KR101717352B1 - Composition for preventing and treating neurodegenerative diseases comprising gold nanoparticles and anthocyanins conjugates - Google Patents
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Abstract
본 발명은 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물, 및 건강기능식품에 관한 것이다.
본 발명의 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체 (안토시아닌-AuNP)는 상대적으로 적은 양으로도 안토시아닌을 단독으로 투여하는 것에 비하여 뇌에서 아밀로이드 베타의 수준을 감소시키고, 뉴런의 수를 증가시키므로, 상기 결합체를 포함하는 조성물은 퇴행성 뇌질환의 예방, 개선 및 치료에 우수한 효과를 가진다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing, ameliorating or treating degenerative brain diseases comprising a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient, and a health functional food.
The anthocyanin and gold nanoparticle binding agent (anthocyanin-AuNP) of the present invention reduces the level of amyloid beta in the brain and increases the number of neurons in comparison with administration of anthocyanin alone in a relatively small amount, The composition comprising the compound has an excellent effect for the prevention, improvement and treatment of degenerative brain diseases.
Description
본 발명은 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물, 및 건강기능식품에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing, ameliorating or treating degenerative brain diseases comprising a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient, and a health functional food.
알츠하이머 질환 (Alzheimer's disease, AD)은 점진적인 기억력 장애, 인지력 결손 등을 초래하는 질병으로, 일단 발병하면 계속 진행되고 근본적인 치료법이 없으며 연령대별 정상군에 비해 평균 기대수명이 단축되는 질환으로 알려져 있다. 상기 질환에서는 뇌 전체에 걸쳐 아밀로이드 베타 (amyloid beta, Aβ) 펩타이드가 침착되어 신경퇴화, 시냅스 장애, 염증 및 활성산소종 생산과 같은 특이적인 병리가 나타난다.Alzheimer's disease (AD) is a disease that causes gradual memory impairment and cognitive impairment. It is known to progress to an onset of illness, to have no fundamental treatment, and to shorten the average life expectancy compared with normal age groups. In this disease, amyloid beta (A [beta]) peptides are deposited throughout the brain, resulting in specific pathologies such as neurodegeneration, synaptic disorder, inflammation and production of reactive oxygen species.
한편, 뇌혈관장벽 (blood-brain barrier, BBB)은 뇌에 존재하는 모세관 벽 (capillary wall)으로, 뇌 실질을 전신 순환으로부터 분리하는 물리적 및 기능적 장애물로 작용함으로써 순환 독소로부터 뇌를 효과적으로 보호하는 역할을 한다. 그러나, 하전된 분자 및 크기가 700 달톤을 초과하는 분자는 대부분 뇌혈관장벽을 통과할 수 없기 때문에 알츠하이머 질환과 같은 뇌 질환의 약리학적 치료에 있어서 장애가 된다. 이러한 문제를 해결하고자, 뇌로 약물 전달을 조절하고 표적화하며, 지속적으로 효과적인 처리를 하기 위한 다양한 약물 전달 전략이 시도되어 왔으나 현재까지 뚜렷한 해결 방안은 마련되지 않았다. Meanwhile, the blood-brain barrier (BBB) is a capillary wall in the brain. It serves as a physical and functional barrier to isolate the brain parenchyma from systemic circulation, thereby effectively protecting the brain from circulating toxins . However, charged molecules and molecules with a size greater than 700 daltons can not pass through the cerebral vascular barrier, which is a barrier to pharmacological treatment of brain diseases such as Alzheimer's disease. To address this problem, various drug delivery strategies have been attempted to control and target drug delivery to the brain and to provide effective treatment continuously, but no clear solution has been made to date.
안토시아닌은 과일, 꽃, 식물의 잎 등에서 찾아볼 수 있는 플라보노이드 (flavonoid) 계열의 폴리페놀 (polyphenol)로서, 기억력 및 인지능력에 효과가 있는 것으로 알려져 있으며 (B. Shukitt-Hale etc., Nutr. Neurosci. 12, 135-140 (2009)), 알츠하이머 동물 모델에서도 그 효과가 확인된바 있다 (P.H. Shih, J. Nutr. Biochem. 21, 598-605 (2010)).Anthocyanin is a flavonoid polyphenol found in fruits, flowers, and leaves of plants. It is known to have effects on memory and cognitive ability (B. Shukitt-Hale etc., Nutr. Neurosci 12, 135-140 (2009)), and its effect has been confirmed in an animal model of Alzheimer's disease (PH Shih, J. Nutr. Biochem., 21, 598-605 (2010)).
