KR100661397B1

KR100661397B1 - 티모사포닌 에이-ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬분비촉진용 조성물

Info

Publication number: KR100661397B1
Application number: KR1020040000106A
Authority: KR
Inventors: 김정숙; 하혜경; 정대영; 이호영; 이제현; 강삼식; 손건호; 정다영
Original assignee: 한국 한의학 연구원
Priority date: 2004-01-02
Filing date: 2004-01-02
Publication date: 2006-12-27
Also published as: KR20050071789A

Abstract

본 발명은 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 뇌하수체 세포에 작용하여 성장호르몬의 분비를 촉진시키며, 시험관(in vitro) 뿐만 아니라 생체내(in vivo)에서도 성장호르몬을 강력하게 증가시키므로, 소인증, 왜소증, 소아의 발육부진 및 성장저하와 같은 성장 질환의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물 {Composition comprising timosaponin A-Ⅲ for promoting release of growth hormone}

도 1은 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 랫트의 경정맥에 투여한 후 꼬리 정맥으로부터 일정 시간 간격으로 측정한 성장호르몬을 그래프로 나타낸 도이다.

성장호르몬(growth hormone, GH)은 동물의 뇌하수체에서 분비되는 단백질로서 191개의 아미노산으로 구성된 펩타이드 호르몬이다. 이러한 성장호르몬은 오래 전부터 동물체로부터 분리되어 주로 왜소증(dwarfism, 난장이병) 환자들의 치료에 사용되어 왔는데, 단백질의 손실을 억제하고 나이가 많은 장년 또는 노인에서 생리학적인 노화 현상을 지연시키는 작용이 있으므로 다양한 질병의 치료에 사용될 수 있다(Horber, F. F. and Haymond, M.W., J. Clin. Invest., 1990, 86, 265-272).

성장호르몬을 지속적으로 투여하면 체중, 근육 및 지방의 무게 등이 증가하여 노화로 인한 질병을 예방할 수 있고, 일시적으로 투여하는 경우에도 혈장내의 인슐린 및 IGF-1(Insulin-like growth factor-1)의 농도를 증가시키며 소변 내의 단백질 농도를 감소시키는 것으로 알려져 있다(Kohrt, W. M. et al., Med. Sci. Sports Exerc., 1992, 24, 832-837; Zachweija, J. J. et al., Am. J. Physiol., 1994, 266 (Endocrinol. Metab. 29), E840-844). 이외에도 간의 무게와 크기를 증가시키고 근육, 뼈 및 연결 조직 등의 말단 조직에서 단백질의 합성을 향상시키는 것으로 보고되어있다(Kaiser, F. E. et al., J. Am. Geriatr. Soc., 1991, 39, 235-240; Marcus, R. et al., J. Clin. Endocrino. Metab., 1990, 70, 519-527).

지금까지의 연구로는 선천적인 뇌하수체 기능부전(hypopituitarism)인 어린이와 성인에게 성장호르몬 분비촉진 호르몬(growth hormone releasing hormone, 이하 "GHRH"라 칭한다)과 아르기닌(arginine)을 동시에 투여했을 때 그 효과는 성인보다도 어린이에게서 성장호르몬의 감응정도가 높았으며 많은 종류의 뇌하수체호르몬 결핍 환자보다도 성장호르몬 결핍 환자에게서 감응정도가 더 높았고 완전한 뇌하수체계를 갖는 환자보다도 뇌하수체의 잔여 맥관 성분(residual vascular component)을 가진 환자에게서 더 높은 결과를 얻었다. GHRH와 아르기닌에 대한 성장호르몬의 반응성은 나이에 따라 감소하는 경향(J. Clin. Endocrinol. Metab., 2001, 86(4), 1574-79)이 있고, 성장호르몬 분비촉진제(secretagogue)에 대한 내생 리간드인 그레린(ghrelin)을 성장호르몬 결핍 쥐에 투여하였을 때 효과가 있었으며 (Diabetes, 2001, 50(2), 227-32), 활성 성장호르몬 분비촉진제인 MK-677과 강력한 골 흡수 저해제인 아렌드로네이트(alendronate)를 함께 투여하면 아렌드로네이트를 단독 투여했을 때보다 상대적으로 더 높은 형성 속도를 유지하므로 폐경후 골다공증인 여성에게서 골 무기질 밀도(bone mineral density)를 증가시킨다. MK-677과 아렌드로네이트의 병행 투여의 IGF-1 레벨에 대한 영향은 MK-677 단독 투여나 아렌드로네이트와 병행 투여 모두 IGF-1 레벨이 증가하고 골 형성 감소를 완화시켰으며 대퇴 목(femoral neck)의 골 무기질 밀도는 증가한 반면 요추, 둔부의 골 무기질 밀도는 증가 현상이 나타나지 않았다. MK-677을 통한 성장호르몬의 대사효과는 골 형성에 있어서 아렌드로네이트의 직접적인 억제효과를 줄였다(J. Clin. Endocrinol. Metab., 2001, 86(3), 1116-25).

