KR100786121B1 - Composition for the use of preventing adhesion of infectious disease pathogen to human cell - Google Patents

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Abstract

A composition comprising pectin is provided to be used as an agent for preventing and treating gastric diseases, periodontal diseases and skin diseases such as acne vulgaris, and atopy by securing high activity of inhibiting human cell hemagglutination caused by Porphyromonas gingivalis, Propionibacterium acnes and Staphylococcus aureus. A composition for preventing and treating periodontal diseases, acne vulgaris, atopy or gastric diseases through inhibition of adhesion of infectious disease pathogen to human cell comprises pectin as an effective ingredient, wherein the pectin shows the effective inhibitory activity in a concentration range of 0.0001-0.1 mg/ml.

Description

감염질환 병원균의 인체세포 결합 저해용 조성물 {Composition for the use of preventing adhesion of infectious disease pathogen to human cell}Composition for the use of preventing adhesion of infectious disease pathogen to human cell}

도 1은 펙틴 및 알긴산의 특성을 나타낸다. (a) 상업적으로 판매되는 citrus pectin의 구조. (b)는 Sephacryl S200 젤 여과 크로마토그래피를 이용한 citrus pectin의 정제 프로필. (c)알긴산의 구조 (β-1,4 linked D mannuronic acid (M) 과 α-1,4) linked L guluronic acid (G) 의 Polymer로 이루어진 직쇄상 구조).1 shows the properties of pectin and alginic acid. (a) The structure of citrus pectin sold commercially. (b) Purification profile of citrus pectin using Sephacryl S200 gel filtration chromatography. (c) The structure of alginic acid (linear structure consisting of a polymer of β-1,4 linked D mannuronic acid (M) and α-1,4) linked L guluronic acid (G)).

도 2는 다양한 박테리아에 대한 펙틴의 활성 측정 결과를 나타낸 것이다. (a)는 적혈구 응집반응 결과표 ( + : 응집 반응이 일어남, - : 응집 반응이 일어나지 않고, 저해 활성이 있음). (b)는 포피로모나스 진지발리스에 0.0001 mg/ml 농도에서 적혈구 응집반응 (hemagglutination)을 저해하는 효과를 보이는 현미경 관찰 100배 확대 사진. PC(Positive control)는 펙틴을 첨가하지 않고 적혈구에 포피로모나스 진지발리스만 반응 시킨 것으로 적혈구의 응집 반응이 나타남. (c)는 스타필로코코스 오리우스의 NIH 3T3 세포 부착을 농도 (0.0001 ~ 0.1 mg/ml)에 따라 저해하는 활성결과.Figure 2 shows the results of measuring the activity of pectin against various bacteria. (a) shows the result of erythrocyte agglutination (+: aggregation occurs,-: aggregation does not occur, and there is inhibitory activity). (b) is a 100-fold magnification of microscopic observation showing the effect of inhibiting hemagglutination in the concentration of 0.0001 mg / ml for Popiromonas jinjibali. PC (Positive control) is a reaction of erythropoietin with only Pyrophyllosis jinjivalis without adding pectin. (c) activity of inhibiting NIH 3T3 cell adhesion of Staphylococcus aureus according to the concentration (0.0001 ~ 0.1 mg / ml).

도 3은 펙틴의 다양한 박테리아에 대한 항부착 활성을 나타낸 것이다. 피부 상재균 스타필로코코스 에피더미디스 (Staphylococcus epidermis), 대장균 (Escherichia coli), 락토바실러스 아시도필러스 (Lactobacillus acidophilus)에 의한 항부착 반응.Figure 3 shows the antiadhesive activity of various bacteria of pectin. Cocos skin flora Staphylococcus epidermidis (Staphylococcus epidermis , Escherichia coli ), anti-adhesion reaction by Lactobacillus acidophilus .

도 4는 헬리코박터 파이로리에 의한 적혈구 응집반응에 대한 알긴산의 항부착활성을 나타낸 것이다. PC(Positive control)는 알긴산을 첨가하지 않고 적혈구에 헬리코박터 파이로리만 반응 시킨 것으로 적혈구의 응집 반응이 나타남.Figure 4 shows the antiadhesive activity of alginic acid on erythrocyte aggregation by Helicobacter pylori. PC (Positive control) reacts only Helicobacter pylori to red blood cells without adding alginic acid.

본 발명은 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 감염질환 병원균의 인체세포 결합 저해용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 구강 치주염 원인균, 피부 여드름균, 아토피균의 인체내 점막 상피세포 결합을 저해하는 펙틴, 이에 더하여 위질환 원인균의 상피세포 결합도 저해하는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 감염질환 병원균의 인체세포 결합 저해용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for inhibiting human cell binding of an infectious disease pathogen containing pectin or alginic acid as an active ingredient, and more specifically, a pectin that inhibits mucosal epithelial cell binding in humans of oral periodontal causative bacteria, skin acne bacteria and atopic bacteria. In addition, the present invention relates to a composition for inhibiting human cell binding of an infectious disease pathogen containing alginic acid, which also inhibits epithelial cell binding of gastrointestinal causative bacteria.

치주염 (齒周炎, periodontitis)은 치아주위에 부착하고 있는 조직과 치조골이 박테리아 세균의 감염으로 파괴되는 광범위한 잇몸질환이다. 치주염은 나이를 먹을수록 발생률이 증가하는 성인병으로 알려져 있지만, 특히 40대 이후 노년기에 이르기까지 치주염은 거의 만성적인 증상으로 노년건강에 매우 중요한 인자가 되고 있으며, 궁극적으로는 치아를 잃게 됨으로써 건강에 큰 영향을 미치고 있다. Periodontitis is a widespread gum disease in which tissues and alveolar bones attached around the teeth are destroyed by bacterial bacteria. Periodontitis is known as an adult disease that increases with age, but especially from the age of 40 to old age, periodontitis is almost a chronic symptom, which is a very important factor for old age health. It is affecting.

치주염을 일으키는 세균을 한 가지로만 대변할 수는 없지만, 포피로모나스 진지발리스 (Porphyromonas gingivalis; 이하 포피로모나스)는 그램음성 박테리아로서 인체에 만성적인 중증 치주염을 유발하는 제일 중요한 병원체로 알려져 있다. 이 병원체의 유전체 염기 서열이 최근에 규명되었으며, 구강 안에 질병을 유발하는 병원 미생물의 첫번째 유전체 염기 서열이 밝혀진 연구 사례이다 (1). 포피로모나스가 구강 점막내 상피세포에 결합하는 세포부착 작용에 의하여 질환을 야기하기 때문에, 유전체 염기서열 규명 성과로 인하여 세포부착에 관여하는 부착수용체 (adhesin) 단백질에 대한 동정이 빠른 시일 내에 이루어질 것으로 기대되고 있다.Although it is not possible to represent only one bacterium that causes periodontitis, Porphyromonas gingivalis ; Popiromonas) is a Gram-negative bacterium and is known as the most important pathogen causing chronic severe periodontitis in the human body. The genome sequence of this pathogen has recently been identified and is the case of the first genome sequence of a pathogenic microorganism causing disease in the oral cavity (1). Because porphyromonas causes disease by cell adhesion that binds to epithelial cells in the oral mucosa, identification of adhesin proteins involved in cell adhesion will be made soon due to genome sequencing performance. It is expected.

