KR101514145B1 - 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 - Google Patents
마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 포함하는 조성물은 정상세포에 대해서는 독성을 나타내지 않으면서, 암세포의 세포자멸사를 유발하여 암세포 사멸효과를 나타내므로 항암 조성물로 유용하게 사용될 수 있어, 암의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물 또는 식품 조성물로 이용될 수 있다.
Description
본 발명은 마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
암은 국내 사망 원인 1위를 차지하는 중대 질환으로 암을 정복하기 위한 수많은 연구가 있어 왔지만 아직 극복되지 못한 난치병으로서, 세포 성장을 조절하지 못해 발생하는 질환으로 악성 종양을 지칭한다. 암에서 세포는 통제불가능하게 분열하고 성장하여 악성 종양을 형성하며 신체의 인접한 조직으로 침범한다. 또한, 암은 인접한 조직으로의 전이뿐만 아니라 림프계 또는 혈류를 통해 보다 먼 곳으로도 이동할 수 있다. 암에 대한 기존의 치료법으로는 수술, 화학 요법 및 방사선 치료 등이 있다. 이 중에서 항암제를 이용한 화학요법은 현재 암 치료를 위해 많이 사용되고 있으며, 비교적 잘 확립된 치료방법 중 하나이다.
용어 '항암제'는, 악성종양을 치료하기 위해 사용하는 방법들 중 수술이나 방사선 요법을 제외한 화학요법제를 총칭하는 것으로, 주로 핵산의 합성을 저해하여 항암활성을 나타내는 물질이 대부분이다. 화학요법제는 크게 대사 길항제(antimetabolites), 알킬화제(alkylating agents), 유사분열억제제(antimitotic drugs), 호르몬제(hormones) 등으로 분류된다. 암세포의 증식에 필요한 대사과정을 저해하는 대사길항제로는, 엽산 유도체(methotrexate), 퓨린 유도체(6-mercaptopurine, 6-thioguanine), 피리미딘 유도체(5-fluorouracil, Cytarabine) 등이 있다. DNA의 구아닌 등에 알킬기를 도입하여 DNA의 구조를 변형시키고 사슬을 절단시켜 항암효과를 나타내는 알킬화제로는, 니트로겐 머스타드계 화합물(chlorambucil, cyclophosphamide), 에틸렌이민계 화합물(thiotepa), 알킬설포네이트계 화합물(busulfan), 니트로소우레아계 화합물(carmustine), 트리아젠계 화합물(dacarbazine)이 있다. 분열시기 특이성 약물로서 유사분열을 차단하여 세포분열을 억제하는 유사분열억제제에는, 악티노마이신 D(actinomycin D), 독소루비신, 블레오마이신, 미토마이신과 같은 항암성항암제, 빈크리스틴, 빈블라스틴과 같은 식물알칼로이드, 탁산환을 포함하는 유사분열 저해제인 탁소이드 등이 포함된다. 이외에 부신피질호르몬이나 프로게스테론과 같은 호르몬제와 시스플라틴 같은 백금함유 화합물이 항암제로서 사용되고 있다.
이러한 항암제는 암세포의 대사경로에 개입하여 DNA와의 직접적인 상호작용에 의해 DNA의 복제, 전사, 번역과정을 차단하거나, 핵산 전구체의 합성을 방해하고, 세포의 분열을 저해함으로써 세포에 대한 독성을 나타낸다. 그러나, 일반적으로 항암 치료제로 사용되는 물질들은 상당한 독성을 지니고 있으며, 암 세포만을 선택적으로 제거하지 못하고 정상세포에도 치명적인 손상을 주어 골수 파괴로 인한 백혈구, 혈소판, 적혈구 등의 혈구 감소증; 모낭세포 파괴로 인한 탈모증상; 난소와 고환에 대한 부작용으로 월경불순 및 남성불임의 원인; 소화기의 점막 세포 파괴로 인한 부작용으로 구내염, 오심구토 및 음식 연하장애와 소화 장애; 설사증상; 세뇨관 괴사에 의한 신장독성; 신경계 장애로 발생하는 말초 신경염과 쇠약감; 혈관통증 및 발진 등의 혈관장애; 피부 및 손발톱 변색 등의 다양한 부작용이 나타난다.