과거에 성장호르몬은 주로 사체의 뇌하수체로부터 추출되어 사용되었으나, 이 과정에서 성장호르몬을 투여 받은 환자들에게 크로이츠펠트-야콥병 (Creutzfeldt-Jakob disease)이란 질병을 유발시킴이 밝혀졌다. 이렇게 분리 과정에서 다른 질병의 원인 물질까지 환자에게 유입될 수 있는 위험성이 있어 사체로부터 분리한 성장호르몬은 그 사용이 매우 제한되었다. 유전공학의 발달과 더불어 미생물을 이용하여 생산한 재조합 성장호르몬은 대량 생산 및 공급이 가능하고 다른 질환의 감염 위험성이 적으므로 왜소증 치료제 시장의 대부분을 재조합 성장호르몬을 포함하는 단백질 제제가 차지하게 되었다. 유전자 재조합 방식의 성장호르몬을 체내에 투여하는 방법은 성장호르몬 자체가 거대 단백질이어서 경구투여가 불가능하여 주사기를 이용한 근육주사로 이루어진다. 이와 같이 재조합 성장호르몬은 대 량 생산될 수 있음에도 불구하고 일정한 치료 기간동안 요구되는 비용이 상당하고, 경구투여가 불가능하여 주사를 이용해야 하는 불편함으로 인하여 최근에는 경구 투여용 제제를 개발하려는 시도들이 활발히 진행되고 있다.

경구 투여용 성장호르몬 제제의 기본 요건은 체내에서 흡수율이 높아야 하는 동시에, 선택적으로 성장호르몬 분비를 자극할 수 있는 생물학적 활성도를 지니고 있어야 하는 것이다. 경구 투여로 체내에서 높은 흡수율을 갖기 위해서는 분자량이 작을수록 유리하며, 체내에서 생리 활성 작용을 원활하게 수행하려면 구조적으로도 특별한 물리화학적 성질을 가져야 한다.

이와 같은 기본 요건을 갖춘 물질로서 연구되어 임상시험 단계까지 개발된 대표적인 것들로는 유기합성된 L-692, 429(Horm. Res., 1993, 40, 109-115) 및 L-163, 191(PNAS, 1995, 92, 7001-7005), 그리고 펩타이드성 화합물 GHRP-2 (Endocrinology, 1994, 140, R9-R13), GHRP-1(J. Neuroendocrinology, 1994, 6, 185) 및 헥사렐린(Hexarelin: His-D-2-methyl-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2) 등이 있다. 상기 물질들은 공통적으로 1980년대 초에 알려진 펩타이드성 화합물인 GHRP-6 (His-D-Trp-Ala-Trp-D-Phe-Lys-NH2)의 기본 구조를 이용하여 새로이 연구 개발된 것이다.

최근에는 새로운 물질을 개발하는 접근 방식으로 화학물질 라이브러리 (chemical library)를 이용하여 후보 물질들을 대량 검색하는 방법이 각광을 받고 있으며, 이외에도 길이가 짧은 펩타이드들로 구성된 펩타이드 라이브러리(peptide library) 및 자연계에 존재하는 여러 물질들로 구성된 천연물질 라이브러리 (natural library)도 이러한 새로운 물질을 개발하기 위하여 활용되고 있다. 이와 같이 다양하고 광범위한 라이브러리를 이용하여 신약을 개발하는 것은 개발에 소요되는 기간 및 비용 면에서 기존의 접근 방식보다 상당히 효율적이므로 선진 제약기업에서는 이미 오래 전부터 자사의 라이브러리를 이용한 신약 개발에 적극적으로 참여하여 왔다. 구체적으로 상기 L-163, 191 및 헥사렐린도 이러한 접근 방식으로 개발된 물질이라 할 수 있다.

