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CDK, GSK 및 오로라 키나아제의 활성을 조절하는피라졸 화합물 document_id A220623052999

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의약학
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단백질 키나아제는 세포 내의 광범위하게 다양한 신호 전달 과정들의 조절에 기여하는 구조적으로 관련된 효소들로 대규모의 과(family)를 형성한다(문헌[Hardie, G. and Hanks, S.(1995) The Protein Kinase Facts Book. I and II, Academic Press, San Diego, CA]). 상기 키나아제들은, 이들의 과의 범주 내에서 그들이 인산화하는 기질(예를 들어, 단백질-티로신, 단백질-세린/트레오닌, 지질 등)에 의해 분류될 수 있다. 이들 키나아제의 과 각각에 일반적으로 상응하는 서열 모티프(motif)들이 동정되었다(예를 들어 문헌[Hanks, S.K., Hunter, T., FASEB J., 9:576-596(1995); Knighton, et al., Science, 253:407-414 (1991); Hiles, et al., Cell, 70:419-429(1992); Kunz, et al., Cell, 73:585-596(1993); Garcia-Bustos, et al., EMBO J., 13:2352-2361(1994)]). 단백질 키나아제는 그의 조절 기작에 의해 특성화될 수 있다. 이러한 기작에는 예를 들어, 자동인산화, 다른 키나아제에 의한 트란스인산화 반응, 단백질-단백질 상호작용, 단백질-지질 상호작용, 및 단백질-폴리뉴클레오타이드 상호작용이 포함된다. 개별적인 단백질 키나아제를 하나 이상의 기작에 의해 조절할 수 있다. 키나아제는 인산염 기를 표적 단백질에 가함으로써, 다수의 상이한 세포 과정들, 예를 들어 비 제한적으로, 증식, 분화, 세포자멸, 운동성, 전사, 번역 및 다른 신호전달 과정들을 조절한다. 이러한 인산화 사건들은 표적 단백질 생물 작용을 조절 또는 조정할 수 있는 분자 온/오프 스위치(molecular on/off switches)로서 작용한다. 표적 단백질의 인산화는 다양한 세포외 신호들(호르몬, 신경전달물질, 성장 및 분화 인자 등), 세포 주기 사건, 환경 또는 영양 자극 등에 반응하여 발생한다. 적합한 단백질 키나아제는 예를 들어 대사 효소, 조절 단백질, 수용체, 세포골격 단백질, 이온 채널 또는 펌프, 또는 전사 인자를 활성화 또는 불활성화(직접 또는 간접적으로)시키는 신호 전달 경로에 작용한다. 단백질 인산화의 불완전한 조절로 인한, 조절되지 않은 신호전달은 다수의 질환들, 예를 들어 염증, 암, 알러지/천식, 면역계 질환 및 증상, 중추 신경계 질환 및 증상, 및 혈관 형성(angiogenesis)에 관련되어 있다. 사이클린 의존성 키나아제 진핵 세포의 세포 분열의 과정은 대체로 G1, S, G2 및 M이라 지칭되는 일련의 서열 시기(sequential phases)로 크게 분류될 수 있다. 상기 세포 주기의 다양한 시기들을 통한 정확한 진행은, 사이클린 의존성 키나아제(CDK)로서 공지된 단백질과, 및 사이클린이라 칭하는 다양한 세트의 그의 동종 단백질 파트너(cognate protein partner)의 공간 및 시간적 조절에 결정적으로 의존하는 것으로 알려졌다. CDK는, 서열 의존적 관계(sequence dependent context)에 있어서 다양한 폴리펩타이드의 인산화에서 ATP를 기질로서 사용할 수 있는 cdc2(또한 CDK1으로도 공지됨) 상동 세린-트레오닌 키나아제 단백질이다. 사이클린은 대략 100 개의 아미노산을 함유하는, "사이클린 박스(cyclin box)"라 칭하는 상동성 영역(특정한 CDK 파트너 단백질에 결합하고 이에 대한 선택성을 한정하는데 사용된다)을 특징으로 하는 단백질의 하나의 과이다. 세포 주기 전체에 걸쳐 다양한 CDK 및 사이클린의 발현 수준, 분해 속도 및 활성화 수준의 조절은 일련의 CDK/사이클린 복합체(상기 CDK는 효소적인 활성을 가진다)의 주기적인 형성을 유도한다. 이러한 복합체의 형성은 분리된 세포 주기 체크포인트의 통과 경로를 조절하고, 따라서 세포분열의 과정이 계속될 수 있도록 한다. 소정의 세포 주기 체크포인트에서 불가결한 생화학적 기준의 충족 실패, 즉 필요한 CDK/사이클린 복합체의 형성 실패는 세포 주기 정지 및/또는 세포자멸(apoptosis)을 야기시킬 수 있다. 암에서 나타나는 바와 같은 이상 세포 증식은 종종 정확한 세포 주기 조절의 상실에 기인할 수 있다. 따라서, CDK 효소 활성의 억제는 비정상적으로 분열하는 세포가 그의 분열을 멈추게 하고/하거나 상기 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공한다. CDK, 및 CDK 복합체의 다양성, 및 세포 주기 조정에서 그의 중요한 작용은, 정의된 생화학적 원리에 근거하여 선택된 광범위한 효과적인 치료학적 표적을 제공하는 것이다. 세포 주기의 G1 기에서 S 기로의 진행은 주로 D 및 E 유형 사이클린의 구성원들과의 연합을 통해 CDK2, CDK3, CDK4 및 CDK6에 의해 조절된다. 상기 D-유형 사이클린은 G1 제한 지점(G1 restriction point) 이상을 통과할 수 있게 하는데 도움이 되는 것으로 보이고, CDK2/사이클린 E 복합체는 G1에서 S 기로의 이행에 대한 열쇠가 된다. 