KR101627285B1

KR101627285B1 - ＰｓｐＡ를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물

Info

Publication number: KR101627285B1
Application number: KR1020140068640A
Authority: KR
Inventors: 이철호; 김경심; 이준행; 조경아; 김규석; 임재성; 김용훈; 박태신; 최동희; 황정환
Original assignee: 한국생명공학연구원; 전남대학교 산학협력단
Priority date: 2014-06-05
Filing date: 2014-06-05
Publication date: 2016-06-07
Also published as: KR20150140509A

Abstract

본 발명은 PspA를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 상기 약학 조성물을 이용하여 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다. 본 발명에서 제공하는 PspA는 노화에 의해 유발되는 뇌의 인지기능 저하증상을 부분적으로 회복시킬 수 있으므로, 유사한 증상을 나타내는 퇴행성 뇌질환의 효과적인 예방 또는 치료에 널리 활용될 수 있을 것이다.

Description

ＰｓｐＡ를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물{A pharmeceutical composition for preventing or treating degenerative brain disease comprising PspA, as active ingredient}

본 발명은 PspA를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 PspA를 포함하는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 상기 약학 조성물을 이용하여 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는 방법에 관한 것이다.

인류의 수명연장으로 인해 고령화가 급속도로 진행되어 인구고령화에 따른 국민의료비 증가와 부양이 사회적 문제로 대두되고 있다. 현재의 추세로 고령화가 진행될 경우 2020년에는 65세 이상의 노인 인구가 770만 명으로 예상된다. 이에 따른 퇴행성 질환에 의한 사회 및 경제적 부담 증가와 노령인구의 삶의 질 향상에 대한 요구가 증가하고 있는 상황이다. 고령인구의 증가는 노인성 질환의 증가로 이어져 퇴행성 뇌질환 환자 수의 급증과 연관되어 있으며 WHO에 의하면 2005년에 전 세계인구의 0.379%가 치매 환자이며 2015년에 0.441%, 2030년에는 0.556%로 증가할 것으로 추정하고 있다. 2000년 보고에 의하면 미국인구 중 450만명이 알츠하이머 환자이며 이들 중 65-74세가 7%, 74-84세가 53%, 84세 이상인 경우가 40%를 차지하며 이는 2050년에 3배가량 증가할 것으로 추정된다. 또한 전 세계적으로 60세 이상 인구의 약 1%, 65세 이상 인구의 2%내외, 85세 이상의 4-5%가 파킨슨병 환자로 추정된다. 이러한 퇴행성 뇌질환 들을 투병기간이 길어 개인 뿐 아니라 가족의 삶의 질의 문제에 까지 영향을 미쳐 사회적인 대책마련이 시급하다.

뇌는 나이가 들수록 기능이 쇠퇴되어 노화가 진행 됨에 따라 지각속도, 기억력, 의사결정력, 다중과제처리능력 등의 검사에서 정확도와 반응속도에서 젊은 성인들과 비교하여 차이를 보인다. 이러한 인지기능의 감퇴는 운동과 신체활동이 증가하였을 때 이를 지연시킬 수 있는 것으로 보고 되고 있다. 또한 운동량이 많은 노인인 경우 치매와 같은 인지기능 관련 뇌질환에 걸릴 위험성이 현저히 낮은 것으로 나타났다.

이 외에도 노화에 따른 큰 기능 변화 중 하나가 면역기능의 감소이다. 이를 면역노화(Immunosenescence)라고 한다. 병원균이 숙주에 침입했을 때 숙주 방어작용은 선천성 면역(innate immunity)과 후천성 면역(adaptive immunity)의 두 가지 면역체계가 작용한다. 이 중에서 선천성 면역체계는 감염 후 즉각적으로 활성화되어 감염 병원균에 대해 재빨리 조절할 수 있는 면역계로 후천성 면역체계가 활성화될 때까지의 감염 초기를 담당한다. 이러한 선천성 면역에서 병원균에 존재하는 병원체 관련 분자구조(PAMPs: pathogen associated molecular patterns)를 인식하는 수용체를 패턴인식 수용체(PRRs: pattern recognition receptors)라고 부르는데 포유동물에서는 이 수용체를 톨-유사수용체(TLRs: Toll-like receptors)라 한다. 지금까지 모두 13 종류의 TLRs이 밝혀져 있으며 각 TLRs의 작용제(agonist)에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

