KR101009992B1 - 대황 추출물, 이의 분획물 또는 스틸벤계 화합물을 포함하는 세포간접착인자-1로 매개되는 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 하는 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 포함하는 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 피부 외용제, 식료품 및 개인위생용품에 관한 것이다.

Description

대황 추출물, 이의 분획물 또는 스틸벤계 화합물을 포함하는 세포간접착인자-1로 매개되는 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물{A pharmaceutical composition for diseases mediated by intercellular adhesion molecule-1 comprising extract or fraction from Rhei Rhizoma or stilbene compounds}
본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 하는 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 포함하는 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기 조성물을 포함하는 피부 외용제, 식료품 및 개인위생용품에 관한 것이다.
세포간 접착인자-1 (Intercellular adhesion molecule-1, ICAM-1; CD54)은 면역글로불린 상과(Ig-superfamily)에 속하는 접착 수용체(adhesion receptor)로서, 혈관내피세포, 일부 임파구(lymphocyte) 및 단핵구(monocyte)에서 저밀도로 발현되며 (Springer, Nature , 346:425-434, 1990; Rothlein et al., J. Immunol ., 137:1270-1274, 1986) IL-1, TNF-α 또는 IFN-γ와 같은 염증성 사이토카인 또는 지질다당질(lipopolysaccharide, LPS)을 처리했을 때, 다양한 세포(multiple cell type)에서 ICAM-1의 발현은 증가된다 (Hubbard and Rothlein, Free Radic . Biol . Med., 28:1379-1386, 2000).
백혈구 기능 관련 항원-1 (Leukocyte function associated antigen-1, LFA-1; CD11a/CD18)은 ICAM-1의 리간드로서 정지기의 백혈구(resting leukocyte)에서는 불활성이지만, T 세포 수용체에 의해 매개되는 신호 또는 포볼에스테르(phorbolester)와 같은 다양한 자극인자에 의해 활성화 된다 (Dustin and Springer, Nature , 341: 619-624, 1989; Rothlein and Springer, J. Exp . Med ., 163: 1132-1149, 1986).
한편, 백혈구가 염증부위에 침윤하기 위해서는 백혈구가 혈관내피세포 표면에서 혈관내피세포에 접착하는 과정을 통해야만 한다. ICAM-1은 특히 염증반응이 일어난 혈관내피세포에서 많이 발현되며 단핵구, 호중구 및 임파구와 같은 혈구세포가 혈관벽에 접착하고 침투하는 것을 증진시키는 작용을 한다. 또한 혈소판과 혈관내피세포 간의 접착에도 ICAM-1이 중요한 역할을 하고 있는 것으로 밝혀졌다 (Thomas and DeGraba, Neurology , 49: 15-19, 1997).
세포접착은 동맥경화, 관절염, 골다공증, 세균감염, 암 전이, 및 혈관신생, 건선, 천식, 알레르기, 루푸스 또는 크론씨 병 등의 난치성 만성질환들과 매우 밀접하게 관련이 되어있다 (Poston et al., Am . J. Pathol ., 140:665-673, 1992; Macchioni et al., J. Reumatol ., 21(10):1860-1864, 1994; Mason et al., Arthritis Rheum ., 36:519-527, 1993; Kling et al., Clin . Invest ., 71:299-304, 1993). ICAM-1이 염증반응에 중요하게 관여하고 있다는 사실은 ICAM-1의 단일클론항체 및 여러 종류의 질환모델 동물실험을 통해서 밝혀지고 있다. ICAM-1 또는 LFA-1에 직접적으로 대응하는 단일클론항체를 이용한 ICAM-1 및 LFA-1 간의 결합 저해가 동맥경화, 천식, 사구체 신염 또는 관절염 등의 자기면역질환에 유효한 것으로 밝혀졌으며, 면역응답반응에 있어서 T 세포의 활성화에는 T 세포 수용체를 통한 항원 특이적인 신호 이외에도 ICAM-1 및 LFA-1 등의 항원 비특이적인 신호가 반드시 필요한 것으로 밝혀졌다 (Cornejo et al., Adv . pharmacol ., 39:99-141, 1997; Patel et al., Circulation , 97:75-78, 1998; Nishikawa et al., J. Exp . Med., 177:667-77, 1993; Kobayashi et al., Cell Immunol ., 164:295-305, 1995; Nagase et al. Am . J. Respir . Crit . Care Med ., 152:81-86, 1995).
ICAM-1은 염증성 질환 뿐만 아니라 바이러스 감염에도 중요한 역할을 한다. 감기 바이러스인 리노바이러스(rhinovirus)와 콕사키바이러스(Coxsackie virus)는 ICAM-1을 수용체로서 사용하여 감염된다는 것이 입증되었다 (Greve et al., Cell, 56: 839-847, 1989; Staunton et al., Cell, 56:849-853, 1989; Tomassini et al., Proc. Natl. Acad. Sci. (U.S.A.), 86:4907-4911, 1989; Xiao, C. et al., Journal of Virology 75(5):2444-2451, 2001). 또한 인간 면역결핍 바이러스 타입-1 (human immunodeficiency virus type-1, HIV-1) 역시 ICAM-1과 LFA-1 간의 결합을 이용하여 감염되며 ICAM-1과 LFA-1의 결합 저해제로 알려진 스타틴(statin)계 화합물이 HIV-1 바이러스의 증식을 억제하는 것으로 보고되었다 (Giguere and Tremblay, J. Virology 78: 12062-12065, 2004). 아울러 말라리아의 PfEMP-1 단백질과 ICAM-1간의 상호작용이 세포부착성에 있어 중요한 역할을 하며, 이에 따라 말라리아가 ICAM-1을 매개로 감염된다는 점도 입증되어 있다 (Bertonati et al., Proteins 69: 215-222, 2007; Jenkins et al., J Infect Dis. 196(2): 321-327, 2007; Baruch et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA Vol. 93, pp. 3497-3502, 1996; Chakravorty et al., European Journal of Cell Biology 84: 15-27, 2005). 따라서 ICAM-1이나 LFA-1의 활성 저해제는 염증성 질환의 치료제 뿐만이 아니라 리노바이러스, 콕사키바이러스, HIV-1 및 말라리아의 항바이러스제로의 이용이 가능하다.
