KR100540369B1 - (-)에페갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 중증 무력증, 위장관과 방광평활근 무력증 및 녹내장 질환의 치료 또는 예방용 약학적 제제와 기억력 촉진를 위한 약학적 제제 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate ; 이하 EGCG라고도 지칭함) 화합물을 함유하는 아세틸콜린에스터라제(acetylcholines-terase; 이하 AChE 라고도 지칭함) 저해제 그리고 이를 포함하는 약학적 제제, 식품 및 사료에 관한 것이다.

본 발명의 EGCG 화합물은 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 및 녹내장과 같이 체내 아세틸콜린의 농도 감소에 따라 발생하는 각종 질환을 독성이나 부작용없이 치료 및 예방하는데 효과적으로 사용할 수 있으며, 식품, 사료 및 식품 보조제에 첨가하여 사용하는 경우, 기억력 촉진 또는 정신 집중, 치매 방지 등의 뛰어난 효과를 제공한다.

(-)에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG), 아세틸콜린에스터라제(AChE), 활성, 억제, 저해제, 아세틸콜린, 노인성 치매, 알츠하이머씨병, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근 무력증, 녹내장

Description

(-)에페갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 중증 무력증, 위장관과 방광평활근 무력증 및 녹내장 질환의 치료 또는 예방용 약학적 제제와 기억력 촉진를 위한 약학적 제제{Pharmaceutical preparation comprising (-) epigallocatechin gallate for acetylcholine disease and enhancing memory}

도 1은 본 발명의 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG) 화합물이 아세틸콜린 분해 효소의 활성을 농도-의존적으로 억제하는 효과가 있음을 나타내는 그래프.

도 2는 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG) 투여에 의한 기억증진효과를 Y-미로 시험법으로 측정한 것으로 각각의 값은 평균값±표준오차(n=10)이다. 대조군의 기억력은 65.9±4.7%인데 반해 스코폴아민 투여로 인한 기억손상유발군은 45.4±4.3%로 크게 저하된 기억력을 보였고, 여기에 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG)와 스코폴아민을 함께 투여한 군에서는 50.9±3.8로 스코폴아민투여로 인해 저하된 기억력을 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG)가 회복시키는 효과를 나타내었다.

도 3은 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG) 투여에 의한 기억증진효과를 수동회피 시험법으로 측정한 것으로 각각의 값은 평균값 ±표준오차(n=10)이다. 대조군의 회피시간(망설임 시간)은 최대 300초 중 465.0±36.9초로 뛰어난 기억력을 보인데 반해 스코폴아민 투여로 인한 기억손상유발군은 299.9±53.1초로 크게 저하된 기억력을 보였고, 여기에 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG)와 스코폴아민을 함께 투여한 군에서는 360.5±49.8초로 스코폴아민 투여로 인해 저하된 기억력을 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG)가 회복시키는 효과를 나타내었다.

본 발명은 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate ; 이하 EGCG라고도 지칭함) 화합물을 함유하는 아세틸콜린에스터라제(acetylcholines-terase; 이하 AChE 라고도 지칭함) 저해제 그리고 이를 포함하는 약학적 제제, 더욱 상세하게는 체내 아세틸콜린의 농도 감소에 따라 발생하는 각종 질환, 즉 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 및 녹내장 질환을 치료 또는 예방하기 위한 약학적 제제 및 이를 포함하는 식품에 관한 것이다.

아세틸콜린에스터라제(AChE)는 체내 부교감 신경의 활성을 매개하는 신경 전달 물질들중의 하나인 아세틸콜린(acetylcholine)을 콜린과 아세테이트로 가수분해하는 효소로서, 소포체막에서 형성되어 세포막으로 이동하여 그 기능을 수행하며, 콜린 신경과 그 주위, 특히 근신경 접합부에 가장 많이 분포되어 있고, 혈장, 간 및 다른 조직에서도 발견되고 있는 중요한 효소이다.

일반적으로 상기 아세틸콜린은 신경 세포의 축색 말단 멤브레인에서 시냅틱 크레프트(synaptic cleft)라고 불리는 틈으로 분비되어져 시냅스후 뉴우런 세포막의 수용체에 결합함으로써 활동 전위를 전달시키는 물질로서, 이 물질은 작용 부위에서 신경의 흥분을 전달한 후, 효소 AChE에 의해 콜린과 아세테이트로 분해되고, 이후 세포내로 흡수되어 재사용되는 것으로 알려져 있다.

이에 대한 활발한 연구 결과, 많은 신체적, 정신적 질환들이 아세틸콜린의 합성과 분해 메카니즘과 관련하여 발생되는 비정상적인 아세틸콜린의 농도 감소와 깊은 연관이 있음이 밝혀졌다.

