KR100739280B1 - 운남 홍두삼 유래 이소탁시레시놀을 성분으로 하는골다공증 치료ㆍ예방약 - Google Patents

Abstract

골다공증의 치료와 예방에 유용한 의약. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 화학식 1의 화합물의 의학적으로 허용되는 염 또는 에스테르를 유효 성분으로 하는 골다공증의 치료 또는 예방용 의약. 화학식 1의 화합물에 있어서, R¹이 CH₃O인 화합물은 운남 홍두삼 유래 이소탁시레시놀이다. 상기 화합물은 골 흡수를 억제하는 기능을 하며, 골 형성을 촉진하는 생리 활성을 갖는다.

<화학식 1>

골다공증, 운남 홍두삼, 이소탁시레시놀

Description

운남 홍두삼 유래 이소탁시레시놀을 성분으로 하는 골다공증 치료ㆍ예방약 {Therapeutic/Preventive Agent for Osteoporosis Containing As Component Isotaxiresinol Derived from Taxus Yunnanensis}

본 발명은 이소탁시레시놀(isotaxiresinol)과 그의 유사 화합물을 유효 성분으로 하는 골다공증 치료ㆍ예방약에 관한 것이다.

종래, 타이완 삼(Taiwania flousiana)으로부터 유래하는 리그난계 화합물이 골 흡수 억제 효과를 갖는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 (평)9-12592호 공보 참조).

또한, 개나리(Forsythia suspense Vahl)로부터 유래하는 피노레시놀이 갱년기 장해의 병상 개선에 효과를 갖는 것이 알려져 있다. 또한, 피노레시놀은 골다공증의 예방에 도움이 될 것으로 시사된 바 있다(예를 들면, 일본 특허 공개 제2003-63971호 공보 참조).

본 발명의 과제는 골다공증의 치료와 예방에 도움이 되는 의약을 제공하는 데 있다.

본 발명자들은 운남 홍두삼(Taxus yunnanensis) 유래 이소탁시레시놀이 생체 내에서 골 흡수 억제 작용과 골 형성을 촉진하는 생리 활성을 나타낸다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.

즉, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 하기 화학식 1의 화합물의 의학적으로 허용되는 염 또는 에스테르를 유효 성분으로 하는 골다공증의 치료 또는 예방용 의약이다.

식 중, R¹은 탄소수 1 내지 4의 알킬옥시기를 나타낸다.

<발명의 효과>

본 발명에 따른 의약은 골 흡수 억제 작용 뿐만 아니라, 골 형성 촉진 작용도 가지며, 골다공증의 치료 또는 예방에 유효하다.

<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>

본 발명에 있어서 에스테르란, 화학식 1 중의 메틸올기(CH₂OH)의 수산기 및(또는) 페놀성 수산기가 유기산 또는 무기산과 결합하여 물 분자가 이탈한 화합물을 의미한다. 의학적으로 허용되는 에스테르로는 의학ㆍ약학 분야에서 공지된 것을 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 유기산으로서 아세트산을, 무기산으로서 인산을 사용할 수 있다.

염은 무기 및 유기 염기로부터 유도되는 임의의 염일 수 있으며, 화합물 중의 메틸올기가 메틸옥시드 이온(methyloxide ion)기가 되는 염 및(또는) 페놀성의 수산기가 페녹시드 이온(phenoxide ion)기가 되는 염을 포함한다. 의학적으로 허용되는 염은 의학ㆍ약학 분야에서 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 아민의 염을 사용할 수 있다.

화학식 1의 화합물에 있어서, R¹이 CH₃O일 때, 즉 하기 화학식 2의 화합물은 이소탁시레시놀(이하 ITX라고 함)이다.