한편, ICAM-1 및 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 감염되는 리노바이러스와 콕사키바이러스는 일반 감기(common cold)를 유발하는 바이러스들로서, 폐렴을 일으키고 감염자를 사망에 이르게 하는 독감(인플루엔자) 바이러스와는 달리, 콧물, 오한, 두통, 권태감 등의 증상을 유발하나 생명에 위협을 주지는 않는 것으로 알려져 있다. 즉, 사람과 공생하면서 사는 덕분에 쉽게 증식할 수 있으며 천식, 만성기관지염 등의 급성 호흡질환을 유발시키기도 하는 것으로 알려져 있다. 유행성 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스는 항원형에 따라 A, B, C 의 세 가지 유형으로 분류하는데, 이 중 A형이 가장 항원 변이를 자주 일으키며 범세계적인 대유행을 일으키는 원인 바이러스 중 90% 를 차지하는 것으로 알려져 있다. 이와 같은 독감 바이러스는 고열에 의한 오한과 근육통, 무기력증, 호흡기 통증, 두통, 복통 등을 수반하는 등 면역 능력이 약한 어린이와 노인들에 대해 치사율이 높고, 합병증으로 폐렴, 심폐질환 등의 기관지 질환들을 수반한다. 이에 반해, 일반적으로 감기는 리노바이러스나 콕사키바이러스 등 다양한 바이러스에 의해서 발생하는 급성 상기도염을 말하며 증상이 가볍게 시작해 느리게 진행되고 특별한 치료법은 없으며, 코막힘, 콧물, 재채기, 기침, 눈물, 인후통의 증상이 있다. 인플루엔자 백신은 인플루엔자 바이러스 중 일부 항원에 대한 백신이므로 다른 종류의 바이러스에 의한 감기에는 효과가 없고, 인플루엔자에 걸린 경우에도 아형이 다른 경우에는 효과가 없게 되므로, 독감과 감기는 예방 및 치료제에 있어서도 서로 다르다.
현재 ICAM-1 및 LFA-1 매개성 세포접착 저해제의 개발은 그들의 중화항체가 대상이었으며 천연물로부터는 수종의 저해제만이 보고되어 있는 실정이다. 애보트 (Abbott) 사에서 합성품으로서 ICAM-1 발현 저해물질을 보고하였으며 (Stewart et al., J. Med . Chem ., 44:988-1002, 2001) ICAM-1의 에피톱을 모체로 한 합성물질인 LFA-1의 안타고니스트가 노바티스(Novartis) 사 및 로슈(Roche) 사로부터 개발되었으나 (Welzenbach et al., J. Biol . Chem ., 277:10590-10598, 2002, Gadek et al., Science, 295:1086-1089, 2002), 아직 질환동물모델을 이용한 생체 내 (in vivo) 활성에 대한 보고는 없다. 한편, 천연물로부터는 세코-리모니드 (seco-limonids)계 물질 (Trichilia rubra, IC50; 10～25 nM), 큐커바이타신 (cucurbitacins, Conobea scoparioides, IC50; 0.18～1.36 mM) 및 아드잔스로마이신 (adxanthromycins, Streptomyces sp. Na-148, IC50; 1.5～6.5 mM) 등이 ICAM-1 및 LFA-1 매개성 세포접착을 저해하는 물질로 보고되고 있다 (Musza et al., Tetrahedron , 50:11369-11378, 1994; Musza et al., J. Net . Prod ., 57:1498-1502, 1994; Nakano et al., J. Antibiotics , 53:12-18, 2000).
본 발명자들은 천연자원으로부터 ICAM-1/LFA-1 매개성 세포접착 저해제를 탐색한 결과, 대황 추출물 및 그 분획물 그리고 이로부터 분리 정제된 스틸벤계 화합물이 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착을 저해하는 활성을 가짐을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 하는 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 대황 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 감염성 질환인 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 포함하는, ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 감염성 질환인 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 포함하는 피부 외용제, 식료품 및 개인위생용품을 제공하는 것이다.
하나의 양태로서, 본 발명은 대황(Rhei Rhizoma) 추출물 또는 이의 분획물, 또는 이들로부터 유래된 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 하는 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서, 상기 대황 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜 및 이들의 혼합 용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매, 바람직하게는 메탄올, 에탄올 또는 부탄올로 추출한 것을 포함한다. 또한, 본 발명에 있어서, 상기 추출물에는, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들 조정제물 또는 정제물 중 어느 하나도 포함하는 것으로 한다.
본 발명에서 대황 추출물을 얻기 위한 방법은 다음과 같다. 대황 분쇄물을 건조 중량의 약 2 내지 20배, 바람직하게는 약 3 내지 5배에 달하는 부피의 물, 메탄올, 에탄올 및 부탄올 등과 같은 탄소수 1(C1) 내지 4(C4)의 저급 알콜의 극성 용매 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매를 용출 용매로써 사용하고, 추출 온도는 20 내지 100℃, 바람직하게는 실온에서, 추출 기간은 약 12시간 내지 4일, 바람직하게는 3일 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여 추출한다. 바람직하게는 냉침추출로 1회 내지 5회 연속 추출하여 감압여과하고, 그 여과추출물을 진공회전농축기로 20 내지 100℃, 바람직하게는 실온에서 감압농축하여 물, 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매에 가용한 대황 조추출물을 수득할 수 있다.
본 발명의 대황의 에탄올 추출물은 LFA-1/2 항체에 의해 유도된 세포접착을 농도 의존적으로 저해하였다 (도 1). 따라서 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 염증성 질환 또는 감염성 질환의 예방 및 치료에 적합하다.
본 발명에서, 대황 추출물의 용매분획물은 대황 추출물을 물로 현탁한 후 n-헥산 또는 클로로포름과 같은 비극성 용매를 사용하여 분획함으로써 극성 용매 분획물과 비극성 용매 분획물을 각각 수득할 수 있다. 본 발명에서, 구체적인 일 양태로서 용매분획물로는 물 분획물, n-헥산 분획물 또는 클로로포름 분획물이 제공된다.
본 발명에서 대황 추출물의 분획물을 얻기 위한 방법은 다음과 같다. 상기에서 얻은 대황 조추출물을 증류수에 현탁한 후, 현탁액의 약 1 내지 100배, 바람직하게는 약 1 내지 5배 부피의 헥산, 에틸아세테이트 또는 클로로포름과 같은 비극성 용매를 가하여 1회 내지 10회, 바람직하게는 2회 내지 5회에 걸쳐 비극성 용매 가용층을 추출, 분리하여 수득할 수 있다. 또한 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있다(Harborne J.B. Phytochemical methods: A guide to modern techniques of plant analysis , 3rd Ed. p6-7, 1998). 구체적으로, 상기 대황 조추출물을 물에 현탁한 후, 등량의 n-헥산 및 클로로포름을 용매를 이용하여 연속 추출로 대황 각 용매 가용 추출물을 수득할 수 있고, 더욱 구체적으로는 대황 조추출물을 물에 현탁한 후, 동량의 n-헥산을 혼합한 후 분획하여 n-헥산 가용성 분획물 및 수가용성 분획물을 수득할 수 있으며, 이 수가용성 분획물에 클로로포름을 가하여 클로로포름 가용성 분획물 및 수가용성 분획물을 수득할 수 있다.
본 발명의 대황의 클로로포름 분획은 50 ㎍/㎖의 농도에서 sICAM-1과 사람 단핵구 세포주인 THP-1 세포(LFA-1이 발현) 간의 접착을 70 % 이상 저해하였다 (도 2). 따라서 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 염증성 질환 또는 감염성 질환의 예방 및 치료에 적합하다.
