KR101678830B1 - 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 조성물 - Google Patents

보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 보라성게 추출물은 염증반응을 유발시키는 자극인자에 의한 대식세포 및 수지상세포에서 염증성 사이토카인인 IL-12 p40의 생성을 억제하는 활성이 우수하고, NF-κB의 활성을 억제하는 효과가 우수하여 과다한 염증반응으로 유발될 수 있는 염증질환 및 면역질환의 치료제 개발에 유용하게 사용될 수 있고, 보라성게 추출물은 세포에 독성을 유발하지 않기 때문에 체내 안정한 특징이 있어 기능성 건강식품의 소재로도 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 조성물{Composition for Preventing and Treating Inflammatory or Immune diseases Comprising Anthocidaris crassispina Extract}
본 발명은 염증질환 또는 면역질환을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있는 보라성게 추출물의 신규한 용도에 관한 것이다.
면역이란 박테리아나 바이러스 같은 병원체에 대항하는 우리 몸의 방어 기전으로, 크게 태어날 때부터 지니고 있는 선천면역과 후천적으로 얻어지는 적응면역으로 나뉜다. 선천면역반응은 과다 염증 반응 같은 자가 면역 질환을 방어하는데 지대한 역할을 한다(Medzhitov 2001; Lampropoulou et al. 2008). 골수에서 파생된 수지상 세포(BMDC)와 대식세포(BMDM)는 선천면역시스템의 중요한 세포성 인자이며(Efron et al. 2005), 이들 세포들이 Toll-like receptor(TLR)에 의해 pathogen-associated molecular patterns(PAMPs)를 인식하여 nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB)와 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 신호전달을 활성화하여 염증반응을 유발하거나 적응면역에 도움을 주는 생리활성 물질을 생산한다(Medzhitov 2001, Takeuchi and Akira 2010). 하지만 이런 이로운 물질이 어떤 변이에 의해서 과도하게 생산되는 경우, 과다염증반응 같은 자가 면역질환이 발생한다. 자가면역질환이란 자기 항원에 대한 면역학적인 관용(자기관용, self-tolerance)을 상실하거나 자기항원(self-antigen)에 대한 면역반응을 일으켜 발생하는 질환을 통틀어서 말한다.
한편 산업의 발달과 과학의 발달이 급변하는 현 시점에서 난치병과 같은 질병에 대한 치료법이 개발되었으나 자가면역질환에 대한 효과적이고 실용적인 치료법은 아직까지 개발되지 못하고 있는 실정이다.
또한 개발된 면역질환 치료제들의 경우 대부분 합성 화합물을 기반으로 하고 있어, 체내에 각종 부작용을 초래하는 문제점이 있고 치료 효과도 그다지 우수하지 못해 면역질환을 효과적으로 치료할 수 있는 새로운 치료제의 개발이 시급한 실정이다.
이에 최근에는 많은 연구자들이 상대적으로 부작용이 적고 안정적인 치료제를 개발하기 위해 천연물에 대한 관심이 증가하고 있고 천연물을 이용한 면역질환의 치료제 개발에 초점을 맞추고 있다. 또한, 천연물을 이용한 천연식품은 실제로 화학 약제들과는 달리 생체 내에서 항산화 및 항암 등의 생리활성작용을 나타내는 유효성분들이 많이 있다.
