KR101397605B1 - 두충과 자몽 혼합물을 함유하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물 - Google Patents
두충과 자몽 혼합물을 함유하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 두충과 자몽의 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따르면, 신경전구세포의 생존율을 증가시키고 카스파제-3 및 카스파제-9를 억제하는 효과를 갖는 두충과 자몽의 혼합 추출물을 이용하여 신경전구세포를 보호하고, 신경퇴행성 질환의 예방에 유용하게 사용할 수 있다.
본 발명에 따르면, 신경전구세포의 생존율을 증가시키고 카스파제-3 및 카스파제-9를 억제하는 효과를 갖는 두충과 자몽의 혼합 추출물을 이용하여 신경전구세포를 보호하고, 신경퇴행성 질환의 예방에 유용하게 사용할 수 있다.
Description
본 발명은 두충과 자몽 혼합 추출물을 함유하는 신경전구세포 보호용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 유효 성분으로 함유하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물에 관한 것이다.
산소호흡을 하는 생물체들은 공기 중의 산소에 의한 산화적 스트레스에 항상 노출되어 있다. 이러한 산화적 스트레스에 의하여 생물체의 각 기관은 쉽게 손상을 입게 되고 결국 노화와 세포 사멸이라는 결과를 낳게 된다. 산화적 스트레스에 의한 손상은 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)에 의해 야기된다.
일반적으로 ROS는 면역반응의 한 부분으로 세포의 용해나 정상적인 세포 호흡의 부산물로 발생된다. ROS의 발생은 수퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD, Superoxide dismutase), 카탈라제(Catalase), 글루타치온 퍼옥시다제(Glutathionne peroxidase)와 같은 활성산소종 제거 효소(ROS scavenging-related enzymes)와 아스코르브산, 글루타치온을 포함하는 세포 내부의 자체 항산화 시스템에 의해 정상 수준 이하로 일정하게 유지된다. 세포의 경우 ROS에 대한 방어기작(Protection mechanims)을 가지고 있지만, ROS의 비정상적인 대량 발생으로 인해 항산화 시스템의 기능적인 장애를 초래할 경우 다양한 산화적 손상을 야기하게 되고 결국 노화 및 세포사멸을 야기한다.
특히 신경전구세포(NPC, Neural Progenitor Cells)의 경우 ROS의 증가에 가장 민감하게 반응하고 쉽게 세포 사멸을 야기하여 알츠하이머병, 파킨슨병, 척수 손상, 허혈 같은 신경퇴행성 질환(Neuro degenerative diseases)의 원인이 된다.
뇌신경계 질환 예방과 관련된 선행기술로는 대한민국등록특허 제10-0864380호(등록일: 2008년10월14일, 명칭: 두뇌기능 향상과 뇌신경계 질환 예방 또는 치료용 펩타이드)와 대한민국등록특허 제10-0880371호(등록일: 2009년01월19일, 명칭: ＣＮＳ 장애의 치료를 위한 ＴＧＦ－Ｒ 시그널화 억제제) 등이 있다.
생물체는 스트레스를 유발시키는 인자에 대하여 작용하는 방어 기작을 지니고 있으며 이에 작용하는 물질을 항산화제라고 한다. 지금까지 수많은 항산화제의 ROS에 의해 야기되는 세포손상 억제 효과들이 보고되어 왔으나, 자연계에서 손쉽게 구할 수 있고, 현장에서 적용할 만큼 신경전구세포의 보호 효과가 뛰어난 항산화 소재는 찾기 어려운 실정이다.
한편, 자몽(grapefruit)은 감귤속(Citrus)에 속하는 그레이프프루트 나무의 열매로서 원산지는 서인도제도의 자메이카이다. 모양은 둥글고 지름은 10-15 cm이며 겉껍질은 가죽질이고 표면이 매끄러우며 노란색이다. 또한, 속껍질은 얇고 부드러우며, 과육은 옅은 노란색으로 즙액이 풍부하고 맛은 시면서도 단맛이 강하고 쓴맛도 조금 섞여 있다. 이러한 자몽은 감기예방, 피로회복, 숙취에 좋고, 한방에서는 피지 조절과 세균 감염을 예방하면서 여드름에 의한 모공확대 및 염증악화를 억제하는 효과가 있다고 알려져 있다.
