KR100560175B1 - 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물을 함유하는 치매 예방 및 치료용 기능성 식품 조성물 - Google Patents
세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물을 함유하는 치매 예방 및 치료용 기능성 식품 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 치매 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 따른 세사미놀 배당체 또는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 조성물은 치매의 병인과 관련이 깊은 산화적 스트레스를 억제하여 기억력 및 학습능을 증강시킴으로써 치매를 예방 또는 치료하는 효과가 있다.
세사미놀 배당체, 참깨, 치매
Description
도 1은 본 발명에 따른 참깨 추출물 및 세사미놀 배당체의 제조과정을 도시화한 것이다.
도 2는 본 발명에 따라 분리·정제한 세사미놀 배당체의 HPLC 크로마토그램을 나타낸 것이다(SMG: 세사미놀-1 배당체, SDG: 세사미놀-2 배당체, STG: 세사미놀-3 배당체).
도 3은 본 발명에 따라 분리·정제한 세사미놀 배당체의 질량 스펙트럼을 나타낸 것이다(SMG: 세사미놀-1 배당체, SDG: 세사미놀-2 배당체, STG: 세사미놀-3 배당체).
도 4는 본 발명의 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스 모델의 수동회피반응시간(step through latency)을 나타낸 그래프이다(A: 정상군, B: 노화촉진군, C: 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군).
도 5는 본 발명의 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 모델 마우스의 유영시간(step through latency)을 나타낸 그래프이다(A: 정상군, B: 노화촉진군, C: 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군).
도 6은 본 발명의 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 모델 마우스의 시행오차(error frequency)를 나타낸 그래프이다(A: 정상군, B: 노화촉진군, C: 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군).
도 7은 본 발명에 따른 베타-아밀로이드 투여군과 정상군 마우스의 수동회피반응시간을 나타낸 그래프이다.
도 8은 본 발명에 따른 베타-아밀로이드 투여군과 정상군 마우스의 유영시간(step through latency)을 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명에 따른 베타-아밀로이드 투여군과 정상군 마우스의 시행오차(error frequency)를 나타낸 그래프이다.
도 10은 본 발명의 세사미놀 배당체의 공급에 따른 마우스의 뇌 조직에서 지질 과산화물의 함량 변화를 나타낸 그래프이다(A: 무처리 군, B: PBS 투여군, C: 치매유발 대조군(베타-아밀로이드 투여), D: 0.25% 세사미놀 배당체 투여군, E: 0.5% 세사미놀 배당체 투여군).
본 발명은 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물에 관한 것이다.
최근 노인 인구의 급격한 증가로 인해 노화와 관련된 노인성 치매가 매우 심각한 사화문제로 대두되고 있다. 노인성 치매는 뇌혈관성 치매와 알츠하이머병으로 구분되고 있다. 이중 알츠하이머병의 원인으로 베타-아밀로이드 가설이 가장 널리 받아들여지고 있다. 베타-아밀로이드 가설은 뇌조직에 베타-아밀로이드가 점진적으로 축적되어 독성을 나타냄으로써 신경세포가 지속적으로 파괴되어 치매가 유발된다는 가설이다. 특히, 알츠하이머병 환자의 뇌에 축적되는 아밀로이드 프라크의 구성 물질 중 하나인 베타-아밀로이드 단백질이 이 병의 발명에 중요한 역할을 한다는 것이 알려져 있다. 또한, 상기 베타-아밀로이드 단백질이 신경세포에서 지질 과산화물과 과산화수소의 형성에 관여하며, 미세아교 세포(microglial cell)와 성상 세포(astrocytes)에서 수퍼옥사이드(superoxide) 및 싸이토카인(cytokine) 활성과 관련이 있을 것으로 보고된 바 있다. 예를 들면, 토끼의 크롬친화세포종 세포(pheochromocytoma cell)를 베타-아밀로이드 단백질에 노출시켰을 때 반응성 산소종(reactive oxygen species; ROS)의 형성이 증가된다고 보고된 바 있으며(Zhi xing Yao et al., Brain Research 889: 181-190, 2001), 실제적으로 많은 임상연구를 통해 알츠하이머 환자 뇌에서 지질 과산화물이 증가하는 것이 확인된 바 있다(Dei R et al., Acta Neuropathol (Berl), 104(2):113-22, 2002; Hajimohammadreza I et al., Neurosci Lett., 112(2-3):333-7, 1990; Marcus DL et al., Exp Neurol., 150(1):40-4 1998).
한편, 알츠하이머의 증상 중 하나인 기억력 감퇴현상은 콜린성 신경계와 밀접한 관계가 있다는 증거가 다양하게 제시되고 있다. 문헌에 의하면, 베타-아밀로이드 단백질이 뇌세포에서 아세틸콜린(acetylcholin)의 합성을 저해시키며 동시에 아세틸콜린 분해효소(acetylcholin esterase)의 농도를 증가시켜 뇌신경세포에 독성을 나타낸다고 보고된 바 있다(YT Choi, et al., Life sciences 70:603-614, 2001; Pederson WA et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA., 23;93(15), 8068-8071, 1996; Talesa V.N., Mech Ageing Dev., 122(16), 1961-1969, 2001). 또한, 알츠하이머병 환자의 뇌에서 콜린성 신경세포의 현저한 감소와 함께 콜린성 신경전달의 감소가 보고되어 왔고, 알츠하이머병 환자에게서 보이는 치매증상은 콜린성 신경계의 선택적인 퇴행변성과 관련이 있을 것이라는 것이 현재까지 일치된 의견이다.
이와 같은 병인과 관련하여 지금까지 개발된 치매의 치료 또는 개선을 위한 약제로는 반응성 산소종에 의한 뇌 세포의 파괴를 억제하는 비타민 E와 셀레질린(Selegiline)과 같은 항산화제나 타크린(Tacrine), 아리셉트(Aricept) 및 엑셀론(Exelon)과 같은 아세틸콜린 분해효소 억제제가 개발되어 있다.
그러나, 상기 약제들은 부작용이 유발될 수 있으며, 그 효능이 우수하지 못한 단점이 있다. 또한, 현재 치매와 관련된 연구가 국내·외적으로 많이 시행되고 있지만 아직까지 뚜렷한 효능을 나타내는 새로운 치료제를 개발한 사례는 없으며, 이러한 질병예방에는 섭취식품의 영향이 가장 큰 비중을 차지함에도 불구하고 식품학적 접근을 한 연구는 미흡한 실정이다.
