KR101341647B1 - 베타-글루칸을 포함하는 각결막염 치료용 점안제 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베타-글루칸을 주성분으로 하는 비감염성 각결막염 치료용 점안제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 베타-1,6 구조가 혼합되지 않은 순수한 단일 구조의 베타-1,3 글루칸을 포함하는 외부 손상에 의한 각결막염 또는 알레르기성 각결막염 치료용 약학적 조성물 및 이의 이용에 관한 것이다.

Description

베타-글루칸을 포함하는 각결막염 치료용 점안제 조성물 {Eye drop composition for treating corneo conjunctivitis comprising beta-glucan}

본 발명은 베타-글루칸을 주성분으로 하는 비감염성 각결막염 치료용 점안제 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 베타-1,6 구조가 혼합되지 않은 순수한 단일 구조의 베타-1,3 글루칸을 포함하는 외부 손상에 의한 각결막염 또는 알레르기성 각결막염 치료용 약학적 조성물 및 이의 이용에 관한 것이다.

각결막염

각결막염은 세균, 바이러스, 알레르기, 또는 환경적 요인에 의해 발생하는 결막의 염증상태로서 가장 일반적으로 발병되는 안질환이며, 보통은 잘 치유되나 경우에 따라서는 치명적이어서 조직손상에 의한 실명까지 초래할 수 있다. 각결막염은 원인에 따라 크게 감염성 및 비감염성으로 분류된다.

감염성 각결막염은 바이러스나 세균에 감염되어 발생하는 것으로 유해성 각결막염 또는 급성 각결막염으로 나뉘며, 병원균의 종류에 따라 바이러스성 각결막염, 세균성 각결막염, 진균성 각결막염, 클라미디아성 각결막염, 리케치아 각결막염 및 기생충성 각결막염 등이 있다. 감염성 각결막염은 결막에서부터 시작하여 각막까지 염증이 생기며, 심한 통증, 눈물, 화농성 눈곱이 생기고 심하면 시력의 감퇴가 일어난다. 일반적으로 감염성 각결막염은 한쪽 눈에서 발병된 후 접촉성으로 다른 눈으로 전염되고 환자가 접촉한 물건 등에 의해 다른 사람에게도 전파되며, 마스카라 등의 눈 관련 화장품의 공용으로 감염될 수 있다. 치료 방법으로는 항생제 위주의 치료가 일반적이다.

비감염성 각결막염은 외부 손상에 의하여 발생하는 각결막염 또는 알레르기성 각결막염을 말한다. 외부 손상에 의한 각결막염은 직접 각막에 손상이 입었을 경우, 산 또는 염에 의한 손상에 의한 경우, 화상에 의한 손상에 의한 경우, 또는 콘택트렌즈 착용에 의한 경우 등을 들 수 있다. 알레르기성 각결막염은 결막에 알레르기 반응이 일어나는 질병으로서 고초열성 결막염, 춘계 각결막염 및 아토피성 각결막염 등의 즉시형 과민반응과 플릭텐성 각결막염 및 접촉성 안검염에 의한 결막염 등의 지연형 과민 반응이 있다. 치료 방법으로 현재로서는 항히스타민제, 글루코코르티코이드 등의 스테로이드제 또는 알레르기 예방, 차단제 등을 사용하고 있다.

각결막염을 치료하기 위한 항생제의 사용은 감염된 세균에 대한 살균력은 있으나 손상된 각막상피세포의 회복을 억제하여 회복이 장기화 되고, 사용 중단 시에는 약해진 각막상피세포가 회복되는 동안 2차 감염이 우려되는 문제가 있다. 또한, 스테로이드성 항염증 약물의 경우 장기간 사용시 또는 장기간 사용 후 사용 중단 시, 급성 부신 기능 부전으로 인해 전신 쇠약감, 발열, 근육통, 관절통 및 식욕감퇴 등의 증상이 나타나며, 세균, 바이러스 등에 대한 감염의 위험성이 증가하고, 각막상피세포의 손상회복력이 약화되는 문제가 있다. 특히, 글루코코르티코이드의 점안제 또는 연고는 환자의 자의적인 판단에 의해 장기적으로 사용할 경우 안압 상승으로 인한 녹내장, 백내장 또는 세균성 감염 등의 부작용을 유발하기 쉽다.