성게(sea urchin)는 극피동물문(Phylum Echinodermata), 성게강(Class Echinoidea)에 속하며, 주로 연안에서부터 수심이 깊은 곳까지 분포해 있다. 세계적으로는 한국 동해, 중국, 일본 연안에 분포되어 있으며, 우리나라 연근해에서 생산되는 성게류 중 식용으로 이용되고 있는 성게는 보라성게(Anthocidaris crassispina), 말똥성게(Hemicentrotus pulcherrimus), 분홍성게(Pseudocentrotus depressus), 북쪽말똥성게(Strongylocentrotus internmedius) 등이다(Ryo, Y. G., and D. W. Park. Anthocidaris crassispina(A.Agasiz). Bull. Fish. Res. Dev. Agency 39: 89-96. 1986). 성게는 수분, 단백질, 지방, 비타민 B군과 비타민 C, 철분, 마그네슘 및 칼슘 등이 함유되어 있으며, 특히 단백질은 해삼보다 많이 함유되어 있다. 여러 종류의 영양소를 함유하고 있는 성게는 결핵에 좋을 뿐 아니라 거담작용, 강장제 특히 신경통에 좋은 효과가 있으며, 알코올 해독작용이 있는 유용한 식품으로 알려져 있어 해삼을 먹지 않는 유럽 사람들도 즐겨 식용한다고 한다 (유태종. 식품동의보감. 아카데미북, 서울. p 337-338. 1999; 주환. <바다를 압시다> 성게는 야행성. 부산일보. p 14. 1997). 그러나 성게의 경우 식용되는 생식소(알) 부위가 약 20%이고 나머지 80%는 성게껍질로 구성되어 있어, 성게의 연간 평균 총생산량 2,500톤을 기준으로 약 2,000톤이 폐자원으로 버려지고 있으며, 난분해성인 껍질은 대부분 그대로 방치됨으로써 환경문제로 대두되고 있는 실정이다 (농수산물무역센터. 농수산물무역정보. 성게부문 생산통계자료. 2000).
한편, 본 연구에서는 성게 중 보라성게(Anthocidaris crassispina)를 이용하여 질환 치료를 위한 치료제로서의 가능성을 조사하였는데, 보라성게는 성게목(Echinida) 만두성게과(Echinometridae)에 딸린 극피동물의 하나로 온대지역 얕은 바다의 암반지대에 널리 서식하며, 자갈이 깔려 있는 바닥이나 산호초에서 발견된다. 극동 지역의 성게류 중에서 가장 깊은 바다에 사는 종으로, 한국, 일본, 홍콩, 대만 등지의 연안에 서식하고 있다.
성게에 대한 연구는 대부분 성게의 성분 및 생산가공에 관한 것으로, Nam 등(Nam, H. K. J Korean Oil Chemists' Soc 3: 33-37. 1986)과 De la Cruz-Garcia 등(De la Cruz-Garcia, C., Lopez-Hernandez, J., Gonzalez-Castro, M. J., Rodriguez-Bernaldo De Qiros, Al., and Simal-Lozano, J. J Sci Food Agric 80: 1189-1192. 2000)이 성게와 통조림 제품의 단백질, 아미노산 및 지방산 조성에 대하여, Yoo 등(Yoo, S. K., Hur, S. B., and Ryu, H. Y. Bull Korean Fish Soc 15: 345-358. 1982)이 성게의 산란 및 성장에 대해 보고하였다. 이외에 성게를 이용한 서남해역 저질 오염 검정 (Wui, I. S., Lee, J. B., and Yoo, S. H. Korean J Environ Biol 10: 92-99. 1992) 및 해수의 생물학적 평가 (Yu, C. M., Cho, K. A. J Korean Environ Sci Soc 8: 160-164. 1999)에 관한 연구가 있으나, 성게의 면역질환 및 염증질환과 관련한 연구보고는 미흡한 실정이다.
이에 본 발명자들은 보라성게의 새로운 약학적 용도를 연구하던 중, 보라성게의 추출물이 lipopolysaccharides(LPS)로 자극시킨 골수-유래 수지상 세포와 대식 세포에서 염증성 생리활성 물질인 IL-12 p40의 생성을 억제시키는 활성이 있고, IĸBα(inhibitory kappa B-alpha)의 분해억제 기작을 통해 염증을 억제하는 활성이 있음을 발견하였다. 보라성게 추출물이 이러한 기작을 통해 염증질환과 면역질환의 예방 및 치료 용도로 사용할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
대한민국 공개특허 10-2015-0047047
따라서 본 발명의 목적은 천연물로부터 유래되고 염증 및 면역질환에 대한 치료 효과가 우수한 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 개선용 건강기능성 식품을 제공하는 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은 보라성게(Anthocidaris crassispina) 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보라성게 추출물은 에탄올 추출물일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보라성게 추출물은 5 μg/ml~100 μg/ml의 농도로 상기 조성물에 함유되어 있을 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 보라성게 추출물은 염증성 사이토카인인 IL-12 p40의 생성을 억제하고, NF-κB의 활성을 억제하는 활성을 갖는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 염증 질환은 미생물의 감염에 의한 전신성 염증 반응 또는 내독소 쇼크 (endotoxic shock) 증상을 보이는 패혈증일 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 면역질환은 과다 염증으로 인해 유발되는 자가면역질환으로서, 피부염, 알레르기, 아토피, 천식, 결막염, 치주염, 비염, 중이염, 인후염, 편도염, 폐렴, 위궤양, 위염, 크론병, 대장염, 치질, 통풍, 강직성 척추염, 류마티스 열, 루푸스, 섬유근통 (fibromyalgia), 건선관절염, 골관절염, 류마티스 관절염, 견관절주위염, 건염, 건초염, 건주위염, 근육염, 간염, 방광염, 신장염, 쇼그렌 증후군(sjogren's syndrome), 다발성 경화증, 및 급성 및 만성 염증 질환으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 질환일 수 있다.
