KR100846522B1 - 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로함유하는 인지 기능 장애의 예방 및 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 여뀌과의 대황(Rhei Rhizoma) 추출물로부터 분리된 피시온(physcion)화합물을 유효성분으로 함유하는 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 대황(Rhei Rhizoma) 추출물로부터 분리된 피시온(physcion)화합물은 베타아밀로이드 응집 억제, 베타아밀로이드 독성 저해활성 및 기억 회복 효과를 나타내어 인지기능 장애 관련 질환의 예방 및 치료용 조성물로 유용하게 이용될 수 있다.

베타아밀로이드, 피시온 화합물, 대황, 기억 회복 효과, 인지기능 장애

Description

대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 인지 기능 장애의 예방 및 치료용 조성물{Composition comprising physcion isolated from extract of Rhei Rhizoma for treating and preventing cognitive dysfunction}

본 발명은 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 인지 기능 장애의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

[문헌 1] Greig et al., J. Med . Chem. 44, pp.4062-4071, 2001

[문헌 2] Medical News Today 2004년 9월 4일 기사, www.medicalnewstoday.com

[문헌 3] 미국 알츠하이머 협회 홈페이지, www.alzforum.org/drg/drc

[문헌 4] 장일무 외, 동양의약과학대전, 서울대학교 천연물과학연구소 문헌정보학연구실 편, 학술편수관, vol .I, p.115, 2003

[문헌 5] 대한민국특허 2002-0087723

[문헌 6] 대한민국특허 2004-0027100

[문헌 7] 임미경 등, 한국조리과학회지, 19(4), 470, 2003

뇌(brain)와 척수 (spinal cord)로 구성된 중추신경계는 생명현상을 운영하는 중심센터로서 감각과 (불)수의적인 운동에서부터 사고, 기억, 감정, 언어 등에 이르기까지 인체의 모든 기능을 총괄하는 아주 필수적인 기관이다. 따라서 뇌졸중, 외상 등으로 야기된 급행적인 신경세포의 사멸이나, 알츠하이머병으로 대표되는 노인성 치매, 파킨슨질환 등과 같은 중추신경계 퇴행성 질환을 유발시키는 서행적인 신경세포의 사멸등과 같은 모든 경우에서는 곧 바로 신경회로망의 비가역적인 기능장애를 초래하게 되며 결국에는 해당 인체 기능의 영구적인 손실을 초래하게 된다. 알츠하이머병으로 대표되는 노인성 치매는 인간 평균수명의 연장과 의료복지시설의 현대화와 맞물려 비례적으로 증가하는 특성을 가지고 있다. 보건사회연구원 통계조사에 다르면 우리나라의 노인인구가 2000년에 7%를 넘어 고령사회에 진입한 이래 2003년 397만 명으로 노인인구의 비율이 8.3%에 이르렀고 2019년 에는 14.4%에 이르러 완전고령사회에 진입할 것으로 예견된다. 65세 이상 노인인구 중 한 가지 이상 만성질환을 가지고 있는 노인은 에 이르며 특히 65세 이상 노인의 치매 유병율도 8.2%로 추정된다. 서구사회에서는 65세 이상인구의 약 10%, 80세 이상인구의 약 40 ~ 50%에서 알츠하이머병이 발생하고 있으며, 이미 미국에서는 이 질환 환자가 500만 명 이상으로 이로 인한 의료비 지출이 연간 1000억 달러로 추정되고 있다. 또한 우리나라에서는 약 20만 명 이상이 치매 환자인 것으로 나타났다. 미국의 경우 2030년까지 현재의 2배 규모로 증가하고, 2050년까지는 350% 이상 늘어난 1,400 만 명에 달할 것으로 추정되어지고 있다.

