KR100544711B1 - 항암효능을 갖는 비타민 ｋ3 및 퀘르세틴을 포함하는 식품 - Google Patents

항암효능을 갖는 비타민 ｋ3 및 퀘르세틴을 포함하는 식품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 항암효능을 갖는 비타민 K₃ 및 퀘르세틴을 포함하는 식품에 관한 것이다. 특히 본 발명은 비타민 K3 및, 비타민 K3의 암 치료 효과를 현저히 증가시키고 동시에 세포 신호전달이 억제되는 부작용을 방지하는 효과를 갖는 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 및 이의 용도에 관한 것이다.
비타민 K₃, 퀘르세틴, 항암, 세포간 신호전달

Description

항암효능을 갖는 비타민 Ｋ3 및 퀘르세틴을 포함하는 식품{FOOD COMPOSITION CONTAINING VITAMIN K.sub.3 AND QUERCETIN HAVING ANTI-CANCER EFFICACY}
도 1은 암세포 SK-Hep-1에 비타민 K3, 퀘르세틴 및 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물 각각을 처리하였을 때의 세포 사멸효과를 확인한 것이다.
도 2a 내지 2d는 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 억제여부를 확인한 사진으로, a는 양성대조군이고, b는 음성대조군이고, c는 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 5 μM을 처리한 군이고, d는 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 15 μM을 처리한 군이다.
도 3은 퀘르세틴 처리에 따른 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 회복 결과를 나타낸 그래프이다.
[발명이 속하는 기술분야]
본 발명은 항암효능을 갖는 비타민 K3 및 퀘르세틴을 포함하는 식품에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비타민 K3 및, 비타민 K3의 암 치료 효과를 현저히 증가시키고 동시에 세포 신호전달이 억제되는 부작용을 방지하는 효과를 갖는 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 식품에 관한 것이다.
[종래기술]
최근들어 현대인의 생활환경 개선과 식생활 변화에 따른 각종 성인병 질환이 급증하고 있으며, 과다 영양섭취 또는 불균형적인 식생활로 인하여 암, 동맥경화, 뇌졸중, 당뇨병, 고혈압 등의 만성적인 성인병 질환이 크게 증가되고 있는 추세이다. 특히 암은 과거부터 지금까지 주요 사망 원인으로 집계되고 있다.
암을 치료하는 방법으로 약물 요법, 수술 요법 및 방사선 요법 등이 주로 시술되고 있으며, 그 외에도 다양한 방법들이 시도되고 있다. 그러나 약물 요법은 항암제를 병소에 적정량 집적시키기 위해 약물을 다량 투여하게 되므로써 부작용이 불가피하게 발생되고 있다. 일예로, 암에 효과적인 것으로 입증된 홀뮴(Holmium)을 키토산과 복합체(Milican, 동화약품주식회사)로 사용하였을 때 항암효과가 매우 증가되는 것으로 확인되었으나, 반면에 심각한 수준의 부작용을 야기하는 것으로 밝혀졌다(Watterson. J. D. et al., J. Urol. 168:442-445, 2002; Peh, O. H. et al., Ann. Acad . Med . Singapore 30:563-567, 2001).
또한, 간극결합(Gap junction) 채널을 통한 세포간 신호전달의 억제가, 암 발생의 중요한 생화학적 지표로 인정되면서, 이러한 과정을 유도하는 물질은 암의 촉진 및 진행을 유도하는 물질로 인정하고 있다(Eghbali B. et al., Proc . Natl . Acad. Sci . 87:1328-1331, 1990; Ara C et al., Cell Mol Life Sci . 59(10):1758-65, 2002; Evert M et al., Carcinogenesis 23(5):697-703, 2002; Muramatsu A et al., Carcinogenesis 23(2):351-8, 2002).
고형암, 위암, 유방암, 난소암, 간암을 포함한 여러 암의 치료에 이용되고 있는 퀴논계 화합물(Nutter LM et al., Biochem Pharmacol ., 41(9):1283-92, 1991)중의 하나인 비타민K3(2-methyl-1,4-naphthoquinone)는 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달을 오히려 억제시키는 부작용이 있는 것으로 보고되어 있다(Lars-Oliver Klotz et al., Cancer research, 62:4922-28, 2002). 따라서, 이러한 세포간 신호전달 억제효과를 보완할 수 있는 물질을 개발하므로써 항암제의 부작용을 낮추고 항암활성을 보다 증진시킬 수 있는 물질을 찾는 것이 필요하다.