여드름 (심상성 좌창; Acne vulgaris, pimples)은 청소년기부터 중년에 이르기까지 가장 흔한 피부질환 중 하나이다. 여드름은 피부 속의 모낭 (hair follicle)과 피부의 기름샘인 피지선 (sebaceous gland)의 염증성 병변이며 (2), 피부에 300만개 이상 되는 많은 피지선에서 일어나며, 얼굴, 등, 앞가슴에 주로 발생하는 염증성 질환이다 (3). 피지선은 모낭을 통해 많은 양의 피지 (sebum)를 밖으로 내보내는데 피지분비가 너무 과다하거나 또는 모낭이 막혔을 때 여드름이 발생된다. 피지선은 성호르몬, 특히 남성 호르몬인 안드로젠의 표적기관이기 때문에 사춘기에 제2차 성징으로 성호르몬 분비가 왕성할 때 피지선이 성숙, 증식하고, 피지 분비가 증가하게 된다. 따라서 사춘기에 접어든 남녀에서 10 명 중 약 8-9 명은 여드름을 경험하는 것으로 알려져 있고, 특히 미국의 경우 사춘기 인구의 80 % 정도가 영향을 받는다 (4). Acne (acne vulgaris, pimples) is one of the most common skin diseases from adolescence to middle age. Acne is an inflammatory lesion of the hair follicle in the skin and the sebaceous gland, the oil glands of the skin (2), and it occurs in many sebaceous glands of more than 3 million on the skin, and mainly occurs on the face, back, and the breast (3). The sebaceous glands send large amounts of sebum out through the hair follicles, and acne develops when the sebum secretion is too high or the hair follicles are blocked. Sebaceous glands are the target organs of sex hormones, especially the androgen, a male hormone, and when sexual hormones are active as a secondary sex during puberty, sebaceous glands mature and multiply, and sebum secretion increases. Thus, about 8-9 out of 10 men and women who enter puberty are known to have acne, and in the United States, about 80% of the puberty population is affected (4).

여드름의 내적 원인은 정신적, 신체적 스트레스에 따라 호르몬 변화 등의 내분비 작용에 의한 피지 분비와 그 성분의 이상, 과다한 피지의 분비에 따른 피지선 또는 모낭의 막힘을 들 수 있다. 스트레스로 인한 코티솔 (cortisol)과 여성의 생리 기간 중의 프로제스트론 (progesterone)이라는 호르몬과도 관계가 깊다 (5). 외적 원인으로는 피지의 증가로 피지선 안에 살고 있는 여드름 간균 (Propionibacterium acnes)에 의한 자극인자가 모낭 상피벽을 자극하기 때문에, 상피내면의 각질이 두꺼워지고, 이 시기에 모낭의 이상각화로 인한 폐색이 일어나고 모낭 내로 산소유입이 감소한다. 이 현상은 여드름 발병 원인균인 혐기성 P. acnes에 있어서 매우 양호한 발육조건이 되어 여드름 병소에서 증식이 촉진된다 (6). 일반적으로 건강한 피부에는 여드름 간균, 포도상 구균 등 세균 (bacteria)이 상재하고 있다. 사람에 따라서 피부 1 cm2 중에 수십부터 수십만 개에 달하는 여드름 간균이 상재해 있다. Internal causes of acne include sebaceous glands secreted by endocrine effects such as hormonal changes depending on mental and physical stress, abnormalities of their components, and blockage of sebaceous glands or hair follicles due to excessive sebum secretion. There is also a strong relationship between cortisol caused by stress and a hormone called progesterone during women's menstrual periods (5). External causes of acne bacilli (Propionibacterium living in the sebaceous glands to increase sebum Because of the stimulating factor of acnes ), the epithelial wall of the epithelium is thickened, the keratin of the inner surface of the epithelium is thickened, obstruction due to abnormal keratinization of the hair follicles and oxygen inflow into the hair follicles is reduced. This phenomenon is a very good development condition in anaerobic P. acnes , the causative agent of acne, and promotes the growth in acne lesions (6). In general, healthy skin contains bacteria such as acne bacilli and staphylococci. Depending on the human person, there are several hundred to hundreds of thousands of acne bacillus in 1 cm 2 of skin.

P. acnes는 그람 양성균으로 rod 형태의 혐기성 여드름 간균이다 (7). Corynebacterium과 형태학적으로 매우 유사하며 일반적으로 non-toxigenic 하다. 혐기성이지만 제한적으로 호기성 (microaerobic) 증식도 가능하며, 여드름을 유발하는 피부와 모낭의 대표적인 상재균 (skin flora)이다. P. acnes의 유전체 염기 서열이 2004년에 규명되었으며, 피부 상재 미생물의 완전한 유전체 염기 서열이 밝혀진 연구 사례는 이번이 처음이다 (8, 9). 인체 피부에 가장 많이 상재하는 균으로서 공생기작의 특징 연구에 큰 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. P. acnes의 균수와 피지 분비량은 상관관계가 있으며, 피지가 많은 부위 즉 지루부위가 여드름의 호발인 동시에 이 부위는 P. acnes의 균수가 많은 부위이기도 하다 (7). P. acnes are Gram-positive bacteria that are rod-shaped anaerobic acne bacilli (7). It is morphologically very similar to Corynebacterium and is generally non-toxigenic. Anaerobic, but limited, aerobic (microaerobic) proliferation is possible, it is a representative skin flora of the skin and hair follicles causing acne. The genome sequence of P. acnes was identified in 2004, and this is the first time that a complete genome sequence of a skin-derived microorganism has been identified (8, 9). It is expected to be of great help to study the characteristics of symbiotic mechanisms as the most common bacteria on human skin. The number of bacteria and sebum secretion in P. acnes is correlated, and the sebum-rich area, the seborrheic area, is the acne-prone area, and this area is also the site of high P. acnes count (7).

아토피성 피부염은 가장 흔한 피부질환의 하나로 만성 염증성 피부 질환이다 (10). 아토피성 피부염은 보통 신생아의 경우 생후 3개월 정도에서 흔하게 발생하며, 소아의 10 %, 취학 아동의 30 % 이상에서 유병율을 보이며, 다른 알레르기성 질환과 같이 아토피성 피부염은 높은 증가세를 보여주고 있다 (11-13). Atopic dermatitis is one of the most common skin diseases and is a chronic inflammatory skin disease (10). Atopic dermatitis usually occurs in newborns around 3 months of age, with a prevalence rate in 10% of children and more than 30% of school-aged children.Atopic dermatitis, like other allergic diseases, shows a high increase ( 11-13).

아토피의 외적 요인은 방향제, 방부제, 소독약, 용제 등 화학물질 외에도 실내 먼지와 진드기 (house dust mite), 곰팡이, 음식, 꽃가루, 애완견 등이 포함된다. 흡입된 항원은 아토피 피부염의 손상된 피부 보호막을 투과해서 접촉성 피부염의 원인이 된다. 아토피 환자의 90 %가 피부에 포도상 구균 (Staphylococcus aureus)이 집적되어 번식하고 있으며, 많은 연구 결과들을 통해서 아토피 환자의 상피세포에 포도상 구균의 감염되어 있음이 알려져 있다. 그러나 이런 아토피 환자에게 상피세포에 포도상 구균의 감염 및 번식하는 기전은 명확하지 않다. External factors of atopy include chemicals such as fragrances, preservatives, disinfectants, and solvents, as well as indoor dust and mite, mold, food, pollen, and dogs. Inhaled antigens penetrate the damaged skin barrier of atopic dermatitis and cause contact dermatitis. 90% of patients with atopy accumulate Staphylococcus aureus on the skin, and many studies show that epithelial cells of atopic patients are infected with staphylococcus. However, the mechanism of infection and propagation of Staphylococcus aureus in epithelial cells is not clear for these atopic patients.

S. aureus는 아토피 피부염의 1차 요인일 뿐만 아니라 2차 요인으로서 피부 모공이 감염되거나, 땀샘이 막힌 상태에서 감염하거나 상처에 침입하여 발병하기도 한다 (11). 정상인은 10 % 이내인 반면, 아토피 환자의 90 %가 피부에 황색 포도상 구균이 발견되고 있다. 포도상 구균이 내품는 독소 (enterotoxin)는 아토피 피부염을 매우 악화시킨다. 또한 혈관 내에서는 초항원 (superantigen)으로 인해 toxic shock syndrome이 일어나는데도 관여한다 (14). 더욱 중요한 점은 S. aureus의 변종인 MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus aureus)와 같은 항생제 내성균의 증가로 문제점을 야기하고 있다. 따라서 아토피 피부염 치료는 알레르기 치료 뿐만 아니라 포도상 구균을 제거시키는 요법을 실시해야 하고, 항생제와 병행할 수 있는 혹은 대체 항생제가 절실히 필요한 시점이다. S. aureus is not only a primary cause of atopic dermatitis, but also a secondary cause of infections such as skin pores, clogged glands, or invasion (11). Within 10% of normal people, Staphylococcus aureus is found in the skin in 90% of atopic patients. Enterotoxin, a staphylococcus aureus, aggravates atopic dermatitis very much. It is also involved in the development of toxic shock syndrome due to superantigens in blood vessels (14). More importantly, MRSA (methicillin-resistant Staphylococcus) , a variant of S. aureus The problem is caused by the increase of antibiotic resistant bacteria such as aureus ). Therefore, treatment of atopic dermatitis should be carried out not only to treat allergies but also to remove staphylococcus aureus, and it is an urgent need for antibiotics that can be combined with antibiotics.