아세틸콜린 관련 질환으로서 대표적인 노인성 치매인 알츠하이머씨병의 경우, 환자의 뇌에서는 전뇌 기저에 있는 마이네르트핵 신경 세포가 대부분 죽어 있어서 이 신경 세포가 지배하는 시냅스와 대뇌 피질과의 연결이 퇴화되어 있고, 이들 신경 세포의 사멸로 인해 기억에 중요한 역할을 하는 신경 전달 물질인 아세틸콜린의 생산량이 현저하게 감소되어 있음이 보고되었다.

알츠하이머씨병 치료 방법의 일환으로, 뇌에서의 아세틸콜린 농도를 높게 유지시키면 환자의 기억력이 크게 회복된다는 연구 결과에 따라, 현재 임상 분야에서는 알츠하이머씨병의 치료제로서 아세틸콜린의 분해를 가역적으로 억제하여 아세틸콜린의 농도를 일정 수준으로 유지시키기 위한 항-콜린에스터라제(anti-AChE)의 사용이 선호되고 있다. 따라서, 현재 알츠하이머씨병 치료제로는 타크린(tacrine)이나 아리셉트(ARICEPT) 같은 아세틸콜린 분해 효소 저해제를 주로 사용하고 있다. 그러나 이들의 경우 어느 정도 약효는 인정되고 있으나, 장기간 고용량 투여시, 근육통, 위장 장애로 인한 메스꺼움, 구토, 설사 및 식욕 부진과 함께, 간 독성 등의 부작용이 커서 치료를 중단해야 하는 경우가 자주 발생하는 등의 문제점이 지적되고 있다.

콜린 신경계와 관련한 또다른 병리학적 연구에 따르면, 위장 운동은 신경 자극에 의해 조절되는데, 아세틸콜린이 이러한 위장 운동을 항진시키는 것으로 보고되었다. 따라서 수술후 장폐색증으로 인한 복부팽창 또는 방광 배뇨근의 무력증으로 인한 배뇨 곤란 등의 치료를 위해, 항콜린에스터라제의 일종인 네오스티그민(neostigmine)이 사용되기도 한다.

또한, 중증 근무력증(myasthenia gravis)은 근육 막에 있는 아세틸콜린 수용체가 자가 면역 질환으로 인해 파괴되어, 신경 말단 부위에서 분비되는 아세틸콜린이 근육 막에 충분히 전달되지 못하여 생기는 신경 근육 질환으로, 이들 역시 약물 치료의 일환으로 메스티논이나 네오스티그민과 같은 아세틸콜린 분해 저해제를 사용하고 있다.

중증 근무력증의 약물 치료시에 가장 많이 쓰이고 있는 메스티논 역시 신경 전달 물질인 아세틸콜린을 분해시키는 아세틸콜린에스터라제의 작용을 억제하여 체내 아세틸콜린의 농도를 높여서 아세틸콜린이 근육 수용체에 오랫동안 머물게 하자는 의도에서 개발된 치료제로서, 복용시 단시간내에 효과가 나타나는 장점이 있으나, 약의 용량에 따라 복통이나 설사를 호소하는 경우가 종종 발생하고 있다. 또한 메스티논을 비롯하여 현재까지 개발된 중증 근무력증 치료용 AChE 저해제들은 니코 틴형과 무스카린형 아세틸콜린 수용체에 대한 선택적인 분별력이 부족하여 약물 투여시 환자들에게서 무스카린 수용체의 흥분으로 인한 독성이나 부작용이 초래되고, 흡수율이 매우 낮으며, 치료 효과가 부분적으로 나타날 수 있어 치료 범위가 좁다는 문제점들을 가지고 있다.

이외에도, 안압 상승으로 인한 시신경 손상으로 시력 장애를 초래하는 안질환인 녹내장의 경우에 있어서도, AChE 저해제들이 방수의 재흡수를 촉진시킴으로써 안압을 효과적으로 낮추는 효과를 나타냄이 보고되었다. 그러나, 현재 개발된 AChE 저해제들은 녹내장 치료 목적으로 6개월이상 사용시에 백내장이 발생할 위험이 있으므로 각별한 주의가 필요하다.

신경 전달 물질인 아세틸콜린의 수치 감소에 따라 발생하는 여러 질환을 효과적으로 치료 및 예방하는데 있어, 콜린 등의 아세틸콜린 전구체를 투여하여 아세틸콜린의 합성을 촉진시키는 대체 방안이 한때 제시되기도 했으나, 이들 물질이 뇌혈관 관문을 통과하지 못하고 효력이 단시간에 끝난다는 결점으로 인하여, 현재는 전술한 바와 같이 타크린과 같은 아세틸콜린에스터라제 저해제를 사용하여 아세틸콜린의 가수분해 작용을 억제시키는 약물 치료 방법이 주로 이용되고 있다. 그러나 현재 개발되어 시판중인 아세틸콜린 분해 효소 저해제들은 전술한 바와 같이 독성으로 인한 간 장애, 복통이나 설사 등의 위장 장애, 근육통이 유발되는 등의 부작용이 보고되고 있는 실정이다.

