KR101231583B1 - 밀겨 추출물로부터 분리한 유효물질을 이용한 비만 개선제 조성물 - Google Patents

밀겨 추출물로부터 분리한 유효물질을 이용한 비만 개선제 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 밀겨 추출물로부터 분리한 활성물질인 타치오시드(tachioside) 또는 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 이용한 비만 개선제 조성물을 개시한다. 상기 활성물질들은 인슐린에 의해 분화 촉진된 지방전구세포의 지방세포로의 분화를 억제하고 지방의 축적을 억제하며, 또한 지방세포의 분화에 중추적으로 관여하는 전사인자인 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현을 억제하는 활성을 가지고 있다.

Description

밀겨 추출물로부터 분리한 유효물질을 이용한 비만 개선제 조성물{Composition for Improving Obesity Using Effective Compounds Isolated from Wheat Bran}
본 발명은 밀겨(Wheat Bran) 추출물로부터 분리한 유효물질을 이용한 비만 개선제 조성물에 관한 것이다.
최근 경제 발전에 따른 생활 수준의 향상, 바쁜 생활 환경에 따른 운동 부족, 영양의 과잉 섭취 등으로 비만 인구가 급속히 늘고 있다. 우리나라의 비만 인구 비율은 성인 여성의 경우 1995년 11.7%이던 것이 2001년 29.4%, 성인 남성의 경우 1995년 18.0%이던 것이 2001년 32.6%로 빠른 증가세를 보이고 있다(보건복지부, 2007).
비만은 에너지의 섭취와 소모의 불균형으로 인하여 체내에 에너지가 과잉으로 축적되어 지방조직이 비정상적으로 증가된 상태를 말한다(Clinical Endocrinology 28:675-689, 1998; Clinical Obesity (eds. Kopelman PG, Stock MJ) 248-89 (Blackwell Science, Oxford 1998). 임상적으로는 남자는 체지방이 체중의 25%, 여자는 체중의 30% 이상일 때 비만으로 보며, 임상적으로는 BMI(Body Mass Index: 체질량지수)가 30.0 이상인 경우를 비만으로 정의한다.
비만의 원인으로는 고지방·고열량의 식생활, 바쁜 사회적 환경에 따른 운동 부족, 내분비 이상 등 환경적 요인과 유전적 요인을 들 수 있는데, 이 중 비만의 50 내지 70% 정도가 환경적 요인에 의한 것으로 알려져 있고, 나머지가 유전적 요인에 의한 것으로 알려져 있다.
체내 에너지는 지방세포에 중성지방(triglyceride) 형태로 저장되었다가 체내 에너지원이 고갈되면 저장되었던 지방이 유리지방산과 글리세롤로 분해되어 에너지원으로 사용되게 되지만, 에너지의 과잉 섭취는 지방세포의 분화를 촉진하고 체내 저장 지방량을 증가시켜 비만의 직접적인 원인이 된다.
지방세포는 지방전구세포로부터 분화하여 만들어지는데, 이러한 지방세포의 분화에는 PPARγ(peroxisome proliferator-activated receptor γ), C/EBP family(CCAAT/enhancer binding proteins; C/EBRα, C/EBRβ 및 C/EBRδ) ADD1/SREBP1c(adipocyte determination differentiation factor 1)/(sterol regulatory element binding protein 1c)라고 불리는 전사인자들이 중추적인 역할을 담당하고 있는 것으로 알려져 있다(Genes De 2000, 14(11) 1293~1307). 이들 전사인자는 지방세포의 분화 과정 중 각기 다른 시점에서 발현이 유도되며 서로 상호작용을 통하여 여러 지방세포 특이 유전자들의 발현을 조절하고, 지방대사의 활성화와 지방세포 분화를 점진적으로 유도해 나간다(Physiol Rev 1998, 78(3):783~809; Annu Rev Biochem 2008, 77:289~312; Genes Dev 1996, 10:1096~1107).
따라서 지방전구세포의 지방세포로의 분화 억제 및/또는 지방세포에서 지방 축적을 억제하는 활성을 갖거나, PPARγ, C/EBRα, 및/또는 ADD1/SREBP1c의 발현을 억제하는 활성을 갖는 것은 비만 개선제로 활용될 수 있다. 유효성분으로서 징코라이드 에이(ginkgolide A) 또는 빌로발라이드(bilobalide)를 개시하고 있는 대한민국 특허 제920648호, 유효성분으로서 진세노사이드(ginsenoside)-Rf 또는 화합물 K(Compound K)를 개시하고 있는 대한민국 특허 제847252호, 유효성분으로서 올티프라즈를 개시하고 있는 대한민국 특허 제576157호 등이 이러한 예에 속한다.
본 발명도 밀겨 추출물로부터 분리한 유효물질의 지방세포로의 분화 억제 및 지방 축적 억제 활성을 갖고 또한 PPARγ, C/EBRα, ADD1/SREBP1c의 발현 억제 활성 등을 갖는다는 점에 기초하여 완성된 것이다.
본 발명의 목적은 밀겨 추출물로부터 분리한 유효물질을 이용한 비만 개선제 조성물을 개시하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.
