KR100574392B1

KR100574392B1 - 신경보호활성을 갖는 신규 페닐환 유도체 및 이를함유하는 약학 조성물

Info

Publication number: KR100574392B1
Application number: KR1020030007877A
Authority: KR
Inventors: 김상희; 김선여; 최상윤
Original assignee: 재단법인서울대학교산학협력재단; 김선여; 최상윤
Priority date: 2003-02-07
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2006-05-02
Also published as: KR20040071955A

Abstract

본 발명은 신경보호활성을 갖는 신규 페닐환 유도체 화합물 및 이를 함유하는 약학 조성물을 제공하는 것으로, 본 발명의 페닐환 유도체 화합물이 허혈성 신경계 질환을 유의성있게 차단시키는 효과를 가짐으로서, 중풍 또는 뇌졸중 등의 신경계 질환의 예방 및 치료제로 사용할 수 있다.

페닐환 유도체, 허혈성, 중풍, 뇌졸중, 신경계 질환, 약학조성물.

Description

신경보호활성을 갖는 신규 페닐환 유도체 및 이를 함유하는 약학 조성물{Novel phenyl derivatives and the pharmaceutical composition comprising the same having neuro-protective activity}

도 1 은 3-[2-(3,5-다이메톡시-페닐)-비닐]-퓨란(이하 화합물 1)의 10μM 과 100μM 에서의 자유라디칼 제거효과를 나타낸 도이며,

도 2 는 화합물 1의 각 10 및 100μM 농도에서의 뇌조직 지질과산화 억제효과를 나타낸 도이고,

도 3 은 흰쥐 유래의 크롬친화성 세포종인 PC12세포에서의 페닐환 유도체 화합물들의 항산화 효과를 나타낸 도이며,

도 4 는 조직배양된 히포캄프스에서 화합물 1 및 대조군인 레스베라트롤 100μM을 처리하여 무산소(OGD) 조건하에서의 세포사멸 억제정도를 프로피미드 아이오다이드로 염색하여 측정한 도이며,

도 5a, 5b 및 5c 는 글루코오즈와 산소를 제거하지 않은 각 0, 1 및 2일째의 조직배양된 히포캄프스 세포사멸정도를 PI(propidium iodide)로 염색하여 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 5d, 5e 및 5f 는 글루코오즈와 산소를 제거한 각 0, 1 및 2일째의 히포캄프스 세포사멸정도를 촬영한 사진이고, 도 5g, 5h 및 5i 는 글루코오즈와 산소를 제거하고 화합물 1을 100μM 처리한 각 0, 1 및 2일째의 히포캄프스 세포사멸정도를 촬영한 사진이며,

도 6 은 수컷 흰쥐의 해마부위를 절제하여 저산소상태 유발 후, 화합물 1을 각각 1μM, 10μM, 100μM 투여하여 허혈성 뇌절편에서의 신경보호효과를 나타낸 그래프이며,

도 7 은 전뇌허혈 실험모델에서 프로필렌글리콜 50%, 에탄올 30% 물 20%의 혼합용액을 투여한 대조군과 화합물 1 투여군의 뇌 해마 CA1 영역의 세포수를 측정하여 페닐환 유도체 화합물의 신경보호효과를 나타낸 그래프이며,

도 8a 및 8b 는 전뇌허혈 유발 후 각 0 및 90분에, 생리식염수를 투여한 대조군 쥐의 7일 후 등쪽 해마(dorsal hippocampus)의 뇌 관성(coronal)절편을 현미경으로 촬영한 사진이며, 도 8c 및 8d 는 전뇌허혈 유발 후 각 0 및 90분에, 화합물 1을 10mg/kg 투여한 약물처치군 쥐의 7일 후 등쪽 해마의 뇌 관성절편을 촬영한 사진이며, 도 8e 및 도 8f 는 전뇌허혈 유발하지 않은 정상대조군(sham) 쥐의 등쪽 해마의 뇌 관성절편을 촬영한 사진이다.

본 발명은 신경보호 활성을 갖는 페닐환 유도체를 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.

최근 고령화 사회의 도래에 따라서 각종 뇌혈관 장해 등 뇌영역에서의 질환이 증가하고 있다. 뇌혈관 장해는 노화에 의한 뇌신경 세포의 구조적인 퇴화, 순환기 장애 등과 같은 성인병에 기인한 2차적 증상, 교통사고, 산업재해, 일산화탄소 중독 등과 같은 물리적, 기계적 요인에 의하여 뇌가 손상을 입으면 발병될 수 있다(Rothman S. M., J. Neurosci., 4, pp1884-1891, 1984 : Weiloch T., Science, 230, pp681-683, 1985). 즉, 뇌로 공급되는 혈류량이 감소되거나 차단되어 뇌조직이 저산소, 저포도당 상태가 되면 정상대사를 할 수 없어 결국 뇌조직은 회복될 수 없는 손상을 입게 되는데, 이러한 경우는 뇌졸중(stroke), 외상(trauma) 및 허혈성 손상(ischemic injury) 뿐만 아니라 퇴행성 뇌신경계 질환에서 아주 흔하게 볼 수 있다(Benveniste H. et al.; J. Neurochem., 43, pp1369-1374, 1984 : Hagberg H. et al.; J. Cereb. Blood Flow & Metab., 5, pp413-419, 1985). 뇌혈관 장해는 일반적으로 뇌졸중이라고 불리우며, 광의의 개념으로는 두부 외상 등에 의한 뇌의 기능적 손상 등도 뇌혈관 장해에 포함하여 생각할 수 있다.

뇌졸중(腦卒中, cerebral apoplexy)은 크게 뇌조직으로 가는 혈액공급의 감소 혹은 차단으로 뇌조직의 허혈상태로 발생하는 허혈성 뇌졸중(ischemic stroke)과 혈관이 터져 뇌조직으로 출혈을 일으키는 출혈성 뇌졸중(hemorrhagic stroke)으로 분류되고, 구체적으로는 전자로서 뇌경색(뇌혈전, 뇌색전)이 있고, 후자로는 뇌출혈, 지주막하 출혈 등을 들 수 있다. 현재, 뇌졸중의 약 75%는 뇌동맥 부위의 폐색에 의해, 약 11%는 뇌출혈에 의해, 약 5%는 지주막하강 출혈에 의해 야기되는 것 으로 알려져 있다(Boulton, Neuromethods, 22, p1, 1992). 이들 질환에서는 모두 뇌혈관 장해에 의해 혈류가 끊어지고 뇌신경 세포의 활동 에너지원인 글루코스 및 산소 등의 공급이 부족하여 그 결과 다양한 신경세포 장해가 일어나는데, 이들은 근본적으로 장해 부위 및 그 주변의 뇌신경 세포가 괴사하는 것에 기인한다.

허혈성 뇌졸중은 신경세포의 죽음과 뇌기능 손상의 원인이 되는 대표적인 난치병의 하나로 알려져 있으며, 뇌신경 세포 손상의 원인이 과도한 흥분성 신경 전달 물질의 유리, 자유 라디칼(free radical)의 생성, 단백질 합성의 저해, 유전자 발현 이상 및 면역반응의 활성화 등으로 설명될 수 있으나, 아직까지 뇌신경세포 손상기전의 복잡성 등으로 인하여 발생하는 뇌신경세포의 손상을 보호해 줄 수 있는 치료제가 개발되어 있지 못한 실정이다. 뇌허혈로 인한 신경계의 손상을 보호할 수 있는 약물을 개발하여 이를 예방 및 치료하려는 노력이 있어 왔으며, 그 평가 방법 또한 시험관내 시험(in vitro test)에서 생체내 시험(in vivo test)까지 다양하게 연구되고 있으나, 시험관내 시험에서는 효과가 있었으나 생체내 시험에서 효과가 없는 경우가 매우 많은 실정이다. 이렇게 허혈성 뇌졸중 치료 약물의 개발이 미흡하여, 해마다 많은 뇌졸중 환자가 우리나라를 비롯한 세계각국에서 발생하고, 이 가운데 약 30% 정도가 사망하고 있는 실정이며, 설사 생존한다 하더라도 육체적 장애와 더불어 정신적인 장애가 남게되므로 본인은 물론, 환자를 간호하는 가족들에게 고통뿐만 아니라 경제적 부담을 준다. 이와 같은 현 실정에서는 허혈성 뇌졸중을 치료할 수 있는 약물의 개발이 절실히 요구되고 있다.