이에, 본 발명자들은 종래의 아세틸콜린 분해 효소 저해제들에 비해 독성이나 부작용이 감소된 새로운 물질에 대한 과학적인 연구를 지속한 결과, 녹차 등에 함유된 폴리페놀류의 일종인 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate; EGCG) 화합물에서 아세틸콜린에스터라제 억제 활성을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명은 아세틸콜린에스터라제의 활성을 효과적으로 억제하여 체내 아세틸콜린의 농도와 관련한 각종 질환을 독성이나 부작용없이 치료 및 예방하기 위하여, 아세틸콜린 분해 효소의 저해제로 사용할 수 있는 (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 체내 아세틸콜린의 농도 감소에 따라 발생하는 각종 질환 즉, 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 및 녹내장을 독성이나 부작용없이 치료 및 예방하는데 유용한, 유효 성분으로서 (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 약학적 제제를 제공하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명은 아세틸콜린의 분해를 억제함으로써, 상기 질환을 예방하고, 기억력을 촉진시키는 등의 목적으로 섭취할 수 있는 (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 식품 또는 사료를 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 (-)에피갈로카테킨 갈레이트((-)epigallocatechin gallate ; EGCG) 화합물을 함유하는 아세틸콜린에스터라제(acetylcholinesterase; AChE) 저해제 그리고 이를 포함하는 약학적 제제, 더욱 상세하게는 체내 아세틸콜린의 농도 감소에 따라 발생하는 각종 질환, 즉 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 및 녹내장 질환을 치료 또는 예방하기 위한 약학적 제제와 이를 포함하는 식품 및 사료에 관한 것이다.

(-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물은 차과(茶科)에 속하는 차나무(카멜리아 시넨시스; Camellia sinensis)에 함유되어 있는 여러 활성 성분중 폴리페놀류의 일종으로, 강력한 항산화, 항균 및 항돌연변이 작용을 가지고 있어, 최근 특히 관심이 집중되고 있는 화합물이다.

통상 EGCG라 불리는 이 화합물의 화학적 구조식은 C₂₂H₁₈O₁₁이고, [2R,3R]-2-[3,4,5-트리하이드록시페닐]-3,4-디하이드로-1[2H]-벤조피란-3,5,7-트리올 3-[3,4,5-트리하이드록시벤조에이트]로서 명명되며, 하기 화학식 1의 구조를 갖는다:

녹차의 생리 활성 물질인 상기 카테킨 화합물은 통상 녹차 나무의 잎을 여러 유기 용매를 사용하여 추출한 후, 수득된 추출물로부터 분리하여 제조하는데, 이러한 추출 및 정제 과정이 복잡하고 수율이 낮아 가격이 비싸다는 단점이 있어서 그 성분과 생체내에서의 작용에 관련된 연구가 미비한 실정이었다.

그러나 1980년대 이후, 녹차 카테킨 화합물은 암세포에 작용하여 폐암을 비롯한 대장암, 간암, 위암, 자궁경부암 등에서 암 발생을 억제하는 항암 효과가 있는 것으로 보고되고 있고[참고 문헌: Valcic, S., et al., Anti-Cancer Drugs, 461(1996); Santosh, K., et al., Carcinogenesis, 361(1993); Oguni, I., et al., Prev. Med., 332(1992); Yamane, T., et al., Jpn. J. Cancer Res., 1336(1991)], 혈중 콜레스테롤과 중성 지질의 농도를 감소시켜 동맥 경화를 억제하는 효과가 있으며, 고혈압을 유발하는 안지오텐신 전환 효소(angiotensin Converting Enzyme)의 작용을 억제하여 고혈압을 방지하는 효과와 함께, 체내 활성 산소를 제거하는 유리 라디칼 스캐빈징(free radical scarvenging) 작용에 의해 노화 방지에도 효과적인 것으로 알려져 있다. 이외에도, 항산화 효과 및 피부 보호 작용, 카드뮴 등 중금속 제거 작용, 돌연변이원성 억제 작용, 크산틴 옥시다아제 억제 작용, 식중독 세균, 이질균, 충치균 등에 대한 항균 작용, 산화 안정 효과, 항알레르기 작용, 중추신경계 활성화 작용, 비만 방지, 심장 혈관 질환 억제 및 간질환 억제 등 카테킨 화합물의 체내 작용과 관련하여 다양한 연구 결과가 보고되어 있으며, 다방면에서 이 화합물에 대한 새로운 효능과 관련한 지속적인 연구가 진행중에 있다.

본 발명의 발명자들 또한 카테킨 화합물의 일종인 EGCG 화합물의 체내 효능에 대한 광범위한 연구 중에, 이 화합물이 체내 아세틸콜린에스터라제의 활성을 억제하는 작용을 나타냄을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.