본 발명은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 밀겨 추출물로부터 분리한 아래의 화합물인 타치오시드(tachioside; methoxy-hydroquinone-4-β-D-glucopyranoside)와 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)이 인슐린에 의해 분화 촉진된 지방전구세포의 지방세포로의 분화를 억제하고 지방의 축적을 억제하며, 또한 지방세포의 분화에 중추적으로 관여하는 전사인자인 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현을 억제하는 활성을 확인함으로써 완성된 것이다.
상기 화합물 중 타치오시드는 사탕수수 당밀(sugarcane molasses), 청사조(Berchemia racemosa), 대나무 줄기(bamboo culm) 등으로부터 분리된 바 있는 물질이며[J. Agr. Food Chem. 31: 545-548 (1983); Phytochemistry 26: 2811-2814 (1987); Food Sci. Biotechnol. 17(6):1376 ~ 1378 (2008)], 상기 화합물 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산의 경우는 감초(licorice), 타로(Colocasia antiquorum) 등으로부터 분리된 바 있는 물질이다[Izv Akad Nauk SSSR Biol. 6:932-6 (1988); Phytochemistry 28: 2613-2615 (1989)].
상기 각 화합물의 화학구조식 및 IUPAC 명칭은 아래의 [화학식 1] 및 [화학식 2]에서 확인할 수 있다.
[화학식 1]
타치오시드
Figure 112010051625194-pat00001

[화학식 2]
9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산
Figure 112010051625194-pat00002
전술한 바를 고려할 때, 본 발명의 비만 개선제 조성물은 밀겨 추출물로부터 분리한 [화학식 1]의 화합물 및/또는 [화학식 2]의 화합물을 유효성분으로 포함함을 특징으로 한다.
본 명세서에서, 상기 "밀겨"는 말분이라고도 하는 것으로서, 밀(wheat)을 도정하는 과정에서 얻어지는 부산물을 의미한다. 이러한 부산물은 통상 밀가루가 되는 배유를 제외하고 과피와 배아로 구성되게 된다.
또한 본 명세서에서, 상기 "추출물"이란 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜, 에틸렌, 아세톤, 헥산, 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디클로로메탄, N, N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합 용매를 사용하여 얻어진 조추출물과 그 추출물을 상기 열거한 용매 중 하나 이상으로 분획하여 얻어진 분획물을 말한다. 추출 방법은 유효성분의 추출 정도, 보존 정도를 고려하여 냉침, 환류, 가온, 초음파 방사 등 임의의 방식을 적용될 수 있다. 분획된 추출물의 경우 상기 조추출물을 특정 용매에 현탁시킨 후 극성이 다른 용매와 혼합·정치시켜 얻은 분획물, 상기 조추출물을 실리카 겔 등이 충진된 칼럼에 흡착시킨 후 소수성 용매, 친수성 용매 또는 이들의 혼합 용매를 이동상으로 하여 얻은 분획물을 포함하는 의미이다. 또한 상기 추출물의 의미에는 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조 등의 방식으로 추출 용매가 제거된 농축된 액상의 추출물 또는 고형상의 추출물이 포함된다.
또한 본 명세서에서, 상기 "비만"이란, 그것이 유전적 요인에 의한 비만이든 또는 환경적 요인에 의한 비만이든 지방조직이 비정상적으로 증가된 상태를 의미하며, 체질량지수의 구분에 따른 비만(BMI이 30.0 이상인 경우)과 과체중(BMI이 25~30인 경우)을 포함하는 의미이다.
또한 본 명세서에서, 상기 "유효성분"이란 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
또한 본 명세서에서, 상기 "비만 개선"이란 비만의 예방, 비만의 치료를 포함하여, 체지방의 감소 및/또는 체중의 감소를 포함하는 의미이다.
본 발명의 비만 개선제 조성물은 그 유효성분을 비만 개선 활성을 나타낼 수 있는 한 용도, 제형, 배합 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함할 수 있는데, 통상적인 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.001 중량 % 내지 99.990 중량 % 범위 내에서 결정될 것이다. 여기서 "유효량"이란 비만 개선 효과를 유도할 수 있는 유효성분의 양을 말한다. 이러한 유효량은 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물이 적용(처방)될 수 있는 대상은 포유동물 및 사람이며, 특히 사람인 경우가 바람직하다.
다른 측면에 있어서, 본 발명은 밀겨 추출물로부터 분리한 상기 [화학식 1]의 화합물 및/또는 [화학식 2]의 화합물을 유효성분으로 포함하는 다이어트용 조성물에 관한 것이다.
본 명세서에서 "다이어트"란 체중 상태가 비만이나 과체중은 아니지만 미용이나 건강 목적으로 체중/체지방의 감소가 바람직하거나 필요한 상태로서 정의된다. 통상 본 발명의 다이어트용 조성물은 정상인의 미용이나 건강 목적으로 사용하기 위하여 제조·사용될 것이다.
본 발명의 다이어트용 조성물에 있어서, 밀겨 추출물의 의미, 그것의 유효량 등과 관련하여서는 상기 본 발명의 비만 개선제 조성물과 관련하여 전술한 바가 그대로 유효하다.
또 다른 측면에 있어서, 본 발명은 밀겨 추출물로부터 분리한 상기 [화학식 1]의 화합물 및/또는 [화학식 2]의 화합물을 유효성분으로 포함하는 인슐린 저항성 개선제 조성물에 관한 것이다.
