초록 ▼

본 과제의 목표는 1단계 3년 동안 PPARα와 MC4R을 표적으로 경구 투여를 통하여 동물에서 비만 치료효과를 보이는 후보물질들을 창출하는 것이었다. PPARα 표적에 대한 후보물질 창출은 구조기반신약발굴 방법을 사용해서 진행하였고 MC4R 표적에 대한 후보물질 창출은 의약화학 중심적인 연구를 통해 진행되었다. 이 결과 두 개 표적 모두에서 두드러진 비만치료효과를 보이는 우수한 효능제들을 발굴하였다. PPARα 효능제의 경우 PPARα에 대해 선택적인 효능을 가지며 경구투여가 가능하였다. 그리고 비만쥐에 경구로 투여하였을 때, 복

본 과제의 목표는 1단계 3년 동안 PPARα와 MC4R을 표적으로 경구 투여를 통하여 동물에서 비만 치료효과를 보이는 후보물질들을 창출하는 것이었다. PPARα 표적에 대한 후보물질 창출은 구조기반신약발굴 방법을 사용해서 진행하였고 MC4R 표적에 대한 후보물질 창출은 의약화학 중심적인 연구를 통해 진행되었다. 이 결과 두 개 표적 모두에서 두드러진 비만치료효과를 보이는 우수한 효능제들을 발굴하였다. PPARα 효능제의 경우 PPARα에 대해 선택적인 효능을 가지며 경구투여가 가능하였다. 그리고 비만쥐에 경구로 투여하였을 때, 복부와 피하 지방만을 집중적인 제거하였다. 아울러 혈중 TG와 glucose의 감소 그리고 HDL level 증가 효과도 보였다. MC4R에 대해서도 경구용 멜라노코틴 비만치료제 발굴을 위한 2종의 예비 개발후보물질 (pre-candidate)를 발굴하였다. 이 화합물들도 경구 투여가 가능하며 두드러진 식욕 및 체중의 감소 효과를 보였다.

Abstract ▼

Obesity is one of the most important health issues of modern society. It is well known that obesity causes many diseases such as diabetes, cancers and cardiovascular diseases. In spite of many efforts to reduce body-weight, the obese population has been continuously growing. Several therapeutics for

Obesity is one of the most important health issues of modern society. It is well known that obesity causes many diseases such as diabetes, cancers and cardiovascular diseases. In spite of many efforts to reduce body-weight, the obese population has been continuously growing. Several therapeutics for obesity are available currently, but most of them have side effects. Thus, new anti-obesity drugs which are more effective and safe are needed. During the last three years, we have focused on the discovery of new anti-obesity drugs to reduce body-fat and appetite. The specific targets were agonists of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor α (PPARα) and melanocortin receptor 4 (MC4R), respectively. For the discovery of PPARα agonists, we have employed structure based drug discovery methods. Based on the 3D structure of PPARs, we designed candidate compounds. The designed compounds were chemically synthesized and biologically evaluated by cell-based assays. Then, the compounds showing high activities and selectivities for PPARα were subjected to in vitro and in vivo pharmaco-kinetics studies. For the compounds with reasonable oral bioavailability, we carried out animal test in ob/ob mice. The selected compounds reduce body fat and TG level drastically. Moreover, they increase HDL level and insulin sensitivity. For the discovery of MC4R agonists, we have used medicinal chemistry oriented approach resulting in two pre-candidate molecules. They are orally available and show clear body-weight-reduction effects in ob/ob and DIO (diet induced obese) mice. Conclusionally, through this program, we have discovered anti-obesity-drug-candidate molecules. They are orally available and demonstrate clear body-weight-reducing effects in animal tests without showing noticeable side effects.

