초록 ▼

- 연구배경 및 연구목적
신경계 퇴행성질환의 공통 병인 중 하나가 산화성 스트레스이며 이로 인하여 손상된 DNA를 복구하고자 생체방어 기전으로서의 Poly(ADP-Ribose)Polymerase(PARP)가 활성화 될 것이라는 내용은 알려져 있음. PARP-1억제제의 개발은 급성 신경세포 손상을 초래하는 뇌졸중 및 만성 신경계퇴행성질환 중 가장 급속한 임상경과를 갖는 루게릭병치료에 획기적인 전기가 될 것임. 선행연구결과에 근거하여 뇌경색 및 루게릭병의 새로운 치료제로서 신규 PARP 억제제를 개발하는 것이 본 연구의 목적임.<

- 연구배경 및 연구목적
신경계 퇴행성질환의 공통 병인 중 하나가 산화성 스트레스이며 이로 인하여 손상된 DNA를 복구하고자 생체방어 기전으로서의 Poly(ADP-Ribose)Polymerase(PARP)가 활성화 될 것이라는 내용은 알려져 있음. PARP-1억제제의 개발은 급성 신경세포 손상을 초래하는 뇌졸중 및 만성 신경계퇴행성질환 중 가장 급속한 임상경과를 갖는 루게릭병치료에 획기적인 전기가 될 것임. 선행연구결과에 근거하여 뇌경색 및 루게릭병의 새로운 치료제로서 신규 PARP 억제제를 개발하는 것이 본 연구의 목적임.
현재 국외의 다국적기업들은 신경세포 사멸에 관여하는 PARP-1을 타겟으로한 퇴행성 뇌질환 치료제나 뇌졸중 치료제의 개발이 활발하게 진행되고 있음. 하지만, 아직 시장에 나온 약물은 없고 현재 전임상이나 임상 단계에 있음 - Inotek사의 INO-1001이 뇌졸중이나 심장질환 치료제로 임상2상, 일본의 Fujisawa의 FR-255595가 파킨슨이나 뇌졸중치료제로 임상1상, Ono사의 ONO-2331이 뇌졸중 치료제로 임상1상에 있음.
연구결과에 따르면 INO-1001은 대사효소의 안정성이 낮은 것으로 판단되어 현재 주사제로만 개발되고
있음. 따라서 본 연구는 INO-1001보다 동물시험에서 효능이 좋고 주사제 및 경구제로도 개발 가능한 후
보물질을 도출하는 것을 목표로 함.
-세부 연구개발 수행내용
● 연구팀에서는 양성대조약물 INO-1001의 합성과 Structure-Activity relationship 및 Computer-based lead optimization에 근거하여 PARP 억제 효과를 갖는 리드화합물을 총 330여종을 합성함. 효소-세포계시험 및 동물실험을 통하여 대조약물인 INO-1001보다 동등하거나 우월한 12개의 1차 전임상 후보물질을 확보함.
● 선정한 1차 전임상 후보물질에 대해 용해도, rat Pk study, BBB투과성, mouse 단회 및 반복 독성시험, mouse 유전 독성등의 평가를 통하여 JPI-236, 260, 289 3개의 화합물을 2차 전임상 후보물질을 선정함.
● 선정된 전임상 후보물질을 허혈성 뇌경색 동물모델 (MCAO/reperfusion)에 단회 요법으로 투여하여 뇌경색 부피를 관찰한 결과, JPI-236, JPI-260, JPI-289에서 뇌경색부피를 감소하였으며 그 효과는 대조군에 비해 현저하게 나타남. JPI-289가 약물효과 및 안정서에서 가장 높게 나타나 최종 후보물질로 선정함. 신약개발 가능성 평가를 수행함.
-전임상 후보물질 JPI-289의 허혈성 뇌경색 동물모델 (MCAO/reperfusion)에 대한 효능평가
● 제 1, 2 세부과제에서 각각 독립적으로 수행한 연구결과 모두 JPI-289를 다양한 용량(5,7.5,10,20mg/kg)으로 투여하였을때, 10mg/kg에서 infarct volume을 최대 50%로 감소시키는 일치된 결과를 확인함.
● JPI-289의 therapeutic time window평가시 2시간에서 최대효과가 있음을 확인하였고, 4시간, 8시간 이내에서도 유의성있게 infarct volume을 30%까지 억제하였고, 12시간 후에도 통계적 유의성 있는 infarct volume을 15%까지 억제함. 또한, 뇌졸중 치료제로 개발 중인 edaravone에 비해서도 통계학적으로 더 의미 있는 효과를 확인함 (26%vs.36%).
-전임상 후보물질JPI-289의루게릭병 형질전환 마우스에서의 효능평가
● B6SJL-Tg(SOD*G93A)1Gur/J를 이용하여 생후 60일령부터 경구투여한 후 생존기간에 대한분석을 수행하였을 때, JPI-289 투여군에서 증상발현 및 운동성향상 및 생존기간의 연장에 대한 경향을 보였으나 유의한 차이는 확인하지 못함. 개체수를 증가한 추가 실험이 필요한 상황이나 뇌졸중에 대한 효과가 입증된 상태이므로 뇌졸중에 대한 치료제로서 개발에 집중하기로 함.
-JPI-289의 in vitro/in vivo pharmacokinetic평가.
● JPI-289는 in vitro/in vivo PK, 설치류 (mice, rat) 및 비설치류 (beagle dog)를 이용하여 단회, 반복투여 독성시험 평가, hERG test, 유전 독성검사등을 통하여 안정성이 입증됨. JPI-289의 인체내 분자 targets에 대한 selectivity를 알아보기 위하여 130개 분자 target에 대한 Drug Matrix Screening (MBS Pharma Service에 의뢰함)을 진행함. 130개 분자 타겟 중 Serotonin5-HT2B만 10μM에서 89% inhibition시키는 것이 확인되어 뇌졸중 치료제로서의 신약개발 전임상 및 임상연구에 문제가 없는 약제로 판단 되었음.
-성과 요약
● 본 연구를 통해 PARP-1억제효과를 갖는 신규 JPI-289를 전임상 후보물질로 도출하였으며 허혈성 뇌졸중의 치료에 효과를 입증함. 향후 해외전임상 추진 및 해외 라이센싱을 하고자 함. 또한 본 연구를 통하여 PCT 2건, 국내 2건의 출원, SCI 논문 3건의 성과를 거둠.