후속의 S 기를 통해 G2로 들어가는 진행은 CDK2/사이클린 A 복합체를 필요로 하는 것으로 여겨진다. 유사분열, 및 이를 촉발시키는 G2에서 M기로의 이행은 CDK1과 A 및 B 유형 사이클린과의 복합체에 의해 조절된다. G1 기 동안 망막모세포종 단백질(Rb) 및 관련된 포켓 단백질(pocket proteins), 예를 들어 p130은 CDK(2, 4 0026# 6)/사이클린 복합체의 기질이다. G1을 통한 진행은 CDK(4/6)/사이클린-D 복합체에 의한 Rb 및 p130의, 과인산화 및 그에 따른 불활성화에 의해 부분적으로 촉진된다. Rb 및 p130의 과인산화는 전사인자, 예를 들어 E2F의 방출을 일으키며, 따라서 G1을 통한 진행 및 S-기로의 진입에 필요한 유전자, 예를 들어 사이클린 E에 대한 유전자를 발현시킨다. 사이클린 E의 발현은 CDK2/사이클린 E복합체의 형성을 촉진시키며, 상기 복합체는 Rb의 추가적인 인산화를 통해 E2F 수준을 증폭시키거나 또는 유지시킨다. 상기 CDK2/사이클린 E복합체는 또한 히스톤 생합성에 관련된, DNA 복제에 필요한 다른 단백질, 예를 들어 NPAT를 인산화한다. 또한, G1 진행 및 G1/S 이행은, CDK2/사이클린 E경로로 피드되는 미토젠 자극된 Myc 경로를 통해 조절된다. CDK2는 또한 p21 수준의 p53 조절을 통해 p53 매개된 DNA 손상 반응 경로에 연결된다. p21은 CDK2/사이클린 E의 단백질 억제제이며, 따라서 G1/S 이행을 차단 또는 지연시킬 수 있다. 따라서, 상기 CDK2/사이클린 E 복합체는 Rb, Myc 및 p53 경로로부터의 생화학적 자극이 어느 정도 통합된 지점을 나타낼 수 있다. 따라서, CDK2 및/또는 CDK2/사이클린 E 복합체는, 비정상적으로 분열하는 세포에서 세포 주기의 정지 또는 회복 조절 측면에서 설계된 치료학상의 좋은 표적을 나타낸다. 세포 주기에서 CDK3의 정확한 작용은 분명하지 않다. 아직 동종 사이클린 파트너가 동정되지 않았지만, CDK3의 우세한 네가티브 형태가 G1에서 세포를 지연시키며, 따라서 이것은 CDK3이 G1/S 이행의 조절에 작용한다는 것을 시사한다. 대부분의 CDK들이 세포 주기의 조절에 관련되어 왔지만, 상기 CDK 과의 특정한 구성원들이 다른 생화학적 과정들에 관여한다는 증거가 있다. 이는 정확한 신경 발생에 필요하고, 다수의 신경 단백질, 예를 들어 Tau, NUDE-1, 시냅신 1(synapsin1), DARPP32 및 Munc18/Syntaxin 1A 복합체의 인산화에 관련된 CDK5에 의해 예시된다. 신경 단위의 CDK5는 통상적으로 p35/p39 단백질에 결합함으로써 활성화된다. 그러나, CDK5 활성은 p35의 불완전된(truncated) 버전인 p25의 결합에 의해 조절이 해제될 수 있다. p35의 p25로의 전환, 및 CDK5 활성의 후속적인 조절의 해제는 허혈, 독성자극 및 β-아밀로이드 펩타이드(β-amyloid peptide)에 의해 유발될 수 있다. 결과적으로, p25는 알쯔하이머병같은 신경퇴행성 질환의 발병 기전에 관련되어 왔으며, 따라서 이러한 질환에 대한 치료상의 표적으로서 중요하다. CDK7은 cdc2 CAK 활성을 가지며 사이클린 H에 결합하는 핵 단백질(nuclear protein)이다. CDK7은 RNA 폴리머라제 II C-말단 도메인(CTD) 활성을 갖는 TFIIH 전사 복합체의 성분으로서 동정되었다. 상기는 Tat-매개된 생화학 경로를 통해, HIV-1 전사의 조절과 관련된다. CDK8은 사이클린 C에 결합하며 RNA 폴리머라제 II의 CTD의 인산화와 관련된다. 유사하게, CDK9/사이클린-T1 복합체(P-TEFb 복합체)는 RNA 폴리머라제 II의 신장 조절(elongation control)과 관련된다. PTEF-b는 또한 사이클린 T1과의 상호작용을 통해 바이러스성 전사활성인자 Tat(viral transactivator Tat)에 의한 HIV-1 게놈의 전사를 활성화하는데 필요하다. 따라서, CDK7, CDK8, CDK9 및 P-TEFb 복합체는 항 바이러스 치료에서 효과적인 표적이다. 분자 수준에서 CDK/사이클린 복합체 활성의 조정은 일련의 자극 및 억제 인산화 또는 탈인산화 사건을 필요로 한다. CDK 인산화는 일군의 CDK 활성화 키나아제(CAK) 및/또는 예를 들어 wee1, Myt1 및 Mik1와 같은 키나아제에 의해 수행된다. 탈인산화는 포스파타제, 예를 들어 cdc25(a0026#c), pp2a, 또는 KAP에 의해 수행된다. CDK/사이클린 복합체 활성은 내생 세포 단백질성 억제제의 2개의 과, 즉 Kip/Cip 과, 또는 INK 과에 의해 추가 조절될 수 있다. 상기 INK 단백질은 CDK4 및 CDK6에 특이적으로 결합한다. p16ink4(또한 MTS1으로도 공지됨)는, 다수의 원발 암(primary cancer)에서 변이되거나 결실되는 잠재적인 종양 억제 유전자이다. 상기 Kip/Cip 과는 p21Cip1,Waf1, p27Kip1 및 p57kip2와 같은 단백질을 함유한다. 앞서 논의한 바와 같이, p21은 p53에 의해 유도되며, CDK2/사이클린(E/A) 및 CDK4/사이클린(D1/D2/D3) 복합체를 불활성화시킬 수 있다. 비전형적으로 낮은 p27 발현 수준이 유방, 결장 및 전립선암에서 관찰되었다. 반대로, 고형 종양(solid tumour)에서 사이클린 E의 과발현은 불량한 환자 예후와 상관이 있는 것으로 나타났다. 사이클린 D1의 과발현은 식도, 유방, 편평 상피세포 및 비-소세포 폐암종(non-small cell lung carcinomas)과 관련된다. 