인지 기능 장애로 시작되어지는 알츠하이머병은 인간 본성이 파괴되며 장기간에 걸쳐 진행되는 퇴행성 질환이기 때문에 환자를 수용하는 수동적인 방법으로는 도저히 사회 경제적 부담을 감당할 수가 없으므로 예방제 및 원인 치료제를 개발하는 적극적인 시도를 해야 한다. 그러나 현재까지는 알츠하이머 질환의 근본적인 발병원인을 치료할 수 있는 치료제는 개발되어 있지 않으며, 일반적인 치료제로서 사용 가능한 것으로는 아세틸콜린 에스테라제 저해제인 화이자사의 아리셉트(Aricept), 노바티스사의 엑셀론(Exelon), 그리고 얀센사의 레미닐(Reminyl) 과 최근에 미국 FDA로부터 허가를 받은 NMDA수용체의 길항제 기전의 룬드벡사의 에빅사(Ebixa; Memantine)가 있다. 그러나 아세틸콜린 에스테라제 저해제의 경우는 감퇴된 인지 능력을 개선해 줄 뿐 알츠하이머 질환의 근본적인 발병 원인을 치료하지는 못한다. 또한, 단지 일부 환자의 경우 (약 40-50%)에서 일시적인 증세 완화 효과를 보이며, 그 약효가 오래 지속되지 못하므로 근본적인 치료제라 하기 어렵다. 또한 질환의 특성상 장기 복용을 요하게 되는데, 상기 의약품들의 경우 간 독성, 구토, 식욕감퇴를 비롯한 여러 가지 부작용을 수반하는 것 또한 문제점으로 드러나고 있다. 따라서 질환의 진행 과정을 막아 줄 수 있는 치료제의 개발이 시급한 과제가 되고 있다. 이를 위해서 많은 다국적 제약회사들이 이 분야에 대한 연구 개발에 막대한 투자를 하고 있으며 특히 알츠하이머 질환의 근본적인 발병 원인으로 추정되고 있는 40여개의 아미노산으로 구성된 베타아밀로이드의 생성량을 감소시키는 베타 또는 감마 시크리테아제 저해제의 개발이 그 주종을 이루고 있다. 국내의 경 우 알츠하이머 질환에 대한 기초 연구는 어느 정도 이루어지고 있으나 치매 치료제 개발 그 자체의 경우는 거의 전무한 실정이라고 사료된다. 감마 시크리테아제 저해제의 경우 동물 실험 모델에서 뿐만 아니라 최근의 임상 실험 결과에서도 상당한 독성을 수반함으로써 그 전망이 불투명하다. 비교적 연구 개발 기간은 상대적으로 짧으나 베타 시크리테아제의 경우 유전자 결핍 형질 전환 동물모델의 결과에서도 나타난 것처럼 좀 더 안전하고도 효율적인 치매 치료제 개발을 위한 타겟으로써 유망하다고 할 수 있다. 또한 베타아밀로이드의 응집에 관여하는 인자를 타겟으로 하는 것도 비교적 안전하게 효과를 보는 것으로 생각되고 있다. 최근 베타아밀로이드를 타겟으로 하는 신약 개발에서 미국의 앤소닉스사에서 펜세린(Phenserine)이라는 약물에 대해 임상 2상을 진행한 것으로 확인되었으며, 이 약물은 이중 기능을 가지고 있어 콜린에스테라제(cholineesterase) 저해 효과도 함께 가지고 있는 것으로 보도되고 있다(Greig et al., J. Med . Chem. 44, pp.4062-4071, 2001; Medical News Today 2004년 9월 4일 기사, www.medicalnewstoday.com; 미국 알츠하이머 협회 홈페이지, www.alzforum.org/drg/drc).

가능성이 있는 다른 방법으로는 베타아밀로이드를 이용한 백신 (Vaccine) 의 개발이다. 엘란(Elan)회사를 중심으로 진행된 일련의 연구 및 임상의 결과로 베타아밀로이드 펩타이드를 백신으로 이용 가능하다는 결과가 보고되었으나 임상 2상에서 소수의 환자에서 뇌염증 반응이 일어나 중단된 상태이다. 현재 다양한 베타아밀로이드 구조를 이용한 백신 개발이 진행되고 있다. 동물실험의 결과로 베타아밀로이드 백신은 뇌 속에 형성된 노인반의 수를 줄이고 모델동물의 인지능을 향상시키 는 것으로 알려졌다. 또한 뇌세포의 활성을 증진하고 손상을 입은 뇌신경세포의활성을 증진시켜 인지 기능을 향상시킴으로 알츠하이머를 완화할 수도 있다.

