KR101473524B1

KR101473524B1 - 당뇨병 합병증 치료용 또는 예방용 의약 조성물

Info

Publication number: KR101473524B1
Application number: KR1020120057265A
Authority: KR
Inventors: 정춘희
Original assignee: 연세대학교 원주산학협력단
Priority date: 2012-05-30
Filing date: 2012-05-30
Publication date: 2014-12-17
Also published as: KR20130134039A

Abstract

본 발명은 커큐민 유도체의 당뇨병성 신증 치료 또는 예방에 있어서 항산화 효과로서의 용도와 의약 조성물에 관한 것으로서 기존의 항산화제로서 치매 예방에 효과가 있다고 알려진 커큐민을 기준으로 커큐민 유도체를 당뇨병성 족세포에 투여 한 결과 기존의 커큐민을 투여하였을 때에 비해 항산화 효과가 뛰어나다는 것이 확인되었다.

Description

당뇨병 합병증 치료용 또는 예방용 의약 조성물{Pharmaceutical composition for treating or preventing complication of diabetes mellitus}

본 발명은 기존의 커큐민에 비하여 더 나은 항산화 효과를 가지는 커큐민 유도체를 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물에 관한 것이다.

커큐민(diferuloylmethane)은 동인도산의 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 식물인 울금(Curcuma longa Linn)의 뿌리에서 추출되어 인도음식에 널리 사용되어 온 폴리페놀(polyphenol)성분의 노란색 향신료로 심황(turmeric)의 커큐미노이드(curcuminoid)이다. 식품첨가물에서는 노란색 색소로 사용되며 향신료로 이용되고 있다. 세포 생리학에서 커큐민의 역할은 다양하고 염증 관련 단백질들, 세포 신호 물질, 전사 인자 등을 포함하는 많은 세포 구성요소와 관련된다. 커큐민은 항산화, 항암, 항돌연변이, 항염증, 치매 예방, 간기능 보호, 콜레스테롤 감소 등 각종 생리효능을 지닌 것으로 보고되고 있다. 이런 다양한 효능은 주로 항산화 작용에 의한 것인데, 항산화 작용이란 활성산소로 인한 인체의 손상을 막아주는 것이다. 활성산소란 호흡에 의해 체내에 들어온 산소가 대사과정에서 불안정한 형태로 변하면서 독성 성분이 되어 인체의 노화와 질병을 일으키는 것을 말한다. 활성 산소는 반응성이 매우 커서 체내에서 DNA 변성, 과도한 신호전달 유발 및 단백질 변성 등을 초래하여 건강에 해로운 영향을 누적하는 일련의 반응을 일으키게 된다. 따라서 활성산소는 거의 모든 질환과 연관되어, 암, 동맥경화, 허혈성 심장질환, 알츠하이머병, 파킨슨병, 면역부전, 당뇨병, 백내장, 노화 등을 유발하게 된다.

