KR100720055B1 - 육탄당 모노인산을 포함하는 혈당강하용 조성물 - Google Patents

육탄당 모노인산을 포함하는 혈당강하용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 경구투여된 육탄당 모노인산이 췌장 베타-세포내 인슐린 량을 증가시키고, 혈액 내 인슐린의 농도를 높힘으로써 혈당을 낮추는 육탄당 모노인산을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
육탄당 모노인산, 포도당-1-인산, 과당-6-인산, 혈당 강하, 인슐린

Description

육탄당 모노인산을 포함하는 혈당강하용 조성물{Composition for lowering blood glucose comprising hexose monophosphate}
도 1은 정상 생쥐의 경구 D-포도당 부하시험계에서의 D-포도당-알파-1-인산의 경구투여에 의한 혈당변화를 보여주는 그래프이다(V.C는 대조군, ●: 30 mg/kg, ▲: 100 mg/kg, ▼: 300 mg/kg 투여).
도 2는 스트렙토조토신 유발 당뇨병 모델생쥐에서 D-포도당-알파-1-인산의 혈당 강하효과를 보여주는 그림이다(a: 정상군, b: 스트렙토조토신만 투여, c: 스트렙토조토신 + 멸균 증류수, d: 30 mg/kg, e: 100 mg/kg, f: 300 mg/kg 투여, 1 내지 8은 생쥐번호를 나타낸다).
도 3은 D-포도당-알파-1-인산 또는 D-과당-6-인산의 투여에 의한 스트렙토조토신 유발 당뇨병 모델생쥐의 혈청 인슐린 농도를 측정한 막대 그래프이다.
도 4는 D-포도당-알파-1-인산의 투여에 의한 스트렙토조토신 유발 당뇨병 생쥐의 췌도염(insulitis) 억제 및 인슐린 분비 촉진효과를 보여주는 그림이다(control: 정상군, STZ: 스트렙토조토신만 투여, vehicle control: 스트렙토조토신 + 멸균증류수).
도 5는 제2형 당뇨병 모델생쥐(db/db)에서의 D-포도당-알파-1-인산의 반복 경구투여에 의한 최종일 혈당치를 나타낸 그래프이다.
도 6은 제2형 당뇨병 모델생쥐(db/db)에서 경구 포도당 부하시험계에 의한 D-포도당-알파-1-인산의 혈당 강하효과를 보여 주는 그래프이다(vehicle control: 대조군, ●: 30 mg/kg, ▲: 100 mg/kg, ▼: 300 mg/kg 투여).
도 7은 정상 생쥐의 경구 포도당 부하시험계에서의 D-과당-6-인산의 경구투여에 의한 혈당변화를 보여 주는 그래프이다(V.C는 대조군, ●: 30 mg/kg, ▲: 100 mg/kg, ▼: 300 mg/kg 투여).
도 8은 스트렙토조토신 유발 당뇨병 모델생쥐에서 D-과당-6-인산의 혈당 강하 효과를 보여 주는 그래프이다(a: 정상군, b: 스트렙토조토신만 투여, c: 스트렙토조토신 + 멸균 증류수, d: 30 mg/kg, e: 100 mg/kg, f: 300 mg/kg 투여, 1 내지 8은 생쥐번호를 나타낸다).
도 9는 D-과당-6-인산의 투여에 의한 스트렙토조토신 유발 당뇨병 모델생쥐의 췌도염(insulitis) 억제효과 및 인슐린 분비 촉진효과를 보여 주는 그림이다(control: 정상군, STZ: 스트렙토조토신만 투여, vehicle control: 스트렙토조토신 + 멸균증류수).
도 10은 제2형 당뇨병 모델생쥐(db/db)에서의 D-과당-6-인산의 반복 경구투여에 의한 최종일 혈당치를 보여주는 막대 그래프이다.
도 11은 제2형 당뇨병 모델생쥐(db/db)에서 경구 포도당 부하시혐계에 의한 D-과당-6-인산의 혈당강하 효과를 보여 주는 그래프이다(vehicle control: 대조군, ●: 30 mg/kg, ▲: 100 mg/kg, ▼: 300 mg/kg 투여).
본 발명은 육탄당 모노인산, 그의 유도체 또는 그의 염을 포함하는 혈당 강하용 조성물에 관한 것이다.
당뇨병(diabetes mellitus; DM)은 주로, 췌장의 베타 세포에 의한 인슐린의 분비가 부분적으로 또는 완전히 부족하거나 또는 세포 인슐린 수용체가 부족하기 때문에 생기는 탄수화물, 지방, 및 단백질 대사의 복합 만성 장애이다. 정상인의 경우에는 생체 내에서는 인슐린과 글루카곤이라는 호르몬들을 만들어 상호보완적으로 혈당을 강하시키거나 증대시켜 생체 내 적정한 혈당농도를 유지해준다. 인슐린은 베타-세포에서 생산된 후 저장되어 있다가 혈당이 높아지면 인슐린을 혈액에 분비하고, 이어분비된 인슐린은 근육세포나 간세포 표면의 인슐린 수용체와 결합하여 세포에 유입된 후, 혈액 내 D-포도당을 체내에 유입시키고 당대사과정을 가동시킨다.
우리나라의 경우 1970년대 이전에는 당뇨병 환자가 전체인구의 0.5% 정도여서 의료계의 관심이 적었으나, 1980년대에는 2-3%, 1990년대에 들어서는 전체 인구의 4-6%(약 150-200 만명)가 당뇨병 환자로 추정되고 있으며, 당뇨병이 발병한 사실도 모른 채 생활하는 사람들도 상당한 수에 이른다.
당뇨병의 증상은 다양하지만 대표적인 것으로 다뇨, 다음, 다식 등을 들 수 있는데, 당뇨병 환자의 경우에는 포도당이 에너지원으로 이용되지 못하므로 이미 저장된 단백질과 지방을 에너지원으로 소모하게 되고, 이러한 현상들의 악순환으로 인해 체중감소를 초래하게 된다.
당뇨병은 크게 인슐린 의존형 당뇨병(제 1형 당뇨병)과 인슐린 비의존형 당뇨병(제 2형 당뇨병)으로 나뉜다. 제 1형 당뇨병은 유전적 원인, 바이러스 감염 등에 의해 췌장 β세포의 기능이 저하되어 인슐린이 거의 분비되지 않은 상태로서, 주로 10-20 대에 갑자기 발병하며, 유년발생성(juvenile-onset), 위약성(brittle), 또는 케톤증성 당뇨병으로 알려져 있다. 제 2형 당뇨병은 발병 원인이 확실하지 않으나 당뇨병에 대한 가족력, 비만, 스트레스 등의 원인에 의해 40대 이후에 잘 나타난다. 제 2형 당뇨병의 경우, 췌장에서의 인슐린 분비는 충분하지만 인슐린 저항성과 포도당 이용율이 정상인과 달라 고인슐린혈증임에도 불구하고 혈당이 정상화되지 않으며, 성숙기 발생성, 성년 발생성, 케톤증 저항성 또는 안정성 당뇨병이 있는 것으로 일컬어진다.
