문맥 (context)
G 단백질-결합된 수용체 (GPCR)는 세포 신호 전달에 관여하는 내재성 막 단백질(integral membrane proteins)이다. GPCR는 신경전달물질, 호르몬, 방향제(odorant) 및 빛 등을 포함하는 다양한 세포외적 신호에 반응하고, 세포내에서 2차 메신저 반응을 개시할 수 있도록 신호를 변환시킬 수 있다. 많은 치료용 약물이 GPCR를 표적으로 하는데, 그 이유는 이들 수용체가 염증, 혈관확장, 심박동수, 기관지확장(broncholdilation), 내분비물 분비 및 연동운동을 포함하는 다양한 생리학적 반응을 중재하기 때문이다.
천식, 만성 폐색성 폐 질환(COPD), 건선, 그리고 류마티스 관절염(RA)과 같은 질환이 일반적으로 T 헬퍼 세포, 단핵세포-대식세포 및 호산구가 관여하는 염증성 병인을 가지는 것으로 보여진다. 코르티코스테로이드를 이용하는 현행 항-염증 치료법은 천식에는 효과가 있지만 대사적 부작용 및 내분비 부작용과 연관되어 있다. 폐 또는 비강 점막을 통하여 흡수될 수 있는 흡입형 제형에서도 동일한 가능성이 있다. RA 또는 COPD에 만족스런 경구 치료법은 없다.
사람 단핵세포로부터 HM74를 분자 클로닝하여 HM74는 케모킨 수용체(Nomura et al., Int. Immunol. (1993) 5(10):1239-1249)라고 예측하였다. HM74는 골수, 비장, 편도선, 및 기관에서 주로 발현된다.
사람 세포에도, 관련은 있으나 별개인 수용체 HM74A가 포함되어 있다. HM74 및 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하다. 그러나, HM74A의 리간드는 공지되어 있지만, HM74의 리간드는 공지되어 있지 않다. 니아신 또는 니코틴산은 HM74A 리간드이다(Wise 등, J. Biol. Chem. 278:9869-9874, 2003). 그러나, 니아신은 HM74의 불량한 활성화 물질이다.
마우스 게놈에는 HM74A 유전자가 포함되어 있지만 HM74 유전자는 포함되어 있지 않다.
이와 같은 상황하에서, HM74 및 HM74A는 공동-조절을 설명한다. Taqman-PCR을 이용하여, 출원인은 HM74 및 HM74A 발현이 과립세포 중의 TNFα에 의해 50배 유도되었고, 단핵세포에 LPS 또는 TNFα에 의해 10-20배 유도되었다는 것을 밝혀내었다. 또한, HM74 및 HM74 발현은 사람의 정상적인 기관지 상피세포에서 천식의 병인에 중요한 것으로 알려진 TH2 사이토킨, IL-4 또는 IL-13에 의해서도 4-5배 유도된다. HM74 및 HM74A 발현은 사람의 1차 호산구에서 IL-5에 의해 상향 조절된다. 마지막으로, 쥐 천식 실험 모델에서 폐 HM74A 발현이 상향 조절된다.
HM74 및 HM74A의 제한된 조직 분포 및 이의 조절로 천식, COPD 및 RA와 같은 염증성 과정에서의 HM74 및 HM74A 역할을 제시한다.
질병 내에 GPCR의 역할에 있어, GPCR의 활성을 조절하여 질병을 치료할 수 있다면, GPCR 리간드들의 동정 및 특징화에 의해 GPCR의 활성이 관여하는 질병 상태를 치료하는 신규한 조성물 및 방법을 개발할 수 있을 것이다. 본 발명은 HM74에 작용하는 분자를 확인하고, 특징을 조사하여 관련 질환을 확인 및 치료하는데 이용할 수 있는 조성물 및 방법을 제공한다.
발명의 요약
본 발명은 HM74를 활성화시키지만 HM74A는 활성화시키지 않는 분자에 관계한다.
본 발명의 또 다른 한 측면에서, HM74의 조절제를 확인하는 방법을 설명한다. 예를 들면, 목적하는 방법은, 화학적 잔기를 제공하고, HM74를 발현하는 세포를 제공하고, 화학적 잔기가 HM74의 신호화 활성을 조절하는지의 여부를 측정(이때 이와 같은 조절이 본 발명의 효능제(agonist) 존재 또는 부재하에서 일어나는 지를 확인하는 것도 포함된다)하는 단계를 포함한다. 관련 측면에서, 화학적 잔기에는 펩티드, 항체, 효능제, 역효능제 및 길항제가 포함되나 이에 국한시키지는 않는다. 또한, 다른 조절제를 확인하기 위해 경쟁 분석법(competition assay)에서 공지의 조절제가 이용될 수 있다.
융합된 환 디하이드로피란(옥시데카하이드로나프탈렌 및 옥시데칼린으로서도 공지됨)이 HM74를 활성화시킨다. 이들 화합물들이 HM74를 발현하는 세포, 가령, CHO 세포, 293 세포, L1.2 세포에서 선택적 투여량-반응성 칼슘 이동을 유발한다.