한편, 당뇨병은 대표적인 만성 성인병의 하나이다. 우리나라의 당뇨병 환자는 전체 인구의 약 5%정도로 최소한 250만 명으로 추정되고 있다. 당뇨병은 혈중에 있는 당분이 인슐린 분비의 부족이나 인슐린의 작용 및 기능 부족으로 인해 에너지로 사용되지 못하고 혈액에 남아 있게 되는 질병이다. 당뇨병의 원인으로 는 식생활의 서구화, 비만증, 운동부족, 스트레스 등을 들을 수 있다. 현재 미국, 유럽 및 일본과 같은 선진국에서는 비만 및 당뇨병의 증가로 인한 사회 경제적인 파장이 엄청나며, 한국의 경우도 경제적 발전으로 인해 당뇨병 환자가 급속도로 증가하여 2025년경에는 3억 명 이상의 환자가 발생할 것으로 예측된다(Kim, Y., Diabetes Care, 1995, 18:545-548). 당뇨병은 크게 인슐린 의존성인 제1형 당뇨병과 비 의존성 제2형 당뇨병으로 나눌 수 있다. 인슐린 저항성은 제2형 당뇨병 병인의 주요 요소로서, 제2형 당뇨병 환자의 90%이상에서 나타나며, 고혈당이 나타나기 수년 전부터 선행되는 것으로 생각된다(Haffner S M, et al. JAMA, 1990, 263:2893-2898). 인슐린 저항성과 이에 따른 대사 이상 및 혈관계 이상들의 집합체를 인슐린 저항성증후군(insulin resistance syndrome) 또는 대사 증후군(metabolic syndrome)이라 한다. 인슐린 저항성과 대사증후군은 심혈관계 질환, 특히 관상동맥 질환의 위험도 증가와 연관성이 있으며(Isomaa B, et al. Diabetes Care, 2001, 24:683-9), 대사증후군으로 인해 관동맥 질환의 위험도와 사망률을 3배 정도 증가시키는 것으로 보고된바 있다(Lakka H, et al. JAMA, 2002, 288:2709-2716). 대사증후군이란 만성적인 대사 장애로 인하여 발생하는 당뇨병, 고혈압, 고지혈증, 비만, 관상 또는 동맥경화증과 같은 여러 가지 질환이 동시에 발생하는 질환을 일컫는 것으로서 1988년 리븐(Reaven GM, Diabetes, 1988, 37:1595-1607)에 의해 처음으로 규명되었다. 대사증후군은 인슐린저항성과 고혈압, 이상지질혈증을 특징으로 하고 있으며, 대부분 과체중이나 비만을 동반하고 있다. 대사증후군은 또한 심혈관질환의 위험인자이며, 모든 원인으로 인한 사망과 연관되어 있다고 보고되었다. 제2형 당뇨병 환자의 경우 제1형 당뇨병과 달리 대사증후군의 유병률이 높다고 보고되고 있으며, 제2형 당뇨병 환자가 대사증후군을 동반할 때 사망률이 증가한다고 알려져 있다(Bonora, E et al., Diabet Med, 2004, 21:52-8; Ford ES, Diabetes Care, 2005, 28:1769-78; Alexander CM, et al., Diabetes, 2003, 52:1210-1214). 또한, 제2형 당뇨병의 대혈관 및 미세혈관 합병증과 고혈압, 이상지질혈증 등의 대사증후군의 구성요소들과의 연관성에 대한 연구들이 발표되어 있다(Mykkanen L, et al. Diabetologia., 1993, 36:553-559; Haffner SM, et al. Diabetes, 1992, 41:715-722). 대사증후군의 가장 심각한 문제점은 당뇨병성 망막증, 신증, 신경병증, 고지혈증, 심혈관질환(뇌졸중, 협심증, 심근경색증, 말초혈관질환)과 같은 만성 합병증의 발생이다(Wolf SP, Br Med Bull., 1993, 49:642-652). 이러한 만성 합병증은 대부분 일단 발생된 이후에는 비가역적인 진행과정을 밟게 되며 아직까지는 이러한 과정을 완전히 차단할 수 있는 방법이 없기 때문에 예방이 무엇보다도 중요하다.

1: Woo HB, Shin WS, Lee S, Ahn CM. Synthesis of novel curcumin mimics with asymmetrical units and their anti-angiogenic activity. Bioorg Med Chem Lett. 2005 Aug 15;15(16):3782-6. 2: Sharma S, Kulkarni SK, Chopra K. Curcumin, the active principle of turmeric (Curcuma longa), ameliorates diabetic nephropathy in rats. Clin Exp Pharmacol Physiol. 2006 Oct;33(10):940-5. 3: Pan Y, Wang Y, Cai L, Cai Y, Hu J, Yu C, Li J, Feng Z, Yang S, Li X, Liang G. Inhibition of high glucose-induced inflammatory response and macrophage infiltration by a novel curcumin derivative prevents renal injury in diabetic rats. Br J Pharmacol. 2012 Jun;166(3):1169-82.

따라서 본 발명의 주된 목적은 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 하기 화학식 1의 커큐민 유도체를 당뇨병성 족세포에 투여하였을 때 기존의 커큐민을 투여하였을 때보다 항산화 효과가 우월하다는 것을 확인하였다.

〔화학식 1〕

구체적으로, 본 발명은 화학식 1의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물을 제공한다.

삭제

한 구체예에서, 상기 의약 조성물은 다른 항당뇨제와 병용 투여되는 것일 수 있다.