레스베라트롤(resveratrol)은 포도껍질에 함유되어 있는 스틸벤(stilbene) 계열의 화합물로 항암, 항산화 효과가 뛰어나다고 알려져 있으며, 특히 허혈성 심장질환에도 탁월한 효과가 있어 적색포도주의 대표적 유효성분으로 주목받고 있고, 식물체에서 외부로부터 침입한 곰팡이의 성장을 억제하는 방어물질인 피토알렉신(phytoalexin)으로 알려져 왔으며, 극히 일부식물에서만 생성되는데, 지금까지 알려진 바로는 폴리고눈 커스피다툼(polygonum cuspidatum), 유칼립투스, 가문비나무(spruce), 스코트랜드 전나무(scottish pine), 포도, 땅콩(arachis hypogaea), 백합 등에 존재한다. 이들 식물에서 레스베라트롤은 스틸벤(stilbene) 합성에 의해 합성되며, 곰팡이, 자외선, 오존과 같은 외부 환경 스트레스로부터 그 합성이 유도된다고 보고되었다(Lucie, Life Sciences, 66, pp663-673, 2000).

본 연구자들은 허혈성 심장질환과 허혈성 뇌질환이 같은 혈관질환이라는 점에 착안하여 레스베라트롤 유도체 화합물을 허혈성 뇌질환에 응용하고자 하였다. 그러나 레스베라트롤은 높은 극성을 가지고 있고 이것으로 인하여 뇌혈류 관문을 통과하기 어려워 허혈성 뇌질환 치료제로는 커다란 약점을 갖고 있다. 따라서 뇌혈류 관문을 통과할 수 있도록 극성을 낮춘 레스베라트롤 유도체를 디자인하여 유기합성하고 그 신경보호효과를 확인하여 실제로 생체내에서 뇌 속으로 들어가 효과를 나타낼 가능성이 높은 약물을 개발코자 하였다.

연구 결과, 본 발명에 따른 페닐환 유도체들이 신경계 보호 활성을 갖는다는 사실을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 목적은 뇌세포 보호효과 및 뇌졸중 예방 및 치료효과를 나타내는 페닐환 유도체 화합물을 포함하는 약학조성물을 제공한다

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 페닐환 유도체로서 하기 일반식 (Ⅰ)으로 표기되는 화합물, 이들의 약학적으로 허용 가능한 염 및 그 이성질체를 제공한다.

(Ⅰ)

상기 식에서,

R_1,R₂및R₃은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기이고;

A는 하나 이상의 동일하거나 서로 다른 R₄ 내지 R₆ 치환기로 치환된 2-퓨릴기 또는 3-퓨릴기이며,

A가 2-퓨릴기일 경우, 하기 일반식 (Ⅰ-1)로 표기되는 페닐환이며;

A가 3-퓨릴기일 경우, 하기 일반식 (Ⅰ-2)로 표기되는 페닐환이고;

(Ⅰ-1)

(Ⅰ-2)

이때, R₄ 내지 R₆치환기는 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기로부터 선택된 치환기이다.

상기 일반식 (Ⅰ)에서, A가 2-퓨릴기이고, R₁, R₂ 및 R₃은 수소원자, 할로겐원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기이고, R₄ 내지 R₆는 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기인 화합물군으로서, 하기 일반식 (Ⅱ)로 표기되는 화합물 및 그 이성질체를 포함하며, 바람직하게는 2-[2-(4-메톡시-페닐)-비닐]-퓨란, 2-[2-(3,4,5-트리메톡시페닐)-비닐]-퓨란, 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란(트랜스), 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란(시스) 화합물을 포함한다.

(Ⅱ)

상기 일반식 (Ⅰ)에서, A가 3-퓨릴기이고, R₁, R₂ 및 R₃은 수소원자, 할로겐원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기이고, R₄ 내지 R₆는 수소원자, 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기인 화합물군으로서, 하기 일반식 (Ⅲ)으로 표기되는 화합물 및 그 이성질체를 포함하며, 바람직하게는 3-[2-(3,5-디메톡시-페닐)-비닐]-퓨란, 3-[2-(4-메톡시-페닐)-비닐]-퓨란을 포함한다.

(Ⅲ)

상기 일반식 (Ⅰ)로 표시되는 본 발명의 페닐환 화합물들은 당해 기술분야에서 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용가능한 염 및 용매화물로 제조될 수 있다. 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산 (free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조한다. 동몰량의 화합물 및 물 중의 산 또는 알코올 (예, 글리콜 모노메틸에테르)을 가열하고 이어서 상기 혼합물을 증발시켜서 건조시키거나, 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다.

이 때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고 유기산으로는 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 시트르산, 말레인산(maleic acid), 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산(propionic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글리콜산(glycollic acid), 글루콘산(gluconic acid), 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산(glutaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 하이드로 아이오딕산 등을 사용할 수 있다.

또한 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로서는 특히 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하며, 또한 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속염을 적당한 은염 (예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.

상기의 일반식 (Ⅰ)의 약학적으로 허용가능한 염은, 달리 지시되지 않는 한, 일반식 (Ⅰ)의 화합물에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성기의 염을 포함한다. 예를 들면, 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드록시기의 나트륨, 칼슘 및 칼륨 염이 포함되며, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 하이드로브로마이드, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 숙시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄설포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔설포네이트(토실레이트) 염이 있으며, 당업계에서 알려진 염의 제조방법이나 제조과정을 통하여 제조될 수 있다.

또한, 상기의 일반식 (Ⅰ)의 화합물은 입체 이성질체 형태로 존재할 수 있으며, 일반식 (Ⅰ)의 화합물의 모든 기하 이성질체, 입체 이성질체 및 이들의 혼합물도 본 발명의 범주내에 포함되는 것으로 하며, 당업계에서 알려진 이성질체의 분리 방법이나 제조과정을 포함한다.

본 발명의 다른 목적은 상기 일반식 (Ⅰ) 화합물의 제조방법을 제공하는 것으로 하기와 같다.

하기 일반식 (Ⅳa)의 벤질 4급 포스핀 할라이드류 유도체 혹은 하기 일반식 (Ⅳb)의 포스포네이트 유도체를, 하기 일반식 (Ⅴa) 및 일반식 (Ⅴb)의 퓨랄데히드 화합물과의 위티그반응(Wittig Reaction)을 수행하여, 일반식 (Ⅱ) 또는 (Ⅲ)의 페 닐환 유도체 화합물을 얻을 수 있다.

(Ⅳa)

(Ⅳb)

(Ⅴa)

(Ⅴb)

상기식에서,

일반식 (Ⅳa)의 R은 위티그 반응을 일으킬 수 있는 알킬, 시클로알킬기, 페닐기 등을 나타내며;

일반식(Ⅳb)의 R'은 할로알킬, 알킬, 페닐, 알콕시, 페녹시 등을 나타내며;

X는 할로겐 원자를 나타내며;

R₁ 내지 R₆는 상기에서 정의한 바와 같다.

상기의 일반식 (Ⅱ) 및 (Ⅲ) 화합물을 제조하는 제조방법을 도식화하여 하기 반응식 1에 나타내었다.