이에, 과거 몇 년 동안 각결막염 또는 이와 관련된 염증의 치료 및 예방에 관한 기술이 많이 진보되었지만, 여전히 각결막염을 예방 및 치료하는 향상된 방법 및 조성물이 요구되고 있는 실정이다.

본 발명에서는 각결막염 치료를 위하여 사용되는 점안제의 문제점인 각막상피세포의 손상회복력 약화를 개선하고자, 세포의 재생이 중요한 각막상피의 손상회복에 대한 치료제로서 베타-글루칸 점안제를 개발하였다.

베타- 글루칸

베타-글루칸은 효모, 버섯, 곡류 및 조류(Algae) 등에 있는 세포막 구성물이며, 다당류의 일종이다. 베타-글루칸은 미국의 루이스 필레머(Louis Pillemer) 박사가 효모의 세포벽에서 1941년 발견하여 자이모산(Zymosan)이라 명명하였고, 1960년대 초 미국의 니콜라스 딜루지오(Nicholas Diluzio) 박사가 효모 세포벽에서 추출한 고분자 다당을 베타-글루칸이라 명명하였다. 베타-글루칸은 면역력을 증가시키고 세포의 활성을 증가시키는 물질로 알려져 있으며, 최근에는 암세포의 증식과 재발을 억제하고 혈당과 혈중 콜레스테롤을 감소시키고 지질대사를 개선하여 체지방 형성과 축적을 억제한다고 알려져 있다.

베타-글루칸은 포도당 중합체로서, 포도당 단위체의 1, 3위치에 β-글리코시드 결합을 기본 구조로 가지고 있으며, 이 외에도 포도당이 결합되는 위치에 따라 베타-1,4 또는 베타-1,6의 구조를 가질 수 있다.

베타-글루칸은 베타-1,3-결합, 베타-1,4-결합, 베타-1,6-결합 등 포도당 결합 위치 또는 분지 위치에 따라 유형이 다양하며, 기원에 따라서도 균일성, 분지도, 용해도, 분자량, 3차 구조, 중합체 전하 등에 많은 차이가 있어, 그 물리화학적 특성 및 생체기능이 완전히 다른 경우가 많다 (E.Sonck et al., Veterinary Immunology and Immunopathology 135:199-207, 2010).

예를 들어, 다시마(Laminaria digitata) 유래의 베타-글루칸은 베타-1,3 결합 및 베타-1,6 결합(30:1)을 가지며 분자량이 약 7.7 kDa 이며, 곰팡이(Sclerotium rolfsii) 유래의 베타-글루칸은 베타-1,3 결합 및 베타-1,6 결합(6:1)을 가지며 분자량이 약 1020 kDa 이며, 영지버섯(Ganoderma licidum)의 베타-글루칸은 글루코오스 이외에 만노오스, 갈락토오스 등이 결합된 형태이며, 표고버섯(Lentinus edodes) 의 베타-글루칸은 베타-1,3 주당쇄의 매 5개의 잔기 내에 2개씩 베타-1,6-잔기를 갖는 베타-1,6-분지-베타-1,3-글루칸이고, 구름버섯(Coriolus versicolor)의 베타-글루칸은 베타-1,3-결합 이외에 베타-1,4-결합 유형도 많이 포함하며, 효모(Saccharomyces cerevisiae)의 베타-글루칸은 세포벽에서 추출되며 분지가 거의 없고 불균일하며 불용성이다.

E.Sonck 등은 기원(곰팡이, 효모, 해조류, 세균 또는 조류) 및 구조(선형 또는 분지형, 용해도, 젤 또는 과립형)가 다른 7 종류의 베타-글루칸의 면역 활성이 서로 상이함을 실험을 통해 입증한 바 있다 (E.Sonck et al., Veterinary Immunology and Immunopathology 135:199-207, 2010).