비만은 인슐린 저항성의 여러 원인 중 하나에 해당한다. 고도비만에서 인슐린 저항성이 발병하지 않는 경우도 있지만, 인슐린 저항성과 비만은 밀접한 상관관계가 있어, 일반적으로 비만이 심할수록 특히 내장 비만(visceral obesity)이 심할수록 인슐린 저항성도 심해진다고 알려져 있다.
지방세포는 생리활성물질인 아디포사이토카인을 분비하는데, 이 아디포사이토카인은 대사의 항상성을 유지하는데 중요한 역할을 하지만, 비만 즉 지방의 과도한 축적 상태가 되면 이 아디포사이토카인의 생성·분비가 과잉 또는 과소가 되어 균형이 파괴됨으로써 인슐린 저항성이 야기되는 것으로 이해되고 있다.
아디포사이토카인 중에는 인슐린 감수성을 항진시키는 것과 인슐린 저항성을 야기시키는 것이 있으며, 전자의 대표적인 경우가 아디포넥틴(adiponectin)과 렙틴(leptin), AMPK(AMP-의존성 단백질 키나아제)이며, 후자의 대표적인 경우가 TNF-α, lL-6, 레지스틴(resistin) 등을 들 수 있다.
또 지방세포에서 발현되는 Fas(fatty acid synthase)나 aP2(adipocyte fatty-acid-binding protein 2)도 인슐린 저항성을 야기시키는 것으로 알려져 있다.
Fas는 지방세포의 분화에 있어 초기에 발현되며(J. Biol. Chem., 255:4745~ 4750 (1980)) 아세틸 코에이 (acetyl-CoA)와 말로닐 코에이 (malonyl-CoA)로부터 팔미테이트 (palmitate)를 생산하는 효소인데, Fas는 과도한 에너지를 중성지방의 형태로 저장하여 비만을 일으키는 한편, 그것에 의해 생산된 중성지방인 팔미테이트는 췌장의 β세포를 파괴하여 인슐린 저항성을 야기시킨다고 보고되어 있으며(Proc. Natl. Acad. Sci. 95:2498∼2502 (1998)), aP2는 그 유전자의 결손 쥐에서 인슐린 저항성 발병률이 낮고 aP2 저해제가 인슐린 저항성을 감소시킨다는 결과로부터 인슐린 저항성 치료제 개발에 강력한 표적 단백질로 제안되어 있다(Nature 447:959-965 (2007)).
본 발명자들은 본 발명의 비만 개선제 조성물의 유효성분인 상기 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 인슐린 저항성 개선제로서의 활용 가능성을 고려하여, 상기 화합물들이 처리된 지방세포에서 인슐린 저항성을 야기하는 아디포사이토카인인 레지스틴, 그리고 Fas와 aP2를 정량하였는데, 이들의 발현이 현저히 억제됨을 확인할 수 있었다. 이러한 실험 결과는 상기 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 비만 개선제로서 뿐만 아니라 인슐린 저항성 개선제로서도 유용하게 활용될 수 있음을 보여주는 것이라 할 수 있다.
본 명세서에서, 상기 "인슐린 저항성"이란 세포, 장기, 인체 등 개체 등이 정상적인 대사 활동을 위하여 통상적인 양 이상의 인슐린을 필요로 하는 상태, 즉 인슐린의 작용력이 저하된 인슐린의 작용 부전 상태를 의미하며, 인슐린 비의존형 당뇨병 또는 제2형 당뇨병과 동일한 의미로 받아들여진다. 당뇨병은 췌장의 β-세포가 파괴된 결과 그 치료를 위하여 인슐린이 필수적으로 요구되는 인슐린 의존형 당뇨병(제1형 당뇨병)과 인슐린의 작용력이 저하되어 그 치료에 인슐린이 요구되지 않은 인슐린 비의존형 당뇨병(제2형 당뇨병)으로 구분되기 때문에, 당업계에서 인슐린 저항성, 인슐린 비의존형 당뇨병 그리고 제2형 당뇨병은 동일한 의미로 받아들여지고 있다.
본 발명의 인슐린 저항성 개선제 조성물에 있어서, 밀겨 추출물의 의미, 그것의 유효량 등과 관련하여서는 상기 본 발명의 비만 개선제 조성물과 관련하여 전술한 바가 그대로 유효하다.
본 발명의 조성물은 다른 구체적인 양태에 있어서, 식품 조성물로서 파악할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 건강 보조식품, 특수 영양 보충용 식품, 기능성 음료 등으로 제조될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 그 유효성분 이외에 감미제, 풍미제, 생리활성 성분, 미네랄 등이 포함될 수 있다.
감미제는 식품이 적당한 단맛을 나게 하는 양으로 사용될 수 있으며, 천연의 것이거나 합성된 것일 수 있다. 바람직하게는 천연 감미제를 사용하는 경우인데, 천연 감미제로서는 옥수수 시럽 고형물, 꿀, 수크로오스, 프룩토오스, 락토오스, 말토오스 등의 당 감미제를 들 수 있다.
