KR100291524B1 - Cinnamate derivatives with neuroprotective activity - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1의 신나메이트 유도체의 새로운 용도에 관한 것으로, 구체적으로 약용식물인 현삼을 클로로포름, 메탄올 혼합용매로 추출한 다음 디클로로메탄, 메탄올 등을 포함하는 유기용매로 다시 분획하여 신경세포 보호활성을 가지는 현삼 추출물을 제조하고 이를 이용하여 칼럼크로마토그래피 및 재결정함으로 활성물질인 신나메이트 유도체를 분리, 정제하여 얻어지는 본 발명의 신나메이트 유도체는 신경세포 보호활성이 우수하여 뇌졸중, 퇴행성 신경계 질환의 예방과 치료에 유용하게 사용될 수 있다.The present invention relates to a new use of the cinnamate derivative of the formula (1), specifically, extract the medicinal plant Hyunsam with a mixed solvent of chloroform, methanol and then fractionated again with an organic solvent containing dichloromethane, methanol and the like to protect neurons Cinnamate derivatives of the present invention obtained by separating and purifying cinnamate derivatives, which are active substances, are prepared by extracting and extracting ginseng extract having column chromatography and recrystallization using the same, and have excellent neuroprotective activity to prevent stroke and degenerative neurological diseases. It can be usefully used for treatment.

상기 식에서 R1은 CH3또는 H 이고, R2는 H 또는 α-L-람노스(Rhamnose)이다.Wherein R 1 is CH 3 or H, and R 2 is H or α-L-Rhamnose.

Description

신경세포 보호활성을 가지는 신나메이트 유도체Cinnamate derivatives with neuroprotective activity

본 발명은 하기 화학식 1의 신나메이트 유도체의 새로운 용도에 관한 것이다.The present invention relates to a novel use of the cinnamate derivative of formula (I).

보다 상세하게는 약용식물인 현삼을 클로로포름, 메탄올 혼합용매로 추출한 다음 디클로로메탄, 메탄올 등을 포함하는 유기용매로 다시 분획하여 신경세포 보호활성을 가지는 현삼 추출물을 제조하고 이를 이용하여 칼럼크로마토그래피 및 재결정함으로 활성물질인 신나메이트 유도체를 분리, 정제하여 얻어지는 본 발명의 신나메이트 유도체는 신경세포 보호활성이 우수하여 뇌졸중, 퇴행성 신경계 질환의 예방과 치료에 유용하게 사용될 수 있다.In more detail, the extract of medicinal plants, Hyunsam, is extracted with a mixed solvent of chloroform and methanol, and then fractionated again with an organic solvent containing dichloromethane, methanol, etc. to prepare Hyunsam extract having neuronal cell-protective activity, using the column chromatography and recrystallization. Therefore, the cinnamate derivative of the present invention, which is obtained by separating and purifying the active substance cinnamate derivative, has excellent neuronal protective activity and may be usefully used for the prevention and treatment of stroke and degenerative neurological diseases.

화학식 1Formula 1

상기 식에서 R1은 CH3또는 H 이고, R2는 H 또는 α-L-람노스(Rhamnose)이다.Wherein R 1 is CH 3 or H, and R 2 is H or α-L-Rhamnose.

최근 노인 인구가 늘어남에 따라 퇴행성 뇌신경계 질환, 특히 노인성 치매 환자도 급증하고 있다. 노인성 치매는 기억력의 상실, 학습력의 저하가 주 증상인 질환으로 환자는 물론 그 가족까지 함께 커다란 고통을 겪어야 하는 질환으로 이미 사회적인 문제로 대두되어 이의 예방 및 치료에 대한 관심은 날로 높아져 가고 있으나 아직까지도 이렇다 할 치료제가 개발되어 있지 않아 그 심각성이 매우 크게 부각되고 있는 질환이다.Recently, as the elderly population increases, the number of patients with degenerative neurological diseases, especially senile dementia, is increasing rapidly. Geriatric dementia is a disease in which memory loss and deterioration of learning ability are the main symptoms and patients and their families have to suffer a lot together.It has become a social problem and the interest in prevention and treatment of it is increasing day by day. There is no treatment to develop such a seriously serious disease is highlighted.

퇴행성 뇌신경계 질환은 노화에 의한 뇌신경세포의 구조적인 퇴화, 순환기 장애 등과 같은 성인병에 기인한 2차적 증상, 또는 교통사고, 산업재해, 일산화탄소 중독 등과 같은 물리적, 기계적 요인에 의하여 뇌가 손상을 입으면 발병될 수 있다(Rothman. S. M. (1984)J. Neurosci. 4: 1884-1891; Weiloch, T. (1985)Science. 230: 681-683). 즉, 뇌로 공급되는 혈류량이 감소되거나 차단되어 뇌조직이 저산소, 저포도당 상태가 되면 정상대사를 할 수 없어 결국 뇌조직은 회복될 수 없는 손상을 입게 된다. 이러한 경우는 뇌졸중(stroke), 외상(trauma) 및 허혈성 손상(ischemic injury)뿐만 아니라 퇴행성 뇌신경계 질환에서 아주 흔하게 볼 수 있다(Benveniste, H. et al. (1984)J. Neurochem. 43: 1369-1374 ; Hagberg, H. et al. (1985)J. Cereb. Blood Flow & Metab. 5: 413-419).Degenerative neurological diseases occur when the brain is damaged by secondary symptoms caused by adult diseases such as structural degeneration of the neuronal cells due to aging, circulatory disorders, or physical and mechanical factors such as traffic accidents, industrial accidents, and carbon monoxide poisoning. (Rothman. SM (1984) J. Neurosci. 4 : 1884-1891; Weiloch, T. (1985) Science. 230 : 681-683). In other words, when the blood flow to the brain is reduced or blocked, brain tissue becomes hypoxic and low glucose, so that normal metabolism cannot be performed, resulting in irreparable damage to brain tissue. This case is very common in degenerative neurological diseases as well as stroke, trauma and ischemic injury (Benveniste, H. et al. (1984) J. Neurochem. 43 : 1369- Hagberg, H. et al. (1985) J. Cereb. Blood Flow & Metab. 5 : 413-419).

일반적으로 뇌조직의 손상은 크게 두가지 기전에 의한 것으로 알려져 있다. 첫 번째로는 세포막 전압의 변화에 의한 흥분성 아미노산의 유리 증가에 의한 것이며, 두 번째로는 직접적인 산화적 스트레스(oxidative stress)에 의한 것이다(Choi, D. W. (1988)Neuron. 1: 623-634 ; Coyle, J. T. et al. (1993)Science. 262: 689-695). 최근의 연구에 의하면 뇌졸중(stroke), 외상(trauma) 및 허혈성 손상(ischemic injury)의 경우 글루타메이트가 이온작용 수용체(ionotrophic receptor)를 활성화시킴으로써 산화적 스트레스를 일으켜 글루타메이트성 신경에 이상이 초래되어 발병되는 것으로 알려지고 있다(Halliwell, B. et al. (1985a)Trends Neurosci. 5: 22-26 ; Halliwell, B. et al. (1985b)Mol. Aspects Med. 8: 89-193).In general, brain tissue damage is known to be largely due to two mechanisms. The first is due to the free release of excitatory amino acids by the change in cell membrane voltage, and the second is due to direct oxidative stress (Choi, DW (1988) Neuron. 1 : 623-634; Coyle , JT et al. (1993) Science. 262 : 689-695). Recent studies have shown that in the case of stroke, trauma, and ischemic injury, glutamate activates ionotrophic receptors, causing oxidative stress, causing abnormalities in glutamate neurons. Halliwell, B. et al. (1985a) Trends Neurosci. 5 : 22-26; Halliwell, B. et al. (1985b) Mol. Aspects Med. 8 : 89-193).

뇌조직에서의 혈류량이 감소되면 신경 접합부에서 글루타메이트의 농도가 급속히 증가되면서 독성을 유발시켜 신경세포는 결국 사멸하게 된다(Benveniste, H. et al. (1984)J. Neurochem. 43: 1369-1374 ; Hagberg, H. et al. (1985)J. Cereb. Blood Flow & Metab. 5: 413-419). 이러한 글루타메이트에 의한 신경독성은 "급성독성"과 "만성독성"으로 나누어진다(Choi, D. W. (1988)Neuron. 1: 623-634).When blood flow in brain tissues decreases, glutamate levels rapidly increase in nerve junctions, causing toxicity and eventually killing neurons (Benveniste, H. et al. (1984) J. Neurochem. 43 : 1369-1374; Hagberg, H. et al. (1985) J. Cereb. Blood Flow & Metab. 5 : 413-419). Neurotoxicity caused by glutamate is divided into "acute toxicity" and "chronic toxicity" (Choi, DW (1988) Neuron. 1 : 623-634).

급성독성은 세포 외에 있는 Ca2+이 세포 내로 과량으로 유입됨으로써 시작되며, 세포의 삼투압 유지를 위해 Na+, K+및 Cl-등의 이온들의 유입이 뒤따라 세포는 부풀게 되고 결국은 터져 사멸되는 형태로 나타난다(Kauppisen, R. A. (1988)Neurosci. 27: 175-182 ; Garthwaite, G. et al. (1988)J. Neurosci. 17: 755-767).Acute toxicity begins with the influx of extracellular Ca 2+ into the cell, followed by the influx of ions such as Na + , K + and Cl - to maintain the osmotic pressure of the cell, causing the cell to swell and eventually burst and die. (Kauppisen, RA (1988) Neurosci. 27 : 175-182; Garthwaite, G. et al. (1988) J. Neurosci. 17 : 755-767).

글루타메이트에 의한 만성독성은 글루타메이트의 수용체인 NMDA 수용체와 비-NMDA(non-NMDA) 수용체인 카이닉산(kainic acid)/AMPA 수용체를 활성화시킴으로써 일어난다(Coyle, J. T. et al. (1993)Science. 262: 689-695). 즉, 글루타메이트에 의해 NMDA와 비-NMDA 수용체가 활성화되어 Ca2+가 유입되고 세포내 칼슘-의존(calcium-dependent) 효소인 포스포리파제 A2(phospholipase A2)가 비정상적으로 활성화되면 다중불포화 유리 지방산(polyunsaturated free fatty acids) 생성이 증가되고, 수퍼옥사이드 라디칼(superoxide radical) 및 히드록실 라디칼(hydroxyl radical)과 같은 유리 라디칼(free radicals)이 과다하게 생성되어 세포의 과산화를 촉진시켜 결국은 세포가 죽게 되는 만성독성이 일어나게 된다(Coyle, J. T. et al. (1993)Science. 262: 689-695 ; Halliwell, B. et al. (1985a)Trends Neurosci. 5: 22-26 ; Halliwell, B. et al. (1985b)Mol. Aspects Med. 8: 89-193 ; Siesjo, B. K. et al. (1985)Br. J. Anaesth. 47: 47-62 ; Sladeczek, F. et al. (1985)Nature. 317: 717-719 ; Choi, D. W. et al. (1987)J. Neurosci. 7: 369-379). NMDA 수용체가 활성화되면 니트릭 옥사이드(nitric oxide) 합성효소의 활성도 또한 증대되어 니트릭 옥사이드가 과다하게 생성되며 이 또한 세포의 과산화를 촉진시킨다(Strijbos, P. J. L. M. et al. (1996)J. Neurosci. 16: 5004-5013).Chronic toxicity by glutamate occurs by activating the glutamate NMDA receptor and the non-NMDA receptor kainic acid / AMPA receptor (Coyle, JT et al. (1993) Science. 262 : 689-695). That is, by the NMDA glutamate receptor and non -NMDA is activated Ca 2+ influx is an intracellular calcium-dependent if (calcium-dependent) enzyme phospholipase A 2 (phospholipase A 2) is abnormally activated by polyunsaturated glass The production of polyunsaturated free fatty acids is increased, and excess free radicals such as superoxide radicals and hydroxyl radicals are produced to promote cell peroxidation, which eventually leads to cell Chronic toxicity to death occurs (Coyle, JT et al. (1993) Science. 262 : 689-695; Halliwell, B. et al. (1985a) Trends Neurosci. 5 : 22-26; Halliwell, B. et al. . (1985b) Mol Aspects Med 8 :.. 89-193; Siesjo, BK et al (1985) Br J. Anaesth 47:.... 47-62; Sladeczek, F. et al (1985) Nature 317:. 717-719; Choi, DW et al. (1987) J. Neurosci. 7 : 369-379). Activation of the NMDA receptor also increases the activity of nitric oxide synthase, resulting in excessive production of nitric oxide, which also promotes cell peroxidation (Strijbos, PJLM et al. (1996) J. Neurosci. 16 5004-5013).