증식하는 세포에서의 세포 주기의 조정 및 진행에 있어서 CDK의 중추적인 작용, 및 이와 관련된 단백질들을 상기에 개략하였다. CDK가 핵심 작용을 하는 생화학 경로들 중 일부를 또한 개시하였다. 따라서, 일반적으로 CDK, 또는 특정한 CDK를 표적으로 하는 치료제를 사용하여 암과 같은 증식성 질환을 치료하는 단일요법의 개발이 매우 바람직하다. CDK 억제제는 다른 증상들, 예를 들어 그 중에서도 바이러스 감염, 자가면역 질환 및 신경퇴행성 질환을 치료하는데 사용될 수 있다. 또한 CDK 표적화된 치료제들은 기존 또는 새로운 치료제와 병행하여 치료에 사용될 때 상술한 질환들의 치료에 임상적인 이점을 제공할 수 있다. CDK 표적화 항암 요법은, DNA와 직접 상호작용하지 않으며 따라서 2차 종양 발생 위험성을 감소시키기 때문에, 다수의 현행 항암제를 상회하는 잠재적 이점을 가질 수 있다. 미만성 대형 B-세포형 림프종(DLBCL: Diffuse Large B-cell Lymphomas) 세포 주기 진행은 네가티브 세포 주기 조절제인 사이클린, 사이클린 의존성 키나아제(CDK), 및 CDK 억제제(CDKi)의 복합 작용에 의해 조절된다. p27KIPl은 세포 주기 조절에 있어서 CDKi의 중요 요소로서, Gl/S 이행을 위해서는 그것의 분해가 요구된다. 증식성 림프구에서 p27KIPl이 발현하지 않음에도 불구하고, 어떤 공격적 B-세포 림프종들은 이상 p27KIPl 염색을 보이는 것으로 보고된 바 있다. p27KIPl의 비정상적으로 높은 발현이 이러한 유형의 림프종에서 발견되었다. 이러한 발견의 임상적 관련성에 대한 분석에 의하면, 이러한 유형의 종양에서 높은 수준의 p27KIPl 발현은 단일변량(univariate) 분석 및 다변량(multivariate) 분석에 있어서 모두 유해한 예후의 표지임이 나타났다. 이러한 결과는 미만성 대형 B-세포형 림프종(DLBCL)에서 유해한 임상적 유의성을 갖는 비정상적 p27KIPl 발현이 존재한다는 것을 보이며, 이러한 이상 p27KIPl 단백질이 다른 세포 주기 조절 단백질과의 상호작용을 통해 기능하지 않게 될 수 있다는 것을 시사한다(문헌[Br. J. Cancer. 1999 Jul;80(9): 1427-34. p27KIPl은 미만성 대형 B-세포형 림프종에서 비정상적으로 발현하며 유해한 임상 결과와 관련이 있다. Saez A, Sanchez E, Sanchez-Beato M, Cruz MA, Chacon I, Munoz E, Camacho FI, Martinez-Montero JC, Mollejo M, Garcia JF, Piris MA. Department of Pathology, Virgen de la Salud Hospital, Toledo, Spain]) 만성 림프구성 백혈병 B-세포 만성 림프구성 백혈병(CLL)은 매년 10,000건의 새로운 사례가 진단되는 서반구에서 가장 일반적인 백혈병이다(문헌[Parker SL, Tong T, Bolden S, Wingo PA: Cancer statistics, 1997. Ca. Cancer. J. Clin. 47:5, (1997)]). 다른 형태의 백혈병과 비교할 때, CLL의 전반적인 예후는 양호하여, 병이 가장 진전된 단계의 환자에서도 중앙 생존 기간(median survival)이 3년이다. 종래 사용된 알킬화기계 요법과 비교할 때 증후성 CLL 환자를 위한 초기 요법으로서 플루다라바인(fludarabine)의 첨가에 의해 완전 반응은 비율이 보다 높아졌으며(27% 대 3%) 무진행 생존 기간이 지속되었다(33 대 17 개월). 요법 후 완전 임상 반응을 달성하는 것이 CLL에서의 생존을 향상시키는 첫걸음이지만, 대다수의 환자는 완전 완화(remission)를 달성 못하거나 또는 플루다라바인에 반응하지 못한다. 또한, 플루다라바인으로 치료를 받은 모든 CLL 환자는 결국 병이 재발하여, 단일 약물로서의 그것의 작용은 순전히 임시적인 것이다(문헌[Rai KR, Peterson B, Elias L, Shepherd L, Hines J, Nelson D, Cheson B, Kolitz J, Schiffer CA: 치료받은 적이 없는 만성 림프구성 백혈병 환자에 대한 플루다라바인과 클로람부실의 무작위 비교. A CALGB SWOG, CTG/NCI-C and ECOG Inter-Group Study. Blood 88:141a, 1996 (abstr 552, suppl 1)]). 그러므로, 상기 질환의 요법에서 추가적인 진보를 이루고자 한다면 플루다라바인의 세포독성을 보완하고 내인성(intrinsic) CLL 약물 내성 인자에 의해 유발되는 내성을 없애는 새로운 작용 메커니즘을 갖는 새로운 약물을 찾아낼 필요가 있을 것이다. CLL 환자에 있어서 요법에 대한 반응 불량 및 생존 불량에 대해 가장 광범위하게 연구되며 균일하게 예측되는 인자는, 점돌연변이 또는 염색체 17pl3 결손을 특징으로 하는 이상 p53 기능이다. 실질적으로, 이상 p53 기능을 갖는 CLL 환자를 대상으로 한 다수의 단일 기관(institution) 사례 시리즈에서 알킬화기 또는 퓨린 유사제 요법에 반응을 보인 경우는 존재하지 않았다. CLL에서 p53 돌여변이와 관련된 약물 내성을 극복할 능력을 갖는 요법 약물의 도입은 상기 질환의 치료를 위한 중요한 진전이 될 수 있을 것이다. 사이클린 의존성 키나아제의 억제제인 플라보피리돌 및 CYC 202은 B-세포 만성 림프구성 백혈병(B-CLL)으로부터의 악성 세포의 생체외 세포자멸을 유발한다. 