한편, 참깨는 참깨과 참깨속 (Pedaliaceae. Sesamum)에 속하는 1 년생 초본 으로 열대에서 냉온대에 걸쳐 재배되는 세계적인 유료작물이다. 참깨의 영양학적 성분을 살펴보면 지질 51%, 단백질 20%, 당질 15% 정도 함유하고 있으며, 쌀과 소맥에 비하여 칼슘, 인, 아연, 철, 비타민 B1, B2, 불포화지방산 등이 풍부한 식품이다. 이와 더불어, 참깨에는 항산화 효과를 나타내는 세사민(sesamin) 0.1∼1.0%와 세사미놀(sesaminol)이 0.3∼0.7%가 함유되어 있다.
또한, 참깨를 적정온도로 볶음 처리하고 압착법으로 착유한 다음, 필수적으로 수반되는 부산물인 착유박에는 인체에 유효한 성분들이 다량 함유되어 있다. 참깨박에 존재하는 주요 유효성분으로는 세사민(sesamin), 세사미롤(sesamilol), 세사미놀(sesamolinol), 피노레스놀(pinoreisnol)과 같은 리그난(lignan) 성분들이 있다. 이들은 주로 포도당과 결합된 수용성 배당체의 형태로 존재하며, 그 함량은 약 1% 정도이다. 상기 리그난 배당체는 지질과산화 억제 효과를 가지고 있으며 그 첨가 농도에 따라 지질과산화 억제 효과가 증가함이 보고된 바 있다. 또한, 참깨박의 리그난 성분들은 저밀도 지단백질(low density lipoprotein; LDL)의 산화를 방지하는 것으로 알려져 있다(Kang MH et al., Life Sci., 66(2), 161-71. 2000). 특히, 상기 리그난 성분 중 세사미놀 배당체(sesaminol glucosides)는 강한 항산화력과 항동맥경화성이 보고된 바 있다(Kang MH, J. Nutr., 129(10), 1885-90. 1999). 그러나, 지금까지 상기 세사미놀 배당체가 치매를 치료하거나 예방 효과가 있다는 사실은 알려진 바 없다.
이에 본 발명자들은 치매를 효과적으로 예방하거나 치료할 수 있는 조성물을 개발하던 중 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물이 치매의 병인과 관련이 깊은 산화적 스트레스를 억제하며, 기억력 및 학습능을 증강시켜 치매를 예방 또는 치료하는 효과가 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은 세사미놀 배당체(sesaminol glucosides)를 유효성분으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물을 제공하는 것이다.
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본 발명의 다른 목적은 상기 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물을 제공하는 것이다.
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상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 세사미놀 배당체를 함유하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물을 제공한다.
삭제
또한, 본 발명은 상기 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물을 제공한다.
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상기 "세사미놀 배당체(sesaminol)"는 세사미놀(sesaminol)이 포도당 (glucose)과 결합된 형태를 말한다. 세사미놀 배당체로는 세사미놀에 결합된 포도당의 수에 따라 하기 화학식 Ⅰ에 나타낸 바와 같은 세사미놀-1 배당체(sesaminol monoglucoside), 화학식 Ⅱ에 나타낸 바와 같은 세사미놀-2 배당체(sesaminol diglucoside) 및 화학식 Ⅲ에 나타낸 바와 같은 세사미놀-3 배당체(sesaminol triglucoside)가 있다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 세사미놀 배당체는 천연으로부터 분리 정제될 수 있다. 가장 바람직한, 세사미놀 배당체는 참깨로부터 분리 정제될 수 있다. 참깨에는 세사미놀(sesaminol), 세사미놀 배당체(sesaminol glucosides), 세사민 (sesamin) 및 세사몰린(sesamolin)과 같은 리그난 성분들이 포함되어 있다. 상기와 같은 리그난 성분들은 대부분 수용성이므로 이를 분리하기 위해서는 참깨에서 지용성 성분을 분리한 후 수용성 물질을 분리하는 것이 바람직하다. 이에 본 발명의 일 실시예에서는 참깨를 착유한 다음 수득되는 참깨박을 열수 추출한 후 상기 추출액으로부터 양이온교환 수지를 이용하여 세사미놀 배당체를 분리하였다. 그러나, 본 발명에 따른 세사미놀 배당체를 분리하는 방법은 이에 한정되지 않으며, 참깨로부터 세사미놀 배당체를 분리할 수 있는 방법이라면 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물은 탈지한 참깨를 용매 추출하거나 또는 참깨의 건조 분말을 물에 녹여 원심 분리한 후 수용성 분획의 형태로 수득할 수 있다. 상기에서 용매 추출에 사용되는 용매로는 물, 물-메탄올 용액 및 물-에탄올 용액 중에서 선택하여 사용할 수 있다. 상기 용매 추출법에 의해 참깨 추출물을 제조하는 경우에는 열수 추출, 초음파 추출 및 환류 추출 방법을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 탈지된 참깨에 열수를 가하여 추출물을 제조할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 참깨를 착유한 후 수득되는 참깨박을 분말화한 다음 100℃ 열수를 가하여 1시간 동안 추출한 후 원심분리하여 상층액을 수득함으로써 참깨 추출물을 제조하였다.
상기 방법에 의해 수득된 참깨 추출물은 세사미놀 배당체를 포함하며, 이들의 함량은 추출물 총 중량에 대하여 약 1 내지 5 중량%이다. 바람직하게는 약 3중량%이다.
본 발명에 따른 세사미놀 배당체 또는 상기 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물은 치매를 치료하거나 예방하는 효과를 가지고 있다. 상기에서 "치매"는 기본적으로 발병하기 전에 지니고 있던 지적인 능력이 쇠퇴하는 임상적 상황을 말한다. 치매는 그 발병 원인에 따라 분류 될 수 있으며 예를 들면, 알츠하이머병(Alzheimer's disease), 혈관성 치매(Vascular dementia), 파킨슨병 (Parkin son's disease), 루이 소체 치매 (Diffuse Lewy body dementia), 헌팅톤병 (Huntington's disease), 크루츠펠트-제이야콥병(Creutzfeldt-Jakob disease) 및 픽병(Pick's disease) 등을 들 수 있다.
