KR100791100B1 - 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 방사선 방호용 조성물은, 인산완충용액(phosphate buffer saline, PBS)에 푸코이단(fucoidan)을 넣고 녹여서 제조된 방사선 방호용 조성물이다.
본 발명에 의해, 뛰어난 방사선 방호효과를 갖는 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물이 제공된다.
방사선, 방호용, 푸코이단
Description
도 1은 푸코이단의 일반구조식
도 2는 방사선 조사(60Co 감마선 9 Gy) 후 마우스의 생존율을 나타내는 그래프
IR: PBS완충용액만이 투여된 마우스의 생존수
IR+F10: 실시예 1의 조성물이 투여된 마우스의 생존수
IR+F50: 실시예 2의 조성물이 투여된 마우스의 생존수
IR+F100: 실시예 3의 조성물이 투여된 마우스의 생존수
도 3은 방사선 조사(60Co 감마선 6 Gy) 후 마우스의 총백혈구수를 나타내는 그래프.
N: 대조구인 정상 마우스 총백혈구수 (방사선 조사 전)
F: 실시예 3의 조성물이 투여된 마우스의 총백혈구수(방사선 조사 전)
IR: PBS완충용액만이 투여된 마우스의 총백혈구수
IR+F100: 실시예 3의 조성물이 투여된 마우스의 총백혈구수
도 4는 방사선 조사(60Co 감마선 6 Gy) 후 골수세포 생존성을 나타내는 그래프.
N: 대조구인 정상 마우스의 골수세포수(방사선 조사 전)
IR: PBS완충용액만이 투여된 마우스의 골수세포수
IR+F10: 실시예 1의 조성물이 투여된 마우스의 골수세포수
IR+F100: 실시예 3의 조성물이 투여된 마우스의 골수세포수
도 5는 실시예 3의 방사선 방호용 조성물이 골수세포에 대해 방사선방호효과를 나타내는 그래프.
M1 : 프로피디움 아이오다이드염색(propidium iodide; PI staining)에 의해 염색되지 않은 살아있는 세포의 백분율
IR control: 방사선 조사(1 Gy)에 대한 골수세포(1 ㎖당 1 ×106) 생존율
IR fucoidan: 골수세포 1 ㎖당 실시예 3의 조성물처리 후 방사선 조사(1 Gy)에 대한 골수세포 생존율
도 6은 수지상세포에 대해 방사선방호효과를 나타내는 그래프.
nonirradiated: 방사선 처리전 수지상세포(1 ㎖당 5×104 )의 생존율
irradiated: 방사선 처리(50 Gy)후 수지상세포(1 ㎖당 5×104 )의 생존율
본 발명은 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물에 관한 것이다.
방사선에 의한 장해는 피폭된 선량에 따라 다르게 나타난다.
즉, 초고선량(100 ~ 300 Gy)피폭 시에는 중추신경계 장해로 인하여 수시간 내지 1 ~ 2 일 안에 대부분 사망하게 되고, 고선량(10 ~ 30 Gy)피폭 시에는 위장관장해(위장관 점막손상)로 1 ~ 2 주 안에 많은 수가 사망하게 되며, 중간선량(4 ~ 8 Gy)피폭 시에는 골수장해로 조혈 및 면역기능 지하를 초래하게 되어 30 일 안에 일부가 사망하게 되고, 저선량(1 ~ 2 Gy)피폭 시에는 저선량장해가 만성적으로 나타나게 된다.
현재 이러한 방사선에 의한 장해를 방호하기 위해서 독성이 없고, 부작용이 적어 인체에 안전한 방사선 방호용 조성물에 대한 연구가 많이 이루어지고 있는 실정이다.
한국등록특허공보 제10-0641977호(항푸코이단 항체)에는, 생리학적으로 활성인 다당류, 푸코이단의 구조를 인식하는 방법과, 푸코이단의 기능연구 및 구조분석에 유용한 항체에 관한 것이 공개되어 있다.