글루타메이트에 의한 신경독성은 글루타메이트의 길항물질, Na+및 Ca2+채널 차단제, 항산화제, 유리 라디칼 체인 절단제(free radical chain breakers) 및 잔틴 디하이드로게네이즈(xanthine dehydrogenase)로부터 잔틴 옥시데이즈(xanthine oxidase)로의 전환을 억제하는 효소인 안티프로테아제(antiproteases) 등에 의하여 방지될 수 있으나 특히 NMDA 수용체에 대한 길항물질이 효과적이다(Choi, D. W. et al. (1988)J. Neurosci. 8: 185-196 ; Olney, J. W. et al. (1969)Science. 166: 368-388).Neurotoxicity by glutamate is evaluated by xantine from glutamate antagonists, Na + and Ca 2+ channel blockers, antioxidants, free radical chain breakers and xanthine dehydrogenase. antiproteases, which are enzymes that inhibit the conversion to oxidase, but are particularly effective in antagonists to NMDA receptors (Choi, DW et al. (1988) J. Neurosci. 8 : 185-196; Olney, JW et al. (1969) Science. 166 : 368-388).

현삼(Scrophularia buergeriana)은 현삼과의 다년생 초본이며 높이는 1 ∼ 1.5 m 가량이며 잎은 마주나고 엽병이 있고 장란형 또는 난상 피침형으로 밑이 다소 둥글거나 다소 일자형이며 끝은 날카롭고 날카로운 톱니가 있다. 꽃은 엷은 황록색으로 8 ∼ 9월에 피며 밀추화서로서 줄기 끝 포엽에 착생한다. 화관은 병모양의 순형이며 하순은 뒤로 젖혀지고 2강 수술이 있으며, 꽃받침은 5열되고 열편은 난형 또는 난원형이다. 과실은 삭과로서 난형이고 2각편으로 벌어진다. 건조된 뿌리를 현삼(Scrophulariae Radix)이라 하여 양혈자음, 사화해독, 열병상음, 번갈증 등에 사용하며 특히 소염, 인후염, 비염 종기, 변비 등에 사용한다(육창수 (1997) 아세아 생약도감, p483). 현삼속은 전 세계적으로 300여종이 분포하고 있으며 우리나라에는 5종이 있다. 연구된 성분으로는 해열성분이며 주성분인p-메톡시시나믹 산(p-methoxycinnamic acid)과 이리도이드(iridoid)계 배당체인 하파고사이드(harpagoside), 하파지드(harpagide), 8-(O-메틸-p-쿠마로일) 하파지드[8-(O-methyl-p-coumaroyl) harpagide] 등이 보고되었으나 각각의 성분과 활성이 연관지어져 체계적으로 연구된 바는 없다(Woo, W. S. (1968)J. pharm Sci. 57(1): 27-30 ; Okano, T. (1967)Chem. Pharm. Bull. 15(8): 1254 ; Weinges, K. et al. (1978)Ann. Chem.1968).Hyunsam ( Scrophularia buergeriana ) is a perennial herb from Hyunsam and has a height of 1 to 1.5 m, leaves are opposite, leafy, obovate or egg-shaped lanceolate, slightly rounded or slightly straight, with sharp and sharp teeth. Flower is pale yellow green and blooms from August to September. It grows on stem end bracts as a wheat plant. Corollas are diseased, oblique, posterior, bilateral, calyxes 5 rows, lobes ovate or ovoid. Fruits are capsules, ovate, bilateral. Dried root is called ssam ( Scrophulariae Radix ) and is used for bleeding consonants, detoxification, fever swelling, and hunger. The genus of the present genus is distributed in about 300 species worldwide, and there are five species in Korea. As the study component antipyretic component is mainly composed of p - methoxy Shinagawa mixer acid (p -methoxycinnamic acid) and yirido Id (iridoid) based glycosides to the digging side (harpagoside), Haffa azide (harpagide), 8- (O - Methyl- p -coumaryl) hapazide [8- ( O- methyl- p- coumaroyl) harpagide] has been reported, but no systematic studies have been conducted to correlate its activities with individual components (Woo, WS (1968)). J. pharm Sci. 57 (1) : 27-30; Okano, T. (1967) Chem. Pharm. Bull. 15 (8) : 1254; Weinges, K. et al. (1978) Ann. Chem. 1968) .

이에 본 발명자들은 새로운 신경세포 보호활성을 갖는 물질을 분리하기 위하여 예로부터 건망증이나 뇌졸중에 유효하다고 알려져 민간이나 전승의약으로 사용되어 온 생약으로부터 흰쥐의 대뇌피질세포에 글루타메이트로 인위적으로 독성을 유발시켜 이를 검색계로 이용하여 이러한 신경독성을 약화시키는 천연물을 검색하던 중, 현삼의 추출물이 유의성있는 신경세포 보호 활성을 가짐을 발견하고 이로부터 신나메이트 유도체를 분리·정제하여 그 구조를 확인하고 그의 새로운 신경세포 보호 활성을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.Therefore, the present inventors artificially induced glutamate to glutamate in rat cerebral cortical cells from herbal medicine which has been known to be effective for forgetfulness or stroke in the past to isolate substances with new neuronal cell protective activity. While searching for natural products that weaken these neurotoxicities by using a screening system, they found that extracts of Hyunsam had significant neuroprotective activity, and isolated and purified cinnamate derivatives from them to confirm their structure and their new neurons. The present invention has been completed by confirming protective activity.

본 발명은 신경세포 보호활성을 보이는 신나메이트 유도체가 뇌졸중이나 노인성 치매와 같은 퇴행성 뇌신경계 질환 등을 예방하거나 치료하는데 사용할 수 있는 새로운 용도를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a new use that can be used to prevent or treat degenerative neurological diseases such as stroke or senile dementia, cinnamate derivatives showing neuronal protective activity.

도 1은 본 발명의 현삼 추출물을 제조하는 과정을 도시한 것이고,Figure 1 illustrates the process of producing a Hyunsam extract of the present invention,

도 2는 90% 메탄올 분획으로부터 본 발명의 화합물 1, 2 및 3을 분리, 정제하는 과정을 도시한 것이다.Figure 2 illustrates the process of separating and purifying Compounds 1, 2 and 3 of the present invention from a 90% methanol fraction.

본 발명은 신경세포 보호활성을 가지는 하기 화학식 1의 신나메이트 유도체 및 그의 약학적으로 허용되는 무기 또는 유기염, 수화물, 용매화물 및 이성질체가 신경세포 보호제로 사용될 수 있는 새로운 용도를 제공한다.The present invention provides a cinnamate derivative having the neuroprotective activity and a new use in which pharmaceutically acceptable inorganic or organic salts, hydrates, solvates and isomers thereof can be used as neuronal protective agents.

화학식 1Formula 1

상기 식에서 R1은 CH3또는 H 이고, R2는 H 또는 α-L-람노스(Rhamnose)이다.Wherein R 1 is CH 3 or H, and R 2 is H or α-L-Rhamnose.

구체적으로, 상기 화학식 1의 신나메이트 유도체는 하기 화학식 2의p-메톡시-trans-신나민산(p-methoxy-trans-cinnamic acid), 하기 화학식 3의p-메톡시-trans-신나모일-4'-α-L-람노스 에스테르(p-methoxy-trans-cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester) 또는 하기 화학식 4의 신나민산(cinnamic acid)이다.Specifically, the cinnamate derivative of Formula 1 to Formula 2 p - methoxy - trans - cinnamic acid (p -methoxy- trans -cinnamic acid), the formula 3, p - methoxy - trans - cinnamoyl -4 '-α-L-rhamnose ester ( p- methoxy- trans- cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester) or Cinnamic acid (cinnamic acid) of the formula (4).

또한 본 발명은 약용식물인 현삼을 클로로포름-메탄올의 혼합용매로 추출한 다음 디클로로메탄, 헥산 및 부탄올 등을 포함하는 유기용매로 다시 추출한 신경세포 보호활성을 가지는 현삼 추출물을 칼럼 크로마토그래피 및 재결정하여 얻는 상기 화학식 1의 신나메이트 유도체의 제조 방법을 제공한다.In another aspect, the present invention is obtained by column chromatography and recrystallization of the ginseng extract having a nerve cell protective activity extracted with a mixed solvent of chloroform-methanol and then extracted again with an organic solvent containing dichloromethane, hexane, butanol, etc. Provided is a method of preparing a cinnamate derivative of Formula 1.

또한, 본 발명은 현삼을 클로로포름-메탄올의 혼합용매로 추출한 다음 디클로로메탄, 헥산 및 부탄올 등을 포함하는 유기용매로 다시 추출한 현삼 추출물을 유효성분으로 하는 신경세포 보호제용 약학적 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for neuronal cell protective agent comprising a ginseng extract extracted with a mixed solvent of chloroform-methanol and then extracted again with an organic solvent including dichloromethane, hexane, butanol and the like.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명은 하기 화학식 1의 신나메이트 유도체 및 그의 약학적으로 허용되는 무기 또는 유기염, 수화물, 용매화물 및 이성질체가 신경세포 보호제로 사용될 수 있는 새로운 용도를 제공한다.The present invention provides a novel use in which cinnamate derivatives of the general formula (1) below and pharmaceutically acceptable inorganic or organic salts, hydrates, solvates and isomers thereof can be used as neuronal cell protective agents.

화학식 1Formula 1

상기 식에서 R1은 CH3또는 H 이고, R2는 H 또는 α-L-람노스(Rhamnose)이다.Wherein R 1 is CH 3 or H, and R 2 is H or α-L-Rhamnose.

구체적으로, 상기 화학식 1의 신나메이트 유도체는 하기 화학식 2의p-메톡시-trans-신나민산(p-methoxy-trans-cinnamic acid), 하기 화학식 3의p-메톡시-trans-신나모일-4'-α-L-람노스 에스테르(p-methoxy-trans-cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester) 또는 하기 화학식 4의 신나민산(cinnamic acid)이다.Specifically, the cinnamate derivative of Formula 1 to Formula 2 p - methoxy - trans - cinnamic acid (p -methoxy- trans -cinnamic acid), the formula 3, p - methoxy - trans - cinnamoyl -4 '-α-L-rhamnose ester ( p- methoxy- trans- cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester) or Cinnamic acid (cinnamic acid) of the formula (4).

본 발명에서는 신경세포 보호활성을 가지는 신나메이트 유도체를 약용식물인 현삼으로부터 분리, 정제한다.In the present invention, cinnamate derivatives having neuronal protective activity are isolated and purified from medicinal plants, Hyunsam.

우선, 본 발명은 현삼을 유기용매로 추출한 신경세포 보호활성을 가지는 현삼 추출물을 제공한다. 이 때 상기 유기용매로는 클로로포름과 메탄올의 혼합용매를 이용하는 것이 바람직하다.First, the present invention provides a ginseng extract having a nerve cell protective activity extracted from an organic solvent. At this time, it is preferable to use a mixed solvent of chloroform and methanol as the organic solvent.