ITX는 운남 홍두삼의 목질부(잎, 껍질, 줄기, 심부, 뿌리 등)에 포함되어 있으며, 다음과 같이 하여 추출, 단리할 수 있다. 우선, 목질부를 열수 추출하여 수성 추출물을 얻는다. 이어서, 그 수성 추출물을 유기 용매(예를 들면, 아세트산 에틸)로 추출하여 유기 용매 분획을 얻는다. 또한, 그 유기 용매 분획으로부터 크로마토그래피(칼럼 크로마토그래피, 박층 크로마토그래피, HPLC 등)를 이용하여 이들 화합물을 단리한다.

ITX의 메톡시기는 에톡시기, 프로피옥시기, 부틸옥시기로 치환될 수도 있다. 화학식 1의 화합물은 ITX로부터 유기 합성에 의해 합성할 수 있다.

본 발명에 따른 의약은 경구, 비경구 또는 경피 투여할 수 있다. 투여 형태는 통상 의약 투여에 사용되는 형태를 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면 정제 또는 피복정, 캡슐, 용액, 시럽, 분말, 좌약을 들 수 있다.

정제는 화합물 또는 추출물을 부형제(락토오스, 글루코오스, 수크로오스, 만니톨 등), 붕해제(옥수수 전분, 알긴산 등), 결합제(전분, 젤라틴 등), 윤활제(스테아르산 마그네슘, 활석 등) 및(또는) 지연-방출제(카르복시메틸 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트 프탈레이트, 폴리비닐알코올 등)를 혼합함으로써 제조할 수 있다. 정제는 1개 이상의 층으로 이루어질 수도 있다.

피복정은 정제와 동일하게 하여 제조한 코어를 정제 피복에 통상 이용되는 물질, 예를 들면 콜리돈(collidone), 셸락(shellac), 아라비아 고무, 활석, 이산화티탄, 수크로오스 등으로 피복함으로써 제조할 수 있다. 지연 방출을 위해 코어는 1개 이상의 층으로 이루어질 수도 있으며, 또한 정제에 대한 상기 부형제를 사용할 수 있다.

액제, 시럽의 제형으로 하기 위해서는, 화학식 1의 화합물에 물, 당류(에리트리톨, 크실리톨, 만니톨, 수크로오스, 트레할로스, 말토오스, 프럭토오스, 소르비트, 벌꿀 등), 방부제(파라벤 등), 각종 향료, 착색제, 유류(대두유 등)를 적절하게 첨가, 혼합하여 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 의약을 함유하는 캡슐은 화합물 또는 추출물을 젤라틴 캡슐에 봉입(encapsulating)하거나, 또는 화합물 또는 추출물을 예를 들면 락토오스, 소르비톨 등의 불활성 담체와 혼합하여 혼합물을 젤라틴 캡슐에 봉입하거나, 또는 젤라틴막으로 피복 성형하여 제조할 수 있다.

화학식 1의 화합물의 투여량은, 통상 1 mg 내지 1000 mg/1 인/1 일이다. 그러나, 최초에 소량 투여하고, 이어서 의도한 효과가 달성될 때까지 증량함으로써 적당한 투여량을 결정하는 것도 가능하다.

화학식 1의 화합물은 종래부터 안전하게 섭취되고 있는 약용 식물인 운남 홍두삼의 성분이며, 안전한 물질이다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 본 발명의 실시예에 기재되어 있는 원재료, 화합물의 추출법 등은 본 발명의 범위를 이것들만으로 한정한다는 취지의 것은 아니며, 단순한 설명예에 지나지 않는다.

(단리)

운남 홍두삼의 줄기 및 껍질(합쳐서 목부(木部))을 분쇄기로 분쇄하여 30 메쉬 패스의 분말을 얻었다. 이 분말을 건조하였다. 건조 분말 850 g을 4 L의 순수한 물로 45 분간 환류 추출하였다. 여과 후, 잔사에 4 L의 순수한 물을 첨가하여 45 분간 환류 추출하였다. 또한, 동일한 환류 추출 조작을 1회 반복하였다. 3회의 수성 추출액을 합쳐 감압 농축하여 수성 추출물 52.5 g을 얻었다.