목차 Contents

• 제출문...1
• 보고서초록...3
• 요약문...4
• SUMMARY...6
• CONTENTS...7
• 목차...10
• 제1장 구개발과제의 개요 ...13
• I. 연구개발의 목적 ...13
• II. 비만치료제 연구의 필요성 ...13
• 가. 비만의 심각성 ...13
• 나. 비만 치료제 연구의 필요성 ...14
• III. 연구의 범위 ...14
• 가. PPAR 효능제 ...14
• 1. 1년차 연구 범위...14
• 2. 2년차 연구 범위...15
• 3. 3년차 연구 범위...16
• 나. MC4R 효능제 연구 ...16
• 1. 1년차 연구 범위...17
• 2. 2년차 연구 범위...17
• 3. 3년차 연구 범위...17
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ...17
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ...19
• I. PPARa 효능제 연구의 내용 및 결과 ...19
• 가. PPAR들의 활성 부위 구조 연구 ...19
• 나. 구조 연구 결과에 근거한 Ligand 설계 ...21
• 다. 설계된 화합물들의 합성 ...22
• 라. 선도물질 발굴은 위한 활성 평가 ...22
• 마. NMR을 이용한 선도물질 확인 ...23
• 바. X-ray 결정학을 이용한 선도물질과 PPARα 결합구조 규명 ...24
• 사. 선도물질/PPARα 결합체의 X-ray 구조에 근거한 최적화 전략 수립 및 설계 ...24
• 아. 최적화 합성 ...25
• 자. 세포수준에서의 생리활성 평가 ...26
• 1. Endogenous PPARα를 이용한 Assay...26
• 2. PPARα에 관련된 지방산분해유전자들의 발현 변화 확인...27
• 3. Fatty Acid Oxidation Assay...28
• 차. 세포수준에서의 독성 평가 ...28
• 카. In Vitro 약동력학 평가 ...28
• 1. Caco2 permeability assay...28
• 2. Protein Binding 실험...29
• 3. in vitro 대사 시험...29
• 4. CYP 저해 시험...29
• 타. 초기후보물질 선정 및 다량합성 ...29
• 파. 초기후보물질들에 대한 Rat에서의 약동력학 평가 ...29
• 하. Ob/Ob mice에서의 약효 시험 ...29
• 1. 실험 방법...30
• 2. 실험 결과...30
• 1) 체중의 변화...30
• 2) 사료 섭취량의 변화...31
• 3) 경구 당부하 시험(OGTT)...31
• 4) 지방대사관련 혈중 생화학 지표들의 변화...32
• 5) 해부결과...33
• 6) 종합적 결과 해석...35
• II. MCR4 효능제 (항진제) 연구의 내용 및 결과 ...35
• 가. 1년차의 연구 ...36
• 1. 기 발굴된 선도물질들에 대한 최적화...36
• 2. High-Throughput Screening을 통한 새로운 모핵의 Hit 발굴...36
• 3. 마우스에서의 절식야기사료섭취억제 효능 시험...36
• 4. 랫트에서 뇌실내투여 후 사료섭취억제 효능 시험...37
• 5. 근육에서의 UCP-3 mRNA의 발현에 미치는 효능 시험...37
• 6. 약동력학 시험...37
• 나. 2년차의 연구 38...38
• 1. 선도물질의 최적화...38
• 2. High-Throughput Screening...38
• 3. 루시퍼라제 발현도 측정...39
• 4. 수용체 결합 시험...39
• 5. 마우스에서의 절식야기사료 섭취억제 효능시험...40
• 6. 근육에서의 UCP-3 mRNA의 발현에 미치는 효능 시험...40
• 7. 약동력학 시험...41
• 1) 경구흡수 시험...41
• 2) BBB 투과 시험...41
• 3) in vitro 대사 시험...41
• 4) CYP 저해 시험...41
• 다. 3년차의 연구 ...42
• 1. 고지질사료섭취 비만동물 모델 (DIO model)을 이용한 약효 시험...42
• 2. 예비 후보물질 발굴...42
• 1) LB52884의 Profile...42
• 2) LB52994의 Profile...43
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ...45
• 가. PPARα 효능제 연구 ...45
• 나. MC4R 효능제 연구 ...46
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ...48
• 가. PPARα 효능제 연구 ...48
• 나. MC4R 효능제 연구 ...48
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ...49
• 제7장 참고문헌 ...52
• 부록: 비만과 비만 치료제의 연구 동향...58
• 특정연구개발사업 연구결과 활용계획서...102
• 기술요약서...111