면역기능의 이상은 뇌인지기능과 신경재생과정에서의 이상을 초래하기도 하여 뇌신경계와 면역체계 사이의 연계성에 대해 알려지고 있다. 노화가 진행되면서 선천성면역과 후천성면역체계의 기능 감퇴는 계속적인 감염을 유발할 수 있고 신경계염증반응의 증가가 뇌의 가소성을 비롯한 다양한 뇌기능이상을 유발할 수 있다. Microglia 의 조절이상 또한 설치류에서 우울증과 인지기능이상을 초래하였다. 말초부위의 사이토카인들이 직/간접적인 방법으로 뇌혈관장벽을 통과하여 중추신경계에 영향을 준다는 보고가 있으며 인지에 도움이 되는 도파민성 또는 콜린성 신호조절에 관여하거나 신경재생 또는 신경퇴화를 촉진하는 신경세포와 신경교세포 기능을 조절할 수 있다고 알려져 있다.

스트렙토코커스 뉴모니아(Streptococcus pneumoniae)는 주요 호흡기 감염 세균으로 알려져 있는데, 이것의 표면 단백질인 PspA(Pneumococcal surface protein A)는 백신 개발의 항원으로 고려되고 있으며, PspA의 점막면역이 체내의 면역반응를 현저히 증가시키는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 미국특허공개 제2012-0135037호에는 폐렴구균(Streptococcus pneumoniae)의 폴리펩티드 항원(예를 들어, PspA)과 피막다당질이 면역반응을 유발시키고, 보조제를 사용할 경우 상기 면역 반응을 개선시킬 수 있음이 개시되어 있다.

이러한 배경하에서, 본 발명자들은 면역반응 개선효과를 나타내는 PspA가 뇌의 인지기능 저하에 대한 개선 또는 치료효과를 나타낼 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하나의 목적은 PspA를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 PspA를 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 약학 조성물을 이용하여 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명자들은 종래의 면역개선제로 알려진 PspA가 노화에 의해 유발되는 뇌의 인지기능 저하에 어떠한 효과를 나타낼 수 있는지를 확인하기 위하여, 상기 PspA를 비강을 통해 투여하여 면역반응을 유도하면서, 노화가 유발된 마우스의 활동성(open field test), 앞발로 움켜쥐는 힘(grip strength test), 보금자리 만드는 행동(nesting building behavior) 및 수동회피반응(passive avoidance test)을 시험한 결과, 상기 면역반응이 유도되지 않은 노화마우스에 비하여, 상기 면역반응이 유도된 노화마우스에서 상기 각 시험항목이 증가된 값을 나타냄을 확인하였다.

이처럼, 상기 PspA를 투여하여 면역반응을 유발시키면, 노화에 의하여 감소된 뇌의 인지기능이 부분적으로 회복됨을 확인하였으므로, 노화에 의해 유발된 뇌의 인지기능을 감소시키는 병리증상과 유사한 병리증상을 나타내는 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는데에도 상기 PspA를 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시양태로서, 본 발명은 PspA를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 용어 "PspA(Pneumococcal surface protein A)"란, 주요 호흡기 질환을 유발시키는 폐렴 구균의 일종인 스트렙토코커스 뉴모니아(Streptococcus pneumoniae)의 표면 항원 단백질 중의 하나를 의미한다. 상기 PspA의 구체적인 아미노산 서열 또는 그를 코딩하는 유전자의 염기서열 정보는 NCBI의 GenBank 등 공지의 데이터베이스(GenBank Accession No. FJ668667.1, FJ668666.1, EU939730.1 등)에서 얻을 수 있는데, 예를 들어, PspA는 S. pneumoniae로부터 유래된 서열번호 1의 아미노산 서열 또는 상기 아미노산 서열을 코딩하는 서열번호 2의 뉴클레오티드 서열로 표시될 수 있다.