또한, 두충은 두충나무과에 속하는 두충나무(Eucommia ulmoides Oliver)의 껍질이나 잎을 말린 약재이다. 두충 껍질의 바깥 면은 회색 또는 어두운 회색이며 세포주름이 많고 작은 구멍인 피공이 있으며, 안쪽 면은 평활하고 어두운 갈색을 띤다. 두충은 맛이 달고 매우며, 잎이나 나무껍질에 실 같은 투명한 섬유질이 많아서 꺾으면 끈기 있는 가늘고 흰 섬유질의 실이 생기는 특징이 있다. 두충의 약리작용으로는 혈압강하, 항노화, 콜레스테롤강하, 항염, 진정, 진통, 면역 조절, 혈액응고, 자궁수축, 항알레르기, 항균작용 등이 보고되고 있다. 한방에서는 간신기능 부족으로 인한 요통, 무릎통, 하복냉감, 태동불안, 자궁출혈 등을 치료하는데 효과가 있다고 알려져 있다.
그러나 상기 두충과 자몽 혼합물의 항산화 활성이 신경전구세포와 같은 신경세포의 보호에 어떠한 영향을 미치는가에 관한 연구는 전혀 보고된 바가 없을 뿐만 아니라, 두충과 자몽 혼합물의 신경세포 보호용 조성물에의 적용 가능성에 대한 실험적으로 뒷받침된 사례 역시 전혀 제시된 바가 없다.
이에, 본 발명자들은 자연계에서 손쉽게 구할 수 있고, 현장에서 적용할 만큼 신경전구세포 보호 효과가 뛰어난 항산화 소재를 찾기 위하여 예의 연구노력한 결과, 두충과 자몽 혼합 추출물이 신경퇴행성 질환의 원인이 되는 신경전구세포(NPC, Neural progenitor cells)의 사멸 억제에 효과가 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 주된 목적은 신경전구세포의 보호 및 예방 효과를 갖는 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 상기 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 이용하여 신경전구세포의 사멸을 억제하고 이를 통해 신경퇴행성 질환을 예방할 수 있는 약학적 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 유효성분으로 함유하는 신경전구세포 보호용 조성물 및 신경퇴행성 질환 예방용 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 두충과 자몽 혼합물의 신경전구세포 보호 효과를 확인하기 위하여, 생쥐 척수로부터 신경전구세포를 분리하여 배양하고, 과산화수소(H202)를 이용하여 신경전구세포에서의 활성산소종(ROS) - 매개 세포 사멸(Apoptosis) 모델을 구축하였다.
그리고 과산화수소에 의해 유도되는 신경전구세포의 세포 사멸에 대한 두충과 자몽 혼합물의 신경보호 효과를 규명하기 위하여 두충과 자몽 혼합물을 신경전구세포에 처리한 후 과산화수소를 처리하여 세포 생존능을 측정함으로써 두충과 자몽 혼합물의 신경전구세포에 대한 보호 및 사멸 억제 효과를 확인하였다.
또한, 신경전구세포에 과산화수소를 처리하여 세포 사멸을 유도하게 되면 미토콘드리아 매개 세포 사멸 관련 단백질인 카스파제(Caspase)의 활성화 및 ATP 생산 감소 등의 특징을 야기한다. 따라서 ATPase, 카스파제 활성 측정을 통하여 신경전구세포 사멸에 대한 두충과 자몽 혼합물의 세포 보호 및 세포 사멸 억제효과를 규명하였다.
이와 같은 연구 결과 본 발명자들은 두충과 자몽 혼합물이 신경전구세포의 사멸을 억제함을 확인할 수 있었으며, 이처럼 두충과 자몽 혼합물이 신경전구세포의 사멸 억제를 통해 신경전구세포를 보호함으로써 신경퇴행성 질환을 예방할 수 있음을 확인하였다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방"은 본 발명의 조성물의 투여로 신경세포 또는 신경전구세포의 사멸을 억제시키거나 사멸을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 신경퇴행성 질환 예방용 조성물에서, 상기 두충과 자몽은 여러 상업적 공급원으로부터 손쉽게 입수 가능하다. 본 발명의 상기 혼합 추출물은 두충 및 자몽 원재료를 혼합하여 추출할 수도 있고, 두충과 자몽 원재료를 각각 추출하여 이들을 혼합하여 사용할 수도 있다.