상기의 반응식 1에서와 같이, 목적 물질인 일반식 (Ⅳa) 화합물을 제조하는데 사용된 일반식 (Ⅱ) 및 (Ⅲ)의 출발 물질로서 일반식 (Ⅶ)의 2급 알콜을 4급 포스핀 할로겐화반응을 통하여 일반식 (Ⅷ)의 할라이드체를 얻을 수 있으며, 상세하게 설명하면 트리페닐 포스핀과 같은 3급 포스핀을 아세토니트릴, 클로로포름 등의 극성용매 및 카르보테트라브로마이드 존재하에 25 내지 70℃의 온도하에서 30분 내 지 24시간 반응을 수행하여, 바람직하게는 일반식 (Ⅶ)의 알콜에 트리페닐 포스핀 1.1 당량과 카르보 테트라히드로브로마이드 1.1 당량을 아세토니트릴 용매 존재하에 2시간동안 환류가열시키는 것이며, 여기에 3급 포스핀 할로겐화 반응, 즉, 일반식 (Ⅷ)의 할라이드체와 트리페닐 포스핀 1.5 당량을 벤젠 용매하에서 2시간동안 환류가열하여 일반식 (Ⅳa) 화합물을 얻을 수 있다.

상기의 반응식 2에서와 같이, 일반식 (Ⅳa)의 벤질 4급 포스핀 할라이드류 유도체에 일반식 (Ⅴa) 또는 (Ⅴb) 화합물을 반응하는 단계는 당업계에서 잘 알려진 위티그 반응이나 호너-에몬스 반응에 의하는데, 이 반응은 수산화나트륨, 수산화칼륨 등과 같은 강염기와 4급 아민염과 같은 촉매 존재하에 20 내지 70℃의 온도하에서 30분 내지 24시간을 수행하며, 바람직하게는 50% 수산화나트륨 수용액 존재 하에 25℃에서 촉매인 테트라부틸암모늄 브로마이드를 0.1 당량을 가하여 하룻동안 반응시켜 일반식 (Ⅱ) 또는 (Ⅲ)의 화합물을 제조할 수 있다.

또한, 하기의 일반식 (Ⅵac)과 (Ⅵat) 혼합물로부터 단일의 기하이성체인 트랜스체인 일반식 (Ⅵat) 화합물을 수득하는 단계는 요오드(I₂)와 같은 할로겐 화합물을 일반식 (Ⅵac)과 (Ⅵat) 혼합물에 반응시키는데, 바람직하게는 일반식 (Ⅵac)와 (Ⅵat)의 혼합물에 요오드 0.01 당량을 헵탄 용매 존재하에 2시간동안 환류가열시키는 것이다.

(Ⅵac)

(Ⅵat)

상기의 일반식 (Ⅱ)와 (Ⅲ)의 목적물질을 화학식 (Ⅳa) 및 (Ⅳb)의 출발물질로부터 얻는 제조공정은 당업계에서 잘 알려진 문헌들에 공지된 방법(Zang. J.; J. Org. Chem., 63, pp8125-8132, 1998 : Pettit. G.; J. Med. Chem., 38, pp1666-1672, 1995 : Orsini. F.; Carbohydr. Res., 301, pp95-109, 1997 참조)에 의해 제조할 수 있으며, 전술한 문헌들은 모두 본원에 참고로 인용된다.

본 발명의 또 다른 목적은 활성성분으로써 신경계 질환을 치료하는데 유효한 양의 상기 일반식 (Ⅰ) 화합물과 약학적으로 허용가능한 담체를 함께 함유하는 약학 조성물을 제공하는 것이다.

상기의 신경계 질환은 중풍 또는 뇌졸중을 포함한다.

본 발명의 신경계 질환의 예방 및 치료용 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 화합물을 0.5 ~ 50 중량 %로 포함한다.

페닐환 유도체의 허혈성 뇌졸중 등 신경계 질환의 예방 및 치료효과를 관찰하기 위하여 허혈성 뇌졸중의 병리현상 중의 하나인 산화적 스트레스로 기인된 자유라디칼의 생성으로 인한 뇌의 세포사를 확인하였고, 페닐환 유도체의 항산화 작용을 알아보기 위하여, 활성 지표로서 자유 라디칼의 일종인 DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl)을 이용한 라디칼 소거법을 이용하였으며, 뇌조직에서의 지질과산화 형성 억제 효과 및 PC12 세포를 이용한 세포손상 억제 정도를 측정하였고, 저산소 상태로 인해 줄어든 ATP의 생성량의 회복정도를 뇌신경 보호효과의 기준으로 사용하여, 페닐환 유도체에 항산화 활성이 있음을 확인하였다. 그리고 페닐환 유도체의 뇌허혈 치료효과를 관찰하기 위하여 뇌허혈 동물 모델인 4-혈관 폐색(4-Vessel Occlusion; 4-VO) 모델에 적용하여 유의성있는 실험결과를 확인하였다.

본 발명의 일반식(Ⅰ) 화합물과 함께 사용할 수 있는 약학적으로 허용가능한 담체, 보조제 또는 희석액으로 예를 들면, 본 발명의 화합물은 주사 용액의 제조에 통상적으로 사용되는 오일, 프로필렌글리콜 또는 다른 용매에 용해시킬 수 있다. 적당한 담체로는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 생리식염수, 폴리에틸렌글리콜, 에탄올, 식물성 오일 및 이소프로필미리스테이트 등이 있다. 국소 적용을 위해서는 본 발명의 화합물을 연고나 크림으로 제형화할 수 있다.

이하, 제형방법 및 부형제를 설명하지만, 이들 예로만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 화합물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 화합물은 일반적인 식염수, 5% 덱스트로스와 같은 수용성 용매 또는 식물성 오일, 합성 지방산 글리세라이드, 고급 지방산 에스테르 또는 프로필렌글리콜과 같은 비수용성 용매에 화합물을 용해시키거나, 현탁시키거나 또는 유화시켜 주사제로 제형화될 수 있다. 본 발명의 제형은 용해제, 등장화제(isotonic agents), 현탁화제, 유화제, 안정화제 및 방부제와 같은 종래의 첨가제를 포함할 수 있다.

본 발명의 화합물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 화합물은 1일 0.0001∼100mg/kg으로, 바람직하게는 0.001~100mg/kg으로 투여하는 것이 좋으며, 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수 있다. 조성물에서 본 발명의 화합물은 전체 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 ~ 10 중량%, 바람직하게는 0.001 ~ 1 중량%의 양으로 존재하여야 한다.

본 발명의 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 (intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

본 발명은 뇌졸중의 예방효과를 나타내는 페닐환 유도체 화합물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 건강보조식품을 제공한다. 페닐환 유도체를 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있다.

또한 본 발명에 따른 상기 페닐환 유도체들은 뇌세포 보호 및 뇌졸중 예방 및 치료를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 화합물의 양은, 일반적으로 본 발명의 건강보조식품 조성물의 경우는 전체 식품 중량의 0.1 내지 15 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물에는 100㎖를 기준으로 1 ~ 30g, 바람직하게는 3 ~ 10g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 페닐환 유도체를 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 통상의 음료와 같이 여러가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리스리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등), 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖ 당 일반적으로 약 1 ∼ 20g, 바람직하게는 약 5 ∼ 12g이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 참조예, 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 3,4,5-트리메톡시벤질 브로마이드의 제조

3,4,5-트리메톡시벤질 알콜 46mg(0.23 mM)과 카르본테트라브로마이드 1.1 당량과 트리페닐포스핀 1.1 당량을 아세토니트릴 3 ㎖에 녹이고 질소기체하에 환류시켰다. 감압증발하여 얻어진 잔사를 실리카겔 걸럼크로마토그래피 (디클로로메탄:메탄올=100:1) 방법으로 정제하여 37.6mg(수율 63%)의 3,4,5-트리메톡시벤질 브로마이드를 얻었다.

제조예 2. 3,4,5-트리메톡시벤질 트리페닐포스포늄 브로마이드의 제조

상기 제조예 1에서 얻은 3,4,5-트리메톡시벤질 브로마이드 37.6mg (0.145 mmol)을 무수벤젠 2.9 ㎖에 녹인 후, 트리페닐포스핀 91.9mg(1.5 당량)을 첨가하였다. 2시간 동안 환류시킨 후 냉각하여 침전물을 생성시키고 여과하여, 54.5mg(수율 72%)의 3,4,5-트리메톡시벤질 트리페닐포스포늄 브로마이드를 얻었다.