따라서, 본 발명은 비타민K3의 항암활성을 현저히 증가시키며 동시에 비타민K3 에 의해 유발되는 세포간 신호전달 억제 부작용을 방지할 수 있는 식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 항암효능을 갖는 비타민 K3 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 식품을 제공한다.
이하 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명자들은 인체 안전성이 확보된 항암제에 대하여 연구하던 중, 퀘르세 틴이 비타민 K3의 암 세포 사멸 효과를 현저히 증가시키며 동시에 비타민 K3의 부작용인 간극결합을 통한 세포간 신호전달 억제를 방지하므로써 암의 진행을 저해하는 효과가 있음을 확인하고, 이를 토대로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 항암효능을 갖는 비타민 K3 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 식품에 관한 것이다. 비타민 K3와 퀘르세틴 각각은 시판되고 있는 화합물을 구입하거나, 공지의 방법으로 제조 또는 추출하므로써 용이하게 구입가능한 것이다.
본 발명의 항암 조성물내 포함되는 비타민 K3 및 퀘르세틴의 비율은, 항암 조성물의 사용방법, 복용자의 상태, 질환의 종류 및 질환의 중증정도에 따라 바람직하게 조절하는 것이 좋다. 예컨대 비타민 K3 및 퀘르세틴의 비율은 10:1 내지 1: 10 중량비일 수 있는데, 이는 치료 목적과 예방 목적 등에 따라 조절되는 것이 바람직하므로 상기에 한정되는 것은 아니다. 그러나 상기 비율범위를 벗어나는 경우 항암효과가 다소 미비해 질 수도 있으며, 치료를 목적으로 하는 경우 비타민 K3 의 함량이 퀘르세틴에 비하여 많은 것이 좋으며, 예방을 목적으로 하는 경우 퀘르세틴의 함량이 많은 것이 좋다.
본 발명의 약제 조성물은, 유효성분 이외에 약제학적으로 허용가능한 담체, 희석제 또는 부형제를 더욱 포함할 수 있으며, 이때 유효성분의 함량은 전체 조성물에 0.001 내지 99 중량%인 것이 좋다. 사용가능한 담체, 부형제 또는 희석제로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티 톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유가 있으며, 이들은 1종이상 사용될 수 있다. 또한 항암 조성물이 약제인 경우 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 등을 더욱 포함할 수 있다.
또한 본 발명의 비타민 K3 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물은, 약제, 식품, 식품첨가제, 음료, 또는 음료첨가제 등으로 사용될 수 있다. 약제로 사용되는 경우 항암제일 수 있으며, 그 외 식품, 식품첨가제, 음료 또는 음료첨가제로 사용되는 경우, 각종 식품류, 육류, 음료수, 초콜렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료, 비타민 복합제, 주류 및 그 밖의 건강보조식품류일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 항암 조성물은 최종 제조된 약제, 식품 또는 음료에 0.001 내지 50 중량%으로 포함될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
항암 조성물의 제형은 사용방법에 따라 바람직한 형태일 수 있으며, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화하는 것이 좋다. 구체적인 제형의 예로는 경고제(PLASTERS), 과립제(GRANULES) 로션제(LPTIONS), 리니멘트제(LINIMENTS), 리모나데제(LEMONADES), 방향수제(AROMATIC WATERS), 산제(POWDERS), 시럽제 (SYRUPS), 안연고제(OPHTALMIC OINTMENTS), 액제(LIQUIDS AND SOLUTIONS), 에어로솔제(AEROSOLS), 엑스제(EXTRACTS), 엘릭실제(ELIXIRS), 연고제(OINTMENTS), 유동엑스제(FLUIDEXTRACTS), 유제(EMULSIONS), 현탁제(SUSPESIONS), 전제(DECOCTIONS), 침제(INFUSIONS), 점안제(OPHTHALMIC SOLUTIONS), 정제(TABLETS), 좌제(SUPPOSITIORIES), 주사제(INJECTIONS), 주정제(SPIRITS), 카타플라스마제(CATAPLSMA), 캅셀제(CAPSULES), 크림제(CREAMS), 트로키제(TROCHES), 틴크제(TINCTURES), 파스타제(PASTES), 환제(PILLS), 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀 등이 있다.