본 발명에서 대황 추출물 또는 이의 분획물은 특이적으로 세포간접착인자-1(ICAM-1)과 백혈구 관련 항원-1(LFA-1; CD11a/CD18)간의 결합을 저해함으로써, 단핵구, 호중구 및 임파구와 같은 혈구세포가 혈관내피세포에 접착하고 침투하는 것을 저해하여 세포간접착인자-1로 매개되는 염증성 질환 및 감염성 질환을 예방 또는 치료할 수 있다.
본 발명에서 "ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환"이란 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 발생되는 질환으로서 염증성 질환과 감염성 질환을 포함한다.
본 발명에서 염증성 질환이란 전신성 홍반성 루푸스 및 경피증과 같은 다기관에 관련하는 자가면역질환; 궤양성 대장염 및 크론병 등을 포함하는 염증성 장 질환; 알츠하이머병, 다발성 경화증, 운동뉴런질환, 파킨슨병, 만성피로증후군과 같은 중추신경계 염증 질환; 아토피성 피부염, 건선, 아나필랙시스 및 피부염 같은 IgE 매개성(타입Ⅰ) 과민증을 포함하는 염증; 당뇨병성 망막증, 망막염, 황반 병성, 포도막염, 결막염과 같은 안 질환; 뇌졸증, 관상동맥질환, 심근경색, 불안정 협심증, 맥관염, 동맥경화증, 혈관협착, 베그너스(Wegener's) 육아종증, 처그-스트라우스(Churg-Strauss) 증후근 맥관염, 헤노크-숀레인(Henoch-Schonlein) 자반병, 가와사키병, 거대세포 동맥염과 같은 혈관질환; 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 골관절염, 골다공증, 알레르기, 당뇨, 당뇨성 신장병, 급성 소아당뇨병, 애디슨씨병, 굿파스튜어 증후군, IgA 신장병, 신염, 신장염, 쇼그렌 증후군, 자가 면역 췌장염, 치주질환, 만성폐쇄성 폐질환, 급성 백혈병 매개 폐손상, 천식, 이식편 대 숙주 질환, 만성 골반 염증 질환, 자궁내막염, 비염, 종양전이, 이식 거부, 중풍, 뇌염, 수막염, 에이즈 치매, 섬유증, 유착형성, 만성 간염 및 결핵같은 만성적 염증질환, 다중경화 및 만성 전립선염 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 감염성 질환이란 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1 에 의한 감염성 질환을 포함한다.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 포함하는, ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 감염성 질환인 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112010010257336-pat00001
[화학식 2]
Figure 112010010257336-pat00002

본 발명의 스틸벤계 화합물은 대황으로부터 추출, 분리 및 정제하여 얻을 수도 있지만 이에 제한되지 않고, 다른 원료로부터 추출, 분리 및 정제하여 얻을 수도 있다. 본 발명의 스틸벤계 화합물을 추출,분리 및 정제할 수 있는 원료로는 대황, 장근, 호장근, 포도, 포도주, 딸기, 라스베리, 크렌베리, 오디, 자두, 코코아, 소나무 또는 땅콩 등을 예로 들 수 있다. 또한, 본 발명의 스틸벤계 화합물은 공지의 합성 방법에 의해 제조될 수도 있고, 시판되는 시약을 사용할 수도 있다.
본 발명의 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물은 약학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용될 수 있으며, 통상의 방법에 의해 제조되는 모든 염, 수화물 및 용매화물이 포함된다.
염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들어 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조한다. 동 몰량의 화합물 및 물 중의 산 또는 알콜(예, 글리콜 모노메틸에테르)을 가열하고, 이어서 상기 혼합물을 증발시켜 건조시키거나, 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다. 이때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고 유기산으로는 메탄술폰산, p-톨루엔술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 말레인산(maleic acid), 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산(fumaric acid), 만데르산, 프로피온산 (propionic acid), 구연산(citric acid), 젖산(lactic acid), 글리콜산(glycollic acid), 글루콘산(gluconic acid), 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산(glutaric acid), 글루쿠론산(glucuronic acid), 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 히드로아이오딕산 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되지 않는다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들어 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해시키고, 비용해 화합물 염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로서는 특히 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하나 이들에 제한되는 것은 아니다. 또한, 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은염(예, 질산은)과 반응시켜 얻을 수 있다.
상기 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물의 약학적으로 허용가능한 염은, 달리 지시되지 않는 한, 화학식 1 또는 화학식 2의 화합물에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성 기의 염을 포함한다. 예를 들어, 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드록시기의 나트륨, 칼슘 및 칼륨 염 등이 포함될 수 있고, 아미노기의 기타 약학적으로 허용가능한 염으로는 히드로브로마이드, 황산염, 수소 황산염, 인산염, 수소 인산염, 이수소 인산염, 아세테이트, 숙시네이트, 시트레이트, 타르트레이트, 락테이트, 만델레이트, 메탄술포네이트(메실레이트) 및 p-톨루엔술포네이트(토실레이트) 염 등이 있으며 당업계에서 알려진 염의 제조방법을 통하여 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 대황으로부터 스틸벤계 화합물의 추출, 분리 및 정제방법은 구체적으로 다음과 같다.
대황의 클로로포름 가용성 분획물을 클로로포름과 메탄올의 혼합용매를 사용하여 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 분리한다. 이때, 클로로포름과 메탄올은 100:1 내지 0:100 (v/v)인 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 분리된 활성분획의 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착 저해활성을 측정하여 그 중에서 가장 저해활성이 높은 분획들을 모아 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% 메탄올을 용출용매로 사용하여 역상 컬럼 크로마토그래피로 분리하고, 그 중 가장 저해활성이 높은 분획들을 모아 메틸렌 클로라이드와 메탄올의 혼합용매 (50:1~1:1, v/v)를 사용하여 실리카겔 칼럼 크로마토그래피로 분리한다. 상기 얻어진 최종 분획 중 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착 저해활성이 높은 분획들을 모아 55% 메탄올을 사용하여 5 ㎖/분으로 흘려주면서 HPLC로 최종 화합물을 분리한다.
이와 같이 분리된 본 발명의 화학식 1의 화합물은 10 ㎍/㎖ 에서 sICAM-1과 THP-1세포와의 접착을 약 80 % 저해하였고, 화학식 2의 화합물은 12.5 ㎍/㎖ 에서 80% 이상 저해하였으며 25 ㎍/㎖에서 ICAM-1 이 과발현된 CHO-ICAM-1 세포와 LFA-1 이 발현된 THP-1 세포 간의 접착을 약 80% 저해하였다. 또한, 본 발명의 화합물은 농도가 증가할수록 ICAM-1과 사람 단핵구 세포주인 THP-1 세포 간의 접착을 효과적으로 억제하였다 (도 3 내지 도 5). 따라서 본 발명의 화학식 1 또는 2의 화합물은 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 염증성 질환 또는 감염성 질환의 예방 및 치료에 적합하다.