또한, 본 발명은 보라성게(Anthocidaris crassispina) 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 개선용 건강기능성 식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 상기 조성물을 유효성분으로 포함하는 과다 염증 반응으로 인해 유발되는 염증질환 또는 면역질환의 치료용 약제를 제공한다.
본 발명에 따른 보라성게 추출물은 염증반응을 유발시키는 자극인자에 의한 대식세포 및 수지상세포에서 염증성 사이토카인인 IL-12 p40의 생성을 억제하는 활성이 우수하고, NF-κB의 활성을 억제하는 효과가 우수하여 과다한 염증반응으로 유발될 수 있는 염증질환 및 면역질환의 치료제 개발에 유용하게 사용될 수 있고, 보라성게 추출물은 세포에 독성을 유발하지 않기 때문에 체내에서 안정한 특징이 있어 기능성 건강식품의 소재로도 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보라성게 추출물의 골수 유래 수지상 세포(BMDC)의 염증성 사이토카인 생성 억제 효과를 측정한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 보라성게 추출물이 MAP 키나아제의 인산화에 미치는 영향을 측정한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 보라성게 추출물이 IκBα의 분해에 미치는 영향을 측정한 것이다.
본 발명은 천연 유래의 항염증 활성이 우수하고 세포 내 독성을 유발하지 않는 새로운 염증 또는 면역질환의 치료제로서 보라성게 추출물을 제공한다는 점에 특징이 있다.
보라성게는 앞서 종래기술에서도 기재한 바와 같이, 성게목(Echinida) 만두성게과(Echinometridae)에 딸린 극피동물로 한국, 일본, 홍콩, 대만 등지에 분포하며, 현재 성게의 성분 및 생산 가공에 대한 보고가 주를 이루고, 이외에 다른 생리활성에 대한 보고는 알려진 바 없다.
이에 본 발명자들은 보라성게의 새로운 용도를 규명하고자 연구하던 중, 보라성게 추출물이 항염 활성이 우수하여 염증 질환 및 면역질환의 치료제로 사용할 수 있음을 확인하였는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 보라성게 추출물을 골수에서 유래된 대식세포와 수지상세포에 처리하였을 경우, LPS에 의해 유발되는 염증성 사이토카인(예를 들면, IL-12)의 생성을 매우 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다(도 3 참조).
따라서 본 발명은 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증질환 또는 면역질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 상기 보라성게 추출물은 당업계에 알려진 방법, 이의 변형된 방법 또는 본 발명에 의한 방법으로 제조하여 사용할 수 있는데, 본 발명의 보라성게 추출물은 보라성게 중량의 약 1 내지 30배 부피량, 바람직하게는 5 내지 15배 부피량 (w/v%)의 정제수를 포함한 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 용매, 바람직하게는 물, 메탄올, 에탄올 혼합용매, 보다 바람직하게는 50~100% 메탄올 또는 에탄올을 가하여, 약 0 내지 100℃, 바람직하게는 실온에서 10 내지 60 시간, 바람직하게는 30 내지 50 시간 동안 열수추출, 초음파 추출, 환류냉각 추출, 또는 가열추출법 등의 추출방법 추출한 후, 여과하고 감압 농축하여 추출물을 얻을 수 있다. 본 발명의 일실시예에서는 80%의 에탄올을 사용하여 추출물을 수득하였다.
한편, 상기 기술된 방법에 의해 수득된 본 발명의 보라성게 추출물은 아래와 같은 기능을 갖는 특징이 있다.
