절에 미치는 영향 조사

<4-1> 파카스트리사민이 FoxO3a의 발현 조절에 미치는 영향 조사

실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 세포를 3x10⁵ cells/well의 농도로 6웰 플레이트에 분주하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 파카스트리사민과 피토스핑고신을 각각 5, 10 ㎍/ml씩 HaCaT 세포주에 24시간동안 처리 하였다. 처리한 세포주를 실시예 <3-1>에서와 같은 방법으로 용해를 시킨 후 정량을 하여 1차 항체로 FoxO3a 항체를 이용하여 western blotting을 수행하였다.

실험결과 대조군에 비하여 파카스트리사민과 피토스핑고신을 처리한 두 샘플에서 모두 FoxO3a의 단백질 발현 정도가 증가한 것을 확인하였다(도 4A 참조).

<4-2> 파카스트리사민이 pFoxO3a의 발현에 미치는 영향 조사

실시예 <4-1>과 동일한 방법으로 HaCaT 세포주와 악성흑색종 세포주 A375, B16F10에 각각 파카스트리사민과 피토스핑고신을 10 ㎍/ml 농도로 각각 30분, 60분간 처리한 후 p-FoxO3a(Ser 253) 항체를 이용하여 western blotting을 수행하였다.

실험결과 30분 동안 처리한 샘플에서는 두 가지 약물모두에서 p-FoxO3a의 발현 양이 줄었지만 60분 동안 처리를 한 샘플에서는 피토스핑고신과 다르게 파카스트리사민을 처리한 샘플에서는 p-FoxO3a의 발현이 증가한 것을 확인하였다(도 4B, 4C 참조).

<4-3> 파카스트리사민의 FoxO3a 발현 조절 기작과 AKT pathway의 관련성 여부 조사

Immunocytochemistry 분석방법을 수행하기위하여 세포를 쳄버 슬라이드(chamber slides)에 심은 후 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 배양하였다. 배양된 세포주를 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 파카스트리사민을 24시간 동안 10μg/ml를 사용하여 처리하였다. 파카스트리사민이 처리된 세포주를 100% 메탄올로 고정을 시킨 후 PBS로 세척을 하고 세포 투과를 가능케 하기위해 0.5% 트리톤 X-100용액에 반응 시킨 후 다시 PBS로 세척하였다. 그 다음 10% FBS와 0.1% gelatin으로 구성된 용액으로 블로킹을 실온에서 1시간 동안 실시하고 그 후에 FoxO3a 항체를 4 ℃에서 12시간 반응 시켰다. 반응 후에 PBS로 세척을 하고 Alex488(invitrogen)의 이차 항체를 실온에서 반응시킨 다음 다시 PBS로 세척하였다. 마지막으로 핵 염색을 위해 DAPI로 반응을 시키고 PBS로 세척하였다. 이렇게 처치한 슬라이드를 PBS로 씻고서 글래스 커버슬립(glass coverslip)으로 붙이고 현미경으로 분석하였다.

실험결과, 일반적으로 AKT에 의해 FoxO3a의 ser253번 잔기가 인산화가 되면 FoxO3a는 핵에서 나와 세포질의 액상 부분인 세포기질(cytosol)로 나오게 되는데 파카스트리사민을 처리한 샘플에서는 p-FoxO3a의 발현이 증가함에도 불구하고 도 4D에서 보는바와 같이 FoxO3a 단백질의 핵으로의 이동이 상당히 증가 하는 것을 확인하였다. 이 결과로 미루어 보아 파카스트리사민에 의해 조절 되는 FoxO3a는 피토스핑고신과 다르게 AKT에 독립적으로 작용을 하는 것을 확인하였다.

<4-4> 파카스트리사민에 의해 저해된 ERK의 활성도가 FoxO3a 단백질 발현 정도에 미치는 영향 조사

실시예 3에서 확인한 바와 같이 파카스트리사민은 AKT외에 ERK도 조절하므로 ERK pathway가 FoxO3a의 발현 조절에 영향을 미치는지 조사 하였다.

실시예 <3-2>와 같은 방법으로 HaCaT 세포주에 파카스트리사민과 U0126과 PD98059를 처리한 후 실시예 <3-1>과 같은 방법으로 세포를 용해시켜 FoxO3a 항체를 1차 항체로 사용하여 western blotting을 수행한 뒤 단백질 발현 정도를 비교 분석 하였다.

