[산ㆍ학ㆍ연 논단] High Throughput Screening의 현재와 미래

이승호(Sunghou Lee) 한국식품영양과학회 2005 식품산업과 영양 Vol.10 No.2

안지오텐신 수용체 리간드 KR-31081의 생체 내 활성에 관한 연구

Sunghou Lee(이승호) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.11

비펩타이드성 안지오텐신 수용체 길항제로 새롭게 개발된 KR-31081에 대한 생체 내 활성을 세가지 동물모 델에서 검증하였다. 척수장애 동물모델에서 KR-31081은 로사탄보다 40배 이상의 경쟁적인 혈압강하 효과를 나타내었 으며, 신성고혈압쥐 모델에서 KR-31081은 로사탄보다 10배 가량의 지속형 효과를 나타내었다. 또한 개실험에서 구 강 투여한 KR-31081은 로사탄보다 20배 이상의 지속적인 혈압강하 효과를 나타내었다. 실험에 사용된 동물 모델 시 스템에서 다른 혈관조절물질들과 상호작용을 하지 않는 것으로 나타난 KR-31081은 향후 고혈압 및 혈관질환에 대한 연구 및 진단에 활용될 수 있을 것이라고 판단된다. The pharmacological profile of KR-31081, a newly synthesized AT1 receptor antagonist, was evaluated in pithed rats, conscious renal hypertensive rats (RHRs) and conscious furosemide-treated beagle dogs. In pithed rats, KR-31081 (i.v.) induced a non-parallel right shift in the dose-pressor response curve to angiotensin II (ID50: 0.05 mg/kg) with a dose-dependent reduction in the maximum responses; this antagonistic effect was about 40 times more potent than losartan (ID50: 1.74 mg/kg) which showed competitive antagonism. KR-31081 did not alter the responses induced by other agonists such as norepinephrine and vasopressin. In RHRs, orally given KR-31081 produced a dose-dependent and long-lasting (>24 h) antihypertensive effect with a higher potency to losartan (ED20: 0.30 and 3.36 mg/kg, respectively). In furosemide-treated dogs, orally given KR-31081 produced a dose-dependent and long-lasting (>8h) antihypertensive effect with a rapid onset of action (time to Emax: 1-1.5 h) and 20-fold greater potency than losartan (ED20: 0.41 and 8.13 mg/kg, respectively). These results suggest that KR-31081 is a potent, orally active AT1 receptor antagonist useful for the research and diagnostic tools as an added exploratory potential.

Pharmacological Characterization of KR-31125, a Novel Nonpeptide AT1 Receptor Antagonist

Sunghou Lee(이승호) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.6

KR-31125는 피리딜 이미다졸 시리즈 화합물로서 비펩타이드 안지오텐신 수용체 길항제로 새롭게 개발되었다. 동위원소 리간드를 사용한 재조합 수용체 결합실험과 기능성 토끼혈관실험 결과 기존 의약인 로자탄과 동등수준의 수용체 길항효과를 나타내었다. 이러한 KR-31125의 특징들은 제 1형 안지오텐신 수용체에 특이적으로 나타났으며(IC50: 19.72±2.65 nM), 표준물질에 대한 대조실험 결과 제 2형 안지오텐신 수용체에 대한 결합친화력은 발견되지 않았다. 기능성 혈관실험에서 KR-31125가 안지오텐신에 의한 혈관수축 효과를 경쟁적으로 저하시켰지만 표준물질인 로자탄과는 달리 농도가 증가함에 따라 30-80% 정도의 최대 수축효과 감소가 관찰되어 로자탄과는 다른 분자작용 기전을 가진다고 판단된다. 제 1형 안지오텐신 수용체에 선택적으로 작용하는 것으로 나타난 KR-31125는 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템에 대한 연구 및 진단에 폭 넓게 활용될 수 있는 표지자 화합물로 가능성을 넓혀 줄 수 있을 것이라고 판단된다. KR-31125 (2-butyl-5-dimethoxymethyl-6-phenyl-7-methyl-3-[[2'-(1H-tetrazol-5-yl)biphenyl-4-yl]methyl]-3H-imidazo[4,5-b]pyridine) is a potent inhibitor of angiotensin II type 1 (AT₁) receptors in human recombinant AT₁ receptors and rabbit aorta. These in vitro studies revealed that KR-31125 inhibited specific [<SUP>125</SUP>I] [Sar¹, Ile?]-angiotensin II binding to human recombinant AT₁ receptors in a concentration dependent manner with an IC50 value of 19.72±2.65 nM. However, no interaction with AT₂ receptors was detected as displayed by the competition binding of [<SUP>125</SUP>I] CGP 42112A to human recombinant AT₂ receptor. The binding action was also confirmed as a competitive mode that was identical to the previously studied compound, losartan. In addition, KR-31125 caused a nonparallel shift to the right in the concentration response curves to angiotensin II with a 30-80% decrease in the maximum contractile responses (pKB: 7.63). Compared to the previous studies with losartan that showed a parallel right shift in the maximum contractile responses to AII (pA₂: 7.59), KR-31125 presented a different mode of action with a similar potency to losartan. These results demonstrate that KR-31125 is a highly potent and AT₁ selective angiotensin II receptor antagonist that can be applied to the fields of new diagnostic and research tools with upcoming in vivo study results.