따라서, 이와 같은 항암제의 부작용을 최소화하면서 치료 효과를 상승시키기 위한 연구 및 암의 발생 후 이의 치료뿐 아니라, 암의 발생을 예방하기 위한 독성이 적고 효과적인 항암제의 개발이 절실히 필요하다. 또한 화학요법제의 가장 큰 문제는 약제 내성으로, 항암제에 의한 초기의 성공적인 반응에도 불구하고 결국에는 치료가 실패하게 되는 주요 요인이므로, 최근 항암치료제의 개발은 새로운 작용점에 대한 새로운 항암물질의 발굴이 중요시되고 있다.
이에 본 발명자들은 항암 효과를 나타내면서 부작용이 적은 천연물을 찾고자 예의 연구노력한 결과, 외국 생물활성 식물의 일종인 마카에리움 쿠스피다툼의 추출물이 암세포를 효과적으로 사멸시킬 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어 "마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum)"은 피자식물(Angiosperms)에 속하는 콩과(family Leguminosae 또는 Fabaceae) 마카에리움속(genus Machaerium) 식물로, 대규모의 경제적으로 중요한 종자식물(flowering plants)이다. 730개 과와 19,400개 이상의 종을 포함하는, 난초과(Orchidaceae)와 국화과(Asteraceae)를 뒤잇는 3번째로 큰 규모의 육상식물과이다. 상기 콩과의 식물은 다양한 환경 및 기후에서 성장하며 남극대륙 및 북극권 지역을 제외한 전세계 곳곳에 존재한다. 다수의 콩류를 포함하는 중요한 농업 및 식량 식물이다. 바람직하게 상기 마카에리움 쿠스피다툼은 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네(Machaerium cuspidatum Kuhlm. & Hoehne)일 수 있다. 한편, 상기 마카에리움 쿠스피다툼에 대하여 상기와 같이 생육 특성에 대해서는 알려져 있으나, 그의 활성, 특히 항암 활성에 대해서는 전혀 알려진 바가 없었다.
본 발명의 용어 "추출물(extract)"은 생약을 적절한 침출액으로 짜내고 침출액을 증발시켜 농축한 제제를 의미하는 것으로, 이에 제한되지는 않으나, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 이들의 조정제물 또는 정제물일 수 있다. 상기 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 추출물은 당업계에 공지된 일반적인 추출방법, 분리 및 정제방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 추출방법으로는, 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게 열탕 추출, 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 의하면, 본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 추출물은 일정 중량의 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네를 분말로 파쇄하고 5 내지 10배의 용매를 가하여 추출하였다. 용매로는 유기 용매를 사용할 수 있으며, 상기 유기용매는 물, C1 내지 C4의 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매일 수 있고, 바람직하게는 메탄올일 수 있다. 또한 상기 추출은 바람직하게 35 내지 55℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 보다 바람직하게 45℃에서 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이 추출방법은 당업계에 공지된 방법을 제한없이 이용하여 수행할 수 있으나, 바람직하게는 초음파 처리하여 추출할 수 있다. 상기 추출은 수회 반복하여 수행되었으며, 추출한 시료는 여과 후 농축하고 동결건조하였다.
