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KR102756201B1 - 상피세포 성장 인자 수용체(egfr) 변이를 갖는 암 치료용 약학 조성물 - Google Patents

상피세포 성장 인자 수용체(egfr) 변이를 갖는 암 치료용 약학 조성물 Download PDF

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KR102756201B1
KR102756201B1 KR1020210162171A KR20210162171A KR102756201B1 KR 102756201 B1 KR102756201 B1 KR 102756201B1 KR 1020210162171 A KR1020210162171 A KR 1020210162171A KR 20210162171 A KR20210162171 A KR 20210162171A KR 102756201 B1 KR102756201 B1 KR 102756201B1
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epidermal growth
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배성진
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소재현
김선건
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부산대학교 산학협력단
한국한의약진흥원
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Abstract

본 발명은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 또는 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor)에 대한 약물 저항성을 갖는 암에서 우수한 암 세포 사멸 효과를 나타내는 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이에 의해 항암제 내성을 나타내는 개체를 효과적으로 치료할 수 있다. 또한, 본 발명은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 통해서 개체의 항암제에 대한 저항성 또는 이의 발현 가능성을 확인할 수 있고, 이에 PDK1 저해제를 이용해서 저항성을 극복하고 항암 효능을 향상시킬 수 있다

Description

상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 치료용 약학 조성물{A PHARMACEUTICAL COMPOSITION FOR TREATING CANCERS HAVING EPIDERMAL GROWTH FACTOR RECEPTOR(EGFR) MUTATIONS}
본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 포함하는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 또는 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor)에 대한 약물 저항성을 갖거나 가질 것으로 예상되는 개체의 치료용 약학적 조성물, 항암제 민감성 개선용 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 통해서 개체의 항암제에 대한 저항성 또는 이의 발현 가능성을 확인하여 암 치료를 위한 정보를 제공하는 방법에 관한 것이다.
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상피세포 성장 인자 수용체(Epidermal Growth Factor Receptor; EGFR)의 신호 경로는 암세포의 성장에 중요한 역할을 하고 있다. 그래서 EGFR은 고형암의 치료에 있어서 분자 표적 항암제의 표적 단백질로 주목을 받고 있다(Methods Mol Biol. 2017;1652:3-35). 기존에 저분자 약물로서 1세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 티로신 인산화효소 저해제(TKI)로 제피티닙(Gefitinib)과 엘로티닙(Erlotinib)이 개발되었고, 특히 엑손(exon) 21에 858번째 류신(leucine)이 아르기닌(arginine)으로 바뀐 L858R 돌연변이 혹은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 엑손(exon) 19 결실을 지닌 환자에게 뛰어난 효과가 있었다(Science, 2004, Vol 304, Issue 5676). 하지만, 제피티닙이나 엘로티닙의 치료 후 내성을 나타내는 환자 중 50% 정도가 T790M 변이를 획득하는 것이 밝혀졌다(J Thorac Oncol. 2009, Jan;4(1):1-4). 또한 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI로 T790M 변이를 표적으로 하는 오시머티닙(Osimertinib)이 개발되어 임상에 사용되고 있지만, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) exon 20에 797번째 있는 시스테인(cysteine)이 세린(serine)으로 치환된 C797S 변이가 추가로 발생하면서 오시머티닙에 대한 저항성을 보였다(JAMA Oncol, 2015;1(7):1112-1115). 따라서 폐암 등에서 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI에 대한 저항성을 가지는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이를 극복할 수 있는 효과적인 치료법을 개발이 필요하다.
종래에 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이에 관한 저해제 연구를 위해서는 생쥐의 pro-B 세포주인 Ba/F3 세포를 이용하여 해당 변이 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 유전자를 과발현한 다음, 저해효능을 확인하는 모델을 일반적으로 사용하였다(Target Oncol. 2018 Jun;13(3):389-398). 그러나 Ba/F3 세포주는 생쥐 기원의 혈액암 세포주로서 인간의 폐암과는 유전자 및 단백질 발현, 대사적 특성 등에서 차이가 있을 수 있다. 또한, 기존에 사용하던 폐암 세포에 변이형의 EGFR을 과발현하는 모델도(Curr Opin Oncol. 2007 Jan;19(1):55-60), 원래 발현하는 내재형 EGFR의 발현이 존재하기 때문에 EGFR의 변이에 따른 폐암 세포의 유전자 및 대사적 차이를 확인하기에는 부족한 부분이 있다.
따라서, EGFR의 변이에 따른 항암제 저항성과 유전적, 대사적 차이를 연구하기 위해서는 내재형 EGFR의 발현을 완전히 제거한 후에 변이형의 EGFR을 재발현(re-expression)시키는 모델의 구축이 필요하다.
선행 연구에서 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1)의 활성을 저해함으로써 다양한 암 세포주에 대하여 항암효능을 나타냄을 확인하였다(Biochem J. 1974 Sep;141(3):761-774; Bioorg Med Chem Lett. 1999 Aug 2;9(15):2223-2228; Cancers (Basel). 2019 May 23;11(5):712). 그러나 PDK1의 저해를 통하여 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이, 특히 삼중 변이에 따른 EGFR-TKI 저항성 암세포에 대한 저해 활성이 있는지는 확인된 바 없다.
따라서, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이, 특히 삼중 변이에 따른 저항성 암세포에 대한 효과적 치료를 위한 치료제의 개발이 필요한 실정이다.