원래 체내에는 동물마다 다르지만 사람의 경우 44개의 아미노산으로 구성된 GHRH가 존재한다. 사람의 체내에서 성장호르몬의 분비를 조절하는 것은 성장호르몬의 분비를 촉진하는 GHRH와 성장호르몬의 분비를 억제하는 소마토스타틴 (Somatostatin)이라는 호르몬이며 이들은 상호작용을 통해 성장호르몬을 간헐적 (pulsatile)으로 특이하게 분비하도록 작용하는 것으로 알려져 왔다.

GHRP-6는 생물학적 활성도에 있어서 상기 GHRH 보다 효과는 저조하지만 분자량 크기 면에서는 상당히 압축되어 있는 유용한 합성 펩타이드이다(대한 내분비학회지, 1995, 10(1), 1-9). GHRP-6의 개발 이후 많은 연구자들에 의해 GHRP-6가 GHRH와 동일한 수용체(receptor)에 작용하여 효과를 나타내는 것이 아니라는 보고가 있었고, 이러한 합성화합물인 성장호르몬 분비촉진제들이 경유하는 새로운 수용체의 존재 가능성이 제기되었다(Endocrinology, 1989, 124, 2791). 이러한 가능성은 머크(Merck)사의 연구진에 의해 돼지와 사람의 뇌하수체 만곡형상 복층정중 (Arcuate ventro-medial) 부위 그리고 시상하부에 존재하는 성장호르몬 분비촉진제 수용체의 cDNA의 염기서열이 밝혀지면서 사실로 입증되었다(Science, 1996, 273, 974-977). 이러한 사실을 통해 기존에 밝혀진 성장호르몬 분비촉진호르몬과 합성화합물인 성장호르몬 분비촉진제 사이의 상승작용(synergism)이 입증되었으며, 체내에 존재하여 GHRH와 같은 역할을 수행하리라 추측되는 물질의 규명에 더욱 관심이 증가되고 있는 실정이다.

미국 머크사가 개발한 L-692, 429(Science, 1993, 260, 1640-1643)는 선택적으로 성장호르몬을 분비시키는 것으로 알려졌으며, 동물 실험 단계에서도 효과적인 체내 흡수율을 보여주었다. 그러나 인체 실험 결과는 동물의 그것과 다르게 경구 투여시 흡수가 그리 높지 않은 문제점이 있었다. 이에 이러한 문제를 개선한 L-163, 191이 개발되었고, 이는 기존에 개발되었던 성장호르몬 분비촉진제들의 가장 큰 문제점이었던 경구 흡수율을 높인 화합물로서 개에 경구 투여시 60% 이상의 흡수율을 나타내는 것으로 보고되었고 이를 바탕으로 임상시험이 진행중이다(PNAS, 1995, 92, 7001-7005; Endocrinology, 1996, 137, 5284-5289). 이들 물질에 관한 연구 결과는 뇌하수체를 자극하여 성장호르몬을 분비시키는 물질 등이 성장호르몬 대체제로서 임상적으로 유용하게 사용될 수 있음을 시사하고 있는 반면, 새로운 성장호르몬 분비촉진제를 개발하는 것이 용이하지 않다는 것을 보여준다.