풍미제는 맛이나 향을 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는데, 천연의 것과 합성된 것 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 천연의 것을 사용하는 경우이다. 천연의 것을 사용할 경우에 풍미 이외에 영양 강화의 목적도 병행할 수 있다. 천연 풍미제로서는 사과, 레몬, 감귤, 포도, 딸기, 복숭아 등에서 얻어진 것이거나 녹차잎, 둥굴레, 대잎, 계피, 국화 잎, 자스민 등에서 얻어진 것일 수 있다. 또 인삼(홍삼), 죽순, 알로에 베라, 은행 등에서 얻어진 것을 사용할 수 있다. 천연 풍미제는 액상의 농축액이나 고형상의 추출물일 수 있다. 경우에 따라서 합성 풍미제가 사용될 수 있는데, 합성 풍미제는 에스테르, 알콜, 알데하이드, 테르펜 등이 이용될 수 있다.
생리 활성 물질로서는 카테킨, 에피카테킨, 갈로가테킨, 에피갈로카테킨 등의 카테킨류나, 레티놀, 아스코르브산, 토코페롤, 칼시페롤, 티아민, 리보플라빈 등의 비타민류 등이 사용될 수 있다.
미네랄로서는 칼슘, 마그네슘, 크롬, 코발트, 구리, 불소화물, 게르마늄, 요오드, 철, 리튬, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 인, 칼륨, 셀레늄, 규소, 나트륨, 황, 바나듐, 아연 등이 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 식품 조성물은 상기 감미제 등 이외에도 필요에 따라 보존제, 유화제, 산미료, 점증제 등을 포함할 수 있다.
이러한 보존제, 유화제 등은 그것이 첨가되는 용도를 달성할 수 있는 한 극미량으로 첨가되어 사용되는 것이 바람직하다. 극미량이란 수치적으로 표현할 때 식품 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.0005중량％ 내지 약 0.5중량％ 범위를 의미한다.
사용될 수 있는 보존제로서는 소듐 소르브산칼슘, 소르브산나트륨, 소르브산칼륨, 벤조산칼슘, 벤조산나트륨, 벤조산칼륨, EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산) 등을 들 수 있다.
사용될 수 있는 유화제로서는 아카시아검, 카르복시메틸셀룰로스, 잔탄검, 펙틴 등을 들 수 있다.
사용될 수 있는 산미료로서는 연산, 말산, 푸마르산, 아디프산, 인산, 글루콘산, 타르타르산, 아스코르브산, 아세트산, 인산 등을 들 수 있다. 이러한 산미료는 맛을 증진시키는 목적 이외에 미생물의 증식을 억제할 목적으로 식품 조성물이 적정 산도로 되도록 첨가될 수 있다.
사용될 수 있는 점증제로서는 현탁화 구현제, 침강제, 겔형성제, 팽화제 등을 들 수 있다.
또한 본 발명의 식품 조성물은 향미나 기호성을 향상시키고 그 기능성을 상승 보강하거나 다른 기능성(예컨대 지방간 개선 활성, 숙취 해소 활성 등)을 부가하기 위하여 이미 비만 개선 활성이나 간 기능 개선 활성 등이 있다고 알려진 임의의 천연물 유래의 분말 또는 추출물을 포함할 수 있는데, 선지 분말 또는 추출물, 콩나물 분말 또는 추출물, 조개 분말 또는 추출물, 굴 분말 또는 추출물, 산미나리 분말 또는 추출물, 무 즙 또는 추출물, 오이 즙 또는 추출물, 부추 즙 또는 추출물, 시금치 즙 또는 추출물, 연근 즙 또는 추출물, 칡 즙 또는 추출물, 솔잎 즙 또는 추출물, 인삼 즙 또는 추출물, 백화사설초 분말 또는 추출물, 감초 분말 또는 추출물, 갈화 분말 또는 추출물, 갈근 분말 또는 추출물, 사인 분말 또는 추출물, 박 분말 또는 추출물, 생강 분말 또는 추출물, 대추 분말 또는 추출물, 인진 분말 또는 추출물, 지구자 분말 또는 추출물, 수비계 분말 또는 추출물, 백출 분말 또는 추출물, 저령 분말 또는 추출물, 진피(진귤의 껍질) 분말 또는 추출물, 구기자 분말 또는 추출물, 녹차 분말 또는 추출물, 오미자 분말 또는 추출물, 헛개나무 추출물, 지치 추출물, 노근 추출물, 계피 추출물, 데커시놀 등이 예시될 수 있다. 상기에서 추출물의 의미는 밀겨 추출물과 관련하여 앞서 설명한 바와 같다. 이러한 추출물은 추출 대상을 혼합하여 얻어질 수도 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서는 약제학적 조성물로 이용될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체, 부형제 등을 포함하여, 경구용 제형(정제, 현탁액, 과립, 에멀젼, 캡슐, 시럽 등), 비경구형 제형(멸균 주사용 수성 또는 유성 현탁액), 국소형 제형(용액, 크림, 연고, 겔, 로션, 패치) 등으로 제조될 수 있다.
상기에서 "약제학적으로 허용되는" 의미는 유효성분의 활성을 억제하지 않으면서 적용(처방) 대상이 적응가능한 이상의 독성(충분히 낮은 독성)을 지니지 않는다 의미이다.