제조예 3. 3,5-디메톡시벤질 트리페닐스포늄 브로마이드의 제조

3,5-디메톡시벤질 브로마이드 3g(13.2 mM)을 무수 벤젠 44 ㎖에 녹인 후, 트리페닐포스핀 8.38g(1.5 당량)을 첨가하였다. 2시간 동안 환류시킨 후 냉각하여 침전물을 생성시키고 여과하여, 6.592g(수율 100%)의 3,5-디메톡시벤질 트리페닐포스포늄 브로마이드를 얻었다.

제조예 4. 4-메톡시벤질 트리페닐스포니움 브로마이드의 제조

4-메톡시벤질 브로마이드를 무수 벤젠에 녹인 후, 트리페닐포스핀을 첨가하여 2시간 동안 환류시킨 후, 냉각하여 침전물을 생성시키고 여과하여 4-메톡시벤질 트리페닐스포니움 브로마이드를 얻었다.

제조예 5. 4-메톡시벤질 포스포네이트 다이메틸 에스터의 제조

아르곤 가스로 포화된 밀봉튜브에 p-메톡시벤질 클로라이드를 넣고 트리메틸 포스피트를 첨가하여 오일조에서 180℃로 가열하면서 교반하였으며, 감압증류하여 4-메톡시벤질 포스포네이트 다이메틸 에스터를 수득하였다.

실시예 1. 3-[2-(3,5-디메톡시-페닐)-비닐]-퓨란 화합물 제조(1)

상기 제조예 3에서 제조한 3,5-디메톡시벤질 트리페닐스포늄 브로마이드 1g(2.033 mM)와 3-퓨랄데히드(Ⅲe) 176㎕(1 당량)을 촉매인 테트라부틸 암모늄브로마이드와 함께 메틸렌디클로라이드 40.7㎖에 녹인 후, 50% 수산화나트륨 수용액 5.3㎖를 서서히 첨가하였다. 4시간 동안 교반시킨 후, 75㎖ 염 수용액을 가하고 150㎖ 메틸렌 디클로라이드로 추출하였다. 유기층을 무수 황산나트륨으로 수분을 제거한 후, 감압증발하여 얻어진 잔사물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(CH₂Cl₂)로 정제하여, 431.8mg(수율 92%)의 3-[2-(3,5-디메톡시-페닐)-비닐]-퓨란 화합물을 얻었다(표 1 참조).

¹H-NMR (CDCl₃) δ: 7.53(s, 1H), 7.41(m, 1H), 6.95(d, 1H), 6.74(d, 1H), 6.65(t, 1H), 6.61(d, 2H), 6.38(t, 1H), 3.82(s, 6H, -OCH₃).

MS : 230.25(M⁺)

실시예 2. 3-[2-(4-메톡시페닐)비닐]퓨란 화합물 제조(2)

상기 제조예 5에서 제조된 4-메톡시벤질 포스포네이트 다이메틸 에스터에 크라운 에테르 0.1 당량을 가하고, 칼륨하이드로 옥사이드 2 당량과 3-퓨랄데하이드 1.2 당량을 첨가하여 상온에서 3-6시간 교반한 후, 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출하고 염 수용액으로 3회 씻었다. 유기층을 무수 황산나트륨으로 수분을 제거한 후 감압농축하였으며, 얻어진 잔사물에 헵탄 5 ㎖를 가하고 요오드 1-2 결정을 가한 후 100℃에서 3시간동안 환류시켜 이성질화 시켰다. 포화된 아황산수소나트륨을 소량 가하고 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출한 후 염 수용액으로 씻었으며, 유기층을 무수황산나트륨으로 수분을 제거하고 감압농축하여 얻어진 잔사물을 실리카겔 컬럼크로마토 그래피로 정제하여 3-[2-(4-메톡시페닐)-비닐]-퓨란 화합물(수율 18.45%)을 얻었다(표 1 참조).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 3.82 (s, 3H), 6.64 (dq J=1.8Hz, 0.3Hz, 1H), 6.80 (d J=8.7Hz 2H) 6.88 (d J=8.7Hz 2H) 7.37 (dd J=2.1Hz, 6.3Hz, 1H) 7.40 (m, 2H) 7.50 (m, 1H)

(Ⅲ)

화합물	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	분석데이터(¹H-NMR (CDCl₃) δ)
1	MeO	H	MeO	H	H	H	7.53(s, 1H), 7.41(m, 1H), 6.95(d, 1H), 6.74(d, 1H), 6.65(t, 1H), 6.61(d, 2H), 6.38(t, 1H), 3.82(s, 6H, -OCH₃)
2	H	MeO	H	H	H	H	3.82 (s, 3H), 6.64 (dq J=1.8Hz, 0.3Hz, 1H), 6.80 (d J=8.7Hz 2H) 6.88 (d J=8.7Hz 2H) 7.37 (dd J=2.1Hz, 6.3Hz, 1H) 7.40 (m, 2H) 7.50 (m, 1H)

실시예 3. 2-[2-(4-메톡시-페닐)-비닐]-퓨란 화합물 제조(3)

상기 제조예 4에서 제조된 4-메톡시벤질 트리페닐스포늄 브로마이드를 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 크라운 에테르 0.1 당량을 가하고 칼륨히드로 옥사이드 2 당량과 2-퓨랄데하이드 1.2 당량을 첨가하였다. 상온에서 3시간 동안 교반한 후, 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출하고 염 수용액으로 3회 씻고, 유기층을 무수 황산나트륨으로 수분을 제거한 후 감압농축하였다. 얻어진 잔사물에 헵탄 5 ㎖를 가하고 요오드 1-2 결정을 가한 후 100℃에서 3시간동안 환류시켜 이성질화시켰으며, 포화된 아황산수소나트륨을 소량 가하고 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출한 후 염 수용액으로 씻었다. 유기층을 무수황산나트륨으로 수분을 제거하고 감압농축하여 얻어진 잔사를 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 2-[2-(4-메톡시-페닐)-비닐]-퓨란 화합물(수율 52.73%)을 얻었다(표 2 참조).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 3.84 (s, 3H) 6.26~6.30 (m, 1H) 6.29 (d J=12.6Hz 1H) 6.34 (dd J=3.3Hz, 1.8Hz 1H) 6.42 d J=12.6Hz 1H) 6.85~6.91 (m, 2H) 7.32 (dd J=1.5Hz, 0.3Hz 1H) 7.38~7.44 (m, 2H)

실시예 4. 2-[2-(3,4,5-트리메톡시페닐)-비닐]-퓨란 화합물 제조(4)

상기 제조예 2에서 제조된 3,4,5-트리메톡시벤질 트리페닐포스포늄 브로마이드를 메틸렌 클로라이드에 녹인 후, 크라운 에테르 0.1 당량을 가하고 칼륨히드로 옥사이드 2 당량과 2-퓨랄데하이드 1.2 당량을 첨가하여 상온에서 3시간 동안 교반한 후, 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출하고 염수용액으로 3회 씻었다. 유기층을 무수 황산나트륨으로 수분을 제거한 후, 감압농축하였으며, 얻어진 잔사물에 헵탄 5 ㎖를 가하고 요오드 1-2 결정을 가한 후, 100℃에서 3시간동안 환류시켜 이성질화시켰고, 포화된 아황산수소나트륨를 소량 가하고 15 ㎖의 에틸아세테이트로 추출한 후 염 수용액으로 씻었다. 유기층을 무수황산나트륨으로 수분을 제거하고 감압농축하여 얻어진 잔사물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피피로 정제하여 2-[2-(3,4,5-트리메톡시페닐)-비닐]-퓨란 화합물(수율 57.63%)을 얻었다(표 2 참조).