일반적으로 땀과 피지를 섞어주는 역할을 하고 있는 피부 상재균은 이로운 상재균으로 피부에 도움을 주는 반면, 여드름 간균이나 포도상 구균 등 해로운 상재균이 너무 늘어나면 피부의 발란스가 무너지는 원인이 된다. 피부 상재균으로 Staphylococcus epidermidis는 건강한 사람에게는 사람 피부에 공생하는 비병원성인 그람 양성, coagulase-negative 균이다. 그러나 피부와는 달리 일반 외과 혹은 내과수술 후 환자의 수술부위가 감염되면 병원균으로 작용하기도 한다 (15, 16). Lactobacillus acidophilus는 장내 미생물계의 유지를 위해 중요하다 (17). 장 안에 존재함으로써, 동물의 성장을 증진시키고, 병원균으로부터 보호해주는 등의 이로운 역할을 수행 한다 (18). Escherichia coli는 포유동물의 위 장관에 사는 통성 혐기성 균이고, E. coli O157 같은 균주는 인간의 질병을 일으키지만 (19), 대부분의 다른 균주는 소화기관에서 음식물 소화를 도와주고, 비타민 B와 K를 생성한다. 따라서 인체에 상재하는 이들 박테리아는 유익한 균과 무익한 균으로 나뉠 수 있으며, 비록 유익한 균이라도 환경 혹은 신체부위에 따라서 질환을 야기하는 병원균으로 변할 수 있음을 알 수 있다.In general, the skin flora, which plays a role of mixing sweat and sebum, is beneficial to the skin as a beneficial flora, while too much harmful flora, such as acne bacilli and staphylococci, causes the balance of the skin to collapse. Staphylococcus as a skin flora epidermidis is a nonpathogenic, gram-positive, coagulase-negative bacterium that coexists on human skin in healthy people. However, unlike skin, infection of a patient's surgical site after general surgery or internal surgery may act as a pathogen (15, 16). Lactobacillus acidophilus is important for the maintenance of the intestinal microflora (17). By being in the gut, they play a beneficial role in promoting animal growth and protecting them from pathogens (18). Escherichia coli is an anaerobic bacterium that lives in the gastrointestinal tract of mammals, while strains such as E. coli O157 cause human disease (19), but most other strains help digest food in the digestive tract, and vitamins B and K Create Therefore, these bacteria present in the human body can be divided into beneficial bacteria and useless bacteria, even if the beneficial bacteria can be seen that can be transformed into pathogens causing disease depending on the environment or body parts.

헬리코박터 파이로리 (Helicobacter pylori)는 그램음성 (Gram-negative) 박테리아로서 인체에 만성, 급성위염, 위궤양 및 위암 등을 유발하는 것으로 알려진 병원체이다. 산업사회의 경우 60세 이상의 인구 중 과반수 이상이 감염되어 있으며, 개발 도상국가에서는 대부분의 인구가 유년기부터 감염되어 있는 것으로 보고되어 있다. 2살부터 8살사이 유아의 경우 약 10 %가 매년 감염되기 때문에 10대 청 소년이 되면 거의 대부분이 감염되는 추세를 보이고 있다. 최근에 와서 헬리코박터에 의하여 감염되었을 때 염증이 발생한다는 것이 정설로 되어 있다. 염증이 위장내 점막하층까지 퍼지게 되면 위궤양으로 발전하게 되고, 위암으로 바로 진행되는 것은 아니지만, 헬리코박터에 감염되면 위암으로 진행될 가능성이 3-5배 정도 높아지는 것으로 알려지고 있다. Helicobacter pylori ) is a Gram-negative bacterium known to cause chronic, acute gastritis, gastric ulcer and gastric cancer in the human body. In the industrial world, more than half of the population over 60 years of age is infected, and in developing countries, most of the population has been infected since childhood. Infants between the ages of two and eight years are infected with about 10% annually, so most of the teenagers are infected. In recent years, it has been established that inflammation occurs when infected by Helicobacter. When inflammation spreads to the submucosal layer of the stomach, it develops gastric ulcers and does not immediately progress to gastric cancer, but when helicobacter is infected, it is known that 3-5 times more likely to progress to gastric cancer.

헬리코박터는 위장내 점막 상피세포에 결합하는데, 결합 기작이 주로 탄수화물과 이를 인식하는 박테리아 표면 단백질간의 상호작용에 의존하는 것으로 보고되고 있다. 특히 인식 탄수화물로는 뮤신 (mucin) 당단백질의 황산화당 (sulfated carbohydrate), 사이알릴 락토스 (sialyllactose) 및 퓨코실 루이스 비 항원 (fucosylated Lewis b antigen) 등이 보고되어 있다. 최근에는 글라이코 스핑고리피드 (glycosphingolipid)나 침속에 있는 뮤신단백질을 이용하여 박테리아의 세포결합을 저해하려는 노력이 경주되고 있다. Helicobacter binds to mucosal epithelial cells in the gastrointestinal tract, and it has been reported that the binding mechanism mainly depends on the interaction between carbohydrates and bacterial surface proteins that recognize it. Particularly recognized carbohydrates have been reported such as sulfated carbohydrates of mucin glycoproteins, sialyllactose and fucosylated Lewis b antigens. Recently, efforts have been made to inhibit bacterial cell binding using glycosphingolipids or mucin proteins in saliva.

감염질환 병원균 특히 여드름과 아토피 치료와 보호를 목적으로 항생제가 주로 사용되고 있지만, 항생제 오용과 남용에 따라 많은 병원균이 항생제에 대하여 내성을 갖고 있고, 항생제의 수명 또한 짧아 늘어나기 시작한다. Antibiotics are mainly used to treat and protect infectious disease pathogens, especially acne and atopy, but many antibiotics are resistant to antibiotics due to antibiotic misuse and abuse.

탄수화물은 생체 내에서 다양한 기능을 갖고 있으며, 세포 표면의 당단백질 혹은 당지질 같은 탄수화물은 단백질을 인식하는 ligand의 기능을 갖고 있어 세포와 세포의 상호 인식작용 외에도, 외부 병원균, 바이러스, 독성물질, 호르몬의 부착 장소를 제공한다. 병원균이 인체 세포를 침투하여 증식을 하게 되면, 염증을 일으키고, 질환이 야기되기 때문에, 병원균의 인체세포 부착을 초기에 원천적으로 봉 쇄하게 되면 질환예방의 역할을 하게 된다. 인체 병원균 감염의 초기과정에서 중요한 역할을 하고 있는 인체 세포표면 탄수화물을 이용하여 항 부착 치료제로 개발된다면 병원균의 초기 감염을 차단할 수 있다. 따라서 항 부착 치료와 예방은 감염 매개체의 부착을 제거하거나 방지하여 인체 조직과 병원균 사이의 접촉을 선택적으로 감소시키고, 유익균의 부착은 선택적으로 허용함으로써 피부의 미생물 발란스를 유지하는 생물환경 친화적 요법으로 개발 가능하다.Carbohydrates have various functions in vivo, and carbohydrates such as glycoproteins or glycolipids on the surface of cells have the function of ligands that recognize proteins. Provide a place for attachment. When the pathogen penetrates the human cells to proliferate, it causes inflammation and causes a disease, and when the pathogen is initially blocked from the attachment of the human cell to the pathogen, it plays a role of disease prevention. If developed as an anti-adhesive drug using human cell surface carbohydrates, which play an important role in the initial process of human pathogen infection, it can block the initial infection of pathogens. Therefore, anti-adhesion treatment and prevention are developed as bioenvironmental therapies that maintain the skin's microbial balance by selectively reducing contact between human tissue and pathogens by eliminating or preventing the attachment of infectious agents and selectively allowing the attachment of beneficial bacteria. It is possible.