아울러, 상기 PspA는 PspA의 아미노산 서열과 하나 이상의 아미노산 잔기가 상이한 서열을 가지는 폴리펩티드를 포함할 수 있다. 분자의 활성을 전체적으로 변경시키지 않는 단백질 및 폴리펩티드에서의 아미노산 교환은 당해 분야에 공지되어 있다. 가장 통상적으로 일어나는 교환은 아미노산 잔기 Ala/Ser, Val/Ile, Asp/Glu, Thr/Ser, Ala/Gly, Ala/Thr, Ser/Asn, Ala/Val, Ser/Gly, Thy/Phe, Ala/Pro, Lys/Arg, Asp/Asn, Leu/Ile, Leu/Val, Ala/Glu, Asp/Gly 간의 교환이다. 또한, 아미노산 서열상의 변이 또는 수식에 의해서 단백질의 열, pH등에 대한 구조적 안정성이 증가하거나 단백질 활성이 증가한 단백질을 포함할 수 있다.

끝으로, 상기 PspA는 당해 분야에 공지된 화학적 펩티드 합성방법으로 제조하거나, 상기 PspA를 코딩하는 유전자를 PCR (polymerase chain reaction) 에 의해 증폭하거나 공지된 방법으로 합성한 후 발현벡터에 클로닝하여 발현시켜서 제조할 수 있다.

본 발명의 용어 “퇴행성 뇌질환”이란 노화가 진행됨에 따라 뇌조직 또는 뇌세포의 구조 또는 기능이 퇴화되어 발생하는 질병을 의미하는데, 통상적으로는 노화에 따라 뇌의 신경세포가 손실되는 질환을 의미한다. 상기 퇴행성 뇌질환의 예로는 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 타우병증 등을 들 수 있다.

본 발명의 용어, "알츠하이머병"이란 노인성 플라크, 신경염증 엉킴(tangles), 및진행성 신경 손실로 특징되는 특정 퇴행성 뇌질환과 관련된 정신적인 퇴화를 수반하는 질병을 의미한다.

본 발명의 용어 "파킨슨병"이란 종종 운동 기능 및 언어능력을 손상시키는 중추 신경계의 만성 및 진행성 퇴행성 질환을 의미한다. 상기 파킨슨병은 운동 질환으로 불리는 상태의 군에 속하며 근육경직, 떨림, 신체움직임의 느림, 및 심각한 경우에는 신체적 운동의 손실에 의해 특징된다.

본 발명의 용어 "헌팅턴병"이란 헌팅턴 단백질을 암호화하는 유전자 내 3 염기 반복 팽창에 의해 야기되어, 무도증, 정신이상, 치매 등이 수반되는 신경퇴행성 질환을 의미한다.

본 발명의 용어 "타우병증"이란 변질된 tau 단백질(세포내 마이크로튜불-관련 단백질과 밀접하게 관련된 패밀리)이 뇌조직에 축적됨에 의하여 뇌신경이 손상되는 신경퇴행성 질환을 의미한다.

본 발명의 일실시예에 의하면, 노화가 유발되지 않은 젊은 동물모델과 노화가 유발된 늙은 동물모델을 각각 준비하고, 젊은 동물모델에는 PBS만을 처리하였으나, 늙은 동물모델에는 PBS 또는 PspA를 각각 처리한 실험군을 설정하고, 이들 각 실험군을 대상으로 앞발로 움켜쥐는 힘(grip strength test), 활동성(open field test), 보금자리 만드는 행동(nesting building behavior) 및 수동회피반응(passive avoidance test)을 시험하였다(도 1).