즉, 본 발명의 보라성게 추출물은 지질다당류(lipopolysaccharide: LPS)에 의하여 자극된 골수 유래 수지상세포에서 IL-12 p40의 생성을 억제한다.
내독성 물질인 지질다당류(lipopolysaccharide, LPS)는 수지상 세포에서의 염증유발 유도물질로서, 염증반응을 일으키는 염증성 사이토카인(Pro-inflammatory cytokines)들의 생성을 촉진한다. 즉, 염증반응을 일으킬 수 있는 외부자극이 가해지는 경우, TNF-α 등의 염증성 사이토카인들의 발현이 유도되고, 생성된 염증성 사이토카인들은 iNOS 및 COX-2를 코딩하는 유전자의 발현을 자극시켜, 염증반응에 관여하는 NO 및 PGE2 물질을 생성하여 염증반응을 일으킨다.
그러므로 이러한 TNF-α, IL-6 또는 IL-12의 염증성 사이토카인의 염증 유발 물질들이 과다하게 분비되거나 세포 자체가 활성화된 상태로 오래 지속될 경우 조직 손상이라는 심각한 부작용을 초래한다.
본 발명에 따른 보라성게 추출물은 상기와 같은 염증성 사이토카인의 생성을 억제하는 기능을 가진다.
또한, 본 발명의 보라성게 추출물은 지질다당류(lipopolysaccharide: LPS)에 의하여 자극된 수지상세포 및 대식세포에서, 염증성 매개체의 활성을 억제한다.
인터루킨-12는 항원 자극에 의해 수지상세포, 마크로파지 등의 항원제공세포에서 제조되는 인터루킨의 한 종류로, T세포를 자극하여 1형 헬퍼 T 세포로 분화시키는 역할을 수행하며, NK(natural killer) 세포, T림포사이트의 활성도에 중요한 역할을 한다. 이는 IL-12A(p35)와 IL-12B(p40)의 헤테로다이머 형태이며, IL-12A(p35)의 발현은 항상적(constitutive)이어서, 인터루킨-12의 생물학적 기능은 주로 IL-12B(p40)의 발현에 좌우되는데, 이러한 인터루킨-12의 억제가 인체 내 세포에 대한 과잉 면역반응인 자가면역 질환, 특히 1형 헬퍼 T 세포가 매개하는 자가면역질환의 치료에 도움이 될 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다.
그러므로, 본 발명의 보라성게 추출물은 TNF-α, IL-6 또는 IL-12의 생성을 억제하는 활성을 통하여 작용함을 특징으로 하는 염증성 질환의 치료 또는 예방적 용도에 사용될 수 있다.
특히, 본 발명에서의 "염증 질환"은 지질다당류(lipopolysaccharide, LPS)에 의해 유도되는 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-6 또는 IL-12의 과량 생성에 기인하는 질환으로써, 자가면역질환 또는 패혈증 등을 들 수 있다.
더욱 상세하게는, 상기 자가면역질환은 피부염, 알레르기, 아토피, 천식, 결막염, 치주염, 비염, 중이염, 인후염, 편도염, 폐렴, 위궤양, 위염, 크론병, 대장염, 치질, 통풍, 강직성 척추염, 류마티스 열, 루푸스, 섬유근통 (fibromyalgia), 건선관절염, 골관절염, 류마티스 관절염, 견관절주위염, 건염, 건초염, 건주위염, 근육염, 간염, 방광염, 신장염, 쇼그렌 증후군(sjogren's syndrome), 다발성 경화증, 및 급성 및 만성 염증 질환 등을 포함하고, 패혈증(sepsis)은 체온이 38도 이상으로 올라가는 발열 증상, 36도 이하로 내려가는 저체온증, 호흡수가 분당 24회 이상으로 증가(빈호흡), 분당90회 이상의 심박수(빈맥), 혈액 검사상 백혈구 수의 증가 혹은 현저한 감소 증상을 보이는, 미생물의 감염에 의한 전신성 염증 반응 증후군(systemic inflammatory response syndrome; SIRS) 및 내독소 쇼크 (endotoxic shock) 등을 포함한다. 