KR101611181B1

KR101611181B1 - 적강균 배양액을 유효성분으로 함유하는 항암용 조성물

Info

Publication number: KR101611181B1
Application number: KR1020140023079A
Authority: KR
Inventors: 김정준; 이동진; 이은정; 임선영; 장가희
Original assignee: 단국대학교 천안캠퍼스 산학협력단; 대한민국(농촌진흥청장)
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2016-04-11
Also published as: KR20150101598A

Abstract

본 발명은 적강균(Isaria fu m osorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 본 발명은 적강균 배양액을 이용한 암의 예방, 개선 및 치료에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

적강균 배양액을 유효성분으로 함유하는 항암용 조성물{Anticancer composition comprising culture medium of Isaria fumosorosea as an effective ingredient}

본 발명은 적강균(Isaria fumosorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 본 발명은 적강균 배양액을 이용한 암의 예방, 개선 및 치료에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

눈꽃(누에) 동충하초는 한국에서 인정곰팡이 속(Paecilomyces sp.)에 속하며 무성생식(음；양의 결합에 의하지 않고 분생포자를 형성하여 번식)을 하는 불완전균류로써 누에의 몸속에서 동충하초균이 침투하여 겨울을 보내고, 여름이 되면 누에의 양분을 흡수하여 표피에서 자실체를 형성하여 자라나는 신비의 약용식물이다. 곤충 병원성 균주인 이사리아 퓨모소로시(Isaria fumosorosea, 구 학명: Paecilomyces fumosoroseus)는 소로스포렐라 유벨라(Sorosporella uvella)와 함께 굳음병의 일종인 적강균으로 알려져 있으며 중국, 일본 등지에서 누에에 많이 발생되는 것으로 알려져 있으며 국내에서는 2000년에 최초로 보고되었다.

발생 시기는 봄, 가을 모두 발생되며 다량의 포자가 발생하여 쉽게 비산되므로 사육 실내에서 오염되기가 쉽다. 또한 토양, 공기, 음식물 등에 광범위하게 존재하며 적정 온·습도 하에서는 시기와 장소에 상관없이 생육이 가능하다.

적강균은 생물학적 방제제로도 널리 알려져 있는데 특히 온실가루이의 베미시아 아르젠티폴리(Bemisia Argentifolii), 트리알류로데스 바포라리오룸(Trialeurodes vaporariorum)에 대한 방제효과가 매우 높아 이의 이용에 관한 다양한 시험이 수행되고 있다.

눈꽃 동충하초의 유리당 함량은 백옥잠과 하초잠에서 글루코스 함량이 가장 높았으며, 유리 지방산 조성은 누에 품종에 관계없이 올레산 > 리놀렌산 > 팔미트산 > 리놀레산 순이었다. 또한 16종의 구성 아미노산 중 아르기닌이 12.2%으로 가장 높았으며 글리신(10.5%) > 프롤린(9.6%) > 티로신(8.9%) 순으로 분포하였다.

이 등(2008, The Korea Association of Herbology, 23(1), 1-8)은 적정 영양원 선발에 있어 페실로마이세스 테누이페스(P. tenuipes) 탄소원은 단당류의 프럭토스, 이당류의 말토스 그리고 다당류의 덱스트린이 적합하였고 질소원은 유기태에서 질산나트륨(sodium nitrate)가 적합하였으며 무기태에서는 주석산 암모니아(ammonium tartrate)가 적합하다고 보고하였다.

동충하초 속 균의 활성을 검정하기 위해 페실로마이세스 테누이페스(P. tenuipes)의 희석 종균액으로 누에 감염율 및 자실체 형성율을 시험한 결과 4℃, 10일간 보관구에서 높을 활성을 나타냈으나 25℃에서는 누에 감염율이 5% 이하였다고 보고하였다(정 등, 2003 Korean J. Seric. Sci. 45(1):31-33). 이 등(2008, The Korea Association of Herbology, 23(1), 1-8)은 페실로마이세스 퓨모소로세우스(P. fumosoroseus)의 균사 성장과 포자형성은 베우베리아 바시아나(B. bassiana) 균사보다 빠르며 YMA 배지에서 생육 적정 온도 25℃에서 생장률이 가장 우수하였다고 나타냈다. 페실로마이세스 자포니카(Paecilomyces japonica)와 코르디셉스 시넨시스(Cordyceps sinensis)의 70% 에탄올 추출물로 DPPH 항산화 활성 검정결과 CS(730 ㎍/ml) 추출물보다 PJ(163 ㎍/ml) 추출물이 4.5배 강한 활성을 나타냈다고 보고하였으며 국내에서도 페실로마이세스 자포니카의 혈당강하 및 항피로 효과를 보고하는 등 그 효능이 매우 다양한 것으로 알려져 있다(Sang et al., 2009, Korean Journal of Horticultural Science & Technology, 27(4), 668-672).