당뇨병은 그 자체가 큰 질환이라기 보다는 당뇨병의 치료가 늦어져서 만성이 되면 발병하는 합병증 예를 들어, 당뇨병성 망막증(시력장애, 실명, 망막출혈, 망막병증 및 백내장 초래), 당뇨병성 신증, 당뇨병성 말초 신경증, 심장 및 순환계질환(혈관병증 초래), 치주염, 골부족증, 피부 질환 등이 문제가 된다. 이러한 당뇨병의 병리학적 합병증은 고혈당증에 근본적으로 비례한다고 알려져 있다(Porte, Jr. 등, 1996).
현재 흔히 사용되는 당뇨병 치료제는 경구용 혈당강하제와 인슐린 주사제로 크게 구분된다. 일반적으로, 체내에서 인슐린 분비가 없는 인슐린 의존형 당뇨병 환자나 임신성 당뇨병 환자, 경구용 혈당강하제로 혈당조절이 제대로 안되는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자에게는 인슐린 주사를, 식사용법과 운동요법을 병행함에도 불구하고 적절한 혈당조절이 되지 않는 인슐린 비의존형 당뇨병 환자는 경구용 혈당강하제를 복용하게 하는 것이 통설이다.
인슐린 주사는 주로 정맥 또는 근육 주사를 하지만 장기 투여가 필요한 경우에는 피하주사가 대부분이다. 피하주사는 인슐린이 급격히 증가하지 않고 음식 섭취시 인슐린 분비가 감소되며, 간 순환보다는 말초순환을 하여 인슐린의 효과가 감소되는 단점이 있다(Goodman 등의 The Pharmacological basis of Therapeutics, p1692). 또한, 유전공학적으로 합성된 인슐린을 주사하는 경우 구조적 결함으로 인하여 체내에서 인슐린에 대한 항체가 발생하며, 장기간 인슐린을 투여 받은 환자의 경우 계속적으로 발생된 항체가 인슐린을 중화시키기 때문에 계속적으로 인슐린의 투여량을 증가시켜야 하는 문제점이 있다. 경구 투여용 인슐린을 개발하고자 하는 시도가 있으나, 인슐린이 구조적으로 불안정하고, 위장에서 분해되며, 분자량이 커서 펩타이드의 흡수가 낮아 아직 실험단계에 놓여 있다.
일반적으로 이용되는 경구용 혈당강하제는 설포닐우레아계 약물과 비구아니드계 약물, 알파-글루코시다제 저해제 등으로 구분될 수 있다(Deruiter의 Endocrine Pharmacology Module, Spring, 2003). 설포닐우레아계 약물로는 글리피자이드, 글리클라자이드, 글리퀴돈, 글리벤클라마이드, 클로르프로파마이드 등이 있으며, 췌장에서 인슐린 분비를 촉진하는 작용을 나타낸다. 그러므로, 이들은 췌 장에서 인슐린 분비가 전혀 없는 인슐린 의존형 당뇨병 환자에게는 사용할 수 없으며, 췌장에서 인슐린 분비능력이 상대적으로 감소된 인슐린 비의존형 당뇨병 환자에게 사용되나 기형아(거대아) 출산, 유산, 사산 등이 우려되므로 가임기 여성에게는 사용할 수 없다는 단점이 있다. 또한, 이들 약물은 과용량을 투여하거나, 공복시에 투여하는 경우에는 저혈당을 초래하며 피부발진, 황달, 식욕부진, 오심(구역), 설사 등의 부작용도 나타난다. 비구아니드계 약물로는 메트포르민 등이 있으며, 설포닐우레아계 약물보다 혈당강하효과가 약한 반면에, 저혈당을 일으킬 가능성도 낮다. 그러나 소화기계 부작용의 발생빈도가 높아 치료초기에 오심, 구토, 설사, 발진 등이 나타나며, 락트산혈증(lactic acidosis)을 유발하여 생명을 위협하는 치명적인 부작용을 일으키므로, 현재 미국에서는 실험용 약제로만 사용하고 있다.
상기에서 보는 바와 같이, 당뇨병을 조절하기 위한 오늘날의 방법은 몇 가지 방법으로만 제한되어 있고 이들의 접근 방법이 인체의 자연적인 당 대사 조절과 달라 인체에 부정적인 영향을 미치고 있어 인슐린이나 경구혈당강하제를 대체할 약물을 개발하는 것이 필요하다.
본 발명은 육탄당 모노인산, 그의 유도체 또는 그의 염을 포함하는 혈당 강하용 조성물에 관한 것이다.
본 발명은 육탄당 모노인산, 그의 유도체 또는 그의 염을 포함하는 혈당 강하용 조성물을 제공한다.
본원 발명에서 사용한 용어 “육탄당 모노인산(hexose monophosphate)”은 육탄당 탄소의 1개 위치에서 인산기를 가지는 당으로서, 천연에 존재하는 당이나 합성에 의해 생성된 당을 포함한다.
본 발명의 육탄당 모노인산을 구성하는 육탄당은 탄소수가 6개인 당 자체 또는 그의 유도체를 포함하며, 예를 들어, 포도당(glucose), 과당(fructose), 갈당(galactose), 굴당(gulose), 람당(rhamnose), 만당(mannose), 솔보당(sorbose), 알당(allose), 알트당(altrose), 이당(idose), 타가당(tagatose), 탈당(talose), 푸당(fucose) 또는 그의 유도체 등이 포함되며, 바람직하게는 포도당 또는 과당일 수 있다.
비대칭 탄소가 한개 이상 있는 당류의 경우 알데히드 또는 케톤기에서 제일 먼 비대칭 탄소 원자의 절대배열에 따라 D 또는 L형이 있으며, 본 발명의 육탄당은 D 또는 L형이 가능하며, D형인 것이 바람직하다.
본 발명의 육탄당 모노인산을 구성하는 모노인산은 육탄당 탄소의 1개 위치에 결합된 인산(phosphate)를 말하며, 1번 내지 6번 위치의 어느 한 탄소에 결합이 가능하며, 바람직하게는 1번, 2번 또는 6번 위치이다.