Abstract ▼

- Background and Objectives
Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) is an abundant nuclear enzyme repairing damaged DNA by transferring the branched chains of ADP-ribose to a variety of nuclear proteins. Overactivation of PARP has recently been emphasized as one of the pathogenic mechanisms of stroke

- Background and Objectives
Poly(ADP-ribose) polymerase (PARP) is an abundant nuclear enzyme repairing damaged DNA by transferring the branched chains of ADP-ribose to a variety of nuclear proteins. Overactivation of PARP has recently been emphasized as one of the pathogenic mechanisms of stroke and neurodegenerative disorders. Many attempts have been made to develop a new therapeutic strategy for ischemic stroke by inhibiting PARP-1, but thus far none has proved successful. In the present study, we tried to development of new PARP-1 inhibitors for the treatment of ischemic stroke and Lou Gehrign disease.
- Detailed research and development information.
● We have synthesized more than 330 HIT compounds based on Structure-Activity relationship and Computer-based lead optimization. As Lead compounds, 12 candidate were developed based on in vitro/in vivo efficacy studies, efficacy of these compounds were more effective than control, INO-1001.
● After analyzing data of solubility, rat Pk study, BBB permeability, mouse & beagle single- or repeated-dose toxicity, genetic toxicity tests, we selected JPI-236, -260, -289 as 2nd preclinical candidates.
● All candidates significantly reduced infarct volume in vivo efficacy evaluation using by the ischemic animal model (MCAO/reperfusion) and these reductions were more effective that INO-1001. But, pharmacokinetic, toxicological and efficacy data lead us to select JPI-289 as final preclincal candidate.
- Effect of JPI-289 in the ischemic animal model.
● When treatment of various dose of JPI-289 (5, 7.5, 10, 20 mg/kg) in ischemic animal models, 50% reduction of infact volume was observed in treatment of 10 mg/kg. The data were consistent with that of other group in this project.
● In the experiments of JPI-289 therapeutic windows, the maximun effect was detected at 2 hours. At 4 hours and 8 hours, the infarct volumes were significantly reduced upto 30%, and also significantly reduced upto 15% at 12 hours. Our data present better effect than that of Edaravone which is being developed by a company as a therapeutic drug for stroke (26% vs. 36%).
- The efficacy of JPI-289 in ALS transgenic mice model.
● When ALS model mice B6SJL-Tg (SOD*G93A)1Gur/J at 60 postnatal days were administrated with JPI-289 through oral root, we found the improvement of symptoms and movement, and the extend survival although these improvements were not statistical significance because of the number of animals we used in this study. Since we have proven the effect of JPI-289 in stroke model rat, we have decided to focus on developing therapeutic drug for stroke.
- Evaluation of JPI-289 in vitro/ in vivo pharmacokinetics.
● JPI-289 have been proven the safety from analysing toxicity test, hERG test, genetic toxicity test in rodents (mice, rat) and non-rodents (beagle dog). We also have analysed the Drug Matrix Screening (performed by MDS Pharma Service) which are targeted to 130 human molecules, identified that only one molecule Serotonin 5-HT2b was detected with 89% inhibition at 10 uM JPI-289, which is not the problem for preclinical and clinical development of pharmaceutical drug for stroke.
- Summary of results.
● In this study, a novel PARP-1 inhibitor, JPI-289 were obtained in the preclinical candidates as a proven material in ischemic stroke. JPI-289 is worth doing international preclinical study and will be possible of international licensing. From this study, we also published three SCI papers and applied for two PCT and two domestic patents.

목차 Contents

• I. 총 괄 현 황 ... 1
• 1. 겉표지 ... 2
• 2. 제출문 ... 4
• 3. 보고서 요약서 ... 5
• 4. 요약문 (한글) ... 6
• 5. 요약문 (영문) ... 8
• 6. 연구 성과 실적 및 향후 계획 ... 10
• 7. 참여연구원 현황표 ... 14
• II. 총괄연구과제 연구결과 ... 15
• 1. 연구개발과제의 배경 및 필요성 ... 15
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 18
• 3. 연구개발과제의 추진체계 ... 23
• 4. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 27
• 5. 목표달성도 및 관련분야 기여도 ... 48
• 6. 향후 연구성과 추진 계획 (※해당되는 경우만 작성) ... 49
• 7. 연구개발결과의 파급효과 ... 49
• 8. 연구개발결과의 활용계획 ... 51
• 9. 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 52
• 10. 참고문헌 ... 54
• IV.제 1세부 연구과제 연구결과 ... 55
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 56
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 60
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 62
• 4. 참고문헌 ... 87
• IV.제 2세부 연구과제 연구결과 ... 89
• 1. 연구개발과제의 목표 ... 90
• 2. 연구개발과제의 추진체계 ... 92
• 3. 연구개발수행 내용 및 결과 ... 94
• 4. 참고문헌 ... 114
• IV. 첨 부 서 류 ... 116
• 2. 실적 증빙자료 ... 122
• 3. 기타 첨부서류 ... 130