이와 같은 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
대추(Zizyphus Jujuba Miller var.)는 소화완화, 강장, 항 알레르기, 간 보호 작용이 있는 것으로 알려져 있으며, 그 밖에 대장암과 같은 성인병예방, 결핵, 기관지염 및 신경쇠약 치료효과가 있는 것으로 알려져 있다. 대추에는 당질과 아스코르브산이 다량 함유되어 있고, 약용성분으로는 과실 중 각종 스테롤류(sterols), 알칼로이드류(alkaloids), 사포닌류(saponins), 비타민류(vitamins), 유기산류, 아미노산류 등이 보고되어 있다.
본 발명에서 대추 추출물은 풋대추, 완숙대추 또는 건대추 과육을 이용하여 얻어질 수 있는 데, 바람직하기로는 풋대추 과육으로부터 추출물을 얻는 것이다. 이는 완숙대추나 건대추의 경우 당분 함량이 60-80% 인데 반해 풋대추의 경우는 20-36%로 당분 함량은 낮고, 비타민C 등의 비타민군과 여러 생리 활성물질들의 함량이 높기 때문인 것으로 생각된다.
대추 과육으로부터 대추 추출물을 얻는 방법은, 알코올 또는 열수를 이용한 통상의 추출 방법에 따를 수 있는 데, 대추로부터 활성 성분을 추출하는 방법은 대 추를 물로 깨끗이 씻은 후, 대추 100 g 당 10배 정도의 70 내지 95% 메탄올, 또는 물을 가하고, 메탄올의 경우에는 실온에서 24시간, 물의 경우에는 85 내지 95℃에서 3 내지 8 시간 가열하여 활성물질을 추출할 수 있다. 전기한 추출법을 알코올 추출법, 후기한 추출법을 열수 추출법이라 칭한다. 일반적으로 대추로부터 활성 물질을 물 또는 알코올을 이용하여 추출할 경우, 반응 시간, 반응 온도, 알콜 농도, 대추의 성숙도 등에 따라 추출물의 조성이 변할 수 있다. 본 발명에서는 바람직하기로는 열수를 이용하여 대추로부터 활성물질을 추출하는 것이다.
열수 추출법을 이용하여 얻어진 대추 추출물의 경우는 20㎍/mL의 낮은 농도에서도 30% 이하의 TRAP 활성을 보여 파골세포 분화를 효과적으로 억제함을 확인하였고, 또한 세포독성도 나타나지 않았다.
본 발명의 대추 추출물은 파골세포의 분화를 억제할 목적으로 음식물에 첨가될 수도 있다. 본 발명의 대추 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 육류, 음료수, 초콜렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알콜음료류, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 같이 음식물에 적용하게 되면 성인 및 노인층의 광범위한 계층에 이르기까지 늘 간편하게 대추 추출물을 간편하게 섭취할 수 있어 지속적인 음용 효과를 기대할 수 있다.
본 발명에서 이와 같은 대추 추출물을 건강기능식품에 적용하는 경우 전체 조성물에 대해 대추 추출물을 적어도 0.01중량% 이상 함유하는 것이 효과적인 측면에서 바람직하다. 대추 추출물의 경우 그 함량이 과량으로 포함되더라도 독성을 나 타내지는 않으므로 그 첨가량의 상한을 설정하는 것은 각별한 의미가 없다 할 것이다.
본 발명은 또한 더 나아가 TRAP 효소의 활성 증가로 인한 파골세포의 분화에 기인하여 발생되는 질환의 개선에 유효한 약학 조성물에도 대추 추출물을 적용할 수 있는데, 약학 조성물로 사용하기 위해서는 대추 추출물, 이의 농축액 또는 건조분말을 유효성분으로 할 수 있으며, 이를 약학적으로 용인된 담체와 혼합하여 제조할 수 있음은 물론이다. 이 약학 조성물은 통상적으로 제약 분야에서 사용되는 부형제, 붕해제, 감미제, 활택제, 향미제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적인 제약 방법에 의해 정제, 캅셀제, 산제, 과립, 현탁제, 유화제, 시럽제, 액제 또는 비경구 투여용 제제와 같은 단위 투여형 또는 수회 투여형 약제학적 제제로 제형화될 수 있다.
이하, 본 발명을 다음과 같은 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 예시하기위한 것인 뿐, 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 대추 추출물의 제조
대추 100 g에 1ℓ의 물을 가하고 100℃에서 2 시간 동안 끓인 후 여과하여 고형분을 제거하고, 여액을 감압농축하여 대추 추출물을 얻었다. 이와 같은 대추 추출물을 동결건조하여 시료로서 사용하였다.