더욱 바람직하게는, 자가면역질환으로, ⅰ)면역계가 각종 관절의 조직을 공격하는 류마티스관절염(Rheumatoid Arthritis), ⅱ) T 세포에 의하여 유도되는 중추신경계의 자가면역증으로 대부분은 비교적 정상적인 생활이 가능하나, 심한 경우 실명, 마비, 조기사망(premature death)으로 이어질 수 있는 다발성 경화증(MS, Multiple Sclerosis), ⅲ) 췌장의 인슐린 생산 세포를 면역세포가 파괴하여 생기며 MHC 유전자가 중요한 역할을 수행하는 면역매개, 또는 제 Ⅰ 형 당뇨병(Immune-Mediated orType Ⅰ Diabetes Mellitus), ⅳ) 면역계가 장을 공격하여 나타나는 질환인 염증성 장질환(Inflammatory Bowel Diseases), ⅴ) 피부나 혈관의 경화(thickening)를 유도하는 피부경화증(Scleroderma), ⅵ) 전신성 자가면역증으로 깊은 피로감, 발진, 관절통 등의 증세를 수반하며, 심한 경우 면역계가 신장, 뇌, 폐 등에 손상을 끼칠 수 있는 전신성 루프스(Systemic Lupus Erythematosus, SLE)를 들 수 있다. 또한, 패혈증은 미생물에 감염되어 전신에 심각한 염증 반응이 나타나는 전신성 염증 반응 증후군(systemic inflammatory response syndrome; SIRS) 및 패혈증(내독소) 쇼크를 들 수 있다. 특히, 상기 내독소 쇼크(패혈증 쇼크)는 과량 생성된 인터루킨-6와 TNF-α가 주된 원인이 된다.
따라서, 본 발명의 보라성게 추출물은 염증질환 중 특히 패혈증과 면역질환 중 특히 자가면역질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물로 사용될 수 있다.
나아가 본 발명자들은 본 발명에 따른 보라성게 추출물의 염증성 사이토카인 생성 억제가 이들의 상위 신호전달체계인 NF-κB의 활성 억제에 기인한 것임을 규명하였다. PRRs(pattern recognition receptor)은 PAMPs를 인지 및 결합하게 되면 NF-κB의 신호전달을 활성화시켜 염증 유발 생리활성 물질을 생산하게 된다. 따라서 NF-κB의 신호전달을 억제하는 경우, 염증 유발 생리활성 물질의 생산을 억제하게 되고 궁극적으로 염증 및 면역질환을 예방할 수 있게 된다.
본 발명의 일실시예에서는, 본 발명의 보라성게 추출물을 처리한 대식세포와 처리하지 않은 대식세포에 LPS를 처리하여 염증을 유발시킨 다음, NF-κB의 활성과 MAPK의 인산화를 측정하였는데, 보라성게 추출물을 처리한 군은 대조군에 비해 NF-κB의 활성을 매우 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다(도 3 참조).
참고로, 전사인자인 NF-κB(Nuclear factor kappa B)는 염증유발 사이토카인, 독성화합물, 박테리아감염, 바이러스감염, 방사선, UV, 활성산소 등의 다양한 외부자극에 의해 활성화되어 세포사멸, 면역반응, 염증반응 등 다양한 세포 반응에 관련된 단백질 발현을 조절하는 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 비정상적인 NF-κB의 활성은 각종 암, 관절염 등의 염증질환, 천식이나 아토피 피부염과 같은 알러지성 질환 및 염증질환과 관련되어 있어, NF-κB의 활성을 저해하는 물질은 상기와 같은 질환들을 치료하기 위한 치료제로서의 표적이 되고 있다[A. S. Baldwin Jr, J. Clin. Invest., 2001, 107, 241-246].