그러나, 상기의 발명은, 푸코이단의 항체에 관한 것으로, 방사선 방호효과에 관한 것은 제시되어 있지 않다.
한국등록특허공보 제10-0401955호(면역, 조혈기능 증진 및 방사선 방호용 생약조성물 및 그의 제조방법)에는, 당귀, 천궁 및 작약을 동일 무게 비율로 혼합하고, 열탕 추출하여 제조한 생약조성물에 관한 것이 공개되어 있다.
상기와 같은 발명은, 여러 생약재를 이용하여 우수한 방사선 방호용 조성물 제조에 관한 연구는 이루어지고 있으나, 조성물이 어떠한 유효성분으로 인하여 방사선 방호효과를 나타내는지 알 수 없다.
현재까지 푸코이단을 이용한 방사선 방호용 조성물에 관한 연구는 이루어진 적이 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 방사선 방호용 조성물은, 인산완충용액(phosphate buffer saline, PBS)에 푸코이단(fucoidan)을 넣고 녹여서 제조된 방사선 방호용 조성물이다.
본 발명에서 이용한 주재료인 푸코이단(Fucoidan)은 평균 분자량 15 ~ 50 만의 황산화 푸코스-함유 다당류의 총칭으로서, 그 일반구조식은 도 1에 나타낸 바와 같다.
푸코이단은 실질적으로 우론산을 함유하지 않고 구성하는 당류의 주요 성분으로서 푸코스를 함유한 푸코이단 및 우론산을 함유하고 구성하는 당류로서, 푸코스 및 만노스를 함유하는 푸코이단이 공지되어 있으며, 1)푸코스(fucose)와 황산기만으로 이루어진 황산화푸칸, 2) 글루쿠론산, 만노스, 푸코스 및 황산기를 함유하는 황산화푸코스글루로만난등을 포함한다.
이러한 푸코이단은 항암작용, 항종양 작용 ,항혈액응고 작용, 면역력 강화작용, 간세포 성장촉진 작용 및 항알레르기 작용 등과 같은 다양한 활성을 갖는 것으로 알려져 있다.
본 발명에서는 이러한 푸코이단을 이용하여 방사선에 대해 방호효과를 찾아낸 결과, 인산완충용액(phosphate buffer saline, PBS)에 푸코이단(fucoidan)을 녹여서 조성물을 제조할 시, 방사선 방호효과가 높게 나타남을 알 수 있었다.
또한, 상기와 같이 제조된 조성물을 이용하여 우수한 방사선 방호효과를 나타내는 조성물의 최적조건을 찾기 위해 여러 실험을 한 결과, 인산완충용액 1 ㎖당 푸코이단 1 ~ 10 mg이 녹아있는 조성물을 투여할 시, 가장 뛰어난 방사선 방호효과를 나타냄을 알 수 있었다.
이하, 본 발명의 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물에 대하여 실시예 및 실험예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
그러나, 이들이 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
<실시예 1> 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 제조1
푸코이단(Sigma, St. Louis, MO, USA)을 준비하였다.
인산완충용액 1 ㎖에 푸코이단 1 mg을 넣고 녹여서 방사선 방호용 조성물을 제조하였다.
<실시예 2> 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 제조2
푸코이단(Sigma, St. Louis, MO, USA)을 준비하였다.
인산완충용액 1 ㎖에 푸코이단 5 mg을 넣고 녹여서 방사선 방호용 조성물을 제조하였다.
<실시예 3> 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 제조3
푸코이단(Sigma, St. Louis, MO, USA)을 준비하였다.
인산완충용액 1 ㎖에 푸코이단 10 mg을 넣고 녹여서 방사선 방호용 조성물을 제조하였다.
<실험예 1> 푸코이단이 함유된 조성물 투여가 고선량 방사선 전신조사 동물의 생존율에 미치는 영향
1. 실험재료
1) 실험동물
6 ~ 8 주량의 암컷 Balb/c 마우스(Orient Bio Inc. Gyunggi-do) 40 마리를 실험에 사용하였다.
마우스는 각각 4 개의 실험군으로 나누어 실험하였다.