본 발명에서, 용어 "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 암의 발생, 확산 및 재발을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 암의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 조성물에 의해 예방 또는 치료될 수 있는 암은 자궁경부암, 폐암, 비소세포성폐암, 췌장암, 대장암, 간암, 결장암, 골암, 피부암, 두부암, 경부암, 피부 흑색종, 안구내 흑색종, 자궁암, 난소암, 직장암, 뇌종양, 방광암, 혈액암, 위암, 항문부근암, 유방암, 나팔관암종, 자궁내막암종, 질암, 음문암종, 호지킨병(Hodgkin's disease), 식도암, 소장암, 내분비선암, 갑상선암, 부갑상선암, 부신암, 연조직 육종, 요도암, 음경암, 전립선암, 신장암, 수뇨관암, 신장세포 암종, 신장골반 암종, 중추신경계(central nervous system; CNS) 종양, 1차 CNS 림프종, 척수 종양, 뇌간 신경교종 및 뇌하수체 선종 등을 포함할 수 있다. 바람직하게는 폐암, 대장암 또는 간암일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
바람직하게, 상기 암의 예방 또는 치료는 본 발명에 따른 마카에리움 쿠스피다툼 추출물에 의해 유도되는 암세포의 세포자멸사에 의해 달성될 수 있다. 상기 "세포자멸사(apoptosis)"는 일종의 계획된 세포 죽음(programmed cell death; PCD)으로, 우리 몸 안에 입력되어 있는 생체 프로그램에 의해 비정상 세포, 손상된 세포, 노화된 세포가 스스로 자살해 사멸함으로써 전체적인 신체 건강을 유지하도록 하는 메커니즘이다. 이러한 세포자멸사는 화상, 타박, 독극물 등 자극에 의해 일어나는 세포의 죽음, 예컨대 세포의 사고사 또는 돌연사인 세포괴사(necrosis)와 구별된다. 즉, 세포자멸사는 특정한 유전자로부터 발현되는 단백질에 의해 조절되는 세포의 능동적인 죽음이다. 세포괴사는 무질서하게 일어나는 반면, 세포자멸사는 단시간에 질서있게 일어난다. 구체적으로 세포자멸사는 세포의 수축으로 시작되어 인접한 세포와의 사이에 틈새가 생기고, 죽는 과정에 있는 세포의 핵 안에서 유전물질인 DNA가 조각으로 규칙적으로 절단된다. 최종적으로 아폽토시스 소체라고 불리는 세포 전체도 조각나게 되고 주변에 있는 다른 세포에 먹혀버림으로 죽음에 이른다. 인체의 초기 발생 과정에서 인체를 형성하는데 관여하며, 성인에서는 정상적인 세포가 노화되었을 때 제거하거나, 이상이 생긴 세포를 제거하는 일을 담당한다. 상기 세포자멸사는 PCD 이외의 경우에도 발생한다는 점에서 PCD와 구별되며 암세포 사멸, 바이러스 감염, 약물 및 방사선 등에 의한 세포죽음과 관련이 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에 따르면, 상기 본 발명의 조성물, 예컨대 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 메탄올 추출물은 정상세포(3T3-L1)에 대해서는 세포독성을 나타내지 않았으나, 암세포주(A549, HT29 및 HepG2)에 대해서는 우수한 사멸효과를 나타내는 것을 확인하였다(도 1). 또한, 상기 조성물의 처리는 세포자멸사를 유도하여 세포사멸을 유발하는 것을 확인하였으며, 특히 간암세포의 경우 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 낮은 농도로 처리하여도 세포자멸사를 효과적으로 유발하여 뛰어난 항암활성을 나타냄을 추가적으로 확인하였다(도 2 내지 4). 나아가, 본 발명의 조성물이 사멸 수용체(death receptor)를 통한 외부적 경로와 미토콘드리아에서 일어나는 내부적 경로를 통하여 암세포의 세포자멸사를 유도함을 다시 한번 확인할 수 있었다(도 5).
상기 본 발명의 약학조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명의 용어 "약학적으로 허용가능한"이란 상기 조성물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다. 상기 담체는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제, 기제, 부형제, 윤활제 등 당업계에 공지된 것이라면 제한없이 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 약학조성물은 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. 나아가, 연고제, 로션제, 스프레이제, 패취제, 크림제, 산제, 현탁제, 겔제 또는 젤의 형태의 피부 외용제의 형태로 사용될 수 있다. 본 발명의 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 마카에리움 쿠스피다툼 추출물에 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, 올리브오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 61(tween 61), 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 약학조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명의 용어 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 건강상태, 암의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 조성물에 함유된 추출물의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 추출물은 고형분을 기준으로 1일 체중 kg 당 0.001 내지 100 mg, 바람직하게는 체중 kg 당 1 내지 10 mg/, 보다 바람직하게는 1 내지 5 mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 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.