본 발명의 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물의 치매 치료 또는 예방 효과는 노화촉진 마우스 모델을 이용하여 확인하였다. 또한, 본 발명에 따른 세사미놀 배당체의 치매 치료 및 예방 효과는 베타-아밀로이드(aa 25∼35)를 마우스의 뇌실 내로 투여하여 기억력 및 학습능을 감소시킨 알츠하이머 질환 모델에서 확인하였다.
본 발명자들은 상기와 같은 노화촉진 모델 또는 알츠하이머 질환 모델에서 공지의 방법을 이용하여 행동시험을 수행함으로써 본 발명의 참깨 추출물 또는 세사미놀 배당체의 공급에 따른 기억력과 학습능의 개선 정도를 측정할 수 있다. 일반적인 행동시험 방법으로는 수동회피반응 방법(Passive avoidance), 수미로 방법(water maze) 및 Y-미로 검사방법 등이 알려져 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 노화촉진 모델에서 참깨 추출물의 공급에 따른 기억력 및 학습력의 개선 정도를 수동회피반응 방법 및 수미로 방법으로 측정한 결과, 참깨 추출물을 공급함에 따라 기억력 및 학습력의 감소가 효과적으로 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다(실시예 3 참조).
또한, 본 발명의 다른 실시예에서는 본 발명에 따른 참깨 추출물을 공급한 노화촉진 모델의 혈청 중 아세틸콜린 분해효소 활성, 지질 과산화물 함량 및 항산 화효소 활성을 측정하였다. 그 결과, 상기 참깨 추출물이 아세틸콜린 분해효소의 활성 및 혈청과 신장 내 지질과산화물의 증가를 억제한다는 사실을 확인할 수 있었으며, 카탈라아제, 글루타치온 퍼옥시다제와 같은 항산화 효소의 활성을 증가시켜 산화적 스트레스를 억제시킴으로서 치매예방 또는 치료효과를 나타내는 데 기여한다는 사실을 알 수 있었다(실시예 4 참조).
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 알츠하이머 모델에서 세사미놀 배당체의 공급에 따른 기억력 및 학습력의 개선 정도를 수동회피반응 방법 및 수미로 방법으로 측정한 결과, 세사미놀 배당체를 공급함에 따라 기억력 및 학습력의 감소가 효과적으로 억제된다는 사실을 확인할 수 있었다(실시예 5 참조).
또한, 본 발명의 다른 실시예에서 세사미놀 배당체를 공급한 알츠하이머 질환 모델의 혈청 및 각 기관을 채취하여 아세틸콜린 분해효소(acetylcholin esterase) 활성, 지질 과산화물 함량 및 항산화 효소 활성과 같은 생화학적 분석을 수행하였다. 그 결과, 세사미놀 배당체는 아세틸콜린 분해효소 활성 및 지질 과산화물 함량을 감소시키며, 간 조직에서 카탈라아제 활성을 증가시키는 작용을 한다는 사실을 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과로부터, 본 발명의 세사미놀 배당체는 혈청 및 뇌 조직 중의 아세틸콜린 분해효소 활성 및 지질 과산화물 함량을 감소시키며, 항산화효소 활성을 증가시켜 산화적 스트레스를 억제시킴으로써 치매를 예방 또는 치료하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다(실시예 6 참조).
따라서, 본 발명에 따른 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물은 치매 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 치매 치료 또는 예방용 약학적 조성물은 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용되는 담체 또는 부형제와 혼합하거나 희석제로 희석하여 제조될 수 있다. 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 상기 약학 조성물은 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 약학 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 약학적 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 조성물은 경구를 통해 투여될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 바람직하게는 약 10mg/체중kg/day∼500mg/체중kg/day이며, 보다 바람직하게는 약 50mg/체중kg/day ∼100mg/체중kg/day이다. 또한, 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 세사미놀 배당체 또는 이를 포함하는 참깨 추출물은 치매 예방 또는 치료 목적으로 건강식품 조성물의 형태로 제조되거나 식품에 첨가될 수 있다. 따라서, 본 발명은 세사미놀 배당체 또는 참깨 추출물을 포함하는 기능성 식품 조성물을 제공한다. 바람직하게는, 본 발명의 세사미놀 배당체 또는 참깨 추추물은 당 분야에 통상적인 방법으로 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 가공되어 건강기능식품으로서 제공될 수 있다. 또한, 본 발명의 세사미놀 배당체 또는 참깨 추출물은 음료(알콜성 음료도 포함함), 과실 및 그의 가공식품(예: 과일통조림, 병조림, 잼, 마아말레이드 등), 어류, 육류 및 그 가공식품(예: 햄, 소시지 콘비이프 등), 빵류 및 면류(예: 우동, 메밀국수, 라면, 스파게이트, 마카로니 등), 과즙, 각종 드링크, 쿠키, 엿, 유제품(예: 버터, 치이즈 등), 식용식물유지, 마아가린, 식물성 단백질, 레토르트 식품, 냉동식품, 각종 조미료(예: 된장, 간장, 소오스 등) 등에 첨가될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 방법을 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만 본 발명의 권리범위는 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
참깨 추출물의 제조
참깨는 국내산 참깨를 시중에서 구입하여 정선, 세척 한 후 건조시켜 볶음처리 후 착유하였다. 참기름을 제조한 후 얻어진 참깨박은 40 mesh를 통과할 수 있도록 분말화하여 -20℃ 냉동실에 보관하고, 시료로 사용하였다.
참깨 추출물은 공지의 방법을 변형하여 제조하였다(Katsuzaki H. et al., Phytochem. 35:773-776. 1994). 참깨박에 100℃ 열수를 가하여 1시간 동안 열수추출한 다음 상기 추출액을 3겹의 거즈로 여과한 후 30분간 6,000rpm에서 원심분리(Dupont Sorvall RC-5C, SORVALL, USA)하여 상층액을 수득하고 상기 상층액을 와트만 여과지(Whatman filter papaer NO. 2)로 다시 여과하였다.