이에, 본 발명자들은 뇌혈관장벽을 통과할 수 있는 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌질환 치료제를 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 생분해성, 생체적합성 및 약물 탑재 수용력이 높은 금 나노입자 (Gold nanoparticle, AuNP)와 안토시아닌 (anthocyanin)을 결합시켜 안토시아닌-AuNP 결합체를 제조하였고, 상기 결합체가 아밀로이드 베타에 의해 유발될 수 있는 퇴행성 뇌질환 치료에 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, the present inventors have made intensive efforts to develop a therapeutic agent for degenerative brain diseases such as Alzheimer's that can pass through the blood-brain barrier. As a result, they have found that gold nanoparticles (AuNP) and anthocyanins (anthocyanin) to produce an anthocyanin-AuNP conjugate. The present inventors completed the present invention by confirming that the conjugate is effective in the treatment of degenerative brain diseases caused by amyloid beta.
본 발명의 하나의 목적은 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases, which comprises a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient.
본 발명의 또 하나의 목적은 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a health functional food for preventing or ameliorating degenerative brain diseases, which comprises a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하나의 양태로서 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating degenerative brain diseases, which comprises, as an active ingredient, a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient.
본 발명에서, 용어 "안토시아닌 (anthocyanin)"은 식물체에 존재하는 수용성 색소 배당체 (glucoside)로서, 세포액의 산성농도, 색소화합물의 화학적 구조, 여러 금속 이온들과의 결합상태에 의해 자색, 적색, 청색 등의 색상을 나타내는 식물성 천연 색소를 의미한다. 최근에는 안토시아닌이 다양한 생리활성을 가지고 있음이 알려져 있으며, 예컨대, 노화억제작용, 항균작용, 돌연변이성 억제작용, 콜레스테롤 저하작용, 시력개선효과, 혈관 보호기능 및 항궤양기능 등이 규명되었다. In the present invention, the term "anthocyanin" is a water-soluble coloring matter glucoside present in a plant, and is a purple color, red color, or blue color depending on the acidic concentration of the cell liquid, the chemical structure of the dye compound, And the like. In recent years, it has been known that anthocyanins have various physiological activities. For example, an aging-inhibiting action, an antibacterial action, a mutagenic action, a cholesterol-lowering action, a vision improvement effect, a vascular protection function and an anti-
상기 안토시아닌은 식물로부터 분리 추출된 것 또는 화학적으로 합성된 것일 수 있다. 상기 식물은 안토시아닌을 생성하는 식물이라면 모두 포함되며, 예를 들어 흑미 (black rice), 검은콩 (black bean), 블랙커런트 (black currant), 초크베리 (chokeberry), 블랙 초크베리 (black chokeberry), 크랜베리 (cranberry), 오디, 체리, 산딸기, 블루베리, 블랙베리, 가지, 아사이 (acai), 머루 또는 포도일 수 있다.The anthocyanin may be extracted from plants or chemically synthesized. The plants include all plants that produce anthocyanins, such as black rice, black beans, black currant, chokeberry, black chokeberry, Cranberries, audi, cherries, raspberries, blueberries, blackberries, eggplants, acai, corn or grapes.