다른 하나의 양태로서, 본 발명은 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 이를 필요로 하는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는, 암을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.
본 발명의 용어 "개체"란, 상기 암이 발병하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 원숭이, 소, 말, 양, 돼지, 닭, 칠면조, 메추라기, 고양이, 개, 마우스, 쥐, 토끼 또는 기니아 피그를 포함한 모든 동물을 의미하고, 본 발명의 약학적 조성물을 개체에게 투여함으로써 상기 질환들을 효과적으로 예방 또는 치료할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 기존의 치료제와 병행하여 투여될 수 있다.
본 발명의 용어 "투여"란, 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 국소 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 본 발명의 약학적 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수도 있다. 바람직한 투여방식 및 제제는 정맥 주사제, 피하 주사제, 피내 주사제, 근육 주사제, 점적 주사제 등이다. 주사제는 생리식염액, 링겔액 등의 수성 용제, 식물유, 고급 지방산 에스테르(예, 올레인산에칠 등), 알코올 류(예, 에탄올, 벤질알코올, 프로필렌글리콜, 글리세린 등) 등의 비수성 용제 등을 이용하여 제조할 수 있고, 변질 방지를 위한 안정화제(예, 아스코르빈산, 아황산수소나트륨, 피로아황산나트륨, BHA, 토코페롤, EDTA 등), 유화제, pH 조절을 위한 완충제, 미생물 발육을 저지하기 위한 보존제(예, 질산페닐수은, 치메로살, 염화벤잘코늄, 페놀, 크레솔, 벤질알코올 등) 등의 약학적 담체를 포함할 수 있다.
본 발명에서 유효성분과 결합하여 사용된 "치료학적으로 유효한 양"이란 용어는 대상 질환을 예방 또는 치료하는데 유효한 마카에리움 쿠스피다툼 추출물의 약학적으로 허용가능한 염의 양을 의미한다.
본 발명의 약학적 조성물은 유효성분으로서 마카에리움 쿠스피다툼 추출물 이외에 공지된 항암제를 추가로 포함할 수 있고, 이들 질환의 치료를 위해 공지된 다른 치료와 병용될 수 있다. 다른 치료에는 화학요법, 방사선치료, 호르몬 치료, 골수 이식, 줄기-세포 대체치료, 다른 생물학적 치료, 면역치료 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약학적 조성물에 포함될 수 있는 항암제의 예시에는 DNA 알킬화제(DNA alkylating agents)로 메클로에타민(mechloethamine), 클로람부칠(chlorambucil), 페닐알라닌(phenylalanine), 무스타드(mustard), 사이클로포스파미드(cyclophosphamide), 이포스파미드(ifosfamide), 카르무스틴(carmustine: BCNU), 로무스틴(lomustine: CCNU), 스트렙토조토신(streptozotocin), 부술판(busulfan), 티오테파(thiotepa), 시스플라틴(cisplatin) 및 카보플라틴(carboplatin); 항암 항생제(anti-cancer antibiotics)로 닥티노마이신(dactinomycin: actinomycin D), 독소루비신(doxorubicin: adriamycin), 다우노루비신(daunorubicin), 이다루비신(idarubicin), 미토크산트론(mitoxantrone), 플리카마이신(plicamycin), 마이토마이신 C(mitomycin C) 및 블레오마이신(bleomycin); 및 식물 알카로이드(plant alkaloids)로 빈크리스틴(vincristine), 빈블라스틴(vinblastine), 파클리탁셀(paclitaxel), 도세탁셀(docetaxel), 에토포시드(etoposide), 테니포시드(teniposide), 토포테칸(topotecan) 및 이리도테칸(iridotecan) 등이 포함되지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 조성물을 식품 조성물로 사용하는 경우, 상기 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 상기 조성물은 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제를 포함할 수 있으며, 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 항암제의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