본 발명의 육탄당 모노인산의 예로는 D-포도당-알파-1-인산, D-포도당-베타-1-인산, D-포도당-6-인산, D-갈당-1-인산, D-갈당-6-인산, D-만당-알파-1-인산, D-만당-6-인산, D-알당-1-인산 (D-allose-1-phosphate), D-알당-6-인산 (D-allose-6-phosphate), D-알트당-1-인산(D-altrose-1-phosphate), D-알트당-6-인산(D-altrose-6-phosphate), D-람당-1-인산(D-rhamnose-1-phosphate), D-이당-1-인산(D-idose-1-phosphate), D-이당-6-인산(D-idose-6-phosphate), D-푸당-6-인산(D-fucose-6-phosphate), D-굴당-1-인산(D-gulose-1-phosphate), D-굴당-6-인산(D-gulose-6-phosphate), L-솔보당-2-인산(L-sorbose-2-phosphate), D-타가당-2-인산(D-tagatose-2-phosphate), D-탈당-1-인산(D-talose-1-phosphate), D-탈당-6-인산(D-talose-6-phosphate) 또는 그의 염 등을 들 수 있다.
본 발명의 육탄당 유도체는 비치환된 또는 치환된 아미노육탄당 또는 탈산소된 육탄당을 포함하며, 아미노육탄당에는 아민포도당(glucosamine), 아민갈당(galactosamine), 아민만당(mannosamine) 등이 포함되며, D-아민포도당-1-인산, D-아민포도당-6-인산, N-아세틸-D-아민포도당-6-인산, D-아민갈당-1-인산(D-galactosamine-1-phosphate), D-아민갈당-6-인산(D-galactosamine-6-phosphate), N-아세틸-D-아민갈당-1-인산(N-acetyl-D-galactosamine-1-phosphate), N-아세틸-D-아민갈당-6-인산(N-acetyl-D-galactosamine-6-phosphate), D-아민만당-1-인산(D-galactosamine-1-phosphate), D-아민만당-6-인산(D-galactosamine-6-phosphate), N-아세틸-D-아민만당-1-인산(N-acetyl-D-galactosamine-1-phosphate), N-아세틸-D-아민만당-6-인산(N-acetyl-D-galactosamine-6-phosphate) 또는 그의 염 등을 예로 들 수 있다.
또한, 탈산소된 육탄당은 육탄당 탄소의 하나 이상의 히드록시기가 수소로 치환된 당을 의미하며, 예를 들어, 2-탈산소-D-포도당-1-인산(2-deoxy-D-glucose-1-phosphate), 3-탈산소-D-포도당-1-인산, 4-탈산소-D-포도당-1-인산, 6-탈산소-D-포도당-1-인산, 2,3-이중탈산소-D-포도당-1-인산, 2,4-이중탈산소-D-포도당-1-인산, 2,6-이중탈산소-D-포도당-1-인산, 3,4-이중탈산소-D-포도당-1-1-인산, 3,6-이중탈산소-D-포도당-1-인산, 4,6-이중탈산소-D-포도당-1-인산, 1-탈산소-D-과당-6-인산, 3-탈산소-D-과당-6-인산, 4-탈산소-D-과당-6-인산, 1,3-이중탈산소-D-과당-6-인산, 1,4-이중탈산소-D-과당-6-인산, 3,4-이중탈산소-D-과당-6-인산 또는 그의 염일 수 있다.
육탄당의 탄소는 C1 내지 C6의 직쇄 또는 측쇄의 알킬기로 치환될 수 있으며, 예를 들면, 1번 내지 6번 위치의 탄소가 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 펜틸, 이소펜틸, 헥실, 이소헥실, 헵틸, 이소헵틸 등으로 하나 이상 치환될 수 있다.
본 발명의 육탄당 모노인산을 포함하는 조성물은 한 종류의 육탄당 모노인산을 포함하거나 여러 종류의 것을 혼합한 것일 수 있다.
본 발명의 육탄당 모노인산은 양이온이 결합된 염의 형태로 제조될 수 있다. 양이온은 나트륨염, 칼륨염, 마그네슘염, 칼슘염, 리튬염, 루비듐염, 세슘염, 벨륨염, 스트론륨염, 바륨염, 알루미늄염, 보론염, 갈륨염, 구리염, 은염, 아연염, 카드뮴염, 수은염, 스칸듐염, 니켈염, 망간염, 크롬염, 발륨염, 티타늄염과 같은 양이온을 포함한다.
본 발명의 육탄당 모노인산은 그 자체 또는 수용액에 보전이 가능하며, 탄수화물의 산화물로 화학적으로 안정하기 때문에 장기간 보관하여도 펩타이드인 인슐린보다는 분해 또는 변질의 염려가 거의 없는 장점이 있다.
바람직한 양태로서, 본 발명은 포도당 모노인산 또는 과당 모노인산, 그의 유도체, 그의 염을 포함하는 혈당 강하 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물은 포도당 모노인산 또는 과당 모노인산을 단일로 포함하거나 그의 혼합물일 수 있다.
더 바람직한 양태에서, 본 발명은 D-포도당-알파-1-인산 또는 D-과당-6-인산, 그의 유도체, 그의 염을 포함하는 혈당 강하 조성물을 제공한다.
본 발명에서 사용한 알파-D-포도당-1-인산 또는 D-과당-6-인산은 전분이나 포도당, 혹은 과당을 원료로 하여 효소반응을 통하여 합성하거나 제조사로부터 구매하여 얻을 수 있다.
D-포도당-알파-1-인산은 일반적으로 알파-글루칸(선형 아밀로스, 덱스트린, 전분, 아밀로펙틴, 글리코겐 등)을 무기인산(오르토인산, orthophosphate) 존재하에 알파-글루칸 포스포릴라제(α-glucan phospholyase)의 효소반응을 통해 합성할 수 있다. 효소 반응은 시료 내 미생물 감염을 줄이고, 기질인 전분의 용해도를 높이기 위하여 고온에서 반응하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 70℃에서도 반응이 가능한 호열균(예: Thermus caldophilus GK24) 유래의 알파-글루칸 포스포릴라제를 처리하는 것이 바람직하다.
또한, D-과당-6-인산은 먼저 알파-글루칸(전분, 글리코겐, 아밀로펙틴 등)에 알파-글루칸 포스포릴라제를 가하여 알파-D-포도당-알파-1-인산을 만들고, 이어서 인산포도당 변이효소를 이용하여 D-포도당-6-인산를 합성하고, 마지막으로 포도당-6-인산 이성화효소를 통하여 제조할 수 있다. 다른 합성방법으로 ATP 존재 하에서 과당에 과당인산화효소(fructose kinase)가하여 합성하는 것도 가능하다. 대규모 생산시에 미생물로부터 반응조의 오염을 막고, 전분과 같은 고분자형태로 된 기질의 용해도를 높이기 위해 높은 온도의 반응조건이 필요하므로 D-과당-6-인산 제조에 사용되는 효소 역시 70℃ 이상에서 작용하는 내열성 효소인 것이 바람직하다.