두충과 자몽을 각각 추출하여 이들을 혼합하여 사용하는 경우에는, 각각 같은 당도로 농축된 두충 추출물과 자몽 추출물을 0.5:2 내지 2:0.5의 중량비로 혼합하여 사용하는 경우에 신경전구세포 보호 효과가 높고, 신경퇴행성 질환의 예방 효과가 높아 바람직하다. 또한, 두충과 자몽을 각각 추출하여 혼합 사용하는 경우, 두충 및 자몽 추출물의 당도를 5 내지 40 Brix의 범위에서 농축하여 추출하는 것이 바람직한데, 이는 신경전구세포 보호에 효과가 있는 유효 성분이 상기 당도 범위에서 충분하게 용출되어 충분한 신경퇴행성 질환의 예방 효과를 보이기 때문이다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는 30 Brix로 농축한 두충과 자몽을 1:1의 비율로 혼합하여 사용한 혼합추출물(100 mg/ml)의 신경전구세포 보호 효과가 가장 높은 것으로 나타났다.
본 발명의 신경퇴행성 질환 예방용 조성물에서, 상기 혼합 추출물은 신경퇴행성 질환 예방에 대한 충분한 예방 효과를 달성하기 위해 전체 조성물 중량의 0.01 내지 20 중량부로 함유되는 것이 바람직하다. 상기 혼합 추출물의 함량이 0.01 중량부 미만인 경우에는 신경퇴행성 질환 예방의 효과가 미미하고, 20 중량부를 초과하는 경우에는 증가되는 함량에 비해 신경퇴행성 질환 예방 효과의 증가치가 높지 않기 때문에 경제성이 없어 바람직하지 않다.
본 발명에 따른 혼합 추출물은 두충과 자몽을 물 또는 유기용매, 또는 물과 유기용매의 혼합용매로 추출하여 얻을 수 있다. 상기 유기용매로는 저급 알콜, 아세톤, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에테르, 에틸아세테이트, 헥산 등을 사용할 수 있고, 상기 저급 알콜로는 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올을 사용할 수 있다. 바람직하게 본 발명의 혼합 추출물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 극성 용매로 추출할 수 있다.
물을 용매로 하여 열수 추출하는 구체적인 조건으로는 각각 미세하게 분쇄한 두충과 자몽에 이들 중량의 5 내지 15 배, 바람직하게는 10 배의 물을 첨가하고 25 내지 100 ℃, 바람직하게는 70 내지 95 ℃의 온도에서 30 분 내지 72 시간, 바람직하게는 1 내지 6 시간 동안 추출한 후 여과하여 열수 추출물을 제조한다.
본 발명의 조성물은 다양한 신경퇴행성 질환에 적용될 수 있다. 신경퇴행성 질환의 대표적인 예로는 알츠하이머 질환, 파킨슨 질환, 크로이츠펠트-야콥 질환(CJD), 할러포르텐-스파츠 질환, 헌팅톤 질환, 다체계 위축증, 치매, 프론템포랄 치매, 근위축성 측삭경화증, 척수성 근위축증, 척수소뇌 위축증(SCA), 수막뇌염, 세균성 수막뇌염, 바이러스성 수막뇌염, CNS 자가면역 장애, 다발성 경화증(MS), 급성 허혈성 상해 등을 들 수 있으나, 이에 구속되는 것은 아니며, 신경세포나 신경전구세포의 사멸이 촉진되어 발생되는 어떠한 신경퇴행성 질환의 예방에도 본 발명의 조성물이 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구 또는 비경구 경로로 다양하게 투여될 수 있고, 이는 당업자에게 용이하게 예상될 수 있다. 예를 들면, 비경구로 투여되는 경우, 직장 주사, 정맥 주사, 근육내 주사, 복강 주사, 피하 주사, 자궁내 경막 주사 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해 투여될 수 있고, 그 투여량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있다.
