USP21을 표적으로 하는 물질의 스크리닝 방법
Screening method for substance targeting USP21
특허 요약
본 발명은 USP21 의존적으로 UCP2 또는 UCP3를 증가시키고, USP21 의존적으로 ACLY 또는 DNA-PKcs를 억제하는 것에 의하여 근육 세포내의 ATP를 고갈하여 체내 저장된 연료를 소모함으로써 골격근의 산화형 근섬유로의 전환; 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량의 증가가 필요한 질환; 비만; 과체중 조절; 또는 지방 연소가 필요한 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 물질을 스크리닝하는 방법; 및 상기 물질을 포함하는 약학 조성물을 제공한다. 본 발명에 따라 스크리닝된 USP21의 발현 또는 활성을 감소시키는 물질은 근골격계 질환의 예방 및 치료, 운동능력 개선, 비만, 과체중 상태 등의 치료에 활용될 수 있다.
청구항
번호청구항
1

하기 단계를 포함하는, 골격근의 산화형 근섬유로의 전환이 필요한 질환; 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량의 증가가 필요한 질환; 비만; 과체중; 및 지방 연소가 필요한 질환으로 이루어진 군으로부터 선택된 질환의 예방 또는 치료 물질의 스크리닝 방법:(a) 유비퀴틴 특이 프로테아제 21(Ubiquitin-specific protease 21: USP21)을 발현하는 세포를 제공하는 단계;(b) 상기 세포에 USP21의 발현 또는 활성을 억제할 것으로 기대되는 후보 물질을 처리하는 단계;(c) 상기 후보 물질 처리 후 상기 세포의 배양액 또는 파쇄물(lysate)에서 USP21 단백질의 발현 또는 활성을 측정하는 단계; 및 (d) 비처리 대조군과 비교하여 USP21의 발현 또는 활성을 감소시키는 후보 물질을 골격근의 산화형 근섬유로의 전환이 필요한 질환; 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량의 증가가 필요한 질환; 비만; 과체중; 및 지방 연소가 필요한 질환으로 이루어진 군으로부터 선택된 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계.

2

제1항에 있어서, 상기 단계 (C)는 상기 후보 물질 처리 후 상기 세포의 배양액 또는 파쇄물에서 USP21 단백질에 추가하여 USP21의 하위조절자인 ATP 시트레이트 리아제(ATP citrate lyase: ACLY) 또는 DNA 의존성 단백질 키나아제, 촉매 서브 유닛 (DNA-dependent protein kinase, catalytic subunit: DNA-PKcs)의 발현 또는 활성을 측정하는 단계이고, 상기 단계 (d)는 비처리 대조군과 비교하여 USP21과 함께 ACLY 또는 DNA-PKcs의 발현 또는 활성을 감소시키는 후보 물질을 상기 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계인, 스크리닝 방법.

3

제1항에 있어서, 상기 단계 (c)는 상기 후보 물질 처리 후 상기 세포의 배양액 또는 파쇄물에서 USP21 단백질의 발현 또는 활성 측정에 추가하여 p-AMPK (AMPK 인산화) 또는 p-ACC (ACC 인산화)를 측정하는 단계이고, 상기 단계 (d)는 비처리 대조군과 비교하여 USP21의 발현 또는 활성을 감소시키면서 p-AMPK 또는 p-ACC를 지속적으로 증가시키는 후보 물질을 상기 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계인, 스크리닝 방법.

4

제1항에 있어서, 상기 단계 (c)는 상기 후보 물질 처리 후 상기 세포의 배양액 또는 파쇄물에서 USP21 단백질에 추가하여 미토콘드리아 언커플링 단백질 2(mitochondrial uncoupling protein 2: UCP2) 또는 미토콘드리아 언커플링 단백질 3(mitochondrial uncoupling protein 3: UCP3)의 전사체 또는 단백질의 발현 또는 활성을 측정하는 단계이고, 상기 단계 (d)는 비처리 대조군과 비교하여 USP21의 발현 또는 활성을 감소시키면서 UCP2 또는 UCP3의 전사체 또는 단백질의 발현 또는 활성을 증가시키는 후보 물질을 상기 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계인, 스크리닝 방법.

5

제1항에 있어서, 상기 단계 (c)는, USP21 단백질의 발현 또는 활성 측정에 추가하여, 상기 USP21의 발현 또는 활성이 감소한 세포의 배양액 또는 파쇄물을 활용하여 지방산 또는 포도당의 세포내 흡수(uptake)나 혹은 저장된 중성지방 또는 글리코젠을 소비하는 민감성을 측정하는 단계이고,상기 단계 (d)는 비처리 대조군과 비교하여 USP21의 발현 또는 활성을 감소시키면서, 지방산 또는 포도당의 세포내로의 흡수를 증가시키거나 또는 저장된 중성지방 또는 글리코젠의 소비를 증가시키는 후보 물질을 상기 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계인, 스크리닝 방법.

6

제1항에 있어서, 상기 방법은 상기 USP21의 발현 또는 활성이 감소한 세포의 배양액 또는 파쇄물에서 ACLY 또는 DNA-PKcs의 유비퀴틴(ubiquitination) 변형을 측정하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 처리된 세포에서 상기 USP21 억제에 의한 유비퀴틴 변형이 증가한 경우 상기 질환의 예방 또는 치료 물질로 선정하는 단계를 포함하는, 스크리닝 방법.

7

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 USP21을 발현하는 세포는 근육세포 또는 섬유모세포(fibroblast)인, 스크리닝 방법.

8

제7항에 있어서, 상기 근육세포 또는 섬유모세포는 1차 배양 세포, 확립된 세포, 또는 인간을 제외한 실험동물의 형태로 제공되는 것인, 스크리닝 방법.

9

제8항에 있어서,상기 확립된 세포는 C2C12 또는 NIH 섬유모세포인, 스크리닝 방법.

10

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 치료 물질은 근육의 유형을 산화형 제1형 근섬유로 전환하고 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량을 증강시키는 치료제로 사용되는 것인, 스크리닝 방법.

11

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 골격근의 산화형 근섬유로의 전환이 필요한 질환 또는 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량의 증가가 필요한 질환이 근육 활성 증강이 필요한 질환, 골절로 인한 근육소모, 노인성 근육손실, 또는 근소모성 질환인, 스크리닝 방법.

12

제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 후보물질은 화합물, 미생물 배양액 또는 추출물, 천연물 추출물, 핵산 및 펩타이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 스크리닝 방법.

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UPS21 조절 약물 또는 UPS21 억제제를 유효성분으로 포함하는, 골격근의 산화형 근섬유로의 전환이 필요한 질환; 근육내의 지방을 감소시키면서 근육량의 증가가 필요한 질환; 비만; 과체중; 또는 지방 연소가 필요한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.