따라서 인체세포의 탄수화물과 이를 인식하는 박테리아 표면 단백질간의 상호작용 및 결합에 대한 연구는 이들 박테리아의 인체 피부세포 부착 기작을 이해하는데 공헌할 것이다. 박테리아 세포는 일반적으로 혈구응집 반응을 보이는데, 이는 박테리아 표면에 존재하는 단백질 부착 수용체(adhesin)가 적혈구와 같은 인체세포 표면의 탄수화물 혹은 단백질을 인식함으로써 일어나는 반응이다. 세포와 세포 간 인식작용에 이용되어온 적혈구 응집반응은, 적혈구 세포의 표면이 인체 상피세포와 같거나 비슷한 탄수화물 조성을 보유하고 있는 특성 때문에, 세포-세포간 인식작용에 광범위하게 적용되어 왔다. 적혈구 응집반응을 통하여 박테리아 표면 단백질과 인체 세포간의 상호 인식작용에 대하여 연구가 가능하다. 중요한 점은 피부세포의 탄수화물과 적혈구의 탄수화물 조성이 동일 내지 유사하므로, 상호작용에 의한 결합을 저해하면 병원균에 의해 유발되는 질환 치료 및 예방에 이용할 수 있는 것이다. Thus, the study of the interaction and binding between carbohydrates of human cells and the bacterial surface proteins that recognize them will contribute to understanding the mechanism of adhesion of these cells to human skin cells. Bacterial cells generally respond to hemagglutination, a reaction that occurs when protein-adhesive receptors (adhesin) on the surface of bacteria recognize carbohydrates or proteins on the surface of human cells such as red blood cells. Hemagglutination, which has been used for cell-to-cell recognition, has been widely applied to cell-to-cell recognition because of the property that the surface of red blood cells has the same or similar carbohydrate composition as human epithelial cells. It is possible to study the mutual recognition between bacterial surface proteins and human cells through erythroid aggregation. The important point is that the carbohydrates of the skin cells and carbohydrates of the red blood cells are the same or similar, so that inhibiting the binding by interaction can be used for the treatment and prevention of diseases caused by pathogens.

병원균이 적혈구 세포와 결합하여 응집반응을 유도하는데, 본 발명자는 이미 고려인삼의 수용성 추출물 중에서 이온교환 수지 및 젤여과 수지로 분리된 산성 다 당류 (acidic polysaccharid) 분획이 병원균에 의한 적혈구 응집반응을 억제하며 저해 효과가 다른 다당류 분획에 비하여 상대적으로 높은 특징을 갖고 있음을 밝혔다 (20). 특히 탄수화물 공학적 기법이 개발되면서 헤파린 (heparin) 다당류의 저분자량 올리고당으로 화학적 분해 및 서열구조 실험이 가능해 짐으로써, 이들을 이용한 질환 원인균 세포부착 저해기능성 물질이 개발된다면, 고부가가치 상품으로 산업적 적용이 가능할 것이다.Pathogens bind to erythrocytes to induce agglutination, and the present inventors have already found that acidic polysaccharid fractions separated from ion-exchange resins and gel filtration resins in water-soluble extracts of Korean ginseng inhibit the hemagglutination by pathogens. And the inhibitory effect was relatively higher than other polysaccharide fractions (20). In particular, as carbohydrate engineering techniques are developed, chemical degradation and sequence structure experiments are possible with low-molecular-weight oligosaccharides of heparin polysaccharides. .

따라서 박테리아 표면 단백질 수용체 (adhesin)가 인식하는 탄수화물을 이용하여 당배합체를 개발하는 것은 중요한 발명대상에 속한다. 피부질환 치료를 목적으로 개발된 항생제 혹은 화학약품이 매우 제한적이고, 항생제 남용에 따른 내성 박테리아의 출현, 인체 내 유익균/무익균의 조화로운 발란스가 무너지기 때문에, 새로운 기술 혹은 약품의 개발이 필요한 시점이다. 기존의 항생제나 화학약품을 이용하면 부작용 뿐만 아니라 개발기술이 세포 파괴적인 반면, 인체세포 표면의 탄수화물 인식 및 상호작용을 저해하는 신물질은 세포 간 결합을 저해하여 피부질환 세포에 공생하는 것을 원천적으로 차단하여 여드름과 같은 피부질환 병증을 최소화하는 비 파괴적 기술이라는 점에서 또한 중요한 의미를 갖고 있다. 따라서 인체세포의 인식 혹은 부착을 저해하는 탄수화물의 개발은 21세기 친생물환경적 신물질을 창출할 것으로 판단된다. Therefore, it is important to develop a sugar copolymer using carbohydrates recognized by bacterial surface protein receptors (adhesin). When antibiotics or chemicals developed for the treatment of skin diseases are very limited, the emergence of resistant bacteria due to antibiotic abuse and the harmonious balance of beneficial / unproductive bacteria in the human body are destroyed. to be. The use of existing antibiotics or chemicals not only adversely affects the development but also cell destruction, while new substances that inhibit carbohydrate recognition and interaction on the surface of human cells inhibit the intercellular binding and block the symbiosis of skin disease cells. It is also important in that it is a non-destructive technique for minimizing skin diseases such as acne. Therefore, the development of carbohydrates that inhibit the recognition or adhesion of human cells will create new bio-environmental materials in the 21st century.

이러한 비파괴적 기술이 적용되는 대표적인 예로 모유나 침을 들 수 있다. 즉, 모유나 침에는 생리 당배합체가 함유되어 있기 때문에, 인체에서의 무익하고 혹은 병원성 균의 부착을 억제함으로써 소화기관내에서 씻어 내려주는 역할 (clearance mechanism)을 근본적으로 수행하고 있는 것이다. 본 발명은 위, 구강, 피부 세포부착, 증식 및 활동을 저해하면서 상재균이나 유익균은 선택적으로 저해하지 않는 소재를 탐색한 기술로서, 특히 생명공학 분야에서 새롭게 인식되고 있는 탄수화물 공학적 연구방법을 이용하는 기술이다. A representative example of this non-destructive technology is breast milk or saliva. In other words, because breast milk or saliva contains physiological glycopolymers, it essentially plays a role of clearing the digestive tract by suppressing the attachment of ineffective or pathogenic bacteria in the human body. The present invention is a technology to search for materials that inhibit the stomach, oral cavity, skin cell adhesion, proliferation and activity, but does not selectively inhibit the flora and beneficial bacteria, in particular technology using carbohydrate engineering research method newly recognized in the biotechnology field to be.

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구노력한 결과, 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 조성물의 경우, 이들 유효성분이 특정 농도범위내에서 감염질환 병원균-인체세포간 부착을 저해하는 활성이 나타남을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.Therefore, the present inventors have made intensive studies to overcome the problems of the prior art, in the case of compositions containing pectin or alginic acid as an active ingredient, these active ingredients inhibit the infection pathogen-human cell adhesion within a certain concentration range It was confirmed that the activity was shown to complete the present invention.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 감염질환 병원균의 인체세포 결합을 현저히 저해하는 활성을 가지면서, 다른 인체내 유익균에는 저해효과가 없는 특이적 효과를 갖는 펙틴 또는 알긴산을 함유하는 조성물을 제공하는 데 있다.Accordingly, the main object of the present invention is to provide a composition containing pectin or alginic acid having a specific effect of significantly inhibiting human cell binding of an infectious disease pathogen and having no specific inhibitory effect on other beneficial bacteria in humans. .

본 발명의 다른 목적은 상기 본 발명의 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 치주질환, 여드름, 아토피 및 위질환 예방 및 치료용 조성물을 제공하는데 있다.Another object of the present invention to provide a composition for preventing and treating periodontal disease, acne, atopy and gastric disease containing the pectin or alginic acid of the present invention as an active ingredient.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 감염질환 병원균의 인체세포 결합 저해용 조성물을 제공한다. According to an aspect of the present invention, the present invention provides a composition for inhibiting human cell binding of an infectious disease pathogen containing pectin or alginic acid as an active ingredient.