본 발명 조성물의 경구용 또는 비경구용 제제로의 제형화는 당업계의 통상적인 제형화 기술에 의해 이루어질 수 있는데, 경구용 제제의 경우, 경질 캅셀제, 연질 캅셀제, 정제, 과립제, 환제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제, 또는 엘릭시르제(elixirs) 등의 다양한 제제로 제형화 될 수 있고, 예를 들어, 캅셀제, 정제, 과립제 등은 유당, 포도당, 만니톨 등의 부형제, 전분, 알긴산나트륨 등의 붕괴제, 스테아린산마그네슘, 탈크 등의 활택제, 폴리비닐알콜, 히드록시프로필셀룰로오스, 젤라틴 등의 결합제, 지방산 에스테르 등의 계면활성제, 글리세린 등의 가소제 등을 첨가제로 사용하여 제형화 될 수 있다.
또한 비경구 투여용 제제로의 제형화는 피하주사제, 정맥주사제, 근육 내 주사제, 흉부 내 주사제, 또는 경피 흡수제 등의 다양한 제제로 제형화 될 수 있고, 상기 조성물을 안정제 또는 완충제와 함께 물에서 혼합하여 용액으로 제조하고 이를 앰플 또는 바이알의 단위 투여형으로 제형화할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 식품, 특히 기능성 식품 조성물로 제조될 수 있다. 본 발명의 기능성 식품 조성물은 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분으로서의 두충 및 자몽의 혼합 추출물 이외에 향미제 또는 천연 탄수화물을 추가 성분으로서 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등), 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등), 올리고당, 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등), 또는 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)을 포함한다. 향미제로서 천연 향미제(예컨대, 타우마틴, 스테비아 추출물 등)과 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)를 이용할 수 있다.
일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 본 발명의 조성물은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 음료수, 차, 향신료, 껌, 과자류, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 두충과 자몽의 혼합 조성물은 카스파제-3 및 카스파제-9와 같이 세포자멸사( apoptosis)에 관여하는 단백질의 활성을 억제하고, 신경전구세포의 ATP 생산을 효과적으로 회복시키며, 과산화수소와 같은 활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)에 의해 매개되는 신경전구세포의 사멸을 효과적으로 억제하여, 신경전구세포의 보호와 질환(Neurodegenerative diseases)을 비롯한 다양한 질환의 예방에 유용하게 이용할 수 있다.
도 1a는 H202-매개 세포 사멸로부터 두충과 자몽 혼합물이 신경전구세포를 효과적으로 보호하는 것을 보여주는 그래프이다.
도 1b는 신경전구세포(mNPC, Mouse Neural progenitor cells)의 세포 사멸을 TUNEL 염색에 의해 평가한 사진이다(TUNEL-양성 어팝토시스 세포는 양성으로 염색된 세포의 카운팅에 의해 정량함).
도 1c는 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1)이 H202-매개 세포 사멸을 효과적으로 억제함을 명확하게 보여주는 현미경 사진이다.
도 2는 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1) 전처리가 mNPC에서의 카스파제 활성화와 같은 H202-매개 세포 사멸 특징을 효과적으로 억제함을 보여주는 그래프이다.
도 3은 두충과 자몽 혼합물(1:1)의 전처리가 H202-처리된 mNPC의 ATP 생산 능력을 효과적으로 회복시키는 것을 보여주는 그래프이다.
도 1b는 신경전구세포(mNPC, Mouse Neural progenitor cells)의 세포 사멸을 TUNEL 염색에 의해 평가한 사진이다(TUNEL-양성 어팝토시스 세포는 양성으로 염색된 세포의 카운팅에 의해 정량함).
도 1c는 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1)이 H202-매개 세포 사멸을 효과적으로 억제함을 명확하게 보여주는 현미경 사진이다.
도 2는 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1) 전처리가 mNPC에서의 카스파제 활성화와 같은 H202-매개 세포 사멸 특징을 효과적으로 억제함을 보여주는 그래프이다.
도 3은 두충과 자몽 혼합물(1:1)의 전처리가 H202-처리된 mNPC의 ATP 생산 능력을 효과적으로 회복시키는 것을 보여주는 그래프이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
[실험예]
1) 재료 및 방법
i) 두충과 자몽 혼합물
건조된 두충 껍질 500 g을 증류수 5 L에 넣고 90 ℃에서 1 시간 동안 열수추출한 후 실온까지 서서히 냉각하였다. 냉각 후에 여과지를 이용하여 여과하고(Whatman No.5, Whatman International Ltd, 영국), 여과액에 당분해 효소(Viscozyme 0.3 %)를 첨가하여 50 ℃에서 3 시간 동안 반응시켜 두충 추출액을 제조하였다.