또한, 본 발명의 조성물이 사용될 수 있는 건강식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 활성성분으로 포함하는 조성물은 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 추출물을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 추출물은 천연 식물을 원료로 하므로 약학적 조성물 또는 식품 조성물로 사용할 경우에도 일반적인 합성 화합물에 비하여 부작용이 덜할 수 있으므로, 안전하게 약학적 조성물 및 건강기능식품에 포함되어 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명의 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 포함하는 조성물은 정상세포에 대해서는 독성을 나타내지 않으면서, 암세포의 세포자멸사를 유발하여 암세포 사멸효과를 나타내므로 항암 조성물로 유용하게 사용될 수 있어, 암의 예방 또는 치료를 위한 약학적 조성물 또는 식품 조성물로 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 외국 생물활성 식물 마카에리움 쿠스피다툼의 메탄올 추출물(methanol extract of Machaerium cuspidatum; MEMC)의 암세포 사멸효과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 MEMC에 의한 폐암세포주 A549에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 MEMC에 의한 대장암세포주 HT29에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 MEMC에 의한 간암세포주 HepG2에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 MEMC 의한 암세포주에 대한 세포자멸사 관련 단백질의 발현조절능을 나타낸 도이다. (A)와 (B)는 각각 폐암세포주 A549와 간암세포주(HepG2)에 대한 결과를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 MEMC에 의한 폐암세포주 A549에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명에 따른 MEMC에 의한 대장암세포주 HT29에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명에 따른 MEMC에 의한 간암세포주 HepG2에 대한 세포사멸 유도효과를 나타낸 도이다. (A)는 MEMC 처리 후 FITC-Annexin V 및 PI(propidium iodide)로 염색한 세포에 대한 유세포 분석 결과를 도트블롯으로 나타낸 도이며, (B)는 추출물 처리 농도에 따른 세포 생존률 변화를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 MEMC 의한 암세포주에 대한 세포자멸사 관련 단백질의 발현조절능을 나타낸 도이다. (A)와 (B)는 각각 폐암세포주 A549와 간암세포주(HepG2)에 대한 결과를 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예
1:
마카에리움
쿠스피다툼
쿠흘름
& 호에네(
Machaerium
cuspidatum
Kuhlm. &
Hoehne
) 추출물의 제조
외국 생물활성 식물로서 미국산 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네(Machaerium cuspidatum Kuhlm. & Hoehne)를 한국생명공학연구원 해외생물소재허브센터의 한국식물추출물은행을 통해 분양받아 사용하였다. 상기 식물시료를 99.9% 메탄올에 넣어 45℃에서 소니케이터(sonicator)로 초음파처리하여 추출하였다. 상기 추출물은 농축시켜 동결건조하여 보관하였다. 실험에는 상기 동결건조된 시료를 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 녹여 사용하였다.
실시예
2: 세포주의 배양
상기 실시예 1에서 제조한 마카에리움 쿠스피다툼 메탄올 추출물(methanol extract of Machaerium cuspidatum; MEMC)의 세포독성을 확인하고 암세포 사멸효과를 확인하기 위하여, 정상세포주 3T3-L1 및 암세포주로서 폐암세포주인 A549, 대장암세포주인 HT29 및 간암세포주인 HepG2를 ATCC(American Type Culture Collection)으로부터 구입하여 사용하였다. A549, HT29 및 HepG2는 10% 소태아혈청(fetal bovine serum; FBS) 및 페니실린/스트렙토마이신(penicillin/streptomycin)을 포함하는 DMEM(Dulbecco's modified Eagle medium) 배지에서 배양하였으며, 3T3-L1은 10% 송아지혈청(bovine calf serum; BCS) 및 페니실린/스트렙토마이신을 포함하는 DMEM 배지에서 배양하였다.