실험예 1: 대추 추출물의 세포독성 확인
(1)세포주의 배양
본 실험에 사용된 마우스 대식 세포주 유래인 RAW264.7 cell은 한국세포주 은행으로부터 분양받았으며(KCLB 40071), 10% FBS(fetal bovine serum)와 1% 항생물질(antibiotics, penicilline/streptomycin)을 첨가한 α-MEM(alpha-minimum essential medium) 배지를 이용하여 5% CO2가 존재하는 37℃ 인큐베이터에서 1주일에 2-3회 계대 배양였다. 파골 세포 분화를 유도하기 위해 96-well plate에 RAW264.7 cell이 4 × 103 cells/well이 되도록 분주한 후 α-MEM 배지에 RANKL 50ng/mL과 PD98059 10μM 되도록 첨가하여 5% CO2가 존재하는 37℃ 인큐베이터에서 4일간 배양하였다. 여기서, RANKL은 인체가 파골세포(osteoclasts)를 만들고 활성화 시키는데 중요한 분자이며, PD98059는 MEK 1/2 저해제로서, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 알려져 있는 것이다.
(2)세포독성 측정
시료의 세포독성을 측정하기 위해 Green 등의 방법(Green LM, Reade JL, Ware CF. Rapid colometric assay for cell viability : Application to the quantitation of cytotoxic and growthinhibitory lympokines. J. Immunal. Meth. 70: 257 (1984))에 준하여, 3-(4,5-디메틸-티아졸-2-일)-2,5-디페닐테트라졸륨브로마이드(3-(4,5-dimethyl-thiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide, MTT) 분석을 실시하여 측정하였다.
구체적으로, 먼저 상기 (1)로부터 배양한 cell을 0.4% 트립판 블루(trypan blue) 염색법으로 세포수를 측정한 후(이를 대조군으로 함) 96-well plate에 각 well당 1 × 104 cells/200 μL 농도로 분주하고 24시간 배양 후 배지를 제거하였다. 이와는 별도로, 새로운 MEM 배지 200 μL에 상기 실시예 1로부터 얻어진 시료를 다음 표 1에 나타낸 바와 같은 농도로 녹이고, 이들을 준비한 각 well에 첨가하였다. 시료가 첨가된 배양액에서 48시간 배양한 후, MTT(5 mg/mL) 용액 10 μL를 각 well에 가하고 4시간 동안 배양하였다. 배양 종료 후 상등액을 제거하고 각 well에 100 μL의 DMSO를 첨가하여 생성된 포마잔(formazan) 결정을 용해시켜 마이크로플레이트 리더(microplate reader)로 550 nm에서 흡광도를 측정하였고, 세포독성은 시료의 흡광도를 대조군의 흡광도에 대한 백분율로 나타내어, 이를 다음과 같이 표시하였다.
+2: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) 〉110%
+1: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) 〉100%
0: 80〈(시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≤ 100%
-1: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≥ 80%
-2: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≥ 70%
-3: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≥ 60%
그 결과는 다음 표 1에 나타낸 바와 같다.
시료농도에 따른 세포 생존율(%) |
|
시료농도(㎍/mL) |
1,000 |
300 |
100 |
30 |
10 |
실시예 1 |
-2 |
-2 |
-1 |
0 |
-1 |
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 대추의 열수 추출물은 모두 높은 농도로 처리하였을 때도 RAW264.7 cell에 대한 세포독성이 없음을 알 수 있다.
실험예 2 : 대추 추출물의 TRAP 활성 측정 및 파골세포의 형태학적 변화 관찰
TRAP 효소는 파골세포가 골 흡수작용을 할 때 효소의 분비가 증가되고 ATP, 니트로페닐 포스페이트(nitrophenyl phosphate)가 존재할 때 높은 활성을 가지는 효소로서 파골분화 정도를 측정할 수 있는 파골세포의 세포 화학적 표지효소(marker enzyme)이다.
한편, 파골세포는 골 내막에 위치하며 골 조직에 존재하는 유일한 다핵세포로, RANKL에 의해 분화 초기에는 단핵의 전 파골세포를 형성하지만 세포가 융합되어 다핵의 성숙 파골세포로 분화되면 골 표면에 흡착하여 주름막을 형성하는 특징을 가진다.
TRAP 염색은 기질인 나프톨 AS-MX 포스페이트(naphtohol AS-MX phosphate)와의 반응산물을 fast red violet LB로 염색하여 확인하는 방법으로 다핵의 파골세포를 관찰할 수 있고, 훽스트(hoechst) 염색을 통해서는 성숙한 파골세포의 악틴 링(actin ring)을 관찰함으로써 파골세포로의 분화정도를 알 수 있다.
따라서, 본 실험예에서는 추출물을 이용한 파골분화 정도를, Hotokezaka 등(Hotokezaka H, Sakai E, Kanaoka K, Saito k, Matsuo KI, Kitaura H, Yoshida N, Nakayama K. U0126 and PD98059, specific inhibitors of MEK, accelerate differentiation of RAW 264.7 cells into Osteoclast-like cells. J. Biol. Chem. 277: 47366-47372 (2002))의 방법에 따라 TRAP 효소 활성 측정과 TRAP 염색 및 악틴 링 염색법으로 확인하였다.