상기 반응 산물은 크로마토그래피 또는 기타 당 분야에 알려진 방법 등을 이용하여 불순물로부터 분리하여 사용할 수 있다.
본 발명은 육탄당 모노인산, 그의 유도체 또는 그의 염을 포함하는 조성물로 인슐린의 생산 및 분비를 증진시키고 혈당을 강하시키는 방법에 관한 것이다.
약물이 생체에서 기능을 하려면 체내로 흡수가 되어야 하며, 그 중 위장관계에서 약물의 흡수는 흡수 표면적, 흡수부위의 혈류, 약물의 제형이나 용해도 등의 물리적 상태 등에 의해 좌우된다. 이 부위에서 약물은 수동적으로 흡수되므로 약물이 비이온이며 지용성이 높을수록 흡수정도가 높다. 그러나 본 발명의 육탄당 모노인산은 인산기로 인해 음이온을 띰에도 불구하고 경구투여시 체내에 흡수되어 혈당 강하 및 인슐린 분비를 촉진시키는 등의 생체기능을 발휘하는 특징을 가진다. D-과당-1,6-이중인산과 같은 두개의 인산기를 가진 당대사물은 혈당조절에 영향을 주지 않는 것으로 보아 생체 내 흡수가 어려운 것으로 보이지만, D-포도당-알파-1-인산 및 D-과당-6-인산은 췌장의 인슐린 생산과 분비, 혈액 내 인슐린 농도의 증가와 혈당강하 등과 같은 현저한 생체기능조절을 보임으로써 인산기를 하나 가진 육 탄당 모노인산은 경구를 통해 생체 유입이 가능함을 알 수 있다.
본 발명의 조성물은 생체의 자체 당대사 조절기능을 활성화시켜 혈당을 조절하는 역할을 한다. D-포도당-알파-1-인산과 D-과당-6-인산을 투여한 경우, 스트렙토조토신 유발 당뇨 생쥐에서 수일 동안 베타-세포에서 인슐린이 계속적으로 생산되는데 이는 D-포도당-알파-1-인산과 D-과당-6-인산이 인슐린 유전자의 발현을 증대시키는 신호물질로 작용함을 추측할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 D-포도당-알파-1-인산과 D-과당-6-인산과 같은 육탄당 모노인산은 췌장으로 하여금 베타-세포에서 인슐린 유전자의 발현을 증대시켜 혈액 내에 적절히 분비시킴으로써 혈청 인슐린 농도가 증가되고 이에 따라 혈당 농도가 감소되는, 생체 당대사 조절기능과 유사한 방법으로 혈당을 조절한다.
구체적 한 예로, D-포도당-알파-1-인산 또는 D-과당-6-인산을 포함하는 조성물을 정상 생쥐, 제 1형 당뇨병 생쥐 및 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에 경구 투여한 결과 모든 경우에서 췌장 베타-세포의 인슐린 생산량이 증가되고, 이어서 혈액 내 인슐린 농도가 높아지면서 혈당이 감소하였다.
제 1형 당뇨병 생쥐는 췌장의 베타 세포를 선택적으로 파괴할 수 있는 물질인 스트렙토조토신을 생쥐에 투여함으로써 유발할 수 있다. 본 발명의 실시예에서, 스트렙토조토신 유발 당뇨병 생쥐에 D-포도당-알파-1-인산 및 D-과당-6-인산을 각각 투여한 경우 양자 모두 혈당 상승 억제 효과를 지니며, 적은 양을 투여한 경우에는 D-과당-6-인산의 혈당 상승 억제율이 좋으나, 투여량이 많은 경우에는 양자에 있어서 혈당 상승 억제율이 비슷하거나 D-포도당-알파-1-인산이 다소 좋음을 알 수 있었다(실시예 2 및 실시예 5).
또한, 육탄당 모노인산을 처리한 스트렙토조토신 유발 당뇨병 생쥐의 혈액을 채취하여 인슐린 농도를 측정한 결과 D-포도당-알파-1-인산 및 D-과당-6-인산 모두, 혈청 인슐린이 증가하며, 육탄당 모노인산의 복용량에 따라 혈청 인슐린의 농도가 비례적으로 증대되고, 이에 따라 혈당 강하 정도가 같은 수준으로 강하되었다(실시예 2 및 실시예 5). D-과당-6-인산의 경우가 D-포도당-알파-1-인산보다 혈청 인슐린의 증대율이 높고, 혈당 강하기능도 높은 경향이 있다. 따라서, D-포도당-알파-1-인산과 D-과당-6-인산 등의 육탄당 모노인산을 당뇨병 환자에게 인슐린의 대체의약제제로 활용될 수 있음을 알 수 있다.
본 발명의 조성물을 투여한 후 정상생쥐와 스트렙토조토신 유발 당뇨병 생쥐의 췌장 조직표본에서 인슐린만을 선택적으로 염색하여 현미경으로 췌장의 베타-세포내에 존재하는 인슐린 양을 관찰하여본 결과 혈당 강하의 정도와 혈액 내 인슐린 농도 증가가 일치된 결과를 보이며 췌장 내 인슐린을 함유하고 있는 베타-세포군의 분포가 증대되었음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 발명의 육탄당 모노인산 조성물은 췌장의 베타-세포로 하여금 인슐린 생산과 분비를 촉진시킨다.
본 발명의 조성물은 제 2형 당뇨병에도 혈당 강하 효과를 지닌다. 한 예로, 제 2형 당뇨병을 가진 모델 생쥐(db/db)에 대해 D-포도당-알파-1-인산과 D-과당-6-인산를 2주간 경구투여시 또는 경구 포도당 부하시험계에서 양자 모두 생쥐의 혈당을 강하시킴을 알 수 있었다(실시예 3 및 실시예 6).
상기한 바와 같이 혈당 강하를 목적으로, 본 발명의 육탄당 모노인산을 포함 하는 조성물은 제1형 당뇨병환자 뿐만 아니라 제2형 당뇨병환자에게도 적용이 가능하다.
따라서, 본 발명은 본 발명의 조성물로 당뇨병 및 그의 관련 증상을 치료하는 방법을 제공한다. 당뇨병 및 그의 관련 증상에는 인슐린 의존성 당뇨병(제 1형 당뇨병), 인슐린 비의존성 당뇨병(제2형 당뇨병), 인슐린 저항성, 고인슐린혈증 및 당뇨로 인해 유발된 고혈압이 포함된다. 기타 당뇨와 관련된 증상으로 비만과 혈관, 눈, 신장, 신경, 자율신경계, 피부, 결합조직, 생식기계 및 면역계에의 손상을 들 수 있다.
