KR100552425B1 - 허수테논을 포함하는 간암 억제용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 허수테논(hirsutenone)을 포함하는 간암 억제용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 조성물은 매트릭스 메탈로프로티나아제 (Matrix metalloproteinase : MMP)의 활성을 저해함으로써 간암의 진행과 전이를 억제하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 이러한 목적을 갖는 약제, 가공 식품, 기능성 식품, 음료 및 주류의 제조에도 이용될 수 있다.
Description
도 1은 물오리나무로부터 오레고닌을 분리하는 공정을 나타낸 모식도이고,
도 2는 인간 간암세포주 (human hepatoma cell line) SK-Hep-1에 대한 허수테논의 세포독성을 측정한 결과이고,
도 3A 내지 3C는 허수테논이 SK-Hep-1 세포에서 매트릭스 메탈로프로티나아제(MMP)의 활성을 저해하는 효능을 측정한 결과이다.
본 발명은 간세포에 대한 독성 없이 MMP의 활성을 저해함으로써 간암의 진행과 전이를 효과적으로 억제할 수 있는 허수테논(hirsutenone)을 유효성분으로 하는 간암 억제제에 관한 것이다.
최근 우리나라의 경제 수준이 높아짐에 따라 생활환경이 개선되고 식생활이 풍요로워짐에 따라 서구적인 식생활이 많이 보급되고 있다. 이러한 결과로 과다한 영양의 섭취나 불균형적인 식생활 등이 원인인 것으로 추정되는 암, 동맥경화, 뇌졸중, 당뇨병, 고혈압 등의 만성적인 성인병 질환이 크게 늘고 있다.
지금까지 암을 치료하기 위해 많은 방법들이 시도되고 있으며, 암 치료법은 약물 요법, 수술 요법, 방사선 요법 등으로 대별할 수 있다. 약물 치료시 항암제를 경구 또는 정맥 투여할 경우 약물이 일단 혈류를 통해 전신에 퍼졌다가 병소에 도달하게 되므로 병소에는 미량만이 집적된다. 따라서, 병소에 적정량을 집적시키기 위해서는 다량의 약물을 투여해야 하고 이로 인한 부작용이 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한, 대체로 효과가 좋은 암 억제제가 통증이나 발열 등의 부작용이 더 크다는 문제점이 있다. 특히, 방사선 요법의 경우 그 안전성에 더욱 문제가 되고 있다. 예를 들어, 간암에 효과적이라는 홀뮴 (Holmium)과 같은 물질은 키토산과 복합체 (Milican, 동화약품주식회사)를 만들어 그 효과가 입증된 바 있으나 그 부작용 또한 심각하여 여전히 문제가 제기되고 있다 (Watterson. J. D. et al., J. Urol. 168:442-445, 2002; Peh, O. H. et al., Ann. Acad. Med. Singapore 30:563-567, 2001).
특히 최근에는 암 억제제를 찾는데 있어서, 비가역적이고 짧은 시간에 발생하는 암의 개시단계에서 이를 저해하는 전략보다는 현실적이고 실질적인 암 예방제로서 장기간에 걸쳐 일어나는 암의 진행단계에 저해 효과를 갖는 물질이나 식품들을 찾는 연구가 집중되고 있다 (강진석 외, 화학적 암예방 고려의학, 2000; Surh, Y. J., Mutat. Res. 428:305-327, 1999; Sporn, M. B., Lancet. 347:1377-1381, 1996).
매트릭스 메탈로프로티나아제 (matrix metalloproteinase, MMP)는 암의 이동과 전이에 중요하게 관여하는 효소로서, 세포외 기질을 용해시키는 대표적인 효소이다. 현재까지 여러 종류의 암종에서 MMP 발현이 증가되어 있고, 젤라티나아제 A (MMP-2, 72 kD)와 젤라티나아제 B (MMP-9, 92 kD)가 암의 전이와 가장 직접적인 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 특히, 간암의 전이에 있어서 MMP-2와 MMP-9이 중요한 역할을 하는 것으로 보고되었으며, MMPs를 억제시키는 물질은 최근 새로운 암 억제제로서 각광 받고 있다 (Kleiner DE et al., Analytical Biochemistry 218;325-9, 1994; Stetler-Stevenson WG et al., Invasion Metastasis 14;41-8, 1994; Lin LI et al., Oncology 55(4);349-53, 1998; Ming-Chung J et al., Biochemical and Biophysical Research Communication 282;671-7, 2001; Lisa M et al., Science 295;2387-92, 2002; Francesca T et al., The FASEB Journal 16, 2002).
