MDCK cell에서 OAT1의 기능적 발현: 인간과 Rat에서 그 기능의 종간 차이에 관한 근거

Abstract

미국 식품의약국은 여러 약물수송체들(Drug transporters) 중 약물상호작용(Drug-drug interaction, DDI)에 큰 영향을 미치는 7가지 주요 약물수송체를 발표하고 신약개발 과정에서 후보물질과 이들 간의 상호작용을 반드시 평가하도록 권고하고 있다. 그 중 유기음이온 수송체인 OAT1은 다양한 상피세포의 basolateral membrane에 발현되는 단백질로 기질인 음이온성 물질의 세포막 투과를 매개하는 역할을 담당하고 있다. 특히 신장의 근위세뇨관에 주로 존재하여 신 배설에 중요한 역할을 하기 때문에 음이온성 약물(예, non-steroidal anti-inflammatory drug)의 조직분포 등 체내동태를 평가하기 위해서는 OAT1과 이들 간의 상호작용을 먼저 면밀히 검토할 필요가 있다. 따라서 본 실험에서는 OAT1과 관련된 잠재적인 약물상호작용을 평가하기 위해 in vitro screening system을 구축하였다. 또한 문헌보고에는 몇 종 약물에서 실험동물(예, Rat)의 OAT1과 사람의 OAT1에는 종간 차이가 존재한다고 보고되어 있을 뿐이고, 그 종차가 체내동태에 영향을 줄 정도로 큰 파급효과를 가지는지, 또 얼마나 많은 어떠한 약물들이 종간 OAT1 수송 특성의 차이를 보이는지 등에 대해서는 거의 연구되어 있지 않다. 따라서 임의의 19가지 빈용처방 약물들에 대한 DDI screening study를 통해 어떠한 약물들이 human과 rat에서 서로 다른 inhibitory potential을 보이는지 연구함으로써 체내동태예측 가능성을 평가하고자 하였다. 먼저 실험실에서 보유 중인 plasmid 상태의 human과 rat OAT1을 MDCK cell에 각각 transfection 시켰다. RT-PCR과 function test를 통해 OAT1의 안정적이고 기능적인 발현을 확인한 후, 임의의 빈용처방 약물 19종에 대한 inhibition screening study를 진행하였다. 실험 후 cell 수의 차이는 BCA method를 사용하여 보정하였고, fitting 프로그램인 Winnonlin®을 사용하여 IC50값을 측정하였다. 빈용처방 19가지 약물 중 17가지 약물이 OAT1과 상호작용을 보였으며, 특히 NSAIDs 몇 종과 cimetidine, methotrexate와 quinine은 human과 rat OAT1에서 서로 다른 inhibition 양상을 보였다. 또한 흥미롭게도 quinine, rifampicin과 theophylline은 anionic moiety가 없는 약물임에도 불구하고 OAT1과 상호작용을 나타내었다. 본 연구를 통해 human과 rat OAT1이 MDCK cell에 기능적으로 잘 발현되었음을 확인할 수 있었고 앞으로 OAT1의 DDI screening을 위한 in vitro system으로서도 적절함을 확인할 수 있었다. 따라서 신약개발의 초기단계에 후보물질들의 약물상호작용 평가에 유용하게 이용될 수 있을 것이라 기대된다. 또한 몇몇 약물에서 human과 rat OAT1에서 종간차이를 나타내는 것을 확인하였으며, 추후 연구를 통해 어떠한 약물들이 종차를 나타내는지 예측할 수 있다면 신약개발의 전 임상단계에서 실험동물을 통해 인간에서의 체내동태를 예측할 때 발생할 수 있는 오류를 줄이는데 큰 도움이 될 것으로 사료된다.