본 발명의 인체세포 결합 저해활성 조성물에서, 바람직하게는 상기 감염질환 병원균은 구강 치주염 원인균, 피부질환 여드름 간균, 아토피 피부 병원균 또는 위질환 병원균인 것을 특징으로 한다.In the human cell binding inhibitory composition of the present invention, preferably, the infectious disease pathogen is oral periodontitis causative bacteria, skin disease acne bacilli, atopic skin pathogens or gastric disease pathogens.

본 발명의 인체세포 결합 저해활성 조성물에서, 바람직하게는 상기 펙틴은 0.0001 ~ 0.1 mg/ml 농도범위에서 효과적인 저해활성을 나타내고, 상기 알긴산은 0.25 ~ 0.5 mg/ml 농도범위에서 효과적인 저해활성을 나타내는 것을 특징으로 한다. 본 발명은 펙틴과 알긴산이 갖는 병원균 세포부착 저해 가능성에 근거하였다. 적정 수준의 농도 범위에서 H. pylori , P. gingivalis , P. acnes , S. aureus에 의한 세포 부착 저해활성을 측정한 결과, 펙틴은 낮은 농도 0.0001 ~ 0.1 mg/ml에서 효과적인 저해활성을 나타내었다. 알긴산은 이보다 높은 0.25 ~ 0.5 mg/ml 농도범위에서 저해 활성이 관찰되었다.In the human cell binding inhibitory composition of the present invention, preferably the pectin shows an effective inhibitory activity in the range of 0.0001 ~ 0.1 mg / ml, the alginic acid exhibits an effective inhibitory activity in the concentration range of 0.25 ~ 0.5 mg / ml It features. The present invention was based on the possibility of inhibiting pathogen cell adhesion of pectin and alginic acid. Pectin showed effective inhibitory activity at low concentrations from 0.0001 to 0.1 mg / ml, as measured by H. pylori , P. gingivalis , P. acnes and S. aureus . Alginic acid was observed inhibitory activity in the concentration range of 0.25 ~ 0.5 mg / ml higher than this.

본 발명의 인체세포 결합 저해활성 조성물에서, 바람직하게는 상기 조성물은 병원균에 의한 적혈구 응집반응에만 강한 특이적 저해효과를 나타내는 것을 특징으로 한다. 본 발명에서는 인체 내 기생하고 있는 대장균 균주에 대한 실험을 병행함으로써, 병원균에 의한 적혈구 응집반응에만 강한 특이적 저해효과를 나타냄을 입증하였다.In the human cell binding inhibitory composition of the present invention, preferably, the composition is characterized by showing a strong specific inhibitory effect only on the hemagglutination reaction by the pathogen. In the present invention, by performing experiments on the E. coli strains parasitic in the human body, it was demonstrated that the strong specific inhibitory effect only in the hemagglutination reaction by the pathogen.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 함유하는 치주질환, 여드름, 아토피 및 위질환 예방 및 치료용 조성물을 제공한다. 본 발명은 Helicobacter pylori , Porphyromonas gingivalis , Staphylococcus aureus , Propionibacterium acnes에 의하여 야기되는 적혈구 응집반응을 저해하는 특이당으로 구성되어 있다. 본 발명의 펙틴 또는 알긴산은 병원균의 세포부착 저해활성을 가지는 한 다양한 분자량의 펙틴 혹은 알긴산과 그 유도체의 염 혹은 복합체의 형태를 갖고 있는 당을 포함한다. 이들은 H. pylori , P. gingivalis , P. acnes , S. aureus의 인체 위점막, 구강점막, 피부 상피세포 인식을 저해하는 중요한 요인으로 판단된다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a composition for preventing and treating periodontal disease, acne, atopic and gastric diseases, containing pectin or alginic acid as an active ingredient. The invention is Helicobacter pylori , Porphyromonas gingivalis , Staphylococcus aureus , Propionibacterium It is composed of specific sugars that inhibit erythroid aggregation caused by acnes . The pectin or alginic acid of the present invention includes sugars in the form of salts or complexes of pectin or alginic acid and derivatives thereof having various molecular weights as long as they have the cell adhesion inhibitory activity of the pathogen. These factors are considered to be important factors that inhibit the recognition of human gastric mucosa, oral mucosa and skin epithelial cells of H. pylori , P. gingivalis , P. acnes and S. aureus .

본 발명의 펙틴은 상업적으로 구입 혹은 과일 등의 껍질, 사탕수수, 사과 찌꺼기의 분리 및 추출에 이용되는 공지의 방법을 단독 또는 적합하게 조합하여 획득할 수 있으며, 알긴산은 상업적으로 구입 혹은 해조류로부터 추출 획득할 수 있다.The pectin of the present invention can be obtained commercially or obtained by combining a known method used for separating and extracting peels, sugar cane, apple dregs of fruits and the like, alone or suitably, alginic acid is commercially purchased or extracted from seaweeds Can be obtained.

펙틴은 다양한 분자량의 다당체 화합물이고 에스테르화도에 따라 분류가 되기도 한다. 감귤, 사과, 오렌지, 레몬 등의 과일 껍질이나 사과, 사탕수수에 다량 함유되어 있다. 세포벽이나 중간층의 구성물질로 세포막이나 세포와 세포사이에 셀룰로스, 헤미셀룰로스 등과 함께 존재하면서 세포와 세포를 결착시켜주는 역할을 하는 물질이다. 따라서 펙틴은 식물의 거의 모든 부분에 존재하고 있다. 과일에서는 과육보다는 껍질과 과육주변에 더 많이 존재하고 있다. 펙틴은 수화가 쉽고, 흡습성이 강하고, 물에서는 친수성 교질용액을 형성하고 점도는 매우 크다. 펙틴은 팽윤성이 뛰어난 수용성 식이섬유로서 인체 내 소화효소에 의해 분해가 어려우며, 섭취시 포만감을 주고 칼로리는 매우 낮아서 다이어트 식품의 원료로 이용된다.Pectin is a polysaccharide compound of various molecular weights and is classified according to the degree of esterification. It is found in fruit peels such as citrus fruits, apples, oranges, and lemons, as well as in apples and sugar cane. As a constituent of the cell wall or intermediate layer, it is a substance that is present between cellulose and hemicellulose between cell membranes and cells and binds cells to cells. Thus, pectin is present in almost every part of the plant. Fruits are more present in the skin and around the skin than in the flesh. Pectin is easy to hydrate, has a strong hygroscopicity, forms a hydrophilic colloidal solution in water and has a very high viscosity. Pectin is a water-soluble dietary fiber with excellent swelling properties, which is difficult to be broken down by digestive enzymes in the human body.

미역이나 다시마 등의 해조류를 물에 넣으면 흐물흐물해지는데 이렇게 만드는 성분이 알긴산이다. 알긴산은 갈조류에 탄산소다를 이용하여 추출한다. 알긴산은 물에 녹지 않으나 칼륨, 나트륨, 칼슘과 결합하면 물에 잘 녹아 점액성의 물질 이 된다. 이러한 성질을 이용하여 알긴산은 식품가공시에 안정제, 농후제, 유화제와 같은 식품첨가제로 또 의약용으로 이용된다. 실제로 아이스크림, 오렌지주스, 맥주, 치즈 등의 안정제로 이용되고 있다. 알긴산은 소화·흡수되지 않으므로 알긴산으로 만든 젤리가 다이어트식품으로 이용되기도 한다.When seaweed such as seaweed or kelp is added to water, it becomes muggy. Alginic acid is extracted from brown algae using sodium carbonate. Alginic acid is insoluble in water, but when combined with potassium, sodium, and calcium, it dissolves well in water to form a mucus. Using these properties, alginic acid is used in food processing as a food additive such as stabilizer, thickener, emulsifier and also for medicine. In fact, it is used as a stabilizer for ice cream, orange juice, beer and cheese. Alginic acid is not digested or absorbed, so jelly made with alginic acid is sometimes used as a diet food.

본 발명의 펙틴 또는 알긴산은 상기와 같은 예방 및 치료용 조성물로 이용되기 위해서 약제학적 분야에서 공지된 방법에 의해 제조될 수 있으며, 그 자체 또는 약학적으로 허용되는 담체, 부형제, 희석제 등과 혼합하여 분말, 과립, 정제, 캡슐제, 또는 주사제 등의 제형으로 제조되어 사용될 수 있다. 또한, 이들은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다.The pectin or alginic acid of the present invention may be prepared by a method known in the pharmaceutical field for use as the composition for preventing and treating such powder, and may be mixed with itself or a pharmaceutically acceptable carrier, excipient, diluent, etc. And may be prepared in the form of granules, tablets, capsules, or injections. In addition, they may be administered orally or parenterally.