건조된 자몽 500 g을 분쇄한 후, 증류수 5 L에 넣고, 90 ℃에서 2 시간 동안 열수추출한 후 실온까지 서서히 냉각하였다. 냉각 후에 여과지를 이용하여 여과하고(Whatman No.5, Whatman International Ltd, 영국), 여과액에 당분해 효소(Citrozyme Ultra L 0.2 %)를 첨가하고 50 ℃에서 3 시간 동안 반응시켜 자몽 추출액을 제조하였다.
이렇게 얻은 두충 추출액과 자몽 추출액을 각각 대형농축기로 농축하여, 30 Brix로 농축된 농축액을 수득하고 질량을 측정하였다. 두충과 자몽 농축액의 저장 용액(stock solution)으로는 증류수를 사용하여 제조하였으며 4 ℃에서 보관하였다. 저장 용액은 사용 전에 작업 농도로 희석하였다.
ii) 신경전구세포의 분리 및 배양
신경전구세포의 분리를 위해서 척수 레벨 C3 내지 T1의 생쥐 척수 전체 경부 팽대(Complete cervical enlargement)를 적출한 후, 인산완충용액(PBS, Phosphate buffered saline)으로 세척하고 잘게 분해한 다음 0.125 % 트립신과 0.01 % DNase를 처리하여 37 ℃, 30 분간 반응시켰다. 효소반응 후 혈청을 포함하는 배양 배지로 반응을 중화시켜 원심분리 후, 기질세포층을 B27, 염기성 섬유아세포 성장 인자(basic Fibroblast Growth Factor, bFGF, 20 ng/ml), 상피 성장 인자(Epidermal Growth Factor, EGF, 20 ng/ml)를 포함하는 뉴로베이잘(NB, Neurobasal) 배지에 부유시켜 48-72 시간 배양한 후, 일차배양 세포가 70-80 %의 밀도에 이르렀을 때 0.025 % 트립신 용액을 이용하여 계대 배양하였다.
iii) 화합물 처리
두충과 자몽 및 H2O2의 최적 농도는 각 시약의 넓은 범위의 세포독성과 생존 효과에 관련된 예비 실험에 따라 선택하였다. mNPC(Mouse Neural progenitor cells) 중의 H2O2 0.3 mM 농도가 본 발명에 최적인 것으로 결정되었다. mNPC를 NB 배지에 접종하고 CO2 인큐베이터에서 37 ℃에서 배양하였다.
H2O2-매개 세포 사멸에 대한 두충과 자몽 혼합물의 신경보호 효과를 조사하기 위하여, 80 % 밀도의 mNPC(Mouse Neural progenitor cells)에 각각 100 mg/ml 농도의 두충 추출액, 자몽 추출액, 및 이들을 1:1 비율로 혼합한 혼합추출액으로 8 시간 동안 전처리하고 이어서 추가 72 시간 동안 0.3 mM H2O2로 처리하였다.
H2O2 희석액은 각 실험 직전에 둘베코 변형 이글스 배지(Dulbecco's Modified Eagle's Medium, DMEM) 내로 30 % 저장 용액으로부터 신선하게 제조하였다. H2O2에의 노출은 DMEM에서 100배 희석된 소량의 H2O2를 각 웰에 첨가하고, 이어서 가볍게 교반하여 실시하였다. 배양물을 지정된 시간 동안 항온처리하고 이어서 독성 또는 생화학적 측정을 실시하였다. H2O2의 높은 반응 특성 및 희석 용액에서의 짧은 반감기 때문에, H2O2 노출이 희석 5 분 내에 실시되지 않으면 H2O2의 독성이 감소되는 현상이 관찰되었다.
iv) 세포 생존능 및 TUNEL의 분석
세포 생존능은 트리판 블루 배제 테스트(Trypan blue exclusion test)와 함께 시각적 세포 카운트에 의해 평가하였다. 모든 생존능 분석에서는, 각 조건에 대해 세 벌의 웰을 사용하였으며, 각 실험을 적어도 3 회 반복하였다. mNPC(Mouse Neural progenitor cells)의 세포 사멸은 TUNEL(Terminal deoxynucleotidyl transferase biotin-duTP Nick) 염색을 이용하여 추정하였다.