대황(Rhei Rhizoma)은 여뀌과(polygonaceae)의 여러해살이풀로 뿌리줄기는 특이한 냄새가 있으며 떫고 쓴맛이 나는데 한방에서 사하약, 고혈압용약, 해열소염진통제, 피부질환용으로 보이는 처방에 배합된다. 대황의 주요성분으로는 디안트론 글리코시드(dianthrone glycoside) 인 세노시드A-F(sennoside A-F) 및 안트라퀴논(anthraquinone) 유도체인 크리소파놀(chrysophanol), 에모딘(emodin), 알로에-에모딘(aloe-emodin), 레인(rhein), 피시온(physcion), 시트레오로세인(citreorosein)등이 보고되어 있다.(장일무 외, 동양의약과학대전, 서울대학교 천연물과학연구소 문헌정보학연구실 편, 학술편수관, vol .I, p.115, 2003).

대황의 약효는 뇌질환 치료 및 예방(대한민국특허 2002-0087723), 고지혈증 치료제(대한민국특허 2004-0027100), 항균활성 작용(임미경 등, 한국조리과학회지, 19(4), 470, 2003)등이 보고 되어 있다. 그러나 대황의 성분 또는 대황 추출물의 인지기능 장애, 특히 노인성 치매 치료 및 예방제로서의 활성은 본 발명에서 최초로 확인하였다. 지금까지 대황의 다양한 생리활성에 대하여 많은 연구가 이루어져 왔으나 본 발명에서 분리한 대황 추출물 또는 피시온 화합물의 인지 기능 장애에 대한 생리활성은 규명된 바 없다.

이에 본 발명자들은, 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물이 베타아밀로이드의 독성 및 응집을 저해하고, 베타아밀로이드에 의한 세포사를 저해하며 신경세포의 증식을 촉진함을 확인함으로서 본 발명을 완성하였다.

본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물로부터 분리된 하기 구조식 (1)의 피시온(physcion) 화합물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애 관련 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물을 제공한다.

(1)

상기 대황 추출물은 대황 조추출물 또는 대황의 유기용매 가용 추출물을 포함한다.

상기 조추출물은 물 및 에탄올, 메탄올과 같은 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 가용한 추출물을 포함한다.

또한 상기 유기용매 가용 추출물은 아세톤, 디에틸에테르, 에틸아세테이트, 클로로포름, 디클로로메탄 또는 이들의 혼합용매로부터 가용한 추출물을 포함한다.

상기 인지기능 장애 관련 질환은 알츠하이머형 치매증, 뇌혈관성 치매증, 픽(pick)병, 크루츠펠트-야곱(Creutzfeldt-jakob)병, 두부손상에 의한 치매 또는 파킨슨(Parkinson)병임을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 대황 조추출물을 수득하는 방법을 설명하면, 건조된 대황의 0.05 내지 0.3, 바람직하게는 0.1 내지 0.3배 부피의 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등과 같은 C1 내지 C4의 저급 알콜의 극성 용매 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매, 바람직하게는 메탄올을 가하여 0.5 내지 10시간, 바람직하게는 2 내지 5시간씩 1 내지 10회, 보다 바람직하게는 2 내지 5회 반복하여 냉침추출, 열수추출, 초음파 추출, 환류냉각 추출 등의 추출방법으로, 바람직하게는 환류 추출한 후, 추출액을 여지로 감압 여과한 다음, 여과액은 진공회전농축기로 20 내지 60℃, 바람직하게는 35 내지 45℃에서 메탄올을 제거한 후, 이를 통상의 방법에 따라 여과, 농축 및 건조하여 본 발명의 대황 조추출물을 수득할 수 있다.

또한 상기 조추출물을 증류수에 현탁한 후, 디에틸에테르를 가하여 혼합한 후, 3 내지 6차례 분획하여 수가용성 분획물 및 디에틸에테르 가용성 분획물을 얻은 후, 디에틸에테르 가용성 분획물을 건조하여 본 발명의 대황 유기용매 가용 추출물을 수득할 수 있다.

상기 대황 유기용매 가용 추출물을 전개용매로서 헥산: 에틸아세테이트의 100 :1의 혼합용매를 사용하고, 고정상으로는 실리카겔 60(Silica gel 60, 70-230 mesh)을 사용하여, 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 수행하여 18개의 하부 분획물로 나눈 후, 그 중 6, 7, 8번 분획물을 전개용매로서 헥산 : 디클로로메탄의 3 :1의 혼합용매를 사용하여 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 수행하여, 본 발명의 피시온 화합물을 수득할 수 있다.