구체적으로 본 발명에서는 현삼의 뿌리를 클로로포름-메탄올(CHCl3- MeOH)의 혼합용매로 열탕 추출한 다음 감압 농축하여 조 추출물을 얻었다.Specifically, in the present invention, the root of Hyunsam was extracted by boiling water with a mixed solvent of chloroform-methanol (CHCl 3 -MeOH), and then concentrated under reduced pressure to obtain a crude extract.

또한 본 발명은 상기 과정에 더하여 디클로로메탄(CH2Cl2), 헥산(hexane) 또는 부탄올(BuOH) 등의 유기용매로 다시 추출한 신경세포 보호활성을 가지는 현삼 추출물을 제공한다.In addition to the above process, the present invention provides an extract of Hyunsam with neuronal cell protective activity extracted again with an organic solvent such as dichloromethane (CH 2 Cl 2 ), hexane (hexane) or butanol (BuOH).

구체적으로 본 발명에서는 상기 과정에 더하여 조 추출물을 물에 현탁하고 디클로로메탄으로 추출하여 신경세포 보호활성을 가지는 물 분획 및 디클로로메탄 분획을 얻었다. 또한 이 디클로로메탄 분획을 다시 메탄올(MeOH)로 현탁하고 헥산으로 추출하여 신경세포 보호활성을 가지는 메탄올 분획 및 헥산 분획을 얻었다.Specifically, in addition to the above process, the crude extract was suspended in water and extracted with dichloromethane to obtain a water fraction and a dichloromethane fraction having neuronal protective activity. The dichloromethane fraction was further suspended with methanol (MeOH) and extracted with hexane to obtain a methanol fraction and a hexane fraction with neuroprotective activity.

본 발명의 현삼 추출물이 신경세포 보호활성을 가지는 것을 확인하기 위하여, 흰쥐의 대뇌피질세포에 현삼 추출물을 처리한 다음 MTT 분석(assay)을 수행하였다.In order to confirm that the present ginseng extract of the present invention has neuronal protective activity, the cerebral cortical cells of rats were treated with the ginseng extract and then MTT assay was performed.

구체적으로 흰쥐의 대뇌피질세포를 배양하여 본 발명의 현삼 추출물을 투여한 다음 1시간 후에 글루타메이트를 작용시켜 인위적으로 독성을 유발시키면서 배양을 계속하였다 (Throughout treatment). 상기 대뇌피질세포의 배양액에 MTT (3-(4,5-dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)를 첨가한 다음 생성된 포마잔(formazan)을 DMSO(dimethylsulfoxide)로 녹여낸 다음 흡광도를 측정하는 방법으로 MTT 분석을 수행하였다.Specifically, the cerebral cortical cells of the rats were cultured, and the present ginseng extract of the present invention was administered, and after 1 hour, glutamate was acted to artificially induce toxicity and continued culturing (Throughout treatment). MTT (3- (4,5-dimethyl-thiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide) was added to the culture of cerebral cortical cells, and the resulting formazan was dissolved in DMSO (dimethylsulfoxide). MTT analysis was then performed by measuring absorbance.

그 결과, 현삼의 조 추출물, 디클로로메탄 분획 및 메탄올 분획물은 글루타메이트에 의한 신경독성을 유의성있게 차단시켜 사멸되는 신경세포를 감소시켰다.As a result, crude extract, dichloromethane fraction and methanol fraction of Hyunsam significantly blocked neurotoxicity by glutamate, which reduced neuronal cell death.

본 발명에서는 상기 현삼 추출물로부터 신경세포 보호활성을 가지는 화합물을 순수분리하기 위하여, 상기 현삼 추출물을 칼럼 크로마토그래피한 다음 재결정하였다.In the present invention, in order to purely separate the compound having nerve cell protective activity from the Hyunsam extract, the Hyunsam extract was subjected to column chromatography and recrystallized.

구체적으로 현삼의 메탄올분획을 실리카겔 칼럼에 걸고 클로로포름과 메탄올의 혼합용매로 크로마토그래피하여 신경세포 보호활성이 우수한 분획을 분리한 다음 헥산과 에틸아세테이트의 혼합용매로 다시 실리카겔 칼럼 크로마토그래피하고 헥산 : 디클로로메탄 : 메탄올의 혼합용매로 재결정하여 무색 침상 결정인 화합물 1과 무색 프리즘(prism)인 화합물 3을 얻었다.Specifically, the methanol fraction of Hyunsam was hung on a silica gel column and chromatographed with a mixed solvent of chloroform and methanol, and the fraction having excellent neuronal protective activity was separated. : Compound 1 which was colorless needle crystal and compound 3 which was colorless prism was obtained by recrystallization with a mixed solvent of methanol.

상기 화합물 1의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.The physicochemical and spectroscopic properties of Compound 1 were identified as follows.

(1) 물질의 성상 : 무색 침상 결정(in EtOH)(1) Appearance of substance: Colorless needle crystal (in EtOH)

(2) 분자량 : EIMS(m/z) 179 [M+](2) Molecular weight: EIMS (m / z) 179 [M + ]

(3) 분자식 : C10H10O3 (3) Molecular formula: C 10 H 10 O 3

(4) 용융점 (mp) : 188-189.5°(4) Melting Point (mp): 188-189.5 °

(5) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CD3OD, 300MHz) δ 3.81(3H, s, OCH3), 6.31(1H, d,J=15.93, H-α), 6.94(1H × 2, d,J=9.51, H-3, 5), 7.53(1H × 2, d,J=9.51, H-2, 6), 7.61(1H, d,J=15.93, H-β).(5) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CD 3 OD, 300 MHz) δ 3.81 (3H, s, OCH 3 ), 6.31 (1H, d, J = 15.93, H-α), 6.94 (1H × 2) , d, J = 9.51, H-3, 5), 7.53 (1H x 2, d, J = 9.51, H-2, 6), 7.61 (1H, d, J = 15.93, H-β).

(6) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CD3OD, 100MHz) δ 56.65(OCH3), 116.21(C-3, 5), 117.39(C-α), 129.22(C-1), 131.68(C-2, 6), 146.99(C-β), 163.89(C-4), 171.59(COOH).(6) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CD 3 OD, 100 MHz) δ 56.65 (OCH 3 ), 116.21 (C-3, 5), 117.39 (C-α), 129.22 (C-1), 131.68 ( C-2, 6), 146.99 (C-β), 163.89 (C-4), 171.59 (COOH).

이상의 이화학적 및 분광학적 데이터를 근거로 화합물 1을p-메톡시-trans-신나민산(p-methoxy-trans-cinnamic acid)으로 추정하였으며 문헌치와 (Kajimoto, T. et al. (1989)Phytochem. 28(10): 2701-2704 ; Falsone, G. et al. (1982)Verbascun sinuatum. Planta Med. 44: 150-153 ; Fernandez, L. et al. (1995)Scrophularia scorodonia. Phytochem. 34: 1569-1571) 비교하여 동정하였다.Or more physicochemical and compound 1 minute based on the optical data p - methoxy - trans -. Was estimated to be thinner acid (p -methoxy- trans -cinnamic acid) reference value and (Kajimoto, T. et al (1989 ) Phytochem . 28 (10): 2701-2704; Falsone, G. et al (1982) Verbascun sinuatum Planta Med 44:...... 150-153; Fernandez, L. et al (1995) Scrophularia scorodonia Phytochem 34: 1569 -1571) compared and identified.

(7) 화학구조식(7) chemical structure

화학식 2Formula 2

또한 현삼의 메탄올 분획을 클로로포름과 메탄올의 혼합용매로 실리카겔 칼럼 크로마토그래피한 다음 헥산과 디클로로메탄의 혼합용매로 재결정하여 또 하나의 신경세포 보호활성을 가지는 화합물 2를 분리, 정제하였다.The methanol fraction of Hyunsam was purified by silica gel column chromatography with a mixed solvent of chloroform and methanol, and then recrystallized with a mixed solvent of hexane and dichloromethane to separate and purify Compound 2 having another neuronal cell protective activity.

화합물 2의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.The physicochemical and spectroscopic properties of Compound 2 were identified as follows.

(1) 물질의 성상 : 미황색의 무정형 가루(1) Appearance of substance: Light yellow amorphous powder

(2) 분자량 : FabMS(m/z) 347 [M+Na](2) Molecular weight: FabMS (m / z) 347 [M + Na]

(3) 분자식 : C16H20O7 (3) Molecular formula: C 16 H 20 O 7

(4) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CDCl3: CD3OD = 2 : 1, 300 MHz) δ 1.20(3H, d,J=6.33, H-6'), 3.62(3H, s, OCH3), 3.67(1H, dd,J=1.71, 3.42, H-2'), 3.75(1H, dd,J=9.75, 3.3, H-3'), 3.86(1H, dq,J=6.09, 9.75, H-5'), 4.76(1H, t,J=9.75, H-4'), 4.88(1H, d,J=1.71, H-1'), 6.13(1H, d,J=15.84, H-α), 6.69(1H × 2, d,J=8.79, H-3, 5), 7.28(1H × 2, d,J=8.79, H-2, 6), 7.44(1H, d,J=15.84, H-β)(4) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CDCl 3 : CD 3 OD = 2: 1, 300 MHz) δ 1.20 (3H, d, J = 6.33, H-6 ′), 3.62 (3H, s, OCH 3 ), 3.67 (1H, dd, J = 1.71, 3.42, H-2 '), 3.75 (1H, dd, J = 9.75, 3.3, H-3'), 3.86 (1H, dq, J = 6.09, 9.75, H-5 '), 4.76 (1H, t, J = 9.75, H-4'), 4.88 (1H, d, J = 1.71, H-1 '), 6.13 (1H, d, J = 15.84, H-α), 6.69 (1H × 2, d, J = 8.79, H-3, 5), 7.28 (1H × 2, d, J = 8.79, H-2, 6), 7.44 (1H, d, J = 15.84, H-β)

(5) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CDCl3: CD3OD = 2 : 1, 100MHz) δ 16.95(C-6'), 54.86(OCH3), 65.52(C-5'), 68.94(C-3'), 71.28(C-4'), 74.34(C-4'), 93.83(C-1'), 113.96(C-3, 5), 114.55(C-α), 126.54(C-1), 129.49(C-2, 6), 145.05(C-β), 161.26(C-4), 167.51(COO)(5) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CDCl 3 : CD 3 OD = 2: 1, 100 MHz) δ 16.95 (C-6 '), 54.86 (OCH 3 ), 65.52 (C-5'), 68.94 ( C-3 '), 71.28 (C-4'), 74.34 (C-4 '), 93.83 (C-1'), 113.96 (C-3, 5), 114.55 (C-α), 126.54 (C- 1), 129.49 (C-2, 6), 145.05 (C-β), 161.26 (C-4), 167.51 (COO)

이상의 스펙트럼 데이터를 근거로 화합물 2를p-메톡시-trans-신나모일-4'-α-L-람노스 에스테르(p-methoxy-trans-cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester)로 결정하였다.Determining a cinnamoyl -4'-α-L- rhamnose ester (p -methoxy- trans -cinnamoyl-4'- α-L-rhamnose ester) - at least a second compound on the basis of spectral data p - methoxy - trans It was.

(6) 화학구조식(6) chemical structural formula

화학식 3Formula 3

또한 화합물 3의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.In addition, the physicochemical and spectroscopic properties of Compound 3 were identified as follows.