상술하면, 4 % 파라포름알데히드 고정 세포를 TdT(Terminal deoxynucleotidyl transferase) 효소, 비오틴화된 dUTP, 및 TdT 반응 완충액을 함유한 TUNEL 반응 혼합물에서 90 분 동안 37 ℃에서 항온 처리하였다. PBS로 세척한 후, FITS(Fluorescein isothiocyanate)와 접합된 항-호스래디쉬 퍼옥시다제 항체(Anti-horseradish peroxidase antibody)와 30 분 동안 실온에서 샘플을 항온 처리하고 이어서 레이카 형광 현미경(Leica Microsystems)을 이용하여 녹색 형광에 의해 시각화하였다.
v) ATPase 활성의 측정
단백질의 양은 제조사의 설명서에 따라 단백질 분석 키트(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)를 이용하여 결정하였다. 완충액(150 mM/L KCl, 25 mM/L Tris-HCl; pH 7.6, 2 mM/L EDTA pH 7.4, 10 mM/L KPO4 pH 7.4, 0.1 mM/L MgCl2, 및 0.1%(w/v) BSA)에 1mg 단백질/ml 완충액의 농도로 세포를 재현탁시켰다. ATP 합성은 750 ㎕의 기질 완충액(10 mM/L 말레이트, 10 mM/L 피루베이트, 1 mM/L ADP, 40 ㎍/ml 디지토닌 및 0.15 mM/L 아데노신 펜타포스페이트)에 250ml의 세포 현탁액을 첨가하여 시작하였다. 세포를 10 분 동안 37 ℃에서 항온처리 하였다. 0 분과 10 분에, 반응 혼합물 50 ㎕ 분액을 취하여, 450 ㎕의 비등하는 100 mM/L Tris-HCl, 4 mM/L EDTA pH 7.75에서 2 분 동안 급냉(Quenching)시키고 급냉 완충액에서 추가로 1/10 희석하였다. ATP의 양은 제조사의 설명서에 따라 ATP 생물발광 분석 키트(Bioluminescence Assay Kit, Roche Diagnostics, Basel, Switzerland)를 이용하여 루미노미터(Berthold, Detection Systems, Pforzheim, Germany)로 측정하였다. 각 실험으로부터의 원 데이터를 피셔(Fisher) 또는 t-테스트를 이용한 분산의 분석을 이용하여 분석하였다.
vi) 카스파제 분석 및 정량
카스파제-3 및 카스파제-9 활성 분석을 위해, 50 ㎕ 총 부피 중의 10 ㎍의 단백질을 50 ㎕의 평형화된 카스파제-글로(Caspase-Glo) 3, 또는 9 시약(Promega)과 혼합하였다. 블랭크 값을 차감하고, 미처리 세포로부터 측정된 활성에 기초하여 활성의 배수 증가를 계산하였다. 각 샘플을 세 벌씩 측정하였다.
vii) 통계적 분석
모든 데이터는 5개 이상의 독립적인 실험으로부터 평균 ㅁ S.E.M.으로 제시하였다. 그룹 간의 차이의 통계적 유의성은 스튜던츠 투 테일드 t-테스트(Student's two tailed t-test)를 이용하여 계산하였다.
2) 결과 및 분석
i) 신경전구세포의 H
2
O
2
-매개 세포 사멸에 대한 두충과 자몽 혼합물의 보호 효과
신경전구세포의 H2O2-매개 세포 사멸에 대한 두충과 자몽 혼합물의 신경보호 효과를 규명하기 위하여, 80 % 밀도의 mNPC에 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 및 그 혼합물(1:1)로 8 시간 동안 전처리하고 이어서 추가로 72 시간 동안 0.3 mM H2O2로 처리하였다. H2O2 처리 후, 미처리 mNPC 및 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 및 그 혼합물(1:1)로 72 시간 동안 처리된 mNPC의 상대적인 생존률을 트리판 블루 배제 및 TUNEL 염색에 의해 평가하고, 데이터를 평균 ㅁ S.E.M.(*, P < 0.05; **, P < 0.01)으로 도시하였다.