이러한 연구의 일환으로 인체 내에 무해한 천연물 추출물을 이용하여 성장호르몬 분비촉진 역할을 하는 물질을 찾는 연구가 진행되고 있다. 그 예로 황기 뿌리의 알콜 추출물 그리고 7-하이드록시-4'-메톡시-이소플라본(7-hydroxy-4'-methoxy-isoflavone, formononetin) 및 스티그마스트-4-엔-6β-올-3-온(stigmast-4-en-6β-ol-3-one) 등이 성장호르몬 분비를 자극하는 활성이 있음이 본 발명자들에 의해 확 인된 바 있고(대한민국 특허등록 제 257840호 및 제 251519호; Kim, J. S. and Kim, C. S., Kor. J. Pharmacogn., 1997, 28(2), 75-79; Kim, J. S. et al., Kor. J. Pharmacogn., 1996, 27(4), 336-341), 원지 추출물, 사상자 추출물, 백합 추출물 및 길경 추출물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 추출물을 함유하는 성장호르몬 분비촉진 조성물(대한민국 특허출원 제 1998-0053921호), 천연 생약재로부터 성장호르몬 분비 자극인자를 추출하는 방법 및 수용성 속단 추출물(대한민국 특허출원 제 1998-014589호)과 글리코알카로이드(glycoalkaloids) 계열의 아스퍼로사포닌 H1(asperosaponin H1)의 성장호르몬 분비촉진인자(대한민국 특허출원 제 1998-014590호)에 대한 연구가 보고되어 있다.

한편, 지모(知母, Anemarrhena asphodeloides Bunge)는 외떡잎식물 백합목 지모과의 여러해살이풀로서 지모과의 뿌리줄기를 사용하며, 원산지는 중국이며 우리나라에서는 황해도 지방에 고루 분포한다. 뿌리에서 잎들이 소복히 모여 자라나고 잎의 바깥 부분부터 외생엽, 정상엽, 내생엽으로 구분되어지며 가운데 부분의 정상엽이 가장 크기가 크며, 잎의 모양은 장협 피침형으로써 끝부분이 상당히 뽀족하다. 또한 잎은 단단한 편이며 겉 부분이 반짝 반짝 광택이 난다. 이러한 뿌리와 줄기에는 티모사포닌(Timosaponin), 치모닌(Chimonin), 프로코카테시산 (Prococathechi acid), 판토데니카시드(Pantothenicacid) 등이 함유되어 있으며, 해열 작용, 강심 작용, 이뇨 작용, 양허증, 항균 작용, 거담 작용, 진정 작용, 혈당강하 작용, 항암 작용이 있으며, 해열제로 사용된다.

이에, 본 발명자들은 천연 생약재로부터 성장호르몬 분비를 촉진하는 물질을 연구하던중, 지모로부터 추출·분리·정제한 티모사포닌 에이-Ⅲ가 성장호르몬 분비촉진제로 작용하여 성장호르몬의 생산을 증가시킴을 밝힘으로써 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명은 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물을 제공한다.

본 발명의 조성물은 성장호르몬 분비촉진에 유용한 약학 조성물 및 건강식품 조성물을 포함한다.

이하, 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물을 제공한다.

상기 화학식 1의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 약학적으로 허용되는 염의 형태로 사용될 수 있으며, 통상의 방법에 의해 제조되는 모든 염, 수화물 및 용매화물이 포함된다.

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 지모로부터 추출·분리·정제하여 사용하였으며, 통상적인 모든 방법에 의해 얻을 수 있고, 시판되는 시약을 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 지모로부터 티모사포닌 에이-Ⅲ의 추출, 분리 및 정제방법은 다음과 같다.

지모를 물로 깨끗이 세척하여 그늘에서 건조한 후 세절한다. 세절한 지모 근경을 뜨거운 메탄올로 6시간씩 3회 추출하고 농축해서 메탄올 농축액을 얻는다. 상기 메탄올 농축액을 에테르, n-부탄올의 순으로 단계적으로 분획하여 에테르 분획 및 n-부탄올 분획을 얻는다.

상기에서 얻은 부탄올 분획을 에틸아세테이트와 메탄올의 혼합용매를 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 5개의 소분획을 얻는다. 이때, 에틸아세테이트:메탄올 = 100:0 ~ 92:8 (v/v)인 용매를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 5개의 소분획 중 두번째 소분획을 다시 클로로포름-메탄올-물의 혼합용매를 사용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여 티모사포닌 에이-Ⅲ를 분리한다. 이때, 클로로포름:메탄올:물 = 7:3:1 (v/v)인 용매를 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 조성물은 상기 티모사포닌 에이-Ⅲ에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.