실험결과 U0126과 PD98059를 처리한 샘플에서 FoxO3a의 단백질 발현 정도가 현저하게 증가한 것을 확인하였고 이와 더불어 파카스트리사민과 U0126을 같이 처리한 샘플에서는 발현 증가 정도가 각각을 처리한 샘플에 비해 FoxO3a의 단백질 발 현 증가 효과가 훨씬 좋은 것을 확인하였다. 하지만 PD98059를 같이 처리한 샘플에서는 각각을 처리한 샘플보다 발현 증가 정도가 증가하는 것을 확인 할 수 없었다(도 4E 참조). 이는 U0126에 비해 PD98059가 ERK와의 친화력이 현저하게 떨어지기 때문이다.

동일한 방법으로 HaCaT 세포주에 파카스트리사민을 처리한 후 면역침강법(immunoprecipitation)을 이용하여 ERK와 FoxO3a간의 결합 정도를 확인하였고 상호작용으로 인해 야기되는 FoxO3a의 유비퀴티내이션(ubiquitination) 정도를 확인 하였다. 면역침강법을 수행하기위하여 세포를 100 mm 플레이트에 심은 후 24시간 동안 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 배양한다. 배양된 세포주를 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 파카스트리사민을 24시간 동안 10 μg/ml를 사용하여 처리하였다. 파카스트리사민이 처리된 세포주와 처리되지 않은 세포주를 상기에 사용된 RIPA 버퍼에 현탁(resuspension)한 후 얼음위에서 30분간 방치하여 세포를 완전히 용해 시켰다. 이를 14000rpm에서 30분간 원심분리하여 상등액을 회수하여 BCA 단백질 분석 키트(Pierce, Rockford, Illinois)를 사용하여 각각의 샘플 농도를 결정하고 동량의 샘플에 같은 양의 anti-ERK 항체를 넣고 4 ℃에서 2시간 동안 반응 시키고 다시 각각의 샘플에 protein G-agarose (GenDEPOT) 10 μl를 넣고 4 ℃에서 10시간 동안 반응 시킨 후 3000rpm에서 1분간 원심분리하여 RIPA 버퍼로 세척한 후 다시 원심분리하여 침전되는 protein G-agarose를 회수 한 후 전기영동을 수행하였다.

실험결과 파카스트리사민을 처리한 샘플에서는 ERK와 FoxO3a의 결합정도가 현저하게 떨어지는 것을 확인 하였다. 이러한 현상은 도 3이나 도 4에서 확인 한 것처럼 파카스트리사민에 의해 ERK의 인산화가 저해 되어 ERK 단백질의 활성도가 떨어졌기 때문이다(도 4F 참조).

ERK와 FoxO3a의 상호작용에 의한 FoxO3a의 단백질 분해정도를 조사하기 위하여 실시예 <3-2>와 같은 방법으로 신장상피세포인 HEK293T 세포주에 파카스트리사민과 EGF를 처리한 후 실시예 <3-1>과 같은 방법으로 세포를 용해시켜 FoxO3a 항체를 이용하여 면역침강법을 수행하였다. 면역침강법으로 얻은 샘플을 ubiquitin 항체를 이용 하여 western blotting을 수행하여 비교 분석 하였다.

실험결과 EGF에 의해 증가되는 ubiquitination의 정도가 파카스트리사민을 처리함으로서 그 정도가 줄어드는 것을 확인하였다. 이는 파카스트리사민에 의해 FoxO3a 단백질의 분해가 저해됨을 말해 주는 결과이고 결국 파카스트리사민이 FoxO3a의 분해를 저해 시켜 핵으로의 이동을 촉진 시키고 결과적으로 세포의 증식 억제와 apoptosis를 증가 시키는 결과를 초래 하는 것을 확인하였다.

실시예 <4-1> 내지 <4-4>의 결과를 종합해본 결과 파카스트리사민이나 피토 스핑고신에 의해 FoxO3a의 단백질이 안정화 되거나 발현 정도가 증가하는 것을 확인 할 수 있었다. 하지만 피토스핑고신과 다르게 파카스트리사민을 처리한 세포주 샘플에서는 AKT의 인산화 정도가 감소하지 않고 오히려 증가하는 것을 확인 하였다. 이러한 결과는 실시예 1에서 확인 했듯이 파카스트리사민이 피토스핑고신보다 세포독성이 적은 결과의 이유이다.