(1) 물질의 성상 : 무색(1) Appearance of matter: Colorless

(2) 분자량 : EIMS(m/z) 149 [M+](2) Molecular weight: EIMS (m / z) 149 [M + ]

(3) 분자식 : C9H8O2 (3) Molecular formula: C 9 H 8 O 2

(4) 용융점 (mp) : 133°(4) Melting Point (mp): 133 °

(5) 자외선 흡수 스펙트럼 UV(nm) 205, 224, 311(5) UV absorption spectrum UV (nm) 205, 224, 311

(6) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CD3OD, 300 MHz) δ 6.47(1H, d,J=15.93, H-α), 7.39(1H, × 3, m, H-3, 4, 5), 7.59(1H × 2, m, H-2, 6), 7.67(1H, d,J=15.93, H-β)(6) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CD 3 OD, 300 MHz) δ 6.47 (1H, d, J = 15.93, H-α), 7.39 (1H, × 3, m, H-3, 4 , 5), 7.59 (1H × 2, m, H-2, 6), 7.67 (1H, d, J = 15.93, H-β)

(7) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CD3OD, 100 MHz) δ 1198.38(C-α), 129.18(C-2, 6), 130.01(C-3, 5), 131.40(C-4), 13.86(C-1), 146.30(C-β), 170.33(COOH)(7) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CD 3 OD, 100 MHz) δ 1198.38 (C-α), 129.18 (C-2, 6), 130.01 (C-3, 5), 131.40 (C-4 ), 13.86 (C-1), 146.30 (C-β), 170.33 (COOH)

이상의 이화학적 및 분광학적 결과를 근거로 화합물 3을 신나민산(cinnamic acid)으로 추정하였으며 문헌치(Calis, I. et al. (1993)Scrophularia ilwensis. J. Nat. Prod. 56(4): 606-609 ; Calis, I. et al. (1988)Scrophularia scopolii. Planta Med.168-180)와 비교하여 동정하였다.Based on the above physicochemical and spectroscopic results, Compound 3 was estimated as cinnamic acid and was determined by Calis, I. et al. (1993) Scrophularia ilwensis.J. Nat. Prod. 56 (4) : 606 -609; Calis, I. et al. (1988) Scrophularia scopolii.Planta Med. 168-180).

(8) 화학구조식(8) chemical structural formula

화학식 4Formula 4

상기의 현삼으로부터 분리,정제한 화합물 1, 2 및 3의 신경세포 보호 활성을 현삼 추출물의 신경세포 보호활성을 검색한 방법과 동일하게 글루타메이트로 신경독성을 유발시킨 일차 배양 흰쥐의 대뇌피질세포를 이용하여 검색하였다.The neuroprotective activity of Compounds 1, 2, and 3 isolated and purified from Hyunsam ginseng was the same as the method of searching for the neuronal protection activity of Hyunsam extract using the cerebral cortical cells of primary cultured rats that induced neurotoxicity with glutamate. Search.

그 결과 화합물 1, 2 및 3은 유의성 있는 뇌신경세포 보호활성을 나타내었다.As a result, Compounds 1, 2 and 3 showed significant neuroprotective activity.

또한 본 발명에서는 신경세포 보호 활성이 확인된 본 발명의 화합물이 어떠한 기전으로 글루타메이트에 의한 신경독성을 차단시키는지 알아보기 위하여, 우선 일차 배양한 대뇌피질세포에 화합물의 투여시기를 글루타메이트의 처리 전(pretreatment)후 (recovery treatment)로 나누어 각각 달리하여 보았다.In addition, in the present invention, in order to find out which mechanism of the compound of the present invention has been confirmed that neuronal protective activity blocks neurotoxicity by glutamate, first the administration time of the compound to the primary cultured cerebral cortical cells before the treatment of glutamate ( Each was divided into pretreatment and recovery treatments.

그 결과 화합물 1 및 2는 글루타메이트 작용전후에 모두 처리(throughout treatment)하였거나 전처리하였을 때 모두 유의성 있게 신경세포를 보호하는 효과를 나타내었으나 후처리하였을 경우에는 신경세포 보호 활성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 한편 화합물 3은 투여시기를 달리 하여도 그 효과가 증대되거나 감소됨이 없이 유의성있게 유지되는 것으로 보아 화합물 1 및 2와는 다른 기전으로 신경세포 보호활성을 나타내는 것을 알 수 있었다.As a result, Compounds 1 and 2 showed a significant effect of protecting the neurons when both before and after the glutamate action (throughout treatment) or pretreatment, but when the post-treatment was found to be inferior neuroprotective activity. On the other hand, Compound 3 was found to be significantly maintained even if the administration time is different without increasing or decreasing the effect, it can be seen that it exhibits neuronal protective activity by a mechanism different from that of Compounds 1 and 2.

또한 본 발명의 화합물 1, 2 및 3이 글루타메이트성 수용체에 작용하여 신경세포 보호활성을 나타내는지 알아보기 위하여, 글루타메이트 수용체 중 N-메틸-D-아스파테이트(N-methyl-D-aspartate, NMDA) 및 비-NMDA 수용체에 대한 작용을 알아보았다.In addition, to investigate whether the compounds 1, 2 and 3 of the present invention act on glutamate receptors and exhibit neuronal protective activity, N-methyl-D-aspartate (NMDA) in glutamate receptors. And its action on non-NMDA receptors.

그 결과 화합물 2는 NMDA에 의해 유발된 신경독성은 유의성 있게 감소시켰으나 비-NMDA 효능제인 카이닉산(kainic acid, 이하 'KA'로 약칭함)으로 인하여 유발된 신경독성을 차단시키는 효과는 미비하여 글루타메이트 수용체 중 비-NMDA 수용체보다 NMDA 수용체에 대한 선택성이 뛰어남을 알 수 있었고, 화합물 1 및 3은 NMDA에 의해 유발된 신경독성 및 KA에 의한 신경독성도 유의성 있게 감소시켜 NMDA나 비-NMDA 수용체에 대한 선택성이 화합물 2와 비교하여 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.As a result, Compound 2 significantly reduced neurotoxicity induced by NMDA, but lacked the effect of blocking neurotoxicity induced by non-NMDA agonist kainic acid (abbreviated as 'KA'). Among the receptors, the selectivity of NMDA receptors was superior to that of non-NMDA receptors. Compounds 1 and 3 also significantly reduced neurotoxicity induced by NMDA and neurotoxicity induced by KA, thereby reducing the NMDA or non-NMDA receptors. It was confirmed that the selectivity was inferior to that of Compound 2.

한편, 글루타메이트에 의한 신경독성은 글루타메이트를 작용시켰을 경우 초기에 나타나는 Ca2+의 유입에 따른 여러 효소들의 활성화에 의한 것이므로 본 발명의 화합물 1, 2 및 3의 신경세포 보호활성이 칼슘의 유입에 영향을 미침으로써 나타낼 것으로 생각되어 이들 화합물이 Ca2+유입에 어떻게 영향을 미치는지 알아보았다.On the other hand, the neurotoxicity of glutamate is due to the activation of various enzymes due to the influx of Ca 2+ which occurs initially when glutamate is acted on, so the neuronal protective activity of compounds 1, 2 and 3 of the present invention affects the influx of calcium. It is thought that these compounds will influence the Ca 2+ uptake.

대뇌피질세포 내의 Ca2+의 농도는 그린키에윅스(Grynkiewicz) 등의 방법에 따라 측정하였으며 그 결과 화합물 1, 2 및 3은 글루타메이트로 인하여 세포 내로 유입되는 Ca2+의 농도를 유의성 있게 저하시켰으며 특히, 화합물 1 및 2는 기존에 알려진 Ca2+채널 차단제(Ca2+channel blocker)인 MK-801보다 낮은 EC50을 가짐을 알 수 있었다.The concentration of Ca 2+ in cerebral cortical cells was measured according to the method of Grynkiewicz et al. As a result, compounds 1, 2 and 3 significantly decreased the concentration of Ca 2+ introduced into the cells by glutamate. In particular, the compounds 1 and 2 was found to have a lower EC 50 than MK-801 which is a known Ca 2+ channel blocker (Ca 2+ channel blocker).

이에 본 발명에서는 Ca2+-의존성 효소(Ca2+-dependent enzyme)의 활성화에 따라 뒤따르는 산화질소(nitric oxide, NO)나 자유 라디칼(free radical)의 과다한 생성도 어느정도 저하되리라 기대되어 본 발명의 화합물 1, 2 및 3이 산화질소의 생성에 미치는 영향을 알아보았다.In the present invention, the Ca 2+ - dependent enzyme present (Ca 2+ -dependent enzyme) excessive production of nitric oxide (nitric oxide, NO) and free radicals (free radical) that follows in accordance with the activation shall also be expected to some extent decreases the invention The effects of compounds 1, 2 and 3 on the production of nitric oxide were examined.

구체적으로 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 20일동안 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포에 전처리 또는 후처리하여 글루타메이트의 처리에 의하여 증가되는 NO의 생성량의 변화를 알아보았다. 이 때 일차 배양한 대뇌피질세포로부터 배양액 중으로 유리되는 아질산염(nitrite)의 양은 다우즌(Dawson) 등의 방법으로 측정하였다(Kohno, K. et al. (1995)Neurosci. Lett. 199: 65-68).Specifically, compounds 1, 2, and 3 were treated with pre- or post-treatment in the cerebral cortical cells of rats cultured for 20 days at different concentrations to determine the change in NO production increased by the treatment of glutamate. At this time, the amount of nitrite released from the primary cultured cerebral cortical cells into the culture was measured by Dowson et al. (Kohno, K. et al. (1995) Neurosci. Lett. 199 : 65-68 ).

그 결과 화합물 2를 전처리하였을 경우 글루타메이트에 의해 증가된 NO의 양을 정상상태 때의 95% 수준까지 감소시켰으며, 후처리하였을 때에도 80% 수준까지 감소시켜 Ca2+농도의 저하에 따른 NO 생성량의 감소 효과를 가져온다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 화합물 1 및 3도 글루타메이트에 의하여 과다하게 생성되는 NO의 양을 유의성 있게 감소시켰으나 화합물 2와 비교하면 그 효과가 훨씬 낮았다.As a result, pretreatment with Compound 2 reduced the amount of NO increased by glutamate to 95% at steady-state, and decreased to 80% even after post-treatment, resulting in the reduction of NO production by lowering the Ca 2+ concentration. It could be confirmed that the reduction effect. On the other hand, compounds 1 and 3 also significantly reduced the amount of NO produced excessively by glutamate, but the effect was much lower compared to compound 2.

이상의 실험결과로 일차 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포에 글루타메이트로 유발시킨 신경독성에 대하여 현삼으로부터 분리한 화합물 1, 2 및 3은 유의성 있는 신경세포 보호 활성을 가짐을 알 수 있었으며, 글루타메이트로 인하여 세포내로 과다하게 유입되는 Ca2+의 농도를 저하시킴으로써 1차적으로 신경세포 보호활성을 나타내는 것으로 확인되었다. 또한 화합물 2는 글루타메이트로 인하여 과다하게 생성된 NO의 양을 감소시켜 지속적으로 일어나는 신경세포의 사멸을 차단하는 것을 확인하였다.As a result, the compounds 1, 2 and 3 isolated from the present ginseng have significant neuroprotective activity against glutamate-induced neurotoxicity in the primary cerebral cortical cells of rats. It was confirmed that the neuronal protective activity was primarily exhibited by lowering the concentration of Ca 2+ excessively introduced. In addition, compound 2 was confirmed to reduce the amount of NO produced excessively due to glutamate to block neuronal cell death.

또한, 본 발명은 현삼 추출물 및/또는 상기 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 하는 신경세포 보호용 약학적 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for protecting nerve cells comprising the present extract and / or the compound of Formula 1 as an active ingredient.

본 발명의 현삼 추출물 또는 상기 화학식 1의 화합물을 치료용 약제로 이용하는 경우에는 약제학적 분야에서 공지의 방법에 의하여 제조될 수 있으며, 그 자체 또는 약학적으로 허용되는 담체(carrier), 부형제(forming agent), 희석제(diluent) 등과 혼합하여 분말, 과립, 정제, 캡슐제 또는 주사제 등의 제형으로 제조되어 사용될 수 있다.When using the ginseng extract of the present invention or the compound of the formula (1) as a therapeutic agent, it can be prepared by a known method in the pharmaceutical field, itself or a pharmaceutically acceptable carrier, excipient (forming agent) ), Mixed with diluents, etc., may be prepared and used in the form of powders, granules, tablets, capsules, or injections.

