초록 ▼

연구의 목적 및 내용
- Toll-like receptor (TLR)는 선천성 면역에 관여한다. Myeloid differentiation 2 (MD2) 단백질은 내독소 LPS를 인지하여 TLR4를 통한 염증반응을 유발한다.
- MD2/TLR4를 길항하는 저분자 물질과 TLR4 신호전이를 저해하는 저분자 물질의 염증질환 (패혈증, 급성 간 손상)에 대한 항염증 약물기능을 규명하는 것이 목표이다.
연구결과
1) MD2 길항제의 분자 모델링
- MD2를 타겟으로 하는 2세대 항염증 약물을 개발함에 있어 PK/

연구의 목적 및 내용
- Toll-like receptor (TLR)는 선천성 면역에 관여한다. Myeloid differentiation 2 (MD2) 단백질은 내독소 LPS를 인지하여 TLR4를 통한 염증반응을 유발한다.
- MD2/TLR4를 길항하는 저분자 물질과 TLR4 신호전이를 저해하는 저분자 물질의 염증질환 (패혈증, 급성 간 손상)에 대한 항염증 약물기능을 규명하는 것이 목표이다.
연구결과
1) MD2 길항제의 분자 모델링
- MD2를 타겟으로 하는 2세대 항염증 약물을 개발함에 있어 PK/PD가 개선된 비지질계 물질의 필요성이 제기되고 있다. 본 과제에서 MD2 길항제로 작용하는 비지질계 화합물들의 작용점을 분자 모델링을 통하여 3가지로 구분하여 차별화하였다.
2) 생강 1-dehydro-[10]-gingerdione (1D10G)의 항염증 약물기전
- 생강의 특이한 냄새를 나타내는 pungent 물질들은 골관절염에 항염증 효능이 있다는 임상시험 결과가 보고된바 있다.
- 본 과제에서 1D10G의 항염증 작용기전으로 MD2에 대한 병원성 LPS의 결합을 직접적으로 억제하였고, NF-kB 활성화 경로에 중요한 역할을 하는 IKKbeta의 효소활성도 직접적으로 억제하는 이중적 메카니즘을 가지고 있음을 확인하였다.
3) 금은화 추출물 HS-23의 항염증 효과
- 금은화 (lonicerae flos)의 물 추출물인 HS-23은 패혈증 환자를 위한 천연물 신약으로 개발하기 위해 임상 1상을 진행하고 있다.
- 본 과제에서 시료 HS-23은 패혈증 동물모델에서 생존율을 증가시키는 항염증 효능을 나타내었고, 유효성분으로 chlorogenic acid (CGA)를 확인하였다.
4) Chlorogenic acid (CGA)의 IRAK4 저해를 통한 항염증 효능
- CGA는 패혈증 동물모델에서 TAK-242 (임상 2상 약물후보)와 동일한 용량에서 항염증 효능을 나타내었고, 또한 급성 간 손상도 개선하는 효과도 나타내었다.
- CGA는 약물타겟으로 IRAK4의 kinase 활성을 억제하였고, kinetic 연구에서 ATP가 IRAK4에 결합하는 것을 비경쟁적으로 억제함을 확인하였다.
5) Caffeic acid cyclohexylamide (CGA-JK3)의 IKKbeta 저해를 통한 항염증 효능
- CGA-JK3은 CGA의 quinic acid moiety를 cyclohexylamide로 치환하여 세포막 통과를 용이하게 개선한 화합물이다.
- 본 과제에서 CGA-JK3은 CGA와 동일하게 패혈증 동물모델 및 급성 간 손상 동물모델에서 항염증 효능을 나타내었으나, 작용기전 연구에서 CGA의 IRAK4 저해와는 다르게 CGA-JK3은 IKKbeta를 선택적으로 억제함이 확인되었다.
연구결과의 활용계획
- 교신저자로 4편의 논문을 Pharmacol Thrapeut (IF 7.793), Br J Pharmacol (IF 5.067), Biochem Biophys Res Commun (IF 2.406), J Invest Dermatol (IF 6.193)에 발표하였고, 2편은 SCI저널에 투고하여 심사 중에 있다.

Abstract ▼

Purpose&contents
- Primary purpose of this project is to understand pharmacological efficacy of MD2/TLR4 antagonist or its signaling inhibitor on inflammatory disorders such as septic shock and acute liver failure.
Result
1) Molecular modeling of MD2 antagonist
- MD2 represents an attrac

Purpose&contents
- Primary purpose of this project is to understand pharmacological efficacy of MD2/TLR4 antagonist or its signaling inhibitor on inflammatory disorders such as septic shock and acute liver failure.
Result
1) Molecular modeling of MD2 antagonist
- MD2 represents an attractive therapeutic target of inflammatory and immune diseases in human. Here, we outlined the recent advances in the structure biology of ligand interaction with MD2/TLR4, and highlighted the MD2-directed LPS antagonists, which are natural and synthetic chemicals.
2) Anti-inflammatory mechanism of 1-dehydro-[10]-gingerdione (1D10G)
- Pungent constituents of ginger have beneficial effects on inflammatory pain and arthritic swelling. Here, we delineated anti-inflammatory mechanism of 1D10G, one of pungent isolates from ginger. 1D10G antagonized endotoxin LPS binding to MD2 with higher affinity than gingerol and shogaol from ginger and also inhibited IKKbeta through a direct interaction with Cys-175 residue in the activation loop, suggesting the dual mechanism.
3) Anti-inflammatory effect of lonicerase flos extract (HS-23)
- HS-23 is a clinical candidate currently undergoing Phase I trial in LPS-injected healthy human volunteers. Here, intravenous treatment of HS-23 rescued LPS-intoxicated mice under septic conditions, and chlorogenic acid (CGA) was assigned as the major constituent of HS-23 in the protection against endotoxemia.
4) Anti-inflammatory effect of chlorogenic acid (CGA) via IKKbeta inhibition.
- CGA rescued septic mortality of LPS-intoxicated mice and ameliorated acute liver injury of LPS/GalN-challenged mice at the same dosages as did clinical candidate TAK-242 in the treatment of sepsis patients. As a mechanism, CGA directly inhibited the kinase activity of IRAK4, thus suppressing NF-kB/AP-1-target inflammatory genes.
5) Anti-inflammatory effect of caffeic acid cyclohexylamide (CGA-JK3)
- CGA-JK3 improved sepsis and acute liver injury in mice as did CGA. However, CGA-JK-3 directly inhibited IKKbeta activity in a competitive mechanism with respect to ATP. Moreover, CGA-JK3 suppressed LPS/GalN-induced NF-kB transcriptional activity in liver tissues of mice and LPS-induced activation of NF-kB but not AP-1 and IRF-3 in macrophages.
Expected Contribution
- The results could provide MD2/TLR4 as a drug target of inflammatory diseases such as sepsis and acute liver injury.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 2
• 연구계획 요약문 ... 3
• 연구결과 요약문 ... 4
• 한글요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• 연구내용 및 결과 ... 6
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 15
• 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 63
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 68
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 69
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 69
• 8. 참고문헌 ... 70
• 9. 연구성과 ... 72
• 10. 기타사항 ... 72
• 끝페이지 ... 84