약제학적으로 허용되는 담체의 예로서는 락토스, 글루코스, 슈크로스, 전분(예컨대 옥수수 전분, 감자 전분 등), 셀룰로오스, 그것의 유도체(예컨대 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 등) 맥아, 젤라틴, 탈크, 고체 윤활제(예컨대 스테아르산, 스테아르산 마그네슘 등), 황산 칼슘, 식물성 기름(예컨대 땅콩 기름, 면실유, 참기름, 올리브유 등), 폴리올(예컨대 프로필렌 글리콜, 글리세린 등), 알긴산, 유화제(예컨대 TWEENS), 습윤제(예컨대 라우릴 황산 나트륨), 착색제, 풍미제, 정제화제, 안정화제, 항산화제, 보존제, 물, 식염수, 인산염 완충 용액 등을 들 수 있다. 이러한 담체는 본 발명의 약제학적 조성물의 제형에 따라 적당한 것을 하나 이상 선택하여 사용할 수 있다.
부형제도 본 발명의 약제학적 조성물의 제형에 따라 적합한 것을 선택하여 사용할 수 있는데, 예컨대 본 발명의 약제학적 조성물이 수성 현탁제로 제조될 경우에 적합한 부형제로서는 나트륨 카르복시메틸 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 히드로프로필메틸셀룰로오스, 알긴산 나트륨, 폴리비닐피롤리돈 등의 현탁제나 분산제 등을 들 수 있다. 주사액으로 제조되는 경우 적합한 부형제로서는 링거액, 등장 염화나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있고, 경우에 따라서는 국소적으로 투여될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 그 1일 투여량이 통상 0.001 ~ 150 mg/kg 체중 범위이고, 1회 또는 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중, 환자의 중증도 등의 여러 관련 인자에 비추어 결정되는 것이므로 상기 투여량은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 비만 개선제 조성물을 제공할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 인슐린 저항성 개선제 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명의 비만 개선제 조성물과 인슐린 개선제 조성물 등은 기능성 식품, 약품 등으로 제품화될 수 있다.
도 1은 화합물 1과 2의 분리 과정의 모식도이다.
도 2는 [화학식 2]의 화합물의 COSY 스펙트럼 데이타이다.
도 3은 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물 그리고 그 화합물들이 유래한 밀겨 추출물이 농도 의존적으로 지방세포의 지방 축적 억제 활성을 가짐을 보여주는 결과이다.
도 4는 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 농도 의존적으로 PPARγ 전사 활성을 억제함을 보여주는 결과이다.
도 5는 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 농도 의존적으로 유전자 수준에서 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현을 억제함으로 보여주는 결과이다.
도 6은 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 농도 의존적으로 단백질 수준에서 PPARγ 및 C/EBRα의 발현을 억제함을 보여주는 결과이다.
도 7은 [화학식 1]의 화합물과 [화학식 2]의 화합물이 농도 의존적으로 유전자 수준에서 레지스틴, aP2 및 Fas의 발현을 억제함을 보여주는 결과이다.
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
< 실시예 > 밀겨 추출물로부터 항비만 활성을 갖는 유효성분의 분리 및 동정
<실시예 1> 밀겨 추출물로부터 항비만 활성을 갖는 유효성분의 분리
밀(Triticum aestivum L.)의 도정 부산물인 밀겨 (wheat bran)에 에탄올을 가하고 24시간 3회 냉침 추출 하였다. 추출액을 여과한 후에 여액을 감압 농축기를 이용하여 에탄올 추출물을 얻었으며, 추출물을 증류수에 현탁시킨 후 CH2Cl2로 용매 분획한 후 물층에 대해서 다시 부탄올로 용매 분획하였다. 이들 분획물 중에서 항비만 활성을 나타낸 부탄올 층(G36W)을 감압상태에서 증발시켜 부탄올 추출물을 얻었고, 추출물에 대하여 물-메탄올 이동상(물, 20, 40, 60, 80, 100% 메탄올)으로 Diaion HP-20 컬럼크로마토그래피를 실시하여 6개의 소분획으로 나누었다 (G36W-18-1~6). 분획 G36W-18-2에 대하여 silicagel C.C.(10 × 25)를 이동상 CHCl3:MeOH:H2O(20:4:1,10:3:1,6:3:1.6:4:1)로 시행하여 11 개의 분획 (G36W-20-1~11)으로 나누었고, 이렇게 얻은 소분획 G36W-20-5로부터 화합물 1을 분리하였고, 분획 G36W-18-5에 대하여 CH2Cl2와 물로 분획 후 CH2Cl2층을 재결정화를 진행하여 화합물 2를 분리하였다.
상기 화합물 1과 2의 분리 과정의 모식도를 도 1에 도시하였다.
<실시예 2> 밀겨 추출물로부터 분리한 항비만 활성을 갖는 유효성분의 동정
<실시예 2-1> 화합물 1의 동정
상기 분리한 화합물 1에 대해 물리화학적 및 분광학적 분석을 실시하였다.
