KR100567929B1

KR100567929B1 - 분비나무 잎 추출물을 포함하는, 갭 결합을 통한 세포간정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의예방 및 치료용 조성물

Info

Publication number: KR100567929B1
Application number: KR1020020087048A
Authority: KR
Inventors: 이형주; 이기원; 이상준
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단
Priority date: 2002-12-30
Filing date: 2002-12-30
Publication date: 2007-04-12
Also published as: KR20040060282A

Abstract

본 발명은 분비나무 잎 추출물을 포함하는, 갭 결합 (Gap junction)을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 조성물은 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성 불균형을 효과적으로 회복시키므로 이와 관련된 질환을 예방하고 치료하는데 유용하게 사용될 수 있으며, 이러한 목적을 갖는 약제, 가공식품, 기능성 식품, 음료, 및 술의 제조에도 이용될 수 있다

Description

분비나무 잎 추출물을 포함하는, 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료용 조성물{COMPOSITION FOR PREVENTING AND TREATING A DISEASE RELATED TO THE INHIBITION OF GAP JUNCTIONAL INTERCELLULAR COMMUNICATION AND IMBALANCE OF HOMEOSTASIS, COMPRISING AN EXTRACT OF THE LEAVES OF ABIES NEPHROLEPIS}

도 1은 분비나무 잎 추출물이 과산화수소 (H₂O₂)에 의해 발생되는 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제를 회복하는 효능을 측정한 결과를 나타낸 것이고,

A: 무처리 대조군,

B: 500 μM H₂O₂ 처리군,

C: 20 ㎍/㎖ 분비나무 잎 메탄올 추출물 + 500 μM H₂O₂처리군,

D: 40 ㎎/㎖ 분비나무 잎 메탄올 추출물 + 500 μM H₂O₂처리군

도 2는 FOX2 측정법에 따라 분비나무 잎 추출물을 H₂O₂와 반응시킨 후 H₂O ₂의 양의 변화를 측정한 결과를 나타낸 것이다.

본 발명은 분비나무 잎 추출물을 포함하는, 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성 불균형과 관련된 질환을 예방 및 치료하기 위한 조성물에 관한 것이다.

갭 결합 (Gap Junction)은 인접한 세포간을 연결하는 복합체의 한 형태로서 이웃하는 세포의 내부와 직접적으로 연결시켜 주며, 포유동물에서는 골격근섬유, 몇몇의 신경 및 순환 혈액세포를 제외한 모든 세포에 분포한다 (Bennett et al., Neuron 6: 305-320, 1991).

갭 결합의 통로는 두 개의 코넥손 (connexon)이라 불리우는 반통로 (hemichannel)로 이루어져 있으며, 코넥손은 코넥신 (connexin)이라는 작은 단백질 6개의 집합체로 이루어진다. 이 통로의 지름은 약 1.2 내지 2 ㎚ 정도이고, 이것의 크기는 갭 결합을 형성하는 단백질의 종류에 따라 달라지며, 이것을 통해서 작은 분자 (<2000 Da)나 이온 (예: 각종 이온, 물, 당분, 뉴클레오티드 (nucleotide), 아미노산, 지방산, 작은 펩티드, 약물 및 발암물질) 등이 확산될 수 있다 (Loewenstein, Physiol Rev. 61: 829-913, 1981). 이러한 갭 결합 통로를 통한 세포간의 물질 흐름을 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 (Gap Juntional Intercellular Communication, GJIC)이라 부르며, 이것은 ATP를 필요로 하지 않는 수동적 확산에 의해서 이루어진다.

갭 결합의 기능을 종합해 보면, 첫째, 가장 기본적이고도 중요한 기능으로서 세포간의 영양분, 이온, 유동물질의 빠른 평형을 이루게 해주고 (Loewenstein, Physiol Rev. 61: 829-913, 1981); 둘째, 심근세포, 평활근세포, 뉴론 등의 전기적 흥분세포에서의 전기적 시냅스 (synapse)의 역할을 하며 (Bennett et al., Neuron 6: 305-320, 1991); 셋째, 환상 뉴클레오티드 (cyclic nucleotide), 칼슘, 이노시톨 포스페이트 (inositol phosphate)와 같은 이차 전달물질을 통과시킴으로써 외부 자극에 대한 조직의 반응을 증진시켜 조직의 호르몬에 대한 반응에 관계하며 (Loewenstein, Physiol Rev. 61: 829-913, 1981); 넷째, 배아단계에서 화학적, 전기적 신호로서 배아 발생을 조절한다 (Kalimi et al., J. Cell Biol. 107: 241-225, 1988)