¹H-NMR(300 MHz, CDCl₃) δ: 3.86 (s, 3H) 3.90 (s, 6H) 6.34~6.35 (m, 1H) 6.42 (dd J=3.5Hz,1.5Hz 1H) 6.68 (s, 2H) 6.80 (d J=16.2Hz 1H) 6.96 (d J=16.2Hz 1H) 7.40 (d J=1.5Hz 1H)

실시예 5. 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란(트랜스) 화합물 제조(5)

상기 제조예 3에서 제조된 3,5-디메톡시벤질 트리페닐스포늄 브로마이드를 THF에 녹인 후, 부틸리튬 1.1 당량을 얼음 욕조상에서 천천히 첨가하고 상온에서 30분간 교반한 후, 5-메틸퓨란 1.1 당량을 넣고 다시 2시간동안 상온에서 교반한다. 얼음물로 반응액을 희석하고 에틸아세테이트로 추출한 후, 유기층을 무수황산나트륨으로 수분을 제거하고 감압농축하여 얻어진 잔사물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 트랜스형태의 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란 화합물(수율 34.65%)을 수득하였다(표 2 참조).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 2.35 (s, 3H) 3.82 (s, 6H) 6.01 (dq J=3.0Hz, 0.9Hz 1H) 6.24 (d J=3.0Hz 1H) 6.36 (t J=2.1Hz 1H) 6.61 (d J=2.1Hz 2H) 6.80 (d J=16.2Hz 1H) 6.89 (d J=16.2Hz 1H)

실시예 6. 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란(시스) 화합물 제조(6)

상기 제조예 3에서 제조된 3,5-디메톡시벤질 트리페닐스포늄 브로마이드를 THF에 녹인 후, 부틸리튬 1.1 당량을 얼음 욕조상에서 천천히 첨가하고 상온에서 30분간 교반한 후, 5-메틸퓨란 1.1 당량을 넣고 다시 2시간동안 상온에서 교반한다. 얼음물로 반응액을 희석하고 에틸아세테이트로 추출한 후, 유기층을 무수황산나트륨으로 수분을 제거하고 감압농축하여 얻어진 잔사물을 실리카겔 컬럼크로마토그래피로 정제하여 시스형태인 2-[2-(3,5-디메톡시페닐)-비닐]-퓨란(61.23%) 화합물을 수득하였다(표 2 참조).

¹H-NMR (300 MHz, CDCl₃) δ: 2.37 (d J=0.6Hz 3H) 3.88 (s, 6H) 6.03 (dq J=3.0Hz, 0.9Hz 1H) 6.34 (dd J=3.0Hz,0.6Hz 1H) 6.39 (s, 2H) 6.49 (t J=2.4Hz 1H) 6.79 (d J=2.4Hz 2H)

(Ⅱ)

화합물	R₁	R₂	R₃	R₄	R₅	R₆	분석데이터(¹H-NMR (CDCl₃) δ)
3	H	OMe	H	H	H	H	3.84 (s, 3H) 6.26~6.30 (m, 1H) 6.29 (d J=12.6Hz 1H) 6.34 (dd J=3.3Hz, 1.8Hz 1H) 6.42 d J=12.6Hz 1H) 6.85~6.91 (m, 2H) 7.32 (dd J=1.5Hz, 0.3Hz 1H) 7.38~7.44 (m, 2H)
4	OMe	OMe	OMe	H	H	H	3.86 (s, 3H) 3.90 (s, 6H) 6.34~6.35 (m, 1H) 6.42 (dd J=3.5Hz,1.5Hz 1H) 6.68 (s, 2H) 6.80 (d J=16.2Hz 1H) 6.96 (d J=16.2Hz 1H) 7.40 (d J=1.5Hz 1H)
5	OMe	H	OMe	CH₃	H	H	2.35 (s, 3H) 3.82 (s, 6H) 6.01 (dq J=3.0Hz, 0.9Hz 1H) 6.24 (d J=3.0Hz 1H) 6.36 (t J=2.1Hz 1H) 6.61 (d J=2.1Hz 2H) 6.80 (d J=16.2Hz 1H) 6.89 (d J=16.2Hz 1H)
6	OMe	H	OMe	CH₃	H	H	2.37 (d J=0.6Hz 3H) 3.88 (s, 6H) 6.03 (dq J=3.0Hz, 0.9Hz 1H) 6.34 (dd J=3.0Hz,0.6Hz 1H) 6.39 (s, 2H) 6.49 (t J=2.4Hz 1H) 6.79 (d J=2.4Hz 2H)

실험예 1. 자유 라디칼 제거 효과

뇌신경세포 손상의 원인 중 하나인 자유 라디칼 생성에 대한 페닐환 유도체의 효과를 DPPH 활성소거능력을 측정하여 항산화력을 확인하였다.

1,1-디페닐-2-피크릴-하이드라질 (DPPH)을 메탄올에 1.5×10^-4 M로 녹인 후, 자유 라디칼 제거효과를 검증할 화합물인 실시예 1에서 제조된 3-[2-(3,5-디메톡시-페닐)-비닐]-퓨란 화합물 (1)을 100 ㎛ 농도로 첨가하였다. 반응용액을 섞고 30분간 상온에서 대기한 후, 용액 중 남아있는 DPPH의 양을 ELISA 리더(Molecular device사, 미국)을 이용하여 520 nm에서 측정하였으며, 자유 라디칼 제거효과를 판단하였다.

실험 방법은 이미 여러 문헌에 나와있는 방법을 사용하였으며(Vivot, E. et al.; J. Ethnopharmacology, 76, pp65-71, 2001), DPPH 활성소거능력이 클수록 항산화력이 크게 된다. 페닐환 유도체의 DPPH 소거활성도를 페닐환 유도체를 처리하지 않은 대조군에 대한 백분율로 표시하였고, 하기의 표 3에 결과를 나타내었다.

실험 결과, 대조군인 허혈성 심장질환에 효과가 있는 레스베라트롤은 11%를 나타낸 반면에, 화합물 1은 50% 이상의 자유라디칼 제거효과를 보였으며(표 3 참조), 화합물 1의 농도를 10μM과 100 μM를 사용하였을 때, 100 μM 농도의 화합물 1이 큰 DPPH 소거활성을 나타내어 우수한 항산화능을 갖음을 확인할 수 있었다 (도 1 참조).

농도(100 μM)	효 과
화합물 1	53 %
레스베라트롤	11 %

실험예 2. 뇌조직에서의 지질과산화 억제효과

본 발명의 페닐환 유도체 화합물들의 지질과산화 억제 효과를 검증하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

흰쥐를 에테르로 마취시키고 두개골을 절개하여 뇌를 절제하여 4℃로 빙냉시킨 0.9% 식염수로 세척한 후, 즉시 칭량하고 10%가 되도록 4℃의 인산 완충용액(pH 7.4)을 가하여 초음파 분쇄기로 10분간 균질화한 뇌 균질화물을 실험에 사용하였 다. 각각의 농도로 희석한 검액을 시험관에 0.2㎖를 취하고 제조된 흰쥐의 뇌 균질화물 0.5㎖를 가한 다음 37.0 ±1℃에서 30분간 배양시켰으며, 상온으로 식힌 후 1% 인산 수용액 3㎖ 와 0.6% 티오바비트레이트(Thiobarbiturate, TBA) 수용액 1㎖를 가하고 100℃ 수욕상에서 45분간 가열하여 발색이 된 후에 정지 시켰다. 흐르는 물에 시험관을 10분간 방치하여 냉각시킨 후, 부탄올 4㎖를 가하고 진탕 및 혼합하여 1800×g(4℃)에서 10분간 원심분리하였으며, 부탄올 층을 취하여 535nm에서 흡광도를 측정하였다. 지질과산화형성 저해활성도를 하기의 수학식 1로부터 산출하여 저해 활성을 비교 관찰하였다.

저해율(%)= (증류수를 가한 실험액의 흡광도 - 시료를 가한 실험액의 흡광도) / 증류수를 가한 실험액의 흡광도) ×100

실험 결과, 독성을 가진 지질의 과산화를 방지하는 항산화작용인 지질과산화 형성 저해활성 결과는 하기의 표 4와 같으며, 페닐환 유도체 화합물 1, 철, 그리고 정상상태를 비교했을 때, 화합물 1이 지질과산화 형성을 저해했으며, 실제로 농도를 100μM일 때 우수한 효과를 보였다(도 2 참조).

	1μM	10μM	100μM	기준
화합물 1	4.06	4.07	3.60	-
정상상태	-	-	-	1.87
철	-	-	-	4.22

실험예 3. PC12 세포를 이용한 항산화 효과 검증

본 발명의 페닐환 유도체 화합물의 항산화 효과를 검증하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.