이어서, 수성 추출액 52.5 g을 500 mL의 아세트산 에틸로 추출하고, 아세트산 에틸층을 분리하였다. 분리 후, 잔사에 500 mL의 아세트산 에틸을 첨가하여 추출하였다. 또한, 동일한 추출 조작을 1회 반복하였다. 3회의 추출 조작으로 얻은 아세트산 에틸층을 합쳐 감압 농축하여 아세트산 에틸 분획 34.1 g을 얻었다.

이어서, 실리카 겔 칼럼(내경 3.5 cm, 길이 60 cm, 충전물: 실리카 겔 60(나칼라이 테스크 가부시끼가이샤)에 상기 아세트산 에틸 분획 34.1 g을 가하고, 클로로포름에 메탄올을 첨가한 용매를 사용하여 용출 조작을 행하여 각각 500 mL씩 9가지 분획을 얻었다. 용매의 조성, 각 분획 액체를 감압 농축하여 얻은 유출물의 중량 및 분획 중에 포함되는 성분을 하기 표 1에 나타내었다.

(*1) 용매는 클로로포름과 메탄올의 혼합액이고, 표 중의 값은 메탄올의 혼합 백분율을 나타냄.

(*2) 1 ％: 100 mL, 2 ％: 100 mL, 3 ％: 100 mL, 4 ％: 100 mL, 5 ％: 100 mL에 의한 용출물을 혼합한 분획.

(*3) 12 ％: 100 mL, 14 ％: 100 mL, 16 ％: 100 mL, 18 ％: 100 mL, 20 ％: 100 mL에 의한 용출물을 혼합한 분획.

ITX의 구조는 분광학적 및 화학적인 분석에 기초하여 결정, 확인하였다. 이하에 주요한 분석 데이타를 기술한다.

ITX(이소탁시레시놀): 무색 무정형 고체

[α]_D ²⁵+47.3°(에탄올 중에서 c=0.4)

ITX의 구조는 문헌[King,F.E.; L.Jurd & King, T.J., isoTaxiresinol(3'-Demethylisolariciresinol), A New Lignan extracted from the Heartwood of the English Yew, Taxus baccata; J.Chem. Soc.,17-24(1952)]에 기재된 구조와 일치하였다.

또한, 표 1 중 SIL은 세코이소라리시레시놀, TAX는 탁시레시놀, HYL은 (7'R)-7'-히드록시라리시레시놀을 나타낸다.

<시험예-항 골다공 활성>

래트를 이용하여 ITX의 항 골다공 활성을 시험하였다.

시험은 10 마리의 래트를 1군으로서 행하였다. 8개월령, 체중 260 내지 330 g의 암컷 위스터 래트의 난소를 적출하였다. 난소 적출 2 주일 후부터 주 6회, ITX 50 mg/kg(래트 체중)과 ITX 100 mg/kg(래트 체중)을 1 ％ 카르복시메틸 셀룰로오스 나트륨 수용액에 현탁하여 각각의 래트군에 경구 투여하였다. 또한, 양성 대조군(positive control)의 래트에는 17β-에스트라디올(이하, E2라고 함) 0.1 mg/kg(래트 체중)을 5 ％ 벤질알코올/95 ％ 옥수수유 혼합액에 용해하여 복강내 투여하였다.

음성 대조군(negative control)으로서 OVX (난소 절제된)군을 준비하고, 샴 수술을 행하여 샴(Sham)군을 준비하였다. OVX군과 샴군에는 먹이만을 제공하였다.

시험약 투여 개시로부터 6 주일 후(난소 적출로부터 8 주일 후) 래트를 마취시키고, 말초 골 정량적 컴퓨터 단층 촬영법(peripheral quantitative computed tomography)(pQCT)을 이용하여 경골의 특성치를 측정하였다.

측정에서 pQCT 시스템 XCT 리서치 M(Stratec Medizintechnik GmbH, Germany)을 사용하여 래트의 좌측 경골을 스캔하였다. 복셀(voxel) 크기는 0.08 mm로, 슬라이스의 두께는 0.5 mm로, 피질골의 BMD의 한계값은 464 mg/cm³로 설정하였다. 전신골 중의 해면골과 피질골을 구별하기 위해, 필 모드는 20으로 설정하였다.