플라보피리돌 노출은 카스파아제 3 활성을 자극하며, B-CLL에서 과발현되는 세포 주기의 네가티브 조절인자인 p27(kip1)의 카스파아제 의존성 분할을 초래한다(문헌[Blood. 1998 Nov 15;92(10):3804-16 bcl-2 조정 또는 기능성 p53에 대한 의존의 증거 없이, 플라보피리돌은 카스파아제-3의 활성화에 의해 만성 림프성 백혈병 세포의 세포자멸을 유발한다(Byrd JC, Shinn C, Waselenko JK, Fuchs EJ, Lehman TA, Nguyen PL, Flinn IW, Diehl LF, Sausville E, Grever MR]). 오로라 키나아제 비교적 최근에, 세포 주기의 G2 및 M 기에 관련되고 유사분열의 중요한 조절인자인 오로라 키나아제로서 공지된 새로운 세린/트레오닌 키나아제 과가 발견되었다. 오로라 키나아제의 정확한 작용은 앞으로도 밝혀져야 하지만, 상기 효소는 유사분열 체크포인트 조절(mitotic checkpoint control), 염색체 동력학 및 세포질 분열에 있어서 일부를 담당한다(문헌[Adams et al., Trends Cell Biol., 11:49-54(2001)]). 오로라 키나아제는 간기(interphase) 세포의 중심체(centrosome), 쌍극 방추체(bipolar spindle)의 극(poles), 및 유사분열 장치의 중앙체(mid-body) 중에 위치한다. 지금까지 오로라 키나아제 과의 세 구성원이 포유 동물에서 발견되었다(문헌[E. A. Nigg, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2:21-32(2001)]). 이들은 하기와 같다: 오로라 A(또한 상기 문헌에서 오로라 2로도 지칭됨); 오로라 B(또한 상기 문헌에서 오로라 1로도 지칭됨); 및 오로라 C(또한 상기 문헌에서 오로라 3으로도 지칭됨). 상기 오로라 키나아제들은 매우 상동성인 촉매 도메인을 갖지만, 이들의 N-말단부는 상당히 상이하다(문헌[Katayama H, Brinkley WR, Sen S.; 오로라 키나아제: 세포 형질전환 및 종양발생에서의 작용(Cancer Metastasis Rev. 2003 Dec; 22(4): 451-64]). 상기 오로라 키나아제 A 및 B의 기질들은 키네신-유사 운동 단백질(kinesin-like motor protein), 방추 장치 단백질, 히스톤 H3 단백질(histone H3 protein), 동원체 단백질(kinetochore protein) 및 종양 억제제 단백질 p53(the tumour suppressor protein p53)을 포함하는 것으로 확인되었다. 오로라 A 키나아제는 방추사 형성에 관여하는 것으로 여겨지며 상기 효소가 방추-관련 단백질을 인산화하는 G2 기의 초기 동안 중심체 상에 위치하게 된다(문헌[Prigent et al., Cell, 114:531-535(2003)]). 문헌[Hirota et al., Cell, 114:585-598(2003)]은 오로라 A 단백질 키나아제가 결실된 세포가 유사분열에 진입할 수 없음을 밝히고 있다. 더욱이, 다양한 종들 중 오로라 A 유전자의 돌연변이 또는 분해(disruption)는 유사분열 이상, 예를 들어 중심체 분리 및 성숙 결함, 방추 이상 및 염색체 분리 결함을 야기하는 것으로 밝혀졌다(Adams, 2001). 상기 오로라 키나아제는 일반적으로는 대부분의 정상 조직(단 고도의 세포 분열이 일어나는 조직, 예를 들어 흉선 및 고환은 제외한다)에서 낮은 수준으로 발현된다. 그러나, 오로라 키나아제의 상승된 수준이 많은 인간 암에서 발견되었다(문헌[Giet et al., J. Cell, Sci. 112:3591-361, (1999) 및 Katayama(2003)]). 더욱이, 오로라 A 키나아제는 다수의 인간 암들에서 증폭되는 것으로 흔히 밝혀지는 염색체 20q13 영역에 위치한다. 따라서, 예를 들어 인간 유방암, 난소암 및 췌장암에서 상당한 오로라 A 과발현이 검출되었다(문헌[Zhou et al., Nat. Genet. 20:189-193(1998), Tanaka et al., Cancer Res., 59:2041-2044(1999) 및 Han et al., Cancer Res., 62:2890-2896(2002)] 참조). 더욱이, 오로라 A 자리(locus)(20q13)의 증폭이 결절-네가티브 유방암 환자에 대한 불량한 예후와 상관이 있다는 것이 보고되어 있다(문헌[Isola, American Journal of Pathology 147, 905-911(1995)]). 오로라 A의 증폭 및/또는 과발현은 인간 방광암에서 발견되고 오로라 A의 증폭은 염색체 이수성(aneuploidy) 및 공격적인 임상 양상과 관련된다(문헌[Sen et al., J. Natl. Cancer Inst, 94:1320-1329(2002)]참조). 오로라 A의 상승된 발현이 결장직장암(문헌[Bischoff et al., EMBO J., 17:3052-3065(1998) 및 Takahashi et al., Jpn. J. Cancer Res., 91:1007-1014(2000)]), 난소암(문헌[Gritsko et al., Clin. Cancer Res., 9:1420-1426(2003)]), 및 위 종양(문헌[Sakakura et al., British Journal of Cancer, 84:824-831(2001)])의 50% 이상에서 검출되었다. 문헌[Tanaka et al., Cancer Research, 59:2041-2044(1999)]은 유방의 침습관 샘암종의 94%에서 오로라 A의 과발현에 대한 증거를 밝혔다. 