Pharmacological Profile of KR-31125, an Orally Active AT₁ Receptor Antagonist

Sunghou Lee(이승호) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.7

피리딜 이미다졸 시리즈의 비펩타이드 안지오텐신 수용체 리간드로 새롭게 개발된 KR-31125에 대한 생체 내활성을 동물모델에서 검증하였다. 척수장애 동물모델에서 KR-31125는 비대칭 농도의존적으로 로자탄보다 18배 이상의 경쟁적인 혈압강하 효과를 나타내었으며, 기타 수용체 촉진제들의 영향을 받지 않았다. 안지오텐신으로 유도된 정상혈압 쥐모델에서는 대조화합물인 로자탄과 비교하여 경구효과는 동등하였으나 더 빠른 초기효과가 관찰되었다. 또한 신성고혈압 쥐모델에서 KR-31125는 로자탄보다 3배 이상의 지속형 혈압강하 효과를 나타내었고, 이뇨제를 투여하여 레닌을 활성화시킨 개실험 모델에서 KR-31125는 로자탄보다 20배 이상의 지속적인 경구 혈압강하 효과를 나타내었다. 이러한 KR-31125의 생체 내 활성특징은 대사물질을 통하여 효과를 발휘하는 로자탄과 달리 동일물질의 효과에 의한 것으로 고혈압 및 혈관질환과 깊은 관련이 있는 안지오텐신 조절시스템에 대한 세포영상, 비침투성 진단등의 도구물질로서 가능성이 높을 것으로 판단된다. In vivo studies of KR-31125 (2-butyl-5-dimethoxymethyl-6-phenyl-7-methyl-3-[[2'-(1H-tetrazol-5-yl) biphenyl-4-yl]methyl]-3H-imidazo[4,5-b]pyridine) were performed in pithed rats, conscious angiotensin II (AII) challenged normotensive rats, renal hypertensive rats (RHRs) and furosemide-treated beagle dogs. KR-31125 induced a non-parallel right shift in the dose-pressor response curve to AII (ID50: 0.095 ㎎/㎏) with a dose-dependent reduction in the maximum responses in pithed rats. Compared to losartan, this antagonistic effect was about 18 times more potent, presenting competitive antagonism. Other agonists such as norepinephrine and vasopressin did not alter the responses induced by KR-31125. Orally administered KR-31125 had no agonistic effect and dose-dependently inhibited the pressor response to AII with a slightly weaker potency (ID50: 0.25 and 0.47 ㎎/㎏, respectively) in the AII-challenged normotensive rat model, but with a more rapid onset of action than losartan (time to Emax: 30 min for KR-31125 and 6 hr for losartan). KR-31125 produced a dose-dependent antihypertensive effect with a higher potency than losartan in RHRs, and these effects were confirmed in furosemide-treated dogs where they presented a dose-dependent and long-lasting (>8 hr) antihypertensive effect with a rapid onset of action (time to Emax: 2-4 hr), as well as a 20-fold greater potency than losartan. These results suggest that KR-31125 is a potent, orally active AT₁ receptor antagonist that can be applied to the development of new diagnostic and research tools as an added exploratory potential of AT₁ receptor antagonist.

사람 모유두세포에서 코르티코트로핀분비인자에 의한 모발성장관련사이토카인의 발현 조절

이은영 ( Eun Young Lee ),전지혜 ( Ji Hye Jeon ),이민호 ( Min Ho Lee ),이승호 ( Sunghou Lee ),김영호 ( Young Ho Kim ),강상진 ( Sangjin Kang ) 대한화장품학회 2014 대한화장품학회지 Vol.40 No.4