그 결과, 도 1a에 나타난 것처럼 H2O2-매개 세포 사멸은 mNPC의 24 시간 배양에서 명확하게 관찰(20 % mNPC가 생존)되었으나, 두충과 자몽 및 그 혼합물(1:1)의 전처리 배양에서는 mNPC의 사멸이 방지되었다. 특히, 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1)-전처리 후 0.3 mM H2O2로 처리시 24 시간 배양에서는 80 %, 72 시간 배양에서는 60 % 이상의 mNPC가 생존하는 것으로 나타났다. 또한, TUNEL-양성 어팝토시스 세포를 양성으로 염색된 세포의 카운팅에 의해 정량한 결과, 두충과 자몽 혼합물이 H2O2-매개 세포 사멸을 효과적으로 억제할 수 있음을 명확히 알 수 있었다(도 1b).
마찬가지로 도 1c의 현미경사진도 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물이 H2O2-매개 세포 사멸을 효과적으로 억제할 수 있음을 명확히 보여주었다. 따라서 100 mg/ml 농도의 두충과 자몽 혼합물(1:1)이 본 연구에 대해 최적인 것으로 결정되었다.
ii) 두충과 자몽 혼합물에 의한 H
2
O
2
-매개 세포 사멸 특징의 억제
H2O2는 세포의 산화성 스트레스와 세포 사멸을 효과적으로 유도하여, 카스파제 활성화를 야기한다. 본 발명자들은 두충과 자몽 혼합물이 H2O2-처리된 mNPC에서 카스파제-3 및 카스파제-9를 억제할 수 있는지 여부를 조사하였다.
각각 12 시간과 24 시간동안 H2O2 처리 후, 카스파제-3 및 카스파제-9의 활성은 주목할 만하게 증가하였으나, 두충과 자몽 혼합물(1:1)-전처리는 H2O2-매개 카스파제 활성화를 효과적으로 억제하였다(도 2; *, P < 0.05; **, P < 0.001).
본 발명자들은 또한 H2O2 처리 후 ATP 생산에 대한 두충과 자몽 혼합물의 효과를 검사하였다. 각각 12 시간과 24 시간 동안 H2O2 노출에 대한 반응에서, ATP 생산은 크게 감소하였으나 두충과 자몽 혼합물(1:1)-전처리는 세포의 ATP 생산 능력을 효과적으로 회복시켰다(도 3; *, P < 0.05).
Claims (10)
- 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 유효 성분으로 포함하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 혼합 추출물은 각각 같은 당도로 농축된 두충 추출물 및 자몽 추출물을 0.5:2 내지 2:0.5의 중량비로 혼합한 혼합 추출물인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제2항에 있어서, 상기 당도는 5 내지 40 Brix인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 혼합 추출물은 전체 조성물 중량의 0.01 내지 20 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물은 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올 및 부탄올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 극성 용매로 추출된 추출물인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 신경퇴행성 질환은 알츠하이머 질환, 파킨슨 질환, 크로이츠펠트-야콥 질환(CJD), 할러포르텐-스파츠 질환, 헌팅톤 질환, 다체계 위축증, 치매, 프론템포랄 치매, 근위축성 측삭경화증, 척수성 근위축증, 척수소뇌 위축증(SCA), 수막뇌염, 세균성 수막뇌염, 바이러스성 수막뇌염, CNS 자가면역 장애, 다발성 경화증(MS), 급성 허혈성 상해로 이루어진 군으로부터 선택된 질환인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 정제, 환제, 경질 캅셀제, 연질 캅셀제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제, 과립제, 및 엘릭시르제(elixirs)로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 경구용 제제인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조성물은 피하주사제, 정맥주사제, 근육 내 주사제, 흉부 내 주사제, 및 경피 흡수제로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 비경구용 제제인 것을 특징으로 하는 신경퇴행성 질환 예방용 조성물.
- 두충 및 자몽의 혼합 추출물을 유효 성분으로 포함하는 신경퇴행성 질환 예방용 건강기능식품.
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| KR20110002237A (ko) * | 2009-07-01 | 2011-01-07 | 박현미 | 두충 추출물을 포함하는 신경계 질환 예방 또는 치료용 조성물 |
| KR20110082444A (ko) * | 2010-01-11 | 2011-07-19 | 씨앤제이바이오텍(주) | 산두근 추출물을 포함하는 아세틸콜린에스터라제 활성 저해용 조성물 |
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