<실시예 5>

beta-catenin에 의해 유도 되는 FoxO3a 단백질 분해에 파카스트리사민이 미치는 영향 조사

<5-1> beta-catenin 단백질 발현 조절에 파카스트리사민이 미치는 영향 조사.

파카스트리사민이 beta-catenin 단백질 발현에 어떤 영향을 미치는지를 조사하였다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 세포를 3x10⁵ cells/well의 농도로 6웰 플레이트에 분주하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, 10㎍/ml 농도의 파카스트리사민과, beta-catenin의 저해 단백질인 GSK3-beta의 저해제인 Lithium Chloride(LiCl)를 300nM로 첨가하여 각각 30분간 반응시킨 후 실시예 <3-1>과 같은 방법으로 세포를 용해시켜 anti-pGSK3-beta, anti-GSK3-beta, anti-pCatenin 및 anti-Catenin 항체를 사용하여 Western blotting을 수행하여 각각의 단백질 양을 측정하였다.

실험결과 LiCl을 처리 하였을 경우 GSK3-beta가 인산화 되면서 단백질 활성도가 저해가 되고 결국 beta-catenin의 인산화가 저해 되어 beta-catenin 단백질의 안정화가 일어나게 되는데 파카스트리사민의 경우 LiCl과 비교 했을 때 완벽하게 반대의 효과를 가지고 있는 것을 확인 하였다(도 5A 참조). 다시 말해 파카스트리사민은 beta-catenin 단백질의 분해를 유도 하여 세포 증식을 억제하는 기능이 있는 것을 확인 한 실험이다.

위의 결과를 토대로 악성흑색종 세포주에서도 파카스트리사민에 의한 beta-catenin 단백질의 분해를 유도 하는 기능이 있음을 확인 하였다(도 5B 참조).

<5-2> beta-catenin의 FoxO3a 단백질 분해에 파카스트리사민이 미치는 영향 조사.

HaCaT 세포주에서 beta-catenin의 과발현에 의해 분해되는 FoxO3a 단백질에 파카스트리사민이 미치는 영향을 조사 하였다. 실시예 1에서와 동일한 방법으로 HaCaT 세포주를 배양하였다. 배양된 세포에 beta-catenin을 transfection시켜 과발현을 유도 하였다. 배양된 세포를 3x10⁵ cells/well의 농도로 6웰 플레이트에 분주 하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 12시간 정도의 혈청 기아(serum starvation)를 준 후, beta-catenin이 과발현된 세포와 벡터만 transfection한 세포에 각각 ERK 저해제인 U0126을 처리하여 30분간 반응시킨 후 실시예 <3-1>과 같은 방법으로 세포를 용해시켜 western blotting을 수행하여 FoxO3a와 Catenin의 양을 측정하였다.

실험결과 beta-catenin의 과발현에 의해 FoxO3a의 단백질 발현 양이 감소하는 것을 확인 할 수 있었다, 하지만 U0126을 처리한 샘플에서는 감소된 FoxO3a의 발현 정도가 회복이 된 것을 확인 하였다. 또한 beta-catenin을 과발현 하거나 하지 않은 샘플 모두에서 U0126에 의한 beta-catenin의 단백질 발현 정도에는 영향이 없는 것을 확인함으로서 beta-catenin이 ERK보다 아래에 있는 시그널이 아니라 오히려 ERK 시그널이 beta-catenin 아래에 존재하는 시그널인 것을 알 수 있었다 (도 5C 참조).

상기 bete-catenin이 과발현된 세포와 그렇지 아니한 세포에 각각 파카스트리사민을 처리한 후 실시예 <4-3>과 동일한 방법으로 세포내 FoxO3a 단백질의 분포를 조사하였다.

실험결과 beta-catenin이 과발현된 세포주 샘플에서는 FoxO3a 단백질이 거의 모두 핵 밖의 cytosol에 존재하는 것을 확인 하였고 파카스트리사민을 처리하게 되 면 cytosol로 나왔던 FoxO3a 단백질 거의 대부분이 다시 핵 안으로 이동해 들어간 것을 확인 할 수 있었다(도 5D 참조).