삭제
상기한 문제점을 해결하기 위한 취지에서, 본 발명의 목적은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 암 또는 티로신 인산화효소 저해제(TKI)에 대한 약물 저항성을 갖거나 가질 것으로 예상되는 개체를 치료하고, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 개체에서 항암제 민감성 개선을 위한 성분 또는 제제를 개발하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 암 개체에 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1에 대한 동반진단을 위한 정보를 제공하는데 있다.
삭제
이에 본 발명의 발명자는 암 종에 따른 대사적 차이를 연구하기 위해 내재형 EGFR의 발현을 완전히 제거한 후에 변이형의 EGFR을 재발현(re-expression)시키는 모델을 구축하고, EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 두 개 이상의 변이를 갖는 암 세포주가 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI인 오시머티닙(Osimertinib)에 대한 저항성을 가지며, DCA, 렐라민, 및 후잔고시드 A와 같은 PDK1 저해제를 투여하였을 때, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI에 대한 저항성 세포에 대한 항암활성을 나타냄을 확인하였다. 특히, PDK1 저해제가 야생형(wild-type) EGFR의 A549 세포(인간 비소세포성폐암 세포주)에 비하여 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이인 L858R/T790M/C797S 또는 19del/T790M/C797S를 가진 A549에 대하여 더 뛰어난 세포 성장 억제 효과가 있다는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
삭제
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
다른 수단으로서, 본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는, 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)에 대한 약물 저항성 암 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또 다른 수단으로서, 본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 개체의 항암제 민감성 개선용 조성물을 제공한다.
또 다른 수단으로서, 본 발명은 암 개체로부터 얻은 시료에서 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 유전 정보를 확인하는 단계를 포함하는 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제에 대한 동반진단(companion diagnostics)을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.
상기 정보를 제공하는 방법은 상기 시료에서 암세포 내 발현되는 상피세포 성장 인자 수용체가 EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 두 개 이상의 변이를 포함하는 경우, 상기 개체에 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제의 투여가 필요하거나; 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제와 티로신 인산화효소 저해제 (TKI)의 병용투여가 필요하다는 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 두 개 이상의 변이를 포함하는 것 일 수 있다. 또한, 상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 L858R 및 T790M 치환; L858R, T790M 및 C797S 치환; EGFR 엑손 19 결실 및 T790M 치환; 또는 EGFR 엑손 19 결실과 T790M 및 C797S 치환을 포함하는 것 일 수 있다.
상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암은 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)에 저항성 암 일 수 있다.
상기 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)는 제피니닙(Gefitinib), 오시머티닙(Osimertinib), 엘로티닙(Erlotinib), 아파티닙(afatinib), 및 다코미티닙(dacomitinib)으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
상기 PDK1 저해제는 렐라민(Leelamine), 다이클로로아세트산(Dichloroacetic acid; DCA), 후잔고시드 A(Huzhangoside A), 오토바페놀(otobaphenol), JX06, VER-246608 및 AZD 7545으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다.
삭제
본 발명에 따른 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 또는 이에 따라 티로신 인산화효소 저해제에 저항성을 갖는 암의 치료에 우수한 효과를 갖는 바, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 암을 효과적을 치료할 수 있고, 상기 암을 갖는 개체에서 항암제에 대한 저항성을 효과적으로 개선할 수 있다. 또한, 암 개체의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 확인하여 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제에 대한 동반진단을 위한 정보를 제공할 수 있어, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
삭제
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 넉아웃 세포주와 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주를 구축하는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 일 실시예에 따른 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주의 EGFR 티로신 인산화효소 저해제(TKI)인 제피티닙(도 2a 및 2c)과 오시머티닙(도 2b 및 2d)에 대한 저항성을 확인한 결과를 보여준다:
WT 또는 EGFRWT - A549-wtEGFR 세포주; R - A549-L858R 세포주;
RM - A549-L858R/T790M 세포주; RMS - A549-L858R/T790M/C797S 세포주;
EGFR19D 또는 19D - A549-19del 세포주: EGFR19DM 또는 19DM - A549-19del/T790M 세포주;
EGFR19DMS 또는 19DMS - A549-19del/T790M/C797S 세포주.
도 3a 및 3b는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주에서의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1 발현 및 PDHA1 인산화 증가를 확인한 결과를 보여준다:
WT - A549-wtEGFR 세포주; R - A549-L858R 세포주;
RM - A549-L858R/T790M 세포주; RMS - A549-L858R/T790M/C797S 세포주;
19D - A549-19del 세포주: 19DM - A549-19del/T790M 세포주;
19DMS - A549-19del/T790M/C797S 세포주.
도 4a는 DCA의 구조를 나타낸다.
도 4b는 PDK1 저해제(DCA)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주에 대한 세포독성을 확인한 결과를 보여준다:
WT - A549-wtEGFR 세포주;
RMS - A549-L858R/T790M/C797S 세포주; 및
19DMS - A549-19del/T790M/C797S 세포주.
도 4c는 렐라민의 구조를 나타낸다.
도 4d는 PDK1 저해제(렐라민)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주에 대한 세포독성을 확인한 결과를 보여준다:
WT - A549-wtEGFR 세포주;
RMS - A549-L858R/T790M/C797S 세포주; 및
19DMS - A549-19del/T790M/C797S 세포주.
도 4e는 후잔고시드 A(Huzhangoside A)의 구조를 나타낸다.