실시예
3:
마카에리움
쿠스피다툼
쿠흘름
&
호에네
추출물의 암세포 사멸효과 분석
상기 실시예 1에서 제조한 MEMC의 정상세포에 대한 안전성 및 암세포주에 대한 특이적인 사멸효과를 확인하였다. 암세포주 및 정상세포주를 24-웰 조직배양접시에 웰 당 1×104 내지 3×104 세포를 분주 및 배양하여 부착시킨 후 MEMC를 다양한 농도(0 내지 200 ㎍/㎖)로 처리하여 48시간 배양 후 세포 사멸 유발 여부를 WST 에세이를 통해 분석하였다. 그 결과를 도 1 및 표 1에 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, MEMC는 정상세포주(3T3-L1)에 대해서는 독성을 나타내지 않는 반면, 암세포주들(A549, HT29 및 HepG2)에 대해서는 세포주에 따라 정도의 차이가 있기는 하지만 폐암, 대장암 및 간암세포 모두에 대해 암세포 특이적 사멸효과를 나타냄을 확인하였다. 각 암세포주에 대한 50% 사멸효과를 나타내는 농도를 계산하여 표 1에 나타내었다.
| 메탄올 추출물 | IC50(㎍/㎖) | ||
| A549 | HT29 | HepG2 | |
| MEMC | 107.2 | 178.2 | 70.2 |
실시예
4: 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 추출물의
세포자멸사
(
apoptosis
)
유도능
분석
상기 실시예 1에서 제조한 MEMC의 항암활성에 대한 기전을 밝히기 위하여 상기 추출물의 세포자멸사 유도능을 확인하였다. 특히, 세포자멸사가 유도될 때 세포막의 일성분인 포스파티딜세린(phosphatidylserine)이 세포 내부로부터 세포 외부로 노출되는 특징을 이용하였다. 이에 따라, 포스파티딜세린과 특이적으로 결합하는 Annexin V를 사용하여 세포자멸사 정도를 확인하였다. 구체적으로 암세포주를 6-웰 조직배양접시에 웰 당 1×105 내지 3×105 세포를 분주 및 배양하여 부착시킨 후 MEMC를 다양한 농도로 처리하여 48시간 배양 후 세포를 회수하고 Muse™ Annexin V & Dead Cell Kit(Merck Millipore, Darmstadt, Germany)를 사용하여 염색하였다. 염색된 세포들은 유세포분석기(Muse™ Cell Analyzer, Merck Millipore, Darmstadt, Germany)를 이용하여 분석하고, 그 결과를 도 2 내지 4에 나타내었다.
도 2 내지 4에 나타난 바와 같이, 폐암세포주 A549, 대장암세포주 HT29 및 간암세포주 HepG2에 MEMC를 농도별로 처리하였을 때, 농도 의존적으로 살아있는 세포의 비율이 감소하는 동시에 초기 세포자멸성 세포 및 후기 세포자멸성 세포의 비율이 증가하였다. 즉, MEMC의 처리 농도 의존적으로 세포자멸사가 증가함을 확인하였다. 특히 HepG2의 경우 50 ㎍/㎖ MEMC 처리시 60%의 세포가 초기 세포자멸사 상태임을 확인할 수 있었다(도 4).