<실시예 2>
참깨 추출물로부터 세사미놀 배당체의 분리
상기 실시예 1에서 수득한 참깨 추출물을 100℃에서 가열하여 농축한 다음 이를 양이온 교환 수지(Diaion HP 20 컬럼, Mitsubishi사)에 충진시켜 오버나이트 (overnight) 하였다. 그 후 60% 에탄올을 가하여 2회 반복 추출한 다음 추출된 60% 에탄올 추출액을 모아 감압농축(Rotary vacuum evaporator R-114, Swiss)한 후 동결건조기를 이용하여 동결건조하고 이를 분말화하였다(도 1). 상기의 분리·정제된 물질은 HPLC 및 질량분석기를 이용하여 분석하였다. 이때, HPLC 분석 조건으로는 μ-bondapak C18 컬럼을 사용하였으며, 이동상으로 MeOH : H2O가 8:2의 비율 로 혼합된 용매를 유속 0.8mL/min으로 사용하였고, 검출기는 UV 검출기를 이용하여 290nm 시그날을 측정하였다. 실험 결과, 상기 분리된 물질은 세사미놀-1 배당체 (sesaminol monoglucoside), 세사미놀-2 배당체(sesaminol diglucoside) 및 세사미놀-3 배당체(sesaminol triglucoside)가 혼합된 것임을 확인할 수 있었다(도 2 및 도 3).
<실시예 3>
참깨 추출물의 치매 치료 또는 예방 효과
상기 실시예 1에서 제조한 참깨 추출물의 치매 치료 또는 예방 효과를 노화촉진 모델 마우스를 이용하여 조사하였다.
3-1) 실험동물의 사육
실험동물로는 6주령된 노화촉진 마우스(senescence-accelerated mouse, SAMP8)와 정상군 마우스(senscence-resistanted mouse, SAMR1)를 한국화학연구소 부설 안전성 평가연구소에서 분양 받아 사용하였다. 상기 실험동물을 6개월 간 고형배합사료(삼양사)로 사육시킨 다음 체중에 따라 난괴법(randomized complete block design)에 의하여 각 15마리씩 정상군, 노화촉진군, 참깨 추출물 공급군으로 분류하였다. 상기 정상군과 노화촉진군에는 배합사료를 공급하였으며, 참깨 추출 물 공급군은 노화촉진 마우스에 실시예 1의 참깨 추출물을 0.5 % 첨가한 배합사료를 공급하면서 12주간 사육하였다.
3-2) 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 기억력 개선정도 측정
참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 기억력을 수동회피실험방법 (passive avoidance)을 이용하여 측정하였다. 수동회피실험방법은 마우스를 수동회피 챔버라 불리우는 하얀 방에 넣은 후 빛을 주어 어두운 방으로 가게 한 후 어두운 방에 0.3mA의 전류를 3초간 통하게 하여 마우스에게 이를 기억하도록 하루에 2회씩 훈련시킨 후 다음날 마우스를 다시 하얀 방에 넣어 어두운 방으로 회피하는데 걸리는 시간 즉 수동회피반응시간(step through latency)을 측정함으로써 기억력을 평가하는 방법이다(DK. Song, MH. et al., J. Neurochem., 71:875-878, 1998). 본 실시예에서는 상기 실시예 3-1)의 정상군, 노화촉진군 및 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군을 수동회피 챔버에서 1차 훈련시킨 후 다음날 수동회피반응시간을 조사하였다. 실험 결과는 SAS를 이용하여 실험군당 평균±표준오차로 나타내었다. 상기 행동시험 결과에서 대조군과 실험군간의 유의차는 던칸다중법으로 검정하였다.
실험 결과, 정상군의 경우 수동회피반응시간이 300초였으나, 노화촉진군의 경우에는 138초로 정상군에 비하여 수동회피반응시간이 짧아져 확실히 치매가 유도됨을 알 수 있었다. 반면, 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군의 경우 수동회피반응시간이 정상군과 비슷한 수치를 나타냈다(도 4). 따라서, 참깨 추출물을 공급함으로써 치매를 예방 또는 치료하는 효과가 있다는 것을 알 수 있었다.
3-3) 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 학습능 개선정도 측정
참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 학습능을 수미로(water maze)법을 이용하여 측정하였다. 상기 수미로법은 복합 수미로를 이용하여 마우스를 예비 연습시킨 후 다음날 수미로를 찾아가게 함으로써 출발지점을 출발하여 도착지점에 도착하기까지의 유영시간(step through latency) 및 시행오차(error frequency)를 측정함으로써 학습능을 평가하는 방법이다(Ji Jing Yan et al., Br J Pharm. 133:89-96, 2001). 상기에서 시행오차는 마우스가 방향을 잡지 못하고 벽면에 부딪히거나 진행방향을 바꾸는 횟수를 기록함으로써 측정하였다. 실험 결과는 SAS를 이용하여 실험군당 평균±표준오차로 나타내었다. 상기 행동시험 결과에서 대조군과 실험군간의 유의차는 던칸다중법으로 검정하였다.
실험 결과, 정상군의 경우 수미로에서 도착지까지의 유영시간이 52.8초였으며 시행오차는 13회로 측정되었다. 노화촉진군의 경우에는 유영시간이 134.4초였으며, 시행오차가 28회로 나타나 치매가 유발된 것을 알 수 있었다. 반면, 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군 경우에는 유영시간이 70초로 나타났으며 시행오차가 16회로 측정되어 정상군과 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났다(도 5 및 도 6). 이러한 결과로부터, 참깨 추출물이 치매를 예방 또는 치료하는 효과가 있음을 알 수 있었다.
<실시예 4>
참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 생리화학적 변화
상기 실시예 3-1)의 참깨 추출물을 공급한 노화촉진 마우스의 혈청 중 아세틸콜린 분해효소(acetylcholin esterase) 활성, 혈청과 신장에서 지질과산화물 (Thiobarbituric Acid Reactive Substance) 함량을 측정하였다. 또한, 상기 마우스의 간에서 항산화계 효소 중 카탈라아제(catalase), 수퍼옥사이드 디스뮤타제 (superoxide dismutase, SOD), 글루타치온 퍼옥시다제(glutathione peroxidase, GPX-px) 및 글루타치온 트랜스퍼라제(glutathione transperase, GTS)의 활성을 측정하였다. 각 실험군 간의 유의적인 차이는 이원배치분산분석과 α=0.05 수준에서 던칸의 다중비교법에 의하여 검정하였다.