본원 발명에서 사용한 용어 “치료”는 당뇨병 또는 그의 관련된 증상을 예방, 저해 및 경감하는 것을 의미한다. 본 발명의 조성물은 그 자체로 혈당 강하를 목적으로 치료 용량으로 투여되거나 치료 용량의 인슐린과 함께 투여될 수 있다. 또는 제 2형 당뇨병, 인슐린 저항성, 고인슐린혈증, 당뇨로 인해 유발된 고혈압, 비만, 혈관, 눈, 신장, 신경, 자율신경계, 피부, 결합조직 및 면역계에의 손상을 치료하기 위하여 다른 혈당 강하제와 함께 투여될 수 있다.
본원 발명에서 사용한 용어 “치료 용량”은 당뇨병이나 그의 관련된 증상을 예방하기 위해 필요한 용량일 수 있거나 상기 질환을 치료 또는 경감하기 위해 필요한 용량일 수 있다. 일반적으로, 인슐린 및/또는 혈당 강하제와 함께 본 발명의 조성물을 투여하는 경우에 인슐린 및/또는 혈당 강하제는 단독으로 투여하는 경우에 비하여 그 용량을 줄여 투여될 수 있다. 인슐린 및/또는 혈당 강하제를 낮은 용량으로 함으로써 이들 약물의 부작용을 감소시킬 수 있으며 당뇨병 또는 그의 관 련 질환에서 기인하는 합병증의 유발이 지연될 수 있다.
본 발명의 조성물과 함께 사용될 수 있는 혈당 강하제에는 메트포민, 아카보스, 아세토헥사미드, 글리메피라이드, 톨라자마이드, 글리피자이드, 글리부라이드, 톨부타마이드, 클로로프로파마이드, 티아졸리딘디온, 알파-글루코스 저해제, 바이구아니딘 유도체, 트로글리타존 및 이들의 혼합물이 포함된다.
본 발명의 조성물은 바람직하게는 경구, 에어로솔 스프레이, 연고제, 피하, 근육, 정맥 등의 주사 형태로 투여될 수 있으며, 이를 위하여 정제, 캅셀제, 산제, 과립제, 미세과립, 미소구체, 현탁액, 유화액 시럽제 또는 주사제 등과 같은 단위 투여형 또는 수회 투여형 약제학적 제제로 제형화할 수 있다. 본 발명의 조성물은 경구 투여시에도 흡수가 가능하고, 또한 복용의 간편을 위하여 바람직하게는 경구로 투여될 수 있으며, 이 경우 계속적인 인슐린 주사로 인한 불편함 및 부작용을 극복할 수 있다.
약제학적 제형을 제조하기 위하여, 본 발명의 조성물을 하나 이상의 불활성, 비독성, 고체 또는 액체의 약제학적 담체와 혼합할 수 있다. 약학적 담체로는 생리 식염수, 링거액, 인산 완충액 식염수 등 기타 당분야에 알려진 것을 사용할 수 있다. 또한 약학적 조성물은 안정제, 항산화제, 부형제, 염료, 결합제, 침전제, 분산제, 희석제, 계면활성제, 보존제 등을 첨가할 수 있다. 예를 들면, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 제3인산칼슘, 인산마그네슘, 카올린, 탈크, 마그네슘 스테아레이트, 이산화규소, 이산화티타늄, 이산화지르코늄 또는 콜로이드성 실리카와 같은 무기물를 사용할 수 있고, 셀룰로오스 및 그의 유도체, 알기네이트, 카라기네이트, 키토 산 유도체, 식물 고무, 예를 들어, 트라가칸트 고무, 구아 고무 및 그의 유도체, 크산, 고무, 전분, 말토덱스티린 및 식물유의 유기물을 사용할 있다.
또는 본 발명의 조성물은 고체 또는 액상의 식품으로 제조하여 섭취하거나 화장품 형태로도 제조할 수 있다.
본 발명의 육탄당 모노인산의 1일 투여량은 생쥐의 경우는 체중 1kg 당 30 내지 300 mg, 사람의 경우는 체중 1kg 당 10 내지 100mg의 양으로 투여될 수 있으며, 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 특정 환자에 대한 투여 용량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강 상태, 식이, 투여 시간, 투여 방법, 배설율, 질환의 중증도 등에 따라 변할 수 있다. 본 발명의 육탄당 모노인산을 포함하는 조성물은 생쥐에서 많은 양을 경구 투여하여도 전혀 급성 독성을 나타내지 않았다. 본 발명의 조성물은 체내 투여시에도 이에 대한 항체를 생성하지 않으므로 유전공학적으로 합성한 인슐린이나 생화학적으로 합성한 인슐린 투여시 발생할 수 있는 항체에 의한 인슐린 저항성의 문제점을 극복할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예를 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 경구 D-포도당 부하 시험계 (Oral glucose tolerance test)에서의 D-포도당-알파-1-인산의 혈당 강하효과 측정.
경구 D-포도당 부하 시험계는 혈당 상승에 의한 인슐린의 분비능, 인슐린의 작용 등을 측정하며, 췌장의 베타 세포의 기능 및 목표세포(target cell)에서의 D-포도당 흡수능 등을 종합적으로 예측하는 실험계이다.
정상 생쥐(ICR, 대한바이오링크(주))는 6 주령의 약 22g의 암컷을 사용하였으며 한 실험군당 6 마리를, 16 시간 절식시켜 사용하였다. D-포도당-알파-1-인산(Sigma Co.)을 멸균증류수를 사용하여 30 mg/ml의 농도로 제조한 후 희석하여 30, 100 및 300 mg/kg(체중)의 농도로 생쥐에 각각 경구 투여하였다. 90분 후에 2 g/kg가 투여되도록 생리식염수에 녹인 D-포도당을 생쥐에 10 ml/kg의 액량으로 경구 투여하였다. D-포도당을 투여하기 직전(0 시)과 투여한 후 15, 60 및 120분에 혈당을 측정하였다. 혈당측정을 위한 혈액은 모세관(capillary tube)을 사용하여 생쥐의 안와정맥에서 채취하였다. 채취한 혈액은 아큐트랜드 알파(Boehringer mannheim Co.) 측정기를 사용하여 혈당을 측정하였다. 대조군은 D-포도당-알파-1-인산 대신 멸균 증류수를 동일 액량으로 투여하였다.