예비 스캔 (scout scan)을 행하여 성장판을 확인한 후, 기준 위치를 지정하여 성장판 밑의 1 내지 5 mm 되는 곳에서 4개의 횡단면을 스캔하였다. 분리 모드 3과 윤곽 모드 2로 설정하여 피질골과 해면골의 BMC와 BMD, 피질골의 두께, 피질골의 내막 주위 길이, 외막 주위 길이를 측정하였다.

골 강도의 3가지 지표(X축, Y축, 극축)를 측정하고 수득된 데이타를 XCT 리서치 시리즈 매뉴얼 소프트웨어 버전 5.4에서 표준 피질골 BMD를 1200 mg/cm³로 하여 처리하였다.

또한, 래트의 경골, 대퇴골, 자궁을 적출하고, 이들의 중량 등을 측정하였다.

하기 표 2에 각 시험군 래트의 경골과 대퇴골의 중량 및 길이의 측정 결과를 나타내었다.

표 중의 ITX100은 100 mg 투여군을, ITX50은 50 mg 투여군을, E2는 E2 투여군을 나타내고, 수치는 측정치의 평균치와 표준 편차를 표시한다. 측정치는 하기 표 3, 4에 대해서도 동일하게 표시하였다.

OVX군에 비해서 ITX50의 경골 중량과 ITX100의 대퇴골 중량은 증가했지만, 각 군간의 유의한 차이는 확인되지 않았다.

표 3에 근위 경골(proximal tibia bone)의 BMC, BMD, 골 강도 그 밖의 측정 결과를 나타내었다.

표 3은 근위 경골의 성장판 밑의 1 mm 되는 곳의 단면 측정의 데이타이다.

표 중의 전신골은 해면골과 피질골을 합쳐 측정한 골 전체의 측정치를 나타낸다. BMC는 골 미네랄 함량이고, BMD는 골 밀도를 나타낸다. # 표시는 스튜던트의 t 검정(Student's t-test)의 결과, #p<0.05 ##p<0.01 ###p<0.001에서 샴군과 유의한 차이가 있다는 것을 나타내고, * 표시는 스튜던트의 t 검정(Student's t-test)의 결과, *p<0.05 **p<0.01 ***p<0.001에서 OVX군과 유의한 차이가 있다는 것을 나타낸다. t 검정의 결과는, 표 4에 대해서도 동일하게 표시하였다.

샴군에 비해서, OVX군의 전신골과 해면골의 BMD 및 피질골의 BMC는 크게 감소하였다.

ITX100군과 샴군의 차이와, OVX군과 샴군의 차이를 비교하면, ITX100군에서는 OVX군에 비해서 해면골의 BMC와 피질골의 BMD의 감소가 억제되었다. ITX50군과 샴군의 차이와, OVX군과 샴군의 차이를 비교하면, ITX50군에서는 OVX군에 비해서 전신골과 피질골의 BMD, BMC의 감소가 억제되었다. E2군과 샴군의 차이와, OVX군과 샴군의 차이를 비교하면, E2군에서는 OVX군에 비해서 전신골의 BMD와 해면골의 BMC를 제외하고, 모든 감소가 억제되었다.

OVX군에서는 샴군에 비해서 내막 주위 길이와 외막 주위 길이가 증가하고, 피질 골 두께가 현저하게 감소(샴군에 비해서 13.6 ％ 감소)하였다. 이는 골 대사 회전이 빨라져 골 형성보다 골 흡수가 빨라진 것을 나타낸다.

ITX50군 및 ITX100군에서는 OVX군에 비해서 내막 주위 길이의 증가가 억제되었다. 이것은 골 내막 표면에서의 골 흡수가 억제된 것을 나타낸다. 한편, ITX50군 및 ITX100군의 외막 주위 길이는 OVX군에 비해서 동일하거나 또는 증가하여 골 형성을 억제하지 않는다는 것을 알았다. 그 결과, 피질 골 두께의 감소가 억제되어, 피질 골 두께는 샴군과 동일한 정도(ITX50군에서는 샴군의 98.3 ％, ITX100군에서는 샴군의 93.2 ％)였다.