아세틸콜린에스터라제는 체내 신경 전달 물질중의 하나인 아세틸콜린을 콜린 과 아세테이트로 가수분해하는 효소로서, 체내 아세틸콜린의 농도 증감과 깊은 관련을 가지고 있다. 따라서 아세틸콜린의 비정상적인 농도 감소에 따른 각종 질환 즉, 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 녹내장의 치료 및 예방에는 아세틸콜린에스터라제의 작용을 억제하는 물질을 치료제로서 사용하고 있다.

본 발명의 EGCG 화합물에 대한 아세틸콜린에스터라제 억제 활성은 배양된 PC12 세포주로부터 추출된 아세틸콜린에스터라제를 이용하여, 문헌[Chung YK, Heo HJ, Kim EK, Kim HK, Huh TL, Lim Y, Kim SK, Shin DH. Mol Cells 2001; 11: 137]에 제시된 방법에 의해 측정할 수 있다.

배양 PC12 세포주에 1M NaCl, 50mM MgCl₂ 및 1% 트리톤 X-100이 포함되어 있는 10mM 트리스-HCl(pH 7.2)을 충분량 넣고 호모제네이션(homogenation)한 후, 원심분리하여 세포주로부터 아세틸콜린에스터라제를 추출하여 효소로 사용하고, 기질로서 0.5mM 아세틸티오콜린과 1mM 5,5'-디티오-비스(2-니트로 벤조산)을 사용하여 본 발명의 EGCG 화합물과 비교 물질로서 현재 AChE 저해제로서 많이 사용되고 있는 타크린(tacrine) 시료에 대한 각각의 효소 반응을 진행시켰다.

효소에 기질액을 넣은 반응액을 30분간 배양한 후, 405nm의 파장에서 흡광도를 측정하고, 다음의 수학식 1로부터 효소 활성 저해도를 구하였다:

효소 활성 저해도(%) = {1-[(SR-SC)/(ER-EC)]} x 100

상기 식에서,

SR은 효소 저해제를 첨가한 시료 반응시 측정한 흡광도 수치이고,

SC은 상기 시료 반응의 대조군으로 효소 대신 완충액을 사용한 흡광도 수치이며,

ER은 시료를 첨가하지 않은 효소 반응시 측정한 흡광도 수치이고,

EC는 상기 효소 반응의 대조군으로 효소 대신 완충액을 사용한 흡광도 수치를 나타낸다.

시험 결과, 도 1에 제시된 바와 같은 EGCG 화합물에 대한 효소 활성 저해도 그래프를 얻을 수 있었다. 이 그래프에 의하면, EGCG 화합물의 IC₅₀ 수치는 약 0.13㎎/㎖(약 0.34mM)인 것으로 나타났다.

또한, 본 발명의 EGCG 화합물에 대한 급성 독성 시험으로서, 스프라우-다우리(Sprague-Dawley)계 흰 쥐 7마리에게 ㎏당 1일에 500㎎씩을 매일 투여하여 보았으나, 시험 완료 시점인 7일까지 사망한 예가 전혀 없었다.

전술한 시험 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 EGCG 화합물은 아세틸콜린에스터라제 억제 활성면에서 현재 항콜린에스터라제 물질로서 주로 사용되고 있는 타크린의 경우에 비해 떨어지는 수치를 나타내지만, 이 화합물은 녹차로부터 분리 추출한 천연적인 생리 활성 물질이기 때문에, 타크린이나 아리셉트와 같은 종래의 아세틸콜린에스터라제 저해제와는 달리 인체 또는 동물 투여시, 체내 부작용이나 급성 독성 등의 면에서 비교적 안전한 성분으로, 대량 투여시에도 실질적으 로 문제없이 안전하게 사용할 수 있는 우수한 물질이라 할 수 있다.

따라서, 본 발명은 (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 함유하는 아세틸콜린에스터라제 저해제를 제공한다.

또한 본 발명은 아세틸콜린의 비정상적인 농도 감소에 따른 각종 질환 즉, 알츠하이머씨병을 비롯한 노인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증, 및 녹내장을 치료하는데 있어, 약학적으로 허용되는 담체와 함께 유효 성분으로서 (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 약학적 제제를 제공한다.

이외에도, 본 발명은 체내 아세틸콜린의 분해를 효과적으로 억제함으로써, 상기 질환을 예방하고 기억력을 촉진시키기 위한, (-)에피갈로카테킨 갈레이트 화합물을 포함하는 식품 또는 식품 보조제를 제공한다.

본 발명에 따라서 약학적 제제의 형태로 제조하는 경우, EGCG 화합물은 약학적으로 허용되는 통상적인 담체와 함께 배합하여 투여 목적에 따라, 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 츄잉정, 분말제, 액제나 현탁제와 같은 경구 투여용 제제 또는 주사가능한 액제나 현탁제와 같은 비경구 투여용 제제의 형태로 제형화될 수 있다.