도 4f는 PDK1 저해제(후잔고시드 A)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주에 대한 세포독성을 확인한 결과를 보여준다:
WT - A549-wtEGFR 세포주;
RMS - A549-L858R/T790M/C797S 세포주; 및
19DMS - A549-19del/T790M/C797S 세포주.
도 4g는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주에서 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1의 억제에 따른 암세포의 세포사멸을 유도하는 기전을 도식화한 것이다.
이하에서, 본 발명을 보다 상세하기 설명한다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 이하에서 기술하는 특정 실시예 및 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 의도가 아니다. 본 발명의 범위는 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해된다.
삭제
본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는 상피세포 성장 인자 수용체(Epidermal growth factor receptor; EGFR) 변이를 갖는 암 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
상기 상피세포 성장 인자 수용체(Epidermal growth factor receptor; EGFR)는 EGF 패밀리의 티로신 인산화효소 결합 리간드 수용체로 다양한 신호 전달을 활성화한다. 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 신호 경로는 암세포의 성장에 중요한 역할을 하며, 고형암에서 치료 표적으로 주목받고 있으나, 종래 개발된 상피세포 성장 인자 수용체 티로신 인산화효소 저해제는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)에서 변이를 유발하며, 이러한 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 포함하는 암 세포는 티로신 인산화효소 저해제 대하여 저항성이 발현되는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 여전히 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 암에 대한 치료제 개발이 필요한 실정이다. 본 발명에서 상기 EGFR의 유전 정보는 UniProt(P00533), NCBI 등의 데이터베이스의 유전자, mRNA 및 단백질 정보를 참고할 수 있다. 예를 들어, UniProt 및 Swiss-Prot에는 P00533의 참조번호로 단백질 정보를 확인할 수 있고, NCBI에서는 Gene ID 1956으로 유전자 정보를 확인할 수 있고, 핵산 서열의 정보는 NM_005228로 등록된 정보를 참고할 수 있다.
상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 변이를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 두 개 이상의 변이를 포함하는 다중변이 일 수 있다. 상기 다중 변이는 변이 중 하나로 EGFR T790M 변이를 포함할 수 있다. 다른 일 예로, 상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 L858R 및 T790M 치환; L858R, T790M 및 C797S 치환; EGFR 엑손 19 결실 및 T790M 치환; 또는 EGFR 엑손 19 결실과 T790M 및 C797S 치환 변이이거나 이를 포함할 수 있다.
종래의 티로신 인산화효소 저해제인 제피티닙이나 엘로티닙은 EGFR 엑손 19 결실 또는 엑손 21에 858번째 류신(leucine)이 아르기닌(arginine)으로 바뀐 L858R 돌연변이를 가진 환자에서 효과가 뛰어난 것으로 확인되었으나, 제피티닙이나 엘로티닙의 치료 후 내성을 갖는 환자 중 50% 정도가 T790M 변이를 획득한 것이 확인 되었다. 이에 대응해서 EGFR T790M 변이를 타겟으로하는 오시머티닙(Osimertinib)이 개발되었으나, EGFR 엑손 20에 797번째 있는 시스테인(cysteine)이 세린(serine)으로 치환된 C797S 변이가 추가로 나타나면서, 종래의 티로신 인산화효소 저해제에 대한 내성이 나타나, 암의 치료에 어려움을 겪고 있다.
이러한 측면에서, 본 발명의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 EGFR 엑손 19 결실과 T790M 및 C797S 치환; 또는 L858R, T790M 및 C797S 치환의 삼중 변이 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 EGFR 엑손 19과 T790M 및 C797S 치환을 갖는 EGFR 삼중변이 A549 암 세포주와 L858R, T790M 및 C797S 치환을 갖는 EGFR 삼중변이 세포주가 오시머티닙에 저항성을 가짐을 확인하였고, 이러한 저항성 암 세포주에 PDK1 저해제를 처리한 경우, 야생형 EGFR을 발현하는 암 세포주 대비 저항성 암 세포주에 더욱 우수한 항암 효과를 나타냄을 확인하였다.
이러한 측면에서 본 발명의 암 치료용 약학적 조성물은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이를 갖는 암 치료용 약학적 조성물 일 수 있다. 상기 삼중 변이는 EGFR 엑손 19과 T790M 및 C797S 치환(19del/T790M/C797S) 또는 L858R, T790M 및 C797S 치환(L858R/T790M/C797S) 일 수 있다.
상기 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제는 인간 PDK1의 유전자 또는 단백질에 특이적으로 작용하여 PDK1 유전자 또는 단백질 저해제의 발현 또는 활성을 억제 또는 저해시키는 효과를 갖는 제제로서의 항 PDK1 치료제를 모두 포함하는 의미이다. 일 예로, PDK1의 발현을 억제함으로써 PDHA1의 인산화 증가를 방지하여 세포 사멸이 감소하는 현상을 막을 수 있음을 본 발명에서 새롭게 밝혔다. 구체적으로, PDK1의 발현이 증가하면 PDHA1의 인산화가 증가하여, PDH 콤플렉스의 활성이 감소하게 되고, 피루브산(pyruvate)이 아세틸-CoA(Acetyl-CoA)로 전환되지 않고 젖산(lactate)으로 발효됨으로써, 암세포에 해당촉진성(glycolytic)의 특성이 부여되며, 이로 인하여 미토콘드리아 내 전자전달계(ETC)에서 ROS의 생성이 감소하여 세포사멸이 감소하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 EGFR 삼중변이 세포주에서 PDK1의 발현을 억제함으로써 PDHA1의 인산화 증가를 억제할 수 있음을 새롭게 밝혔고, 이러한 기작을 통해서 EGFR 변이 암 세포의 세포사멸을 효과적으로 유도할 수 있음을 확인하였다.