첫 째, 앞발로 움켜쥐는 힘에 대한 시험결과, 젊은 동물모델보다는 PBS를 처리한 늙은 동물모델이 낮은 값을 나타내었고, PspA를 처리한 늙은 동물모델은 젊은 동물모델에는 미치지 못하였으나, PBS를 처리한 늙은 동물모델보다는 증가된 값을 나타내었다(도 2).

둘 째, 활동성에 대한 시험결과, 젊은 동물모델보다는 PBS를 처리한 늙은 동물모델이 낮은 값을 나타내었고, PspA를 처리한 늙은 동물모델은 젊은 동물모델에는 미치지 못하였으나, PBS를 처리한 늙은 동물모델보다는 증가된 값을 나타내었다(도 3).

셋 째. 보금자리 만드는 행동에 대한 시험결과, 젊은 동물모델보다는 PBS를 처리한 늙은 동물모델이 낮은 값을 나타내었고, PspA를 처리한 늙은 동물모델은 젊은 동물모델에는 미치지 못하였으나, PBS를 처리한 늙은 동물모델보다는 증가된 값을 나타내었다(도 4).

넷 째, 수동회피반응에 대한 시험결과, 젊은 동물모델보다는 PBS를 처리한 늙은 동물모델이 낮은 값을 나타내었고, PspA를 처리한 늙은 동물모델은 젊은 동물모델에는 미치지 못하였으나, PBS를 처리한 늙은 동물모델보다는 증가된 값을 나타내었다(도 5).

따라서, 본 발명에서 제공하는 PspA는 퇴행성 뇌질환에 의하여 유발되는 뇌의 인지기능 저하증상을 부분적으로 회복시킬 수 있음을 확인하였으므로, 상기 PspA가 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

한편, 본 발명의 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 약학 조성물은, 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. 본 발명에서, 상기 약학 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 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물과 이의 분획물들에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 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, 좌제 등이 포함될 수 있다. 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) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 약학 조성물에 포함된 상기 PspA의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 최종 조성물 총중량을 기준으로 0.0001 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.

상기 본 발명의 약학 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있는데, 본 발명의 용어 "약제학적으로 유효한 양"이란 의학적 치료 또는 예방에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료 또는 예방하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 질환의 중증도, 약물의 활성, 환자의 연령, 체중, 건강, 성별, 환자의 약물에 대한 민감도, 사용된 본 발명 조성물의 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율 치료기간, 사용된 본 발명의 조성물과 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다.

본 발명의 약학조성물의 투여량은 예를 들어, 본 발명의 약학 조성물을 사람을 포함하는 포유동물에 하루 동안 1 내지 20 ㎎/㎏, 보다 바람직하게는 1 내지 10 ㎎/㎏으로 투여할 수 있고, 본 발명의 조성물의 투여빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 약학 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 퇴행성 뇌질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는 방법을 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 상기 PspA는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학 조성물의 유효성분으로서 사용할 수 있으므로, 상기 조성물은 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다.

본 발명에서 용어 "개체"란 퇴행성 뇌질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물을 제한 없이 포함한다.

본 발명의 퇴행성 뇌질환을 치료하는 방법에 있어서, 상기 약학 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여도 투여될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있다. 다만, 경구 투여시에는 위산에 의하여 상기 PspA가 변성될 수 있기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화 되어야 한다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 PspA를 포함하는 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

상기 PspA는 상식할 수 있으면서도 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선을 도모할 수 있는 식품의 형태로 제조되어 섭취할 수 있다. 이때, 상기 식품에 포함되는 상기 PspA의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 식품 조성물의 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 식품이 음료인 경우에는 100㎖를 기준으로 1 내지 30g, 바람직하게는 3 내지 20g의 비율로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다. 또한, 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 첨가할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용된다.

한편, 상기 PspA를 포함하는 식품 조성물을 이용하여 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 기능성 식품을 제조할 수 있다.