본 발명에서 화학식 1 또는 화학식 2의 스틸벤계 화합물은 특이적으로 세포간접착인자-1(ICAM-1)과 백혈구 관련 항원-1(LFA-1; CD11a/CD18) 간의 결합을 저해함으로써, 단핵구, 호중구 및 임파구와 같은 혈구세포가 혈관내피세포에 접착하고 침투하는 것을 저해하여 세포간접착인자-1로 매개되는 염증성 질환 및 감염성 질환을 예방 또는 치료할 수 있다.
본 발명에서 "ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 질환"이란 ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 발생되는 질환으로서 염증성 질환과 감염성 질환을 포함한다.
본 발명에서 염증성 질환이란 전신성 홍반성 루푸스 및 경피증과 같은 다기관에 관련하는 자가면역질환; 궤양성 대장염 및 크론병 등을 포함하는 염증성 장 질환; 알츠하이머병, 다발성 경화증, 운동뉴런질환, 파킨슨병, 만성피로증후군과 같은 중추신경계 염증 질환; 아토피성 피부염, 건선, 아나필랙시스 및 피부염 같은 IgE 매개성(타입Ⅰ) 과민증을 포함하는 염증; 당뇨병성 망막증, 망막염, 황반 병성, 포도막염, 결막염과 같은 안 질환; 뇌졸증, 관상동맥질환, 심근경색, 불안정 협심증, 맥관염, 동맥경화증, 혈관협착, 베그너스(Wegener's) 육아종증, 처그-스트라우스(Churg-Strauss) 증후근 맥관염, 헤노크-숀레인(Henoch-Schonlein) 자반병, 가와사키병, 거대세포 동맥염과 같은 혈관질환; 관절염, 류마티스성 관절염, 강직성 척추염, 골관절염, 골다공증, 알레르기, 당뇨, 당뇨성 신장병, 급성 소아당뇨병, 애디슨씨병, 굿파스튜어 증후군, IgA 신장병, 신염, 신장염, 쇼그렌 증후군, 자가 면역 췌장염, 치주질환, 만성폐쇄성 폐질환, 급성 백혈병 매개 폐손상, 천식, 이식편 대 숙주 질환, 만성 골반 염증 질환, 자궁내막염, 비염, 종양전이, 이식 거부, 중풍, 뇌염, 수막염, 에이즈 치매, 섬유증, 유착형성, 만성 간염 및 결핵같은 만성적 염증질환, 다중경화 및 만성 전립선염 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명에서 감염성 질환이란 리노바이러스(rhinovirus), 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1 에 의한 감염성 질환을 포함한다.
본 발명의 대황 추출물, 이의 분획물, 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 특히 리노바이러스 또는 콕사키바이러스에 의한 감기증상의 개선 또는 감기의 예방 또는 치료에 적합하다.
본 발명에서 용어, "감기증상의 개선 또는 감기의 예방 또는 치료"란, 리노바이러스 또는 콕사키바이러스에 의한 감기의 예방 및 완전한 또는 부분적인 치료를 포함한다. 이는 또한 감기 증상의 감소, 감기 증상의 개선, 감기 또는 그 증상의 고통 경감, 감기 발생율 감소 또는 치료결과를 증가시키는 환자의 어떠한 다른 변화를 포함한다.
본 발명의 상기 조성물이 효과가 있는 리노바이러스 또는 콕사키바이러스에 의한 감기의 증상은 재채기, 콧물, 비강폐색(nasal obstruction), 코막힘, 후두염 또는 목의 통증, 기침, 목이쉼, 천식악화 및 두통, 열, 한기 및 컨디션이 좋지 않은 것과 같은 일반적인 증상 중 하나 또는 그 이상을 포함한다. 따라서 본 발명은 기침, 재채기, 콧물, 근육통, 인후염, 비강폐색, 후두염, 목의 통증, 쉰소리, 천식악화, 두통, 부비강에 대한 통증, 비염, 점막 종기, 인두염, 기관지염 오한, 한기 및 권태감 중 하나 또는 그 이상, 특히 후두염(sore throat)의 개선, 치료 또는 예방에 효과가 있다.
본 발명의 화학식 1의 화합물은 앞서 설명한 바와 같이 ICAM-1 과 THP-1 세포와의 접착을 효과적으로 억제하였으므로, ICAM-1을 수용체로서 사용하여 감염된다고 알려진 감기 바이러스인 리노바이러스 및 콕사키바이러스에 의한 감기에 예방 및 치료에 적합하다.
본 발명의 구체적인 실시예에서는, 화학식 1의 화합물의 리노바이러스에 대한 저해 효과를 측정하였는바, 화학식 1의 화합물을 바이러스와 섞어 1시간 반응 후 세포에 접종한 경우와, 바이러스를 먼저 세포에 접종하고 1시간 후 화학식 1의 화합물을 첨가(after 1h)한 경우에 모두 리노바이러스(HRV2) 저해활성이 우수하였으므로, 화학식 1의 화합물이 리노바이러스에 직접 작용하여 항바이러스 효능 및 바이러스 감염 예방 효과도 함께 나타낸다는 것을 확인할 수 있다(도 6 내지 도 8).
또한, 본 발명의 구체적인 실시예에서는, 화학식 1의 화합물의 콕사키바이러스에 대한 세포변성효과(Cytopathic effect)를 측정하였는바, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 60 μM에서 57.6%의 저해 활성을 나타내었으므로, 화학식 1의 화합물이 콕사키바이러스에 직접 작용하여 항바이러스 효능을 나타낸다는 것을 확인할 수 있다(표 1).
본 발명의 조성물은 사람 및 동물용 식료품, 제약학상 제품, 수의학용 제품, 화장품, 개인 위생 제품 및 가정 용품을 포함하는 다양한 제품에 사용될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 상기 조성물은 피부 외용제로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 연고제, 로션제, 스프레이제, 패취제, 크림제, 산제, 현탁제, 겔제 또는 젤의 형태의 피부 외용제로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 조성물은 식료품으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 마아가린, 지방 지속성(fat continuous) 또는 물 지속성(water continuous) 또는 양쪽 지속성(bicontinuous) 스프레드, 지방 감소된 스프레드, 초콜렛, 빵, 과자, 껌, 아이스크림, 아이스크림 코팅, 아이스크림 함유물, 드레싱, 마요네즈, 치즈, 크림 대체물, 건조 스프, 드링크, 시리얼 바, 소스, 스낵바, 유제품, 임상 영양식품 또는 소아 제제로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 조성물은 개인위생용품으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 비누, 화장품, 물티슈, 휴지, 샴푸, 피부 크림, 얼굴 크림, 치약, 구강청정제, 립스틱, 향수, 메이크-업, 파운데이션, 볼터치, 마스카라, 아이섀도우, 선스크린 로션, 모발 손질 제품, 에어프레쉬너 겔 또는 세정 겔로 사용할 수 있다.
본 발명의 대황 추출물 또는 이의 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물은 오랫동안 생약으로 사용되어 오던 약제인 대황으로부터 유래한 것이므로 독성 및 부작용 등의 문제가 없다.