상기 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1)의 발현 저해제는 mRNA에 상보적으로 결합하는 안티센스 뉴클레오타이드, 작은 간섭 RNA(small interfering RNA; siRNA), 짧은 헤어핀 RNA(short hairpin RNA; shRNA) 및 CRISPR/CAS9으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상 일 수 있다.
상기 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1)의 활성 저해제는 상기 단백질에 특이적으로 결합하는 천연 또는 합성화합물, 펩티드, 펩티드 미메틱스, 앱타머 및 항체로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 천연 또는 합성화합물은 렐라민(Leelamine), 다이클로로아세트산(Dichloroacetic acid; DCA), 후잔고시드 A(Huzhangoside A), 오토바페놀(otobaphenol), JX06, VER-246608 및 AZD 7545로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있다. 상기한 천연 또는 합성 화합물은 통상적인 유기 합성 방법으로 합성하거나 시판되는 시약을 구입하여 사용할 수 있다.
상기 렐라민(Leelamine)은 하기 화학식 1의 구조를 갖는 것으로, 종래에 멜라닌종의 성장을 지연시키는 것으로 밝혀졌으나, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암에서 특이적으로 우수한 암세포 사멸 활성을 가짐은 알려진 바 없다.
[화학식 1]
상기 다이클로로아세트산(Dichloroacetic acid; DCA)는 아세트산의 유사체로 CHCl2COOH의 구조를 가지며, 피루브산 탈수소효소 키나아제를 저해하여 피루브산 탈수소효소의 활성을 높이는 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 DCA가 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암에서 특이적으로 우수한 암세포 사멸 활성을 가짐은 알려진 바 없다.
상기 후잔고시드 A는 올레인산의 배당체인 트리터페노이드계 사포닌의 일종으로 호장초(Anemone rivularis Buch.-Ham. ex DC.)의 성분으로 처음 분리되었으며(Planta Med, 1984, 50:327), 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1)의 활성을 저해함으로써, MDA-MB231 유방암세포, HT29 대장암세포, Hep3B 간암세포, DLD-1 대장암세포의 성장을 억제하는 것으로 알려져 있다(Cancers, 2019, 11(5):712). 그러나 후잔고시드 A가 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암에서 특이적으로 우수한 암세포 사멸 활성을 가짐은 알려진 바 없다.
후잔고시드 A는 다음 화학식 2의 구조식을 가질 수 있다.
[화학식 2]
본 발명의 일 실시예에서는 렐라민(Leelamine), 다이클로로아세트산(Dichloroacetic acid; DCA), 또는 후잔고시드 A(Huzhangoside A)를 각각 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 (19del/T790M/C797S 또는 L858R/T790M/C797S)를 갖는 암 세포에 처리한 경우, 야생형 EGFR을 갖는 암 세포주 대비 더욱 우수한 항암 활성을 나타냄을 실험적으로 확인하였다.
본 발명에서 암은 EGFR 관련 암질환이라면 모두 포함하는 의미이다. 일 예로 상기 암은 고형암일 수 있다. 또한, 비제한적인 예로 상기 암은 폐암, 결장암 또는 유방암일 수 있다. 상기 폐암은 비소세포성 폐암을 포함할 수 있다.
또한, 상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암은 변이에 의하여 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)에 저항성을 가질 수 있다는 점에서, 티로신 인산화효소 저해제 저항성 암 일 수 있다.
본 발명에서 용어 "저항성"은 "내성"이라고도 하며, 특정 약제에 대하여 유의적으로 세포성 또는 생물학적 반응을 나타내지 않는 것을 의미한다. 구체적으로 약제를 이용한 치료에 대해 암세포의 사멸 속도 또는 세포 사멸이 나타나지 않거나, 감소하는 것을 의미한다.
상기 티로신 인산화효소 저해제(TKI)는 티로신 인산화효소를 표적으로 하여 이의 발현, 활성화 등을 억제하는 기능을 나타내는 것이라면 모두 본 발명에 포함된다. 일 예로, 제피니닙(Gefitinib), 오시머티닙(Osimertinib), 엘로티닙(Erlotinib), 아파티닙(afatinib), 및 다코미티닙(dacomitinib)으로 이루어진 군에서 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에서 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 세포주는 야생형 EGFR과 달리 티로신 인산화효소(TKI)에 저항성을 나타냄을 확인하였고, 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1 저해제를 처리하여 저항성 암 세포주에 더욱 우수한 사멸 활성을 가짐을 확인하였다.
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이러한 측면에서, 본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는, 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)에 대한 약물 저항성 암 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 상기 약물 저항성 암은 개체가 TKI 에 대한 약물 저항성을 갖거나 가질 것으로 예상되는 암을 모두 포함한다.
중복된 기재를 피하기 위해서, 상기한 암 치료용 약학적 조성물에 대한 부분에서 기술한 내용은 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)에 대한 약물 저항성 암 치료용 약학적 조성물에 대한 부분에도 그대로 준용된다.
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본 발명은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제를 유효성분으로 포함하는, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 암 개체의 항암제 민감성 개선용 조성물을 제공한다.
본 발명의 항암제 민감성 개선을 위한 조성물은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 갖는 개체에 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1을 처리하여 암 세포가 갖는 항암제에 대한 내성(또는 저항성)을 낮추고, 약제에 대한 투여 개체의 반응성을 높여 치료제의 효과를 향상시키고 예후를 좋게 하는 것을 의미한다.