곤충 병원성 균주 배양액의 생리활성 효과와 물질에 관한 체계적인 연구가 어려운 실정이었다. 이에 본 연구는 곤충 병원성 균주 중 동충하초 속균(Cordyceps sp.), 백강균(Beauveria bassiana), 적강균(Isaria fumosorosea)의 배양액을 이용하여 유리당, 유기산, 총 아미노산, 무기성분을 측정함으로써 균사체 배양액의 이용도를 넓히고 화학적 질적 가치를 알아보고자 하였다.

본 연구와 천연물질로서 균주 배양액의 특성을 구체화할 필요성이 있으며 이를 개선할 경우 천연물질로서의 역할을 기대할 수 있을 것이라고 판단된다.

한국등록특허 제10-1127271호에서는 동충하초균의 배양방법 및 이에 따른 배양물의 용도가 개시되어 있으나, 본 발명에서와 같이 적강균 배양액을 유효성분으로 함유하는 항암용 조성물에 대해서는 밝혀진 바가 없다.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 인간 폐암세포인 A549 세포 라인, 인간 간암세포인 HepG2 세포 라인, 인간 유방암 세포인 MCF-7 세포 라인에 적강균 배양액을 각각 처리한 결과, 모든 암세포에서 높은 항암활성을 보이는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 적강균(Isaria fu m osorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 본 발명은 적강균(Isaria fu m osorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명에서는 인간 폐암세포인 A549 세포 라인, 인간 간암세포인 HepG2 세포 라인, 인간 유방암 세포인 MCF-7 세포 라인에 적강균 배양액을 각각 처리한 결과, 모든 암세포에서 높은 항암활성을 보이는 것을 확인하였다. 이를 통해, 본 발명은 적강균 배양액을 이용한 암의 예방, 개선 및 치료에 매우 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 동충하초 속 균주, 백강균 및 적강균 배양액의 처리에 따른 A549(A), HepG2(B), MCF-7 (C) 세포 라인의 항암 활성을 나타낸다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 적강균(Isaria fumosorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서, 상기 배양액은 4~6일 또는 9~11일 동안 배양된 배양액일 수 있으며, 바람직하게는 5일 또는 10일 동안 배양된 배양액일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서, 상기 암은 유방암, 대장암, 피부암, 간암, 위암, 자궁경부암, 림프종, 간모세포종, 폐암 등일 수 있으며, 바람직하게는 간암, 폐암 또는 유방암일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물에서, 상기 폐암 또는 유방암은 바람직하게는 4~6일 배양된 배양액이고, 상기 간암은 9~11일 동안 배양된 배양액일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 식품은 섭취할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다.

본 발명의 상기 배양액을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 배양액을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 배양액을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.

본 발명의 배양액은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다.

상기 외에 본 발명의 배양액은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 배양액은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 적강균(Isaria fu m osorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 암은 유방암, 대장암, 피부암, 간암, 위암, 자궁경부암, 림프종, 간모세포종, 폐암 등일 수 있으며, 바람직하게는 간암, 폐암 또는 유방암일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 배양액은 4~6일 또는 9~11일 동안 배양된 배양액일 수 있으며, 바람직하게는 5일 또는 10일 동안 배양된 배양액일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 구현 예에 따른 암의 예방 또는 치료용 약학 조성물에서, 상기 폐암 또는 유방암은 바람직하게는 4~6일 배양된 배양액이고, 상기 간암은 9~11일 동안 배양된 배양액일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 배양액은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 배양액은, 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. 배양액에 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 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 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 배양액에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 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, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈 (tween) 60, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 배양액의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 배양액은 1일 0.0001 내지 100 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100 mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 배양액은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 주사에 의해 투여될 수 있다.

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

재료 및 방법

균주

본 공시 균주는 농촌진흥청으로부터 곤충병원성 균주(Entomopathogenic fungi)로 백강균(Beauveria bassiana), 동충하초 속균(Cordyceps sp.), 적강균(Isaria fumosorosea) 3개 균주를 분양받아 PDB(Potato Dextrose Broth) 배지에서 배양 3일, 5일, 10일, 15일별로 진탕배양(25℃, 200rpm)한 배양액을 사용하였다.