본 발명의 염증성 질환 또는 감염성 질환의 예방 및 치료용 약학조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물 및 그 분획물 또는 화합물 1을 0.0001 내지 10 중량%로, 바람직하게는 0.001 내지 1 중량%를 포함한다.
본 발명의 대황 추출물, 그 분획물 또는 스틸벤계 화합물을 포함하는 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 대황 추출물, 그 분획물 또는 스틸벤계 화합물은 단독으로 또는 타 약학적 활성 추출물, 분획물 또는 화합물과의 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 대황 추출물, 그 분획물 또는 스틸벤계 화합물을 포함하는 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에서, 대황 추출물, 그 분획물 또는 스틸벤계 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 대황 추출물, 이의 분획물 또는 이로부터 분리된 화학식 1의 스틸벤계 화합물에 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 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 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, 동결건조 제제, 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 추출물, 그 분획물 또는 스틸벤계 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 대황 추출물 또는 그 분획물은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋으며, 스틸벤계 화합물은 1일 0.0001 내지 10mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 10mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명의 약학 조성물은 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, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에 따른 대황 추출물, 이의 분획물 또는 스틸벤계 화합물은, 특이적으로 세포간접착인자-1(ICAM-1)과 백혈구 관련 항원-1(LFA-1; CD11a/CD18)간의 결합을 저해함으로써, 단핵구, 호중구 및 임파구와 같은 혈구세포가 혈관내피세포에 접착하고 침투하는 것을 저해하여 세포간접착인자-1로 매개되는 염증성 질환 및 바이러스 감염성 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 효과를 나타낸다. 특히, 본 발명의 스틸벤계 화합물은 리노바이러스 또는 콕사키바이러스에 의한 감기 증상의 개선 또는 감기의 예방 및 치료에 우수한 효과를 나타내므로, 피부 외용제, 식료품, 화장품 및 개인위생용품 등에 폭넓게 적용할 수 있다.
도 1은 대황의 에탄올 추출물 및 클로로포름 분획물의 ICAM-1이 과발현된 CHO-ICAM-1세포와 LFA-1이 발현된 THP-1세포간의 접착저해 활성을 나타낸 도이다.
도 2는 대황의 클로로포름 추출물의 soluble ICAM-1 (sICAM-1)과 LFA-1이 발현된 THP-1세포간의 접착저해활성을 나타낸 도이다.
도 3는 대황의 클로로포름 추출물로부터 분리된 스틸벤계 성분인 화학식 1의 soluble ICAM-1 (sICAM-1)과 LFA-1이 발현된 THP-1세포간의 접착저해활성을 나타낸 도이다.
도 4는 대황의 클로로포름 추출물로부터 분리된 스틸벤계 성분인 화학식 2의 soluble ICAM-1 (sICAM-1)과 LFA-1이 발현된 THP-1세포간의 접착저해활성을 나타낸 도이다.
도 5는 대황의 클로로포름 추출물로부터 분리된 스틸벤계 성분인 화학식 2의 ICAM-1이 과발현된 CHO-ICAM-1세포와 LFA-1이 발현된 THP-1세포간의 접착저해 활성을 나타낸 도이다.
도 6은 대황의 클로로포름 추출물로부터 분리된 스틸벤계 성분인 화학식 1의 화합물의 리노바이러스 (HRV-2, 3, 14) 저해활성을 나타낸 도이다.
도 7은 화학식 1의 화합물을 바이러스와 섞어 1시간 반응 후 세포에 접종한 것(before 1h)과 바이러스를 먼저 세포에 접종하고 1시간 후 화학식 1의 화합물을 첨가(after 1h)하여 리노바이러스(HRV2) 저해활성을 나타낸 도이다.
도 8은 WI-38 세포주에 바이러스를 접종하지 않은 현미경 사진과 각 HRV-2, HRV-3, HRV-14주를 접종한 현미경사진, 그리고 각각의 바이러스와 화학식 1의 화합물을 100 mM 첨가하였을 때의 현미경 사진을 나타낸 도이다.
이하, 본 발명을 실시 예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시 예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 : 대황으로부터 스틸벤 화합물의 추출, 분리 및 정제
1. 대황으로부터 추출
대황은 물로 깨끗이 세척하여 그늘에서 건조한 후, 와링 브랜드로 분말화 시켰다. 분말화된 대황 5.5 ㎏을 에탄올 20 ℓ에 넣고 실온에서 3일간 냉침 추출한 후, 여지(와트만사, 미국)로 감압 여과한 다음, 여과 추출물은 진공회전농축기로 실온에서 에탄올 용매를 제거한 후 추출된 잔사로서 대황 조추출물 500g을 수득하였다.
상기 조추출물에서 활성물질을 분리, 정제하기 위하여, 대황 조추출물은 물 1 ℓ 에 현탁 시킨후 동량의 n-헥산 가하여 혼합하여 분획하였으며, 이 과정을 4회 반복하여 n-헥산 분획 물 4 ℓ를 수득하였다. 또한, 수가용성 분획물 1 ℓ에 등량의 클로로포름을 가하여 혼합하여 분획하고, 이 과정을 4회 반복하여 수가용성 분획 물 1 ℓ및 클로로포름 가용성 분획 물 4 ℓ를 얻은 후, 이 클로로포름 가용성 분획 물을 감압 농축하여 클로로포름 가용 추출물 100 g 을 수득하였다.
2. 클로로포름층의 분리 및 정제
상기에서 얻은 클로로포름 가용 추출물 중 50 g을, 클로로포름:메탄올 = (100/0 ~ 1/1)로 구성된 단계농도 구배(step gradient) 용매 시스템을 이용하여 실리카겔의 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 활성분획을 분리하였다.
상기 활성분획 중 세포간 접착 저해활성이 가장 높은 22번 분획 (1.23 g)은 용출 용매로 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 100% 메탄올을 사용하여 역상 컬럼 크로마토그래피(reversed-phase column chromatography, ODS gel)로 활성분획을 분리하였다. 상기 분획 중 저해활성이 가장 높은 22-1번 분획을 메틸렌클로라이드:메탄올 = (50/1 ~ 1/1)로 구성된 단계농도 구배(step gradient) 용매 시스템을 이용하여 실리카겔의 컬럼 크로마토그래피를 사용하여 활성분획을 분리하였다. 상기활성 분획중 22-1-2 분획 532.23 mg 은 55% 메탄올을 사용하여 각각 5 ㎖/분으로 흘려주면서, 고속액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography; HPLC, YMC Jsphere ODS H-80, 250 ×20 ㎜)를 실시하여 활성물질 즉, 화합물 1 (50 mg)과 2 (170 mg)를 얻었다.