PC12 세포(세포주은행, 서울대학교 암센터)는 흰쥐 유래의 크롬친화성 세포종으로, 10% 소 태아 혈청 알부민과 5% 말 혈청 알부민, 1% 페니실린, 2 mM의 글루타민이 함유된 DMEM 배지(Dulbecco's modified Eagles medium, Gibco-BRL, Invitrogen사, 미국)에서 배양되었으며, 배양판은 50㎍/㎖의 폴리-디-라이신(Poly-D-lysine, Sigma사)으로 코팅하여 사용한다. 각각의 농도의 검액을 PC12 세포에 먼저 처리하고 90분 후에 1.2mM의 과산화수소수를 처리하였으며, 24시간 배양한 후, 배양액으로부터 유리된 락테이트 디히드로제나아제(LDH, lactate dehydrogenase)를 측정함으로써 세포손상 억제정도를 측정하였다.

PC12 세포 조직에 페닐환 유도체 1, 2, 3, 4, 5 및 6 화합물을 1, 10, 100㎍/㎖의 농도로 처리하고 LDH를 측정한 결과, 하기의 표 5에서와 같이 모든 화합물이 1㎍/㎖의 농도 이상에서 세포손상 억제정도를 보였으며, 산화제인 과산화수소를 넣어서 산화상태인 것과 비교할 때, 특히 100㎍/㎖에서는 페닐환 유도체 5 및 6 화합물은 60%가 넘는 뛰어난 세포손상 억제정도를 보였다(도 3 참조).

화합물	정상세포대비 LDH의 양
1	50 %
2	38 %
3	55 %
4	48 %
5	60.5 %
6	63 %
대조군(H₂O₂)	39 %

실험예 4. 산소와 글루코즈를 제거한 상태에서의 히포캄프스 세포사멸억제효과

생후 5 내지 8일된 스프라그-도올리(Sprague Dawley, 중앙실험동물) 흰쥐의 히포캄프스(Hippocampus)를 떼어내어 400μm로 자른 후, 말혈청(Horse serum) 25%, HBSS 25%, MEM 50% 조성의 배지에서 키운다. 2주일 후, IBSS(허혈성 염조절용액, Gibco-BRL, 미국)와 화합물 1, 대조군인 레스베라트롤을 함께 처리하여 하이폭시아 챔버(Forma Scientific사, 미국)에서 40분간 산소와 글루코오즈를 제거한 상태를 유도하고, 세포사멸정도를 확인하기 위하여 프로피디움 아이오다이드(propidium iodide) 염색을 하였다. 세포사멸의 통계적인 결과를 얻기 위해서 영상분석 프로그램(NIH사, 미국)을 사용하여 글루코즈와 산소를 제거한 상태에서 가장 먼저 손상을 받는 부위인 피라미달 세포층의 세포사멸정도를 측정하였다.

실험 결과, 레스버라트롤은 허혈 유도에 따른 히포캄프스 부위의 세포사 면적을 57% 감소시켰으며, 이와 더불어 본원의 화합물 1은 세포사가 유도된 면적 부위를 70% 이상 감소시킴으로써 유의적으로 뇌허혈을 보호시킴을 확인할 수 있었다(도 4 참조).

추가적으로, 글루코즈와 산소를 제거하지 않았을 때는 히포캄프스의 세포사멸정도가 거의 없는 것으로 나타났으며(도 5a, 도 5b 및 도 5c 참조), 글루코즈와 산소를 제거시에는 0일에는 거의 변화가 없었으나, 시간이 지남에 따라 세포사멸정도가 확연히 나타났고(도 5d, 도 5e 및 도 5f 참조), 글루코즈와 산소를 제거하고 페닐환 유도체 화합물 1을 100μM 처리하였을 때는 1일 경과시까지 거의 세포사멸이 나타나지 않았고, 2일째도 미미한 세포사멸정도를 보였으며(도 5g, 도 5h 및 도 5i 참조), 글루코즈와 산소를 제거하고 대조군인 레스베라트롤 100μM을 처리하였을 때는 2일째에 확연한 세포사멸정도를 보여주었다(도 5j, 도 5k 및 도 5l 참조)

이로써, 페닐환 유도체 화합물이 탁월한 세포사멸 억제효과를 가진다는 것을 확인할 수 있었다.

실험예 5. 허혈성 뇌 절편에서의 신경보호효과

본 발명의 페닐환 유도체 화합물의 허혈성 뇌에서의 신경보호효과를 검증하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

8주령의 180 내지 200g 내외의 스프라그-도올리(Sprague Dawley, 중앙실험동물) 수컷 흰쥐를 사료와 물을 충분히 공급하면서 1주일간 실험환경에 적응시킨 다음 실험에 착수하였다. 실험동물을 할로탄(halothane)으로 마취시킨 후, 단두하여 해마(hippocampi)부분을 빠르게 절제하여 4℃의 인공적인 뇌척수 유동액(aCSF)에 넣었으며, 뇌척수 유동액의 조성은 염화나트륨 116mM, 탄산수소나트륨 26.2mM, 염화칼륨 5.4mM, 염화칼슘 1.8mM, 염화마그네슘 0.9mM, 글루코오스 5.6 mM이다. 해마가 들어 있는 뇌척수 유동액을 95% 산소와 5% 이산화탄소 혼합가스로 포화시켜 준 후, 해마를 400 ㎛ 두께로 절단하였고, 저산소 상태의 뇌절편은 글루코오스를 빼준 뇌척수 유동액을 37℃, 85% 질소와 5% 수소, 5% 이산화 탄소 혼합가스 조건에서 저산소 배양기로 20분간 배양함으로써 유도하였다.

이렇게 유도된 저산소 상태의 뇌절편에 페닐환 유도체 화합물 1을 1, 10 및 100㎛/㎖ 투여한 후, 뇌절편에서 생성되는 ATP(adenosine triphosphate)의 양을 측정함으로써 이들의 신경보호 효과를 판단하였다. 즉, 저산소 상태로 인하여 줄어든 ATP의 생성량이 페닐환 유도체로 인하여 회복되는 정도를 뇌신경 보호효과의 기준으로써 사용되었다.

ATP의 양을 재는 방법으로는 뇌절편을 1N 과염소산(Perchoric acid, HClO₄)에서 파쇄하여 13000 rpm에서 7분간 원심분리하고, 상등액을 취하여 ATP 시약(50 mM 트리스 아세테이트 pH 7.75, 2 mM EDTA, 6 mM DTT, 0.075% BSA, 10 mM 마그네슘 아세테이트)으로 40배 희석한 후, 50㎕를 취하여 0.035mM의 루시페린과 0.4mg 루시퍼라제가 포함된 ATP 시약 100㎕와 반응했으며, 발광 정도를 측정하여 ATP의 양을 확인하였다.

실험 결과, 허혈을 유도한 해마 조직에 1, 10 및 100㎛/㎖의 페닐환 유도체 화합물 1을 처리한 후, 측정한 ATP 농도는 하기의 표 6과 같다. 페닐환 유도체 화합물 1은 허혈로 인하여 감소된 ATP 함량을 증가시키는 효과를 가짐을 확인할 수 있었고, 페닐환 유도체의 농도가 증가함에 따라 ATP 함량도 증가함을 볼 수 있었다(도 6 참조). 결과적으로, 페닐환 유도체가 약물에 의한 뇌절편을 회복시키고, 뛰어난 신경보호 효과를 가지고 있음을 확인할 수 있었다.

	1 μM	10 μM	100 μM	기준
화합물 1	5.8	7.1	8.95	-
정상상태	-	-	-	11.5
저산소상태 (20분)	-	-	-	4.75

실험예 6. 뇌세포 보호 및 뇌졸중에 대한 효과 실험

하기 실험 등에 의해 본 발명의 페닐환 유도체의 뇌허혈 치료효과를 관찰하기 위하여, 제조된 페닐환 유도체를 뇌허혈 동물 모델인 4-혈관 폐색 (4-Vessel Occlusion: 4-VO) 모델에 적용하여 실험한 결과, 유의성 있는 실험결과를 나타냈다.