2. 실험방법
1) 방사선 조사
마우스를 환기가 잘되는 보정틀에 보정한 후 방사선 조사기를 사용하여 60Co 감마선 9 Gy로 1 회 전신 조사하였다(제주대학교 방사선 응용과학연구소).
2) 방사선 방호용 조성물 투여
방사선 조사 24 시간전과 1 시간 전에 각 군에 따라 실시예 1, 2, 3의 조성물을 각각 마우스 체중 10 g 당 0.1 ㎖씩 마우스의 복강 내에 투여하였다.
즉, 체중 1 kg 당 10 mg을 투여하기 위하여 푸코이단 1 mg을 인산완충용액 1 ㎖에 녹인 다음(푸코이단 1 mg/㎖), 마우스 평균체중 10 g당 0.1 ㎖로 투여하였다(10 mg/kg에 상응하는 용량).
체중 1 kg 당 50 mg을 투여하기 위하여 푸코이단 5 mg을 인산완충용액 1 ㎖에 녹인 다음(푸코이단 5 mg/㎖), 마우스 평균체중 10 g당 0.1 ㎖로 투여하였다(50 mg/kg에 상응하는 용량).
그리고 체중 1 kg당 100 mg을 투여하기 위하여 푸코이단 10 mg을 인산완충용액 1 ㎖에 녹인 다음(푸코이단 10 mg/㎖), 마우스 평균체중 10 g당 0.1 ㎖로 투여하였다(100 mg/kg에 상응하는 용량).
대조군의 실험동물에는 아무것도 녹이지 않은 인산완충용액만 체중 10 g당 0.1 ㎖를 주사하였다.
3) 생존율 검사
생존율 검사는 9 Gy 방사선 조사 후, 30 일 동안 매일 마우스의 생존수를 기록하였다.
4) 통계처리
각 실험결과는 평균값 ±표준편차로 나타내었고, student t-test를 이용하였고, 통계처리한 후 p<0.05 수준에서 유의성을 검정하였다.
3. 실험결과
상기 실험결과, 아래의 표 1 및 도 2에 나타내었다.
<표 1> 방사선 조사 후 생존율에 미치는 영향
| 실험군 | 방사선 조사 후 일자 | |||
| 0일 | 10 일 | 15 일 | 30 일 | |
| 대조군 | 100 (9/9) | 21 (2/9) | 0 (0/9) | 0 (0/9) |
| 실시예 1의 조성물 | 100 (9/9) | 33 (3/9) | 0 (0/9) | 0 (0/9) |
| 실시예 2의 조성물 | 100 (9/9) | 44 (4/9) | 0 (0/9) | 0 (0/9) |
| 실시예 3의 조성물 | 100 (9/9) | 100 (9/9) | 78 (7/9) | 67 (6/9) |
상기 표 1 및 도 2에 나타나 있듯이, 방사선 조사한 결과 대조군은 10 일째 20 %가 생존하고 15 일째 그룹의 모든 마우스가 폐사하였다.
실시예 1과 2의 조성물 투여군은 10 일째 각각 33 %, 44 %가 생존하고 있으며, 실시예 3의 조성물 투여군은 30 일까지 9 마리 중 6 마리가 생존하여 67 %의 높은 생존율을 나타내었다.
따라서, 본 발명의 방사선 방호용 조성물 이용시, 방사선 조사에 의한 폐사 에 대해 보호효과가 있음을 알 수 있다.
<실험예 2> 푸코이단이 함유된 조성물이 방사선 전신 조사 동물의 총백혈구수에 미치는 영향
1. 실험재료
1) 실험동물
6 ~ 8 주량의 암컷 Balb/c 마우스(Orient Bio Inc. Gyunggi-do) 12 마리를 실험에 사용하였다.
마우스는 각각 4 개의 실험군으로 나누어 실험하였다.
2. 실험방법
1) 방사선 조사
마우스를 환기가 잘되는 보정틀에 보정한 후 방사선 조사기를 사용하여 60Co 감마선 6 Gy로 1 회 전신 조사하였다(제주대학교 방사선 응용과학연구소).