베타 글루칸 함유 점안제와 관련하여, 국내공개특허 제10-2009-0022691호는 차마버섯 유래의 베타-글루칸 함유 안용 조성물을 개시하고 있으나, 상기 베타-글루칸은 베타-1,3 주당쇄의 매 3개의 잔기당 베타-1,6-잔기를 가지는 베타-1,6-분지-베타-1,3-글루칸에 해당하며, 상기 점안제가 안구 충혈과 같은 부작용이 없음을 보여주고 있을 뿐, 비감염성 각결막염에의 치료 효과나 각막상피손상에 대한 상처치유효과 또는 염증억제효과에 대해서는 전혀 언급하고 있지 않다.

본 발명에서 각결막염 치료를 위하여 사용하는 베타-글루칸은 베타-1,6 구조가 혼합되지 않은 순수한 단일 구조의 베타-1,3-글루칸으로, 바람직하게는 유글레나(Euglena Gracilis) 에서 유래된 것임을 특징으로 한다.

본 발명자들은 배양된 각막상피세포에서 상기 베타-글루칸의 상처회복 촉진 효과를 관찰하였고, 흰쥐를 이용한 각결막염 모델을 이용하여 상처회복의 촉진효과를 관찰하였으며, 나아가 본 발명의 순수한 단일 구조의 베타-1,3-글루칸이 베타-1,3 결합 및 베타-1,6 분지가 혼합된 다른 베타-글루칸보다 각결막염 상처치유효과가 탁월함을 확인함으로써, 각막 상피의 손상회복에 대한 치료제로서 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 베타-글루칸을 주성분으로 하는 각결막염 치료용 점안제 조성물을 제공하는 것이다.

보다 구체적으로, 본 발명의 목적은 베타-1,6 구조가 혼합되지 않은 순수한 단일 구조의 베타-1,3 글루칸을 포함하는 비감염성 각결막염 치료용 점안제 조성물을 제공하는 것이다.

하나의 양태로서, 본 발명은 베타-글루칸을 주성분으로 하는 각결막염 치료용 점안제 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 사용되는 용어, "베타-글루칸"은 다음의 특징을 가지는 베타-1,3 글루칸을 말하며, 이하에서는 "베타-글루칸" 또는 "베타-1,3 글루칸"으로 혼용하여 기재된다:

1) 베타-1,6 분지를 가지지 않고 베타-1,3 주당쇄만으로 구성되고;

2) 분자량이 450 내지 550 kDa ; 및

3) 순도가 85 내지 99중량%.

상기에서, 순도란 단백질이나 지방질 그리고 기타 불순물을 제거한 베타-글루칸의 함유율을 의미하는 것으로, 본 발명의 베타-글루칸은 순도가 85 내지 99중량%, 바람직하게는 90 내지 99중량%, 보다 바람직하게는 95 내지 99중량% 이다.

바람직하게, 본 발명에 사용되는 베타-글루칸은 추가적으로 다음의 특징을 가지는 베타-1,3 글루칸임을 특징으로 한다:

4) 불용성; 및

5) 생산 초기에 과립 형태로 형성되며 고결정성.

본 발명의 배경기술에 기재한 바와 같이, 베타-글루칸은 기원(곰팡이, 효모, 해조류, 세균 또는 조류) 및 구조(선형 또는 분지형, 용해도, 젤 또는 과립형) 등에 따라 그 활성 또는 생체기능이 서로 상이함이 알려져 있으므로 (E.Sonck et al., Veterinary Immunology and Immunopathology 135:199-207, 2010), 본 발명에서 정의한 특성을 가지는 베타-글루칸은 다른 베타-글루칸과는 구별되는 것이다.

이러한 특징을 가지는 본 발명의 베타-1,3 글루칸은 유글레나 유래, 바람직하게는 유글레나 그라실리스(Euglena Gracilis) 유래의 파라밀론(paramylon)인 것이 바람직하다. 따라서, 상기 베타-글루칸은 유글레나 세포로부터 공지의 방법에 의해 추출함으로써 수득하거나(예컨대, 유럽등록특허 제417,254호), 공지의 합성 방법, 예컨대 효소적 합성 등에 의한 합성으로 수득할 수 있으며(Marchessault, R. H. et al., Carbohydrate Res., 75: 231-242, 1979), 이러한 천연 또는 합성 베타-글루칸은 직접 제조하는 외에 시판품의 사용이 가능하다.