세포배양

암세포주는 인체 간암세포 HepG2, 인체 유방암세포 MCF-7, 인체 폐암세포 A549이며, 한국세포주 은행에서 분양받아 사용하였다. 세포배양액으로는 10% FBS(fetal bovine serum)가 첨가된 MEM, DMEM, RPMI 1640 배지를 사용하였다. 37℃, 5% CO₂ 배양기에서 2∼3일 간격으로 계대배양하면서 사용하였다.

세포 독성 검정

곤충 병원성 균주 배양액이 세포성장의 억제효과가 있는지의 여부를 확인하기 위해 세포들을 96 웰 플레이트에 10⁴∼10⁵세포/웰의 농도로 접종하고 37℃, 5% CO₂가 공급되는 항온 세포 배양기에서 8시간 이상 배양하였다. 균주 배양액을 세포배양액 200㎕에 각각 250㎍/㎖, 500㎍/㎖, 1000㎍/㎖씩을 처리한 후 24시간 동안 배양하였다. 세포의 독성은 세포 카운팅 Kit-8TM(CCK-8, Donjindo, Janpan) 시약을 이용하여 분석하였다. 각 배양액에 CCK-8 용액 10㎕씩을 넣은 후 1∼4시간 반응하고, 수용액에 녹아있는 테트라졸리움 염(WST-8,[2-(2[methoxy-4-nitrophenyl）-3-(4-nitrophenyl)-5-(2,4-disulfophenyl)-2H-tetrazolium, monosodium salt])의 양을 마이크로플레이트 리더기를 사용하여 450nm에서의 흡광도를 측정하였다. 대조군으로는 독소루비신(Doxorubicin, Sigma Co. USA)을 사용하였다.

통계분석

실험결과는 SAS(Satistic Analysis System)을 이용하여 통계처리 하였으며, Mean±S.D를 구하였다. 실험군 간의 평균값의 차이를 검증하기 위하여 던칸의 다중 범위 테스트(Ducan’s multiple range test)로 변이간의 차이를 검증하였다.

실시예 1. 적강균( Isaria fu m osorosea ) 배양액의 항암 활성 검정

곤충 병원성 균주(Cordyceps sp., Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea) 배양액을 암 세포에 적용하여 항암효과가 있는 시료를 스크리닝하였다. 실험에 사용한 암세포의 종류는 인간 폐암세포인 A549, 인간 간암세포인 HepG2, 인간 유방암세포인 MCF-7 3종으로 항암효과를 IC₅₀ 값으로 확인하였다(표 1).

통계적으로 인간 폐암세포인 A549 세포 라인에 대하여 곤충 병원성 균주 배양액의 항암 활성을 검정한 결과, 동충하초 속 균주 5일 배양액(235.6±12.6 ㎍/㎖), 백강균 5일 배양액(163.8±4.1 ㎍/㎖) 및 적강균 5일 배양액(162.0±1.8 ㎍/㎖)이 높은 항암 활성을 나타냈다.

인간 간암세포인 HepG2 세포 라인에 대하여 항암활성을 검정한 결과, 동충하초 속 균주 10일 배양액(84.7±2.8 ㎍/㎖)이 높은 활성을 나타내었으며, 백강균 10일 배양액(127.8±2.3 ㎍/㎖) 및 적강균 10일 배양액(181.8±3.1 ㎍/㎖)이 높은 항암 활성을 나타냈다.

인간 유방암세포인 MCF-7 세포 라인에 항암활성을 검정한 결과, 동충하초 속 균주 5일 배양액(208.2±8.7 ㎍/㎖)이 높은 항암 활성을 나타내었으며, 백강균 5일 배양액(129.1±6.8 ㎍/㎖) 및 적강균 5일 배양액(115.1±1.9 ㎍/㎖)으로 각각의 균주별 5일 배양액이 가장 높은 활성을 나타났다. 또한 이들 배양액은 도 1에서 보는바와 같이 추출물의 농도에 따라 암세포를 유의적으로 억제한다는 사실을 확인할 수 있었다.

Claims

25℃에서 PDB(Potato Dextrose Broth) 배지를 이용하여 10일 동안 배양한 적강균(Isaria fumosorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 간암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
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25℃에서 PDB(Potato Dextrose Broth) 배지를 이용하여 10일 동안 배양한 적강균(Isaria fumosorosea) 배양액을 유효성분으로 함유하는 간암의 예방 또는 치료용 약학 조성물.