상기 티모사포닌 에이-Ⅲ은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 티모사포닌 에이-Ⅲ에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제와 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤 및 젤라틴 등이 사용될 수 있다.

투약 단위는, 예를 들면 개별 투약량의 1, 2, 3 또는 4배를 함유하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4배를 함유할 수 있다. 개별 투약량은 바람직하기로는 유효 약물이 1회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1일 투여량의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4배에 해당한다. 티모사포닌 에이-Ⅲ의 유효용량은 10 내지 3,000 ㎎/㎏이고, 바람직하기로는 30 내지 1,000 mg/kg이며, 하루 1~6 회 투여될 수 있다.

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 랫트에 경구 투여하여 독성 실험을 수행한 결과, 경구 투여 독성시험에 의한 50% 치사량(LD₅₀)은 적어도 5g/kg 이상인 안전한 물질로 판단된다.

본 발명의 조성물은 성장호르몬 분비촉진을 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.

본 발명의 조성물은 성장호르몬 분비촉진을 목적으로 건강식품에 첨가될 수 있다. 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 티모사포닌 에이-Ⅲ를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에는 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 원료에 대하여 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.

본 발명의 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖당 일반적으로 약 0.01~0.04g, 바람직하게는 약 0.02~0.03g 이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 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 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01~0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예 : 지모로부터 티모사포닌 에이-Ⅲ의 추출, 분리 및 정제

1. 지모로부터 추출

지모를 물로 깨끗이 세척하여 그늘에서 건조한 후 세절하였다. 세절한 지모 근경 1㎏을 뜨거운 메탄올로 6시간씩 3회 추출하고 농축해서 260g의 메탄올 농축액 을 얻었다.

상기 메탄올 농축액을 에테르, n-부탄올의 순으로 단계적으로 분획하여 에테르 분획(11g) 및 n-부탄올 분획(50g)을 얻었다.

2. 부탄올 추출물로부터 분리 및 정제

상기 1에서 얻은 부탄올 분획을 에틸아세테이트와 메탄올의 혼합용매(에틸아세테이트:메탄올 = 100:0 ~ 92:8 (v/v))를 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 분리하여 5개의 소분획을 얻었다.

상기 5개의 소분획 중 두번째 소분획을 다시 클로로포름-메탄올-물의 혼합용매(클로로포름:메탄올:물 = 7:3:1 (v/v), 하층부)를 사용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하여 1.2g의 티모사포닌 에이-Ⅲ(timosaponin A-Ⅲ)를 분리하였다.

1) 무색 바늘모양

2) 녹는점 : >300℃

3) 선광도 : [α]_D ²⁵: 42.5°(c=0.7, 피리딘)

4) Liebermann-Burchard test : positive

5) Molish test : positive

6) ¹H-NMR(300㎒, 피리딘-d₅) δ: 0.80(3H, s, 18-CH₃), 0.96(3H, s, 19- CH₃), 1.06(3H, d, J=7.0㎐, 21-CH₃), 1.14(3H, d, J=6.8㎐, 27-CH₃), 3.35(1H, d, J=10.9㎐, 26β-H), 4.90(1H, d, J=7.6㎐, 갈락토스 H-1), 5.26(1H, d, J=7.6㎐, 글루코스 H-1)

7) ¹³C-NMR(75.5㎒, 피리딘-d₅) δ: 30.96(C-1), 27.01(C-2), 75.22(C-3), 30.96(C-4), 36.96(C-5), 26.80(C-6), 26.44(C-7), 35.56(C-8), 40.29(C-9), 35.26 (C-10), 21.17(C-11), 40.34(C-12), 40.90(C-13), 56.50(C-14), 32.16(C-15), 81.35(C-16), 63.00(C-17), 16.58(C-18), 24.01(C-19), 42.50(C-20), 14.89(C-21), 109.69(C-22), 26.21(C-23), 26.21(C-24), 27.55(C-25), 65.12(C-26), 16.29(C-27), 102.53(gal C-1), 81.87(gal C-2), 76.89(gal C-3), 69.86(gal C-4), 76.59 (gal C-5), 62.20(gal C-6), 106.10(glc C-1), 75.49(glc C-2), 78.03(glc C-3), 71.80(glc C-4), 78.34(glc C-5), 62.86(glc C-6)

실험예 1 : 성장호르몬 분비촉진 활성실험(In vitro)

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ가 성장호르몬 분비촉진에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.