본 발명의 베타-글루칸은 수용액에 대하여 난용성이어서, 점안제로 사용하기 위해서는 친수성 베타-글루칸으로 가용화할 필요가 있다. 이러한 친수성 베타-글루칸은 베타-글루칸에 염산, 염화나트륨, 염화칼륨 등을 첨가하여 산 부가염 또는 알칼리 부가염의 형태로 얻어 질 수 있고, 또는 폴리에틸렌 글리콜을 포함하는 균형염 용액을 첨가하여 베타-글루칸을 페길화(PEGylation) 하여 얻어질 수도 있다. 이러한 균형염 용액은 다양한 분자량 및 농도의 폴리에틸렌 글리콜을 포함할 수 있는데, 300 내지 500, 바람직하게는 380 내지 420의 중량평균 분자량을 갖는 폴리에틸렌 글리콜을 1%, 바람직하게는 5% (v/v) 이상의 농도로 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 점안제 조성물은 유효성분으로서 조성물 총 중량에 대하여 베타-1,3-글루칸을 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량% 로 함유하는 것을 특징으로 한다. 이는 베타-1,3-글루칸의 함유량이 상기 범위 미만에서는 기대되는 효과를 얻기 어려우며, 상기 범위 초과에서는 수용화 및 제형 안정성 유지에 어려움이 있고 예기치 않은 각막 독성을 유도할 수 있기 때문이다.

본 발명의 순수한 단일 구조의 베타-1,3-글루칸은, 베타-1,3 결합 및 베타-1,6 분지가 혼합된 다른 베타-글루칸보다 각결막염 손상회복능력이 탁월하다. 본 발명의 구체적인 실시예에서는, 다시마에서 추출된 베타-1,3과 베타-1,6 의 혼합구조로 이루어진 글루칸인 라미나린 (Laminarin)을 비교군으로 사용하여 각막상피세포의 손상회복력을 확인한 결과, 모든 실험 농도(5%, 10%, 20%)에서 본 발명의 베타-글루칸의 손상회복능력이 약 2배 정도 효과가 우수함을 확인할 수 있었다 (도 1 및 도 2 참조).

본 발명의 점안제 조성물은 히알루론산 또는 카르복시메틸셀룰로오스와 같은 음이온성 중합체 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 더욱 포함할 수 있다.

히알루론산(Hyaluronic acid; HA)은 결합조직 내의 세포 간질에 널리 분포되어 생리조건 하에서 점착성, 탄력성 용액을 형성함으로써, 홍채, 망막 등의 조직 및 각막 세포, 혈관 내피세포, 상피세포 등을 기계적으로 보호하며 완충역할을 제공하는 것으로 알려진 세포외 매트릭스의 주요 성분이다. 본 발명에서 상기 히알루론산은 물성, 형태, 크기 등에는 다른 제한이 없으며, 무균 처리된 것이 바람직하다.

또한, 카르복시메틸셀룰로오스(carboxymethyl cellulose; CMC)는 셀룰로오스 백본(cellulose backbone)을 구성하는 글루코피라노즈 단량체(glucopyranose monomers)의 히드록시기에 카르복시메틸기가 결합한 셀룰로오스 유도체이다. 상기 카르복시메틸셀룰로오스는 점탄성이 높고 독성이 없기 때문에, 식품 등에서 점성 개선제(viscosity modifier)로 주로 사용되고 있다.

본 발명에서 히알루론산 또는 카르복시메틸셀룰로오스는 점안제의 점도를 증가시켜 안구에 적용할 때 윤활제 역할을 하며, 나아가 베타-글루칸의 각막 상피에 대한 상처치유효과를 증대시킨다.

본 발명의 상기 히알루론산 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염, 및 카르복시메틸셀룰로오스 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염은 화학적 또는 효소적으로 당해 분야에 알려진 공정에 의하여 제조할 수 있으며, 또는 이미 시판되고 있는 상품을 구입하여 사용할 수도 있다. 본 발명에서 사용된 용어, "약제학적으로 허용가능한 염" 은 달리 지시하지 않는 한, 본 발명의 히알루론산 및 카르복시메틸셀룰로오스에 존재할 수 있는 산성 또는 염기성의 염을 말한다. 예를 들면, 상기 약제학적으로 허용가능한 염은 나트륨염, 칼륨염, 칼슘염 등을 포함하며, 바람직하게는 나트륨염을 포함한다.