본 발명은 상기의 제조방법으로 수득된 추출물로부터 분리된 피시온 화합물 을 유효성분으로 함유하는 인지 기능 장애 관련 질환의 예방 및 치료를 위한 약학조성물을 제공한다.

본 발명의 대황으로부터 분리된 피시온 화합물은 당해 기술 분야에서 통상적인 방법에 따라 약학적으로 허용 가능한 염 및 용매화물로 제조될 수 있다.

본 발명의 인지 기능 장애 관련 질환 예방 및 치료용 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 0.1 내지 50 중량%로 포함한다.

본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 포함하는 약학조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 약학조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 화합물을 포함하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 추출물로부터 분리된 피시온 화합물은 1일 0.0001 내지 100㎎/㎏으로, 바람직하 게는 0.001 내지 10㎎/㎏으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.

본 발명은 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 인지 기능 장애관련 질환의 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.

본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등이 있다.

또한, 인지 기능 장애관련 질환의 예방 효과를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다.이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 화합물의 양은 일반적으로 본 발명의 건강 기능 식품 조성물은 전체 식품 중량의 0.01 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 건강기능식품은 정제, 캡슐제, 환제, 액제 등의 형태를 포함한다.

본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물 을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한점이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등의 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등의 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.

상기 외에 본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 추출물 또는 이로부터 분리된 피시온 화합물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물은 베타아밀로이드 응집억제 효과, 베타아밀로이드 독성 저해능 및 인지기능 회복 효과를 가짐으로서, 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애 질환의 예방 및 치료용 조성물로 이용될 수 있다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 대황 추출물로부터 피시온 화합물의 분리(도 1 참조)

1-1. 대황 조추출물의 제조

건조된 대황(Rhei Rhizoma) 6 ㎏에 메탄올 1.5 ℓ를 가하여 3시간씩 3회 반복하여 환류 추출한 후, 추출액을 여지로 감압 여과한 다음, 여과액을 진공회전농축기로 40℃에서 메탄올을 제거한 후, 대황 추출물 2.3 ㎏을 수득하였다.

1-2. 대황 유기용매 가용 추출물의 제조

상기 실시예 1-1에서 얻은 대황 메탄올 가용 추출물 2.3 ㎏를 물에 현탁시키고 디에틸에테르를 가하여 혼합한 후, 4 내지 5차례 분획하여 수가용성 분획물 및 디에틸에테르 가용성 분획물을 얻은 후, 디에틸에테르 가용성 분획물을 건조하여 디에틸에테르 가용 추출물 268g을 수득하였다.

1-3. 피시온 화합물의 분리

상기 실시예 1-2의 디에틸에테르 가용 추출물 268g을 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 수행하였으며, 이 때 전개용매로서 헥산: 에틸아세테이트의 100 :1의 혼합용매를 사용하였고, 고정상으로는 실리카겔 60(Silica gel 60, 70-230 mesh)을 사용하여 분획을 수행하여 18개의 하부 분획물로 나눈 후, 그 중 6, 7 및 8번 분획(Rh-6,7,8)을 전개용매로서 헥산:디클로로메탄 의 3 :1의 혼합용매를 사용하여 실리카겔 칼럼 크로마토그래피를 수행하여 피시온(physcion) 화합물을 1.5g 얻었다.

실험예 1. 대황 추출물 또는 피시온 화합물의 시험관내 생리활성 분석

1-1. 베타아밀로이드 응집 억제 실험

합성한 베타아밀로이드 1-42 (BACHEM)를 디메틸설폭사이드(Dimethylsulfoxide: 이하 DMSO)에 250μM로 완전히 녹인 후, 형광 블랙 플레이트에 PBS로 1/10 희석하여 응집을 유도한다. 여기에 실시예 1 에서 제조된 각 분획의 베타아밀로이드 응집 저해능을 비교하기 위하여, 10㎍/㎖ 의 농도로 플레이트에 넣어, 1시간 동안 실온에서 반응시켰다. 50 mM 글리신 완충액에 티오플라빈 티(Thioflavin T:이하 ThT)(T3516, Sigma, USA)를 희석하여 웰 당 150 ㎕씩 넣고 마이크로 플레이트 리더(SAFIRE, TECAN)에서 여기 파장 450nm/ 방출 파장 480nm 에 서 흡광도를 측정하였다. 10 ㎍/㎖ 의 농도에서 50% 이상의 저해효과를 나타낸 분획의 경우, 0.05 ㎍/㎖, 0.5 ㎍/㎖, 5 ㎍/㎖, 50 ㎍/㎖ 의 농도별 베타아밀로이드 응집억제 실험을 통해 IC₅₀ 값을 구하였다.

