ＴＮＦ-α의 경쟁적 저해제로서 ＩＧＦＢＰ-５의 용도 document_id A220623062590

IGFBP-5는 IGF (insulin-like growth factor) binding protein family의 하나이며, 세포증식을 비롯하여 여러 세포 기능에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. IGFBP-5는 핵으로 위치하는 신호인 NLS (nuclear localization signal)을 가지고 있어 핵에 위치하며 또한 세포 밖으로 분비되는 단백질인데 핵에서의 기능과 세포 밖으로 분비된 IGFBP-5의 기능이 아직 잘 연구되어있지 않다. 하지만 최근의 논문에서 핵에서의 IGFBP5의 기능이 transactivation의 기능을 가질 것으로 보고되었다. IGFBP5는 크게 3가지 영역 (N-terminus, L-domain, and C-terminus)으로 이루어져 있다. N-terminus에는 IGF binding site가 위치해 있고, C-terminus에는 NLS가 있다. 그리고 L-domain과 C-terminus에 heparin binding site가 있다. IGFBP5의 glycosylation과 phosphorylation은 IGFBP5의 heparin binding을 저해하는 것으로 알려져 있지만 glycosylation과 phosphorylation의 정확한 생물학적 의미는 아직 밝혀지지 않았다. IGFBP5는 IGF-I 혹은 IGF-II가 receptor에 결합하는 것을 방해함으로써 IGF-I, IGF-II의 기능을 조절하는 것으로 알려져 있는 반면 IGF-independent 한 기능도 보고되고 있다. IGFBP5의 transgenic mice와 knockout mice를 통해 IGFBP5의 기능을 연구한 결과들도 있다. IGFBP5 transgenic mice의 경우 출생 후 치사율 (neonatal mortality) 이 높고 성장저해 및 저조한 근육발달을 보였다. 또한 암컷의 경우 불임을 보였으며 유선발달에 있어서 premature cell death를 보였다. IGFBP5 knockout mice의 경우 유선의 퇴화가 늦어지는 것을 관찰함으로써 IGFBP5의 기능은 apoptosis를 일으키는 것으로 알려졌다. TNF-α(tumor necrosis factor-alpha)는 프로-염증성(pro-inflammatory) 사이토카인으로서 염증 및 다른 유해한 질환 (예컨대, 내독소 노출에 의한 패혈증 쇼크와 같은)을 종종 유발한다고 알려져 있다. TNF-α는 대식세포, 단핵구 및 자연 킬러세포에서 분비되며 염증 및 면역 반응에 중요한 역할을 한다. TNF-α는 시험관내 또는 생체내에서 다음을 포함하는 다양한 효과를 나타낸다: (i) 맥관 혈전증(vascular thrombosis) 및 종양 괴사(tumor necrosis); (ii) 염증(inflammation); (iii) 대식세포(macrophages) 및 호중구(neutrophils)의 활성화; (iv) 백혈구증가증(leukocytosis); (v) 세포사멸(apoptosis); and (vi) 쇼크(shock). TNF-α는 또한 다양한 형태의 암(cancer), 관절염(arthritis), 건선(psoriasis), 내독소 쇼크(endotoxic shock), 패혈증(sepsis), 자기면역질환(autoimmune diseases), 감염(infections), 비만(obesity), 및 악액질(cachexia)을 포함하는 다양한 질환과 관련되어 왔다. 본 발명자들은 IGFBP5의 새로운 기능을 연구하였다. IGFBP5 과발현 세포에서 TNFR1의 mRNA 발현이 증가되는 것을 관찰하였고 IGFBP5와 TNFR1를 같이 co-transfection 한 세포에서 TNFR1이 세포내로 internalization되는 것을 관찰함으로써 IGFBP5가 TNFR1의 리간드로 작용할 가능성이 있음을 알았다. 그리하여 IGFBP5를 안정하게 과발현시킨 세포주의 배양배지에서 분비된 IGFBP5를 정제하였다. 정제된 IGFBP5를, TNFR1을 안정하게 발현시킨 세포주에 처리하였을 때 TNFR1의 internalization이 유도됨을 관찰하였고 이 실험으로 IGFBP5가 TNFR1의 새로운 리간드임을 밝혔다. 현재까지 알려져 있는 TNFR1의 리간드인 TNF-a와의 상관관계를 연구한 결과 IGFBP5가 TNFR1 결합에 대해 TNF-a와 competitive inhibitor로 작용하는 것을 확인하였다. 이러한 결과와 일치하여 IGFBP5를 과발현하였을 때와 정제된 IGFBP5를 처리하였을 때, TNF-a에 의해 활성화된 NF-kB signaling pathway를 저해하는 것을 밝혔다. 이에 본 발명자들은 TNF-a의 과발현으로 인해 생기는 Rheumatoid arthritis를 비롯하여 여러 가지 암 등의 질병에 대한 치료제로서 IGFBP5가 사용될 수 있음을 제안한다.