높은 수준의 오로라 A 키나아제는 또한 신장, 경부, 신경모세포종, 흑색종, 림프종, 췌장 및 전립선 종양 세포주에서도 발견되었다(문헌[Bischoff et al., (1998), EMBO J., 17:3052-3065(1998)]; [Kimura et al., J. Biol. Chem., 274:7334-7340(1999)]; [Zhou et al., Nature Genetics, 20: 189-193(1998); Li et al., Clin Cancer Res. 9(3): 991-7(2003)]). 오로라 B는 다수의 인간 종양 세포주, 예를 들어 백혈병 세포에서 크게 발현된다(문헌[Katayama et al., Gene 244:1-7]). 상기 효소의 수준은 원발성 결장직장 암에서 듀크 시기의 함수(function of Duke's stage)로서 증가한다(문헌[Katayama et al., J. Natl Cancer Inst., 91:1160-1162(1999)]). 높은 수준의 오로라-3(오로라 C)은 몇몇 종양 세포 주에서 검출되었지만, 상기 키나아제는 정상 조직 중의 생식 세포로 한정되는 경향이 있다(문헌[Kimura et al., Journal of Biological Chemistry, 274:7334-7340(1999)]). 결장직장암의 약 50%에서 오로라-3의 과발현이 또한 문헌[Takahashi et al., Jpn J. Cancer Res. 91:1007-1014(2001)]에 보고 되어 있다. 증식성 질환에서의 오로라 키나아제의 작용에 대한 다른 보고들을 여러 문헌[Bischoff et al., Trends in Cell Biology 9:454-459(1999); Giet et al. Journal of Cell Science, 112:3591-3601(1999) 및 Dutertre, et al., Oncogene, 21:6175-6183(2002)]에서 찾을 수 있다. 로이스(Royce) 등은 오로라 2 유전자(STK15 또는 BTAK로서도 공지됨)가 원발성 유방 종양 중 약 1/4에서 발현되고 있다고 보고 하고 있다(문헌[Royce ME, Xia W, Sahin AA, Katayama H, Johnston DA, Hortobagyi G, Sen S, Hung MC; 원발성 유방 종양에서 STK15/오로라-A 발현은 핵의 등급과는 관련이 있지만 예후와는 관련이 없다(Cancer. 2004 Jan 1; 100(1): 12-9]). 자궁내막 암종(EC)은 2가지 유형 이상의 암을 포함한다; 즉 자궁내막양 암종(EEC)은 에스트로겐-관련 종양으로, 흔히 정배수체이며 양호한 예후를 갖는다. 비자궁내막양 암종(NEEC; 묽고 투명한 세포 형태)은 에스트로겐과 관련이 없으며, 흔히 이수체이고 임상적으로 공격적이다. 또한 오로라는 NEEC의 55.5%에서 증폭되었으나 임의의 EEC에서는 증폭되지 않은 것으로 나타났다(P≤0.001)(문헌[Moreno-Bueno G, Sanchez-Estevez C, Cassia R, Rodriguez-Perales S, Diaz-Uriarte R, Dominguez O, Hardisson D, Andujar M, Prat J, Matias-Guiu X, Cigudosa JC, Palacios J. Cancer Res. 2003 Sep 15; 63(18): 5697-702]). 문헌[Reichardt et al, Oncol Rep. 2003 Sep-Oct; 10(5):1275-9]은, 상이한 WHO 등급(1 x 등급 II, 1 x 등급 III, 3 x 등급 IV)의 16개 종양 중 5개(31%)가 오로라 2 유전자의 DNA 증폭을 보인다는 것을, 신경교종에서 오로라 증폭에 대한 연구를 위한 PCR에 의한 정량적 DNA 분석으로 밝혔다고 보고하고 있다. 상기 오로라 2 유전자의 증폭이, 종양 발생의 유전적 경로에서 작용하는 인간 신경교종 중 불규칙적이지 않은 유전자 변형일 수 있는 것으로 예상되었다. 또한, 오로라 2가 질환 활성뿐만 아니라 비-호지킨 림프종(non-Hodgkin's lymphoma)의 종양 발생을 지시하는 유효한 후보 물질임을 문헌[Hamada et al., Br. J. Haematol. 2003 May; 121(3):439-47]의 결과가 시사하고 있다. 상기 유전자 기능의 제한으로부터 비롯되는 종양 세포 성장의 지연은 비-호지킨 림프종에 대한 치료학적 접근이 될 수 있다. 문헌[Gritsko et al., Clin Cancer Res. 2003 Apr;9(4):1420-6]의 연구에 있어서 원발성 난소 종양 환자 92 명의 오로라 A의 단백질 수준 및 키나아제 활성을 검사하였다. 생체외 키나아제 분석에서는 44건의 사례(48%) 중에서 상승된 오로라 A 키나아제 활성을 밝혔다. 증가된 오로라 A 단백질 수준은 52 개(57%)의 표본에서 검출되었다. 오로라 A의 높은 단백질 수준은 상승된 키나아제 활성과 상당한 관련이 있다. 문헌[Li et al., Clin. Cancer Res. 2003 Mar;9(3):991-7]에 의해 수득된 결과에서는, 오로라 A 유전자가 췌장 종양 및 암종 세포주에서 과발현되고, 오로라 A의 과발현이 췌장암 발생에 어떤 작용을 할 수도 있음을 보여 주고 있다. 유사하게, 오로라 A 유전자 증폭 및 상기 유전자가 암호화하는 관련된 유사분열 키나아제의 증가된 발현은 인간 방광암에서 이수성 및 공격적 임상 양상과 관련된다는 것을 보여 준다(문헌[J. Natl. Cancer Inst. 2002 Sep 4; 94(17):1320-9]). 