구체적인 예로, 상기 식품 조성물을 이용하여 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 개선시킬 수 있는 가공식품을 제조할 수 있다. 이런 가공식품에는 예들 들어, 과자, 음료, 주류, 발효식품, 통조림, 우유가공식품, 육륙가공식품, 국수 등을 포함한다. 과자는 비스킷, 파이, 케익, 빵, 캔디, 젤리, 껌, 시리얼(곡물푸레이크 등의 식사대용품류 포함) 등을 포함한다. 음료는 음용수, 탄산음료, 기능성이온음료, 쥬스(예들 들어, 사과, 배, 포도, 알로에, 감귤, 복숭아, 당근, 토마토 쥬스 등), 식혜 등을 포함한다. 주류는 청주, 위스키, 소주, 맥주, 양주, 과실주 등을 포함한다. 발효식품은 간장, 된장, 고추장 등을 포함한다. 통조림은 수산물 통조림(예들 들어, 참치, 고등어, 꽁치, 소라 통조림 등), 축산물 통조림(쇠고기, 돼지고기, 닭고기, 칠면조 통조림 등), 농산물 통조림(옥수수, 복숭아, 파일애플 통조림 등)을 포함한다. 우유가공식품은 치즈, 버터, 요구르트 등을 포함한다. 육류가공식품은 돈까스, 비프까스, 치킨까스, 소세지. 탕수육, 너겟류, 너비아니 등을 포함한다. 밀봉포장생면 등의 국수를 포함한다. 이 외에도 상기 조성물은 레토르트식품, 스프류 등에 사용될 수 있다.

본 발명의 용어 "기능성 식품(functional food)"이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)와 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미하는데, 상기 식품은 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선에 유용한 효과를 얻기 위하여 정제, 캡슐, 분말, 과립, 액상, 환 등의 다양한 형태로 제조될 수 있다.

본 발명에서 제공하는 PspA는 노화에 의해 유발되는 뇌의 인지기능 저하증상을 부분적으로 회복시킬 수 있으므로, 유사한 증상을 나타내는 퇴행성 뇌질환의 효과적인 예방 또는 치료에 널리 활용될 수 있을 것이다.

도 1은 젊은 동물모델, PBS를 처리한 늙은 동물모델 또는 PspA를 처리한 늙은 동물모델을 설정하고, 이들의 뇌의 인지기능을 시험하는 계획을 시간의 경과에 따라 설정한 개략도이다.
도 2는 젊은 동물모델, PBS를 처리한 늙은 동물모델 또는 PspA를 처리한 늙은 동물모델을 대상으로 앞발로 움켜쥐는 힘에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 젊은 동물모델, PBS를 처리한 늙은 동물모델 또는 PspA를 처리한 늙은 동물모델을 대상으로 활동성에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 젊은 동물모델, PBS를 처리한 늙은 동물모델 또는 PspA를 처리한 늙은 동물모델을 대상으로 보금자리 만드는 행동에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다.
도 5는 젊은 동물모델, PBS를 처리한 늙은 동물모델 또는 PspA를 처리한 늙은 동물모델을 대상으로 수동회피반응에 대한 시험결과를 나타내는 그래프이다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: PspA 의 투여 및 마우스의 행동 변화 관찰 계획 수립

노화마우스의 비강 내로 PBS(phosphate buffered saline) 또는 제조된 2.5 μg PspA(서열번호 1)를 투여하여 면역반응을 유발시키고, 젊은 마우스는 PBS 만을 처리하였다. 마우스의 비강 내로 2주 간격으로 투여하여 면역반응을 유발시켰고, 4번째 면역반응을 유발시킨 후, 일주일 이내에 마우스가 앞발로 움켜쥐는 힘을 측정 하고(grip strength test), 마우스의 활동 정도를 측정하였다(open field test). 마우스의 비강 내로 2주 간격으로 투여하여 7 번째 면역반응을 유발시키고 보금자리를 만드는 행동(nesting behavior)를 측정하였다. 끝으로, 8 번째 면역반응을 유발시킨 후에 수동회피반응 시험(Passive avoidance test)을 수행하였다(도 1).