4-1) 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 혈청 중 아세틸콜린 분해효소 활성
상기 실시예 3-1)에서 실험이 완료된 마우스를 12시간 절식시킨 후 디에틸에테르(diethyl ether)로 마취시켜 개복한 다음 3㎖ 주사기를 이용하여 복부대동맥에 서 혈액을 채취하였다. 채취한 혈액을 원심분리관에 담아 얼음(ice bath)에 20분간 방치한 후 3,000rpm, 10분간 원심분리하여 적혈구와 혈청으로 분리하였다. 각 실험동물의 혈청 중 아세틸콜린 분해효소(acetylcholin esterase)의 활성은 콜린분해효소 활성 킷트(cholinesterase activity kit, Sigma, USA)를 이용하여 420nm에서 측정하였다.
실험 결과, 아세틸콜린 분해효소의 활성은 노화촉진군에서 가장 높게 나타났다. 노화촉진군에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군의 경우에는 아세틸콜린 분해효소 활성이 노화촉진 군에 비해 낮게 나타났으며, 정상군과 유의적인 차이를 나타내지 않았다(표 1). 따라서, 참깨 추출물의 치매 예방 또는 치료 효과는 아세틸콜린 분해효소의 활성을 억제하기 때문이라는 사실을 알 수 있었다.
| 정상군 | 노화 촉진군 | 참깨 추출물 공급군 | |
| 효소 활성 (rappaport units/ml)1) | 103.3±5.7b),2) | 129.1±5.3a)3) | 104.0±0.2b) |
1) 1 rappaport는 pH 7.8, 25℃에서 30분 동안 1μM의 아세틸콜린을 아세트산으로 유리시키는 콜린분해효소의 양을 의미함.
2) 각 수치는 평균±표준오차(n=15)를 의미함.
3)서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
4-2) 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 혈청과 신장의 지질과산화물 함량 측정
혈청 내 지질과산화물(MDA)의 분석은 공지된 방법을 이용하여 형광 분광광도계(AMINCO. Browman series 2, Mliton Roy Com., USA)로 Ex. 515nm, Em. 553nm에서 측정하였다(Yagi K. Assay for blood plasma or serum. Methods in Enzymology Academic Pres Inc. NY vol 105 p328-331, 1984). 신장의 지질과산화물 함량도 공지된 방법에 따라 측정하였다.
실험 결과, 노화촉진군에서의 혈청 및 신장에서의 지질 과산화물의 함량은 정상군에 비하여 증가하는 경향을 나타냈다. 한편, 노화촉진군에 참깨 추출물을 공급한 참깨 추출물 공급군의 경우에는 지질과산화물의 함량이 정상군과 유사한 수준으로 나타났다(표 2). 따라서, 노화촉진 마우스에 참깨 추출물을 공급함으로써 혈청과 신장 내 지질과산화물의 증가를 억제할 수 있으며, 이로 인해 치매가 예방 또는 치료될 수 있음을 알 수 있었다.
| 그 룹 | 혈청 (nmole/ml) | 신장 (nmole/g) |
| 정상군 | 8.12±1.47b,1) | 34.48±2.42b |
| 노화촉진군 | 16.24±4.97a,2) | 64.16±1.74a |
| 참깨 추출물 공급군 | 6.19±1.06b | 42.14±3.96b |
1) 각 수치는 평균±표준오차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
4-3) 참깨 추출물의 공급에 따른 노화촉진 마우스의 항산화 효소 활성 측정
실험 동물의 간에서 항산화계 효소 중 수퍼옥사이드 디스뮤타제(superoxide dismutase; SOD), 카탈라아제(catalase), 글루타치온 퍼옥시다제(gluthathione peroxidase; GPx) 활성을 측정하였다.
간 조직 1g당 15㎖의 0.25M 수크로즈(sucrose)/0.5M EDTA를 가하여 빙냉하에 균질화기(homogenizer)로 분쇄하였다. 상기에서 수득한 균질액을 600g에서 10분간 원심분리하여 상층액을 수득하고, 상기 상층액을 카탈라아제 활성 측정에 사용하였다. 상기 상층액을 다시 10,000g에서 30분간 원심분리함으로써 미토콘드리아 분획(post mitochondrial fraction)을 수득하여 SOD와 GPx 활성 측정에 사용하였다. 카탈라아제 활성(Abei H. Catalase. In "Methods of enzymatic analysis" Vergmeyer, M.U.(ed), Academic press, New York. 2:673-679, 1974), SOD 활성(Marklund, S et al., EUR. J. Biochem. 47:469-473, 1974) 및 GPx 활성(Lawrence R. A. et al., Biochem. Biophys. Res. Comm. , 71:952-961, 1976)은 모두 공지의 방법으로 측정하였다.
실험 결과, 간에서의 카탈라아제 활성은 정상군이 가장 높게 나타났으며, 노화촉진군의 경우 정상군에 비하여 유의적으로 낮게 나타났다. 반면, 노화촉진 마우스에 참깨 추출물 공급한 참깨 추출물 공급군의 경우 노화촉진군에 비해 카탈라아제 효소 활성이 증가한 것으로 나타났다. SOD 활성은 모든 군에서 전체적으로 비슷한 수치를 나타내었으며, 처리군간 유의차를 나타내지 않았다. 글루타치온 퍼옥시다제의 경우, 카탈라아제 효소 활성의 결과와 비슷한 경향을 나타내었다. 즉, 정상군에 비하여 노화촉진군의 효소 활성이 유의적으로 낮게 나타났으나, 참깨 추출물 공급군에서는 항산화효소 활성이 증가하여 정상군보다 높게 나타났다(표 3). 따라서, 참깨 추출물은 간 조직에서 카탈라아제, 글루타치온 퍼옥시다제와 같은 항산화 효소의 활성을 증가시켜 산화적 스트레스를 억제시킴으로서 치매예방 또는 치료효과를 나타내는 데 기여한다는 사실을 알 수 있었다.
| 그룹 | 카탈라아제 (unit/min mg protein) | SOD (unit/min mg protein) | GPx (nmole/min mg protein) |
| 정상군 | 82.57±4.86a,1) | 8.14±0.31NS) | 398.09±8.56a |
| 노화촉진군 | 64.97±1.41b,2) | 8.97±0.49 | 365.62±5.94b |
| 참깨 추출물 공급군 | 79.47±4.83a | 8.80±0.37 | 411.43±13.35a |
1) 각 수치는 평균±표준오차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
3) NS : 유의적인 차이가 없음.