여러 그룹에 의한 조사(문헌[Dutertre S, Prigent C., 오로라 A 과발현은 미세소관-동원체(microtubule-kinetochore) 결합 체크포인트에 과동행(override)을 유발한다(Mol. Interv. 2003 May; 3(3):127-30 및 Anand S, Penrhyn-Lowe S, Venkitaraman AR., 오로라 A 증폭은 유사분열 방추 조립체 체크포인트를 과동행하여 탁솔(Taxol)에 대한 내성을 유도한다(Cancer Cell. 2003 Jan; 3(1):51-62])에서는, 오로라 키나아제 활성의 과발현이 일부 현행 암 요법들에 대한 내성과 관련됨을 보여 주고 있다. 예를 들어 마우스 배아 섬유아세포에서 오로라 A의 과발현은 탁산(taxane) 유도체의 세포독성 효과에 대한 상기 세포의 민감성을 감소시킬 수 있다. 따라서, 오로라 키나아제 억제제는 기존의 요법에 대해 내성을 나타내는 환자들에게 있어서 특별한 용도를 제공할 수 있다. 지금까지 수행된 연구를 토대로, 오로라 키나아제, 특히 오로라 키나아제 A 및 오로라 키나아제 B의 억제가 종양 발생을 정지시키는 유효한 수단임을 밝힐 것으로 예상된다. 문헌[Harrington et al., Nat Med. 2004 Mar; 10(3):262-7]에서는 오로라 키나아제의 억제제가 종양 성장을 억제하고, 생체 내에서 종양 축소를 유도한다는 것을 증명하였다. 상기 연구에서, 오로라 키나아제 억제제는 암 세포 증식을 차단하며, 또한 백혈병, 결장직장 및 유방 세포주를 비롯한 일정 범위의 암 세포주에서 세포의 사멸을 촉발시켰다. 또한, 백혈병 세포에서 세포자멸을 유발함으로써 백혈병의 치료에 대한 가능성을 보여 주었다. VX-680은 환자로부터의 난치성의 원발성 급성 골수형 백혈병(AML) 세포를 유효하게 사멸시켰다. 특별히 오로라 억제제로 치료할 수 있는 암으로는 유방, 방광, 결장직장, 췌장, 난소, 비-호지킨 림프종, 신경교종(gliomas) 및 비자궁내막양 자궁내막 암종(nonendometrioid endometrial carcinomas)을 포함한다. 특히, 오로라 억제제로 치료할 수 있는 백혈병은 급성 골수형 백혈병(AML), 만성 골수형 백혈병(CML), B-세포 림프종(맨틀 세포), 및 급성 림프구성 백혈병ALL)을 포함한다. 글리코겐 신타제 키나아제 글리코겐 신타제 키나아제-3(GSK3)은 인간에게서 편재하여(ubiquitously) 발현되는 2개의 동형체(isoform)(GSK3α 및 GSK3β)로서 발생하는 세린-트레오닌 키나아제이다. GSK3은 배아 발생, 단백질 합성, 세포 증식, 세포 분화, 미소관 동력학, 세포 운동성 및 세포자멸에 작용하는 것으로 나타났다. 상기 한 바와 같이, GSK3은 질환 상태, 예를 들어 당뇨병, 암, 알쯔하이머 병, 발작, 간질, 운동 신경 세포 질환 및/또는 두부 외상의 진행과 관련된다. GSK3은 계통발생학적으로 사이클린 의존성 키나아제(CDK)와 가장 밀접하게 관련된다. GSK3에 의해 인식되는 공통 펩타이드 기질 서열은 (Ser/Thr)-X-X-X-(pSer/pThr)이며, 이때 X는 임의의 아미노산이고((n+1), (n+2), (n+3) 위치에서), pSer 및 pThr은 각각 포스포-세린 및 포스포-트레오닌이다(n+4). GSK3은, (n) 위치에서, 첫 번째 세린 또는 트레오닌을 인산화한다. (n+4) 위치의 포스포-세린 또는 포스포-트레오닌은 최대 기질 전환을 제공하도록 GSK3을 시발하는데 필요한 것으로 보인다. Ser21에서의 GSK3α, 또는 Ser9에서의 GSK3β의 인산화는 GSK3의 억제를 유도한다. 돌연변이 및 펩타이드 경쟁 연구는 GSK3의 인산화된 N-말단이 자가억제 기전을 통해 포스포-펩타이드 기질(S/TXXXpS/pT)과 경쟁할 수 있는 모델을 도출시켰다. 또한 GSK3α 및 GSKβ가 각각 티로신 279 및 216의 인산화에 의해 미묘하게 조절될 수 있음을 시사하는 데이터가 있다. 이들 잔기의 Phe로의 돌연변이는 생체 내 키나아제 활성을 감소시켰다. GSK3β의 X-선 결정학적 구조는 GSK3 활성화 및 조절의 모든 양태를 명백히 하는데 일조하였다. GSK3은 포유 동물 인슐린 반응 경로의 일부를 형성하며, 글리코겐 신타제를 인산화하는 것이 가능하고, 이로 인하여 글리코겐 신타제를 불활성화시킨다. 따라서, GSK3의 억제를 통한 글리코겐 신타제 활성의 상향 조절, 및 이에 의한 글리코겐 합성은 유형 II, 또는 비-인슐린-의존성 진성 당뇨병(NIDDM)(신체조직이 인슐린 자극에 내성으로 되는 증상)과 싸우는 효과적인 수단으로 간주되었다. 간, 지방 또는 근육 조직에서의 세포 인슐린 반응은 세포외 인슐린 수용체에 인슐린이 결합하는 것에 의해 촉발된다. 이로 인해, 인슐린 수용체 기질(IRS) 단백질의 인산화를 일으키고 계속하여 원형질막(plasma membrane)으로의 보충을 야기한다. 상기 IRS 단백질의 추가적인 인산화는 포스포이노시티드-3 키나아제(phosphoinositide-3 kinase, PI3K)의 원형질막으로의 보충을 개시시키는데, 이때 제 2 전령(second messenger)인 포스파티딜이노시틸 3,4,5-트라이포스페이트(PIP3)가 유리될(liberate) 수 있다. 이로 인해 3-포스포이노시티드-의존성 단백질 키나아제 1(PDK1) 및 단백질 키나아제 B(PKB 또는 Akt)의 상기 막으로의 동시-국소화(co-localisation)가 촉진되어 PDK1은 PKB를 활성화시킨다. PKB는 각각 Ser9 또는 ser21의 인산화를 통해, GSK3α 및/또는 GSKβ를 인산화시키고, 이에 의해 이들을 억제할 수 있다. 