이와 같이, 갭 결합은 조직에서의 항상성과 인접한 세포로의 빠른 2차 전달 물질의 수송으로 세포반응 조절을 촉진한다. 암을 비롯한 수많은 질병들, 예를 들면, 당뇨, 대뇌허혈, 차코-마리-투드 1형 (Chacot-Marie-Tooth disease type 1, CMT1)을 포함한 신경계 질환, 정자형성 이상질환, 심혈관계 고혈압을 포함하는 혈관계 질환, 신장 질환, 간질 및 근질환 등이 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 이상으로 생기는 항상성 불균형에 기인한다는 사실이 각종 문헌에 이미 보고된 바 있다 (Nalin et al., Cell 84: 381-388, 1996; Blanc et al., J. Neurochem. 70: 958-870, 1998; Trosko et al., Toxicol. Lett. 102: 71-78, 1998; Upham et al., Carcinogenesis 18: 37-42, 1997).

한편, 분비나무 (Abies nephrolepis)는 소나무과에 속하는 상록침엽교목으로 잎은 전나무와 유사하나 잎 끝이 둘로 갈라지고 구상나무보다 얇고 가늘며 가지의 잎은 빗살모양처럼 수평으로 배열되어 있다. 꽃은 5월에 개화하고 구과는 9월에 익으며 고산수종으로 천연 발아가 잘 되어 천연하종갱신이 용이하다. 그러나, 분비나무 잎의 약리작용에 관해서는 거의 보고된 바가 없다.

본 발명자들은 인체 안전성이 확보된 천연 식품 또는 식물 유래의 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료용 조성물을 검색하던 중, 분비나무 잎의 추출물이 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항산성 불균형을 효과적으로 회복시킬 수 있음을 발견함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 분비나무 잎 추출물을 유효성분으로 하는, 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환을 예방 및 치료하기 위한 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 분비나무 잎 추출물을 유효성분으로 하는, 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 및 항상성 유지를 위한 식품을 제공하는 것이다.

상기 목적에 따라, 본 발명에서는 활성 성분으로서 유효량의 분비나무 잎 추출물을 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 포함하는, 갭 결합 (Gap Junction)을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료용 약학 조성물, 및 세포간 정보전달 및 항상성 유지를 위한 식품을 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명된다.

본 발명에 사용되는 분비나무 잎 추출물은, 분비나무 잎 또는 이의 건조물을 용매 추출함으로써 제조할 수 있다.

본 발명의 분비나무 잎 추출물은 음건하여 세절한 분비나무 잎의 부피에 대하여 2 내지 20배, 바람직하게는 5 내지 10 배의 추출용매를 가하고 50 내지 100℃, 바람직하게는 80 내지 90℃로 가온하여 교반하면서 1 내지 6시간, 바람직하게는 2 내지 3시간 동안 추출하고 냉각 및 여과한 후 회전증발기를 이용하여 감압농축함으로써 분비나무 잎으로부터 용매 추출물을 얻으며, 이때 여과 후 남은 잔사에 대하여 여과 과정을 1회 이상 반복하여 실시할 수 있다. 추출용매로는 메탄올, 메탄올 수용액, 에탄올, 에탄올 수용액, 노말프로판올, 이소-프로판올, 노말 부탄올, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있으며, 30 내지 80 %, 바람직하게는 50 내지 60% 에탄올 수용액이 가장 바람직하다.

구체적으로는, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 분비나무 잎 또는 이의 건조물을 2시간 동안 실온에서 50%의 에탄올 수용액으로 추출한 후, 얻어진 추출액을 여과하고 감압 농축한 다음 건조함으로써 분비나무 잎 추출물을 얻는다.

본 발명의 분비나무 잎 추출물은 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형을 효과적으로 회복시킴으로써, 암, 당뇨, 대뇌허혈, 차코-마리-투드 1형을 포함한 신경계 질환, 정자형성 이상질환, 심혈관계 고혈압을 포함하는 혈 관계 질환, 신장 질환, 간질 및 근질환 등의 항상성 관련 질환을 예방 및 치료하는데 사용될 수 있다.

특히, 본 발명의 분비나무 잎 추출물은 생체내에 존재하는 주요한 질병 원인 물질인 과산화수소 (H₂O₂)에 대한 직접적인 항산화 활성과는 무관하게 H₂O ₂에 의해 발생하는 갭 결합을 통한 세포간 신호 전달의 억제만을 특이적으로 회복시킴으로써 관련 질환의 예방 및 치료 효과를 나타낸다.