또한, NF-κB는 정상 상태의 경우, 세포 내 사이토졸에 존재하지만 자유라디컬, 염증을 유발하는 자극, 발암물질, 톡신, 자외선 등의 자극이 있는 경우, 활성화되어 핵 내로 이동되고, 핵 내에서 세포사멸 억제, 세포변형, 증식, 침윤, 전이 또는 화학적 저항, 염증 등을 일으키는 다양한 유전자의 발현을 유도한다[Chen., Biochem Biophy Res Comm, 2005, 332:1; Jove et al., Endocrinology, 2005, 146:3087; Dandrona et al., Circulation, 2005, 111:1448; Aggarwal et al., Ann N Y Acad Sci, 2004, 1030:434]. 따라서 NF-κB의 활성을 억제하면 이들 질환 관련 유전자의 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에서는 이러한 NF-κB의 활성을 IκBα의 분해와 인산화를 통해 확인하였는데, 이는 외부 자극이 없는 상태에서 NF-κB는 세포질 내에서 IκB (inhibitory-κB)라는 억제단백질과 복합체를 형성하고 있다가 세포외 자극이 주어지면 IκB는 인산화에 의해 불활성화되고 분해되며, NF-κB는 IκB로부터 해리하여 핵으로 이동하여 활성형을 띄게 된다.
본 발명에 의한 실험결과에서는 외부자극인 LPS에 의한 자극이 있는 경우, 보라성게 추출물을 처리한 군은 처리하지 않은 군에 비해 IκB의 분해 억제를 통해 NF-κB의 활성을 억제한다는 것을 알 수 있었다.
한편, 본 발명에 따른 조성물은 약학적으로 유효한 양의 보라성게 추출물을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 염증 또는 면역질환의 증상을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말하며, 상기 조성물에 대해 보라성게 추출물은 5 μg/ml~100 μg/ml의 농도로 함유될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 보라성게 추출물의 약학적으로 유효한 양은 0.5 ~ 100 mg/day/체중kg, 바람직하게는 0.5 ~ 10mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 염증 또는 면역질환의 증상의 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.
또한, 상기에서 약학적으로 허용되는 이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 활성 성분의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있다. 또한, 본 발명의 염증 또는 면역질환의 증상의 예방 및 개선용 조성물은 염증 또는 면역질환의 증상을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수 있다.
따라서 본 발명은 보라성게 추출물을 함유하는 조성물을 포함하는 염증 또는 면역질환 증상의 예방 및 치료용 약제를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 염증질환 및 면역질환은 과다 염증반응으로 인해 유발되는 질환으로 신체가 통제되지 않은 염증반응으로 인해, 비특이적 자극에 과다 반응하는 것으로 특징지어진다. 이러한 과다 염증반응은 질환의 발병과 만성적 고착을 유발하는 병리학적 변화를 야기하는데, 과다활동성 염증 질환의 정의 및 실례는 EP-0673646을 참고한다.
나아가 본 발명에 따른 보라성게 추출물은 세포에 대한 독성을 유발하지 않고 부작용을 일으키지 않아 안정성이 있어 체내에 안심하고 사용할 수 있으므로 염증 또는 면역질환의 예방 및 개선을 위한 식품용 조성물로도 사용할 수 있다.
그러므로 보라성게 추출물을 유효성분으로 포함하는 염증 또는 면역질환의 예방 및 개선용 식품 조성물은 염증 및 면역질환 증상의 예방 및 개선에 효과가 있는 식품, 예컨대, 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품 또는 음료로 용이하게 활용할 수 있다.
본원에서 상기 “식품”이란, 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 것을 말한다.
본원발명에 따른 염증 및 면역질환 증상의 예방 및 개선용 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본원발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 빵류, 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 캔디류, 쵸코렛류, 껌류, 아이스크림류, 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
또한, 상기 “기능성 식품”이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 구체적으로는 건강 기능성 식품일 수 있다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
또한, 본원발명에서 상기“음료”란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함한다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 염증 및 면역질환 증상의 예방 및 개선용 조성물을 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
나아가 상기 기술한 것 이외에 본원발명의 염증 및 면역질환 증상의 예방 및 개선용 조성물을 함유하는 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있으며, 상기 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본원발명의 염증 및 면역질환 증상의 예방 및 개선용 조성물을 함유하는 식품에 있어서, 상기 본 발명에 따른 조성물의 양은 전체 식품 중량의 0.001중량% 내지 90중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량% 내지 40중량%로 포함할 수 있고, 음료의 경우, 100ml를 기준으로 0.001g 내지 2g, 바람직하게는 0.01g 내지 0.1g의 비율로 포함할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로 사용될 수 있으므로 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
<재료 준비>
(1) 보라성게 추출물의 제조
보라성게 시료는 제주도에서 채집하였으며, 증거표본은 제주생물종다양성연구소(Jeju Biodiversity Research Institute: JBRI)에 기탁되어있다. 이후 보라성게의 추출물 수득은 제주도에서 채집한 보라성게 껍질을 음건한 다음 80% 에탄올(2L)로 실온에서 24시간 동안 3회 추출한 뒤 여과하여 회전농축기로 감압 농축함으로써 보라성게의 에탄올 가용성 분획(즉, 추출물)을 수득하였다.