3. 화학식 1의 화합물의 이화학적 특성
완전히 분리 정제된 화합물 1는 흰색분말상의 물질로, 13C-NMR (75 MHz, acetone)에서 모두 10개의 signal이 관찰되었다. 저자장 영역에서는 oxygenated-olefine 4급탄소 signal(159.4, 158.0)이 2개, olefine 4급 탄소 (140.8)가 1개, 그리고 7개의 olefine methine (129.8, 129.0, 128.6, 126.7, 116.3, 105.6, 102.5)이 관찰되었다. 1H-NMR 에서는 6.76 ppm과 7.08 ppm에서 trans -CH=CH- 의 methine signal이 관측되었으며, 6.82 ppm과 7.40 ppm에서는 벤젠 고리에서 유래되는 methine signal이 관측되었다. 이를 종합해 볼 때 이 화합물이 스틸벤계 화합물임을 알 수 있었고, 문헌 값 (Nonaka, G. I., Minami, M. and Nishioka, I. 1977, Studies on Rhubarb (rhei rhizoma) Ш stilbene glycoside [J]: Chem . Pharm . Bull. 25 (9): 2300-2305)과 비교하여 레스베라트롤 (resveratrol) 로 결정하였고, 이를 본 발명에서는 화학식 1의 화합물로 기재하였으며, 화학식 1의 이화학적 특성은 다음과 같다.
[화학식 1]
Figure 112010010257336-pat00003
(1) 물질의 성상: 흰색 분말상
(2) 물질의 분자식과 분자량: C14H12O3, 228
(3) 수소 핵자기 공명스펙트럼[300 MHz, acetone-d6, δ(ppm)]: 6.28 (1H, t, 2, C4-H), 6.55 (2H, d, 2, C2'6'-H), 6.76 (1H, d, 17, trans -CH=CH-), 7.08 (1H, d, 17, trans -CH=CH-), 6.82 (2H, d, 9, arom.), 7.40 (2H, d, 9, arom.), 8.23 (3H, br s, OH, D2O exchangeable)
(4) 탄소 핵자기 공명스펙트럼[75 MHz, acetone-d6, δ(ppm)]: 126.7, 129.8, 158.0, 116.3, 128.6, 129.0, 140.8, 105.6, 159.4, 102.5,
4. 화학식 2의 화합물의 이화학적 특성
완전히 분리 정제된 화합물 2는 갈색분말상의 물질로, 13C-NMR (75 MHz, CD3OD)에서 모두 13개의 signal이 관찰되었다. 저자장 영역에서는 oxygenated-olefine 4급탄소 signal(159.65, 148.95, 147.67)이 3개, olefine 4급 탄소 (141.11, 132.18)가 2개, 그리고 7개의 olefine methine (129.35, 127.82, 120.04, 113.57, 112.69, 105.84, 102.79)이 관찰되었고, 고자장 영역에서는 1개의 methoxy (56.39) signal이 관찰되었다. 1H-NMR 에서는 6.00 ppm에서 7.00 ppm 사이에서 9개의 olefine methine signal이 관측되었으며, 3.84 ppm에서는 singlet methyl signal이 관측되었다. 이를 종합해 볼 때 이 화합물이 스틸벤계 화합물임을 알 수 있었고, 문헌 값(Kashiwada, Y., Nonaka, G. and Nishioka I. 1984, studies on rhubarb. VI. isolation and characterization of stilbenes in pepper: Chem . Pharm. Bull . 32, 3501-3517)과 비교하여 라폰티제닌 (rhapontigenin) 으로 결정하였고, 이를 본 발명에서는 화학식 2의 화합물로 기재하였다.
[화학식 2]
Figure 112010010257336-pat00004

(1)물질의 성상: 갈색분말상
(2)물질의 분자식과 분자량: C13H14O4, 234
(3)수소 핵자기 공명스펙트럼[300 MHz, 메탄올-d4, δ(ppm)]: 7.0 (1H, d, J= 1.8 Hz, H-2'), 6.92 (1H, dd, J= 8.1, 2.4 Hz, H-6'), 6.86 (1H, d, J= 8.7 Hz, H-5'), 6.82 (1H, d, J= 13.5 Hz, olefinic H), 6.78 (1H, d, J= 16.5 Hz, olefinic H), 6.44 (2H, d, J= 1.8 Hz, H-2, 6), 6.17 (1H, t, J= 2.0 Hz, H-4), 3.84 (3H, s, OCH3)
(4)탄소 핵자기 공명스펙트럼[75 MHz, 메탄올-d4, δ(ppm)]: 159.65 (C-3, 5), 148.95 (C-4'), 147.67 (C-3'), 141.11 (C-1), 132.18 (C-1'), 129.35 (C-b), 127.82 (C-a), 120.04 (C-6'), 113.57 (C-2'), 112.69 (C-5'), 105.84 (C-2, 6), 56.59 (OCH3)
실험예 1. 대황 추출물 및 화합물 1의 세포간 접착 저해활성측정
CHO-ICAM-1과 CHO-K1 세포는 각각 1x104 cells/200 ㎖ 및 1x105 cells/200 ㎖을 시딩(seeding) 후 96-웰 플레이트에서 3일간 배양하였다. THP-1 세포(1x106 cells/㎖)는 BCECF-AM(5 mM) 첨가 후 30~60분간 37 ℃에서 반응시켜 형광 라벨링한 뒤 RPMI 1640 배지로 1회 세척하였다. 1x106 cells/㎖로 조절한 THP-1 세포를 CHO-ICAM-1 또는 CHO-K1 세포가 완전히 자란 상태의 96-well plate에 100 μl씩 처리하였다. 이 96-웰 플레이트에 LFA-1의 활성을 증가시키는 LFA-1/2 항체 (500 ng/㎖) 및 시료를 5 ㎖씩 처리한 후 30분간 37 ℃에서 반응시켰다. 반응 후 결합하지 않은 THP-1 세포를 제거하기 위하여 배지를 150 μl씩 넣고 sealing 한 후 96-웰 플레이트를 뒤집어 30분간 상온에서 방치하였다. 배지는 제거하고, PBS로 3회 세척한 뒤 PBS(1% Triton X-100)로 Cell을 가용화 시킨 뒤 형광(ex. 485, em. 592)을 측정하였다.
시료로서, 대황의 에탄올 추출물 및 클로로포름 분획을 세포배양액에 첨가하여 세포접착저해 활성을 측정하였고, 그 결과, 대황의 에탄올 추출물 및 클로로포름 분획은 LFA-1/2 항체에 의해 유도된 세포접착을 농도 의존적으로 저해함을 확인하였다(도 1). 또한, 대황 클로로포름 분획으로부터 분리정제된 화학식 1로 표시되는 스틸벤계 화합물의 IC50 값은 16.4 μg/㎖로 나타났다(도 3). 양성 대조군으로는 로바스타틴 (lovastatin)을 사용하였다.