본 실험 결과, 대황의 실시예 1-2에서 수득한 유기용매 가용 추출물의 응집 억제 능력은 IC₅₀=1.1ug/ml 로 나타났으며(도 2 참조), 실시예 1-3에서 수득한 6, 7 및 8분획의 경우 모두 10 ㎍/㎖ 의 농도에서 50% 이상의 저해효과를 나타냈으며, 대표분획 7번 분획(Rh-7)의 응집억제 능력은 IC₅₀=1.25ug/ml을 나타내었고(도 3 참조), 또한 대황 단일성분인 피시온(Physcion) 화합물의 베타아밀로이드 응집 억제 능력은 IC₅₀=0.39ug/ml로 나타났다(도 4 참조).

1-2. 베타아밀로이드 독성 저해 효과 실험

생쥐의 신경세포주인 HT22(Schubert at Salk Institute, San Diego, USA)를 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium, Gibco-BRL) 배지에 10% FBS (Fetal Bovine Serum, Hyclone)와 1% 페니실린/스트렙토마이신 (#15140-122, Gibco-BRL, USA)이 첨가된 배지를 사용하여 37℃, 5% CO2 조건의 배양기(Forma)에서 배양하였다. 실험에 들어가기 전, HT22 세포를 96 웰 플레이트에 5× 103 세포/웰의 밀도로 평판 배양한 후, 시료를 처리하기 전, 혈청이 제거된 DMEM 배지에서 1시간 동안 배양한다. 농도별로 실시예 1-2의 대황 유기용매 가용 추출물을 첨가하여 1시간 동안 배양하고, 응집이 된 베타아밀로이드를 25μM의 농도로 처리한 후, 18시간 동안 배 양하여 세포 괴사를 유도한 후, 5㎎/㎖ 3-(4,5-디메틸-2-티아졸릴)-2,5-디페닐-2H-테트라졸륨 브로마이드(MTT) 용액을 웰 당 15㎕씩 넣고, 4시간 배양 후, 용해화 완충액(10% SDS, 50% 디메틸포름아미드, pH 4.7)을 100㎕ 씩 첨가하여 하룻밤 동안 반응시켰다. 18시간 후, 마이크로플레이트 리더(Sunrise, TECAN)를 이용하여 570nm/630nm에서 흡광도를 측정하였다(Gillardon, F. et al., Brain Research, 706(1), pp.169-172, 1996).

본 실험 결과, 대황 유기용매 가용 추출물의 경우, 10ug/ml 의 농도에서 베타아밀로이드에 의해 유도된 세포사를 완전히 억제하는 것으로 나타났다(도 5 참조).

1-3. 세포 독성 확인 실험

시료 자체의 독성 여부를 알아보기 위해 상기 실험예 1-2 와 같은 방법으로 HT22 세포를 배양한 후, 실시예 1-2의 대황 유기용매 가용 추출물을 농도별로 첨가한 후, 18시간 동안 배양하여 MTT 용액과 용해화 완충액을 차례로 넣고 마이크로플레이트 리더(Sunrise, TECAN)로 측정하였다.

본 실험 결과, 대황 유기용매 가용 추출물은 세포 독성이 없는 것으로 나타났다.

실험예 2. 피시온(physcion)의 생체내 생리활성 분석

2-1. 실험의 준비

모든 실험에는 수컷 ICR 마우스(25g, male,오리엔트)을 사용하였다. 마우스는 우리 당 5마리로 보관하였으며, 온도 22± 2℃, 습도 50± 5 %, 12 시간을 주기로 밤과 낮처럼 밝기를 조절하였다.