경구 투여의 목적으로 본 발명의 활성 화합물을 정제, 캅셀제, 츄잉정, 분말제, 액제, 현탁제 등의 제제로 제형화하는 경우에 있어서는, 아라비아 고무, 옥수수 전분, 미세 결정질 셀룰로오스 또는 젤라틴과 같은 결합제, 인산 이칼슘 또는 락토오즈와 같은 부형제, 알긴산, 옥수수 전분 또는 감자 전분과 같은 붕해제, 스테아르산 마그네슘과 같은 윤활제, 슈크로오즈 또는 사카린과 같은 감미제 및 페퍼민트, 메틸 살리실산염 또는 과일향과 같은 향미제가 포함될 수 있으며, 투여 단위 형이 캅셀제인 경우에는 상기 성분외에도 폴리에틸렌 글리콜 또는 지방유와 같은 액상 담체가 포함될 수도 있다.

또한, 비경구 투여를 위한 용액 또는 현탁액 형태의 주사제는 비경구적으로, 예를 들면 피하, 정맥내, 근육내, 또는 복강내로 투여될 수 있다. 일반적으로, 주사 가능한 용액 또는 현탁액은 물, 염수, 수성 덱스트로스 및 관련된 설탕 용액제, 불휘발성 오일, 에탄올, 글리세린, 폴리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜과 같은 글리콜류 등의 약제학적으로 허용되는 액상 담체중에 유효량의 활성 화합물을 균질하게 혼합시켜 제조할 수 있다. 이외에도 필요에 따라 항세균제, 킬레이트제, 완충제, 보존제와 같은 보조제를 포함시킬 수도 있다.

전술한 약제학적으로 허용되는 담체로는 약제학적으로 순수하고, 실질적으로 무독성이며, 활성 성분의 작용을 저해하지 않는 임의의 모든 보조제를 사용할 수 있다.

본 명세서에 언급된 '아세틸콜린에스터라제 억제 유효량'은 효소 아세틸콜린에스터라제의 활성을 억제시키는 효과가 충분히 달성되는데 필요한 용량으로, 환자가 앓고 있는 질환의 종류 및 질환의 중증도, 투여하고자 하는 환자의 성별, 연령, 체중 및 건강 상태, 투여 방식, 투여 횟수와 시간, 병용 약물의 사용 여부 및 기타 관련 환경에 따라, 환자 처치의의 판단하에 적절한 범위에게 결정할 수 있다.

본 발명의 EGCG 화합물을 유효 성분으로 함유하는 약학적 제제는 경구 투여의 경우 체중 1㎏당 1 내지 500㎎, 바람직하게는 50 내지 100㎎을 1일 1회 내지 수회, 바람직하게는 1회 내지 3회에 나누어 투여하며, 주사 투여의 경우에 있어서는 체중 1㎏당 0.5 내지 250㎎, 바람직하게는 10 내지 100㎎을 1일 1회 내지 수회, 바람직하게는 1회 내지 3회에 나누어 투여할 수 있다.

본 발명의 EGCG 화합물은 전술한 약학적 제제외에도, 기존의 청량 음료, 미네랄 워터, 알코올 음료 등의 음료 제품 또는 츄잉껌이나 캐러멜 제품, 캔디류, 빙과류, 과자류 등에 적당량 배합하거나, 비타민이나 미네랄 등을 포함한 건강 보조 식품, 또는 식품 첨가제 등에 포함시킴으로써 식품 또는 식품 보조제의 형태로 제조할 수도 있다.

상기 EGCG 화합물을 포함한 식품의 경우, 장기간 지속적으로 섭취시에 기억력을 향상시키고, 치매 방지 등 상기 질환을 예방하는 효과를 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 EGCG 화합물에 대한 아세틸콜린에스터라제 억제 활성 실험과 구체적인 제형화예를 하기 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다.

그러나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하고, 구체적으로 설명하기 위해 제시된 것으로, 본 발명의 범위가 이들로서 한정되는 것으로 이해되어서는 안된다.

실시예 1 : EGCG 화합물의 아세틸콜린에스터라제 억제 활성

본 실시예에서는 EGCG 화합물의 아세틸콜린에스터라제 억제 활성을 입증하기 위하여 다음과 같은 실험을 수행하였다.

효소의 아세틸콜린 분해에 대한 억제 활성을 측정하기 위한 아세틸콜린에스터라제 실험은 문헌[Chung YK, Heo HJ, Kim EK, Kim HK, Huh TL, Lim Y, Kim SK, Shin DH. Mol. Cells 2001; 11: 137]에 제시된 방법을 이용하여 실시하였다.