2) 방사선 방호용 조성물 투여
방사선 조사 24 시간전과 1 시간 전에 각 군에 따라 마우스 체중 10 g당 실시예 3의 조성물 0.1 ㎖을 마우스의 복강 내에 투여하였다.
대조군의 실험동물에는 아무것도 녹이지 않은 인산완충용액만 체중 10 g당 0.1 ㎖를 주사하였다.
3) 총백혈구수 검사
방사선 조사 후 4 시간째 심장에서 1 ㎖의 혈액을 채취하여 혈구계산판에서 현미경으로 혈액내 총백혈구수를 측정하였다.
4) 통계처리
측정한 결과는 post - hoc Student-Newman-Keuls' procedure for multiple comparisons를 이용하여 유의성을 검정하였다.
3. 실험결과
상기 실험결과, 도 3에 나타나 있듯이, 방사선 조사 후에 인산완충용액(PBS)만 투여한 대조군에서 총백혈구수가 급격히 감소되었으나, 푸코이단이 함유된 조성물인 본 발명의 실시예 3을 투여한 처리구에서는 백혈구수 감소가 억제됨을 볼 수 있었다.
따라서, 본 발명의 방사선 방호용 조성물을 이용할 시, 방사선조사에 따른 순환 백혈구수의 감소에 대해 보호효과를 나타냄을 알 수 있다.
<실험예 3> 푸코이단이 함유된 조성물이 방사선 전신 조사 동물의 골수세포 생존성에 미치는 영향
1. 실험재료
1) 실험동물
6 ~ 8 주량의 암컷 Balb/c 마우스(Orient Bio Inc. Gyunggi-do) 20 마리를 실험에 사용하였다.
마우스는 각각 4 개의 실험군으로 나누어 실험하였다.
2. 실험방법
1) 방사선 조사
마우스를 환기가 잘되는 보정틀에 보정한 후 방사선 조사기를 사용하여 60Co 감마선 6 Gy로 1 회 전신 조사하였다(제주대학교 방사선 응용과학연구소).
2) 방사선 방호용 조성물 투여
방사선 조사 24 시간전과 1 시간 전에 각 군에 따라 마우스 체중 10 g당 실시예 1, 3의 조성물 0.1 ㎖을 마우스의 복강 내에 각각 투여하였다.
대조군의 실험동물에는 아무것도 녹이지 않은 인산완충용액만 체중 10 g당 0.1 ㎖를 주사하였다.
3) 골수세포수 검사
방사선 조사 후 9 일째 마우스의 대퇴골을 분리하여 골수 중에 살아있는 세포수를 측정하였다.
4) 통계처리
측정한 결과는 post - hoc Student-Newman-Keuls' procedure for multiple comparisons를 이용하여 유의성을 검정하였다.
3. 실험결과
상기 골수의 생존 세포수를 측정한 결과 도 4에 나타나 있듯이, 방사선조사 후 PBS용액만 투여한 대조군에서는 정상 대조군보다 골수 생존 세포수가 급격히 감소 되었으며, 푸코이단이 함유된 본 발명의 실시예 1, 3의 조성물 투여군에서 방사 선 조사에 의한 골수세포의 감소가 억제됨을 볼 수 있었다.
따라서, 본 발명의 방사선 방호용 조성물 이용시, 방사선조사에 따른 골수세포의 사멸에 대한 보호 효과를 나타냄을 알 수 있다.
<실험예 4> 골수세포에 대한 방사선 방호효과측정
1. 실험동물
7 ~ 9 주령의 암컷 C57BL/6 마우스(Orient Bio Inc. Gyunggi-do) 6 마리를 실험에 사용하였다.
2. 실험방법
마우스의 대퇴골로부터 분리한 골수세포를 1 ㎖당 1 ×106 세포의 비율로 배양하였다.