중복된 기재를 피하기 위해서, 상기한 암 치료용 약학적 조성물에 대한 부분에서 기술한 내용은 항암제 민감성 개선을 위한 조성물에 대한 부분에도 그대로 준용된다.
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본 발명은 암 개체로부터 얻은 시료에서 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 유전 정보를 확인하는 단계를 포함하는 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(pyruvate dehydrogenase kinase 1; PDK1) 저해제에 대한 동반진단(companion diagnostics)을 위한 정보를 제공하는 방법을 제공한다.
본 발명에서 용어 “동반 진단(companion diagnostic)”이란 특정 치료 약물을 특정 환자에 적용하기 위한 가능성을 확인하기 위한 진단 테스트 중 하나를 의미하는 것으로, 본 발명에서는 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제의 적용 가능성을 확인하기 위해 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 암을 갖는 개체에서 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 동반진단 마커로서 활용할 수 있다. 따라서, 본 발명에서 동반진단은 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제 투여의 필요성 또는 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제와 티로신 인산화효소 저해제 (TKI)의 병용투여가 필요하다는 정보를 제공하기 위한 것 일 수 있다.
본 발명에서 표현 "투여의 필요성"이란 치료제(약물)에 대한 치료효과를 얻을 수 있거나 얻을 수 있다고 예상되는 개체에 대하여 상기 치료제의 투여 여부를 결정하기 위한 것으로, 상기 결정은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이의 유/무, 수, 종류 근거해서 수행할 수 있다.
본 발명에서 암 개체로부터 얻은 시료에서 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 유전정보를 확인하는 것은 본 발명의 기술분야에서 단백질 또는 핵산의 유전정보를 확인하기 위한 방법을 제한 없이 이용할 수 있다. 비 제한적인 예로 차세대 시퀀싱(NGS), 항체, 프로브 등을 이용해서 특정 부위의 서열을 확인할 수 있다.
이러한 측면에서, 본 발명의 정보를 제공하는 방법은 상기 시료에서 암세포 내 발현되는 상피세포 성장 인자 수용체가 EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 두 개 이상의 변이를 포함하는 경우, 상기 개체에 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제의 투여가 필요하거나; 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제와 티로신 인산화효소 저해제 (TKI)의 병용투여가 필요하다는 정보를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 EGFR 엑손 19 결실, L858R 치환, T790M 치환, 및 C797S 치환으로 이루어진 군에서 선택된 두 개 이상의 변이를 포함하는 것 일 수 있다. 또한, 상기 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이는 L858R 및 T790M 치환; L858R, T790M 및 C797S 치환; EGFR 엑손 19 결실 및 T790M 치환; 또는 EGFR 엑손 19 결실과 T790M 및 C797S 치환을 포함하는 것 일 수 있다.
본 발명에서 용어 "시료"는 소변, 체액(혈액, 림프액 또는 조직액 등 포함) 또는 생검 조직일 수 있고, 바람직하게는 암을 갖는 개체로부터 얻은 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 암으로 의심되거나, 판별 또는 진단받은 개체로부터 얻은 것일 수 있다.
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본 발명은 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이를 확인하는 제제를 포함하는, PDK1 저해제에 대한 동반진단(companion diagnostics)용 키트 또는 동반진단 시스템을 제공한다.
상기 동반진단을 위한 정보를 제공하는 방법에 대한 설명은 본 발명의 동반진단용 키트 또는 동반진단 시스템에 준용될 수 있다.
상기 키트 또는 시스템은 개체에 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제의 투여가 필요하거나; 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제와 티로신 인산화효소 저해제 (TKI)의 병용투여가 필요하다는 정보를 제공하기 위한 것일 수 있다.
상기 키트는 통상적인 유전자 복제수, mRNA 발현 및 단백질 정량 분석에 기반한 진단 키트를 제한 없이 포함한다. 예를 들어, 키트는 RT-PCR 키트, DNA 칩 키트, 단백질 키트 또는 어레이 키트일 수 있다. RT-PCR 키트의 경우, EGFR에 대한 특이적인 프라이머 쌍 외에도 테스트 튜브 또는 다른 적절한 컨테이너, 반응 완충액, 데옥시뉴클레오티드(dNTP), Taq-폴리머라아제 및 역전사 효소와 같은 효소, DNase, RNase 억제제, 멸균수 등을 통상적으로 키트의 구성에 포함될 수 있는 것을 포함할 수 있다. 또한, 동반진단 키트 또는 시스템을 위한 통상적인 기술이 본 발명에 적용될 수 있다.
중복된 기재를 피하기 위해서, 별도의 언급이 없는 한, 암 치료용 약학적 조성물, 항암제 민감성 개선을 위한 조성물 및 동반진단(companion diagnostics)을 위한 정보를 제공하는 방법에서 기술한 본 발명 각 구성에 대한 정의 및 설명은 동반진단 키트 또는 시스템에 그대로 준용된다.
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이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
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실시예 1. 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주의 구축
1-1 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 넉아웃 세포주의 구축
내재형의 EGFR의 발현을 완전히 없애기 위하여, 인간의 폐암 세포주인 A549 세포(American Type Culture Collection)에서 CRISPR/Cas9 시스템을 이용하여 내재형 EGFR의 발현을 없애고, EGFR-PE가 결합한 항체(ab27764; abcam)를 사용하여 유세포 분석기(FACS; BD FACS aria III)로 EGFR의 발현이 없는 세포를 분리하여 키운 다음, 웨스턴 블롯을 이용하여 EGFR의 발현이 없는 것을 확인하여 A549-EGFR K/O 세포주를 확보하였다.