본 발명의 점안제 조성물은 주성분으로서의 베타-글루칸을, 히알루론산 또는 카르복시메틸셀룰로오스와 1: 5 내지 20의 중량비, 바람직하게는 1: 8 내지 10의 중량비, 보다 더 바람직하게는 1: 10의 중량비로 혼합 사용함으로써 외상에 의한 비감염성 각결막염의 상처치유 효과를 극대화할 수 있다. 상기 중량비는 악제학적으로 볼 때, 상기 범위 미만으로 사용될 경우 점탄성이 너무 낮아 습윤 및 윤활작용에 부적절한 문제가 발생하고, 상기 범위를 초과하는 경우 과다한 고점탄성으로 침투성에 부적절한 문제가 발생하여 점안제로서의 적합한 유동성을 확보하기 어려운 문제가 있다.

본 발명의 히알루론산 또는 카르복시메틸셀룰로오스는 본 발명의 조성물의 전체 조성에 대하여 0.1 내지 20 중량％, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량％를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 범위 미만으로 사용될 경우 점탄성이 너무 낮아 습윤 및 윤활작용에 부적절한 문제가 발생하고, 상기 범위를 초과하는 경우 과다한 고점탄성으로 침투성에 부적절한 문제가 발생하여 점안제로서의 적합한 유동성을 확보하기 어려운 문제가 있다.

본 발명의 점안제 조성물은 또한 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 본 발명에서 용어, "약학적으로 허용가능한 담체" 란 생물체를 상당히 자극하지 않고 투여 유효성분의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 말한다. 상기 약제학적으로 허용가능한 담체의 예로는 등장화제, 완충제, 안정제, pH 조절제 및 용제 등이 있다. 상기 용제는 증류수, 인산완충액(phosphate buffered saline), 균형염 용액(balanced salt solution), 생리식염수(saline) 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 이때 사용되는 함량은 제조하고자 하는 점안액의 총 용량에 필요한 양에 맞추어 사용량을 조절할 필요가 있다. 즉, 점안액의 경우에는 전체 점안액 중 상기 점안제 조성물 외에 용제로 사용량을 조절한다. 본 발명에 따른 점안제는 액제의 체형인 것이 바람직하다. 본 발명의 점안제는 외상에 의한 비감염성 각결막염 치료용도로 사용됨을 특징으로 한다.

일반적으로 각결막염은 세균, 바이러스, 알레르기 또는 환경적 요인 등에 의해 발생하는 각막 또는 결막의 염증상태를 말하며, 원인에 따라 크게 감염성 및 비감염성으로 분류되나, 그 종류나 원인에 따라 치료방법이 달라진다.

본 발명자들은 구체적인 실시예를 통해, 배양된 각막상피 세포에서 베타-글루칸의 상처회복 촉진 효과를 확인하였고, 흰쥐를 이용한 각결막염 모델을 이용하여 상처회복의 촉진효과를 확인하였다. 또한 각막 조직내 염증세포의 분포를 조사하기 위하여 광학현미경 표본을 만들어 분석하여 염증억제효과를 확인하였다.

따라서, 본 발명의 점안제는 베타-글루칸의 상처치유 효과 및 염증억제효과에 기인한 것으로, 외부 손상에 의한 각결막염 또는 알레르기성 각결막염 등의 비감염성 각결막염 치료에 특히 유용하게 사용될 수 있다.

외부 손상에 의한 각결막염의 예로는, 직접 각막에 손상이 입었을 경우, 산 또는 염에 의한 손상에 의한 경우, 화상에 의한 손상에 의한 경우, 또는 콘택트렌즈 착용에 의한 경우 등을 들 수 있으나, 세포의 재생이 중요한 각막 상피의 손상회복으로 치유될 수 있는 것이라면 모두 본 발명 점안제의 용도 범위에 포함된다. 알레르기성 각결막염의 예로는 고초열성 결막염, 춘계 각결막염, 아토피성 각결막염, 플릭텐성 각결막염 및 접촉성 안검염에 의한 결막염 등이 있으나, 염증억제로 치유될 수 있는 것이라면 모두 본 발명 점안제의 용도 범위에 포함된다.