상기 배양액에 배양액 1 ㎖당 실시예 3의 조성물 20 ㎍을 넣고 24 시간이 지난 뒤, 골수세포에 방사선 조사(irradiation, IR, 1 Gy)를 실시하였다.
다시 24 시간이 지난 뒤 골수세포를 수거하여 프로피디움 아이오다이드염색(propidium iodide, Sigma; PI staining)을 실시하여 유세포분석기를 이용하여 세포의 생존율을 측정하였다.
2. 실험결과
그 결과, 도 5에 나타나 있듯이, 푸코이단이 함유된 조성물을 넣지 않고 인산완충액 만을 투여한 대조군에 방사선을 조사한 결과, 살아있는 세포수가 56 % 정 도였으나, 푸코이단이 함유된 본 발명의 실시예 3의 조성물이 함유된 배양액에서는 방사선조사 후 살아있는 세포가 76 %임을 알 수 있었다.
이는 푸코이단이 함유된 실시예 3의 조성물로 인해 골수세포가 방사선으로부터 방호됨을 나타내는 것으로 사료된다.
<실험예 5> 수지상세포에 대한 방사선방호 효과측정
1. 실험동물
7 ~ 9 주령의 암컷 C57BL/6 마우스(Orient Bio Inc. Gyunggi-do) 6 마리를 실험에 사용하였다.
2. 실험방법
마우스의 대퇴골로부터 분리한 골수세포에 면역싸이토카인(granulocyto macrophage-colony stimulating factor, GM-CSF, Biosource International Inc, Camarillo, USA)를 처리하여 수지상 세포를 배양하였다.
수지상세포는 1 ㎖당 5×104 세포의 비율로 배양하였다.
상기 배양액에 배양액 1 ㎖당 실시에 3의 조성물을 0.16, 0.8, 4, 20, 100 ㎍씩 각각 넣어 준비하였다.
방사선 조사를 하지 않은 군과 방사선 조사군으로 나눈 뒤 방사선 조사군은 24 시간이 지난 뒤 수지상세포에 방사선조사(irradiation, IR, 50 Gy)를 실시하였다.
다시 48 시간이 지난 뒤 배양액에 cell counting kit-8 (CCK-8, Dojindo Lab, Kumamoto, Japan) 용액을 넣어 4 시간 동안 반응시켰다.
흡광도는 450 nm에서 마이크로플레이트 리더(microplate reader)를 이용하여 측정하였으며, 푸코이단을 처리하지 않고 방사선조사를 실시하지 않은 수지상세포의 흡광도를 100 %로 설정한 후 다른 처리군의 흡광도를 비교하여 백분율로 환산하였다.
3. 실험결과
그 결과, 도 6에 나타나 있듯이, 인산완충액 만을 처치한 후 방사선 조사를 실시한 대조군의 경우, 방사선 조사에 의해 수지상세포수가 급격히 감소됨을 볼 수 있었다.
그러나, 푸코이단이 함유된 실시예 3의 조성물을 처리한 5 가지 처리군에서는 모두 방사선 조사 전 수지상 세포수와 방사선 조사 후 수지상 세포수의 차이가 거의 나타나지 않음을 알 수 있었다.
이는 푸코이단이 함유된 실시예 3의 조성물로 인해 골수세포가 방사선으로부터 방호됨을 나타내는 것으로 사료된다.
본 발명에 의해, 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물이 제공된다.
Claims (2)
- 방사선 방호용 조성물에 있어서,인산완충용액(phosphate buffer saline, PBS)에 푸코이단(fucoidan)을 넣고 녹여서 제조된,푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물.
- 제1항에 있어서,인산완충용액(phosphate buffer saline, PBS) 1 ㎖당 푸코이단(fucoidan) 1 ~ 10 mg을 넣고 녹여서 제조된,푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물.
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| KR1020070001206A KR100791100B1 (ko) | 2007-01-05 | 2007-01-05 | 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 |
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| KR1020070001206A KR100791100B1 (ko) | 2007-01-05 | 2007-01-05 | 푸코이단을 유효성분으로 함유하는 방사선 방호용 조성물 |
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