Colourless needles; ESIMS (positive mode) m/z 325.35 [M + Na]+, 627.35 [2M + Na]+; (negative mode) m/z 301.79 [M - H]-, 603.20 [2M - H]-;
1H-NMR (DMSO-d 6 , 400 MHz) δ 6.69 (1H, d, J = 2.8 Hz, H-3), 6.66 (1H, d, J = 8.8 Hz, H-6), 6.46 (1H, dd, J = 8.8, 2.8 Hz, H-5), 4.67 (1H, d, J = 7.6 Hz, H-1', 3.73 (3H, s, 3-OCH3), 3.71 (1H, dd, J = 11.6, 4.8 Hz, H-6'), 3.44 (1H, dd, J = 11.6, 6.0 Hz, H-6'), 3.10 - 3.45 (4H, m, H-2',3',4',5');
13C-NMR (DMSO-d 6 , 100 MHz) δ 151.2 (C-4), 148.2 (C-2), 141.7 (C-1), 115.6 (C-6), 108.3 (C-5), 102.8 (C-3), 102.1 (C-1'), 77.5 (C-3'), 77.2 (C-5'), 73.7 (C-2'), 70.4 (C-4'), 61.3 (C-6'), 55.9 (OCH3).
화합물 1은 무색의 침상결정 (colourless needles)의 형태로서 ESI-MS (m/z 325.35 [M + Na]+, 301.79 [M - H]-)로부터 분자량은 302 amu로 확인하였고, 분자식 C13H18O8임을 알 수 있었으며, 불포화도는 5로 나타났다. 1H-NMR에서 1,2,4-trisubstituted aromatic proton [δH 6.69 (1H, d, J = 2.8 Hz), 6.66 (1H, d, J = 8.8 Hz), 6.46 (1H, dd, J = 8.8, 2.8 Hz)]이 관찰되었으며 하나의 methoxy 기에 기인하는 signal [δH 3.73 (3H, s)]과 glucose의 anomeric proton이 δ 4.67 (1H, d, J = 7.6 Hz)에서 확인되었다. 13C-NMR에서는 총 13개의 carbon signal을 확인하였으며, 6개의 벤젠고리에 기인하는 signal 외에 6 개의 당에 기인하는 signal [δC 102.1 (C-1'), 77.5 (C-3'), 77.2 (C-5'), 73.7 (C-2'), 70.4 (C-4'), 61.3 (C-6') ]과 methoxy기의 signal을 δC 55.9에서 확인하였다. 이상의 분광학적
데이터와 불포화도로부터 화합물 1은 methoxyhydroquinone에 glucose가 결합되어 있는 화합물로 추정하였고, 물리화학적 성상과 문헌(Food Sci . Biotechnol ., 17(6), 1376-1378, Tachioside, an antioxidative phenolic glycoside from bamboo Species)을 비교 검토하여 [화학식 1]의 tachioside (methoxy-hydroquinone-4-β-D-glucopyranoside로 결정하였다.
<실시예 2-2> 화합물 2의 동정
상기 분리한 화합물 2에 대해 물리화학적 및 분광학적 분석을 실시하였다.
White solid; ESIMS (positive mode) m/z 353.85 [M + Na]+, 683.42 [2M + Na]+; (negative mode) m/z 329.72 [M - H]-, 659.83 [2M - H]-;
1H-NMR (CDCl3/CD3OD, 400 MHz) δ 5.73 (1H, dd, J = 15.6, 6.0 Hz, H-10), 5.65 (1H, dd, J = 15.6, 6.4 Hz, H-11), 4.06 (1H, dd, J = 12.4, 6.5 Hz, H-9), 3.89 (1H, t, J = 6.4 Hz, H-12), 3.41 (1H, m, H-13), 2.28 (2H, t, J = 7.6 Hz, H-2), 1.61 (2H, m, H-3), 1.52 (2H, m, H-8a, 14a), 1.32 (16H, m, H-4, 5, 6, 7, 8b, 14b, 15, 16, 17), 0.89 (3H, t, J = 7.0 Hz, H-18);
1H-NMR (pyridine-d 5 , 400 MHz) δ 6.42 (1H, dd, J = 15.6, 5.6 Hz), 6.35 (1H, dd, J = 15.6, 5.2 Hz), 4.53 (2H, m), 3.96 (1H, m), 2.51 (2H, t, J = 7.4 Hz), 1.81 (7H, m), 1.58 (3H, m), 1.33 (10H, m), 0.83 (3H, t, J = 6.8 Hz);
13C-NMR (pyridine-d 5 , 100 MHz) δ 177.0, 137.6, 131.8, 77.2, 76.2, 72.8, 39.4, 35.8, 34.5, 33.3, 30.9, 30.7, 30.5, 27.2, 27.0, 26.6, 23.9, 15.2.
화합물 2는 흰색의 고체상 (white solid)으로 분리되었으며, ESI-MS (m/z 353.85 [M + Na]+, 329.72 [M - H]-)로부터 분자량은 330 amu로 확인하였고, 분자식 C18H34O5임을 알 수 있었으며, 불포화도는 2로 나타났다. 1H-과 13C-NMR에서는 3개의 oxygenated methine proton 들이 δH 4.06 (1H, dd, J = 12.4, 6.5 Hz, H-9), 3.89 (1H, t, J = 6.4 Hz, H-12), 3.41 (1H, m, H-13)에서 각각 나타나고 있으며, 하나의 trans 이중결합 [δH 5.73 (1H, dd, J = 15.6, 6.0 Hz; δC 131.8), 5.65 (1H, dd, J = 15.6, 6.4 Hz; δC 137.6)]에 기인하는 signal을 확인하였으며, δC 177.0으로부터 carboxyl carbon signal을 나타내므로 화합물 2는 3 개의 hydroxy기와 한 개의 trans 이중결합이 존재하는 탄소 18개로 구성된 monounsaturated long-chain fatty acid 구조임을 추정할 수 있었다. 또한, COSY(<도 2> 참조)로부터 CH2-CH(OH)-CH(OH)-CH=CH-CH(OH)-CH2-의 부분 구조를 확인하였다. 이상의 결과를 종합하여 문헌(J. Nat. Prod., 2006 69(9), 1366-1369, Phytochemical constituents from Salsola tetranda)과 비교 검토한 결과 화합물 2의 화학구조는 [화학식 2]의 9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid로 결정하였다.