본 발명에 따른 펙틴 또는 알긴산을 유효성분으로 투여하는 투여량은 환자의 연령, 성별, 체중, 상태, 질병의 증상에 따라 적절히 선택될 수 있으며, 바람직하게는 성인기준 1일 펙틴은 0.01 ~ 100 mg, 알긴산은 50 ~ 500 mg이 투여될 수 있다.The dosage of pectin or alginic acid according to the present invention as an active ingredient may be appropriately selected according to the age, sex, weight, condition, and symptoms of the disease of the patient. Preferably, the daily pectin of the adult is 0.01 to 100 mg. , Alginic acid may be administered from 50 to 500 mg.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에서는 특이당인 펙틴과 알긴산의 매우 중요한 생물물리 화학적 특성에 주목하였다. 특히 펙틴은 P. gingivalis , P. acnesS. aureus에 의한 적혈구 응집반응을 저해하는 펙틴의 최소 유효량은 높은 분자량에 근거하였을 때 낮은 농도 0.0001 ~ 0.1 mg/ml 로서 효과적인 저해활성을 보여주고 있다. 도 2는 다양한 박테리아에 대한 펙틴의 활성 측정 결과를 나타낸 것이다. (a)는 적혈구 응집반응 결과표이다 (++++ : 응집 반응이 강하게 일어남, -- : 응집 반응이 일어나지 않고, 저해 활성이 있음). (b)는 포피로모나스 진지발리스에 0.0001 mg/ml 농도에서 적혈구 응집반응 (hemagglutination)을 저해하는 효과를 보이는 현미경 관찰 사진이다 (100배 확대) (PC(Positive control)는 펙틴을 첨가하지 않고 적혈구에 포피로모나스 진지발리스만 반응 시킨 것으로 적혈구의 응집 반응이 나타남). (c)는 스타필로코코스 오리우스의 NIH 3T3 세포 부착을 농도 (0.0001 ~ 0.1 mg/ml)에 따라 저해하는 활성결과이다. 알긴산은 이보다 상대적으로 낮은 농도이지만 (0.25 ~ 0.5 mg/ml), H. pylori에 대한 항부착 활성이 있는 점이 특징이다. 도 4는 헬리코박터 파이로리에 의한 적혈구 응집반응에 대한 알긴산의 항부착활성을 나타낸 것이다 (PC(Positive control)는 알긴산을 첨가하지 않고 적혈구에 헬리코박터 파이로리만 반응 시킨 것으로 적혈구의 응집 반응이 나타남). 알긴산은 0.25 mg/mL의 농도에서 헬리코박터 파이로리에 의한 적혈구 응집 반응에 대한 저해 효과를 나타낸다.In the present invention, attention was paid to the very important biophysical chemical properties of the specific sugars pectin and alginic acid. In particular , the minimum effective amount of pectin, which inhibits hemagglutination by P. gingivalis , P. acnes and S. aureus , is 0.0001 to 0.1 mg / ml at low concentrations. Figure 2 shows the results of measuring the activity of pectin against various bacteria. (a) is a result table of erythrocyte aggregation reaction (++++: aggregation reaction occurs strongly,-: aggregation reaction does not occur, and there is inhibitory activity). (b) is a microscopic photograph showing the effect of inhibiting hemagglutination in the concentration of 0.0001 mg / ml for Pyromonas jinjivalis (100-fold magnification) (Positive control (PC) without adding pectin) Erythrocyte agglutination reaction by erythropoiesis). (c) is an activity result that inhibits NIH 3T3 cell adhesion of Staphylococcus aureus according to the concentration (0.0001 ~ 0.1 mg / ml). Alginic acid has a lower concentration (0.25 to 0.5 mg / ml), but is characterized by its antiadhesive activity against H. pylori . Figure 4 shows the anti-adhesive activity of alginic acid to erythrocyte agglutination by Helicobacter pylori (PC (Positive control) is a reaction of erythrocytes by only Helicobacter pylori reaction to erythrocytes without addition of alginic acid). Alginic acid has an inhibitory effect on hemagglutination by Helicobacter pylori at a concentration of 0.25 mg / mL.

본 발명에 사용된 글루구론산 (glucuronic acid), 갈락튜론산 (galacturonic acid), 람노스 (rhamnose), 아라비노스 (arabinose), 자일로스 (xylose), 포도당 (glucose), 갈락토스 (galactose), 펙틴 (citrus peel) 등은 시그마 (Sigma, USA)에서 구입하였다. 적혈구는 고려대 의대에서 얻어, 항응고제와 트립신 효소 처리와 무처리를 한 다음 이용하였다. 포피로모나스 박테리아 (ATCC33277)는 50 % ground beef, 3 % 트립티케이스 (trypticase), 0.5 % 효모추출액 (yeast extract), 0.05 % 시스테인 (cysteine), 10 ml/L hemin, 0.15 ml/L vitamin K1 배지에서 37 ℃, 10 % 이산화탄소, 10 % 수소 조건에서 3일간 배양하였으며, 액체질소에 보관하였다. P. acnes (ATCC 11828)는 brain-heart infusion 배지에서 혐기적 조건으로 2일 배양하 였으며, S. aureusS. epidermidis 박테리아는 고려대 의대 병원에서 분양 받아서 brain-heart infusion 배지에 호기적 조건으로 액체 배양하였다. 모든 균체는 6,000 g에서 30 분동안 원심 분리하여 170 ℃ 액체 질소에 보관, 실험에 사용하였다. 헬리코박터(ATCC33277)는 10 % (v/v) fetal bovine serum과 0.2 % (v/v) 2,6-di-methyl-cyclodextrin(CD)이 포함되어 있는 brucella broth에서 37 ℃, 10 % CO2 의 공기조성에서 약 2일 동안 배양하여 harvest하여 액체질소에 보관하여 실험에 이용하였다.Glucuronic acid (galcururonic acid), galacturonic acid (rhamnose), arabinose, xylose, glucose (glucose), galactose (galactose), pectin used in the present invention (citrus peel) was purchased from Sigma, USA. Erythrocytes were obtained from Korea University School of Medicine, and used after treatment with anticoagulant and trypsin enzyme. Pyromonas bacteria (ATCC33277) are 50% ground beef, 3% trypticase, 0.5% yeast extract, 0.05% cysteine, 10 ml / L hemin, 0.15 ml / L vitamin K1 The medium was incubated at 37 ° C., 10% carbon dioxide, and 10% hydrogen for 3 days, and stored in liquid nitrogen. P. acnes (ATCC 11828) was incubated for 2 days under anaerobic conditions in brain-heart infusion medium. S. aureus and S. epidermidis bacteria were obtained from Korea University Medical Center hospital and liquid in aerobic condition in brain-heart infusion medium. Incubated. All the cells were centrifuged at 6,000 g for 30 minutes and stored in 170 ℃ liquid nitrogen was used for the experiment. Helicobacter (ATCC33277) was prepared at 37 ° C. and 10% CO 2 in brucella broth containing 10% (v / v) fetal bovine serum and 0.2% (v / v) 2,6-di-methyl-cyclodextrin (CD). After culturing in air for about 2 days, harvested and stored in liquid nitrogen was used for the experiment.