모든 실험군에 있어 D-포도당을 투여하면 혈당치가 상승하여 15분경에 최고 수치가 되고, 그 후 감소하여 120분 후에는 정상 수치가 되었다. 혈당이 최고수치로 상승한 15분경의 결과를 보면 대조군의 경우 D-포도당 투여전 혈당에 비하여 261.5 mg/dl 증가하였으나, D-포도당-알파-1-인산의 30, 100 및 300 mg/kg 투여군에서는 대조군과 비교하여 각각 38.6(p<0.01), 37.2% 및 29.3%(p<0.05)의 혈당상승의 억제가 나타났다. 이와 같은 결과는 D-포도당-알파-1-인산이 경구투여에 의한 혈당 강하효과가 있음을 나타낸다(표1, 도 1).
Figure 112004031407384-pat00001
*p<0.05, **p<0.01
a 억제율(%)= [(시료처리군/용매대조군)혈당증가량 x 100] - 100
G1P: D-포도당-알파-1-인산

실시예 2. 스트렙토조토신 유발 당뇨병 시험계에서 D-포도당-알파-1-인산의 혈당 강하효과 및 혈중 인슐린증가효과 측정
스트렙토조토신(streptozotocin)은 인슐린 의존형 당뇨병을 유발할 수 있는 물질로서 췌장의 베타세포를 선택적으로 파괴할 수 있는 물질로 알려져 있다. 스트렙토조토신(Sigma Co.)은 구연산완충액(citrate buffer, pH4.2)에 사용 직전에 녹 여서 사용하였다. 스트렙토조토신을 생쥐(ICR)에 50 mg/kg의 농도로 복강을 통해 3회 투여 당뇨병을 유발하였다. 각 실험군당 8마리의 생쥐를 대상으로 투여하고 실험치를 평균하였다.
11일째 혈당치를 측정한 결과 스트렙토조토신을 투여하지 않은 정상 생쥐에서는 평균 혈당치가 175.3 mg/dl였으나, 스트렙토조토신과 멸균증류수를 투여한 생쥐(ICR)는 0일째에 비하여 혈당치가 219.0 mg/dl로 증가되어 당뇨병이 유발되었음을 알 수 있다(표 2).
스트렙토조토신(50 mg/kg, 3회 복강투여)과 D-포도당-알파-1-인산의 30, 100 및 300 mg/kg을 동시 투여한 경우에는 각각 237.8, 174.2 및 82.7 mg/dl의 혈당량 증가을 보였다. D-포도당-알파-1-인산을 30mg/kg 농도로 투여한 경우에는 혈당 상승 억제 효과를 볼 수 없었으나, 100 및 300 mg/kg 투여군에서는 스트렙토조토신과 멸균증류수를 투여한 대조군과 비교하여 20.5% 및 62.2%의 혈당 상승 억제율을 나타내었다(표 2, 도 2).
Figure 112004031407384-pat00002
*p<0.05
a 억제율(%)= [(시료처리군/대조군)혈당증가량 x 100] - 100
STZ: 스트렙토조토신
G1P: D-포도당-알파-1-인산
또한, 모든 실험군의 생쥐를 11일째에 부검하여 혈청을 분리한 후 생쥐 인슐린 엘리사 킷트(ELISA Kit, Shibayagi, Japan)을 사용하여 혈중 인슐린 양을 측정하였다. 즉, 반-인슐린시험판(anti-insulin coated plate)를 세척 완충액(Shibayagi 완충액)로 4회 세척한 후, 바이오틴 결합된 반-인슐린(biotin conjugated anti-insulin) 100 uL와 혈장 시료(plasma sample) 10uL를 반-인슐린시험판의 각 시험구(well)에 넣고 상온에서 2시간 동안 방치하였다. 다시 세척완충액(I)로 4회 세척한 후 스트렙타비딘용액(HRP conjugated streptavidin solution) 100 ul를 각 시험구에 넣고 상온에서 30 분간 방치하였다. 시험판을 세척 완충액으로 4회 씻어낸 후 기질 발색액(Substrate chromogen reagent) 100 uL를 첨가하여 상온에서 30분간 반응하고 반응 정지액(Reagent stopper) 100 uL를 첨가하여 반응을 정지시켰다. 시험판 판독기(Precision Microplaste Reader, Molecular Devices, U.S.A.)를 이용하여 각 시험구의 흡광도를 450 nm에서 측정한 결과, D-포도당-알파-1-인산의 300 mg/kg을 스트렙토조토신과 함께 병행 투여한 경우, 스트렙토조토신과 멸규증류수를 투여한 경우보다 혈청 인슐린의 양이 최고 6배 까지 높아진 것을 알 수 있다(표 3, 도 3).
Figure 112004031407384-pat00003
*STZ: 스트렙토조토신
한편, 병리조직학적 검사를 통해 스트렙토조토신에 의한 베타-세포의 파괴로 유발되는 췌도염(insulitis) 억제효과 및 췌장의 인슐린 생성 및/또는 분비 촉진 효과에 대하여 알아보고자 하였다. 인슐린 의존형 당뇨병에서는 대식세포나 T 세포와 같은 면역세포가 췌도로 침윤하여 베타세포를 파괴함으로써 췌도염이 유발된다.
육탄당 모노인산 투여에 의한 췌도염 억제효과 및 췌장 베타-세포의 인슐린 생성량을 관찰하기 위하여 D-포도당-알파-1-인산을 투여한 생쥐를 희생시켜 개복한 후에 십이지장과 비장 사이에 존재하는 췌장을 수술용 가위로 분리하여 10% 중성 포르말린으로 고정한 후 일반적인 방법에 따라서 파라핀에 포매 한 후에 초박절편기로 5um의 두께로 박절하여 조직표본을 만들어 ABC 키트(Vector사)를 이용하여 항-인간 기니아피그 인슐린 항체로 인슐린 면역 염색을 실시하였다.
병리소견으로는 스트렙토조토신을 단독으로 투여한 군에서는 정상 대조군에 비하여 인슐린에 양성반응을 보인 베타세포의 수가 현저히 감소한 반면, D-포도당-알파-1-인산 투여군에서는 투여 용량에 비례하여 인슐린 양성 반응세포 수의 증가 및 염색의 농염성으로 미루어 보아 췌도염(insulitis) 억제효과 뿐만 아니라 특히 인슐린 분비 촉진효과가 강력한 것으로 나타났다(도 4, 실험군당 사진 3장). 이와 같은 결과로부터, D-포도당-알파-1-인산은 스트렙토조토신의 투여에 의해 유발된 당뇨병에서 혈당치를 효과적으로 저하시키고 인슐린의 생성/분비를 촉진시키는 효과가 매우 강력함을 알 수 있다.