다른 한 구체예에서, 상기 의약 조성물은 주사용 제제 또는 경구투여 제제인 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물을 제공한다.

본 발명은 또한 상기 화학식 1의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 개선용 식품 조성물을 제공한다.

삭제

본 발명에 따른 커큐민 유도체는 종래의 커큐민에 비하여 더 향상된 항산화 효과를 가져 보다 효과적인 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물로 사용될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 커큐민 유도체가 유효성분으로 포함된 당뇨병성 신증 개선용 식품 조성물로 사용될 수 있다.

도 1은 커큐민의 농도에 따른 세포생존율의 결과이다.
도 2는 족세포에서 고포도당으로 생성된 활성 산소종을 형광 강도측정기로 측정한 결과이다.
도 3은 L- 929 세포에서 고포도당으로 생성된 활성 산소종을 형광 강도측정기로 측정한 결과이다.

이하, 본 발명의 구성을 구체적으로 설명한다.

본 발명은 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명은 하기 화학식 1의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물을 제공한다.

〔화학식 1〕

커큐민(diferuloylmethane)은 동인도산의 생강과(Zingiberaceae)에 속하는 식물인 울금(Curcuma longa Linn)의 뿌리에서 추출되어 인도음식에 널리 사용되어 온 폴리페놀(polyphenol)성분의 노란색 향신료로 심황(turmeric)의 커큐미노이드(curcuminoid)이다. 커큐민은 항산화, 항암, 항돌연변이, 항염, 치매 예방, 간기능 보호, 콜레 스테롤 감소 등 각종 생리효능을 지닌 것으로 보고되고 있으며 이런 다양한 효능은 주로 항산화 작용에 의한 것이다. 활성 산소는 반응성이 매우 커서 체내에서 DNA 변성, 과도한 신호전달 유발 및 단백질 변성 등을 초래하여 건강에 해로운 영향을 누적하는 일련의 반응을 일으키게 된다. 따라서 활성산소는 거의 모든 질환과 연관되어, 암, 동맥경화, 허혈성 심장질환, 알츠하이머병, 파킨슨병, 면역부전, 당뇨병, 백내장, 노화 등을 유발하게 된다. 항산화 작용이란 활성산소로 인한 이러한 인체의 손상을 막아주는 것이다.

본 발명자들은 이러한 사실을 바탕으로 실험한 결과, 하기 실시예에서 볼 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 화학식 1의 커큐민 유도체는 기존의 커큐민에 비해 우월한 항산화 효과가 있음을 확인하였다.

커큐민 (diferuloylmethane) 및 그 유도체는 Sigma (Paterson, NJ, USA)에서 구입하여 사용하였다.

또한 상기 조성물은 본 발명의 유효성분뿐만 아니라 기존에 공지된 당뇨병 예방 또는 치료제와 함께 사용될 수 있다.

본 발명의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 의약 조성물은 상기 유효성분 이외에 약제학적으로 적합하고 생리학적으로 허용되는 보조제를 사용할 수 있으며, 상기 보조제로는 부형제, 붕해제, 감미제, 결합제, 피복제, 팽창제, 윤활제, 활택제 또는 향미제 등을 사용할 수 있다.

상기 의약 조성물은 투여를 위해서 상기 기재한 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체를 1종 이상 포함하여 의약 조성물로 바람직하게 제제화할 수 있다.

한 구체예에서, 상기 의약 조성물은 경구투여 제제 또는 주사용 제제인 것일 수 있다.