< 실험예 > 밀겨 추출물의 분획물과 그 분획물로부터 분리한 화합물의 비만 개선 활성 실험 및 인슐린 저항성 개선 활성 실험
< 실험예 1> 비만 개선 활성 실험
<실험예 1-1> 전구지방세포의 지방세포로의 분화 억제 활성 평가
마우스 전구지방세포인 3T3-L1은 10 % BCS DMEM 배지를 넣고 37 ℃, 5 % CO2 의 조건에서 배양하였다.
3T3-L1 전구지방세포를 24 well plate에 5X104/well의 세포수로 분주한 후 100% confluency 시점이 되면 2일 동안 더 유지시켰다. 전구지방세포는 MDI (0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 1 uM dexamethasone, 1 ug/ml insulin) 를 포함하는 10% FBS DMEM 배지로 지방세포 분화를 2일 동안 유도하였고, 배양 48 시간 후, 1 ug/ml insulin이 함유된 10% FBS DMEM으로 이틀 동안 배양하였다. 그 후 2일 마다 4일 동안 10% FBS DMEM 배양액으로 교체하였다. 지방세포 분화 유도 동안 시료를 각 배양액에 농도별로 처리하였고, 분화가 완성되는 시점인 8일째에 지방세포 분화 정도를 관찰하였다. 지방세포 분화 정도는 Oil Red O 염색을 통해 1차적으로 현미경을 통해 확인하였고, 지방세포 염색 정도는 510 nm 흡광도에서 세포의 분화된 지방량을 측정하였다.
결과를 <도 3a 내지 도 3e>에 각 시료, 즉 분획 G36W(부탄올 층 분획물), 분획 G36W-18-2, 분획 G36W-18-5, 그리고 화합물 1과 2의 Oil Red O 염색 결과 및 지방량의 정량 분석 결과를 나타내었다. <도 3a 내지 도 3e>를 참조하여 보면, 화합물 1과 2 그리고 그 화합물들이 유래한 밀겨 추출물이 모두 농도 의존적으로 전구지방세포가 지방세포로의 분화 억제 활성을 가짐을 알 수 있다.
<실험예 1-2> PPAR γ의 전사 촉진 억제 활성 평가
pGL3-basic luciferase expression 벡터(Promega)에 PPRE(PPARγ response element) 유전자와 PPARγ 유전자를 삽입하여 얻은 재조합 벡터와 control reporter로서 Renilla luciferase의 cDNA를 가지는 pRL-SV-40 프라스미드(Promega)를 HEK 293T cell에 co-transfection 하였다. 유전자들은 하루 동안 발현시킨 후 세포에 시료(화합물 1과 2)를 단독으로 또 PPARγ 유도물질인 10uM troglitazone와 함께 농도별로 24 시간 동안 처리한 후 시료에 의한 PPARγ의 전사 활성 정도를 luciferase 발현 강도를 통해 관찰하였다.
화합물 1과 2의 PPARγ 전사 활성에 미치는 영향을 <도 4>에 정량적으로 나타내었는데, 화합물 1과 2 모두 농도 의존적으로 PPARγ 전사 촉진을 억제함을 알 수 있다.
<실험예 1-3> 지방세포 분화에 관여하는 전사인자의 발현 억제 활성 평가
<실험예 1-3-1> 유전자 수준에서의 발현 억제 활성 평가
지방세포로 분화하는 단계에서는 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현의 증가한다.
상기 <실험예 1-1>과 동일하게 시료인 화합물 1과 2를 농도별로 처리한 후 8일 동안 지방세포를 분화를 시켜 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현 정도를 Real-time PCR로 확인하였다. 8일 동안 분화된 3T3-L1 cell을 PBS로 두 번 wash 한 후 cell pellet을 모아 RNA prep kit(Qiagen)로 RNA를 분리했다. 추출된 RNA를 1 ug 사용하여 cDNA를 합성한 후 SYBR green(Takara)과 아래 [표 1]의 primer를 이용하여 Real-time PCR을 했고 대조군 유전자는 GAPDH를 사용하였다. PCR 조성은 RNA 1ug으로 합성된 cDNA를 증류수로 1/50로 희석하여 5ul를 사용하였고, 10 pmole primer를 각각 0.5ul, 2X SYBR green 10ul, 4ul는 증류수를 사용하여 total volum은 20ul 맞추었다. Real-time PCR cycle은 초기변성은 95℃ 30초, 변성은 95℃ 5초, annealing은 60℃ 15초, 신장반응은 72℃ 10초로 하여 40 cycle을 진행했고 융해곡선은 55℃ 시작해서 95℃를 끝으로 하여 0.5℃씩 상승 시키며 80번을 반응하여 원하는 형광값을 검출했다(형광신호 정량은 Bio-Rad MyiQ program을 사용하였다).