하기 화학식 1로 표기되는 허수테논은 아직까지 약리작용에 관해서는 보고된 바가 거의 없으며, 특히, 간암 억제효능에 관한 연구결과는 보고된바가 없다.
본 발명자들은 인체 안전성이 확보된 천연 식품 또는 식물 유래의 간암 억제 제를 검색하던 중, 물오리나무로부터 분리한 오레고닌(oregonin)을 산가수분해하여 얻은 허수테논이 간암의 전이에 중요한 역할을 하는 MMP의 활성을 억제하여 간암의 진행 및 전이를 억제하는 효능을 갖는다는 것을 발견함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 허수테논을 유효성분으로 하는 간암 억제제를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 허수테논을 유효성분으로 하는 간암의 억제 효능을 갖는 식품을 제공하는 것이다.
상기 목적에 따라, 본 발명에서는 활성성분으로서 유효량의 허수테논을 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 포함하는, MMP의 활성을 저해함으로써 간암의 진행 및 전이를 억제할 수 있는 약학 조성물 및 식품을 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 사용되는 허수테논은, 물오리나무 또는 이의 건조물을 용매 추출하여 얻어진 추출물로부터 분리하거나, 화학적으로 합성함으로써 제조할 수 있다.
구체적으로는, 도 1에 나타낸 바와 같은 공정에 따라 물오리나무로부터 오레 고닌을 얻는다. 이를 구체적으로 설명하면, 물오리나무 수피의 신선한 재료를 아세톤 수용액, 예를 들어 80 % 아세톤 수용액으로 실온에서 3회 추출하여 여과한다. 그 추출액을 감압 농축하고 물에 현탁하여 여과한 후 세파덱스(Sephadex) LH-20 (H2O →MeOH 그래디언트 시스템) 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 용출액에 포함된 메탄올의 농도에 따라 4개의 분획 (Fr.1, Fr.2, Fr.3 및 Fr.4)으로 나눈다. 20 % 내지 40 % 농도의 메탄올 구간에서 얻어진 Fr.2에 대하여 MCI-젤 CHP 20P 컬럼 크로마토그래피 (H2O →MeOH, 그래디언트 시스템) 및 저압 액체 컬럼 크로마토그래피(컬럼: YMC ODC-gel, 10 % MeOH →50 % MeOH, 그래디언트 시스템)를 반복 실시하여, 화학식 2의 오레고닌 (1.2g)을 얻는다.
상기와 같이 얻은 오레고닌으로부터 당을 제거하여 허수테논을 얻기 위하여, 오레고닌을 H2SO4 또는 H2SO4 + 디옥산 용액에서 80 내지 90℃로 1시간 가열하여 산가수분해시킨 후, 에틸아세테이트로 추출하여 허수테논을 얻는다. 얻어진 물질이 허수테논임을 얇은 층 크로마토그래피 및 질량분석을 통해 확인할 수 있다.
본 발명의 허수테논은 MMP의 활성을 억제함으로써 간암의 진행 및 전이를 억제하는데 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 허수테논은 통상적인 방법에 따라 약제학적으로 허용되는 적절한 담체 또는 부형제와 혼합하거나 희석제로 희석하여 상기한 기능을 갖는 약학 조성물을 제조할 수 있다. 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자이리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 상기 약학 조성물은 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 잘 알려진 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 정제, 알약, 분말, 새세이 (sachet), 엘릭서 (elixir), 현탁액, 에멀젼, 용액, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말 등의 형태일 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 본 발명의 허수테논의 통상적인 1일 투여량은 0.1 내지 100 ㎎/㎏ 체중, 바람직하게는 1 내지 10 ㎎/㎏ 체중의 범위이고, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 활성 성분의 실제 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별 및 체중, 및 질환의 중증도 등의 여러 관련 인자에 비추어 결정되어야 하는 것으로 이해되어야 하며, 따라서, 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서는 유효량의 허수테논을 포함하는, MMP의 활성을 억제함으로써 간암의 진행 및 전이를 억제할 수 있는 기능성 식품 또는 음료 조성물을 제공한다. 상기 효과를 나타내기 위하여 본 발명의 허수테논을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들면 각종 식품류, 육류, 음료수, 초콜렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라 면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료, 비타민 복합제, 주류 및 그 밖의 건강보조식품류 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 허수테논은 식품 제조시 원료 물질에 첨가하거나 조리된 식품에 적절히 혼합하여 상기한 건강 증진용 식품 또는 음료를 제조할 수 있으며, 이 경우 최종적으로 제조된 식품 또는 음료 중에 허수테논의 함량은 0.01 내지 50 중량% 범위이다.