실험예 2. sICAM -1과 THP - 1세포와의 결합저해 활성
재조합 sICAM-1 (R&D Systems, Abingdon, UK)을 10 μg/㎖ (in PBS)로 희석한 후, 96-well plate에 100 μl씩 넣고 4 ℃에서 12시간 반응 시켰다. PBS로 1회 세척하고, 10 mg/㎖ BSA를 100 μl 씩 넣고 상온에서 1~2시간 블로킹(blocking)하였다. THP-1 cells (1x107 cells/㎖)는 BCECF-AM (5 μM) 첨가 후 30~60분간 37℃에서 반응시켰다. THP-1 세포를 PBS로 세척하고 LFA-1/2 항체 (500 ng/㎖)처리하여 37 ℃에서 10~20분간 반응시킨 후 THP-1 세포와 시료를 재조합 sICAM-1이 코팅되어있는 플레이트의 각 웰에 100 μl 씩 넣고 37 ℃에서 30~60분간 반응시켰다. 반응 후 결합하지 않은 THP-1 세포를 제거하고, PBS로 3회 washing 하였다. PBS (1% Triton X-100)로 Cell을 가용화 시킨 뒤 형광 (ex. 485, em. 592)을 측정하였다.
대황의 클로로포름 분획은 50 μg/㎖의 농도에서 sICAM-1과 THP-1세포와의 접착을 약 70% 저해하였다(도 2).
양성 대조군으로는 로바스타틴 (lovastatin)을 사용하였고, 본 발명의 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물의 IC50값은 7.3 μg/㎖로 나타났다(도 4). 또한, 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물은 25 μg/㎖농도에서 ICAM-1이 과발현된 CHO-ICAM-1 과 THP-1세포와의 접착을 약 80% 저해하였다 (도 5).
실험예 3. 화학식 1의 화합물의 리노바이러스에 대한 저해 효과 측정
화학식 1의 화합물의 리노바이러스 (HRV-2, 3, 14)에 대한 저해효과를 측정하기 위하여, 사람의 폐포 섬유아세포주(human lung fibroblast)인 WI-38 (ATCC: CCL-75)을 이용하여 다음과 같은 in vitro 실험을 수행하였다.
먼저, 96 웰 마이크로플레이트에 WI-38 세포를 각 웰 당 1 X 105/ well 이 되도록 넣고 배지 EMEM (penicillin 100 units, streptomycin 100 μg, 10% FBS)로 배양하였다. WI-38 세포가 monolayer가 되면 항생제만 포함된 EMEM 배지로 2회 세척하였다. HRV-2, HRV-3, HRV-14주를 각각 100 TCID50이 되도록 희석하여 EP 튜브에 담아 두었다. 여기에 DMSO (dimethylsulfoxide)로 희석한 화학식 1의 화합물이 최종 농도가 100 μM, 60 μM, 30 μM, 10 μM, 1 μM로 각 튜브에 넣은 후 4℃에서 1시간 동안 반응 시켰다. 1시간 후 미리 세척한 WI-38 세포에 한 농도 당 3 웰에 각각 접종하였다.
한편, 항바이러스 효과가 알려진 인터페론 알파(INF-α)와 비감염, 비투여 대조군(Control) 및 감염, 비투여 대조군(Virus control)을 동일한 조건에서 1시간 반응 후 WI-38 세포에 접종하여 33℃에서 배양한다. 감염, 비투여 대조군에서 완전히 세포변성효과(Cytopathic effect, CPE)가 나올 때 까지 3-4일간 배양하였다. 도립현미경으로 매일 세포 상태를 배율 50X 관찰하여 사진을 찍었다. 배양 3-4일 후 세포 생존률을 알아보기 위하여 Cell Counting kit-8 (Dojin, Japan, tetrazolium salt WST-8)을 각 웰당 10 μl 씩 넣은 후 33℃에서 2시간 반응시킨 후 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때, DMSO만 처리한 세포와 DMSO 및 HRV-2, HRV-3, HRV-14를 처리한 세포를 대조군으로 사용하여 비교한 본 발명의 화합물이 나타내는 리노바이러스 저해 효과를 결정하였다.
그 결과, 양성 대조군으로 사용한 인터페론 알파(INF-α)는 HRV-2에서는 22%로 낮은 저해 능력을 보였고, HRV-3와 HRV-14에서는 각각 55.6%, 80.8%로 저해 능력을 나타내었다. 본 발명의 화학식 1의 화합물은 HRV-2와 HRV-3에서는 60 μM에서 각각 100%, 78%의 높은 저해 활성을 나타내었으며, HRV-14주의 경우 90 μM에서 100% 저해 활성을 나타내었다(도 6). 또한 도립현미경 상에서 세포 형태를 관찰한 결과, 바이러스만을 접종한 것 (HRV-2, 3, 14)은 WI-38세포가 거의 파괴되어 100% 세포 변성효과가 나왔으나, 바이러스와 화학식 1의 화합물을 100 μM를 처리한 군은 WI-38 세포가 아무것도 처리하지 않은 대조군과 유사한 것을 확인하였다(도 8).
또한, 화학식 1의 화합물을 HRV-2주의 감염 전과 감염 후 투여를 비교한 실험을 수행하기 위하여, 감염 후 화학식 1의 화합물의 바이러스 저해 활성을 알아보았다. 이를 위하여, 항생제만 포함된 EMEM 배지로 2회 세척한 WI-38 세포 리노바이러스(HRV-2)를 접종하여 1시간 동안 33℃에서 배양하였다. 1시간 후 접종한 바이러스액을 모두 제거하고, 화학식 1의 화합물이 최종 농도가 100 μM, 60 μM, 30 μM, 10 μM 1 μM 가 되도록 배지에 첨가하여 바이러스가 접종된 WI-38 세포에 넣어주었다. 이후, 위와 동일한 방법으로 본 발명의 화합물이 나타내는 리노바이러스 저해 효과를 결정하였다.
그 결과, HRV-2 를 화학식 1의 화합물과 먼저 1시간 동안 반응시킨 후 감염 시킨 경우 60 μM에서 100% 바이러스 억제 활성을 보였으며 IC50 값은 13 μM이었다. 또한 바이러스를 먼저 감염시키고 1시간 후에 화학식 1의 화합물을 투여한 경우 같은 농도에서 71.6% 억제 활성을 보였으며 IC50 값은 36 μM이었다. (도 7).
이상의 결과로부터, 화학식 1의 화합물은 감기바이러스인 리노바이러스의 다양한 주 (HRV-2, HRV-3, HRV-14)에 모두 좋은 항바이러스 효능을 확인할 수 있었으며, 또한 바이러스에 직접 작용하여 바이러스 감염 예방효과도 함께 나타내는 것으로 판단된다.
실험예 4. 화학식 1의 화합물의 콕사키바이러스에 대한 저해 효과 측정
화학식 1의 화합물의 콕사키바이러스A21에 대한 저해효과를 측정하기 위하여, 사람의 자궁경부암 세포주인 H1-HeLa (ATCC:CRL-1958)을 이용하여 다음과 같은 in vitro 실험을 수행하였다.