또 하나의 양태로서, 본 발명은 상기 베타-글루칸을 포함하는 조성물을 투여하는 것을 포함하는 비감염성 각결막염을 치료하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에서 용어, "투여" 는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 약제학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다. 바람직하게는 안구에 국소적으로 투여하는 것이다. 본 발명의 치료방법은 베타-글루칸을 약학적 유효량으로 투여하는 것을 포함한다. 적합한 총 1일 사용량은 올바른 의학적 판단범위 내에서 처치의에 의해 결정될 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 일이다. 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는지의 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료 기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명에서 제시된 베타-글루칸 점안제는 각결막염 치료를 위한 새로운 치료제로 사용될 수 있으며, 베타-글루칸은 천연합성물질로 생체 적합성이 뛰어나 현재 사용되는 점안제의 고농도 독성에 대한 문제점을 해결할 수 있으며, 또한 인공 누액에 첨가할 수 있어 개발을 위한 첨가제 개발이 용이한 효과가 있다.

도 1은 배양된 각막 상피세포에서 베타-1,3 글루칸의 농도별 손상회복 효과를 나타낸 사진이다. A) 혈청이 없는 배지에서 배양된 각막상피세포, B) 라미나린 5%(w/v), C) 라미나린 10%(w/v), D) 라미나린 20%(w/v), E) 베타-1,3 글루칸 5%(w/v), F) 베타-1,3 글루칸 10%(w/v), G) 베타-1,3 글루칸 20%(w/v), H) 혈청 20%(w/v) 의 배지에서 배양된 각막상피세포.
도 2는 배양된 각막 상피세포에서 베타-1,3 글루칸의 혼합 농도별 상처회복 효과를 정량화한 그래프이다.
도 3은 배양된 각막 상피세포에서 베타-1,3 글루칸 복합제의 손상회복 효과를 나타낸 사진이다.
도 4는 배양된 각막 상피세포에서 베타-1,3 글루칸 복합제의 손상회복 효과의 정량화한 그래프이다.
도 5는 흰쥐를 이용한 각막 상피 손상 모델에서 상처회복 치료효과를 관찰한 사진이다.
도 6은 흰쥐를 이용한 각막 상피 손상 모델에서 상처회복 치료효과를 정량화한 그래프이다.
도 7은 흰쥐 각막 염증 모델에서 베타-1,3 글루칸 점안제 투여 후의 각막 조직을 나타낸 사진이다. S: 기질층(Stroma), E: 각막상피층(Epithelium).

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 점안제 제조를 위한 수용성 베타- 글루칸의 제조

멸균된 증류수 100ml에 염화나트륨(sodium chloride) 640mg, 염화칼륨(potassium chloride) 75mg, 염화칼슘(calcium chloride) 48mg, 염화마그네슘(magnesium chloride) 30mg, 초산나트륨(hydrochloric acid) 390mg, 및 구연산 나트륨 (citric acid) 170mg이 포함된 균형염 용액을 사용하였다. 이 때, pH는 7.4, 삼투압은 305 mOsm/kg 였다. 균형염 용액에 플루로닉(Pluronic) F127 (또는 F-68)을 1g을 녹여 용매를 준비하였다. 준비된 용매에 폴리에틸렌 글리콜 400을 용매와 30:70으로 혼합하여 베타-글루칸을 수용화하기 위한 30% PEG 용매를 완성하였다.

상기 제조한 30% PEG 용매에 유글레나(Euglena Gracilis) 유래의 베타-글루칸 (Sigma-Aldrich 사, 제품번호 89862)을 10mg/ml의 농도로 혼합한 후, 24시간 동안 교반기에서 혼합하여 베타-글루칸 혼합액을 제조하였다.