1-1. 뇌하수체 세포 배양

생후 4~5 주령의 스프래그-다우리 랫트(Sprague-Dawley rat)로부터 무균 조작하에 뇌하수체를 꺼낸 뒤 콜라게네이즈(collagenase, Gibco co., Grand Island, NY)와 히알루로니데이즈(hyaluronidase, Sigma co., St. Louis, MO)로 처리하여 뇌하수체 세포(rat pituitary cell)를 분리하였다. 분리된 뇌하수체 세포를 10% 말 혈청(horse serum), 2.5% 소 태아 혈청(fetal bovine serum, FBS), 및 항생제를 함유하는 DMEM 배지(Dulbecco's Modified Eagle's medium)에 부유시킨 후 항습 조건(humidified condition, 37℃, 5% CO₂)에서 배양하였다.

1-2. 성장호르몬 분비 촉진 활성 실험

상기 1-1에서 분리한 뇌하수체 세포를 배양한 후에 시험액에 부유시켰다. 상기 실시예에서 제조한 지모 추출물 및 티모사포닌 에이-Ⅲ를 각각 1㎎/㎖ 농도로 뇌하수체 세포에 가하였으며, 비교군으로는 성장호르몬 분비의 기준 물질인 랫트 성장호르몬 분비인자(rat GRF, Bachem Co., Torrance, CA, U.S.A.)를 300nM, 500nM, 1,000nM이 되도록 가한 후에 총 부피가 1㎖가 되도록 시험액을 가하여 37℃에서 15분간 배양하였다. 배양한 후 원심분리하여 그 상등액을 분리하였으며, 성장호르몬을 측정하기 위하여 -70℃에 보관하였다.

성장호르몬 측정은 쥐 성장호르몬 RIA 키트(rat GH RIA kit, Amersham, Buckinghamshire, England)를 사용하여 수행하였다.

일정한 양의 ¹²⁵I-표지 성장호르몬과 상기에서 보관한 시험물질에 함유된 성장호르몬은 항 성장호르몬 항체(anti-GH antibody)에 대한 경쟁적인 반응에 의해서 각기 다른 양의 성장호르몬-항체 복합체(GH-Ab complex)를 형성하게 되고 여기에 2 차 항체(second antibody)를 가하여 침전시킨 후 침전으로부터 ¹²⁵I의 방사활성도를 측정하여 표준곡선을 이용하여 해당 농도를 계산하였다.

결과는 표 1에 나타내었다.

	첨가한 농도	성장호르몬 농도 (ng/㎖)
대조군	0	23.7
비교군 (랫트 성장호르몬 분비인자)	300 nM	38.2
	500 nM	57.7
	1,000 nM	146.6
지모 추출물	1 ㎎/㎖	440.82
티모사포닌 에이-Ⅲ	1 ㎎/㎖	407.64

표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 뇌하수체 세포에 작용하여 성장호르몬의 분비를 촉진시키며, 비교군으로 사용한 랫트 성장호르몬 분비인자보다 성장호르몬 분비촉진 효과가 뛰어나다.

실험예 2 : 랫트의 성장호르몬 분비촉진 활성실험(In vivo)

6주령의 SD 랫트를 펜토바비탈(pentobarbital) 50㎎/㎏ 농도로 마취시킨 후, 상기 실시예에서 제조한 지모 추출물 및 티모사포닌 에이-Ⅲ를 각각 1㎎/㎏ 농도로 생리식염수에 용해시켜 랫트의 경정맥에 투여하였다.

대조군으로는 생리식염수를 투여하였다.

랫트의 꼬리 경정맥으로부터 일정 시간간격으로 채혈한 후 RIA 키트를 사용하여 상기 실험예 1과 동일한 방법으로 분비된 성장호르몬을 측정하였다.

결과는 도 1에 나타내었다.