<실시예 5>
세사미놀 배당체의 치매 치료 또는 예방 효과 조사
상기 실시예 2에서 제조한 세사미놀 배당체의 치매 치료 또는 예방 효과를 조사하였다. 이를 위해 베타-아밀로이드를 투여함으로써 치매를 유발한 마우스를 사용하였다.
5-1) 실험동물의 사육
실험동물로는 ICR 마우스(수컷, 4주령)를 분양 받아(Bio genomics. Inc) 사용하였다. 상기 마우스를 1주일간 기본식이(삼육 SAM ＃31 실험용 쥐사료, 성분명 : 조단백질 22.0%, 조지방 4.5% 이상, 조섬유 6% 이하, 조회분 8% 이하, 칼슘 0.7% 이상, 인 0.5% 이상, (주)삼육실험동물연구소)를 공급하면서 적응시켰다. 적응시킨 후 체중에 따라 난괴법(randomized complete block design)에 의하여 각 15마리씩 정상군. 치매유발 대조군, 0.25% 및 0.5% 세사미놀 배당체 공급군으로 나누어 표 1의 실험식이를 공급하면서 1달간 사육하였다. 실험개시 시점에서 상기 치매유발 대조군에 베타-아밀로이드(25-35aa)를 10㎍/10㎕/마우스(5㎕씩 2회 주사)의 농도로 뇌실 내(i,c,v) 주사하여 치매를 유발하였으며, 정상군에는 베타-아밀로이드 대신에 동량의 PBS를 주사한 다음 총 6주간 사육하였다. 물과 실험식이는 자유롭게 공급하였다.
본 발명에서 사용한 실험식이의 구성 성분은 표 4에 나타낸 바와 같다. 식이의 탄수화물은 AIN-76 식이조성(American Institute Nutrition)에 준하여 구성하였으며, 세사미놀 배당체 공급군에는 기본 식이에 세사미놀 배당체를 0.25중량% 또는 0.5중량%의 농도로 첨가한 식이를 공급하였다. 사육실의 조건은 온도 20-25℃, 습도는 약 60-70%를 유지시켰으며, 광 주기는 매일 12시간 간격으로 조절하였다.
| 성분/ 그룹 | 정상군 | 베타-아밀로이드 투여군 | |||
| PBS 투여군 | 무처리군 | 치매유발 대조군 | 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | |
| 옥수수 전분 | 529.5 | 529.5 | 527 | 524.5 | |
| 카제인 | 200 | 200 | 200 | 200 | |
| 설탕 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 대두유 | 70 | 70 | 70 | 70 | |
| 셀룰로즈 | 50 | 50 | 50 | 50 | |
| 미네랄 혼합물1) | 35 | 35 | 35 | 35 | |
| 비타민 혼합물2) | 10 | 10 | 10 | 10 | |
| 메티오닌 | 3 | 3 | 3 | 3 | |
| 콜린 클로라이드 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
| 세사미놀 배당체 | 0 | 0 | 2.5 | 5 | |
| 합계 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | 1,000 | |
1) AIN-76 미네랄 혼합물
2) AIN-76 비타민 혼합물
5-2) 치매가 유발된 마우스의 기억력 측정
상기 실시예 5-1)의 베타-아밀로이드를 주사하여 치매가 유발된 마우스, PBS를 투여한 정상군 마우스 및 아무런 처리를 하지 않은 정상군 마우스의 기억력을 측정하여 비교하였다. 상기 마우스의 기억력을 측정하기 위한 방법으로는 상기 실시예 3-2)의 수동회피실험(passive avoidance) 방법을 사용하였다. 실험 결과는 SAS를 이용하여 실험군당 평균±표준오차로 나타내었다. 상기 행동시험 결과에서 대조군과 실험군간의 유의차는 던칸다중법으로 검정하였다.
실험 결과, 베타-아밀로이드를 주사한 마우스의 경우 베타-아밀로이드 주사 후 첫째 날에는 30초 이내에 어두운 방으로 회피하여 정상군과 차이가 없었다. 그러나, 베타-아밀로이드 주사 후 둘째 날에는 정상군 마우스에 비해 수동회피반응시간이 유의적으로 감소한 것으로 나타났다(도 7). 이로부터 베타-아밀로이드를 주사한 마우스의 경우 정상군 마우스에 비해 어두운 방에 전류가 흐른다는 사실을 기억하는 능력이 현저히 떨어졌음을 알 수 있었다. 또한, 베타-아밀로이드 투여에 따른 영향은 투여 후 이틀째에 크게 상승됨을 확인할 수 있었다. PBS를 투여한 정상군 마우스 및 아무런 처리를 하지 않은 정상군 마우스들 간의 수동회피반응시간은 유의적 차이가 나타나지 않았다.
5-3) 세사미놀 배당체의 공급에 따른 기억력 개선정도의 측정
세사미놀 배당체의 공급에 따른 기억력 개선정도를 상기 실시예 3-2)와 동일한 수동회피실험 방법으로 측정하였다. 상기 실시예 5-1)의 PBS를 투여한 정상군, 아무런 처리를 하지 않은 정상군, 베타-아밀로이드를 투여하여 치매를 유발한 치매유발 대조군 및 세사미놀 배당체 공급군의 수동회피반응시간을 측정하였다. 실험 결과는 SAS를 이용하여 실험군당 평균±표준오차로 나타내었다. 상기 행동시험 결과에서 대조군과 실험군간의 유의차는 던칸다중법으로 검정하였다.