베타아밀로이드 1-42(BACHEM)는 DMSO에 녹인 후, PBS를 사용하여 10nM로 희석시킨 후, 37℃에서 4일(수동 회피 시험 사용) 혹은 6일(Y 미로 시험 사용)을 응집시켰다.

응집시킨 베타아밀로이드 1-42의 투여는 로센 등(Laursen & Belknap , J. Pharmacol . Methods, 16, pp.355-357, 1986)의 방법에 따라 수행하였다. 각각의 동물에 26-게이지 니들(gauge needle)을 부착한 50㎕ 해밀톤 미크로시린지(hamilton microsyringe)를 이용하여 브레그마(bregma) 부분에 2.4㎜깊이로 투여하였으며, 투여 볼륨은 5㎕로 진행하였다.

베타아밀로이드 투여 후, 상기 실시예 1-3 에서 수득된 피시온 화합물을 투여하였다. Y 미로 시험은 베타아밀로이드 투여 2일 경과 후, 수동 회피 시험은 3일 경과 후, 진행하였으며, 화합물의 투여농도는 10㎎/㎏, 100㎎/㎏ 및 150㎎/㎏ 세 가지로 진행하였다. 실험에 사용된 동물은 그룹 당 10마리 이상을 사용하였다.

행동 실험이 끝난 동물들은 염색을 위해 뇌 적출 후, 10%포르말린 용액에 보관하였다.

2-2. Y 미로 시험

Y 미로 시험은 베타아밀로이드 투여 2일 경과 후 진행하였다. 실험에 사용된 Y 미로는 검은색 아크릴로 제작하였으며, 각 통로(arm)는 길이 40㎝, 높이 10㎝, 넓이 5㎝로 통로사이의 각도는 동일하게 하였다. 동물은 미로의 가장 가운데 위치시킨 후, 8분 동안 자유롭게 미로 내에서 움직이도록 하였다. 그 후, 동물이 통로에 들어가는 순서를 시각적으로 관찰하여 기록하였으며, 통로에 들어가는 것에 대한 정의는 동물의 네발이 통로 안으로 모두 들어갔을 때로 하였다. 공간적 기억을 측정하기 위해 자발적인 교차 행동량 (spontaneous alteration behavior)을 측정하여 하기 수학식 1로 자발적인 교차 행동량을 계산하였으며, 실제 교차 행동의 횟수는 동물이 세 통로에 연속적으로 들어갔을 때를 일회로 하였다.

베타아밀로이드를 뇌실 (intracerebroventricular)로 뇌에 직접 주입한 모델 생쥐에 실시예 1-3에서 수득한 피시온 화합물을 10㎎/㎏, 100mg/kg 및 150mg/kg의 농도로 하루에 한번 이틀 경구투여 후, Y 미로를 통해 뇌손상의 회복정도를 확인하였다.

본 실험 결과, 세가지 농도 모두에서 베타아밀로이드에 의해 유도된 기억능력 손상이 회복되는 경향을 보였으며, 그 정도는 세가지 농도에서 비슷한 경향을 보였다 (도 6 참조).

2-3. 수동 회피 시험 ( passive avoidance )

수동 회피 시험은 베타아밀로이트 투여 3일 경과 후 진행하였다. 수동 회피 상자는 어두운 곳 (dark chamber)과 밝은 빛 (white chamber)이 있는 두 곳으로 나누어져 있으며, 상자의 바닥에는 전기적인 충격 (shock)을 가할 수 있는 격자 (grid)로 되어있다.

첫째날(acquisition trial), 동물을 밝은 상자에 넣은 후, 10초 후 두 상자사이의 문이 열리면 동물은 어두운 상자로 자유롭게 움직일 수 있게 하였다. 동물이 어두운 상자 속으로 들어가면 문은 닫히고 바닥의 격자(grid)를 통해 피할 수 없는 전기적인 충격(0.6mA, 3s, once)을 준 후, 각자의 우리(home cage)로 옮겼다. 24시간이 경과 후(retention trial), 동물을 다시 밝은 상자에 넣은 후, 어두운 상자로 넘어갈 때까지의 시간(step through latency)을 측정하였다. 컷 오프 레턴시(cut off latency)는 300초로 하였다. Y 미로 시험을 수행한 동일한 실시예 1-3에서 수득한 피시온 화합물을 베타아밀로이드 뇌실 주입 모델 생쥐에 경구 투여 후, 수동 회피 시험을 통해 뇌손상의 회복정도를 확인 하였다. 실시예 1-3에서 수득한 피시온 화합물은 하루에 한번 연속적으로 삼일 경구투여하였으며 10mg/kg 및 100mg/kg 두가지 농도로 수행하였다.