본 발명의 분비나무 잎 추출물은 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 분비나무 잎 추출물의 통상적인 1일 투여량은 1 내지 1,000 ㎎/㎏ 체중, 바람직하게는 10 내지 100 ㎎/㎏ 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 분비나무 잎 추출물을 포함하는, 갭 결합을 통해 세포간 정보전달 및 항상성 유지를 위한 기능성 식품 또는 음료 조성물을 제공한다. 상기 효과를 나타내기 위하여 본 발명의 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들면 각종 식품류, 육류, 음료수, 초콜렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료, 비타민 복합제 및 그 밖의 건강보조식품류 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 분비나무 잎 추출물은 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 분비나무 잎 추출물의 함량은 0.1 내지 80 중량% 범위이다.

이하에서 분비나무 잎 추출물의 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료 효능을 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발 명이 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> 분비나무 잎으로부터 갭 결합을 통한 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 치료 효능을 갖는 추출물의 제조

건조된 분비나무 잎 1 중량부에 우선, 실온에서 50% 에탄올 (Duksan, Korea)을 약 5 내지 10배정도 첨가한 후 80 내지 90℃로 가온하여 교반하면서 2시간 동안 환류 추출하였다. 상기 추출물을 8,000 rpm, 4℃, 30분간 원심분리 (Vision, Korea)하여 상층액을 모으고, 남은 잔사는 동일한 방법으로 2 내지 3회 반복하여 추출하였다. 이렇게 얻어진 추출물을 여과지 (Whatmann 41)로 여과시킨 후 냉동 건조하여 분비나무 잎 추출물들을 얻었다.

상기와 같이 얻어진 분비나무 잎 추출물의 세포간 정보전달 억제 및 이와 관련된 질환을 예방 및 치료하는 효능을 측정하고, 이것이 항산화 활성과는 무관한 세포 간 신호전달에 관여하는 것임을 보이기 위하여 시료 처리에 의한 H₂O₂ 변화량을 측정하였다.

<실시예 2> 분비나무 잎 추출물의 갭 결합을 통한 정보전달의 불균형을 회복시키는 효능 측정

실시예 1에서 얻은 분비나무 잎 추출물의 갭 결합 세포간 정보전달 (gap junctional intercellular communication assay)의 억제를 회복시키는 효능을 측정하기 위해, 하기와 같이 SL/DT 측정법 (Scrape Loding/Dye Transfer assay: Upham, B. L. 등, Carcinogenesis 18: 37-42, 1997)을 실시하였다.

WB-F344 세포 (미국 미시건대학교)를 10% 우태아 혈청 (fetal bovine serum; FBS), 페니실린 7.5 ㎎/ℓ, 스트렙토마이신 7.5 ㎎/ℓ, 네오마이신 15 ㎎/ℓ를 함유하고 페놀 레드가 없는 D-배지를 사용하여 5% CO₂, 37℃ 배양기 (Forma Scientific Co., Marjetta, OH, USA)에서 배양하였다. 배지 조성물들은 모두 GIBCO BRL (Grand Island, NY, USA)사 제품을 사용하였다. 이렇게 배양된 세포를 2 ㎖ 플라스틱 접시 (plastic dish)에 ㎖ 당 1×10⁵개로 분주하여 약 48시간 동안 배양하였다. 배양 후 세포가 90% 정도 배양접시에 가득 차면 각 접시에 배양된 세포에 1 내지 40 ㎍/㎖의 상기 실시예 1에서 제조된 분비나무 잎 추출물을 함유한 배양액 및 500 μM의 H₂O₂로 처리하였다. 대조군은 배양액만으로 처리한 군과 배양액 및 H₂O₂가 함께 처리된 군의 두 그룹으로 나누었다. 1시간 후 루시퍼 옐로우 (lucifer yellow) 염색액을 이용하여 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 정도를 콘포컬 현미경 (BioRad, Hercules, CA, USA)으로 측정하였다.

그 결과를 하기 표 1과 도 1에 나타내었으며, 도 1에서 A는 무처리 대조군, B는 500 μM H₂O₂ 처리군, C는 20 ㎍/㎖ 분비나무 잎 메탄올 추출물 + 500 μM H₂O₂처리군, D는 40 ㎍/㎖ 분비나무 잎 메탄올 추출물 + 500 μM H₂O₂처리군이다.

표 1에서 분비나무 잎 추출물의 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 증가율 (%)은 {(시료 처리군의 염색된 세포의 수-H₂O₂ 처리군의 염색된 세포의 수)/(무처리 대조군의 염색된 세포의 수-H₂O₂ 처리군의 염색된 세포의 수)} ×100의 방법으로 계산하였다.