4-혈관폐색모델(4-VO)

풀시넬리(Pulsinelli WA) 등의 문헌(Pulsinelli WA, Brierley JB.; Stroke, 10, pp267-272, 1979)에 기재된 실험방법과 같이 하기와 같은 4-혈관 폐색모델 실험(4-VO)을 시행하였다.

실험동물은 5주령의 170g 내외의 위스터계(Wister) 수컷 흰쥐를 일본(SLC사, 일본)에서 수입하여 사료와 물을 충분히 공급하면서 1주일간 실험환경에 적응시킨 다음 실험에 착수하였다.

흰쥐를 마취시킨 다음 정위고정장치(stereotaxic apparatus)에 수평면에서 머리를 기준으로 하여 꼬리를 30^。 경사지게 밑으로 고정시키고, 코와 입 주위는 마 취기(Ohameda V.M.C./Boc Health Care사, Cyprane, 영국)에 플라스틱 원추흡입기(cone)로 연결시켰다. 마취는 처음에 질소와 산소의 혼합가스(질소 70%, 산소 30%)에 포함된 5% 이소플루레인(isoflurane)으로 하고 그 후에는 1.5% 이소플루레인으로 계속 유지시켰다.

꼬리를 수술대에 고정하고 경추를 신전시킨 상태로 실험하였으며, 먼저 인후(咽喉)부위를 수술하기 위하여 총경동맥에 실리콘 튜브로 고리를 만들어 허혈을 유발하고 재관류할 수 있도록 장치하였고, 허혈유발시 미세혈관의 순환을 봉쇄하기 위하여 뒤쪽으로는 기관(氣管, trachea), 식도(esophagus), 외부 경정맥(external jugular vein), 총경동맥(common carotid arteries) 들이 위치하고, 앞쪽으로는 경부(cervical), 척추주위(paravertebral) 근육들이 지나가도록 실로 꿰뚫은 후, 수술용 클립으로 상처를 봉합하였으며, 흰쥐를 돌려서 후두골부위를 수술하였다. 후두골하단의 1번 경추부를 수술확대경을 이용하여 수술하고, 우상공(羽狀孔, alar foramina) 쪽으로 근육이 다치지 않게 접근하였다.

1㎜ 이하의 미세한 전기소작침을 1번 경추의 우상공(alar foramina)을 통하여 밑으로 척추동맥이 통과하고 있는 터널로 집어넣어, 간헐적인 전류를 통전시켜 척추동맥을 소작하였으며, 수술현미경을 이용하여 뼈 속으로 지나가는 터널에 존재하는 척추동맥이 완전히 소작되어서 폐쇄되었다는 것을 확인한 다음 수술용 클립으로 봉합하였다. 24시간 후, 수술용 클립을 제거하고 총경동맥을 동맥류(動脈瘤, aneurysm) 클립으로 10분 동안 조여서 허혈을 유발하였다. 만약 1분 이내에 대광반사가 소실되지 않으면 경부봉합을 단단하게 하였고, 이 때 대광반사가 소실되지 않은 흰쥐들은 완전한 양측 평행적인 CA1 신경손상이 유발되지 않았기 때문에 이 실험에서 제외시켰으며, 경련을 일으키는 흰쥐들도 제외시켰다. 10분 후 총경동맥에서 동맥류(aneurysm) 클립을 떼어 내어 재관류시켰다.

체온은 허혈유발 후 6시간까지 30분 간격으로 모니터링하였으며, 체온하강이 나타나는 경우에는 체온하강을 방지하면서 그 체온변화를 측정하여 기록 재관류시킨 후, 의식 소실 기간이 20±5분인 흰쥐들만 실험하는 경우와 부분적으로 체온저하를 방지하면서 저체온으로 인한 신경세포의 방어효과를 차단한 경우를 분리하면서 실험하였다. 즉, 선택된 흰쥐들에 허혈을 유발시키는 동안과 재관류 및 회복기 동안 3±0.5℃로 유지시키기 위하여 직장 온도를 이용한 자동 온도 조절 전열기(Flobab, Harvard, 미국)로 37℃로 고정시켜서 실험하였다. 체온측정은 직장속으로 최소한 6㎝ 들어가게 소식자(消息子, probe)를 삽입함으로써, 뇌 온도를 반영하는 직장체온을 측정하였다(Miyazawa T et al.; J. Cereb Blood Flow Metab, 12 , pp817-822, 1992).

시료의 투여와 실험군의 설정

흰쥐의 전뇌허혈(forebrain ischemia)에 대한 페닐환 유도체 화합물의 효능을 측정하기 위하여 일차적으로 페닐환 유도체 화합물 1인 3-[2-(3,5-다이메톡시-페닐)-비닐]-퓨란에 대하여 실험을 수행하였다.

투여시간은 허혈 유발후 0분 및 90분에 투여하였다. 페닐환 유도체를 프로필렌 글라이콜(propylene glycol) 50%, 에탄올 20%, 3차 증류수 20%의 조성을 갖는 혼합용액에 녹여서 각 1㎎/㎏, 10㎎/㎏ 및 20㎎/㎏의 용량으로 동일부피를 복강내 주사하였다. 제1군은 정상 대조군(僞裝群, sham group)으로 수술과정은 같게 하였지만 전뇌허혈(forebrain ischemia)은 유도되지 않았으며, 제2군은 대조군으로 전뇌허혈을 유발시킨 후, 시료투여와 같은 시간 간격으로 프로필렌 글라이콜 50%, 에탄올 20%, 3차 증류수 20% 조성의 혼합용액 2.0㎖/㎏을 복강내 주사하였고, 제3, 4, 5군은 각각 실시예 1의 페닐환 유도체 1mg/㎏, 10㎎/㎏, 20㎎/㎏의 용량으로 허혈유발 후 0분 및 90분에 복강내 투여하였다.

조직표본은 허혈유발 1주일 후에 흰쥐를 클로랄 하이드레이트(35.0 ㎎/㎏, i.p.)로 마취시켜 개흉한 다음, 우심실을 절개하여 바늘을 좌심실에 주입하고 헤파린 처리된 5% 소디움 니트라이트 생리식염수를 심장에 관류시키고, 4.0% 포르말린 고정액으로 관류시켰다. 그 후 흰쥐의 뇌부분을 떼어내어 2시간 동안 0.1M 포스페이트 완충된 포르말린 고정액에 후고정시킨 다음, 30 % 수크로스에 담가 4℃에서 하룻밤 동안 고정시켰으며, 고정된 뇌에서 정수리점(Bregma) -2.5㎜와 -4.0㎜ 사이의 등쪽 해마(dorsal hippocampus) 부위에 있는 관상봉합부 조각(coronal block)을 준비하였다. 이 조각을 동결한 후 슬라이딩 마이크로톰(HM440E, Microm사, 독일)을 사용하여 해마를 포함하는 조직절편을 만들었으며, 표본제작을 위한 조직절편은 매 30 ㎛씩 수집하였다.

손상된 신경세포수 관찰

등쪽 해마(Dorsal hippocampus)를 포함하는 절편을 크레실 바이올렛으로 염 색하여 고정한 후, 등쪽 해마(dorsal hippocampal) CA1 중 가장 지연성 신경원세포 사망(delayed neuronal death)에 손상받기 쉬운 부분인(Crain B. J. et al.; Neuroscience, 27, pp387-402, 1988) 중간대(middle zone)의 1,000㎛ 길이에서 신경세포 수를 관찰하였다(도 8a, 도 8b, 도 8c, 도 8d, 도 8e, 도 8f 참조). 세포수의 관찰은 고배율(×250)에서 정상적인 형태를 보이는 추체세포(pyramidal cell)의 수를 3인의 관찰자가 한 개의 뇌조직에서 3개의 다른 조직절편의 좌우양측 2개, 총 6부위에서 관찰하여 평균하였다.