본 발명에 따른 항암 조성물의 투여량은, 투여방법, 복용자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등을 고려하여 결정하는 것이 좋다. 일예로, 본 발명의 항암 조성물은 유효성분을 기준으로 하였을 때 1일 0.1 내지 100 ㎎/㎏(체중)으로 1회 이상 투여가능하다. 그러나, 상기한 투여량은 예시하기 위한 일예에 불과하며 상기 범위에 한정되진 않는다.
본 발명에 따른 비타민 K3 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물은 비타민 K3 단독 사용에 비하여 암세포 사멸효과가 우수하며, 또한 비타민 K3에 의해 초래되는 간극결합을 통한 세포 신호전달 억제 부작용을 현저히 개선시킨다. 따라서, 본 발명의 항암 조성물은 암 발생 초기단계에서 암의 진행 및 전이를 예방 및 치료하기 위한 용도로, 특히 비타민 K3가 적용되는 암 질환, 예컨대 고형암, 위암, 유방암, 난소암 및 간암을 비롯한 다양한 암에 적용가능하다.
이하 본 발명의 실시예를 기재한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
하기 실시예에서 고체와 고체 혼합물, 액체와 액체, 및 액체와 고체에 대한 백분율은 각각 중량/중량, 부피/부피 및 중량/부피에 기초한 것이며 특별한 언급이 없는 한 모든 반응은 실온에서 수행하였다.
실시예 1: 비타민 K 3 및 퀘르세틴을 포함하는 항암제의 암세포 증식억제 효능 검증
비타민 K3 및 퀘르세틴을 포함하는 항암제(이하 "비타민 K3/퀘르세틴 혼합물"로 기재한다.)의 암 세포 증식 억제 효능을 MTT 분석법(J. A. Radosevich et al., Virchows Arch. B. Cell Pathol . Incl , Mol . Pathol. 63:345-350, 1993)으로 확인하였다.
인간 암 세포주인 SK-Hep-1 세포(한국세포주은행)를 10 % FBS(fetal bovine serum), 페니실린 100 IU/㎖ 및 스트렙토마이신 100 ㎍/㎖이 첨가된 DMEM(Dulbecco's modified Eagle medium) 배지상에서, 5 % CO2, 37 ℃ 배양기(Forma Scientific Co., Marjetta, OH, USA)에서 배양하였다. 세포 배양에 사용한 배지 조성물들은 모두 GIBCO BRL (Grand Island, NY, USA)사 제품을 사용하였다.
비타민 K3/퀘르세틴 혼합물의 첨가에 의한 암세포주의 생장 억제 효과를 조사하기 위하여, 상기에서 배양된 암세포 SK-Hep-1을 96웰 플레이트에 1 x 104 개/웰 의 농도로 분주하고, 비타민 K3(Sigma Aldrich 사), 퀘르세틴(Sigma Aldrich 사) 및 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물 각각을 농도별로 첨가한 다음 68시간 배양하였다. 이후 각 웰에 MTT 시약(Sigma Aldrich 사)을 20 ㎕/웰씩 첨가하여 4시간 배양하였고, 상층액을 모두 제거하고 잔존한 세포만을 남겨두었다. 남아 있는 염색된 세포를 DMSO(Dimethyl sulfuroxide) 200 ㎕로 용해시킨 후 570 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 본 실험은 3회 반복하여 수행하였다.
퀘르세틴의 세포독성과 비타민 K3 첨가에 의한 세포독성 변화
퀘르세틴의 농도 (μM) 세포독성 (%)
- 비타민 K3 5 μM 첨가
0 0 20.38 ± 2.10
3 2.59 ± 4.00 23.75 ± 4.68
15 3.60 ± 0.86 30.88 ± 5.81
30 4.08 ± 8.57 75.21 ± 3.43
도 1은 암세포 SK-Hep-1에 비타민 K3, 퀘르세틴 및 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물 각각을 처리하였을 때의 세포독성을 확인한 것이다. 도 1에서, 비타민 K3 처리군은 5 μM의 농도에서 20.37 %의 세포 증식 억제율을 나타내었고, 퀘르세틴 처리군은 30 μM의 농도에서 2.59 %의 세포 증식 억제율을 나타내었다. 반면에, 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물 처리군에서는 75.21 %의 세포 증식 억제율을 나타내어, 각각을 처리한 경우에 비하여 매우 현저한 세포 증식 억제 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 비타민 K3와 퀘르세틴은 혼합하여 사용하는 경우 암세포 증식억제에 매우 탁월한 상승효과를 나타낸다.