먼저, 96 웰 마이크로플레이트에 H1-HeLa 세포를 각 웰 당 1 x 105/ well 이 되도록 넣고 배지 EMEM (penicillin 100 units, streptomycin 100 μg, 10% FBS)로 배양하였다. H1-HeLa 세포가 monolayer가 되면 항생제만 포함된 EMEM 배지로 2회 세척하였다. 콕사키바이러스A21주를 200 TCID50 /0.1 ml이 되도록 희석하여 EP 튜브에 담아 두었다. 여기에 DMSO (dimethylsulfoxide)로 희석한 화학식 1의 화합물이 최종 농도가 60 μM, 30 μM, 10 μM로 각 튜브에 넣은 후 4℃에서 1시간 동안 반응 시켰다. 1시간 후 미리 세척한 H1-HeLa 세포에 한 농도 당 3 웰에 각각 접종하였다.
한편, 감염, 비투여 대조군 (Virus control)을 동일한 조건에서 1시간 반응 후 H1-HeLa 세포에 접종하여 33℃에서 배양한다. 감염, 비투여 대조군에서 완전히 세포변성효과 (Cytopathic effect, CPE)가 나올 때 까지 3-4일간 배양하였다. 배양 3-4일 후 세포 생존률을 알아보기 위하여 Cell Counting kit-8 (Dojin, Japan, tetrazolium salt WST-8)을 각 웰당 10 μl 씩 넣은 후 33℃에서 2시간 반응시킨 후 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 이때, DMSO만 처리한 세포와 DMSO 및 콕사키바이러스A21을 처리한 세포를 대조군으로 사용하여 비교한 본 발명의 화합물이 나타내는 콕사키바이러스A21의 저해 효과를 결정하였다.
그 결과, 본 발명의 화학식 1의 화합물은 60 μM에서 57.6%의 저해 활성을 나타내었다 (표 1).
이상의 결과로부터, 화학식 1의 화합물은 리노바이러스와 같이 ICAM-1을 세포수용체로 이용하여 감염되는 감기바이러스인 콕사키바이러스 A21에서도 항바이러스 효능을 확인할 수 있었다.
화합물 용량(Dose) 세포변성효과(Cytopathic effect)
(Inhibition %)

화학식 1의 화합물		 10μM 14.3±5.2
30μM 22.4±4.4
60μM 57.6±4.1
실험예 5. 실험용 생쥐에 대한 경구투여 급성독성 시험
6 주령의 특정병원부재(SPF) SD계 랫트(rat)를 군당 5 마리씩으로 나누어, 본 발명의 대황 추출물, 그의 각 분획물, 화학식 1 또는 화학식 2의 스틸벤계 화합물을 0.5% 메틸셀룰로오즈 용액에 현탁하여 10 mg/kg의 용량으로 단회 경구투여 하였다. 투여 후 동물의 폐사여부, 임상증상, 체중변화를 관찰하고 혈액학적 검사와 혈액생화학적 검사를 실시하였으며 부검하여 육안으로 복강장기와 흉강장기의 이상여부를 관찰하였다.
그 결과, 본 발명의 시료를 투여한 동물에서는 특기할 만한 임상증상이나 폐사된 동물은 없었으며 체중변화, 혈액검사, 혈액생화학적 검사, 부검소견 등에서도 독성변화는 관찰되지 않았다. 실험한 상기 화합물은 랫트에서 10 mg/kg까지 독성변화를 나타내지 않았으며 경구 투여 최소치사량(LD50)은 10 mg/kg 이상인 물질로 판단되었다.
제제예 1. 산제의 제조
대황 추출물, 그 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물 0.1 g
유당 1.5 g
탈크 0.5 g
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
제제예 2. 정제의 제조
대황 추출물, 그 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물 0.1 g
락토스 7.9 g
결정성 셀룰로오스 1.5 g
마그네슘 스테아레이트 0.5 g
총량 10 g
상기의 성분들을 혼합한 후 직타법(direct tableting method)에 의해 정제를 제조한다. 각 정제의 총량은 500 ㎎이고, 그 중 유효성분의 함량은 50 ㎎이다.
제제예 3. 분말제의 제조
대황 추출물, 그 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물 0.1 g
옥수수전분 5 g
카르복시 셀룰로오스 4.9 g
총량 10 g
상기에 나열된 성분들을 잘 혼합하여 분말을 제조한다. 경질 캡슐에 분말 500 ㎎을 넣어 캡슐제를 제조한다.
제제예 4. 주사제의 제조
대황 추출물, 그 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물 0.1 g
주사용 멸균 증류수 적량
pH 조절제 적량
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당(2㎖) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
제제예 5. 액제의 제조
대황 추출물, 그 분획물, 또는 화학식 1 또는 2의 화합물 0.1 g
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬행을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ㎖로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물을 포함하는 대황 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 감염성 질환인 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112010049647353-pat00015

    [화학식 2]
    Figure 112010049647353-pat00016
  2. 제1항에 있어서, 상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜 및 이들의 혼합 용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 추출한 추출물인 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 저급 알콜 용매는 메탄올, 에탄올 및 부탄올로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분획물은 물 분획물, n-헥산 분획물 또는 클로로포름 분획물인 조성물.
  5. 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 스틸벤계 화합물을 유효성분으로 포함하는, ICAM-1과 LFA-1 매개성 세포접착에 의해 유발되는 감염성 질환인 리노바이러스, 콕사키바이러스, 말라리아 또는 HIV-1에 의한 감염성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112010010257336-pat00005

    [화학식 2]
    Figure 112010010257336-pat00006
  6. 제5항에 있어서, 상기 스틸벤계 화합물은 대황, 장근, 호장근, 포도, 포도주, 딸기, 라스베리, 크렌베리, 오디, 자두, 코코아, 소나무 또는 땅콩으로부터 분리된 것인 조성물.
  7. 제1항 또는 제5항의 조성물을 포함하는 피부 외용제.
  8. 제7항에 있어서, 연고제, 로션제, 스프레이제, 패취제, 크림제, 산제, 현탁제, 겔제 또는 젤의 형태인 피부 외용제.
  9. 제1항 또는 제5항의 조성물을 포함하는 식료품.
  10. 제9항에 있어서, 마아가린, 지방 지속성(fat continuous) 또는 물 지속성(water continuous) 또는 양쪽지속성(bicontinuous) 스프레드, 지방 감소된 스프레드, 초콜렛, 빵, 과자, 껌, 아이스크림, 아이스크림 코팅, 아이스크림 함유물, 드레싱, 마요네즈, 치즈, 크림 대체물, 건조 스프, 드링크, 시리얼 바, 소스, 스낵바, 유제품, 임상 영양식품 및 소아 제제로 구성되는 군으로부터 선택되는 식료품.
  11. 제1항 또는 제5항의 조성물을 포함하는 개인위생용품.
  12. 제11항에 있어서, 비누, 화장품, 물티슈, 휴지, 샴푸, 피부 크림, 얼굴 크림, 치약, 구강청정제, 립스틱, 향수, 메이크-업, 파운데이션, 볼터치, 마스카라, 아이섀도우, 선스크린 로션, 모발 손질 제품, 에어프레쉬너 겔 및 세정 겔로 구성되는 군으로부터 선택되는 개인위생용품.
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