(2) 마우스 준비
마우스는 오리엔트 바이오 사로부터 구입한 C57BL/6 마우스를 사용하였고, 무균장소에서 사육시켰으며 National Institutes of Health의 지침에 따라 사육하였다. 또한 마우스를 사용한 모든 실험은 제주대학교 실험동물윤리위원회(#2010-0028)의 규정에 따라 수행하였다.
(3) 마우스 골수 유래 대식세포 및 수지상 세포 준비
골수 유래 수지상세포(BMDC) 및 대식세포(BMDM)를 야생형 C57BL/6 마우스(Taconic Farm, NY, U.S.A.)로부터 수득하였다. 간략히 말하면, 마우스 정강이뼈 및 대퇴골을 DMEM(Dulbecco’s modified Eagles medium) 배지에서 플러싱(flushing)함으로써 골수 세포를 수득하였다. 상기 세포들을, 그래뉼로사이트-마크로파지 콜로니-자극인자(GM-CSF)를 함유하는 3% J558L 하이브리도마 세포 배양 상청액으로 보충되어 있는, 10%의 열-비활성화된 FBS(Gibco,NY, U.S.A.), 50 μM β-머캅토에탄올, 2 mM 글루타민을 함유하는 RPMI 1640 배지에서 배양하였다.
또한, 상기 수득한 골수세포들은 대식세포로의 배양을 위해 20% 열처리된 FBS, 마크로파지 콜로니 자극 인자가 함유된 L929 세포 배양액 30% 및 1% 페니실린-스트렙토마이신이 함유된 DMEM 배지에서 배양하였다.
< 실시예 1>
보라성게 추출물의 염증성 사이토카인 생성 억제 활성분석
보라성게 추출물이 염증을 유발시키는 염증성 사이토카인의 생성을 억제하는 활성이 있는지 확인하기 위하여, 다음과 같은 실험을 수행하였다. 앞서 준비된 마우스의 골수로부터 유래한 대식세포와 수지상세포를 48웰 플레이트에 1x105cell/0.5ml의 세포수가 되도록 분주한 후, LPS 처리 1시간 이전에 보라성게 추출물을 2, 10, 25, 50μg/ml의 농도별로 처리하였다. 이때 대조군으로는 보라성게 추출물을 처리하지 않은 군을 사용하였다. LPS 10ng/ml을 처리하고 18시간이 흐른 뒤, 세포 배양액을 수득하여 IL-12 p40의 발현양을 ELISA(BD PharMingen, CA, USA, R&D system, MN, USA)를 이용하여 측정하였다.
그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 보라성게 추출물을 처리하지 않고 LPS로 자극시킨 대식세포의 경우, 염증성 사이토카인인 IL-12 p40의 생성이 현저하게 증가한 것으로 나타난 반면, 본 발명의 보라성게 추출물을 처리한 군은 처리 농도에 비례하여 염증성 사이토카인의 생성이 현저하게 저해되는 것으로 나타났다.
이러한 결과를 통해, 보라성게 추출물은 염증 유발인자로 발생하는 염증성사이토카인을 효과적으로 억제하는 활성이 있음을 알 수 있었고, 따라서 염증으로 인해 유발될 수 있는 질환에 대한 예방 및 치료제로 사용할 수 있음을 알 수 있었다.