이때, 상기 면역반응을 유발시키기 위하여 투여한 PspA 단백질(서열번호 1)은 전남대학교 임상백신개발사업단 이준행 교수 연구실에서 구입하였고, 노화마우스는 C57BL/6J(female, 21 개월이상)을 사용하였으며 대조군으로 9주령의 젊은 C57BL/6J(female) 마우스를 사용하였다. 상기 각 마우스는 멸균된 사료와 물이 계속 공급되고 12시간의 광주기(불 켜지는 시간, 오전 7시)가 조절되고 온도가 22 내지 24℃로 유지되는 SPF(specific pathogenfree animal)환경의 사육시설에서 사육하였다. 이때, 상기 SPF 환경의 사육시설이라 함은, 특별히 지정된 미생물 또는 기생충 등이 없는 동물들은 장기간 사육하는 시설을 의미하는데, 대체로 청정도는 class 10,000 이하를 유지하고, 입실시에는 샤워세척한 후, 마스크, 장갑 등의 착용을 엄격하게 통제하며, 공급되는 사료, 물, 기기 등은 전량 멸균하여 반입하도록 운영하였다.

상기 각 마우스를 사용하여 다음의 실험군을 설정하였다: PBS(16㎕/마우스)로 2주 간격으로 20마리의 젊은 마우스 비강 내로 면역시킨 대조군, PBS(16㎕/마우스)로 2주 간격으로 8마리의 노화마우스 비강 내로 면역시킨 실험군 1 및 PspA(2.5㎍/16㎕/마우스)로 2주 간격으로 6마리의 노화마우스 비강 내로 면역시킨 실험군 2.

실시예 2: 앞발로 움켜쥐는 힘 측정( grip strength test )

마우스의 비강 내로의 PspA 투여에 의한 면역이 마우스의 근육의 강도에 영향을 미치는지 알아보기 위해 4 번째 면역진행 후 일주일 이내에 마우스가 앞발로 움켜쥐는 힘을 측정하였다. 이때, 상기 각 마우스의 앞발로 움켜쥐는 힘은 악력측정기(grip strength machine, BIOSEP made in CCE, 10cm x 16cm test grill)를 사용하여 10회 반복하여 측정하고, 이의 평균값을 산출하였다(도 2). 이때, 측정값은 그램(g)으로 표시하였다.

도 2에서 보듯이, 비록 대조군에는 미치지 못하지만, PBS 투여 노화 마우스 그룹에 비해 PspA 투여 노화마우스 그룹의 앞발로 움켜쥐는 힘이 현저히 증가함을 확인하였다.

실시예 3: 개방장 검사( open field test )

노화마우스의 움직임과 활동성의 변화를 알아보기 위해 개방장 검사를 수행하였다. 구체적으로, 마우스의 비강 내로의 PspA 투여에 의한 면역이 마우스의 활동성에 영향을 미치는지 알아보기 위해 4 번째 면역진행 후, 각 실험군의 마우스를 흰색의 45x45x40cm의 위쪽이 뚫려 있는 공간에 넣어주고 마우스가 이동한 거리(cm)를 자동인식시스템(SMART tracking system, Panlab)을 통해 30분 동안 측정하였다(도 3).

도 3에서 보듯이, 비록 대조군에는 미치지 못하지만, PBS 투여 노화 마우스 그룹에 비해 PspA 투여 노화마우스 그룹의 개방장에서 이동한 거리(locomotion, cm)가 현저히 증가함을 확인하였다.