실시예 3. 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병)모델 db/db 마우스에서의 D-포도당-알파-1-인산의 경구투여에 의한 치료효과
D-포도당-알파-1-인산을 경구 투여하여 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병)모델 db/db 마우스에서의 혈당 강하 효과를 측정하였다. 제 2형 당뇨병은 비만 등에 의해 말초조직의 인슐린에 대한 저항성 증가가 발생하고 이로 인해 과인슐린혈증이 발생하게 된다. 제 2형 당뇨병 환자의 베타 세포는 혈당상승으로 인한 인슐린 분비에 대한 반응도가 감소되어 소변으로 당이 배설되는 것을 인식하지 못하고 계속 인슐린을 분비한다. 이러한 증상을 나타내는 모델 생쥐(db/db)는 사람의 인슐린 비의존형 당뇨병을 연구하는데 가장 좋은 유전적 당뇨병모델동물이다.
생쥐(db/db, 21-31g, SLC Co.)는 5.5 주령부터 7.5 주령까지 2주 동안 D-포도당-알파-1-인산 30, 100 및 300 mg/kg의 농도로 각각 매일 1회 경구투여 한 후 투여 최종일에 혈중 포도당 양을 측정하였다.
D-포도당-알파-1-인산 대신 멸균증류수 동량을 투여한 대조군 모델 생쥐(db/db)는 최종일의 혈당이 700.8mg/dl로 나타났다. 반면, D-포도당-알파-1-인산을 30, 100 및 300 mg/kg의 농도로 투여한 실험군의 모델 생쥐(db/db)에서는 각각 711.1, 662.4 및 543.1 mg/dl로 나타나 D-포도당-알파-1-인산이 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에서 혈당 강하 효과가 있음을 알 수 있다(표 4, 도 5).
Figure 112004031407384-pat00004
G1P: D-포도당-알파-1-인산
또한, 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병)모델 생쥐(db/db)에 대하여 실시예 1과 동일한 방법으로 같이 경구 포도당 부하 시험계 (Oral glucose tolerance test)를 이용하여 혈당 강하효과를 추가 확인하였다.
D-포도당-알파-1-인산(Sigma Co.)을 30, 100 및 300 mg/kg(체중)의 농도로 16 시간 절식시킨 모델 생쥐(db/db)에 각각 경구 투여하였다. 이후, 90분 후에 2 g/kg가 투여되도록 D-포도당을 생쥐에 10 ml/kg의 액량으로 경구 투여하였다. D-포도당을 투여하기 직전(0 시)과 투여한 후 15, 30, 60, 120 및 180 분에 혈당을 측정하였다. 대조군은 D-포도당-알파-1-인산 대신 멸균 증류수를 동일한 액량으로 경구투여하였다.
모든 실험군에 있어 D-포도당 투여하면 혈당치가 상승하여 15 내지 30분 후에 최고 수치로 되었다. 대조군의 경우, D-포도당을 투여한 후 초기 혈당 수준으로 돌아오는데 걸리는 시간은 180분 정도가 소요되며, D-포도당-알파-1-인산의 30, 100 및 300 mg/kg 투여군에서는 각각 180, 120 및 60분 정도가 소요되었다 (표 5, 도 6). 이와 같은 결과는 D-포도당-알파-1-인산이 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에서 강력한 혈당 강하효과가 있음을 나타낸다.
Figure 112004031407384-pat00005
실시예 4. 경구 D-포도당 부하 시험계 (Oral glucose tolerance test)에서의 D-과당-6-인산의 혈당 강하효과
정상 생쥐[ICR, 대한바이오링크(주)]는 6주령의 약 22 g의 암컷을 사용하였으며 한 실험군당 6 마리를 16 시간 절식시켰다. D-과당-6-인산(Sigma Co.)을 멸균증류수를 사용하여 30 mg/ml의 농도로 제조한 후 희석하여 30, 100 및 300 mg/kg(체중)의 농도로 생쥐에 각각 경구 투여하였다. 90분 후에 2 g/kg가 투여되도록 생리식염수에 녹인 D-포도당을 생쥐에 10 ml/kg의 액량으로 경구 투여하였다.
D-포도당을 투여하기 직전(0 시)과 투여한 후 15, 60 및 120분에 혈당을 측정하였다.
혈당측정을 위한 혈액은 모세관을 사용하여 생쥐의 안와정맥에서 채취하였다. 채취한 혈액은 아큐트랜드 알파(Boehringer mannheim Co.) 측정기를 사용하여 혈당을 측정하였다. 대조군은 D-과당-6-인산 대신 멸균 증류수를 동일 액량으로 투여하였다.
모든 실험군에 있어 D-포도당 투여하면 혈당치가 상승하여 15분경에 최고 수치가 되고, 그 후 감소하여 120분 후에는 정상 수치가 되었다. 혈당이 최고수치로 상승한 15분경의 결과를 보면 대조군의 경우 D-포도당 투여전 혈당에 비하여 256.1 mg/dl 증가하였으나, D-과당-6-인산의 30, 100 및 300 mg/kg 투여군에서는 대조군과 비교하여 각각 25.0, 48.4%(p<0.001) 및 66.5%(p<0.001)의 혈당 상승의 억제가 나타났다. 이와 같은 결과는 D-과당-6-인산이 경구투여에 의한 혈당 강하효과가 있음을 나타낸다(표 6, 도 7).
Figure 112004031407384-pat00006
***p<0.01
a 억제율(%)= [(시료처리군/대조군)혈당증가량 x 100] - 100
F6P: D-과당-6-인산
실시예 5. 스트렙토조토신 유발 당뇨병 시험계에서 D-과당-6-인산의 혈당 강하효과 및 혈중 인슐린 증가효과
실시예 2와 동일한 생쥐와 방법으로 D-과당-6-인산의 스트렙토조토신 유발 당뇨병 시험계에서 혈당 강하 및 혈중 인슐린 증가 효과를 측정하였다.
스트렙토조토신을 투여하지 않은 생쥐(ICR)는 최종일의 혈당이 175.3 mg/dl로 나타났으며, 스트렙토조토신과 멸균 증류수를 투여한 생쥐(ICR)는 초기 혈당에 비해 219.0 mg/dl의 혈당량 증가를 보였다. 반면, 스트렙토조토신과 D-과당-6-인산을 30, 100 및 300 mg/kg의 농도로 투여한 실험군의 모델 생쥐(db/db)에서는 각각 203.1, 176.0 및 89.2 mg/dl로 멸균 증류수를 투여한 용매대조군과 비교하여 7.3%, 19.6% 및 59.3%의 억제율을 나타내어 D-과당-6-인산이 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에서 혈당 강하 효과가 있음을 알 수 있다(표 7, 도8). 실시예 2의 D-포도당-알파-1-인산을 투여한 경우와 비교할 때, 적은 양을 투여한 경우에는 D-과당-6-인산의 혈당 억제율이 좋으나, 투여량이 많은 경우에는 혈당 억제율이 비슷하거나 D-포도당-알파-1-인산이 다소 좋음을 알 수 있다.