ITX50군 및 ITX100군에서 관찰된 내막 주위 길이의 증가 억제와 피질 골 두께의 감소 억제는, ITX가 골 내막의 흡수를 억제함과 동시에 골 외막의 형성을 완만하게 촉진하는 것을 나타낸다.

한편, E2군에서는 골 내막 표면에서의 골 흡수가 억제됨으로써, 내막 막 주위 길이의 증가가 억제되었다. 또한, 외막 주위 길이는 OVX군에 비해서 감소하고, 피질 골 두께는 OVX군에 비해서 9.8 ％ 증가하였다. E2군의 피질 골 두께 감소 방지 효과는 골 대사 회전을 억제하는 것에 기인하며, 이상의 측정 결과는 종래부터 알려진 사실과 합치하였다.

골의 구조(BMC와 BMD)나 치수(피질 골의 두께, 피질 골의 내막 주위 길이, 외막 주위 길이)보다도, 골 강도는 골다공증 치료ㆍ예방약의 평가에 중요한 요소이다.

본 시험에 있어서는, 골 강도 지수로서 PSSI(비틀림 강도)(polar-axis strength index), XSSI(압축 강도)(X-axis strength index), YSSI(꺾임 강도)(Y-axis strength index)를 측정하였다.

샴군에 비해서 OVX군에서는 PSSI가 15.1 ％, XSSI가 14.7 ％ 감소하였다.

ITX50군에서는 OVX군에 비해서 3가지 골 강도 지수가 모두 증가(PSSI가 16.2 ％, YSSI가 24.0 ％, XSSI가 14.2 ％ 증가)하였다. 이러한 강도 지수의 감소 방지 효과는 피질 골 두께의 감소 방지 효과에 기인하는 것이라고 여겨져 ITX는 강한 항 골절 활성을 갖는다는 것을 알았다. 또한, 골절은 골다공증 중에서 가장 중요한 문제이다.

E2군에서는 OVX군에 비해서 XSSI가 15.3 ％ 증가, YSSI가 23.5 ％ 증가하였다.

표 4에 시험 초기와 말기의 래트 체중 및 시험 말기의 자궁 중량의 측정 결과를 나타내었다.

샴군에 비해서 OVX군의 말기의 체중은 크게 증가(13.4 ％)하고, 자궁 중량은 현저하게 감소(71.4 ％)하였다.

ITX100군, ITX50군과 샴군의 차이와, OVX군과 샴군의 차이를 비교하면, ITX100군, ITX50군에서는 말기의 체중 증가는 억제되고, 또한 자궁 중량은 OVX군에 비해서 큰 차이는 확인되지 않았다.

한편, E2군과 샴군의 차이와, OVX군과 샴군의 차이를 비교하면, E2군에서는 말기의 체중 증가가 억제되고, 동시에 자궁 중량의 감소는 억제(샴군에 비해서 48.5 ％ 감소)되었다.

이 시험 결과는 ITX가 E2와 상이한 기전으로 작용하는 것을 시사한다. 종래부터 E2는 골에 작용함과 동시에, 자궁이나 유방에 작용하여 이들 암의 위험성을 증대시키는 것이 알려져 있다. ITX는 자궁암의 위험을 증대시키지 않고 골다공증에 작용하는 것으로 나타났다.

본 발명에 따른 의약은 골다공증의 치료ㆍ예방에 사용할 수 있다.

Claims (1)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물, 또는 화학식 1의 화합물의 의학적으로 허용되는 염을 유효 성분으로 하는 골다공증의 치료 또는 예방용 의약.

   <화학식 1>

   

   식 중, R¹은 탄소수 1 내지 4의 알킬옥시기를 나타낸다.