실시예
5:
마카에리움
쿠스피다툼
쿠흘름
&
호에네
추출물의 항암활성 관련 단백질
발현조절능
분석
상기 실시예 1에서 제조한 MEMC의 항암활성에 대한 기전을 밝히기 위하여 상기 추출물의 세포자멸사 관련 단백질인 p53, p21, Bax, Bcl-2 및 캐스파제 등의 발현수준을 웨스턴블롯 혼성화로 분석하였다. 구체적으로, 전술한 바와 같이 MEMC로 처리한 암세포주로부터 단백질을 추출하여 브래드포드 에세이로 단백질 농도를 결정한 후 30 ㎍을 취하여 10% SDS-PAGE로 전기영동하고 니트로셀룰로스막에 블롯팅한 후 대상 단백질에 대한 항체와 혼성화(hybridization)하였다. 막을 세척한 후 HRP(horseradish peroxidase)가 태깅된 이차항체와 1시간 동안 반응시킨 후, 화학발광(chemiluminescence) 검출 시스템을 이용하여 분석하여, 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타난 바와 같이, 암세포주, 구체적으로 인간 폐암세포주 A549 및 인간 간암세포주 HepG2에 MEMC를 처리한 경우, 종양억제유전자인 p53의 발현이 증가하는 동시에 p53에 의해 p21 및 전세포사멸성(pro-apoptotic) 단백질인 Bax의 발현이 증가하였다. 한편, 항-세포자멸성(anti-apoptotic) 단백질인 Bcl-2의 발현은 감소하였다. 나아가, 상기 전세포사멸성 단백질의 발현 증가로 인해 추가적인 반응인 캐스파제 케스케이드(caspase cascade)가 활성화하는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 캐스파제 8, 캐스파제 9 및 캐스파제 3의 활성형인 절단형이 증가하였으며, 최종적으로 이펙터 캐스파제 3(effector caspase 3)에 의한 DNA 회복 및 유전자 전사에 관여하는 PARP(poly ADP-ribose polymerase)의 단편화가 일어나는 것을 확인하였다. 이로부터 MEMC가 세포자멸사의 두 가지 경로, 즉 사멸 수용체(death receptor)를 통한 외부적 경로와 미토콘드리아에서 일어나는 내부적 경로를 통하여 암세포의 세포자멸사를 유도함을 확인하였다.
종합적으로, 본 발명에 따른 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 추출물은 정상세포에는 독성을 나타내지 않으면서 암세포 특이적으로 사멸효과를 나타내며, 상기 마카에리움 쿠스피다툼 쿠흘름 & 호에네 추출물은 암세포의 세포자멸사를 유도함으로써 항암효과를 나타냄을 확인하였다.
Claims (6)
- 마카에리움 쿠스피다툼(Machaerium cuspidatum) 추출물을 유효성분으로 포함하는 폐암, 대장암 및 간암으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서,
상기 추출물은 물, C1 내지 C4의 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매로 추출한 것인 약학적 조성물.
- 제2항에 있어서,
상기 알콜은 메탄올인 것인 약학적 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 암의 예방 또는 치료는 암세포의 세포자멸사를 유도함으로써 달성되는 것이 특징인 약학적 조성물.
- 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 폐암, 대장암 및 간암으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나의 암의 예방 또는 개선용 건강기능식품.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130122179A KR101514145B1 (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020130122179A KR101514145B1 (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101514145B1 true KR101514145B1 (ko) | 2015-04-21 |
Family
ID=53053793
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020130122179A KR101514145B1 (ko) | 2013-10-14 | 2013-10-14 | 마카에리움 쿠스피다툼 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 조성물 |
Country Status (1)
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|---|---|
| KR (1) | KR101514145B1 (ko) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070060715A (ko) * | 2005-12-09 | 2007-06-13 | 한국과학기술연구원 | 소목 추출물 및 이로부터 분리된 화합물의 용도 |
| KR100785718B1 (ko) * | 1998-05-19 | 2007-12-18 | 리서치 디벨럽먼트 파운데이션 | 트리테르펜 조성물 |
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2013
- 2013-10-14 KR KR1020130122179A patent/KR101514145B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100785718B1 (ko) * | 1998-05-19 | 2007-12-18 | 리서치 디벨럽먼트 파운데이션 | 트리테르펜 조성물 |
| KR20070060715A (ko) * | 2005-12-09 | 2007-06-13 | 한국과학기술연구원 | 소목 추출물 및 이로부터 분리된 화합물의 용도 |
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