실시예 4: 보금자리 만드는 행동 관찰( nesting building behavior )

노화마우스의 보금자리 만드는 행동을 관찰하기 위하여, 각 실험군의 마우스의 케이지에 면조각(5 x 5 cm, Nestlets, Ancare, Bellmore, NY, USA)을 넣어주었다. 하루가 경과한 후, 보금자리를 생성하는지의 여부 및 그의 질적 수준을 하기의 평가기준에 따른 5점 측정법으로 평가하였다(도 4)(1점 = 넣어준 면조각을 거의 만지지 않아 네모 모양이 그대로 유지된 상태; 2점 = 넣어준 면조각이 손상되어 네모 모양이 일부 훼손됨; 3점 = 넣어준 면조각의 1/4 이하가 원래 모양을 유지함; 4점 = 인식가능하지만 평평한 보금자리 제작; 5점 = 완전한 둥지모양의 보금자리 제작).

도 4에서 보듯이, 비록 대조군에는 미치지 못하지만, PBS 투여 노화 마우스 그룹에 비해 PspA 투여 노화마우스 그룹의 보금자리 만드는 행동점수가 현저히 증가함을 확인하였다.

실시예 5: 수동회피반응 시험( passive avoidance test )

노화마우스의 수동회피반응을 시험하기 위하여, 각 실험군의 마우스를 두개의 구획으로 분할된 통로가 구비된 장치에서 훈련시켰다. 작은 구획은 흰색의 플렉시 글라스로 제작하였다. 큰 구획은 검은색의 플렉시 글라스로 제작하고, 제거할 수 있는 동일재질의 뚜껑을 구비하여, 상기 구획의 빛을 차단할 수 있도록 제작하였다. 작은 구획에는 텐서 라이트를 장착시켰다. 큰 구획의 바닥은 일정한 전류가 흐를수 있는 바탁에서 접혀진 두개의 비스듬한 스테린레스 스틸재질의 판으로 구성되었다. 훈련시에는 각 마우스를 암실구획에서 떨어진 작은 구획에 위치시켰다. 마우스가 암실로 걸어 들어갔을 때, 문이 닫히고 두발에 전기충격(0.1 mA, 2 s)을 5초 간격으로 2번 가하였다. 동물훈련시에 머물렀다가 걸어가기 시작하는 최대 시간은 10초임을 확인하였다. 이어, 마우스를 장치에서 제거하여 각자의 케이지에 넣었다. 7일 후에 전기충격을 가하지 않는 것을 제외하고는 유사한 과정을 수행하여 기억을 시험하였다. 테스트시에 암실 구역으로 들어가는 최대 시간은 300초로 설정하였다(도 5).

도 5에서 보듯이, 비록 대조군에는 미치지 못하지만, PBS 투여 노화 마우스 그룹에 비해 PspA 투여 노화마우스 그룹의 수동회피기억 시험에서 백열등을 켜서 밝은 하얀색 상자부분에서 머물어 전기쇼크를 받은 공간으로 들어가지 않는 회피시간(latency, sec)이 현저히 증가함을 확인하였다.

상술한 결과를 종합하면, PspA 면역이 노화진행에 따른 뇌의 인지능력 감퇴에 대한 치료 및 보호효과를 나타냄을 알 수 있었다.

따라서, 본 발명에서 제공하는 PspA는 뇌의 인지능력 감퇴와 유사한 증상을 나타내는 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료에 사용될 수 있을 것이다.