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1-2 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주를 구축
실시예 1-1에 따라 내재형 EGFR의 발현을 없앤 A549-EGFR K/O 세포주에 레트로바이러스를 매개로 하여 야생형(wild-type) EGFR(A549-wtEGFR); L858R 변이형 EGFR(A549-L858R); L858R/T790M 변이형 EGFR(A549-L858R/T790M); L858R/T790M/C797S 변이형 EGFR(A549-L858R/T790M/C797S); 19del 변이형 EGFR(A549-19del); 19del/T790M 변이형 EGFR(A549-19del/T790M); 및 19del/T790M/C797S 변이형 EGFR의 유전자(A549-19del/T790M/C797S)를 각각 재 발현시켰다. 푸로마이신(puromycin; Sigma-Aldrich) 항생제로 선별하여, 목적하는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주(A549-wtEGFR, A549-L858R, A549-L858R/T790M, A549-L858R/T790M/C797S, A549-19del, A549-19del/T790M, A549-19del/T790M/C797S)를 각각 제작하였다.
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실시예 2: 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저해제에 대한 저항성 확인
2-1. 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주의 제피티닙에 대한 저항성 생성 확인
상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포가 1세대 EGFR 티로신 인산화효소 저해제(tyrosine kinase inhibitor; TKI)인 제피티닙(Gefitinib; ZD 1839, 184475-35-2; cayman chemical)에 대한 저항성을 갖는지 확인하기 위해서, 실시예 1에서 제조한 A549-wtEGFR 세포주(WT), A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)를 각각 배양한 다음 제피티닙을 농도별(1μM, 5μM, 10μM, 50μM, 100μM)로 처리하여 72시간 동안 배양하였다. 배양한 세포를 이용하여 MTT 시험법으로 세포의 생존율을 확인하였다.
또한, 제피티닙에 의한 EGFR의 인산화 및 하위 신호전달 억제를 확인하기 위하여, A549-wtEGFR 세포주(WT), A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)를 각각 배양한 다음 제피티닙을 농도별로 6시간 동안 처리한 후, EGF를 5분 동안 처리하였다. 그 다음 세포를 파쇄하여 단백질을 추출한 후 EGFR과 그의 하위 시그널인 AKT의 인산화 정도를 웨스턴 블롯으로 확인하였다.
그 결과, 도 2a에 나타낸 바와 같이, 10μM의 농도에서 A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)에 제피티닙에 대한 저항성이 발생한 것을 확인하였다(도 2a의 왼쪽). 또한, A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)에서는 제피티닙을 처리하더라도 인산화가 억제되지 않음을 확인하였다. 이는 A549-L858R/T790M 세포주(RM)와 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS) 에서 제피티닙에 대한 저항성이 생성된 것을 의미한다(도 2a의 오른쪽).
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상기와 동일한 방법으로, A549-wtEGFR 세포주(EGFRWT 또는 WT), A549-19del 세포주(EGFR19D 또는 19D), A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM 또는 19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS 또는 19DMS)를 각각 배양한 다음, 제피티닙을 농도별(1μM, 5μM, 10μM, 50μM, 100μM)로 처리하여 72시간 동안 배양하였다. 배양한 세포를 이용하여 MTT 시험법으로 세포의 생존율을 확인하였다.
또한, 제피티닙에 의한 EGFR의 인산화 및 하위 신호전달 억제를 확인하기 위하여, A549-wtEGFR 세포주(EGFRWT 또는 WT), A549-19del 세포주(EGFR19D 또는 19D), A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM 또는 19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS 또는 19DMS)를 각각 배양한 다음 제피티닙을 농도별로 6시간을 처리한 다음 EGF를 5분 동안 처리하였다. 그 다음 세포를 파쇄하여 단백질을 추출한 후 EGFR과 그의 하위 시그널인 AKT의 인산화 정도를 웨스턴 블롯으로 확인하였다.
그 결과, 도 2c에 나타낸 바와 같이, 10μM 의 농도에서 A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM)와 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS)에서 제피티닙에 대한 저항성이 생긴 것을 확인하였다(도 2c의 왼쪽). 또한, A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM)와 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS)에서는 제피티닙에 의한 인산화의 감소가 일어나지 않음을 확인하였다. 이는 세포주가 제피티닙에 대한 저항성을 가짐을 의미한다(도 2c의 오른쪽).
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2-2. 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 변이 세포주의 오시머티닙에 대한 저항성 생성 확인
EGFR 변이 세포가 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI(tyrosine kinase inhibitor)인 오시머티닙(Osimertinib; AZD 9291,1421373-65-0; cayman chemical)에 대한 저항성을 갖는지 확인하기 위해서, 실시예 1에서 제조한 A549-wtEGFR 세포주(WT), A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)를 각각 배양한 다음 제피티닙을 농도별(1μM, 5μM, 10μM, 50μM, 100μM)로 처리하여 72시간 동안 배양하였다. 배양한 세포를 이용하여 MTT 시험법으로 세포의 생존율을 확인하였다.