상기 의약 조성물의 제제 형태는 과립제, 산제, 정제, 피복정, 캡슐제, 좌제, 액제, 시럽, 즙, 현탁제, 유제, 점적제 또는 주사 가능한 액제 등이 될 수 있다. 예를 들어, 정제 또는 캡슐제의 형태로의 제제화를 위해, 유효 성분은 에탄올, 글리세롤, 물 등과 같은 경구, 무독성의 약제학적으로 허용 가능한 불활성 담체와 결합될 수 있다. 또한, 원하거나 필요한 경우, 적합한 결합제, 윤활제, 붕해제 및 발색제 또한 혼합물로 포함될 수 있다. 적합한 결합제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 젤라틴, 글루코스 또는 베타-락토오스와 같은 천연 당, 옥수수 감미제, 아카시아, 트래커캔스 또는 소듐올레이트와 같은 천연 및 합성 검, 소듐 스테아레이트, 마그네슘 스테아레이트, 소듐 벤조에이트, 소듐 아세테이트, 소듐 클로라이드 등을 포함한다. 붕해제는 이에 제한되는 것은 아니나, 녹말, 메틸 셀룰로스, 아가, 벤토니트, 잔탄 검 등을 포함한다. 액상 용액으로 제제화되는 조성물에 있어서 허용 가능한 약제학적 담체로는, 멸균 및 생체에 적합한 것으로서, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 해당분야의 적절한 방법으로 Remington's Pharmaceutical Science, Mack Publishing Company, Easton PA에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화 할 수 있다.

본 발명의 치료방법에서 본 발명의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 조성물은 경구, 직장, 정맥내, 동맥내, 복강내, 근육내, 흉골내, 경피, 국소, 안구내 또는 피내 경로를 통해 통상적인 방식으로 투여할 수 있다.

본 발명은 또한 화학식 1의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명에 따른 식품 조성물은 상기 의약 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있다.

이하, 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 청구항의 범위에 의해 정의될 뿐이다.

<실시예 1> 고포도당 유도 세포에서 커큐민 유도체의 항산화 효과

1) 시약 및 재료

DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium), 우태아 혈청 (fetal bovine serum, FBS), 트립신(trypsin)/EDTA, 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin), PBS (phosphate buffered saline)는 Gibco (Grand island, NY, USA)에서 구입하여 사용하였다. 커큐민 (diferuloylmethane) 및 그 이외의 시약은 Sigma (Paterson, NJ, USA)에서 구입하여 사용하였다. 커큐민을 DMSO(dimethyl sulodxide)에 100 ㎍/㎖가 되도록 녹여 -70 ℃에 보관하였으며, 필요시 세포 배양 배지 또는 PBS에 여러 가지 농도로 희석하여 사용하였다.

2) 세포 배양

사구체 족세포(podocyte) 또는 섬유아세포(L-929)를 배양하여 실험에 이용하였다. 사구체 족세포는 온도에 민감한 SV 40 대형 T 항원을 표현하는 변종 마우스로부터 확립된 족세포 클론으로 세포배양을 시행하였다. 33 ℃에서 10 % 우태아 혈청이 함유된 DMEM 배양액에서 인터페론(interferon)-γ(10-50 ㎍)를 첨가하여 계대 배양을 한 후 37 ℃ 조건으로 바꾸어 인터페론(interferon)-γ를 제거한 인 비보(in vivo)에서와 유사한 족돌기를 지닌 족세포로 14일간 배양하였다. 그리고나서 분화를 유발시킨 후 본 실험을 시행하였다.

마우스(mouse)의 섬유아세포(fibroblast)에서 유래 된 마우스 섬유아세포인 L-929 (ATCC, CCL-1)는 37 ℃ 에서 10 % 우태아 혈청이 함유된 DMEM 배양액에서 배양하였다.

3) 통계학적 분석

데이터는 스튜던트 티- 테스트(student's t-test)를 사용하여 분석하였다. 데이터는 최소 3번 이상의 독립적인 실험들에서 구해진 평균값±표준편차로 표현하였다. p<0.05 일 경우, 유의한 차이를 보이는 것으로 판단하였다.