또한 본 발명의 현삼 추출물 또는 화학식 1의 화합물을 유효성분으로 하는 약학적 조성물은 0.2 ㎎/㎏ 의 농도로 1일 3회 정도로 나누어 투여할 수 있다.In addition, the pharmaceutical composition comprising the present ginseng extract of the present invention or the compound of Formula 1 as an active ingredient may be administered by dividing about three times a day at a concentration of 0.2 mg / kg.

이하, 하기 실시예에서 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail in the following examples.

하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것으로 본 발명의 내용이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.The following examples illustrate the invention and are not intended to limit the scope of the invention.

<실시예 1> 현삼의 추출 및 분획Example 1 Extraction and Fraction of Hyunsam

현삼 24 kg을 클로로포름-메탄올(CHCl3- MeOH, 1 : 1)의 혼합용매로 2시간동안 3회 열탕 추출한 다음 추출물을 감압 농축하여 조 엑기스 1.8 kg을 얻었다. 현삼 엑기스(1.8 kg)를 증류수에 현탁시킨 다음, 디클로로메탄(CH2Cl2)으로 분획하고 감압농축하여 디클로로메탄 분획(350g)과 물 분획을 얻었다. 농축한 디클로로메탄분획을 다시 90% 메탄올에 현탁시킨 다음, 노르말 헥산(n-hexane)으로 분획하여 90% 메탄올 분획(273 g)과 노르말 헥산 분획(65 g)을 얻었다. 물 분획을 다시 노르말 부탄올(n-BuOH)로 분획하여 노르말 부탄올 분획 562 g을 얻었다(도 1 참조).24 kg of ginseng was extracted with hot water three times for 2 hours with a mixed solvent of chloroform-methanol (CHCl 3 -MeOH, 1: 1), and the extract was concentrated under reduced pressure to obtain 1.8 kg of crude extract. Hyunsam extract (1.8 kg) was suspended in distilled water, and then fractionated with dichloromethane (CH 2 Cl 2 ) and concentrated under reduced pressure to obtain a dichloromethane fraction (350g) and water fraction. Was re-suspended in 90% methanol in dichloromethane fractions were concentrated, then n-hexane (n -hexane) portionwise to obtain a 90% methanol fraction (273 g) and n-hexane fraction (65 g). The water fraction was again partitioned with normal butanol ( n- BuOH) to give 562 g of normal butanol fraction (see FIG. 1).

<실시예 2> 현삼 추출물의 활성조사Example 2 Activity Study of Hyunsam Extract

상기 실시예 1에서 제조한 현삼 추출물의 글루타메이트에 의한 신경독성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 흰쥐의 일차배양한 대뇌피질세포에 현삼 추출물을 처리한 다음 MTT 분석(assay)을 수행하였다.In order to investigate the effect of glutamate on the neurotoxicity of glutamate prepared in Example 1, treated with the ginseng extract in the primary cultured cerebral cortical cells of rats and then MTT assay (assay) was performed.

실험동물로는 스프래그 다우리(Sprague-Dawley)계 흰쥐를 서울대학교 동물사육장에서 공급받아 서울대학교 약학대학 실험동물실에서 사육하였다. 사육장의 환경은 실내온도를 22 ± 5 ℃로 유지하고 조명시간을 아침 7시에서 저녁 7시로 고정하였으며, 사료는 조단백 23.2%, 조지방 4.0%, 조섬유 6.0%, 조회분 10.0%, 조칼슘 0.6%, 조인 0.4% 등이 함유된 고형사료(삼양사)를 사용하였다.As the experimental animals, Sprague-Dawley rats were supplied from Seoul National University Animal Breeding Farm and were bred in the experimental animal laboratory of the College of Pharmacy, Seoul National University. The environment of the kennel was kept at 22 ± 5 ℃ and the lighting time was fixed from 7 am to 7 pm. The feed was 23.2% crude protein, 4.0% crude fat, 6.0% crude fiber, 10.0% crude ash, 0.6% crude calcium. Solid feed (Samyang) containing 0.4% join was used.

상기 사용한 흰쥐로부터 대뇌피질세포를 분리하기 위하여, 태자의 대뇌 부분만을 적출하여 해부 현미경 밑에서 조심스럽게 경막(meninges)을 제거한 후 대뇌조직을 0.25% 트립신(trypsin)으로 30분 동안 처리하여 조직을 연화시켜 개개의 세포로 유리되도록 하였다.In order to separate the cerebral cortical cells from the used rats, only the cerebral part of the fetus is removed, the meninges are carefully removed under a dissecting microscope, and the cerebral tissue is treated with 0.25% trypsin for 30 minutes to soften the tissue. It was allowed to liberate into individual cells.

분리한 대뇌피질세포의 배양은 2.0 × 105세포/㎖이 되게 하여 폴리-L-라이신(poly-L-lysine)으로 도포한 배양 용기(Falcon, 15 × 24 mm)에 스트렙토마이신(streptomycin) 100 ㎍/㎖으로 구성된 배양액을 사용하였다. 세포의 배양은 37 ℃ 배양기에서 공기(95%)와 CO2(5%)의 혼합기체를 계속 공급하면서 수행하였으며 배양 4일이 지난 후 5 × 10-5M 5-플루오로데옥시유리딘(fluorodeoxyuridine)으로 처리하여 신경세포가 아닌 다른 세포의 성장을 억제시켰다(Choi, D. W. (1985)Neurosci. Lett. 58: 293-297).Culture of the isolated cerebral cortical cells was 2.0 × 10 5 cells / ml, and streptomycin 100 was added to a culture vessel (Falcon, 15 × 24 mm) coated with poly-L-lysine. A culture consisting of μg / ml was used. Cultivation of the cells was carried out by continuously supplying a mixture of air (95%) and CO 2 (5%) in a 37 ℃ incubator and after 4 days of culture 5 × 10 -5 M 5-fluorodeoxyuridine ( fluorodeoxyuridine) inhibited the growth of cells other than neurons (Choi, DW (1985) Neurosci. Lett. 58 : 293-297).

현삼의 조 추출물, 분획물은 DMSO(최종 농도 0.1% 이내)에 용해시킨 후 증류수로 희석하여 1 mg/㎖의 농도로 제조한 다음 밀리포어 막(millipore membrane 0.22 ㎛; Millex-GV, U.S.A.)을 통과시켜 무균상태로 만들고 농도를 달리하여 상기 과정으로 20일동안 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포에 투여하고 1시간 후에 다시 50μM 글루타메이트를 15분동안 작용시킨 후 배양액을 제거하고 DMEM만으로 갈아준 다음 24시간 세포를 더 배양하였다. 이 때에도 계속하여 현삼의 조 추출물 및 각각의 분획물을 처리하였다(Throughout treatment).The crude extract and fractions of Hyunsam ginseng were dissolved in DMSO (within 0.1% final concentration), diluted with distilled water, and prepared at a concentration of 1 mg / ml, and then passed through a millipore membrane (0.22 μm; Millex-GV, USA). After aseptic administration, the cells were inoculated into the cerebral cortical cells of rats incubated for 20 days with the above procedure. After 1 hour, 50 μM glutamate was reacted for 15 minutes, and then the culture medium was removed and changed into DMEM alone. Was further incubated. At this time, the crude extract of each ginseng and each fraction were continuously treated (Throughout treatment).

배양중인 대뇌피질세포의 배양액에 MTT(5 mg/㎖)를 배양액의 10%가 되도록 가하고 계속하여 3시간 더 배양한 후 생성된 포마잔(formazan)을 DMSO로 녹여낸 다음 540 nm에서 흡광도를 측정하는 방법으로 MTT 분석을 수행하였다(Mosmann, T. (1983)J. Immuno. Methods. 65: 55-61).MTT (5 mg / mL) was added to 10% of the culture medium in the cultured cerebral cortical cells, followed by further incubation for 3 hours, and the resulting formazan was dissolved in DMSO and absorbance was measured at 540 nm. MTT analysis was performed by the method (Mosmann, T. (1983) J. Immuno. Methods. 65 : 55-61).

농도(㎍/㎖)Concentration (µg / ml) 생존율(%)c Survival rate (%) c 대조구a Control a 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예b Comparative example b 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 조 추출물Crude extract 5050 68.2 ± 5.5*** 68.2 ± 5.5 *** 100100 35.8 ± 3.1* 35.8 ± 3.1 * 디클로로메탄 분획Dichloromethane fraction 55 46.2 ± 1.9** 46.2 ± 1.9 ** 1010 68.7 ± 1.2*** 68.7 ± 1.2 *** 노르말 헥산 분획Normal Hexane Fraction 55 0.3 ± 2.50.3 ± 2.5 1010 -10.1 ± 7.3-10.1 ± 7.3 90% 메탄올90% methanol 55 77.5 ± 5.0*** 77.5 ± 5.0 *** 1010 67.4 ± 2.2*** 67.4 ± 2.2 *** 물 분획Water fraction -- 대조구a: 일차 배양한 대뇌피질세포비교예b: 글루타메이트에 15분간 노출된 대뇌피질세포, 대조구와 p<0.001생존율c: 100×(시료처리 OD-비교예 OD)/(대조구 OD-비교예 OD)유의성 :*p>0.05,**p<0.01,***p<0.001Control a : primary cultured cerebral cortical cells Comparative example b : cerebral cortical cells exposed to glutamate for 15 minutes, control and p <0.001 survival rate c : 100 × (sample OD-comparative OD) / (control OD-comparative OD Significance: * p> 0.05, ** p <0.01, *** p <0.001

통계적 유의성 검토는 각 실험군의 수를 3으로 하였으며(n=3) 대조치로부터의 변동을 "아노바 테스트(ANOVA test)"로 하였다. P값이 5% 미만일 때는 통계적으로 유의성 있다고 판정하였다.For statistical significance review, the number of each experimental group was 3 (n = 3) and the variation from the control was "ANOVA test". When the P value was less than 5%, it was determined to be statistically significant.

그 결과 상기 표 1에 나타난 바와 같이, 현삼의 조 추출물, 디클로로메탄 분획 및 90% 메탄올 분획물은 글루타메이트에 의한 신경독성을 유의성 있게 차단시켜 사멸되는 신경세포를 감소시켜 결과적으로 생존하는 세포의 수를 증가시켰다.As a result, as shown in Table 1, crude extract, dichloromethane fraction, and 90% methanol fraction of Hyunsam significantly blocked neurotoxicity by glutamate, which reduced neuronal cell death and consequently increased the number of surviving cells. I was.

<실시예 3> 현삼 추출물로부터 화합물의 분리, 정제Example 3 Isolation and Purification of the Compound from Hyunsam Extract

상기 실시예 2에서 유의성 있는 신경세포 보호활성을 보인 90% 메탄올 분획(270 g)을 클로로포름 : 메탄올의 혼합용매(100:1 → 0:1)로 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(silicagel column chromatography)하여 8개의 소분획(분획 I ∼ Ⅷ)으로 나누고 각각의 신경세포 보호활성을 측정하였다.90% methanol fraction (270 g) showing significant neuronal protective activity in Example 2 was subjected to silica gel column chromatography (silicagel column chromatography) with a mixed solvent of chloroform: methanol (100: 1 → 0: 1). The fractions were divided into small fractions (fractions I to VII) and the neuroprotective activity of each was measured.