< 실시예 2>
보라성게 추출물의 MAPK 활성 억제 효과분석
상기 실시예 1을 통해 보라성게 추출물이 LPS로 유도되는 염증성 사이토카인의 생성을 억제하는 활성이 있음을 확인함에 따라, 염증성 사이토카인을 생성시키는 상위 신호전달체계인 MAPK의 활성을 보라성게 추출물이 조절할 수 있는지를 웨스턴블럿을 통해 확인하였다. 이를 위해 먼저, 대식세포를 5x106 세포수로 60-mm 디쉬에 분주한 후, 24시간 동안 37℃에서 배양한 다음, 보라성게 추출물 25ug/ml을 배양한 세포에 처리한 후, LPS를 처리하였다. 이때 대조군으로는 보라성게 추출물을 처리하지 않은 군을 사용하였다. 이후 세포들을 수집하여 용리버퍼(PRO-PREP Lysis buffer, iNtRON Biotechnilogy)를 사용하여 세포를 용해시킨 후, 단백질 샘플들을 10%-SDS PAGE에서 전기영동 시킨 다음, polyvinylidene fluoride 멤브레인으로 전기적 이동시킨 다음, 1/1000을 희석된 1차 항체인, phospho-p44/42 (P-ERK1/2), phospho-p38, p38 MAPK, phospho-JNK1/2 (Cell Signaling Technology,MA,USA) 항체를 처리하여 반응시킨 다음, 멤브레인을 세척하고 여기에 다시 horseradish peroxidase-linked anti-rabbit IgG(Cell Signaling Technology)을 처리하여 반응시킨 다음, WEST-ZOL plus western blot detection system(iNtRON Biotechnology)을 사용하여 시그널을 확인하였다.
웨스턴 분석 결과, 도 2에서 나타난 바와 같이, 보라성게 추출물을 처리한 경우, 인산화된 ERK1/2,JNK1/2 와 p38의 양에 변화가 없었다.(도 2 참조) 따라서 본 발명에 따른 추출물은 MAP 키나아제(ERK, JNK, p38)의 인산화를 억제하는 효과가 없다.
< 실시예 3>
보라성게 추출물의 IκBα 분해에 대한 효과 분석
LPS에 의한 TLR4 자극은 IκB 키나아제에 의한 IκB의 인산화를 유도하고 IκB의 유비퀴틴화 및 분해에 이어 NF-κB의 활성을 유도한다(Bao L, et al., Brain Pathol. 12: 420-429(2002)). 따라서 NF-κB의 활성화는 IκBα의 분해에 의해 간접적으로 분석되었다. 도 3 은 보라성게 추출물이 IκBα의 분해 억제 효과가 있음을 나타낸다. 골수 유래 대식세포의 일부에 보라성게 추출물을 25μg/ml 처리하고 나머지 일부에는 처리하지 않는다. 1 시간 후 추출물을 처리한 세포, 처리하지 않은 세포 모두에 LPS 10 ng/ml 로 자극한다. 총 세포 용해물은 각각 시간 간격 별로 얻어지며, IκBα의 분해를 가늠하기 위하여 SDS-PAGE 와 면역 블로팅을 수행한다. Total p38는 로딩 대조군으로서 사용된다.
도 3에서 볼 수 있듯이 면역 블로팅 수행 결과, IκBα는 LPS 자극으로 분해되어 그 양이 적었으나, 보라성게 추출물 처리 후, 처리 전에 비하여 분해가 억제되어 그 양이 증가하였다. 따라서 본 발명에 의한 추출물은 IκBα의 분해를 억제하는 효과가 있으며 따라서 NF-κB의 활성화를 억제한다는 것을 알 수 있었다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 보라성게(Anthocidaris crassispina) 추출물을 유효성분으로 포함하는 자가면역질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보라성게 추출물은 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는 자가면역질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보라성게 추출물은 5μg/ml~100μg/ml의 농도로 상기 조성물에 함유되어 있는 것을 특징으로 하는 자가면역질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 보라성게 추출물은 염증성 사이토카인인 IL-12 p40의 생성을 억제하고, NF-κB의 활성을 억제하는 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 자가면역질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자가면역질환은 원형탈모증, 크론병, 궤양성 대장염, 류마티스 열, 류마티스 관절염, 전신성 루푸스, 쇼그렌 증후군(sjogren's syndrome), 다발성 경화증, 제1형 당뇨병 및 피부경화증으로 구성된 군에서 선택된 하나 이상의 질환인 것을 특징으로 하는 자가면역질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 보라성게(Anthocidaris crassispina) 추출물을 유효성분으로 포함하는 자가면역질환의 예방 또는 개선용 건강기능성 식품.
  8. 제1항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 자가면역질환의 치료용 약제.
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