도 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 투여한 군은 주사한 후 40~80분 사이에 성장호르몬 분비가 증가하였으며, 지모 추출물을 투여한 군은 주사한 후 20~40분 사이에 성장호르몬 분비가 증가하였다.

따라서, 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 소인증, 왜소증, 소아의 발육부진 및 성장저하와 같은 성장 질환의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

실험예 3 : 랫트에 대한 경구투여 급성 독성실험

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ의 급성 독성을 알아보기 위하여, 하기와 같은 방법으로 급성독성실험을 하였다.

실험동물로 6주령의 특정병원체부재(specific pathogen-free, SPF) SD계 랫트를 사용하여 급성독성실험을 실시하였다. 실험군당 2 마리씩의 동물에 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 각각 0.5% 메틸셀룰로즈 용액에 현탁하여 1g/㎏/㎖의 용량으로 1회 단회 경구투여 하였다. 시험물질 투여 후 동물의 폐사여부, 임상증상, 체중변화를 관찰하고 혈액학적 검사와 혈액생화학적검사를 실시하였으며, 부검하여 육안으로 복강장기와 흉강장기의 이상여부를 관찰하였다.

그 결과, 시험물질을 투여한 모든 동물에서 특기할 만한 임상증상이나 폐사된 동물은 없었으며, 체중변화, 혈액검사, 혈액생화학 검사, 부검소견 등에서도 독성변화는 관찰되지 않았다.

따라서, 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ는 모두 랫트에서 5g/㎏까지 독성변화 를 나타내지 않으며, 경구 투여 최소치사량(LD₅₀)은 적어도 5g/㎏ 이상인 안전한 물질로 판단되었다.

하기에 본 발명의 조성물을 위한 제제예를 예시한다.

제제예 1 : 약학적 제제의 제조

1. 주사액제의 제조

유효성분 10㎎을 함유하는 주사액제는 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

티모사포닌 에이-Ⅲ 1g, 염화나트륨 0.6g 및 아스코르브산 0.1g을 증류수에 용해시켜서 100㎖를 만들었다. 이 용액을 병에 넣고 20℃에서 30분간 가열하여 멸균시켰다.

상기 주사액제의 구성성분은 다음과 같다.

티모사포닌 에이-Ⅲ 1 g

염화나트륨 0.6 g

아스코르브산 0.1 g

증류수 정량

2. 시럽제의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분 2% (중량/부피)로 함유하는 시럽은 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

티모사포닌 에이-Ⅲ, 사카린, 당을 온수 80g에 용해시켰다. 이 용액을 냉각시킨 후, 여기에 글리세린, 향미료, 에탄올, 소르브산 및 증류수로 이루어진 용액을 제조하여 혼합하였다. 이 혼합물에 물을 첨가하여 100㎖가 되게 하였다.

상기 시럽제의 구성성분은 다음과 같다.

티모사포닌 에이-Ⅲ 2 g

사카린 0.8 g

당 25.4 g

글리세린 8.0 g

향미료 0.04 g

에탄올 4.0 g

소르브산 0.4 g

증류수 정량

3. 정제의 제조

유효성분 15㎎이 함유된 정제는 다음과 같은 방법으로 제조하였다.

티모사포닌 에이-Ⅲ 250g, 락토오스 175.9g, 감자전분 180g 및 콜로이드성 규산 32g과 혼합하였다. 이 혼합물에 10% 젤라틴 용액을 첨가시킨 후, 분쇄해서 14 메쉬체를 통과시켰다. 이것을 건조시키고 여기에 감자전분 160g, 활석 50g 및 스테아린산 마그네슘 5g을 첨가해서 얻은 혼합물을 정제로 제조하였다.

상기 정제의 구성성분은 다음과 같다.

티모사포닌 에이-Ⅲ 250 g

락토오스 175.9 g

감자전분 180 g

콜로이드성 규산 32 g

10% 젤라틴 용액

감자전분 160 g

활석 50 g

스테아르산 마그네슘 5 g

제제예 2 : 식품의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 포함하는 식품들을 다음과 같이 제조하였다.

1. 조리용 양념의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 20 ~ 95 중량%로 건강 증진용 조리용 양념을 제조하였다.