[실험예 1] 세포 생존율 측정 및 평가

사구체 족세포 손상에 대한 커큐민의 효과를 알아보기 전에 사구체 족세포에 세포 독성으로 인한 영향을 미치지 않는 실험조건을 정하기 위해 족세포에 커큐민을 농도별로 처리한 다음 세포의 생존율을 측정하였다. MTT (3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 어세이를 이용하여 커큐민의 독성을 확인하였다. MTT 어세이는 세포의 증식 또는 살아있는 세포를 정확하게 측정할 수 있는 방법의 하나이다. MTT 어세이는 탈수소효소작용에 의하여 노란색의 수용성 기질인 MTT 테트라졸리움(tetrazolium)을 청자색을 띄는 비수용성의 MTT 포르마잔(formazan)으로 환원시키는 미토콘드리아의 능력을 이용하는 검사법이다. MTT 포르마잔(formazan)의 흡광도는 540 ㎚의 파장에서 최대가 되며, 이 파장에서 측정된 흡광도는 살아있는 대사가 왕성한 세포의 생존율을 반영한다. 트립신(trypsin)/EDTA를 이용하여 배양 접시에서 분리한 세포 부유액을 헤모사이토미터(hemocytometer)를 사용하여 96 웰(well) 배양접시의 각 웰(well)에 원하는 적정 농도 (1×10⁵개/㎖) 의 세포 부유액 200 ㎕를 넣고 밤새 배양기에서 배양한다. 다음날, 우태아혈청이 없는 배양액으로 갈아 준 뒤, 커큐민을 농도별로 각 웰(well)에 넣고 24시간 동안 배양한다. 시료를 제거하고, 각 웰(well)에 MTT 용액을 100 ㎕씩 첨가한다. 2시간 동안 배양기에서 반응시킨 후 MTT 용액을 조심스럽게 제거한다. 각 웰(well)에 100 ㎕의 DMSO를 첨가한 후 세포를 풀어준다. 마이크로플레이트 리더(Microplate reader)를 사용하여 540 ㎚ 파장에서 흡광도를 측정한다.

96 웰 플레이트(well plate)에 배양한 족세포에 커큐민을 0 μM, 50 μM, 100 μM, 150 μM, 200 μM의 농도별로 24시간 동안 처리한 다음 MTT 어세이(assay)로 세포 생존율을 조사하였다. 그 결과 50 μM이하의 커큐민의 경우 세포독성이 나타나지 않았다. 세포생존율은 커큐민 100 μM에서는 62 %, 150 μM과 200 μM에서는 32, 28 %로 유의하게 감소하였다 (도 1). 이 결과를 토대로 이 후의 실험에서는 세포의 독성이 관찰되지 않은 커큐민 농도를 실험에 사용하였다.

[실험예 2] 활성 산소종 측정

세포를 인산 완충액으로 2회 세척한 후 산화에 민감한 형광소식자인 DCF-DA (dichlorofluorescein diacetate) 5 M을 첨가하여 10분 동안 세포 배양기에서 세포 내로 염료를 유입시켰다. 유입되지 않은 염료는 세척하여 제거하고 레이저 스캐닝 공초점 현미경으로 형광을 측정하여 세포내 생성된 활성 산소종을 가시화하고 정량 하였다.

1) 고포도당으로 유도된 족세포의 활성 산소종에 대한 커큐민 유도체의 효과

족세포를 5.6 mM 또는 30 mM의 글루코스와 커큐민 또는 커큐민 유도체와 함께 24시간 동안 배양한 후 활성 산소종을 형광강도측정기로 측정하였다. 그 결과 고포도당 상태에서 증가한 활성 산소종은 커큐민 유도체로 인해 유의한 감소를 보였다 (도 2).

2) 고포도당으로 유도된 L-929 세포의 활성 산소종에 대한 커큐민 유도체의 효과

L- 929 세포를 5.6 mM 또는 30 mM의 글루코스와 커큐민 또는 커큐민 유도체와 함께 24시간 동안 배양한 후 활성 산소종을 형광강도측정기로 측정하였다. L- 929 세포에서 고포도당으로 생성된 활성 산소종을 형광강도측정기로 측정한 결과 고포도당 상태에서 증가한 활성 산소종은 커큐민 유도체로 인해 유의한 감소를 보였다 (도 3).

Claims

하기 화학식 1을 가지는 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물.
〔화학식 1〕
삭제
제1항에 있어서,
상기 의약 조성물은 항당뇨제와 함께 병용되는 것인 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 의약 조성물은 경구 투여 제제인 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물.
제1항 또는 제3항에 있어서,
상기 의약 조성물은 주사용 제제인 당뇨병성 신증 치료 또는 예방용 의약 조성물.
화학식 1의 커큐민 유도체를 유효성분으로 포함하는 당뇨병성 신증 개선용 식품 조성물.
〔화학식 1〕
삭제