아세틸콜린에스터라제 효소는 PC12 세포(한국 세포주 은행으로부터 입수) 배 양물로부터 추출하여 사용하였으며, 효소 저해제 시료로서 시그마사(Sigma Co., USA)로부터 구입한 EGCG 화합물과 함께, 효소 억제 활성에 대한 비교 물질로는 임상 분야에서 가장 많이 사용되는 항콜린에스터라제 물질인 타크린(tacrine)을 사용하였다.

우선, PC12 세포주를 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle Medium) 배지에서 7일 동안 배양한 배양물에, 1M NaCl, 50mM MgCl₂ 및 1% 트리톤 X-100이 포함되어 있는 10mM 트리스-HCl(pH 7.2) 용액을 PC12 세포의 5배되는 양만큼 첨가하고, 균질하게 호모제네이션(homogenation)한 후, 10,000g에서 30분 동안 원심분리하고 상층액을 분리하여 효소를 준비하였다.

EGCG 화합물을 10, 5, 2.5, 1.25, 0.63, 0.31, 0.16 및 0.08mM(㎎/㎖의 단위로 환산하면, 각각 4.58, 2.29, 1.15, 0.57. 0.29, 0.14, 0.07 및 0.04㎎/㎖)의 농도가 되도록 증류수에 용해시키고, 비교 물질로 사용한 타크린은 증류수에 1, 10, 100, 1,000, 10,000nM의 농도로 용해시켰다.

96웰 플레이트의 각 웰에, 50mM 인산염 완충액(pH 8.0) 30㎕, 시료로서 상기 농도의 EGCG 용액 10㎕ 및 효소 AChE를 10㎕ 첨가한 후, 효소에 대한 기질 용액으로서, 0.5mM 아세틸티오콜린(acetylthiocholine)과 1mM 5,5'-디티오-비스(2-니트로벤조산)[5,5'-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid)]이 함유된 50mM 인산염 완충액(pH 8.0)을 50㎕씩 투입하여 총 100㎕의 반응액을 시료 농도별로 제조한 후, 이 반응액을 37℃의 인큐베이터에서 30분 동안 배양하였다.

배양후, 엘리자 리더(Eliza reader)로 405nm의 파장에서 흡광도를 측정하여 SR값 즉, 효소 저해제를 첨가한 시료 반응후 측정한 흡광도 수치를 얻었다.

상기 시료 반응에 대한 대조군으로서, 효소 대신에 완충액을 넣어 배양한 후, 동일한 방법으로 흡광도를 측정하여 SC값을 얻었다.

이후, 효소 저해제를 첨가하지 않았을 때의 효소 반응도를 알아내기 위해, 시료 대신에 완충액을 넣어 흡광도 ER값을 구하고, 이에 대한 대조군으로서 시료와 효소 대신에 완충액을 넣은 후, 흡광도 EC값을 구하였다.

상기에서 측정한 흡광도 수치 SR, SC, ER 및 EC값으로부터 전술한 수학식 1의 공식에 의해 효소 활성 저해도를 계산한 결과, 도 1에 제시된 바와 같은 그래프를 얻을 수 있었다.

이에 의하면, EGCG 화합물의 IC₅₀ 수치는 약 0.13㎎/㎖(약 0.34mM)인 것으로 나타났다.

효소 억제 활성의 비교 물질로서 타크린에 대해서도, 상기 EGCG 화합물에서 실시한 실험과 동일한 방법 및 과정으로 효소 활성 저해도 실험을 실시하였다. 실험 결과, 타크린의 IC₅₀ 수치는 130nM 정도로 나타났다.

본 발명의 EGCG 화합물에 대한 아세틸콜린에스터라제 억제 활성은 타크린의 경우에 비해 떨어지는 수치를 나타내지만, EGCG 화합물은 알려져 있는 바와 같이 녹차로부터 추출된 천연 물질이어서 생체 안전성이 뛰어나고 독성이 거의 없는 생리 활성 물질인 바, 독성으로 인한 간 장애, 복통이나 설사 등의 위장 장애, 근육 통 등 타크린 같은 종래의 AChE 저해제의 심각한 부작용을 고려해 볼 때, 본 발명의 EGCG 화합물의 아세틸콜린에스터라제 억제 활성도는 매우 의미있는 수치라고 볼 수 있다.

실시예 2 : EGCG 화합물에 의한 생체내 기억 증진효과 측정

EGCG 화합물이 생체내에서 기억 증진효과를 나타내는지 알아보기 위하여, 기억감퇴를 유발한 동물모델을 이용하여 EGCG 화합물을 경구투여한 후의 기억증진 효과를 Y-미로 테스트(Y-maze test)와 수동회피 테스트(passive avoidance test)를 통하여 측정하였다.