<실시예 6>

마우스 악성흑색종 전이 모델에서 파카스트리사민의 악성흑색종의 전이 억제효과 조사

C57BL6 마우스에서 악성흑색종의 전이 능력에 미치는 파카스트리사민의 억제 효과를 조사하였다. 생후 6주가 된 마우스에 1 x 10⁶의 마우스 악성흑색종 세포주인 B16F10을 꼬리 정맥으로 주사를 하였다. 세포를 주사한지 24시간이 지난 후에 파카스트리사민을 주사를 했고 대조군 실험으로 PBS를 동량 주사 하였다. 파카스트리사민 주사는 4일 마다 한번씩 3번 주사 하였고 세포를 주사한지 14일째 마우스를 해부 하여 폐를 적출 하였다. 적출한 폐를 4% 포르말린(formalin) 용액에 16시간 이상 침지시킨 후, 16시간 이상 수세를 하였다. 수세 후 적출한 폐를 사진을 찍고 나머지 조직은 파라핀에 포매(embeding)하여 블록(block)을 제작한 후 5㎍의 두께로 조직 절편을 제조하였다. 조직 절편은 H&E(Hematoxylin & Eosin)염색을 위하여 탈파라핀(deparaffin) 과정을 거쳐 100%, 90%, 80%, 70%, 60% 알콜 용액에 차례대로 반응시켜 수화(hydration) 반응을 마무리하였다. 완벽하게 수화된 절편에 H&E 염색을 한 후 다시 수화반응의 역순으로 알콜 용액에 반응 시켜 탈수화 반응을 수행하 였다. 탈수화 반응이 마무리 되면 슬라이드에 고정 시켜 현미경으로 관찰하였다.

실험결과 파카스트리사민을 주사한 마우스가 대조군에 비하여 폐로의 악성흑색종의 전이가 현저히 억제되어 되는 것을 확인하였다. 따라서 마우스를 이용한 악성흑색종 전이 실험에서 전이 억제에 파카스트리사민이 탁월한 효과가 있는 것이 확인 되었다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 과증식성 피부질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 종래에 보고되지 않았던 파카스트리사민의 FoxO3a 단백질의 분해 억제 및 발현증가 활성을 이용한 것으로 인간 피부각질세포의 세포사멸을 유도하며, 악성흑색종과 같은 피부암에서도 세포사멸의 효과를 가진다. 따라서 본 발명의 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분 하는 약학적 조성물은 피부암, 건선과 같은 과증식성 피부질환의 치료 및 예방을 위한 의약품 제조에 이용될 수 있어 산업상 이용가능성이 크다.

도 1은 파카스트리사민과 피토스핑고신의 세포독성에 관한 실험으로써 MTT 분석방법의 결과이다.

도 2는 파카스트리사민의 세포증식 억제와 apoptosis 증가 효과에 관한 실험으로써 세포 증식 분석 및 TUNEL 분석의 결과이다.

도 3은 파카스트리사민의 apoptosis 기전에 관한 실험으로써 Western blot 분석방법의 결과이다. pMEK-H : 장시간 노출 (90초), pMEK-L : 단시간 노출 (30초)

도 4는 파카스트리사민에 의한 FoxO3a 단백질의 발현 조절에 관한 실험으로써 Western blot 및 Immunoprecipitation 결과이다.

도 5는 beta-catenin에 의해 유도 되는 FoxO3a의 분해에 파카스트리사민이 미치는 영향에 관한 실험으로써 Western blot 및 cytochemistry 결과이다.

도 6은 Lung Metastasis 모델에서 파카스트리사민이 melanoma의 생성에 미치는 영향을 분석한 결과이다.

Claims (3)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 파카스트리사민 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 건선, 어린선, 일광각화증, 보웬병(Bowen's disease), 유두종, 습진, 중독성 습진, 아토피 피부염, 심상성 좌창, 지루성 피부염, 편평태선, 선상태선, 족부과각화증, 지루각화증, 광선각화증, 피부사마귀병변, 피부노화 및 광노화로 이루어진 군 중에서 선택되는 과증식성 피부질환 또는 악성흑색종의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.

   <화학식 1>

   
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