제조예 2. 카르복시메틸셀룰로오스와 베타- 글루칸 복합제 제조

제조예 1에서 준비된 베타-글루칸 용액을 0.5%(w/v) 내지 1%(w/v)의 카르복시메틸셀룰로오스와 1:10의 비율로 혼합하여 제조하였다. 혼합 후 24시간 교반하여 제조하였다.

제조예 3. 히알루론산과 베타- 글루칸 복합제 제조

제조예 1에서 준비된 베타-글루칸 용액을 0.1%(w/v) 내지 1%(w/v)의 히알루론산과 1:10의 비율로 혼합하여 제조하였다. 혼합 후 24시간 교반하여 제조하였다

실시예 1. 세포배양을 이용한 시험 ( cell scratch assay )

각막상피세포의 손상회복력을 관찰하기 위하여, 사람의 각막상피세포주(Human corneal epithelial cell line, HCET)를 배양하였고, 배양된 세포의 손상은 세포 스크래치 분석(Cell scratch assay)을 이용하였다.

본 발명에서 사용된 각막상피 세포는 시미안 바이러스 40(Simian Virus 40)를 감염시켜 만든 세포인 HCET 세포를 사용하였다. 본 세포는 일본 오사카대학교 의과대학의 Kaoru Araki-Sasaki 교수로부터 분양 받았다. 각막상피세포는 5% FBS(fetal bovine serum), 5 mg/mL 인슐린, 0.1 mg/mL 콜레라톡신, 10 ng/mL hEGF(human epidermal growth factor) 및 0.5% DMSO(dimethyl sulfoxide)를 첨가한 세포배양액 (MEM:Ham F12 = 1:1)을 사용하여 5% CO₂ 가 유지되는 37 ℃의 항온 항습기에서 배양하였다. 본 실시예에서는 각막상피세포 (HCET)는 6-웰 플레이트에 각 웰당 2 x 10⁴ (cells/well)로 배양하였다.

위의 조건으로 배양된 HCET 세포는 배양 24시간 후에 1mm의 간격으로 배양된 세포층에 틈을 생성하여 손상을 주고, 상기 제조예 1에서 제조된 베타-글루칸 수용액 및 비교군으로서 다시마(Laminaria digitata) 에서 추출된 베타-1,3과 베타-1,6 구조의 글루칸인 라미나린(Sigma-Aldrich 사, 제품번호 L9634)을 혈청이 없는 배양액에 배양액과 점안제를 95:5, 90:10, 80:20으로 처리하였다. 대조군은 혈청이 포함되지 않은 배양액을 사용하였다. 약물 처리 24시간 후, 세포를 0.1% 크리스탈 바이올렛으로 염색하고, 손상을 준 틈의 거리를 현미경하에서 측정하고 대조군과 비교하였다.

그 결과, 베타-글루칸의 농도가 높을수록 손상회복이 빠른 것을 확인할 수 있었으며, 본 발명의 베타-1,3 글루칸의 손상회복능력이 비교군인 다시마 유래의 베타-1,3 및 1,6 글루칸에 비해 약 2배 정도 효과가 우수함을 확인할 수 있었다 (도 1 및 도 2 참조).

추가로 제조예 1의 베타-글루칸 수용액과 제조예 2의 카르복시메틸셀룰로오스 복합제 및 제조예 3의 히알루론산 복합제를 각각 배양된 각막상피세포에 처리하여 손상회복력을 비교하였다. 베타-1,3 글루칸 용액은 80:20(배양액: 베타-글루칸 용액)의 비율로 처리하였다. 그 결과, 카르복시메틸셀룰로오스 또는 히알루론산을 함께 사용할 경우 베타-글루칸의 상치치유효과가 증대됨을 알 수 있었다 (도 3 및 도 4 참조).

실시예 2. 각막손상 동물 모델을 이용한 약효능 평가

동물은 흰쥐(Sprague dawley, 300g, male)를 사용하였고, NaOH를 이용한 화학약물에 의한 각막손상 모델(alkali burn)을 이용하였다. 3mm 페이퍼 디스크에 0.1M의 NaOH를 적시고, 각막에 30초간 덮어 각막손상을 유도하였다. 각막 손상 후, 제조예 1의 점안제를 하루에 두 번 투여하였다.