본 실험 결과, 수동회피시험에서도 Y미로 시험결과와 유사하게 베타아밀로이드에 의해 손상된 기억능력손상이 회복되어지는 경향을 보였다(도 7 참조).

2-4. 인지기능이 회복된 AD 급성 마우스의 면역화학적 염색

모든 행동실험이 끝난 후, 동물의 뇌를 적출하여 10%포르말린 용액에 24시간 이상 보관 후, 30% 수크로스(sucrose) 용액에 옮겼다. 고정 작업 후, 뇌는 크리오스탓(cryostat)을 이용하여 40㎛두께로 코로날 섹션(coronal section)을 하였다. 같은 뇌에서 절단 된 부위는 뇌신경 세포의 손상을 확인하기 위해 크레실 바이올렛 염색(Cresyl violet staining)을 시행하였고, 콜린성 뉴런의 손상을 확인하기 위해 ChAT(choline acetyltransferase)의 염색을, 성상세포(astrocyte) 의 활성을 측정하기 위해 GFAP(glia-fibrillary acidic protein)의 염색을 면역조직화학(immunohistochemistry)방법으로 진행하였다.

2-4-1. 크레실 바이올렛 염색( Cresyl violet staining )

크레실 바이올렛 염색을 하기 위해 먼저 조직을 젤라틴이 코팅된 슬라이스(gelatin-coated slice)에 붙인 후, 에탄올을 이용하여 탈수(dehydration)하였다. 조직을 증류수에 3분정도 배양 후, 0.5% 크레실 바이올렛 용액에 30분 동안 담근 후, 에탄올을 이용하여 재탈수(rehydration) 과정 후, 자일렌(xylene)에 3분정도 담근 후, 조직이 마르면 캐나다 발삼 마운팅 용액(Canada balsam mounting medium)으로 고정시켰다.

본 실험 결과, 해마부분의 뇌신경 세포의 염색 결과 베타아밀로이드에 의해 기억학습 능력을 저하시킨 생쥐의 뇌보다 실시예1-3에서 수득한 피시온 화합물을 함께 처리한 생쥐의 뇌에 밀집된 뇌신경세포가 관찰되었다 (도 8a, 8b 참조).

2-4-2.면역조직화학( Immunohistochemistry )

모든 항체 배양(antibody incubation) 사이의 세척과정에는 PBST를 사용하였다. 먼저 세포내 페록시다제 활성(endogeneous peroxidase activity)을 줄이기 위해 0.5% H2O2를 20분 동안 전 처리 후, 비 특이적 결합(non-specific binding)을 없애기 위해 실온에서 한 시간 동안 5% FBS를 처리하였다. GFAP와 ChAT 염색을 위해 마우스 안티-GFAP(1:200) 단일클론 항체와 염소(goat) 안티-ChAT(1:200) 다클론 항체를 각각 사용하여 4℃에서 하룻밤동안 배양하였다. 양고추냉이 페록시다제가 부착된 안티 마우스 IgG(A horseradish peroxidase-conjugated anti-mouse IgG), 안티 염소 IgG 두 번째 항체(anti-goat IgG secondary antibody)(1:600)를 한 시간 동안 실온에서 배양하였다. 배양 후, DAB 키트(Zymed, USA)를 사용하여 검출하였다. 베타아밀로이드를 뇌실에 주입한 경우 성상세포의 활성화가 일어나며 이는 GFAP 염색으로 확인이 가능하였다.

본 실험 결과, 실시예 1-3에서 수득한 피시온 화합물의 처리가 성상세포의 활성을 억제하지는 않은 것으로 나타났다(도 8c, 8d 참조). 또한, 콜린성 뉴런의 마커인 ChAT 로 염색한 결과, 비상조가비핵(caudate putamen)부분의 콜린성 뉴런의 수와 강도가 강해짐이 나타났다(도 8e, 8f 참조).