실험 결과, 정상군의 경우 수동회피반응시간이 239초였으며, 베타-아밀로이드에 의해 치매가 유발된 치매유발 대조군의 경우에는 63초만에 어두운 곳으로 옮겨가 확실히 치매가 유발됨을 확인할 수 있었다. 그러나, 베타-아밀로이드로 치매를 유발하기 전과 후에 세사미놀 배당체를 급여한 실험군의 경우에는 회피시간이 정상군과 비슷한 경향으로 나타났다(표 5). 또한, 이러한 경향은 세사미놀 배당체의 급여 농도에 의존적으로 나타났다. 따라서, 상기 실험 결과로부터 세사미놀 배당체가 치매를 예방하거나 또는 치료하는 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
| 구분/그룹 | 정상군 | 베타-아밀로이드 투여군 | |||
| 무처리군 | PBS 투여군 | 치매유발 대조군 | 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | |
| 수동회피시간(초) (Step through latency) | 238.8±36.1a,1) | 263.5±36.5a,2) | 63.1±16.9b | 200.8±36.8a | 264.8±19.4a |
1) 각 수치는 평균±표준오차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
5-4) 치매가 유발된 마우스의 학습능 측정
상기 실시예 5-1)의 베타-아밀로이드를 주사하여 치매가 유발된 마우스, PBS를 투여한 정상군 마우스 및 아무런 처리를 하지 않은 정상군 마우스의 학습능을 측정하여 비교하였다. 상기 마우스의 학습능은 상기 실시예 3-3)의 수미로(water maze) 방법을 사용하여 5일간 측정하였다.
실험 결과, 베타-아밀로이드를 주사한 마우스의 경우 베타-아밀로이드를 주사하기 직전과 주사 후 다음날 수미로를 찾아 목적지까지 찾아가는데 걸리는 시간 및 시행오차는 정상군 마우스와 차이가 없었다. 그러나, 베타-아밀로이드를 주사 후 이틀째부터 정상군과 차이가 나기 시작하였다. 정상군 마우스의 경우에는 훈련을 거듭할수록 목적지까지 찾아가는데 걸리는 시간과 시행오차가 줄어들어 학습의 효과가 높았으나, 베타-아밀로이드를 주사하여 치매를 유발한 마우스의 경우에는 베타-아미로이드 주사 후 이틀째부터 학습효과가 크게 떨어짐을 확인할 수 있었다( 도 8 및 도 9).
5-5) 세사미놀 배당체의 급여에 따른 학습능 개선정도 측정
세사미놀 배당체의 급여에 따른 학습능 개선정도를 상기 실시예 3-3)과 동일한 수미로 방법으로 측정하였다. 상기 실시예 5-1)의 PBS를 투여한 정상군, 아무런 처리를 하지 않은 정상군, 베타-아밀로이드를 투여하여 치매를 유발한 치매유발 대조군 및 세사미놀 배당체 공급군의 학습능을 조사하기 위하여, 출발지점을 출발하여 도착시까지의 유영시간(step through latency)과 시행오차(error frequency)를 측정하였다.
실험 결과, 정상군 마우스의 경우에 수미로에서 목적지까지 찾아가는데 34초가 걸렸으며, 베타-아밀로이드를 주사하여 치매가 유발된 치매유발 대조군의 경우에는 84초가 걸려 미로를 찾아가는데 확연하게 오랜 시간이 소요되었음을 알 수 있었다. 반면, 세사미놀 배당체 공급군의 경우에는 목적지까지 찾가는데 걸리는 시간이 정상군에 비해 약간 더 소요되었으나, 치매유발 대조군에 비하여 소요시간이 절반정도로 감소한 것으로 나타났다(표 6). 상기 실험결과로부터 본 발명에 따른 세사미놀 배당체가 치매 예방 및 치료 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
| 구분/그룹 | 정상군 | 베타-아밀로이드 투여군 | |||
| 무처리군 | PBS 투여군 | 치매유발 대조군 | 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | |
| 소요시간(초) (Step through latency) | 34.4±2.9b,1) | 45.2±6.1b,2) | 83.8±15.1a | 48.4±7.2b | 40.9±1.4b |
| 시행오차 (error frequency) | 9.6±1.4b | 8.4±1.4b | 20.6±4.4a | 10.3±1.7b | 8.0±1.2b |
1) 각 수치는 평균±표준오차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
<실시예 6>
세사미놀 배당체의 급여에 따른 마우스의 생리화학적 변화 조사
세사미놀 배당체의 급여에 따른 마우스의 생리화학적 변화를 조사하였다. 마우스의 생리화학적 변화로는 혈청 중 아세틸콜린 분해효소 활성, 각 조직에서의 지질과산화물 함량 및 항산화 효소 활성을 측정하였다. 각 실험군 간의 유의적인 차이는 이원배치분산분석과 α=0.05 수준에서 던칸의 다중비교법에 의하여 검정하였다.
6-1) 혈청 중 아세틸콜린 분해효소 활성 측정
상기 실시예 5-1)에서 실험이 완료된 마우스의 혈청 중 아세틸콜린 분해효소 활성을 상기 4-1)과 동일한 방법으로 측정하였다.
실험 결과, 베타-아밀로이드를 투여한 치매유발 대조군의 아세틸콜린 분해효소의 활성이 122.8로 가장 높게 나타났다. 한편, 0.25% 세사미놀 배당체 공급군의 경우 아세틸콜린 분해효소의 활성이 약간 감소하는 경향을 나타내었고 0.5% 세사미놀 배당체 공급군의 경우에는 아세틸콜린 분해효소의 활성이 크게 감소하여 정상군과 유의적인 차이를 나타내지 않았다(표 7). 따라서, 세사미놀 배당체의 치매 예방 또는 치료 효과는 아세틸콜린 분해효소의 활성 억제에 기인하고 있다는 것을 알 수 있었다.
| 구분/그룹 | 정상군 | β-아밀로이드 투여군 | |||
| 무처리군 | PBS 투여군 | 치매유발 대조군 | 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | |
| 아세틸콜린 분해효소 활성 (rappaport units/ml)1) | 103.1±7.4b)2) | 99.2±4.5b),3) | 132.7±3.4a) | 121.4±8.3ab) | 102.5±4.1b) |
1) 1 rappaport는 pH 7.8, 25℃에서 30분 동안 1μM의 아세틸콜린을 아세트산으로 유리시키는 콜린분해효소의 양을 의미함.
2) 각 수치는 평균±표준편차(n=15)를 의미함.
3) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
6-2) 혈청과 뇌의 지질과산화물 함량 측정
혈청의 지질과산화물(MDA)의 분석은 상기 4-2)의 공지된 방법을 이용하여 분석하였으며, 뇌 조직의 지질과산화물 함량도 공지된 방법에 따라 측정하였다 (Rehncrona et al., J. Neurochemistry. 34(6):1630-1638, 1980).