2. 토마토 케찹 및 소스의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 0.2 ~ 1.0 중량%를 토마토 케찹 또는 소스에 첨가하여 건강 증진용 토마토 케찹 또는 소스를 제조하였다.

3. 밀가루 식품의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 0.5 ~ 5.0 중량%를 밀가루에 첨가하고, 이 혼합물을 이용하여 빵, 케이크, 쿠키, 크래커 및 면류를 제조하여 건강 증진용 식품을 제조하였다.

4. 스프 및 육즙(gravies)의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 0.1 ~ 5.0 중량%를 스프 및 육즙에 첨가하여 건강 증진용 육가공 제품, 면류의 수프 및 육즙을 제조하였다.

5. 그라운드 비프(ground beef)의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 10 중량%를 그라운드 비프에 첨가하여 건강 증진용 그라운드 비프를 제조하였다.

6. 유제품(dairy products)의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 5 ~ 10 중량%를 우유에 첨가하고, 상기 우유를 이용하여 버터 및 아이스크림과 같은 다양한 유제품을 제조하였다.

7. 선식의 제조

현미, 보리, 찹쌀, 율무를 공지의 방법으로 알파화시켜 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60메쉬의 분말로 제조하였다.

검정콩, 검정깨, 들깨도 공지의 방법으로 쪄서 건조시킨 것을 배전한 후 분쇄기로 입도 60메쉬의 분말로 제조하였다.

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 진공 농축기에서 감압·농축하고, 분무, 열풍건조기로 건조하여 얻은 건조물을 분쇄기로 입도 60메쉬로 분쇄하여 건조분말을 얻었다.

상기에서 제조한 곡물류, 종실류 및 티모사포닌 에이-Ⅲ의 건조분말을 다음의 비율로 배합하여 제조하였다.

곡물류(현미 30중량%, 율무 15중량%, 보리 20중량%),

종실류(들깨 7중량%, 검정콩 8중량%, 검정깨 7중량%),

티모사포닌 에이-Ⅲ의 건조분말(3 중량%),

영지(0.5중량%),

지황(0.5중량%)

제제예 3 : 음료의 제조

1. 탄산음료의 제조

설탕 5~10%, 구연산 0.05~0.3%, 카라멜 0.005~0.02%, 비타민 C 0.1~1%의 첨가물을 혼합하고, 여기에 79~94%의 정제수를 섞어서 시럽을 만들고, 상기 시럽을 85~98℃에서 20~180초간 살균하여 냉각수와 1:4의 비율로 혼합한 다음 탄산가스를 0.5~0.82%를 주입하여 본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ를 함유하는 탄산음료를 제조 하였다.

2. 건강음료의 제조

액상과당(0.5%), 올리고당(2%), 설탕(2%), 식염(0.5%), 물(75%)과 같은 부재료와 티모사포닌 에이-Ⅲ를 균질하게 배합하여 순간 살균을 한 후 이를 유리병, 패트병 등 소포장 용기에 포장하여 건강음료를 제조하였다.

3. 야채쥬스의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 5g을 토마토 또는 당근 쥬스 1,000㎖에 가하여 건강 증진용 야채쥬스를 제조하였다.

4. 과일쥬스의 제조

본 발명의 티모사포닌 에이-Ⅲ 1g을 사과 또는 포도 쥬스 1,000㎖에 가하여 건강 증진용 과일쥬스를 제조하였다.

Claims

지모의 메탄올 농축액을 에테르, n-부탄올 순으로 단계적으로 분획하여 에테르 분획 및 n-부탄올 분획을 얻고, 상기 n-부탄올 분획을 부피비로 100:0~92:8의 에틸아세테이트와 메탄올의 혼합용매를 사용하여 컬럼 크로마토그래피로 분획한 분획물을 얻은 다음, 상기 분획물을 다시 7:3:1 부피비의 클로로포름-메탄올-물의 혼합용매를 사용하여 컬럼 크로마토그래피를 실시하는 과정으로 얻은 하기 화학식 1로 표시되는 티모사포닌 에이-Ⅲ를 유효성분으로 하는 성장호르몬 분비촉진용 약학 조성물.

<화학식 1>
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