프라이머
Gene name Forward primer Reverse primer
GAPDH GAGTCAACGGATTTGGTCGT(서열번호 1) GACAAGCTTCCCGTTCTCAG(서열번호 2)
PPARγ CGCTGATGCACTGCCTATGA(서열번호 3) AGAGGTCCACAGAGCTGATTCC(서열번호 4)
C/EBPα AGGTGCTGGAGTTGACCAGT(서열번호 5) CAGCCTAGAGATCCAGCGAC(서열번호 6)
ADD1/SREBP1c CAAACTGCCCATCCACCGAC(서열번호 7) TGCCTCCTCCACTGCCACAA(서열번호 8)
결과를 <도 5a 내지 5c>에 나타내었다. <도 5a 내지 5c>를 참조하여 보면 화합물 1과 2 모두 유전자 수준에서 농도 의존적으로 PPARγ, C/EBRα 및 ADD1/SREBP1c의 발현을 억제함을 보여준다.
<실험예 1-3-2> 단백질 수준에서의 발현 억제 활성 평가
지방세포 분화 유도 방법과 같이 3T3-L1 세포에 시료를 이틀 간격으로 처리한 후 세포를 PBS로 두 번 wash하고 RIPA buffer (50 mM Tris-HCl, pH 8.0, 150mM sodium chloride, 1 % NP-40, 0.5 % sodium dexycholate, 0.1 % sodium dodecyl sulfate, protease inhibitor)를 이용하여 세포를 용해시켰다. 13000 rpm에서 30분간 원심 분리하여 단백질을 추출 정량하여 8 % SDS-PAGE gel을 이용하여 전기 영동했다. 전기 영동된 protein 들을 membrane에 이동시킨 후 5% skim milk를 포함하는 TBST로 blocking 했다. 1차 항체(PPARγ, C/EBPα)(SantaCruz)와 2차 항체(SantaCruz)로 반응시킨 후 ECL(Thermo scientific)을 통해 PPARγ 및 C/EBPα 단백질의 발현 정도를 β-actin의 발현 정도와 비교하여 평가하였다.
결과를 <도 6>에 나타내었다. <도 5>의 결과와 유사하게 화합물 1과 2는 모두 농도 의존적으로 PPARγ 및 C/EBRα의 발현을 억제함을 알 수 있다.
< 실험예 2> 인슐린 저항성 개선 활성 실험
화합물 1과 2의 인슐린 저항성 개선제로의 가능성을 평가하기 위하여 <실험예 1>에서 동일한 방법으로 아래 [표 2]의 프라이머를 이용하여 8일 동안 분화된 지방세포에서 레지스틴, aP2 및 Fas의 발현 정도를 정량 평가하였다.
프라이머
Gene name Forward primer Reverse primer
GAPDH GAGTCAACGGATTTGGTCGT(서열번호 9) GACAAGCTTCCCGTTCTCAG(서열번호 10)
aP2 CATGGCCAAGCCCAACAT(서열번호 11) CGCCCAGTTTGAAGGAAATC(서열번호 12)
Resistin TCAACTCCCTGTTTCCAAATGC(서열번호 13) TCTTCACGAATGTCCCACGA(서열번호 14)
Fas CTGAGATCCCAGCACTTCTTGA(서열번호 15) GCCTCCGAAGCCAAATGAG(서열번호 16)
결과를 <도 7a 내지 도 7c>에 나타내었는데, 화합물 1과 2는 모두 농도 의존적으로 유전자 수준에서 레지스틴, aP2 및 Fas의 발현을 억제함을 알 수 있다.
<110> LEE, HAE SU <120> Composition for Improving Obesity Using Effective Compounds Isolated from Wheat Bran <160> 14 <170> KopatentIn 1.71 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 1 gagtcaacgg atttggtcgt 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 2 gacaagcttc ccgttctcag 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 cgctgatgca ctgcctatga 20 <210> 4 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 agaggtccac agagctgatt cc 22 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 aggtgctgga gttgaccagt 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 cagcctagag atccagcgac 20 <210> 7 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 7 caaactgccc atccaccgac 20 <210> 8 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 8 tgcctcctcc actgccacaa 20 <210> 9 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 9 catggccaag cccaacat 18 <210> 10 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 10 cgcccagttt gaaggaaatc 20 <210> 11 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 11 tcaactccct gtttccaaat gc 22 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 12 tcttcacgaa tgtcccacga 20 <210> 13 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 13 ctgagatccc agcacttctt ga 22 <210> 14 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 14 gcctccgaag ccaaatgag 19

Claims (9)

  1. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 비만 개선제 조성물.
  2. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 비만 개선제 식품 조성물.
  3. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 비만 개선제 약제학적 조성물.
  4. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 다이어트용 조성물.
  5. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 다이어트용 식품 조성물.
  6. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 다이어트용 약제학적 조성물.
  7. 9,12,13-트리하이드록시-10(E)-옥타데센산(9,12,13-trihydroxy-10(E)-octadecenoic acid)을 유효성분으로 포함하는 인슐린 저항성 개선제 조성물.
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