실시예 2: 비타민 K 3 및 퀘르세틴의 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 기작에 미치는 영향
퀘르세틴이 비타민 K3에 의해 억제된 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달을 회복시키는 효과를 갖는지 확인하기 위하여, SL/DT법(Scrape Loading/Dye Transfer assay; Upham B. L. et al., Carcinogenesis, 18:37-42, 1997)으로 실험을 수행하였다.
WB-F344 세포(입수처: 미국 미시건대학교)를 10 % FBS, 페니실린 100 IU/㎖ 및 스트렙토마이신 100 ㎍/㎖이 첨가된 DMEM 배지를 사용하고 5 % CO2, 37 ℃ 배양기(Forma Scientific Co., Marjetta, OH, USA)에서 배양하였다. 세포 배양에 사용한 배지 조성물들은 모두 GIBCO BRL(Grand Island, NY, USA)사 제품을 사용하였다.
배양된 세포는 2 ㎖ 플라스틱 배양판에 ㎖ 당 1 x 104 개로 분주하여 약 48시간동안 배양하고, 배양 후 세포가 90 % 정도 차면 각 배양판에 배양된 세포에 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 5 μM, 또는 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 15 μM를 처리하였다. 양성대조군은 배양액을 처리하였고, 음성대조군은 비타민 K3 50 μM을 처리하였다. 1시간 후 루시퍼 옐로우(lucifer yellow)로 염색한 후, 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 정도를 공초점 현미경(BioRad, Hercules, CA, USA)으로 관찰하였다.
도 2a 내지 2d는 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 억제여부를 확인한 사진으로, a는 양성대조군이고, b는 음성대조군이고, c는 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 5 μM을 처리한 군이고, d는 비타민 K3 50 μM + 퀘르세틴 15 μM을 처리한 군이다.
도 2에 확인된 바와 같이, 비타민 K3를 단독으로 세포에 처리하는 경우 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달이 급격히 억제되나 여기에 퀘르세틴을 함께 처리하는 경우 신호전달 억제가 저해되었다.
또한 비타민 K3에 의해 유발된 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 억제의 회복정도를 보다 명확하게 확인하기 위하여, 세포간 신호전달이 이루어진 세포 수를 측정하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3은 퀘르세틴 처리에 따른 간극결합 채널을 통한 세포간 신호전달 회복 결과를 나타낸 그래프이다. 도 3에서 비타민 K3 처리시 억제되었던 세포간 신호전달이 퀘르세틴 처리로 인하여 약 101 내지 104 % 수준으로 회복됨을 확인할 수 있었다.
따라서, 퀘르세틴의 첨가는 비타민 K3의 부작용인 간극결합간을 통한 세포간 신호전달 억제를 방지한다.
실시예 3: 항암제 제조
3-1. 산제
비타민 K3/퀘르세틴(5:2 중량비율)의 혼합물 2 g에 유당 1 g을 혼합하고, 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
3-2. 정제
비타민 K3/퀘르세틴(5:2 중량비율) 혼합물 100 ㎎, 옥수수전분 100 ㎎, 유당 100 ㎎ 및 스테아린산 마그네슘 2 ㎎을 혼합한 후 통상의 정제 제조방법에 따라 타정하여 정제를 제조하였다.
3-3. 캡슐제
비타민 K3/퀘르세틴(5:2 중량비율) 혼합물 100 ㎎, 옥수수전분 100 ㎎, 유당 100 ㎎ 및 스테아린산 마그네슘 2 ㎎을 혼합한 후 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.
3-4. 주사제
비타민 K3/퀘르세틴(5:2 중량비율) 혼합물 100 ㎎에 주사용 증류수 적량을 가하여 용해시키고, pH를 약 7.5로 조절한 다음 2 ㎖ 용량의 앰플에 충진 및 멸균시하여 주사제를 제조하였다.