1) Y-미로 테스트를 이용한 EGCG 화합물의 기억 증진효과 측정

마미야와 우카이 (Mamiya and Ukai)등의 방법[Br. J. Pharmacol. 134(8):1597-9 (2001)]에 따라 Y maze test 장치를 이용하여 실험하였다. 즉, 대조군 및 스코폴아민투여군과 스코폴아민과 EGCG 화합물 처치군의 생쥐를 Y 모양의 미로측정장치의 중앙에 놓고 각 팔에 방문하는 실험을 수행하였다. 본 실험은 생리식염수 혹은 EGCG 화합물(50 mg/kg)을 경구투여한 뒤 스코폴아민 (scopolamine)(1 mg/kg)을 복강내 주사한 후 30 분 뒤에 미로시험(maze test) 측정장치의 중앙에 놓고, 10 분 동안에 들어간 전체 팔의 회수와 순서대로 방문한 회수를 측정하여 순서대로 방문한 회수를 전체횟수에서 2를 뺀 값으로 나눈 백분율을 기억력(%)으로 측정하였다. 기억력수치가 높을수록 장소에 대한 학습 및 기억능력이 향상된 것을 의미한다. 결과는 대조군의 기억력이 65.9±4.7%인데 반해 스코폴아민 투여로 인한 기억손상유발군은 45.4±4.3%로 크게 저하된 기억력을 보였고, 여기에 EGCG 화합물 과 스코폴아민을 함께 투여한 군에서는 50.9±3.8%로 스코폴아민투여로 인해 저하된 기억력을 EGCG 화합물이 회복시키는 효과를 나타내었다.

2) 수동회피 테스트를 이용한 EGCG 화합물의 기억 증진효과 측정

수동회피 테스트(passive avoidance test)를 이용한 기억 증진 효과를 측정하기 위하여 가운데 칸막이가 있고, 좌우 밝고 어두운 방으로 나뉘어져 있는 셔틀 상자를 이용하였다. 대조군 및 스코폴아민투여군과 스코폴아민과 EGCG 화합물 처치군의 생쥐를 이용하여 실험을 수행하였다. 본 실험은 생리식염수 혹은 EGCG 화합물(50 mg/kg)을 경구투여한 뒤 스코폴아민 (scopolamine)(1 mg/kg)을 복강내 주사한 후 30 분 뒤에 바닥에 전기 그릿이 부착된 셔틀 상자(shuttle box withelectric grid floor: 19L×9W×10.875H,Columbus Instruments, Model PACS-30, USA)의 칸막이 방(A)에 넣고 1500Lux의조명을 켜면서 칸막이 문(connectic guillotine door : 3H×2.625 W)을 열어 주었다.

이때, 생쥐는 방안을 여기저기 살피다가 조명이 있는 칸막이 방(B)로 옮겨가게 되는데, 이와 동시에 자동적으로 칸막이문이 닫혔다. 생쥐가 칸막이 방(B)로 옮겨가면, 불이 꺼진 상태에서 1mA의 전류를 5초 동안 통하게 하여 생쥐에게 발바닥쇼크(footshock)를 주었다. 그러면, 생쥐는 어두운 방과 발바닥 쇼크와의 관계를 기억하게 되며, 24시간 후 칸막이 방(A)에 넣어주고 불을 비추어도 칸막이 방(B)로 옮겨가는 것을 망설이게 된다. 이때의 망설임 시간 (latency)을 스코폴아민을 투여하지 않은 대조군과 스코폴아민(1 ㎎/㎏)을 투여한 군, 및 EGCG 화합물(50 mg/kg) 과 스코폴아민(1 ㎎/㎏)을 투여한 군을 각각 비교하였으며, 이를 기억증진효과(sec)로 측정하여 도면 제 3도에 나타내었다. 결과를 요약하자면 대조군의 회피시간(망설임 시간)은 최대 300초 중 465.0±36.9초로 기억력이 우수한데 반해 스코폴아민 투여로 인한 기억손상유발군은 299.9±53.1초로 크게 저하된 기억력을 보였고, 여기에 EGCG 화합물과 스코폴아민을 함께 투여한 군에서는 360.5±49.8초로 스코폴아민투여로 인해 저하된 기억력을 EGCG 화합물이 회복시키는 효과를 나타내었다.

도면 제 2도와 제 3도에 의하면, EGCG 화합물의 기억증진 효과가 유의하게 증가하였음을 알 수 있다. 따라서, EGCG 화합물은 약학적으로 허용되는 담체와 함께 효과적인 기억항진 및 치매 치료제로 사용할 수 있음을 확인 할 수 있었다.

실시예 3 : EGCG 화합물을 포함한 정제의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

옥수수 전분 68㎎

락토오즈 90㎎

미세결정질 셀룰로즈 40㎎

마그네슘 스테아레이트 2㎎

통상적인 정제의 제조 방법에 따라, 상기 성분들을 제시된 함량으로 첨가하여 균일하게 혼합하고, 교반한 후, 과립화하였다. 건조후 타정기를 사용하여 1정당 유효 성분 EGCG 화합물이 100㎎씩 포함되어 있는 목적하는 정제를 제조하였다.