본 발명에 이용된 대장균 (BL21(DE3), BL21(DE3)/pLysS)은 Luria-Bertani (LB) agar 배지에서 항생제 처리없이 37 ℃에서 6시간 배양하였으며, 배양된 대장균은 원심분리후 -70 ℃에 보관하여 실험에 이용하였으며, L. acidophilus는 한국미생물보존센터에서 액체배양액을 분양받아 바로 액체질소에 stock 을 만들어 보관 후 사용하였다. 도 3은 펙틴의 다양한 박테리아에 대한 항부착 활성을 나타낸 것이다. 피부 상재균 스타필로코코스 에피더미디스 (Staphylococcus epidermidis), 대장균 (Escherichia coli), 락토바실러스 아시도필러스 (Lactobacillus acidophilus)에 의한 항부착 반응을 나타낸다.E. coli (BL21 (DE3), BL21 (DE3) / pLysS) used in the present invention was incubated for 6 hours at 37 ° C. without antibiotic treatment in Luria-Bertani (LB) agar medium, and the cultured E. coli was centrifuged at −70 ° C. The L. acidophilus was used in the experiment after storing the liquid culture solution from the Korea Microorganism Conservation Center. Figure 3 shows the antiadhesive activity of various bacteria of pectin. Skin fungus Staphylococcus epidermidis (Staphylococcus epidermidis), Escherichia coli (Esherichia coli), Lactobacillus asidophilus (Lactobacillus acidophilusAnti-adhesion reaction by

본 발명에 사용된 펙틴의 정제와 알긴산은 citrus peel에서 얻은 pectin을 구입하여 Sephacryl S200 젤여과 크로마토그래피 방법으로 정제한 후 약 80 ~ 100 kDa 크기의 정제 펙틴을 사용하였다 (도 1). 정제한 펙틴의 분자량은 Dextran(덱스트란) 표준 시료를 이용하여 비교 하였다. 알긴산은 구입한 것을 그대로 이용하였 다 (약 800 ~ 1200 kDa). 도 1은 펙틴 및 알긴산의 특성을 나타낸다. (a)는 상업적으로 판매되는 citrus pectin의 구조이다. (b)는 Sephacryl S200 젤 여과 크로마토그래피를 이용한 citrus pectin의 정제 프로필이다. (c)는 알긴산의 구조 (β-1,4 linked D mannuronic acid (M) 과 α-1,4 linked L guluronic acid (G) 의 Polymer로 이루어진 직쇄상 구조). Purified pectin and alginic acid used in the present invention was purified by Sephacryl S200 gel filtration chromatography after purchasing pectin obtained from citrus peel was used purified pectin size of about 80 ~ 100 kDa (Fig. 1). The molecular weight of the purified pectin was compared using a Dextran (dextran) standard sample. Alginic acid was used as it was (about 800 ~ 1200 kDa). 1 shows the properties of pectin and alginic acid. (a) is the structure of commercially available citrus pectin. (b) is the purification profile of citrus pectin using Sephacryl S200 gel filtration chromatography. (c) is the structure of alginic acid (linear structure consisting of a polymer of β-1,4 linked D mannuronic acid (M) and α-1,4 linked L guluronic acid (G)).

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. Since these examples are only for illustrating the present invention, the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1.  One. P. P. gingivalisgingivalis 에 의한 적혈구 응집반응 저해Inhibition of hemagglutination by

배양된 P. gingivalis를 인산 완충용액으로 묽게 만든 후 동량의 적혈구 용액과 혼합하여 실온에서 30분에서 3시간 정도 약하게 교반하여 반응시키거나, 혹은 4 ℃에서 밤새도록 반응시켜, 이를 양성 적혈구 응집반응으로 하였다. 펙틴을 이용하여 응집반응에 대한 저해활성을 위해서는, 포피로모나스 용액과 펙틴 용액을 혼합하여 실온 혹은 4 ℃에서 반응시킨 다음, 적혈구 용액을 혼합하여 반응시키고, 응집반응의 정도를 현미경을 이용하여 측정하였다. The cultured P. gingivalis was diluted with phosphate buffer solution, mixed with the same amount of red blood cell solution and reacted with light stirring at room temperature for 30 minutes to 3 hours, or overnight at 4 ° C. It was. For the inhibitory activity on the aggregation reaction using pectin, the mixture of the Pyrromonas solution and the pectin solution was reacted at room temperature or 4 ℃, and then reacted by mixing the erythrocyte solution, and the degree of aggregation reaction was measured using a microscope. It was.

포피로모나스에 의한 적혈구 응집반응을 저해하는 활성측정 결과, 펙틴은 0.0001 mg/ml의 낮은 농도에서 높은 저해 활성을 나타내었다 (도 2a, b). As a result of measuring activity inhibiting erythrocyte aggregation by porphyromonas, pectin showed high inhibitory activity at a low concentration of 0.0001 mg / ml (FIGS. 2A and B).

실시예Example 2. 여드름 간균과 황색포도상 구균에 의한  2. Caused by acne bacilli and Staphylococcus aureus 항부착Antiadhesion 활성 activation

배양된 P. acnesS. aureus를 인산 완충용액으로 묽게 만든 후 동량의 적혈구 용액과 혼합하여 실온에서 30분 ~ 3시간 약하게 교반하여 반응시키거나, 혹은 밤새도록 반응시켜, 이를 양성 적혈구 응집반응으로 하였다. 펙틴을 이용하여 응집반응에 대한 저해활성을 위해서, P. acnesS. aureus 용액과 펙틴 용액을 각각 혼합하여, 실온에서 반응시킨 다음, 다시 적혈구 용액을 혼합하여 반응시킨 후 응집반응을 현미경을 이용하여 측정하였다.The cultured P. acnes and S. aureus were diluted with phosphate buffer solution, mixed with the same amount of red blood cell solution and reacted with light stirring at room temperature for 30 minutes to 3 hours, or overnight. It was. In order to inhibit the coagulation reaction using pectin, P. acnes , S. aureus solution and pectin solution were mixed and reacted at room temperature, and then reacted by mixing red blood cell solution. It was measured by.

P. acnesS. aureus에 의한 적혈구 응집반응을 저해하는 활성측정 결과, 펙틴은 각각 0.01 mg/ml의 낮은 농도에서 저해 활성을 나타내었다. 일반적으로 특이 단당류, 예를 들면 글루구론산 (glucuronic acid)은 약 0.5 mg/ml 이상의 농도, 즉 높은 몰농도에서 세포 부착 저해활성을 보이고 있다 (data not shown). 본 발명의 대상인 펙틴은 이에 반하여, 상대적으로 높은 활성을 지닌 것을 확인할 수 있다 (도 2A). Pectin showed inhibitory activity at low concentrations of 0.01 mg / ml, respectively, as a result of inhibition of hemagglutination by P. acnes and S. aureus . In general, specific monosaccharides, such as glucuronic acid, show cell adhesion inhibitory activity at concentrations of about 0.5 mg / ml or more, ie high molarity (data not shown). On the contrary, it can be seen that pectin, which is the subject of the present invention, has a relatively high activity (FIG. 2A).

실시예Example 3. 피부질환 원인균의  3. Cause of skin disease NIH3T3NIH3T3 세포 부착과 펙틴의 부착 저해  Cell adhesion and inhibition of pectin adhesion

96 well의 세포 배양접시에서 NIH3T3 세포를 미리 배양한 후 배양된 피부균 S. aureus와 펙틴의 혼합물을 NIH3T3 세포에 첨가하였다. 부착 반응을 30분 동안 시킨 후에 NIH3T3에 붙지 않은 피부균은 세척을 통해서 제거하고 세포에 붙은 피부균만 다시 모아서 적당한 농도로 희석한 다음 고체 배지에 배양한 후, 고체배지에서 자란 콜로니의 수를 세었다. 펙틴을 첨가하지 않고 피부균만 첨가한 군에 대한 펙틴을 첨가한 실험군의 부착정도를 비교하여 펙틴의 NIH3T3세포에 대한 S. aureus 의 부착 저해 활성을 측정한 결과, 0.1 mg/ml의 농도에서 약 30 %의 저해 활성을 보이며, 적혈구 응집 반응과 상응하는 저해활성을 보였다 (도 2c). NIH3T3 cells were pre-cultured in 96 well cell culture dishes, and then a mixture of cultured S. aureus and pectin was added to NIH3T3 cells. After 30 minutes of adhesion reaction, skin bacteria that did not adhere to NIH3T3 were removed by washing, and only the skin bacteria attached to the cells were collected again, diluted to an appropriate concentration, incubated in solid medium, and the number of colonies grown in solid medium was counted. It was. Inhibition of S. aureus adhesion to the NIH3T3 cells of pectin was measured by comparing the degree of adhesion of the pectin-treated group to the group containing only the skin bacteria without the pectin. It showed an inhibitory activity of 30%, and showed an inhibitory activity corresponding to the hemagglutination reaction (FIG. 2C).