실시예 4: 기능성 식품 제조
4-1. 선식
현미, 보리, 찹쌀, 율무를 공지의 방법으로 알파화시켜 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60메쉬의 분말로 준비하였다. 검정콩, 검정깨 및 들깨 각각을 공지의 방법으로 쪄서 건조시킨 후 배전 및 분쇄하여 입도 60 메쉬의 분말로 준비하였다.
이후, 현미 30 중량%, 율무 15 중량%, 보리 20 중량%, 찹쌀 9 중량%, 들깨 7 중량%, 검정콩 8 중량%, 검정깨 7 중량%, 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 3 중량%, 영지 0.5 중량% 및 지황 0.5중량%을 혼합하여 선식을 제조하엿다.
4-2. 츄잉껌
껌 베이스 20 중량%, 설탕 76.9 중량%, 향료 1 중량%, 물 2 중량% 및 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 0.1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 츄잉껌을 제조하였다.
4-3. 캔디
설탕 60 중량%, 물엿 39.8 중량%, 향료 0.1 중량% 및 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 0.1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 캔디를 제조하였다.
4-4. 비스켓
박력 1급 25.59 중량%, 중력 1급 22.22 중량%, 정백당 4.80 중량%, 식염 0.73 중량%, 포도당 0.78 중량%, 팜쇼트닝 11.78 중량%, 암모니움 1.54 중량%, 중조 0.17 중량%, 중아황산나트륨 0.16 중량%, 쌀가루 1.45 중량%, 비타민 B₁0.0001 중량%, 비타민 B₂0.0001 중량%, 밀크향 0.04 중량%, 물 20.6998 중량%, 전지분유 1.16 중량%, 대용분유 0.29 중량%, 제일인산칼슘 0.03 중량%, 살포염 0.29 중량% 및 분무유 7.27 중량%와 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 비스켓을 제조하였다.
4-5. 건강음료
꿀 0.26 중량%, 치옥토산아미드 0.0002 중량%, 니코틴산아미드 0.0004 중량%, 염산리보플라빈나트륨 0.0001 중량%, 염산피리독신 0.0001 중량%, 이노시톨 0.001 중량%, 오르트산 0.002 중량%, 물 98.7362 중량% 및 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 건강 음료를 제조하였다.
4-6. 소세지
돈육 65.18 중량%, 계육 25 중량%, 전분 3.5 중량%, 대두단백 1.7 중량%, 식염 1.62 중량%, 포도당 0.5 중량% 및 글리세린 1.5 중량%와 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 소세지를 제조하였다.
4-7. 건강보조식품
스피루리나 55 중량%, 구아검효소 분해물 10 중량%, 비타민 B₁염산염 0.01중량%, 비타민 B6 염산염 0.01 중량%, DL-메티오닌 0.23 중량%, 스테아린산 마그네슘 0.7 중량%, 유당 22.2 중량% 및 옥수수전분 1.85 중량%와 비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율) 혼합물 10 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 정제형 건강보조식품을 제조하였다.
4-8. 주류
비타민 K3/퀘르세틴(2:7 중량비율)의 혼합물 0.5 %를 소주, 맥주, 양주 또는 과실주와 혼합하여 에멀전 상태로 만든 후, 진공상태에서 7,000 rpm으로 15분간 원심분리하거나 고속믹서기로 9,000 rpm에서 혼합하여 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물이 함유된 주류를 제조하였다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 비타민 K3/퀘르세틴 혼합물은 비타민 K3 단독 사용에 비하여 현저한 암 세포의 증식 억제효과를 가지며, 비타민 K3의 부작용으로 인한 간극결합을 통한 세포간 신호전달의 억제를 효과적으로 방지한다.

Claims (5)

  1. 항암효능을 갖는 비타민 K3 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 비타민 K3 및 퀘르세틴은 10:1 내지 1:10 중량비율로 포함되는 식품 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 고형암, 위암, 유방암, 난소암 또는 간암에 적용되는 것인 식품 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 조성물 내 유효성분의 함량은 0.1 내지 50 중량%인 것인 식품 조성물.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 조성물을 포함하는 식품, 식품첨가제, 음료 또는 음료첨가제.
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