농도(㎍/㎖)Concentration (µg / ml) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예Comparative example 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 분획 ⅠFraction I 1One 2.0 ± 2.22.0 ± 2.2 1010 -5.8 ± 4.3-5.8 ± 4.3 분획 ⅡFraction II 1One 56.2 ± 2.5*** 56.2 ± 2.5 *** 1010 38.1 ± 3.8** 38.1 ± 3.8 ** 분획 ⅢFraction Ⅲ 1One 0.3 ± 1.40.3 ± 1.4 1010 -10.1 ± 1.0-10.1 ± 1.0 분획 ⅣFraction IV 1One 16.5 ± 3.116.5 ± 3.1 1010 24.4 ± 2.8* 24.4 ± 2.8 * 분획 ⅤFraction Ⅴ 1One 59.7 ± 1.2*** 59.7 ± 1.2 *** 1010 82.4 ± 4.0*** 82.4 ± 4.0 *** 분획 ⅥFraction VI 1One -4.5 ± 0.3-4.5 ± 0.3 1010 21.1 ± 1.6* 21.1 ± 1.6 * 분획 ⅦFraction Ⅶ 1One 0.5 ± 3.30.5 ± 3.3 1010 5.3 ± 2.15.3 ± 2.1 분획 ⅧFraction Ⅷ 결정안됨Not determined

그 결과 상기 표2에서 나타난 바와 같이, 소분획 2(분획 Ⅱ) 및 소분획 5(분획 V)가 유의성 있는 뇌신경세포 보호활성을 가짐을 알 수 있었다.As a result, as shown in Table 2, it can be seen that small fraction 2 (fraction II) and small fraction 5 (fraction V) have significant neuroprotective activity.

이에 현삼의 90% 메탄올의 소분획중 유의성 있는 뇌신경세포 보호활성을 나타낸 2번 소분획 2(분획 Ⅱ, 20 g)로부터 뇌신경세포 보호활성을 가지는 화합물을 분리하기 위하여 노르말 헥산 : 에틸아세테이트(EtOAc)의 혼합용매(100:1 → 0:1)로 실리카겔 칼럼 크로마토그래피하여 7개의 소분획(분획 Ⅱ-1 ∼ Ⅱ-7)으로 나누고 이중 분획 Ⅱ-2를 노르말 헥산 : 디클로로메탄 : 메탄올(5:1:1)의 혼합용매로 재결정하여 무색 침상 결정인 화합물 1을 980 mg과 무색 프리즘(prism)인 화합물 3을 50 mg 얻었다(도 2 참조).In order to separate compounds having cerebral neuronal cell protective activity from subfraction 2 (fraction II, 20 g), which showed significant neuronal neuroprotective activity in a small fraction of 90% methanol of Hyunsam, normal hexane: ethyl acetate (EtOAc). Was purified by silica gel column chromatography with a mixed solvent (100: 1 to 0: 1) and divided into seven subfractions (fractions II-1 to II-7), and the double fraction II-2 was divided into normal hexane: dichloromethane: methanol (5: 1: 1) was recrystallized with a mixed solvent to obtain 980 mg of Compound 1, which is colorless acicular crystal, and 50 mg of Compound 3, which is colorless prism (see FIG. 2).

또한 현삼의 90% 메탄올의 소분획 4(분획Ⅳ, 11 g)에서 생긴 침전물을 노르말 헥산 : 디클로로메탄(1:4)의 혼합용매로 재결정하여 미황색의 무정형 가루인 화합물 2를 642 mg 얻었다(도 2 참조).In addition, the precipitate obtained in the small fraction 4 (fraction IV, 11 g) of 90% methanol of Hyunsam was recrystallized with a mixed solvent of normal hexane: dichloromethane (1: 4) to give 642 mg of Compound 2 as a slightly yellow amorphous powder (Fig. 2).

<실시예 4> 화합물 1의 구조결정Example 4 Structure Determination of Compound 1

실시예 3에서 분리 및 정제된 화합물 1의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.The physicochemical and spectroscopic properties of Compound 1 isolated and purified in Example 3 were as follows.

(1) 물질의 성상 : 무색 침상 결정(in EtOH)(1) Appearance of substance: Colorless needle crystal (in EtOH)

(2) 분자량 : EIMS(m/z) 179 [M+](2) Molecular weight: EIMS (m / z) 179 [M + ]

(3) 분자식 : C10H10O3 (3) Molecular formula: C 10 H 10 O 3

(4) 용융점 (mp) : 188-189.5°(4) Melting Point (mp): 188-189.5 °

(5) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CD3OD, 300MHz) δ 3.81(3H, s, OCH3), 6.31(1H, d,J=15.93, H-α), 6.94(1H × 2, d,J=9.51, H-3, 5), 7.53(1H × 2, d,J=9.51, H-2, 6), 7.61(1H, d,J=15.93, H-β).(5) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CD 3 OD, 300 MHz) δ 3.81 (3H, s, OCH 3 ), 6.31 (1H, d, J = 15.93, H-α), 6.94 (1H × 2) , d, J = 9.51, H-3, 5), 7.53 (1H x 2, d, J = 9.51, H-2, 6), 7.61 (1H, d, J = 15.93, H-β).

(6) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CD3OD, 100MHz) δ 56.65(OCH3), 116.21(C-3, 5), 117.39(C-α), 129.22(C-1), 131.68(C-2, 6), 146.99(C-β), 163.89(C-4), 171.59(COOH).(6) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CD 3 OD, 100 MHz) δ 56.65 (OCH 3 ), 116.21 (C-3, 5), 117.39 (C-α), 129.22 (C-1), 131.68 ( C-2, 6), 146.99 (C-β), 163.89 (C-4), 171.59 (COOH).

이상의 이화학적 및 분광학적 데이터를 근거로 화합물 1을p-메톡시-trans-신나믹 산(p-methoxy-trans-cinnamic acid)으로 추정하였으며 문헌치와 비교하여 동정하였다.Compound 1 based on the above physicochemical and spectroscopic data p - methoxy - trans - was estimated to be thinner mixer acid (p -methoxy- trans -cinnamic acid) was identified by comparison with the literature values.

(7) 화학구조식(7) chemical structure

화학식 2Formula 2

<실시예 5> 화합물 2의 구조결정Example 5 Structure Determination of Compound 2

실시예 3에서 분리 및 정제된 화합물 2의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.The physicochemical and spectroscopic properties of Compound 2 isolated and purified in Example 3 were as follows.

(1) 물질의 성상 : 미황색의 무정형 가루(1) Appearance of substance: Light yellow amorphous powder

(2) 분자량 : FabMS(m/z) 347 [M+Na](2) Molecular weight: FabMS (m / z) 347 [M + Na]

(3) 분자식 : C16H20O7 (3) Molecular formula: C 16 H 20 O 7

(4) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CDCl3: CD3OD = 2 : 1, 300 MHz) δ 1.20(3H, d,J=6.33, H-6'), 3.62(3H, s, OCH3), 3.67(1H, dd,J=1.71, 3.42, H-2'), 3.75(1H, dd,J=9.75, 3.3, H-3'), 3.86(1H, dq,J=6.09, 9.75, H-5'), 4.76(1H, t,J=9.75, H-4'), 4.88(1H, d,J=1.71, H-1'), 6.13(1H, d,J=15.84, H-α), 6.69(1H × 2, d,J=8.79, H-3, 5), 7.28(1H × 2, d,J=8.79, H-2, 6), 7.44(1H, d,J=15.84, H-β)(4) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CDCl 3 : CD 3 OD = 2: 1, 300 MHz) δ 1.20 (3H, d, J = 6.33, H-6 ′), 3.62 (3H, s, OCH 3 ), 3.67 (1H, dd, J = 1.71, 3.42, H-2 '), 3.75 (1H, dd, J = 9.75, 3.3, H-3'), 3.86 (1H, dq, J = 6.09, 9.75, H-5 '), 4.76 (1H, t, J = 9.75, H-4'), 4.88 (1H, d, J = 1.71, H-1 '), 6.13 (1H, d, J = 15.84, H-α), 6.69 (1H × 2, d, J = 8.79, H-3, 5), 7.28 (1H × 2, d, J = 8.79, H-2, 6), 7.44 (1H, d, J = 15.84, H-β)

(5) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CDCl3: CD3OD = 2 : 1, 100MHz) δ 16.95(C-6'), 54.86(OCH3), 65.52(C-5'), 68.94(C-3'), 71.28(C-4'), 74.34(C-4'), 93.83(C-1'), 113.96(C-3, 5), 114.55(C-α), 126.54(C-1), 129.49(C-2, 6), 145.05(C-β), 161.26(C-4), 167.51(COO)(5) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CDCl 3 : CD 3 OD = 2: 1, 100 MHz) δ 16.95 (C-6 '), 54.86 (OCH 3 ), 65.52 (C-5'), 68.94 ( C-3 '), 71.28 (C-4'), 74.34 (C-4 '), 93.83 (C-1'), 113.96 (C-3, 5), 114.55 (C-α), 126.54 (C- 1), 129.49 (C-2, 6), 145.05 (C-β), 161.26 (C-4), 167.51 (COO)

이상의 스펙트럼 데이터를 근거로 화합물 2를p-메톡시-trans-신나모일-4'-α-L-람노스 에스테르(p-methoxy-trans-cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester)로 결정하였다.Determining a cinnamoyl -4'-α-L- rhamnose ester (p -methoxy- trans -cinnamoyl-4'- α-L-rhamnose ester) - at least a second compound on the basis of spectral data p - methoxy - trans It was.

(6) 화학구조식(6) chemical structural formula

화학식 3Formula 3

<실시예 6> 화합물 3의 구조결정Example 6 Structure Determination of Compound 3

실시예 3에서 분리 및 정제된 화합물 3의 이화학적 성질 및 분광학적 성질을 다음과 같이 규명하였다.The physicochemical and spectroscopic properties of Compound 3 isolated and purified in Example 3 were as follows.

(1) 물질의 성상 : 무색(1) Appearance of matter: Colorless

(2) 분자량 : EIMS(m/z) 149 [M+](2) Molecular weight: EIMS (m / z) 149 [M + ]

(3) 분자식 : C9H8O2 (3) Molecular formula: C 9 H 8 O 2

(4) 용융점 (mp) : 133°(4) Melting Point (mp): 133 °

(5) 자외선 흡수 스펙트럼 UV(nm) 205, 224, 311(5) UV absorption spectrum UV (nm) 205, 224, 311

(6) 수소 핵자기 공명 스펙트럼1H-NMR(CD3OD, 300 MHz) δ 6.47(1H, d,J=15.93, H-α), 7.39(1H, × 3, m, H-3, 4, 5), 7.59(1H × 2, m, H-2, 6), 7.67(1H, d,J=15.93, H-β)(6) Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance Spectrum 1 H-NMR (CD 3 OD, 300 MHz) δ 6.47 (1H, d, J = 15.93, H-α), 7.39 (1H, × 3, m, H-3, 4 , 5), 7.59 (1H × 2, m, H-2, 6), 7.67 (1H, d, J = 15.93, H-β)

(7) 탄소 핵자기 공명 스펙트럼13C NMR(CD3OD, 100 MHz) δ 1198.38(C-α), 129.18(C-2, 6), 130.01(C-3, 5), 131.40(C-4), 13.86(C-1), 146.30(C-β), 170.33(COOH)(7) Carbon nuclear magnetic resonance spectra 13 C NMR (CD 3 OD, 100 MHz) δ 1198.38 (C-α), 129.18 (C-2, 6), 130.01 (C-3, 5), 131.40 (C-4 ), 13.86 (C-1), 146.30 (C-β), 170.33 (COOH)

이상의 이화학적 및 분광학적 결과를 근거로 화합물 3을 신나민산(cinnamic acid)으로 추정하였으며 문헌치와 비교하여 동정하였다.Based on the above physicochemical and spectroscopic results, compound 3 was estimated as cinnamic acid and compared with literature.

(8) 화학구조식(8) chemical structural formula

화학식 3Formula 3

<실시예 7> 화합물 1, 2 및 3의 신경세포 보호활성 조사Example 7 Investigation of Neuronal Protective Activity of Compounds 1, 2, and 3

분리한 화합물의 신경세포 보호 활성을 글루타메이트로 신경독성을 유발시킨 일차 배양 흰쥐의 대뇌피질세포를 이용하여 검색하였다.Neuroprotective activity of the isolated compounds was investigated using cerebral cortical cells of primary cultured rats that induced neurotoxicity with glutamate.