실시예 4 : EGCG 화합물을 포함한 캅셀제의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

옥수수 전분 68㎎

락토오즈 90㎎

미세결정질 셀룰로즈 40㎎

마그네슘 스테아레이트 2㎎

통상적인 캅셀제의 제조 방법에 따라, 상기 성분들을 제시된 함량으로 첨가하여 균일하게 혼합한 후, 1 캅셀당 100㎎의 EGCG 화합물이 포함되도록 적절한 크기의 젤라틴 캅셀에 충진하여 목적하는 캅셀제를 제조하였다.

실시예 5 : EGCG 화합물을 포함한 츄잉정의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

과립당 시럽 240㎎

향료(페파민트 또는 레몬향) 2㎎

옥수수 전분 60㎎

만니톨 100㎎

마그네슘 스테아레이트 20㎎

정제수 적당량

통상적인 츄잉정의 제조 방법에 따라, 상기 성분들을 적당량의 물에 혼합하 고, 가열하면서 용해시킨 후, 냉각시키고 성형기에 넣어 목적하는 형상의 츄잉정을, 1개당 100㎎의 EGCG 화합물이 포함되도록 제조하였다.

실시예 6 : EGCG 화합물을 포함한 주사제의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

소듐 메타비설파이트 3.0㎎

메틸 파라벤 0.8㎎

프로필 파라벤 0.1㎎

주사용 정제수 적당량

통상적인 주사제의 제조 방법에 따라, 상기 성분들을 제시된 함량으로 비등수에 교반하면서 용해시킨 후, 냉각시켜 2㎖ 용량의 멸균 바이알에 충진하고, 적당량의 주사용 정제수를 2㎖가 되도록 보충하여 바이알 1개당 100㎎의 EGCG 화합물을 포함하는 목적하는 주사제를 제조하였다.

실시예 7 : EGCG 화합물을 포함한 캔디의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

과립당 시럽 640㎎

향료(페파민트 또는 레몬향) 2㎎

물엿 230㎎

50% 타르타르산 20㎎

정제수 적당량

과립당 시럽을 소량의 물에 완전히 용해하면서 110℃까지 가열한 후, EGCG 화합물을 용해한 나머지의 물과 물엿을 첨가하여, 145℃까지 온도를 올렸다. 불을 끄고, 향료와 타르타르산을 첨가하여 혼합하고, 75∼80℃로 냉각시킨 후, 성형 롤러로 성형하여 EGCG 화합물 함유 캔디를 제조하였다.

실시예 8 : EGCG 화합물을 포함한 음료의 제조

성분 함량

EGCG 화합물 100㎎

농축 과즙 2g

슈크로즈 12g

시트르산 나트륨 100㎎

향료 70㎎

물 적당량

통상적인 음료의 제조 방법에 따라, 상기 성분들을 제시된 함량으로 적당량의 물에 혼합하고, 가열하여 용해시킨 후, 냉각시키고 용기에 충전하여 200㎖ 용량의 음료 1병당 100㎎의 EGCG 화합물을 포함하는 음료를 제조하였다.

본 발명에 따른 (-)에피갈로카테킨 갈레이트(EGCG) 화합물은 아세틸콜린에스터라제의 활성을 억제할 수 있는 효과적인 아세틸콜린 분해 효소 저해제로서, 이를 유효 성분으로 포함하는 약학적 제제의 형태로 하여, 알츠하이머씨병을 비롯한 노 인성 치매, 중증 근무력증, 위장관 및 방광평활근의 무력증 및 녹내장과 같이 체내 아세틸콜린의 농도 감소에 따라 발생하는 각종 질환을 치료 및 예방하는데 효과적으로 사용할 수 있다.

특히 EGCG 화합물은 녹차로부터 추출된 천연 활성 물질로서 생체 안전성이 뛰어나므로, 종래의 아세틸콜린에스터라제 저해제들에 비해 독성으로 인한 간 장애, 복통이나 설사 등의 위장 장애, 근육통과 같은 부작용없이 관련 질환을 앓고 있는 환자에게 안심하고 투여할 수 있는 잇점이 있다.

또한 본 발명의 EGCG 화합물은 각종 식품 및 사료에 첨가하거나, 식품 보조제로 사용함으로써, 신경 전달 체계의 작용 향상에 따른 기억력 촉진 또는 정신 집중, 치매 방지 등의 효과를 얻을 수 있다.

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2. 유효 성분으로서 (-)에페갈로카테킨 갈레이트(EGCG) 화합물과 함께, 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 중증 무력증, 위장관과 방광평활근 무력증 및 녹내장 질환의 치료 또는 예방용 약학적 제제.
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