Figure 112004031407384-pat00007
**p<0.01
a 억제율(%)= [(시료처리군/용매대조군)혈당증가량 x 100] - 100
STZ: 스트렙토조토신
F6P: D-과당-6-인산
또한, 실시예 2와 같은 방법으로 실험군의 생쥐를 11일째에 부검하여 혈청을 분리한 후 생쥐 인슐린 엘리사 킷트(ELISA Kit, SHABAYAGI, Japan)을 사용하여 혈중 인슐린 양을 측정하였다. D-과당-6-인산의 300 mg/kg을 스트렙토조토신과 함께 투여한 경우, 스트렙토조토신과 멸균증류수를 투여한 경우보다 혈중 인슐린의 양이 최고 9배까지 높아짐을 알 수 있다. 이때 혈중 인슐린 양은 정상군 생쥐보다도 높았다(표 8, 도 3). 결과적으로 D-과당-6-인산의 투여가 실시예 2의 D-포도당-알파-1-인산보다 혈청 인슐린의 증대율과 혈당 강하 효과에 더 좋음을 알 수 있다.
Figure 112004031407384-pat00008
*STZ: 스트렙토조토신
한편, D-과당-6-인산을 경구 투여한 후 병리조직학적 검사를 통해 스트렙토조토신에 의한 베타-세포의 파괴로 유발되는 췌도염(insulitis) 억제효과 및 인슐린 생성 및/또는 분비 촉진 효과에 대하여 알아보았다.
실시예 2와 동일한 방법으로 D-과당-6-인산을 투여한 후 생쥐의 췌장을 분리하여 포르말린으로 고정한 후 조직표본을 만들어 인슐린 면역 염색을 실시하였다.
병리소견으로는 스트렙토조토신을 단독으로 투여한 군에서는 정상 대조군에 비하여 인슐린에 양성반응을 보인 베타세포의 수가 현저히 감소한 반면, D-과당-6- 인산 투여군에서는 투여 용량에 비례하여 인슐린 양성 반응세포 수의 증가 및 염색의 농염성으로 미루어 보아 췌도염(insulitis) 억제효과 뿐만 아니라 특히 인슐린 분비 촉진효과가 강력한 것으로 나타났다(도 9, 실험군당 사진 3장). 이와 같은 결과로부터, D-과당-6-인산는 스트렙토조토신의 투여에 의해 유발된 당뇨병에서 혈당치를 효과적으로 저하시키고 인슐린의 생성/분비를 촉진시키는 효과가 매우 강력함을 알 수 있다.
실시예 6. 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병) 모델생쥐(db/db)에서 D-과당-6-인산의 경구투여에 의한 치료효과
실시예 3과 같은 방법으로 D-과당-6-인산을 경구 투여하여 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병)모델 db/db 마우스에서의 혈당 강하 효과를 측정하였다.
D-과당-6-인산 대신 멸균증류수 동량을 투여한 대조군 모델 생쥐(db/db)는 최종일의 혈당이 700.8 mg/dl로 나타났다. 반면, D-과당-6-인산을 30, 100 및 300 mg/kg의 농도로 투여한 실험군의 모델 생쥐(db/db)에서는 각각 663.1, 611.6 및 603.0 mg/dl로 나타나 D-포도당-알파-1-인산이 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에서 혈당 강하 효과가 있음을 알 수 있다(표 9, 도 10).
Figure 112004031407384-pat00009
F6P: D-과당-6-인산
또한, 제 2형 당뇨병(인슐린 비의존형 당뇨병)모델 db/db 마우스에 대하여 실시예 1과 같이 경구 포도당 부하 시험계 (Oral glucose tolerance test)를 이용하여 혈당 강하효과를 추가 확인하였다.
D-과당-6-인산을 30, 100 및 300 mg/kg(체중)의 농도로 16 시간 절식시킨 모델 생쥐(db/db)에 각각 경구 투여하였다. 90분 후에 2 g/kg가 투여되도록 D-포도당을 생쥐에 10 ml/kg의 액량으로 경구 투여하였다. D-포도당을 투여하기 직전(0 시)과 투여한 후 15, 30, 60, 120 및 180 분에 혈당을 측정하였다. 대조군은 D-과당-6-인산 대신 멸균 증류수 동량을 사용하였다.
모든 실험군에 있어 D-포도당 투여하면 혈당치가 상승하여 15 내지 30분 후에 최고 수치로 되었다. 멸균 증류수를 투여한 대조군의 경우, D-포도당 투여후 초기 혈당 수준으로 돌아오는데 걸리는 시간은 180분 정도가 소요되며, D-과당-6-인산의 30, 100 및 300 mg/kg 투여군에서는 각각 180, 180 및 120분 정도가 소요되 었다 (표 10, 도 11). 이와 같은 결과는 D-과당-6-인산이 제 2형 당뇨병 모델 생쥐(db/db)에서 강력한 혈당 강하효과가 있음을 나타낸다.
Figure 112004031407384-pat00010
F6P: D-과당-6-인산
본 발명의 육탄당 모노인산, 그의 유도체 또는 그의 염을 포함하는 조성물은 췌장 베타-세포내 인슐린 량을 증가시키고, 혈액 내 인슐린의 농도를 높힘으로써 혈당을 낮출 수 있다.

Claims (14)

  1. 포도당-1-인산, 과당-6-인산 또는 그의 염을 포함하는 혈당 강하용 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 포도당 또는 과당의 하나 이상의 탄소가 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, 펜틸, 이소펜틸, 헥실, 이소헥실, 헵틸 또는 이소헵틸기로 치환된 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 염이 나트륨염, 칼륨염, 마그네슘염, 칼슘염, 리튬염, 루비듐염, 세슘염, 벨륨염, 스트론륨염, 바륨염, 알루미늄염, 보론염, 갈륨염, 구리염, 은염, 아연염, 카드뮴염, 수은염, 스칸듐염, 니켈염, 망간염, 크롬염, 발륨염 또는 티타늄염인 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 포도당-1-인산이 D-포도당-알파-1-인산 또는 D-포도당-베타-1-인산인 조성물.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 과당-6-인산이 D-과당-6-인산인 조성물.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제1항, 제5항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 경구제, 에어로솔 스프레이제, 연고제 또는 주사제 형태인 조성물.
  14. 제1항, 제5항 내지 제7항 및 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 또는 액상의 식품 또는 화장품 형태인 조성물.
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