농도(μM)Concentration (μM) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예Comparative example 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 화합물 1Compound 1 0.10.1 66.4 ± 2.6*** 66.4 ± 2.6 *** 1.01.0 78.8 ± 3.9*** 78.8 ± 3.9 *** 10.010.0 72.5 ± 1.1*** 72.5 ± 1.1 *** 화합물 2Compound 2 0.10.1 48.3 ± 3.3** 48.3 ± 3.3 ** 1.01.0 77.6 ± 3.6*** 77.6 ± 3.6 *** 10.010.0 36.6 ± 2.2** 36.6 ± 2.2 ** 화합물 3Compound 3 0.10.1 38.5 ± 1.5** 38.5 ± 1.5 ** 1.01.0 28.2 ± 2.9* 28.2 ± 2.9 * 10.010.0 24.7 ± 3.024.7 ± 3.0

상기 실시예 2에서와 동일한 방법으로 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 일차 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포를 이용한 검색계에서 글루타메이트 작용전후 모두 처리(throughout treatment)하고 MTT 분석을 시행하여 그 효과를 측정한 결과 상기 표 3에서 나타난 바와 같이 화합물 1, 2 및 3은 유의성 있는 뇌신경세포 보호활성을 나타내어 1 μM 의 농도에서 각각 78.8%, 77.6% 및 28.4%의 활성을 보였다.In the same manner as in Example 2, compounds 1, 2, and 3 were first-cultured in the screening system using the cerebral cortical cells of rats. As a result, as shown in Table 3, Compounds 1, 2, and 3 exhibited significant neuroprotective activity, showing 78.8%, 77.6%, and 28.4%, respectively, at concentrations of 1 μM.

<실시예 8> 화합물 1, 2 및 3의 작용단계 조사Example 8 Investigation of Action Steps of Compounds 1, 2, and 3

상기 실시예 7에서 신경세포 보호 활성이 확인된 본 발명의 화합물이 어떠한 기전으로 글루타메이트에 의한 신경독성을 차단시키는지 알아보기 위하여 화합물의 투여시기를 달리하여 보았다.In Example 7, the administration time of the compound was examined in order to determine the mechanism by which the compound of the present invention confirmed the neuronal protective activity to block neurotoxicity by glutamate.

즉, 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 흰쥐의 대뇌피질세포에 글루타메이트를 처리하기 1시간전부터 글루타메이트를 처리하기 직전까지만 투여하고(pretreatment), 배양액을 DMEM으로 교환하고 24시간 더 배양한 다음 MTT 분석을 시행하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.That is, compounds 1, 2, and 3 were administered to the cerebral cortical cells of rats at different concentrations from 1 hour before the glutamate treatment to just before the glutamate treatment (pretreatment), the culture medium was exchanged with DMEM, and cultured for another 24 hours, followed by MTT analysis. Was implemented. The results are shown in Table 4 below.

농도(μM)Concentration (μM) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예Comparative example 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 화합물 1Compound 1 0.10.1 73.5 ± 5.1*** 73.5 ± 5.1 *** 1.01.0 81.2 ± 2.6*** 81.2 ± 2.6 *** 10.010.0 74.4 ± 4.3*** 74.4 ± 4.3 *** 화합물 2Compound 2 0.10.1 69.5 ± 1.5*** 69.5 ± 1.5 *** 1.01.0 89.6 ± 0.8*** 89.6 ± 0.8 *** 10.010.0 50.0 ± 2.0** 50.0 ± 2.0 ** 화합물 3Compound 3 0.10.1 39.4 ± 1.1** 39.4 ± 1.1 ** 1.01.0 49.3 ± 4.2*** 49.3 ± 4.2 *** 10.010.0 32.7 ± 1.9* 32.7 ± 1.9 *

또한, 흰쥐의 대뇌피질세포를 20일 동안 배양한 다음 글루타메이트를 15분동안 작용시킨 후 배양액을 DMEM으로 갈아주면서 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 투여하여 24시간 더 배양하고(recovery only) MTT 분석을 시행하여 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.In addition, after incubating the cerebral cortical cells of rats for 20 days, the glutamate for 15 minutes, and then incubated with DMEM while incubating the compound with concentrations of DMEM for 24 hours (recovery only) and MTT analysis The results are shown in Table 5 below.

농도(μM)Concentration (μM) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예Comparative example 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 화합물 1Compound 1 0.10.1 16.0 ± 0.616.0 ± 0.6 1.01.0 19.8 ± 1.919.8 ± 1.9 10.010.0 0.0 ± 3.20.0 ± 3.2 화합물 2Compound 2 0.10.1 3.3 ± 0.33.3 ± 0.3 1.01.0 34.1 ± 0.9* 34.1 ± 0.9 * 10.010.0 22.0 ± 1.122.0 ± 1.1 화합물 3Compound 3 0.10.1 33.5 ± 5.1* 33.5 ± 5.1 * 1.01.0 42.1 ± 2.6** 42.1 ± 2.6 ** 10.010.0 34.4 ± 2.3* 34.4 ± 2.3 *

상기 표 4 및 표 5에 나타난 바와 같이, 화합물 1 및 2는 전후 모두(throughout) 처리하였거나 전처리하였을 때 모두 유의성 있게 신경세포를 보호하는 효과를 나타내었으나 후처리를 하였을 경우에는 신경세포 보호 활성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 한편 화합물 3은 투여시기를 달리 하여도 그 효과가 증대되거나 감소됨이 없이 유의성 있게 유지되는 것으로 보아 화합물 1 및 2와는 다른 기전으로 신경세포 보호활성을 나타내는 것으로 생각되었다.As shown in Table 4 and Table 5, Compounds 1 and 2 showed an effect of protecting the neurons significantly when both before and after the treatment (throughout) or pre-treatment, but when the post-treatment treatment was inferior in neuroprotective activity I could confirm that. Compound 3, on the other hand, was thought to exhibit neuroprotective activity in a different mechanism from compounds 1 and 2, even though the time of administration was maintained significantly without increasing or decreasing its effect.

<실시예 9> 화합물 1, 2 및 3의 글루타메이트성 수용체와의 작용조사Example 9 Investigation of the Actions of Compounds 1, 2 and 3 with Glutamate Receptors

본 발명의 화합물 1, 2 및 3이 글루타메이트성 수용체에 작용하여 신경세포 보호활성을 나타내는지 알아보기 위하여, 글루타메이트 수용체 중 N-메틸-D-아스파테이트(N-methyl-D-aspartate, NMDA) 및 비-NMDA 수용체에 대한 작용을 알아보았다.In order to determine whether the compounds 1, 2 and 3 of the present invention act on glutamate receptors and exhibit neuronal protective activity, N-methyl-D-aspartate (NMDA) and The action on non-NMDA receptors was examined.

즉, 1차 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포에 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 작용시키고 1시간 후에 NMDA 효능제인 NMDA 및 비-NMDA 효능제인 KA를 투여하여 신경독성을 유발시키면서 화합물 1, 2 및 3이 유발되는 신경독성에 어떠한 영향을 미치는 가를 알아보았다(표 6 및 표 7).That is, compounds 1, 2 and 3 were acted on the cerebral cortical cells of primary cultured rats at different concentrations, and after 1 hour, NMDA agonist and KA, a non-NMDA agonist, were administered to induce neurotoxicity. The effect of 3 on the induced neurotoxicity was examined (Table 6 and Table 7).

농도(μM)Concentration (μM) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예(NMDA-처리구)a Comparative Example (NMDA-treated zone) a 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 화합물 1Compound 1 0.10.1 36.3 ± 1.3** 36.3 ± 1.3 ** 1.01.0 60.0 ± 1.8*** 60.0 ± 1.8 *** 화합물 2Compound 2 0.10.1 52.5 ± 1.7*** 52.5 ± 1.7 *** 1.01.0 67.8 ± 2.6*** 67.8 ± 2.6 *** 화합물 3Compound 3 0.10.1 36.1 ± 2.2** 36.1 ± 2.2 ** 1.01.0 33.3 ± 3.1* 33.3 ± 3.1 *

농도(μM)Concentration (μM) 생존율(%)Survival rate (%) 대조구Control 100.0 ± 4.2100.0 ± 4.2 비교예(KA-처리구)a Comparative Example (KA-treated Tool) a 0.0 ± 1.30.0 ± 1.3 화합물 1Compound 1 0.10.1 33.9 ± 2.3* 33.9 ± 2.3 * 1.01.0 29.7 ± 1.9* 29.7 ± 1.9 * 화합물 2Compound 2 0.10.1 5.0 ± 1.65.0 ± 1.6 1.01.0 18.4 ± 1.118.4 ± 1.1 화합물 3Compound 3 0.10.1 17.5 ± 1.117.5 ± 1.1 1.01.0 24.6 ± 0.6* 24.6 ± 0.6 *

그 결과 화합물 2는 NMDA에 의해 유발된 신경독성은 유의성 있게 감소시켰으나 KA로 인하여 유발된 신경독성을 차단시키는 효과는 미비하여 글루타메이트 수용체 중 비-NMDA 수용체보다 NMDA 수용체에 대한 선택성이 뛰어났다. 한편, 화합물 1 및 3은 NMDA에 의해 유발된 신경독성을 유의성 있게 차단시키는 효과를 나타내었으며, KA에 의한 신경독성도 유의성 있게 감소시켜 NMDA나 비-NMDA 수용체에 대한 선택성이 화합물 2와 비교하여 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.As a result, Compound 2 significantly reduced the neurotoxicity induced by NMDA, but the effect of blocking the neurotoxicity induced by KA was insignificant, resulting in better selectivity of NMDA receptor than non-NMDA receptor among glutamate receptors. On the other hand, Compounds 1 and 3 showed an effect of significantly blocking neurotoxicity induced by NMDA, and significantly reduced neurotoxicity by KA, resulting in poor selectivity to NMDA or non-NMDA receptors compared to Compound 2. I could confirm that.

<실시예 10> 화합물 1, 2 및 3이 세포내 칼슘유입에 미치는 영향 조사Example 10 Investigation of the Effects of Compounds 1, 2, and 3 on Intracellular Calcium Influx

본 발명의 화합물 1, 2 및 3이 세포내로 칼슘이 유입되는 데 영향을 미치는지 알아보기 위하여, 화합물을 흰쥐 대뇌피질세포에 처리한 다음 그린키에윅스(Grynkiewicz) 등의 방법에 따라 대뇌피질세포 내의 Ca2+의 농도를 측정하였다(Grynkiewicz, G. et al. (1985)J. Biol. Chem. 260: 3440-3450).In order to determine whether the compounds 1, 2 and 3 of the present invention affect the influx of calcium into the cells, the compounds were treated in rat cerebral cortical cells and then in the cortical cells according to the method of Grynkiewicz et al. The concentration of Ca 2+ was measured (Grynkiewicz, G. et al. (1985) J. Biol. Chem. 260 : 3440-3450).

구체적으로 유리 커버 슬라이드(glass cover slides)에서 20일간 배양한 대뇌피질세포에 화합물 1, 2 및 3을 농도별로 투여하고 1시간 후에 50 μM 의 글루타메이트를 15분동안 작용시키고 다시 배양액을 인산 완충 생리 식염수로 대치하고 5 μM FURA-2 AM에 1시간동안 반응시킨 후 슬라이드를 떼어내어 2.5 ㎖ 생리식염수가 담긴 분광기 큐벳(spectrophotometer cuvettes)에 넣고 형광도를 측정하였다(여기 340/380 nm, 방출 520 nm).Specifically, compounds 1, 2, and 3 were administered to the cerebral cortical cells cultured on glass cover slides for 20 days, and after 1 hour, 50 μM of glutamate was reacted for 15 minutes, and the culture solution was again phosphate buffered saline. The reaction was carried out at 5 μM FURA-2 AM for 1 hour, and then the slides were removed and placed in a spectrophotometer cuvettes containing 2.5 ml of physiological saline (excitation 340/380 nm, emission 520 nm). .