실시예Example 4.  4. S. S. epidermidisepidermidis , 대장균, Escherichia coli, LactobacillusLactobacillus 균에 의한 적혈구 응집반응 저해 Inhibition of hemagglutination by bacteria

배양된 피부균 S. epidermidis, 대장균, Lactobacillus 균을 완충용액으로 묽게 만든 후 동량의 적혈구 용액과 혼합하여 실온에서 30분-3시간 약하게 교반하여 반응시키거나, 혹은 밤새도록 반응시켜, 이를 양성 적혈구 응집반응으로 하였다. 펙틴 혹은 알긴산을 이용하여 응집반응에 대한 저해활성을 위해서, 균 용액과 펙틴 혹은 알긴산 용액을 혼합하여, 실온에서 반응시킨 다음, 다시 적혈구 용액을 혼합하여 반응시킨 후 응집반응을 현미경을 이용하여 측정하였다. 펙틴은 P. gingivalis , P. acnesS. aureus 균에 의하여 유도되는 혈구 응집반응에 대해서는 높은 저해작용을 보이는 반면, 피부상재균 S. epidermidis , Lactobacillus 균 등에 의한 혈구 응집반응에는 아무런 저해효과를 보이지 않았지만, 대장균에는 활성을 보였다 (도 3). Cultured dermal bacteria S. epidermidis , Escherichia coli, and Lactobacillus were diluted with a buffer solution, mixed with an equal amount of red blood cell solution, and then reacted with a slight stirring at room temperature for 30 minutes to 3 hours, or overnight. Reaction. For the inhibitory activity against the aggregation reaction using pectin or alginic acid, the fungal solution and the pectin or alginic acid solution were mixed and reacted at room temperature, and then the red blood cell solution was mixed and reacted, and then the aggregation reaction was measured using a microscope. . Pectin shows high inhibitory effect on hemagglutination induced by P. gingivalis , P. acnes and S. aureus , while no inhibitory effect on hemagglutination by S. epidermidis and Lactobacillus. But not to E. coli (FIG. 3).

실시예Example 5. 알긴산의 헬리코박터에 의한 적혈구 응집반응 저해 5. Hemagglutination Inhibition of Alginic Acid by Helicobacter

배양된 헬리코박터를 인산 완충용액으로 묽게 만든 후 동량의 적혈구 용액과 혼합하여 실온에서 30분 ~ 3시간 약하게 교반하여 반응시켜서 이를 양성 적혈구 응집반응으로 하였다. 분리된 다당체 분획들을 이용하여 응집반응에 대한 저해활성을 위해서, 헬리코박터 용액과 알긴산 용액을 혼합하여, 실온에서 반응시킨 다음, 다시 적혈구 용액을 혼합하여 반응시킨 후 응집반응을 현미경을 이용하여 측정하였다.The cultured Helicobacter was diluted with phosphate buffer solution, mixed with the same amount of red blood cell solution, and stirred for 30 minutes to 3 hours at room temperature to react with positive red blood cell aggregation. In order to inhibit the agglutination reaction using the isolated polysaccharide fractions, the Helicobacter solution and the alginic acid solution were mixed and reacted at room temperature, and then the red blood cell solution was mixed and reacted, and then the aggregation reaction was measured using a microscope.

헬리코박터에 의한 적혈구 응집반응을 저해하는 활성측정 결과, 알긴산은 0.25 mg/ml의 낮은 농도에서 저해 활성을 나타내었다 (도 4).As a result of activity measurement that inhibits hemagglutination by Helicobacter, alginic acid showed inhibitory activity at a low concentration of 0.25 mg / ml (FIG. 4).

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 구강질환 병원균, 피부질환 여드름, 아포피 원인균과 인체 적혈구 세포와의 응집반응을 저해하는 펙틴을 위질환 병원균을 더하여 알긴산에 대한 발명을 이루었다. 본 발명을 통하여 구강질환, 여드름과 아토피 피부질환 예방 및 치료제 선도물질의 개발 효과를 거둘 것으로 판단된다. 특히 기존의 항생제나 화학 의약품의 경우 부작용 뿐만 아니라 개발기술이 세포 파괴적인 반면, 인체 세포 표면의 탄수화물 인식 및 상호작용을 저해하는 신물질은 세포-세포 간 부착 및 결합을 저해하여 피부질환을 최소화하는 비 파괴적 기술이라는 점에서 매우 중요한 미래지향적인 화장품 및 의약품의 의미를 갖고 있다. 특히 피부의 발란스가 중요한 의미를 갖고 있는 화장품 산업에 피부에서의 미생물 발란스라는 새로운 개념으로의 전환은 향후 인체 내 세균의 침입에 따른 감염을 예방 혹은 치료하는데 당배합체의 친환경적 우수성을 이용함으로써 넓은 시장성 확대가 가능하다고 판단된다. 마지막으로 펙틴과 알긴산은 천연소재로서 천연 신물질의 상대적 농도에 따른 저해활성 효과가 있으므로 매우 뛰어난 발명인 것이다.As described above, according to the present invention by adding the pectin inhibiting the aggregation reaction of oral disease pathogens, skin disease acne, apopy-causing bacteria and human erythrocytes, gastric disease pathogens have been invented for alginic acid. Through the present invention, oral disease, acne and atopic skin disease is expected to achieve the development effect of the leading material for preventing and treating diseases. In particular, in the case of conventional antibiotics or chemical drugs, the developmental technology as well as the side effects are cell-destructive, while new substances that inhibit carbohydrate recognition and interaction on the surface of human cells inhibit the cell-cell adhesion and binding, thereby minimizing skin diseases. In terms of destructive technology, it has the meaning of future-oriented cosmetics and medicines. In particular, in the cosmetics industry, where skin balance is important, the shift to a new concept of microbial balance in the skin expands wider marketability by using eco-friendly excellence of sugar blends to prevent or treat infections caused by bacterial invasion in the future. Is considered possible. Finally, pectin and alginic acid is a natural material, and thus is an excellent invention because it has an inhibitory effect according to the relative concentration of natural new substances.

[참고문헌][references]

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Claims (5)

펙틴을 유효성분으로 함유하는 감염질환 병원균의 인체세포 결합 저해를 통한 치주질환, 여드름, 아토피 또는 위질환 예방 및 치료용 조성물.A composition for preventing and treating periodontal disease, acne, atopy or gastric disease through inhibiting human cell binding of an infectious disease pathogen containing pectin as an active ingredient. 제 1항에 있어서, 상기 감염질환 병원균은 구강 치주염 원인균, 피부질환 여드름 간균, 아토피 피부 병원균 또는 위질환 병원균인 것을 특징으로 하는 치주질환, 여드름, 아토피 또는 위질환 예방 및 치료용 조성물.The method for preventing and treating periodontal disease, acne, atopy or gastric disease according to claim 1, wherein the infectious disease pathogen is an oral periodontal causative bacterium, a skin disease acne bacterium, an atopic skin pathogen or a stomach disease pathogen. 제 1항에 있어서, 상기 펙틴은 0.0001 ~ 0.1 mg/ml 농도범위에서 효과적인 저해활성을 나타내는 것을 특징으로 하는 치주질환, 여드름, 아토피 또는 위질환 예방 및 치료용 조성물.According to claim 1, wherein the pectin is a composition for preventing and treating periodontal disease, acne, atopic or gastric disease, characterized in that the effective inhibitory activity in the concentration range of 0.0001 ~ 0.1 mg / ml. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 감염질환 병원균에 의한 적혈구 응집반응에만 강한 특이적 저해효과를 나타내는 것을 특징으로 하는 치주질환, 여드름, 아토피 또는 위질환 예방 및 치료용 조성물.The method of claim 1, wherein the composition is a composition for preventing and treating periodontal disease, acne, atopy or gastric disease, characterized in that it has a strong specific inhibitory effect only on the hemagglutination reaction caused by infectious disease pathogens. 삭제delete
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KR100873180B1 (en) * 2007-11-05 2008-12-10 신라대학교 산학협력단 An antibacterial composition comprising an extract of brown algae

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