이하에서 허수테논의 간암 억제 효능을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
또한, 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 : 물오리나무로부터 매트릭스 메탈로프로티나아제의 활성을 저해하여 간암 예방 및 치료 효능을 갖는 허수테논의 제조
본 실험에서 청계산에서 야생하는 것을 채집하여 식물학적 검정을 거친 물오리나무로부터 오레고닌을 얻는 방법의 전체 공정은 도 1에 나타낸 것과 같다. 이를 자세히 설명하면, 물오리나무 수피의 신선한 재료 2.5 kg을 절단한 후 80 % 아세톤 수용액으로 3회 추출하여 여과하였다. 그 추출액을 감압 농축한 후 물에 현 탁하여 여과한 후 세파덱스(Sephadex) LH-20 (H2O →MeOH 그래디언트 시스템) 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 4개의 분획 (Fr.1, Fr.2, Fr.3 및 Fr.4)으로 나누었다. Fr.1은 100 % 물-20 % MeOH 구간, Fr.2는 20 % MeOH-40 % MeOH 구간, Fr.3은 40 % MeOH-70 % MeOH 구간, Fr.4는 70 % MeOH-100 % MeOH 구간에서 각각 용출되었다. Fr.2에 대하여 MCI-젤 CHP 20P 컬럼 크로마토그래피 (H2O →MeOH, 그래디언트 시스템) 및 저압 액체 컬럼 크로마토그래피(컬럼:YMC ODC-gel, 10 % MeOH →50 % MeOH, 그래디언트 시스템)를 반복 실시하여, 하기 화학식 2의 오레고닌 (1.2g)을 얻었다.
상기 식에서, R은 자일로즈(xylose)이다.
상기와 같이 얻어진 오레고닌으로부터 당을 제거하여 허수테논을 얻기 위하여 다음과 같이 산가수분해를 수행하였다. 우선, 오레고닌을 2 N H2SO4 또는 2 N H2SO4 + 60 % 디옥산 중에서 90℃로 1시간 가열하여 산가수분해시킨 후, 에틸아세테이트로 추출하여 화학식 1과 같은 허수테논을 얻었다. 얻어진 물질이 허수테논임을 얇은 층 크로마토그래피 및 질량분석을 통해 확인하였다.
화학식 1
실시예 2 : 허수테논의 세포 독성 실험
허수테논의 세포독성을 측정하기 위하여, MTT 분석법 (J. A. Radosevich et al., Virchows Arch. B. Cell Pathol. Incl, Mol. Pathol. 63:345-350, 1993)을 실시하였다.
인간 간암세포주인 SK-Hep-1 세포 (한국세포주은행)를 10 % FBS, 페니실린 (penicillin) 100 IU/㎖ 및 스트렙토마이신 (streptomycin) 100 ㎍/㎖이 첨가된 DMEM 배지를 이용하여 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.
허수테논의 첨가에 의한 암세포주의 생장 억제 효과를 조사하기 위하여, 상기에서 배양된 간암세포 SK-Hep-1을 96웰 플레이트 (well plate)에 1 ×104 개/웰의 농도로 분주하고, 허수테논을 다양한 농도로 첨가한 후 72시간 동안 배양하였다. 72시간이 되기 4시간 전에 각 웰에 MTT 시약 (Sigma Aldrich 사)을 20 ㎕/웰씩 첨가하여 배양하였다. 배양 후 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.
도 2 및 표 1은 허수테논의 세포 독성을 측정한 결과이다.
처리 농도(μM) | 세포 독성 (%) |
0 | 0 |
6.25 | -1.403 |
12.5 | 0.013 |
25 | 4.260 |
50 | 11.546 |
도 2 및 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 허수테논은 50 μM 이하의 농도에서는 세포독성을 거의 나타내지 않았다.
실시예 3 : 허수테논의 MMP 활성 억제 효과
인간 간암세포인 SK-Hep-1 세포를 24시간 동안 배양한 후, PBS로 씻어내고, 무혈청 배지 (serum-free media)로 2시간 배양한 후, 허수테논을 농도별로 처리하고 48시간 동안 더 배양하였다. 상층액을 모아서 원심분리 (vision, DN-5500)하여 정량 (Beckman, DU650)한 후 동량의 총 단백질을 0.1% 젤라틴이 포함된 10% SDS-PAGE 겔에 전기영동하였다. 전기영동이 끝난 후 겔을 2.5% 트리톤 X-100으로 세 번 세척하였다. 상기 겔을 40 mM Tris, 200 mM NaCl 및 10 mM CaCl2 혼합용액에 넣고 37℃에서 18시간 동안 처리한 후, 0.1% 쿠마시 블루 (Coomassie brilliant blue)로 염색하였다. 이때, 전체적인 배경은 푸른색으로 염색되고 젤라틴이 분해된 부분은 흰색 밴드로 나타나게 된다.