농도(μM)Concentration (μM) 세포내 [Ca2+](nM)Intracellular [Ca 2+ ] (nM) 상대적 보호 활성(%)Relative protection activity (%) 대조구Control 75.0 ± 15.075.0 ± 15.0 100.0100.0 비교예(글루타메이트-처리구)b Comparative Example (Glutamate-treatment) b 423.0 ± 20.0423.0 ± 20.0 0.00.0 화합물 1Compound 1 0.10.1 160.6 ± 9.1*** 160.6 ± 9.1 *** 75.475.4 1.01.0 174.8 ± 7.8*** 174.8 ± 7.8 *** 71.671.6 화합물 2Compound 2 0.10.1 178.0 ± 6.0*** 178.0 ± 6.0 *** 70.470.4 1.01.0 159.9 ± 3.7*** 159.9 ± 3.7 *** 75.675.6 화합물 3Compound 3 0.10.1 256.2 ± 5.1** 256.2 ± 5.1 ** 47.947.9 1.01.0 265.3 ± 9.2** 265.3 ± 9.2 ** 45.345.3 MK-801d MK-801 d 0.10.1 294.4 ± 4.1** 294.4 ± 4.1 ** 37.037.0 1.01.0 136.7 ± 2.9** 136.7 ± 2.9 ** 82.382.3

상기 표 8에 나타난 바와 같이, 화합물 1, 2 및 3은 글루타메이트로 인하여 세포 내로 유입되는 칼슘의 농도를 유의성 있게 저하시켰으며(표 8) 특히, 화합물 1 및 2는 기존에 알려진 Ca2+채널 차단제(Ca2+channel blocker)인 MK-801보다 낮은 EC50을 가짐을 알 수 있었다.As shown in Table 8, Compounds 1, 2, and 3 significantly reduced the concentration of calcium introduced into cells due to glutamate (Table 8), in particular, Compounds 1 and 2 were known Ca 2+ channel blockers. It was found to have a lower EC 50 than MK-801 (Ca 2+ channel blocker).

<실시예 11> 화합물 1, 2 및 3의 산화질소의 생성에 미치는 영향 조사Example 11 Investigation of the Effect of Compounds 1, 2 and 3 on the Production of Nitric Oxide

상기 실시예 10의 결과로 비루어 본 발명의 화합물이 Ca2+-의존성 효소의 활성화에 따라 뒤따르는 산화질소(nitric oxide, NO)나 자유 라디칼(free radical)의 과다한 생성도 어느정도 저하시키리라 기대되어 NO의 생성에 미치는 영향을 알아보았다.As a result of Example 10, the compound of the present invention is expected to reduce to some extent the excessive generation of nitric oxide (NO) or free radicals following the activation of Ca 2+ -dependent enzyme. The effects on NO production were examined.

화합물 1, 2 및 3을 농도별로 20일동안 배양한 흰쥐의 대뇌피질세포에 전처리(pretreatment) 또는 후처리(recovery treatment)하여 글루타메이트의 처리에 의하여 증가되는 NO의 생성량에 어떻게 영향을 미치는가를 정량함으로써 알아보았다(표 9 및 표 10).By pretreatment or post-treatment of cerebral cortical cells of rats incubated for 20 days at different concentrations of compounds 1, 2 and 3 by quantifying how it affects the amount of NO produced by glutamate treatment (Table 9 and Table 10).

농도(μM)Concentration (μM) 아질산염(nM)Nitrite (nM) 상대적 보호활성(%)Relative protective activity (%) 대조구Control 65.5 ± 2.765.5 ± 2.7 100.0100.0 비교예(글루타메이트-처리구)b Comparative Example (Glutamate-treatment) b 153.7 ± 5.2153.7 ± 5.2 0.00.0 화합물 1Compound 1 0.10.1 106.5 ± 8.9** 106.5 ± 8.9 ** 53.553.5 1.01.0 111.2 ± 5.7** 111.2 ± 5.7 ** 48.248.2 화합물 2Compound 2 0.10.1 91.7 ± 6.3*** 91.7 ± 6.3 *** 70.370.3 1.01.0 69.9 ± 2.4*** 69.9 ± 2.4 *** 95.095.0 화합물 3Compound 3 0.10.1 109.8 ± 1.7** 109.8 ± 1.7 ** 49.849.8 1.01.0 104.1 ± 8.6** 104.1 ± 8.6 ** 56.256.2 MK-801d MK-801 d 0.10.1 103.9 ± 1.5** 103.9 ± 1.5 ** 56.556.5 1.01.0 88.5 ± 4.1*** 88.5 ± 4.1 *** 74.074.0

농도(μM)Concentration (μM) 아질산염(nM)Nitrite (nM) 상대적 보호활성(%)Relative protective activity (%) 대조구Control 65.5 ± 2.765.5 ± 2.7 100.0100.0 비교예(글루타메이트-처리구)b Comparative Example (Glutamate-treatment) b 153.7 ± 5.2153.7 ± 5.2 0.00.0 화합물 1Compound 1 0.10.1 116.3 ± 2.5** 116.3 ± 2.5 ** 42.442.4 1.01.0 136.9 ± 3.0136.9 ± 3.0 19.019.0 화합물 2Compound 2 0.10.1 102.6 ± 1.5** 102.6 ± 1.5 ** 57.957.9 1.01.0 87.0 ± 2.0*** 87.0 ± 2.0 *** 81.181.1 화합물 3Compound 3 0.10.1 137.2 ± 1.2137.2 ± 1.2 18.718.7 1.01.0 115.3 ± 6.6** 115.3 ± 6.6 ** 43.543.5 MK-801d MK-801 d 0.10.1 100.7 ± 3.2** 100.7 ± 3.2 ** 60.160.1 1.01.0 79.7 ± 3.5*** 79.7 ± 3.5 *** 83.983.9

일차 배양한 대뇌피질세포로부터 배양액 중으로 유리되는 아질산염의 양은 다우즌(Dawson) 등의 방법으로 측정하였다.The amount of nitrite released from the primary cultured cerebral cortical cells into the culture was measured by Dawson et al.

그 결과 화합물 2는 글루타메이트에 의해 증가된 NO의 양을 1 μM 에서 전처리하였을 경우 정상상태 때의 95% 수준까지 감소시켰으며, 후처리하였을 때에도 1 μM 에서 80% 수준까지 감소시켜 Ca2+농도의 저하에 따른 NO 생성량의 감소 효과뿐만 아니라 직접적으로 산화질소 합성효소(nitric oxide synthase, NOS)에 작용하여 NO의 생성을 저하시키는 효과도 가지리라 추측되었다. 한편, 화합물 1 및 3도 글루타메이트에 의하여 과다하게 생성되는 NO의 양을 유의성 있게 감소시켰으나 화합물2와 비교하여 그 효과가 훨씬 낮았다.As a result, Compound 2 reduced the amount of NO increased by glutamate to 95% at steady state when pretreated at 1 μM, and decreased to 80% at 1 μM even after posttreatment . In addition to the reduction effect of NO production due to the degradation, it was assumed that it would have an effect of directly acting on nitric oxide synthase (NOS) to reduce NO production. On the other hand, compounds 1 and 3 also significantly reduced the amount of NO produced excessively by glutamate, but the effect was much lower compared to compound 2.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 현삼 추출물 및 화학식 1의 신나메이트 유도체는 농도 의존적으로 글루타메이트에 의한 신경독성으로부터 신경세포를 유의성있게 보호하는 활성을 지님으로 뇌졸중 및 치매등의 퇴행성 뇌신경계 질환의 예방이나 치료에 유용하게 이용될 수 있다.As described above, the present ginseng extract and the cinnamate derivative of Formula 1 have a concentration-dependent activity to significantly protect neurons from neurotoxicity by glutamate, thereby preventing degenerative neurological diseases such as stroke and dementia. It can be useful for treatment.

또한 본 발명의 화합물 1, 2 및 3의 신나메이트 유도체는 글루타메이트로 인하여 세포내로 과다하게 유입되는 Ca2+의 농도를 저하시킴으로써 1차적으로 신경세포 보호활성을 나타내는 것이며, 특히 화합물 2는 글루타메이트로 인하여 과다하게 생성된 NO의 양을 감소시켜 지속적으로 일어나는 신경세포의 사멸을 차단하는 효과가 있다.In addition, the cinnamate derivatives of the compounds 1, 2 and 3 of the present invention exhibit neuroprotective activity primarily by decreasing the concentration of Ca 2+ excessively introduced into cells due to glutamate. By reducing the amount of NO produced excessively, there is an effect that blocks the continuous death of neurons.

Claims (5)

하기 화학식 1의 구조를 가지는 신경세포 보호제용 신나메이트 유도체 및 그의 약학적으로 허용되는 무기 또는 유기염, 수화물, 용매화물 및 이성질체.Cinnamate derivatives for neuronal cell protective agents having a structure of Formula 1 and pharmaceutically acceptable inorganic or organic salts, hydrates, solvates and isomers thereof. 화학식 1Formula 1 R1은 CH3, 또는 H 이고, R2는 H 또는 α-L-람노스(Rhamnose)이다.R 1 is CH 3 , or H, and R 2 is H or α-L-Rhamnose. 제 1 항에 있어서, 신나메이트 유도체는 하기 화학식 2의p-메톡시-trans-신나민산(p-methoxy-trans-cinnamic acid), 하기 화학식 3의p-메톡시-trans-신나모일-4'-α-L-람노스 에스테르(p-methoxy-trans-cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester) 또는 하기 화학식 4의 신나민산(cinnamic acid)인 것을 특징으로 하는 신경세포 보호제용 신나메이트 유도체 및 그의 약학적으로 허용되는 무기 또는 유기염, 수화물, 용매화물 및 이성질체.The method of claim 1, wherein the cinnamate derivative to the general formula (2) p-methoxy-trans-cinnamic acid to (p -methoxy- trans -cinnamic acid), of formula 3 p-methoxy-trans-cinnamoyl-4 ' Cinnamate derivatives for neuronal cell protective agents, characterized in that the p- methoxy- trans- cinnamoyl-4'-α-L-rhamnose ester or cinnamic acid of the formula And pharmaceutically acceptable inorganic or organic salts, hydrates, solvates and isomers thereof. 화학식 2Formula 2 화학식 3Formula 3 화학식 4Formula 4 현삼을 클로로포름-메탄올의 혼합용매로 추출하고 디클로로메탄으로 분획한 다음 다시 메탄올에 현탁하고 헥산으로 분획한 현삼 메탄올 분획을 클로로포름과 메탄올의 혼합용매로 칼럼 크로마토그래피한 다음 다시 칼럼 크로마토그래피하거나 재결정하여 분리하는 것을 특징으로 하는 제 1 항의 신나메이트 유도체의 제조 방법.Brown ginseng is extracted with a mixed solvent of chloroform-methanol, fractionated with dichloromethane, and then suspended in methanol. A method for producing a cinnamate derivative according to claim 1. 제 1 항의 신나메이트 유도체를 유효성분으로 하는 뇌졸중, 퇴행성 신경계 질환의 예방 또는 치료제용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating stroke and degenerative nervous system diseases, comprising the cinnamate derivative of claim 1 as an active ingredient. 현삼을 클로로포름-메탄올의 혼합용매로 추출하거나, 다시 디클로로메탄으로 분획하여 이를 메탄올에 현탁하고 헥산으로 분획한 현삼 추출물을 유효성분으로 하는 신경세포 보호제용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for neuroprotective agents, wherein the extract is extracted with a mixed solvent of chloroform-methanol, or fractionated with dichloromethane, suspended in methanol, and extracted with hexane.
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