코르티코트로핀분비인자(Corticotropin-releasing factor)는 스트레스 반응에 관여하는 호르몬으로, 최근 스트레스가 탈모와 같은 피부질환에 영향을 미친다는 보고들이 많아지고 있다. 보고에 따르면, 사람 모낭 배양에서 코르티코트로핀분비인자는 길이생장을 억제하며, 모낭의 조기퇴행을 유도하고 모기질각질형성세포(hair matrix keratinocyte)의 세포사멸을 촉진시킨다. 본 연구에서는 코르티코트로핀분비인자가 모발성장과 모주기 조절에 핵심적으로 역할하는 모유두세포에 미치는 영향에 대해 알아보고자 했다. 시상하부-뇌하수체-부신축의 주요 스트레스호르몬들인 코르티코트로핀분비인자, 부신피질자극호르몬, 그리고 코르티솔을 사람 모유두세포에 처리하였다. 흥미롭게도, 코르티코트로핀분비인자가 모발성장과 관련된 사이토카인(KGF, Wnt5a, TGFβ-2, Nexin)의 발현을 변화시키는 것을 관찰하였으며, 세포 내 cAMP의 수준을 증가시켰고, 수용체의 발현을 억제시켰다. 이러한 변화는 수용체의 길항제인 antalarmin과 astressin2B, 또는 PKA 억제제의 전처리로 인해 막을 수 있었다. 코르티코트로핀분비인자는 cAMP/PKA경로를 통해 POMC의 발현을 유도하는데, 사람 모유두세포에서도 이 호르몬의 처리가 POMC mRNA의 발현을 증가시키는 것을 확인할 수 있었으나 부신피질자극호르몬의 변화는 western blot으로는 확인할 수 없었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 코르티코트로핀분비인자가 그 수용체를 통해 사람 모유두세포 내 모발성장 관련 사이토카인의 발현을 조절함을 확인하였으며, 이는 코르티코트 로핀분비인자의 수용체 길항제가 스트레스성 탈모환자를 위한 치료제 혹은 화장품 소재로써 활용될 수 있음을 보여준다. Corticotropin-releasing factor (CRF) is involved in the stress response and there is increasing evidence that stress influences skin disease such as hair loss. In cultured human hair follicles, CRF inhibits hair shaft elongation, induces premature regression and promotes the apoptosis of hair matrix keratinocytes. We investigated whether CRF influences the dermal papilla cells (DPC) that play pivotal roles in hair growth and cycling. Human DPCs were treated with CRF, adrenocorticotropic hormone (ACTH) and cortisol, key stress hormones along the hypothalamic-pituitary -adrenal (HPA) axis for 1-24 h. Interestingly, CRF modulated the expression of cytokines related to hair growth (KGF, Wnt5a, TGFβ-2, Nexin) and increased cAMP production in cultured DPCs. CRF receptors were down-regulated by negative feedback systems. Pretreatment of CRF receptor antagonists or protein kinase A (PKA) inhibitor prevented the CRF-induced modulation. Since the CRF induces proopiomelanocortin (POMC) expression through the cAMP/PKA pathway, we analyzed POMC mRNA. CRF stimulated POMC expression in cultured human DPCs, yet we were unable to detect ACTH levels by western blot. These results indicate that CRF operates within DPCs through CRF receptors along the classical CRF signaling pathway and CRF receptor antagonists could serve as potential therapeutic and cosmetic agents for stress-induced hair loss.

최적의 luminescence 신호 분석을 위한 유전자 전달 방법의 비교연구

박서현(Seohyun Park),이승호(Sunghou Lee) 한국산학기술학회 2016 한국산학기술학회논문지 Vol.17 No.11

형광 간섭 현상을 최소화시켜 상대적으로 민감한 측정이 가능한 aequorin기반 luminescence기술은 Gα16 단백질 도입을 통해 세포 내부의 칼슘 이동 신호를 감지하여 G 단백질 결합 수용체(G protein-coupled receptor, GPCR)의 기능 분석을 가능하게 하는 세포 기반 분석 기술로 수용체 및 G 단백질 유전자 전달의 최적화 과정이 필수적이다. 본 연구를 위해 corticotropin releasing factor receptor subtype 2(CRF2) 수용체를 모델 시스템으로 CRF2와 Gα16 단백질이 구축된 세 가지 안정화 세포주를 제작하였고, 이들을 이용한 서로 다른 세 가지 조건의 임시 발현 세포주에서 작용제(sauvagine)와 길항제(K41498)의 반응성을 분석하여 최적의 유전자 전달 방법을 도출하고자 하였다. 그 결과 sauvagine 및 K41498의 농도에 따른 반응에서 CRF2-Gα16 안정화 세포주가 임시 발현 세포주보다 10배 이상의 유효신호 비율을 나타내었고(z’=0.77) 임시 발현 세포주의 경우 Gα16의 안정화 발현 이후에 CRF2를 전달하는 경우가 다른 임시 발현 조건보다 2배 이상 높은 효율을 보였다(z’=0.84). 따라서 임시 유전자 전달 기술을 GPCR 세포 기능 분석 시스템에 활용할 경우 Gα16 단백질에 대한 안정화 세포주를 우선적으로 구축하고, 목표하는 다양한 수용체들을 단계적으로 발현시키는 것이 최선의 방법이라 판단된다. By minimizing fluorescence interference phenomena, aequorin-based luminescence technology can provide a relatively sensitive detection platform with integration of Gα16 protein in order to track internal calcium mobilization by G protein-coupled receptors (GPCR). In this type of cell-based functional assay format, it is essential to optimize the transfection process of a receptor and Gα16 protein. For this study, corticotropin releasing factor receptor subtype 2(CRF2) was set as a model system to generate three stable cells with CRF2 and Gα16 in addition to transiently transfected cells under three different conditions. Agonist (sauvagine) and antagonist (K41498) responses in those cells were analyzed to develop the optimum transfection process. As a result, the effective signal ratio in the dose response experiments of sauvagine and K41498 were at least 10-fold higher (z"=0.77) in CRF2-Gα16 stable cells. For the transient transfection cells, stable expression of Gα16 prior to the CRF2 represented a two-fold higher signal (z"=0.84) than the other cases of transient transfection. In conclusion, for the utilization of transient transfection processes to develop a cell-based GPCR functional assay system, it is suggested to introduce various target receptors after stable expression of Gα16 protein.