<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology INDUSTRY FOUNDATION OF CHONNAM NATIONAL UNIVERSITY <120> A pharmeceutical composition for preventing or treating degenerative brain disease comprising PspA, as active ingredient <130> KPA140035-KR <160> 2 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 233 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> recombinant PspA <400> 1 Ser Pro Val Ala Ser Gln Ser Lys Ala Glu Lys Asp Tyr Asp Ala Ala 1 5 10 15 Lys Lys Asp Ala Lys Asn Ala Lys Lys Ala Val Glu Asp Ala Gln Lys 20 25 30 Ala Leu Asp Asp Ala Lys Ala Ala Gln Lys Lys Tyr Asp Glu Asp Gln 35 40 45 Lys Lys Thr Glu Glu Lys Ala Ala Leu Glu Lys Ala Ala Ser Glu Glu 50 55 60 Met Asp Lys Ala Val Ala Ala Val Gln Gln Ala Tyr Leu Ala Tyr Gln 65 70 75 80 Gln Ala Thr Asp Lys Ala Ala Lys Asp Ala Ala Asp Lys Met Ile Asp 85 90 95 Glu Ala Lys Lys Arg Glu Glu Glu Ala Lys Thr Lys Phe Asn Thr Val 100 105 110 Arg Ala Met Val Val Pro Glu Pro Glu Gln Leu Ala Glu Thr Lys Lys 115 120 125 Lys Ser Glu Glu Ala Lys Gln Lys Ala Pro Glu Leu Thr Lys Lys Leu 130 135 140 Glu Glu Ala Lys Ala Lys Leu Glu Glu Ala Glu Lys Lys Ala Thr Glu 145 150 155 160 Ala Lys Gln Lys Val Asp Ala Glu Glu Val Ala Pro Gln Ala Lys Ile 165 170 175 Ala Glu Leu Glu Asn Gln Val His Arg Leu Glu Gln Glu Leu Lys Glu 180 185 190 Ile Asp Glu Ser Glu Ser Glu Asp Tyr Ala Lys Glu Gly Phe Arg Ala 195 200 205 Pro Leu Gln Ser Lys Leu Asp Ala Lys Lys Ala Lys Leu Ser Lys Leu 210 215 220 Glu Glu Leu Ser Asp Lys Ile Asp Glu 225 230 <210> 2 <211> 699 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> PspA cDNA <400> 2 tctcccgtag ccagtcagtc taaagctgag aaagactatg atgcagcgaa gaaagatgct 60 aagaatgcga aaaaagcagt agaagatgct caaaaggctt tagatgatgc aaaagctgct 120 cagaaaaaat atgacgagga tcagaagaaa actgaggaga aagccgcgct agaaaaagca 180 gcgtctgaag agatggataa ggcagtggca gcagttcaac aagcgtatct agcctatcaa 240 caagctacag acaaagccgc aaaagacgca gcagataaga tgatagatga agctaagaaa 300 cgcgaagaag aggcaaaaac taaatttaat actgttcgag caatggtagt tcctgagcca 360 gagcagttgg ctgagactaa gaaaaaatca gaagaagcta aacaaaaagc accagaactt 420 actaaaaaac tagaagaagc taaagcaaaa ttagaagagg ctgagaaaaa agctactgaa 480 gccaaacaaa aagtggatgc tgaagaagtc gctcctcaag ctaaaatcgc tgaattggaa 540 aatcaagttc atagactaga acaagagctc aaagagattg atgagtctga atcagaagat 600 tatgctaaag aaggtttccg tgctcctctt caatctaaat tggatgccaa aaaagctaaa 660 ctatcaaaac ttgaagagtt aagtgataag attgatgag 699

Claims

PspA(Pneumococcal surface protein A)를 유효성분으로 포함하는, 노화로 인한 인지 기능 장애 예방 또는 치료용 약학 조성물.
제1항에 있어서,
상기 PspA는 S. pneumoniae로부터 유래된 서열번호 1의 아미노산 서열 또는 서열번호 2의 뉴클레오티드 서열로부터 발현되는 아미노산 서열을 포함하는 것인 조성물.
제1항에 있어서,
상기 노화로 인한 인지 기능 장애는 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 타우병증 및 이들의 조합으로 구성된 군으로부터 선택되는 질환에 수반되는 것인 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함하는 것인 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 약학 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 노화로 인한 인지 기능 장애가 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 인간을 제외한 동물에서 노화로 인한 인지 기능 장애를 예방 또는 치료하는 방법.
PspA(Pneumococcal surface protein A)를 유효성분으로 포함하는, 노화로 인한 인지 기능 장애 예방 또는 개선용 식품 조성물.