(1)TRAP 활성 측정
96-well에 4 × 103 cells/well이 되게 cell을 접종하고 분화인자인 RANKL 및 PD98059와 상기 실험예 1에서와 같이 준비한 농도가 다른 각각의 시료를 처리하여 4일간 배양하였다. 배지를 제거하여 dulbecco's PBS(phosphate buffer saline)로 세척한 다음 10% 포름알데히드로 고정한 cell에, 기질 용액(1.36 mg/mL 4-nitrophenyl phosphate disodium salt, 10 mM tartrate, 50mM citrate buffer(pH 4.6))을 100 μL씩 분주하여 37℃에서 30분간 반응시켰다. 반응 후 효소 반응액을 새로운 plate에 옮기고 0.1 N-NaOH로 반응을 중지시켜 405 nm에서 흡광도를 측정하였다.
TRAP 활성은 시료의 흡광도를 대조군의 흡광도에 대한 백분율로 나타내어, 이를 다음과 같이 표시하였다.
-2: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) 〉 120%
-1: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) 〉 100%
0: 60〈(시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≤ 100%
+1: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≤ 60%
+2: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≤ 30%
+3: (시료의 흡광도/대조군의 흡광도 × 100) ≤ 10%
그 결과는 다음 표 2에 나타낸 바와 같다.
시료농도에 따른 TRAP 활성(%) |
|
시료농도(㎍/mL) |
1,000 |
300 |
100 |
30 |
10 |
실시예 1 |
+3 |
+3 |
+3 |
+3 |
+2 |
상기 표 2의 결과로부터, 비교적 낮은 농도에서도 30% 이하의 TRAP 활성을 보여 파골분화 억제 효과가 우수함을 알 수 있다.
(2)TRAP 염색 및 악틴 링 염색
TRAP 염색은 먼저 50 mM 타르타르산(tartaric acid)을 포함하는 50 mM 소듐 아세테이트 완충액(sodium acetate buffer) 10mL에 1mg/mL 나프톨 AS-MX 포스페이트(naphtol AS-MX phosphate)와 N,N-디메틸포름아미드(N,N-dimethylformamide) 100 μL를 첨가하여 염색액을 제조한 후, 10% 포름알데히드로 고정한 cell에 제조한 염색액을 45 μL씩 분주하고 건조 오븐에서 30분 동안 방치하여 현미경으로 관찰하였으며, 그 결과는 다음 도 1에 나타낸 바와 같다.
악틴 링(actin ring) 염색은 TRAP 염색법과 동일하게 96-well에 4 × 103 cells/well이 되게 세포를 접종하고 상기 분화인자와 시료를 처리하여 4일간 배양하였다. 배지를 제거하고 PBS로 세척한 다음 10% 포름알데히드로 세포를 고정시킨 후 PBS로 세척하여 훽스트 용액(hoechst solution)의 최종농도가 10 μM이 되도록 세포에 첨가하여 암실에서 30분 정도 반응시켰다. 형광 현미경의 blue 파장을 이용하여 분화된 파골세포의 악틴 링 형태 변화를 관찰하였으며, 그 결과를 다음 도 2에 나타내었다.
도 1 및 도 2에 있어서, 각 A는 대조군의 경우이고, 각 B는 본 발명 실시예 1에 따라 얻어진 대추 과육 열수 추출물을 20㎍/mL 농도로 처리하여 파골세포 분화 정도를 관찰한 결과인 바, 대조군에 비해 본 발명 대추 추출물을 처리한 경우에 다핵의 악틴 링들이 많이 형성되지 않아 파골세포 분화가 억제되었음을 관찰할 수 있다.
실시예 2 : 기능성 음료의 제조
상기 실시예 1로부터 얻어진 대추 추출물 분말 0.01중량%와 식용색소 0.05중량%, 오렌지 에센스 0.05중량%, 과다 7.0중량%, 구연산 0.1중량%, 비타민 C 0.05중량%를 포함하는 일반 기능성 음료 베이스를 첨가한 조성물을 제조한 다음, 정제수를 가하여 음료를 제조하였다.
실시예 3 : 약술의 제조
탈취 정제된 40중량%의 알코올을 증류수로 희석하고, 상기 실시예 1에 따라 제조된 본 발명의 대추 추출물 0.01중량%를 첨가하고, 스테비오사이드, 고과당, 아미노산, 구연산, 소금 등을 첨가하여 알코올 함유 농도 15 내지 30중량%로 제조하였다.
실시예 4 : 건강식품 조성물의 제조
상기 실시예 1의 대추 추출물 1,000mg, 적량의 비타민 혼합물(비타민 A 아세테이트 70㎍, 비타민 E 1.0mg, 비타민 B1 0.13mg, 비타민 B2 0.15mg, 비타민 B6 0.5mg, 비타민 B12 0.2㎍, 비타민 C 10mg), 비오틴 10㎍, 니코틴산아미드 1.7mg, 엽산 50㎍, 판토텐산 칼슘 0.5mg, 적량의 무기질 혼합물(황산제1철 1.75mg, 산화아연 0.82mg, 탄산마그네슘 25.3mg, 제1인산칼륨 15mg, 제2인산칼슘 55mg, 구연산칼륨 90mg, 탄산칼슘 100mg, 염화마그네슘 24.8mg)을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용한다.