본 발명은 대황 추출물로부터 분리된 피시온 화합물을 유효성분으로 함유하는 약학조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.

제제예 1. 산제의 제조

피시온 20 ㎎

유당 100 ㎎

탈크 10 ㎎

상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.

제제예 2. 정제의 제조

피시온 10 ㎎

옥수수전분 100 ㎎

유당 100 ㎎

스테아린산 마그네슘 2 ㎎

상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.

제제예 3. 캅셀제의 제조

피시온 10 ㎎

결정성 셀룰로오스 3 ㎎

락토오스 14.8 ㎎

마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎

통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.

제제예 4. 주사제의 제조

피시온 10 ㎎

만니톨 180 ㎎

주사용 멸균 증류수 2974 ㎎

Na2HPO412H2O 26 ㎎

통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2 ㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.

제제예 5. 액제의 제조

피시온 20 ㎎

이성화당 10 g

만니톨 5 g

정제수 적량

통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100㎖로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.

제제예 6. 건강 식품의 제조

피시온 1000㎎

비타민 혼합물 적량

비타민 A 아세테이트 70 ㎍

비타민 E 1.0 ㎎

비타민 B1 0.13 ㎎

비타민 B2 0.15 ㎎

비타민 B6 0.5 ㎎

비타민 B12 0.2 ㎍

비타민 C 10 ㎎

비오틴 10 ㎍

니코틴산아미드 1.7 ㎎

엽산 50 ㎍

판토텐산 칼슘 0.5 ㎎

무기질 혼합 적량

황산제1철 1.75 ㎎

산화아연 0.82 ㎎

탄산마그네슘 25.3 ㎎

제1인산칼륨 15 ㎎

제2인산칼슘 55 ㎎

구연산칼륨 90 ㎎

탄산칼슘 100 ㎎

염화마그네슘 24.8 ㎎

상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 제제예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.

제제예 7. 건강 음료의 제조

피시온 100㎎

비타민 C 15 g

비타민 E(분말) 100 g

젖산철 19.75 g

산화아연 3.5 g

니코틴산아미드 3.5 g

비타민 A 0.2 g

비타민 B1 0.25 g

비타민 B2 0.3g

물 정량

통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다. 상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 제제예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

도 1은 대황으로부터 추출물 및 피시온 화합물을 분리하는 과정을 나타낸 도이고,

도 2는 대황 유기용매 가용 추출물의 활성을 나타낸 도이며,

도 3은 대황 유기용매 가용 추출물 분획 6, 7, 8 의 대표분획인 7번(Rh-7) 분획의 활성을 나타낸 도이고,

도 4은 피시온 화합물의 활성을 나타낸 도이며,

도 5는 대황 유기용매 가용 추출물의 베타아밀로이드 독성저해효과를 나타낸 도이고,

도 6는 피시온 화합물을 이용한 기억 학습 회복 실험(Y maze)의 결과를 나타낸 도이며,

도 7는 피시온 화합물을 이용한 기억 학습 회복 실험(PA test)의 결과를 나타낸 도이고,

도 8은 피시온 화합물을 처리한 군(b, d, f)과 대조군(a, c, e)의 뇌를 염색 후, 효능 결과를 비교하여 나타낸 도이다(크레실 바이올렛 염색: a,b, 성상세포(GFAP): c,d, 콜린성 뉴런(ChAT): e, f).

Claims (5)

1. 대황 추출물로부터 분리된 피시온을 유효성분으로 함유하는 인지 기능 장애 질환의 예방 및 치료용 약학조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 화합물은 조성물 총 중량에 대하여 화합물을 0.1 내지 50 중량%로 포함하는 약학조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 인지 기능 장애 질환은 알츠하이머형 치매증, 뇌혈관성 치매증, 픽(pick)병, 크루츠펠트-야곱(Creutzfeldt-jakob)병, 두부손상에 의한 치매 또는 파킨슨(Parkinson)병임을 특징으로 하는 약학조성물.
4. 대황(Rhei Rhizoma) 추출물로부터 분리된 피시온을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애 질환의 예방 및 개선용 건강기능식품.
5. 제 4항에 있어서, 정제, 캡슐제, 환제 또는 액제인 건강기능식품.

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