각막상피의 상처치유효과는 각막형광염색법을 이용하여 검증하였다. 형광염료(fluoresein)가 침착되어 있는 종이에 균형염(balanced salt solution) 용액을 한 방울 떨어뜨리고 각막에 문질러 염색하고, 균형염 용액으로 각막을 세척한 다음, 청색등 (blue light)하에서 각막을 관찰하고 사진을 찍어 치유된 면적을 확인하였다.

각막 손상 후, 3일 후에 각막을 형광 염색하여 관찰한 결과, 대조군(control)에서는 노란색의 염색이 관찰되었으나 베타-글루칸 수용액과 베타-글루칸-카르복시메틸셀룰로오스 복합제 (β-glucan-CMS) 및 베타-글루칸 히알루론산 복합제 (β-glucan-HA)을 투여한 군에서 모두 우수한 치유 효과를 나타내었다 (도 5 및 도 6 참조).

실시예 3. 현미경 관찰에 의한 각막에서 염증 세포 조사

실시예 2와 같이 각막 손상 모델 제작 후 3일에 안구를 적출하고, 4% 파라포름알데하이드에 고정한 다음, 수세와 탈수를 거쳐 파라핀에 포매하였다. 포매된 조직을 마이크로톰으로 절삭하고 슬라이드 글라스에 올려 현미경관찰 준비를 하였다. 조직표본의 파라핀을 제거하고, 세척한 다음 헤마톡실린과 에오신 염색을 하여 각막 조직 내 염증세포를 관찰하였다.

그 결과, 정상에서는 염증세포가 관찰되지 않는 반면 대조군(Control)에서는 기질층(Stroma, S)에 염증세포가 많이 분포되어 있는 것이 관찰되었다. 각막 상피 손상 후, 베타-글루칸을 처리한 군에서는 염증세포들이 각막상피층(Epithelium, E)의 아래에서만 관찰되었다. 따라서 베타-글루칸이 각결막 손상에 대한 치료효과 및 염증억제효과가 있음을 확인하였다 (도 7 참조).

Claims (11)

1. 하기의 특징을 가지는 베타-1,3 글루칸을 포함하는, 외부 손상에 의한 각결막염 또는 알레르기성 각결막염 치료용 약학적 조성물:
   1) 베타-1,6 분지를 가지지 않고 베타-1,3 주당쇄만으로 구성되고;
   2) 분자량이 450 내지 550 kDa ; 및
   3) 순도가 85 내지 99중량%.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 베타-1,3 글루칸은 추가적으로 하기의 특징을 가지는 것인 약학적 조성물:
   4) 불용성; 및
   5) 생산 초기에 과립 형태로 형성되며 고결정성.
   
3. 제1항에 있어서, 상기 베타-1,3 글루칸은 유글레나 그라실리스(Euglena Gracilis) 유래의 것인 약학적 조성물.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 베타-1,3 글루칸은 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 포함된 것인 약학적 조성물.
   
5. 제1항에 있어서, 카르복시메틸셀룰로오스를 추가로 포함하는 약학적 조성물.
   
6. 제5항에 있어서, 베타-1,3 글루칸 및 카르복시메틸셀룰로오스가 1:5 내지 1:20 의 중량비로 혼합된 것인 약학적 조성물.
   
7. 제1항에 있어서, 하알루론산을 추가로 포함하는 약학적 조성물.
   
8. 제7항에 있어서, 베타-1,3 글루칸 및 하알루론산이 1:5 내지 1:20 의 중량비로 혼합된 것인 약학적 조성물.
   
9. 제1항에 있어서, 상기 외부 손상에 의한 각결막염은 각막의 직접 외부 손상, 산 또는 염에 의한 손상, 화상에 의한 손상, 또는 콘택트렌즈 착용에 의한 손상에 의한 각결막염인 약학적 조성물.
   
10. 제1항에 있어서, 상기 알레르기성 각결막염은 고초열성 결막염, 춘계 각결막염, 아토피성 각결막염, 플릭텐성 각결막염 또는 접촉성 안검염에 의한 결막염인 약학적 조성물.
    
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 점안제임을 특징으로 하는 약학적 조성물.

Images