도 3A는 허수테논의 MMP 억제 효과를 나타낸 것으로, 레인 1은 무처리 대조군을; 레인 2는 허수테논 25 μM 처리군을; 레인 3은 허수테논 50 μM 처리군을; 첫 번째 밴드는 MMP-9의 활성을, 두 번째 밴드는 MMP-2의 활성을 나타내는 것이다.
또한, 허수테논의 MMP-9 및 MMP-2 억제 활성을 NIH 이미지 분석 프로그램(입수처:NIH homepage, USA)를 이용하여 측정하여 각각 도 3B 및 3C에 나타내었다.
도 3A, 3B 및 3C에서 보듯이, 허수테논은 모두 25 μM 이상의 농도에서 MMP-2와 MMP-9에 대해 저해활성을 나타내는 것을 확인하였다. 특히, 허수테논 25 μM에서 MMP-9의 활성을 30%, MMP-2의 활성을 67% 저해하는 것을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 허수테논은 세포독성을 나타내지 않는 농도에서 MMP의 활성을 제해함으로써 효과적으로 간암의 진행과 전이를 억제함을 확인하였다.
본 발명의 허수테논은 단독 또는 약제학적으로 사용되는 부형제들과 함께 약제학적으로 통상으로 사용되는 방법에 따라 산제, 정제, 캡슐제, 주사제, 액제 등과 같은 제제형태로 제제화하여 사용될 수 있다.
하기에 제제 실시예를 예시한다.
<제조예 1> 산제
허수테논 2 g
유당 1 g
상기의 성분을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
<제조예 2> 정제
허수테논 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후 통상의 정제 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.
<제조예 3> 캡슐제
허수테논 100 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유 당 100 ㎎
스테아린산 마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후 통상의 캡슐제 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조하였다.
<제조예 4> 주사제
허수테논 100 ㎎
주사용 증류수 적량
pH 조절제 적량
통상의 주사제 제조방법에 따라 활성성분을 주사용 증류수에 용해하고 pH를 약 7.5로 조절한 다음 전체를 주사용 증류수로 2 ㎖ 용량의 앰플에 충진하고 멸균시켜서 주사제를 제조하였다.
또한 하기와 같은 방법으로 건강 식품과 주류를 제조하였다.
<제조예 5> 선식
현미, 보리, 찹쌀, 율무를 공지의 방법으로 알파화시켜 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60메쉬의 분말로 만들었다. 검정콩, 검정깨, 들깨도 공지의 방법으로 쪄서 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60 메쉬의 분말로 만들었다.
상기에서 제조한 곡물류, 종실류 및 허수테논을 다음의 비율로 배합하여 과립을 만들었다.
곡물류 : 현미 30 중량%, 율무 15 중량%, 보리 20 중량%, 찹쌀 9 중량%,
종실류 : 들깨 7 중량%, 검정콩 8 중량%, 검정깨 7 중량%,
허수테논 3 중량%, 영지 0.5 중량%, 지황 0.5중량%
<제조예 6> 츄잉껌
껌 베이스 20 중량%, 설탕 76.9 중량%, 향료 1 중량% 및 물 2 중량%와 허수테논 0.1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 츄잉껌을 제조하였다.
<제조예 7> 캔디
설탕 60 중량%, 물엿 39.8 중량% 및 향료 0.1 중량%와 허수테논 0.1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 캔디를 제조하였다.
<제조예 8> 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 허수테논 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 비스켓을 제조하였다.
<제조예 9> 건강 음료
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% 및 물 98.7362 중량%와 허수테논 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 건강 음료를 제조하였다.
<제조예 10> 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 허수테논 1 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 소세지를 제조하였다.
<제조예 11> 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 허수테논 10 중량%를 배합하여 통상의 방법으로 정제형 건강보조식품을 제조하였다.
<제조예 12> 주류
허수테논 0.15~0.7%를 소주, 맥주, 양주 또는 과실주와 혼합하여 에멀전 상태로 만든 후 진공상태에서 15분간 원심분리기로 7,000 rpm에서 분리하거나 고속믹서기로 9,000 rpm에서 혼합하여 허수테논이 함유된 주류를 제조하였다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 허수테논은 MMP의 활성을 억제시켜 간암의 진행과 전이를 효과적으로 억제할 수 있다.
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