또한, 오시머티닙에 의한 EGFR의 인산화 및 하위 신호전달 억제를 확인하기 위하여, A549-wtEGFR 세포주(WT), A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)를 각각 배양한 다음 오시머티닙을 농도별(1μM, 10μM)로 6시간 동안 처리한 후, EGF를 5분 동안 처리하였다. 그 다음 세포를 파쇄하여 단백질을 추출한 후 EGFR과 그의 하위 시그널인 AKT의 인산화 정도를 웨스턴 블롯으로 확인하였다.
그 결과, 도 2b에 나타낸 바와 같이, 5μM의 농도에서 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)에 오시머티닙에 대한 저항성이 발생한 것을 확인하였다(도 2b의 왼쪽). 또한, A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)에서는 오시머티닙을 처리하더라도 인산화가 억제되지 않음을 확인하였다. 이는 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)가 오시머티닙에 대한 저항성을 가짐을 의미한다(도 2b의 오른쪽).
삭제
상기와 동일한 방법으로, A549-wtEGFR 세포주(EGFRWT 또는 WT), A549-19del 세포주(EGFR19D 또는 19D), A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM 또는 19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS 또는 19DMS)를 각각 배양한 다음, 오시머티닙을 농도별(1μM, 5μM, 10μM, 50μM, 100μM)로 처리하여 72시간 동안 배양하였다. 배양한 세포를 이용하여 MTT 시험법으로 세포의 생존율을 확인하였다.
또한, 오시머티닙에 의한 EGFR의 인산화 및 하위 신호전달 억제를 확인하기 위하여, A549-wtEGFR 세포주(EGFRWT 또는 WT), A549-19del 세포주(EGFR19D 또는 19D), A549-19del/T790M 세포주(EGFR19DM 또는 19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS 또는 19DMS)를 각각 배양한 다음 오시머티닙을 농도별(1μM, 10μM)로 6시간을 처리한 다음 EGF를 5분 동안 처리하였다. 그 다음 세포를 파쇄하여 단백질을 추출한 후 EGFR과 그의 하위 시그널인 AKT의 인산화 정도를 웨스턴 블롯으로 확인하였다.
그 결과, 도 2d에 나타낸 바와 같이, 5μM 의 농도에서 A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS)가 오시머티닙에 대한 저항성을 나타냄을 확인하였다(도 2d의 왼쪽). 또한, A549-19del/T790M/C797S 세포주(EGFR19DMS)에서는 오시머티닙에 의한 인산화의 감소가 일어나지 않음을 확인하였다. 이는 세포주가 오시머티닙에 대한 저항성을 가짐을 의미한다(도 2d의 오른쪽).
삭제
실시예 3: 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 삼중변이 세포주에서의 PDK1 발현 및 PDHA1 인산화 증가 확인
세포주 내 발현되는EGFR의 변이에 따라서 암세포의 당대사에서 핵심 효소인 PDK1의 발현 및 PDHA1의 인산화(Cell Metab. 2006 Mar;3(3):177-185)가 변화하는지 확인하기 위하여, 실시예 1에서 구축한 A549-wtEGFR 세포주(WT), A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS), A549-19del 세포주(19D), A549-19del/T790M 세포주(19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS)를 각각 배양한 후, 웨스턴블롯(Western blot)을 통하여 각 단백질의 발현량을 확인하였다. 웨스턴블롯에 사용된 항체의 정보는 EGFR (sc-373746; Santa Cruz), p-EGFR Y1068 (ab40815; abcam), p-AKT S473 (ab81283; abcam), AKT (ab126811; abcam), Actin (sc-8432; Santa Cruz), GAPDH (sc-47724; Santa Cruz), HSP90 (sc-69703; Santa Cruz), p-PDHA1 S293 (ab92696, abcam), PDHA1 (sc-377092; Santa Cruz), PDK1 (ADI-KAP-PK112; Enzo)와 같다.
그 결과, 도 3a 및 3b에 나타낸 바와 같이, A549-wtEGFR 세포주(WT)에 비하여, A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS), A549-19del 세포주(19D), A549-19del/T790M 세포주(19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS) 모두에서 PDK1의 발현과 PDHA1의 인산화 정도가 증가한 것을 확인하였다. 특히 도 3a에서 나타내듯이 A549-wtEGFR 세포주(WT) 대비 A549 A549-L858R 세포주(R), A549-L858R/T790M 세포주(RM), A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS)로 EGFR에서 변이의 수가 축적될수록 PDK1의 발현과 PDHA1의 인산화가 증가하였다. 도 3b에서도 동일하게 A549-wtEGFR 세포주(WT) 대비 A549-19del 세포주(19D), A549-19del/T790M 세포주(19DM) 및 A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS)로 EGFR에서 변이의 수가 축적될수록 PDK1의 발현과 PDHA1의 인산화가 증가하는 것을 보여준다.
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실시예 4: 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저항성 세포주에 대한 PDK 저해제의 사멸능 확인
4-1. DCA의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저항성 세포주에 대한 세포 독성
PDK1 저해제로 알려진 디클로로아세트산염(Dichloroacetate; DCA; 347795, Sigma-Aldrich; 도 4a; Biochem J. 1974 Sep;141(3):761-774)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저해제 저항성 암세포에 대한 항암 효능을 확인하기 위하여 A549-wtEGFR세포주(WT)와 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI 오시머티닙에 저항성을 보인 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS), A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS)를 각각 배양하고 DCA(Sigma-Aldrich; 347795)를 농도별(10mM, 30mM, 50mM, 150mM, 200mM, 250mM, 및 300mM)로 24시간 동안 처리한 다음, MTT 시험법을 통하여 세포의 생존율을 확인하였다.