또한, 약물의 용량에 따른 효능을 알아보기 위하여 페닐환 유도체 화합물 1을 20㎎/㎏, 10㎎/㎏ 및 1㎎/㎏을 각각 흰쥐 체중당 2.0㎖의 양으로 프로필렌 글라이콜 50%, 에탄올 20%, 3차 증류수 20% 조성의 혼합용액에 용해하여 복강내 투여하였다. 흰쥐의 허혈유발 시간을 결정하기 위하여 흰쥐를 4마리씩 선택하여 각각 5분, 10분, 20 분 및 30분에 걸쳐서 허혈을 유발한 다음 재관류 후 1주일에 흰쥐를 처치하고, 신경세포의 소실을 관찰하기 위하여 해마(hippocampus)의 조직절편을 얻었다. 이때 해마(hippocampus)의 CA1부위의 추체세포(pyramidal cell)의 손상세포수를 관찰한 결과, 약 1/4정도의 소실이 나타나는 10분간의 유발이 약효를 판정하기에 가장 적합할 것으로 결정하였다.

실험 결과, 전뇌허혈 유발후 생리식염수를 투여한 대조군의 뇌 관성절편은 많이 손상되었으나(도 8b 참조), 전뇌허혈 유발 후 페닐환 유도체 화합물 1을 10㎎/㎏ 투여한 마우스의 뇌 관성절편은 전뇌허혈을 유발하지 않은 정상대조군의 뇌 관성절편과 거의 동일함을 보여주어 신경세포 손상에 대한 방어기작을 보여주었 다(도 8d 및 8f 참조). 그리고 4-혈관폐색(4-VO) 모델에서 뇌 허혈유발 후, 체온조절 상태에서 관찰한 페닐환 유도체의 뇌 허혈유발 신경세포 손상에 대한 방어효과에서 수술하지 않은 정상군의 신경세포(수/㎜)는 308을 나타내었고, 수술한 대조군은 27을 나타내었다(표 7 및 도 7 참조). 페닐환 유도체 화합물 1의 20㎎/㎏ 과 10㎎/㎏의 농도에서 각각 살아있는 신경세포(수/㎜)를 비교 계산하였을 때, 136과 290을 나타내어 94.2%와 44.2%의 뛰어난 효과를 나타내었으며, 이로써 뇌 허혈유발 신경세포 손상에 대한 방어에 뛰어난 효능을 보임을 확인할 수 있었다.

	1 mg/㎖	10 mg/㎖	20 mg/㎖
화합물 1	55	136	290	-
비수술군	-	-	-	308
수술군	-	-	-	27

결론적으로, 본 발명의 페닐환 유도체는 뇌세포 보호 및 뇌졸중 질환에 현격하게 치료하는 효능을 갖고 있음을 확인할 수 있었으며, 매우 탁월한 신경보호활성을 나타내어 허혈성 신경계 질환 치료에 효과적임을 재확인할 수 있었다.

실험예 6. 급성독성 실험

1. 복강투여

마우스(25±5g, 중앙실험동물)와 래트(235±10g, 중앙실험동물)를 사용하여 페닐환 유도체 화합물의 급성독성시험을 실시하였다.

ICR계 마우스와 스프라그-도올리(Sprague Dawley) 래트를 각각 3마리씩 3군으로 나누어 본 발명의 페닐환 유도체 화합물을 각각 20mg/㎏, 10mg/㎏, 1mg/㎏의 용량으로 복강투여한 후 24시간동안 독성여부를 관찰한 결과, 3군 모두에서 사망한 예가 한 마리도 없었고 외견상 대조군과 별다른 증상을 찾아볼 수 없었다.

급성독성시험 결과 페닐환 유도체의 경우 LD₅₀이 1000mg/㎏ 이상이었으며, 또한 그 투여 가능 용량인 2000mg/㎏에서 사망예를 전혀 관찰할 수 없었고, 체중 증가, 사료 섭취량 등에서 전혀 유의한 이상을 발견할 수 없었다. 따라서 페닐환 유도체의 경우 안전한 약물임을 확인할 수 있었다.

본 발명의 페닐환 유도체는 아래와 같은 제형으로 투여할 수 있으며, 아래의 제제 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 제한되는 것은 아니다.

제제예 1. 주사제제의 제조

실시예 1의 화합물 100㎎

소디움 메타비설파이트 3.0㎎

메틸파라벤 0.8㎎

프로필파라벤 0.1mg

주사용 멸균증류수 적량

상기의 성분을 혼합하고 통상의 방법으로 2㎖로 한 후, 2㎖용량의 앰플에 충전하고 멸균하여 주사제를 제조한다.

제제예 2. 정제의 제조

실시예 1의 화합물 200㎎

유당 100㎎

전분 100㎎

스테아린산 마그네슘 적량

상기의 성분을 혼합하고 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.

제제예 3. 캡슐제의 제조

실시예 1의 화합물 100㎎

유당 50㎎

전분 50㎎

탈크 2㎎

스테아린산 마그네슘 적량

상기의 성분을 혼합하고 통상의 캡슐제의 제조방법에 따라서 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 4. 액제의 제조

실시예 1의 화합물 1000㎎

설탕 20g

이성화당 20g

레몬향 적량

정제수를 가하여 전체 1000㎖로 맞추었다. 통상의 액제의 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 갈색병에 충전하고 멸균시켜 액제를 제조한다.

상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 수요계층, 수요국가, 사용 용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

제제예 5. 건강 식품의 제조

실시예 1의 화합물 1000 ㎎

비타민 혼합물 적량

비타민 A 아세테이트 70 ㎍

비타민 E 1.0 ㎎

비타민 B₁ 0.13 ㎎

비타민 B₂ 0.15 ㎎

비타민 B₆ 0.5 ㎎

비타민 B₁₂ 0.2 ㎍

비타민 C 10 ㎎

비오틴 10 ㎍

니코틴산아미드 1.7 ㎎

엽산 50 ㎍

판토텐산 칼슘 0.5 ㎎

무기질 혼합물 적량

황산제1철 1.75 ㎎

산화아연 0.82 ㎎

탄산마그네슘 25.3 ㎎

제1인산칼륨 15 ㎎

제2인산칼슘 55 ㎎

구연산칼륨 90 ㎎

탄산칼슘 100 ㎎

염화마그네슘 24.8 ㎎

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.

제제예 6. 건강 음료의 제조

실시예 1의 화합물 1000 ㎎

구연산 1000 ㎎

올리고당 100 g

매실농축액 2 g

타우린 1 g

정제수를 가하여 전체 900 ㎖

통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.

본 발명에 따른 신경세포 보호활성을 갖는 페닐환 유도체를 함유한 약학적 제제는 레스베라트롤(resveratrol)을 기본으로 하여 극성을 낮춰 뇌로 용이하게 침투할 수 있도록 개량한 제재로써, 신경계 보호활성이 우수하며 안전하여 중풍 또는 뇌졸중 등의 신경계 질환의 치료 및 예방에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims

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하기 일반식 (Ⅱ) 화합물을 유효성분으로 하고 약학적으로 담체를 포함하는 중풍 또는 허혈성 뇌졸중의 예방 및 치료를 위한 약학조성물:

(Ⅱ)

상기 식에서,

R_1,R₂및R₃은 수소원자, 할로겐원자, 히드록시기 또는 메톡시기이고;

R₄ 내지 R₆는 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기이며, 동시에 수소원자는 아니다.
하기 일반식 (Ⅲ) 화합물을 유효성분으로 하고 약학적으로 담체를 포함하는 중풍 또는 허혈성 뇌졸중의 예방 및 치료를 위한 약학조성물:

(Ⅲ)

상기 식에서,

R_1,R₂및R₃은 수소원자, 할로겐원자, 히드록시기 또는 메톡시기이고;

R₄ 내지 R₆치환기는 수소원자 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기 또는 알콕시기이다.
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 조성물 총 중량에 대하여 상기 화합물을 0.5 ~ 50% 포함하는 약학조성물.
제 12항 또는 제 13항에 있어서, 상기 조성물은 정제, 캅셀제, 용액제, 현탁제 또는 시럽제인 약학조성물.