관심 대상의 옥시데칼린은 다음과 같은 화학식의 화합물이다:
상기 식에서,
X는 O, NR2 또는 S이고;
R1은 C1-C18 알킬(이는 측쇄형일 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다); C1-C18 알케닐(이는 측쇄형일 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다); C1-C18 알키닐(이는 측쇄형일 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다); C3-C18 아릴(이는 측쇄를 함유할 수 있거나 브릿지를 함유할 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다); C5-C18 사이클로알킬(이는 측쇄를 함유할 수 있거나 브릿지를 함유할 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다); 또는 이들의 조합이고;
R2는 R1 기이거나 (C1-C10) 알킬-(C3-C10) 사이클로알킬(이는 측쇄형일 수 있거나 헤테로원자를 함유할 수 있거나 치환될 수 있거나 또는 이들의 조합된 형태일 수 있다)이거나; X와 R2는 환을 형성할 수 있고;
R3은 H 또는 R1이며;
Y는 카보닐, 시프 염기(Schiff base), 옥신, 케탈, 아세탈, 옥사졸리딘, 티아졸리딘 또는 에놀 에스테르이다.
이들 관심대상 화합물들은 일반적으로 효능제들이다. 따라서, 이들 관심대상 화합물들은 약물 후보물질로 개발될 수 있다. 관심대상 화합물들은 또한 예를 들면, 경쟁 분석법을 통하여 HM74를 조절하는 다른 분자를 확인하는데 이용될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 측면에는 치료요법적 조성물이 포함되는데, 이와 같은 조성물에는 핵산, 항체, 폴리펩티드, 효능제, 역효능제, 길항제가 포함된다. 또한, 본 발명의 방법에는 이와 같은 치료요법적 조성물을 이를 필요로 하는 환자에게 투여함으로써 질병을 치료하고, HM74 신호화 활성을 조절하는 것도 포함된다.
이와 같은 본원 발명의 특징 및 다른 특징들은 다음의 상세한 설명과 첨부된 도면을 통하여 명백해질 것이다. 또한, 다양한 문헌에서 특정 과정 및 조성물을 좀더 상세하게 설명한다. 이들 각 문헌은 참고문헌으로 본원에 인용한다.
지시문 (instruction)
주어진 원문을 읽고 필요한 정보를 파악하여, 원문에 근거해 질문에 답하라.
질문 (question)
HM74와 HM74A의 아미노산 서열 상동성 및 리간드에 따른 활성화 특성의 차이는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
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1과제 해석
task_interpretationHM74와 HM74A 사이의 아미노산 서열 유사도와 리간드 반응성 차이를 비교 분석한다.
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2정보 추출
information_extraction두 수용체의 아미노산 서열 상동성 수치와 리간드(니아신/니코틴산)에 대한 반응 정보를 추출한다.
- HM74 및 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하다.
- HM74A의 리간드는 공지되어 있지만, HM74의 리간드는 공지되어 있지 않다.
- 니아신 또는 니코틴산은 HM74A 리간드이다
- 니아신은 HM74의 불량한 활성화 물질이다.
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3근거 선택
evidence_selection서열 상동성(95%)과 니아신에 대한 상반된 반응성을 핵심 근거로 선택한다.
- HM74 및 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하다.
- 니아신 또는 니코틴산은 HM74A 리간드이다(Wise 등, J. Biol. Chem. 278:9869-9874, 2003). 그러나, 니아신은 HM74의 불량한 활성화 물질이다.
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4논리 통합
logical_integration두 수용체가 서열상으로는 매우 유사하지만, 특정 리간드(니아신)에 대한 활성화 능력에서는 뚜렷한 차이가 있음을 통합한다.
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5결론 도출
conclusion_formulation서열은 95% 상동하나, 니아신이 HM74A의 리간드인 것과 달리 HM74는 불량하게 활성화된다는 결론을 도출한다.
- HM74 및 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하다.
- 니아신 또는 니코틴산은 HM74A 리간드이다(Wise 등, J. Biol. Chem. 278:9869-9874, 2003). 그러나, 니아신은 HM74의 불량한 활성화 물질이다.
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6답변 생성
answer_generation질문에 대해 서열 상동성과 리간드 반응 차이를 명확히 기술한다.
- 약 95% 상동
- 니아신 또는 니코틴산은 HM74A 리간드이다(Wise 등, J. Biol. Chem. 278:9869-9874, 2003). 그러나, 니아신은 HM74의 불량한 활성화 물질이다.
최종 답변 (final_answer)
HM74와 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하지만, 리간드 반응성에는 차이가 있다. 니아신(또는 니코틴산)은 HM74A의 리간드이지만, HM74에 대해서는 불량한 활성화 물질이다.
핵심 해석 (core_interpretation)
HM74와 HM74A의 아미노산 서열은 약 95% 상동하지만 리간드에 따른 활성화 특성에 차이가 있다.