그 결과 도 4b에 나타낸 바와 같이, DCA는 인간 폐암 세포주인 A549에 대하여 항암효능을 나타내었으며, 10 내지 150 mM 농도에서는 야생형의 EGFR을 가진 세포주(WT)보다 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI에 대한 저항성 세포주인 A549-L858R/T790M/C797S(RMS) 와 A549-19del/T790M/C797S(19DMS)에서 더 뛰어난 암세포 성장 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
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4-2. Leelamine의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저항성 세포주에 대한 세포 독성
PDK1 저해제로 알려진 렐라민(Leelamine; dehydroabietylamine; ab120923, abcam; 도 4c; Bioorg Med Chem Lett. 1999 Aug 2;9(15):2223-2228)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저해제 저항성 암세포에 대한 항암 효능을 확인하기 위하여 A549-wtEGFR세포주(WT)와 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI 오시머티닙에 저항성을 보인 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS), A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS)를 각각 배양하고 렐라민을 농도별(0.5μM, 1μM, 5μM, 10μM, 20μM, 25μM, 및 50μM)로 24시간 동안 처리한 다음, MTT 시험법을 통하여 세포의 생존율을 확인하였다.
그 결과 도 4d에 나타낸 바와 같이, 렐라민은 인간 폐암 세포주인 A549에 대하여 항암효능을 나타내었으며, 5 내지 29μM 농도에서는 야생형의 EGFR을 가진 세포주(WT)보다 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI에 대한 저항성 세포주인 A549-L858R/T790M/C797S(RMS) 와 A549-19del/T790M/C797S(19DMS)에서 더 뛰어난 암세포 성장 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.
삭제
4-3. 후잔고시드 A(Huzhangoside A)에 의한 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저항성 세포주에 대한 세포 독성
PDK1 저해제인 후잔고시드 A(96315-51-4; 한국한의약진흥원 천연물물질은행 제공; 도 4e; Cancers, 2019, 11(5):712)의 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) 저해제 저항성 암세포에 대한 항암 효능을 확인하기 위하여, A549-wtEGFR세포주(WT)와 3세대 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI 오시머티닙에 저항성을 보인 A549-L858R/T790M/C797S 세포주(RMS), A549-19del/T790M/C797S 세포주(19DMS)를 각각 배양하고 후잔고시드를 농도별(0.1μM, 0.5μM, 1μM, 5μM, 및 10μM)로 24시간 동안 처리한 다음, MTT 시험법을 통하여 세포의 생존율을 확인하였다.
그 결과, 도 4f에 나타낸 바와 같이, 후잔고시드 A는 인간 폐암 세포주인 A549에 대하여 항암효능을 나타내었으며, 0.1 내지 1 μM 농도에서는 야생형의 EGFR을 가진 세포주(WT)보다 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR) TKI에 대한 저항성 세포주인 A549-L858R/T790M/C797S(RMS) 와 A549-19del/T790M/C797S(19DMS)에서 더 뛰어난 암세포 성장 억제 효과를 나타냄을 확인하였다.

Claims (18)

  1. 렐라민, 디클로로아세트산(DCA) 및 후잔고시드 A(Huzhangoside A)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1, PDK1) 저해제를 포함하는, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손(exon) 19의 결손과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암, 또는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손 21의 L858R 치환과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암의 치료용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 암은 제피티닙(Gefitinib), 오시머티닙(Osimertinib), 엘로티닙(Erlotinib), 아파티닙(Afatinib) 및 다코미티닙(Dacomitinib)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 티로신 인산화효소 저해제(Tyrosine Kinase Inhibiotr, TKI)에 대한 저항성 암인 것인, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손(exon) 19의 결손과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암, 또는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손 21의 L858R 치환과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암의 치료용 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(PDK1) 저해제는 PDHA1(pyruvate dehydrogenase alpha 1)의 인산화 증가를 억제하는 것인, 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손(exon) 19의 결손과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암, 또는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손 21의 L858R 치환과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이를 갖는 암의 치료용 약학 조성물.
  4. 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손(exon) 19의 결손과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이, 또는 상피세포 성장 인자 수용체(EGFR)의 엑손 21의 L858R 치환과 엑손 20의 T790M 치환 및 C797S 치환의 삼중 변이에 관한 유전정보를 확인하는 단계를 포함하는, 렐라민, 디클로로아세트산(DCA) 및 후잔고시드 A(Huzhangoside A)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1, PDK1) 저해제에 대한 동반 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    렐라민, 디클로로아세트산(DCA) 및 후잔고시드 A(Huzhangoside A)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1, PDK1) 저해제의 투여가 필요하다는 정보를 제공하거나, 또는 렐라민, 디클로로아세트산(DCA) 및 후잔고시드 A(Huzhangoside A)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1, PDK1) 저해제와 제피티닙(Gefitinib), 오시머티닙(Osimertinib), 엘로티닙(Erlotinib), 아파티닙(Afatinib) 및 다코미티닙(Dacomitinib)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 티로신 인산화효소 저해제(Tyrosine Kinase Inhibiotr, TKI)의 병용 투여가 필요하다는 정보를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 렐라민, 디클로로아세트산(DCA) 및 후잔고시드 A(Huzhangoside A)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 피루브산 탈수소효소 인산화효소 1(Pyruvate Dehydrogenase Kinase 1, PDK1) 저해제에 대한 동반 진단을 위한 정보를 제공하는 방법.
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