이어서 GSK3의 억제는 글리코겐 신타제 활성의 상향조절을 촉발시킨다. 따라서, GSK3을 억제할 수 있는 치료제는 인슐린 자극시 나타나는 것과 유사한 세포 반응들을 유도할 수 있다. GSK3의 추가적인 생체내 기질은 진핵 단백질 합성 개시 인자 2B(eIF2B)이다. eIF2B는 인산화를 통해 불활성화되며, 따라서 단백질 생합성을 억제할 수 있다. 따라서 예를 들어 "라파마이신(rapamycin)의 포유 동물 표적" 단백질(mTOR)의 불활성화에 의한 GSK3의 억제는 단백질 생합성을 상향조절할 수 있다. 최종적으로, 미토젠 활성화된 단백질 키나아제 활성화된 단백질 키나아제 1(MAPKAP-K1 또는 RSK)과 같은 키나아제에 의한 GSK3의 인산화를 통한 미토젠 활성화된 단백질 키나아제(MAPK) 경로를 통해 GSK3 활성을 조절한다는 증거들이 다소 존재한다. 이들 데이터는 GSK3 활성이 유사분열촉진성 자극, 인슐린 자극 및/또는 아미노산 자극에 의해 조절될 수 있음을 시사한다. GSK3β가 척추동물 Wnt 신호전달 경로에 핵심 성분임이 또한 입증되었다. 상기 생화학 경로는 정상적인 배아 발생에 중요한 것으로 나타났으며, 정상 조직에서 세포 증식을 조절한다. GSK3은 Wnt 자극에 반응하여 억제된다. 이는 GSK3 기질, 예를 들어 액신(Axin), 선종성 결장 용종증(APC) 유전자 산물 및 β-카테닌의 탈인산화를 야기할 수 있다. Wnt 경로의 비정상적 조절은 다수의 암들과 관련된다. APC 및/또는 β-카테닌의 돌연변이는 결장직장암 및 기타 종양들에서 흔하다. β-카테닌은 또한 세포 부착에서 중요한 것으로 나타났다. 따라서, GSK3은 또한 세포 부착 과정을 어느 정도 조절할 수 있다. 이미 개시된 생화학 경로는 별문제로 하고, 전사 인자, 예를 들어 c-Jun, CCAAT/증강인자 결합 단백질 α(C/EBPα), c-Myc 및/또는 다른 기질, 예를 들어 활성화된 T-세포의 핵 인자(NFATc), 열 충격 인자-1(HSF-1) 및 c-AMP 반응 요소 결합 단백질(CREB)의 인산화에서, 사이클린-D1의 인산화를 통한 세포 분열의 조절에 GSK3이 관련된다는 데이터가 또한 존재한다. GSK3은 또한 조직 특이성에도 불구하고 세포자멸의 조절에 작용을 하는 것 같다. 세포자멸-전 기작(pro-apoptotic mechanism)을 통해 세포자멸을 조절함에 있어서 GSK3의 작용은 신경 세포자멸이 일어날 수 있는 의학적 증상과 특히 관련이 있을 수 있다. 이러한 증상의 예로는 두부 외상, 발작, 간질, 알쯔하이머 병 및 운동신경 질환, 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy), 피질기저핵 퇴행, 및 픽병(Pick's disease)이 있다. 생체 외에서 GSK3은 미세소관 관련 단백질 Tau를 과인산화시킬 수 있는 것으로 나타났다. Tau의 과인산화는 미세소관에 대한 그의 정상적인 결합을 분해시키고 또한 세포 내 Tau 필라멘트를 형성시킬 수 있다. 상기 필라멘트의 점진적인 축적은 결국 신경 장애 및 퇴행을 야기하는 것으로 여겨진다. 따라서, GSK3의 억제를 통한 Tau 인산화의 억제는 신경퇴행 효과를 제한 및/또는 예방하는 수단을 제공할 수 있다. 종래기술 듀퐁(Du Pont)의 국제특허공개 제 02/34721 호에는 사이클린 의존성 키나아제의 억제제로서 인데노[1,2-c]피라졸-4-온의 부류가 개시되어 있다. 브리스톨 마이어스 스퀴브(Bristol Myers Squibb)의 국제특허공개 제 01/81348 호에는 사이클린 의존성 키나아제 억제제로서 5-싸이오-, 설핀일- 및 설폰일피라졸로[3,4-b]-피리딘류의 용도가 개시되어 있다. 또한 브리스톨 마이어스 스퀴브의 국제특허공개 제 00/62778 호에는 단백질 티로신 키나아제 억제제의 부류가 개시되어 있다. 사이클라셀(Cyclacel)의 국제특허공개 제 01/72745A1 호에는 2-치환된 4-헤테로아릴-피리미딘류 및 그의 제조, 상기 화합물을 함유하는 약학 조성물, 및 사이클린-의존성 키나아제(CDK)의 억제제로서 그의 용도 및, 그에 따른 암, 백혈병, 건선 등의 증식성 질환의 치료에서 그의 용도가 개시되어 있다. 아구론(Agouron)의 국제특허공개 제 99/21845 호에는 사이클린-의존성 키나아제(CDK), 예를 들어 CDK1, CDK2, CDK4 및 CDK6를 억제하기 위한 4-아미노티아졸 유도체가 개시되어 있다. 상기 발명은 또한 상기 화합물을 함유하는 약학 조성물의 치료 또는 예방학적 용도, 및 상기와 같은 화합물의 유효량을 투여함으로써 악성 종양(malignancies) 및 다른 질환을 치료하는 방법이 개시되어 있다. 아구론의 국제특허공개 제 01/53274 호에는 CDK 키나아제 억제제로서 N-함유 헤테로사이클릭 기에 결합된 아마이드-치환된 벤젠 고리를 포함할 수 있는 화합물 부류가 개시되어 있다. 국제특허공개 제 01/98290 호(파마시아 앤드 업존(Pharmacia 0026# Upjohn))에는 단백질 키나아제 억제제로서 3-아미노카본일-2-카복사미도 싸이오펜 유도체의 부류가 개시되어 있다. 상기 화합물은 복합적인 단백질 키나아제 활성을 갖는 것으로 개시되어 있다. 아구론의 국제특허공개 제 01/53268 호 및 국제특허공개 제 01/02369 호에는 사이클린 의존성 키나아제 또는 티로신 키나아제와 같은 단백질 키나아제의 억제를 통해 세포 증식을 매개 또는 억제하는 화합물이 개시되어 있다. 