분비나무 잎 추출물의 갭 결합을 통한 세포간 정보전달 증가율 (%)

	갭 정션 세포간 정보전달 증가율(%)
	(1 ㎍/㎖)	(10 ㎍/㎖)	(20 ㎍/㎖)	(40 ㎍/㎖)
80% 메탄올	<20	<20	60	100

상기 표 1 및 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 분비나무 잎의 50% 에탄올 추출물은 40 ㎍/㎖ 농도에서 H₂O₂에 의해 억제되는 세포간 정보전달을 완전히 회복시키는 효과를 나타내었다. 따라서, 분비나무 잎 추출물은 세포간 정보전달 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환을 예방 및 치료하는 효능을 갖는 것을 알 수 있다.

<실시예 3> 분비나무 잎 추출물 처리 후 H₂O₂ 변화량 측정

본 발명의 분비나무 잎 추출물이 H₂O₂에 의해 발생되는 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제를 회복시키는 주요한 원인이 항산화 효과가 아닌 세포내 신호전달에 의한 것임을 확인하기 위하여, 다음과 같이 H₂O₂ 양을 측정하는 공지의 방법인 FOX2 측정법 (Nourooz-Zadeh, J., Tajaddini-Sarmadi, J., & Wolff, S. P. Analytical Biochemistry 220: 403-409, 1994)을 실시하였다. 자일레놀 오렌지 (Xylenol orange)와 암모늄 페로스 설페이트 (Ammonium ferrous sulfate)를 250 mM H₂SO₄에 각각 1 mM과 2.5 mM이 되게 가하였다. 이렇게 제조된 시약을 4.4 mM BHT (butylated hydroxyltoluene)를 함유한 HPLC-급의 메탄올과 부피비가 1:9가 되도록 섞어서 작업 시약 (working reagent)을 제조하였다.

상기 실시예 2에 기재된 방법과 동일한 조건하에서 96-웰 마이크로 플레이트에 500 μM의 H₂O₂를 포함한 시료와 작업 시약을 1:9 부피비로 혼합하였다. 상기 혼합액을 37℃ 배양기 (Forma Scientific Co., Marjetta, OH, USA)에서 1시간 동안 반응시킨 후 560 ㎚에서 흡광도를 측정하였다. 여기에서 분비나무 잎 추출물 처리군과 카탈라아제 (catalase) 처리군에서는 500 μM의 H₂O₂를 포함한 시료로서 분비나무 잎 추출물 및 카탈라아제를 각각 0 내지 200 ㎍/㎖의 농도로 사용하였고, 대조군은 500 μM의 H₂O₂만을 포함한 배양액만을 시료 대신에 사용하였다.

그 결과, 도 2에서 보여지는 바와 같이, 500 μM의 H₂O₂만을 첨가한 대조군의 경우는 H₂O₂의 양이 변화가 없는 것을 알 수 있다. 또한, H₂O₂를 제거하는 것으로 잘 알려진 카탈라아제의 경우 500 μM의 H₂O₂를 농도 의존적 양상으로 감소시키는 것을 확인할 수 있었다. 그러나, 분비나무 잎 추출물을 처리한 후에 H₂O₂의 변화량을 측정한 결과 H₂O₂의 양은 약간 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 분비나무 잎 추출물의 H₂O₂에 의한 갭 결합 세포간 정보전달의 억제를 회복하는 효능은 항산화 활성과는 무관한 것임을 알 수 있다.

이상의 결과에서 나타나듯이, 분비나무 잎의 추출물은 그들의 항산화 활성과는 무관하게 갭 결합 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형과 관련된 질환의 예방 및 억제 효과를 가지는 것을 확인하였다. 또한, 분비나무 잎 추출물을 처리한 이후에 H₂O₂의 변화량을 측정함으로써 시료에 의한 갭 결합 세포간 정보전달의 회복이 시료의 항산화 활성과는 무관하고, 세포간 신호 전달에 관여하는 것임을 예측할 수 있다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서 사용한 분비나무 잎 추출물은 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 불균형에 의해 발생되는 질환의 예방 및 치료제로 이용될 수 있으며, 또한 간단한 분리 공정만으로도 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 불균형에 의해 발생되는 질환에 대한 효과적인 예방 및 치료제를 생산할 수 있으므로 매우 경제적이다.

Claims

활성 성분으로서 분비나무 잎 추출물을 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 포함하는, 갭 결합을 통한 세포간 정보전달의 억제 및 항상성의 불균형으로 인한 암 또는 대뇌허혈을 예방 또는 치료하기 위한 약학 조성물.
제 1항에 있어서,

분비나무 잎 추출물이 분비나무 잎 또는 이의 건조물을 2 내지 3시간 동안 80 내지 90℃에서 50 내지 60%의 에탄올 수용액으로 추출하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
삭제
삭제