실험 결과, PBS 투여군과 치매유발 대조군의 혈청 내 지질 과산화물 함량이 높게 나왔으며 0.25% 세사미놀 배당체 공급군의 경우에는 무처리 정상군과 유사한 함량을 나타냈다. 또한, 0.5% 세사미놀 배당체 공급군의 경우 혈청 내 지질 과산화물 함량이 가장 낮게 나왔다(표 8). 이로부터 세사미놀 배당체를 공급하는 경우에 지질과산화물 함량이 감소되는 것을 알 수 있었으며, 세사미놀 배당체의 공급 농도가 증가할 수로 지질과산화물의 함량도 더 많이 감소된다는 사실을 알 수 있었다. 뇌의 지질과산화 함량은 베타-아밀로이드를 투여한 치매유발 대조군의 경우 가장 높게 나타났으며, 0.25% 세사미놀 배당체 공급군의 경우에는 PBS 투여군과 유사하게 나타났다. 0.5% 세사미놀 배당체 공급군의 경우에 지질 과산화물 함량이 가장 낮게 나타났으며, 무처리 정상군과 유사하였다(도 10).
따라서, 세사미놀 배당체가 혈청 및 뇌 조직의 지질 과산화물을 감소시키는 작용을 하며 베타-아밀로이드는 뇌조직의 지질과산화물을 증가시키는 작용을 한다는 사실을 알 수 있었다. 또한, 세사미놀 배당체의 농도가 증가할수록 지질과산화물의 감소 정도도 증가한다는 사실을 알 수 있었다. 따라서, 본 발명의 세사미놀 배당체의 치매 예방 또는 치료 효과는 혈청 및 뇌 조직의 지질 과산화물의 감소에 의함 것임을 알 수 있었다.
| 그룹 | 혈청 (nmole/ml) | |
| 정상군 | 무처리군 | 11.9±1.0ab,1) |
| PBS투여군 | 12.6±1.6a,2) | |
| β-아밀로이드 투여군 | 치매유발 대조군 | 12.8±0.9a |
| 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 10.49±1.5ab | |
| 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | 8.4±0.4b | |
1) 각 수치는 평균±표준편차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
6-5) 간과 뇌조직의 항산화 효소 활성 측정
항산화계 효소 중 수퍼옥사이드 디스뮤타제(superoxide dismutase; SOD), 카탈라아제(catalase) 및 글루타치온 퍼옥시다제(gluthathione peroxidase; GPx)의 활성을 실험동물의 간과 뇌에서 측정하였다.
간에서의 항산화효소 활성은 상기 실시예 4-3)과 동일한 방법으로 측정하였다. 뇌의 경우는 조직에 1:10의 비율로 0.25 M 수크로스를 가하여 균질화시킨 후 1,000 g에서 5분간 원심분리 한 후 상층액 일부를 취하여 카탈라아제 활성 분석에 이용하였으며, 나머지 액들을 다시 12,000 g, 4℃에서 30분간 원심분리 한 후 SOD, GSH-px 활성 측정에 사용하였다. 카탈라아제 활성(Johansson et al., Analytical Biochemistry. 174:331-336, 1988), SOD 활성(Pattichis et al., Analytical Biochemistry.221:428-431, 1994) 및 GPx 활성(Prohaska et al., J Neurochem istry. 27:1379- 1387, 1976)은 모두 공지의 방법으로 측정하였다.
실험 결과, 간 조직에서 카탈라아제 활성은 베타-아밀로이드를 투여한 경우 정상군에 비해 낮게 나타났으며, 세사미놀 배당체의 투여 농도에 의존적으로 그 활성이 증가되는 것으로 나타났다. SOD 활성은 베타-아밀로이드를 투여한 경우 정상군에 비해 낮게 나타났으며, 세사미놀 배당체에 의해 그 활성이 증가되지는 않았으며 오히려 세사미놀 배당체에 의해 그 활성이 감소되는 것으로 나타났다. GPx 활성도 베타-아밀로이드를 투여한 경우 정상군에 비해 낮게 나타났으며, 세사미놀 배당체의 투여여부 및 투여농도에 따라 차이가 나타나지 않았다(표 9). 따라서, 세사미놀 배당체는 간 조직에서 카탈라아제 활성을 증가시켜 산화적 스트레스를 억제시킴으로서 치매예방 또는 치료효과를 나타내는 데 기여한다는 사실을 알 수 있었다.
| 그룹 | 간 조직 | |||
| 카탈라아제 활성 (unit/min mg protein) | SOD 활성 (unit/min mg protein) | GSH-px 활성 (umole/min mg protein) | ||
| 정상군 | 무처리군 | 110.13±7.09b,1) | 8.69±0.31a | 0.30±0.02ab |
| PBS 투여군 | 126.98±10.09a,2) | 8.48±0.20a | 0.37±0.02a | |
| β-아밀로이드 투여군 | 치매유발 대조군 | 89.55±4.60c | 8.25±0.13ab | 0.29±0.01b |
| 0.25% 세사미놀 배당체 공급군 | 96.07±3.18bc | 8.17±0.15ab | 0.27±0.01b | |
| 0.5% 세사미놀 배당체 공급군 | 113.48±4.37ab | 7.54±0.36b | 0.29±0.01b | |
1) 각 수치는 평균±표준편차(n=15)를 의미함.
2) 서로 다른 문자는 던칸 다중비교법에 의해 α=0.05에서의 유의적 차이를 의미함.
이상, 상기 실시예를 통하여 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 세사미놀 배당체 또는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 조성물은 치매의 병인과 관련이 깊은 산화적 스트레스를 억제하여 기억력 및 학습능을 증강시킴으로써 치매를 예방 또는 치료하는 효과가 있다.
Claims (6)
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- 세사미놀 배당체(sesaminol glucoside)를 유효성분으로 함유하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물.
- 세사미놀 배당체를 포함하는 참깨 추출물을 유효성분으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물.
- 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 세사미놀 배당체는 세사미놀-1 배당체 (sesaminol monoglucoside), 세사미놀-2 배당체(sesaminol diglucoside) 및 세사미놀-3 배당체(sesaminol triglucoside) 중에서 선택되는 것임을 특징으로 하는 치매 예방 또는 치료용 기능성 식품 조성물.
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