국제특허공개 제 00/39108 호 및 국제특허공개 제 02/00651 호(둘 다 듀퐁 파마슈티칼스(Du Pont Pharmaceuticals)에 속한다)에는 트립신 유사 세린프로테아제 효소, 특히 인자 Xa(factor Xa) 및 트롬빈의 억제제인 광범위한 헤테로사이클릭 화합물 부류가 개시되어 있다. 상기 화합물은 응고방지제(anticoagulants)로서 또는 혈전색전 질환(thromboembolic disorders)의 예방에 유용하다고 한다. 인자 Xa에 대한 활성을 갖는 헤테로사이클릭 화합물의 다양한 군이 또한 미국특허 제 2002/0091116 호(Zhu et al.), 국제특허공개 제 01/1978 호 및 국제특허공개 제 01/64642 호에 개시되어 있다. 국제특허공개 제 03/035065 호(아벤티스(Aventis))에는 단백질 키나아제 억제제로서 광범위한 벤즈이미다졸 유도체 부류가 개시되어 있지만, CDK 키나아제 또는 GSK 키나아제에 대한 활성은 개시되어 있지 않다. 국제특허공개 제 97/36585 호 및 미국특허 제 5,874,452 호(둘 다 머크(Merck) 사에 속함)에는 파르네실 트랜스퍼라제의 억제제인 바이헤테로아릴 화합물이 개시되어 있다. 국제특허공개 제 03/066629 호(버텍스(Vertex))에는 GSK-3 억제제로서 벤즈이미다졸릴피라졸 아민이 개시되어 있다. 국제특허공개 제 97/12615 호(워너 램버트(Warner Lambert))에는 15-리폭시게나제 억제제(15-lipoxygenase inhibitors)로서 벤즈이미다졸이 개시되어 있다. 국제특허공개 제 2004/54515 호(스미스클라인 비참 코포레이션(SmithKline Beecham Corporation))는 트롬보포이에틴 모방체로서 벤즈이미다졸 부류를 기술하고 있다. 국제특허공개 제 2004/41277 호(머크(Merck))는 안드로겐 수용제 조절제로서 아미노-벤즈이미다졸을 기술하고 있다. 국제특허공개 제 2005/028624 호(플렉시콘(Plexxikon))는 단백질 키나아제에 대한 활성을 갖는 화합물에 대한 분자 구조에 대해 기술하고 있다. 본건의 선행 국제특허출원 제 PCT/GB2004/002824 호(국제특허공개 제 2005/002552)는 치환된 (1H-벤즈이미다졸-2-일)-1H-피라졸-4-일]-유레아 부류를 CDK, 오로라 키나아제 및 GSK 키나아제 억제제로서 기술하고 있다. 국제특허공개 제 2005/002552 호에서 특별하게 명명하고 예시하고 있는 화합물 중 하나는 1-(2,6-다이플루오로페닐)-N-[3-(5-몰폴린-4-일메틸-1H-벤즈이미다졸-2-일)-1H-피라졸-4-일]-유레아이다. 국제특허공개 제 2005/002552 호의 실험 단락에서는, 염기 형태의 1-(2,6-다이플루오로페닐)-N-[3-(5-몰폴린-4-일메틸-1H-벤즈이미다졸-2-일)-1H-피라졸-4-일]-유레아의 제조를 기술하고 있다. 발명의 요약 본 발명은 사이클린 의존성 키나아제 억제 또는 조절 활성 및 글리코겐 신타제 키나아제-3(GSK3) 억제 또는 조절 활성, 및/또는 오로라 키나아제 억제 또는 조절 활성을 갖고, 상기 키나아제들에 의해 매개되는 질환 상태 또는 증상의 예방 또는 치료에 유용할 것으로 예상되는 화합물의 제공에 관한 것이다. 따라서, 예를 들어 본 발명의 화합물은 암 발생률의 완화 또는 감소에 유용할 것으로 예상된다.
지시문 (instruction)
문맥에 제시된 원인과 근거를 종합하여 그 이유를 설명하라.
질문 (question)
CDK 효소 활성을 억제함으로써 얻을 수 있는 기술적 효과는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
  1. 1과제 해석task_interpretation

    CDK 효소 활성 억제가 가져오는 생물학적/치료적 효과를 묻는 질문이다.

  2. 2정보 추출information_extraction

    문맥에서 CDK 효소 활성 억제와 관련된 문장을 탐색한다.

    • 따라서 CDK 효소 활성의 억제는 비정상적으로 분열하는 세포가 그의 분열을 멈추게 하고/하거나 상기 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공한다.
  3. 3근거 선택evidence_selection

    효과를 직접적으로 설명하는 구절을 선별한다.

    • 비정상적으로 분열하는 세포가 그의 분열을 멈추게 하고/하거나 상기 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공한다.
  4. 4논리 통합logical_integration

    CDK 억제가 비정상적 세포 분열을 제어하는 기전임을 파악한다.

  5. 5결론 도출conclusion_formulation

    비정상적 세포의 분열 정지 및 세포 사멸 유도를 결론으로 도출한다.

    • 비정상적으로 분열하는 세포가 그의 분열을 멈추게 하고/하거나 상기 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공한다.
  6. 6답변 생성answer_generation

    질문에 대해 명확한 문장으로 답변을 작성한다.

    • 비정상적으로 분열하는 세포가 그의 분열을 멈추게 하거나 상기 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공한다.
최종 답변 (final_answer)
CDK 효소 활성을 억제하면 비정상적으로 분열하는 세포가 분열을 멈추게 하거나 해당 세포를 죽일 수 있는 수단을 제공할 수 있다.
핵심 해석 (core_interpretation)
CDK 효소 활성 조절을 통한 비정상적 세포 증식 억제 및 세포 사멸 유도 효과