본 발명의 일 구현예에 따르면 검정콩 껍질을 1 % HCl-MeOH 용매조건에서 추출하고 상기 추출물을 Ambrite XAD 7 등과 같은 양이온 교환수지를 이용하여 비이온성 화합물로부터 안토시아닌 성분이 포함된 양이온성 화합물을 수득하였다. 그 다음, 비이온성 수용성 및 비극성 물질을 제거하기 위하여 1 % HCl-MeOH 조건에서 용리하여 안토시아닌 성분을 포함한 이온성 물질을 분리하였다. 그 다음, 상기 화합물을 1% Hcl-MeOH/물 혼합 용매 조건에서 Sephadex LH20을 충진제로 하여 크기배제 크로마토그래피 수행 후, 역상 흡착제인 C18 Sep Pak을 이용하여 안토시아닌계 화합물을 정제하였다.According to one embodiment of the present invention, the black bean skin is extracted under the condition of 1% HCl-MeOH solvent, and the extract is subjected to cationic compound containing an anthocyanin component from a nonionic compound using a cation exchange resin such as Ambrite XAD 7 or the like . Then, ionic substances including anthocyanin components were separated by elution at 1% HCl-MeOH condition to remove nonionic water-soluble and non-polar substances. Next, the above compound was subjected to size exclusion chromatography using Sephadex LH20 as a filler in a mixed solvent of 1% HCl-MeOH / water, and then an anthocyanin compound was purified using a reversed-phase adsorbent C18 Sep Pak.
상기 안토시아닌계 화합물은 예컨대, 델피니딘-3-글루코사이드 (delphinidine 3-0-glucoside), 시아니딘-3-글루코사이드 (cyanidine 3-0-glucoside) 및 폐튜니딘-3-글루코사이드 (petunidin 3-0-glucoside)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 델피니딘-3-글루코사이드 (delphinidine 3-0-glucoside), 시아니딘-3-글루코사이드 (cyanidine 3-0-glucoside) 및 폐튜니딘-3-글루코사이드 (petunidin 3-0-glucoside)의 각각의 화학식은 하기와 같다.The anthocyanin compounds include, for example, delphinidine 3-O-glucoside, cyanidine 3-O-glucoside and petunidin 3-O-glucoside ), But the present invention is not limited thereto. The respective formulas of the delphinidine 3-O-glucoside, cyanidine 3-O-glucoside and petunidin 3-O-glucoside are as follows: As shown below.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
본 발명에서, 용어 "금 나노입자"는 금 원자로 이루어진 입자로서, 본 명세서에서는 AuNP로도 명명된다. 상기 금 나노입자는 입자의 직경이, 0.1-100 nm, 구체적으로는 1-50 nm인 입자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금 나노입자의 크기는 다양한 조건에 따라 변화될 수 있으며, 목적에 따라 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있다.In the present invention, the term "gold nanoparticle" is a particle made of gold atom, also referred to herein as AuNP. The gold nanoparticles may be particles having a diameter of 0.1-100 nm, specifically 1-50 nm, but are not limited thereto. The size of the gold nanoparticles can be varied according to various conditions and can be appropriately selected by those skilled in the art depending on the purpose.
상기 금 나노입자는 특별히 이에 제한되지 않으나, 상기 결합체가 투여된 생체 내에서 체류시간을 증진시키기 위해 페길화 (PEGylation) 된 것일 수 있다. 페길화된 금 나노입자는 본 명세서에서 PEG-AuNP로 명명된다.The gold nanoparticles are not particularly limited, but may be PEGylated to enhance residence time in a living body to which the conjugate is administered. Pegylated gold nanoparticles are referred to herein as PEG-AuNP.
본 발명의 용어 "페길화 (PEGylation)"는 상기 금 나노입자에 폴리에틸렌글리콜을 도입함으로써, 상기 결합체의 혈중 체류시간을 향상시키는 가공방법을 의미한다. 구체적으로, 폴리에틸렌글리콜로 금 나노입자를 페길화하는 것에 의해, 나노입자의 표면의 친수성이 증가되며 병원균, 노폐물 및 외부 유입 물질을 포식하고 소화시키는 생체 내의 대식세포 (macrophage) 등을 포함하는 면역 기능으로부터 인식을 방지하는 소위 스텔스 효과 (stealth effect)를 통한 신체 내에서의 빠른 분해가 방지될 수 있다. 따라서, 상기 페길화에 의하여 상기 결합체의 혈중 체류 시간이 향상될 수 있다.The term "Pegylation " of the present invention means a processing method for improving the retention time of blood of the binding body by introducing polyethylene glycol into the gold nanoparticle. Specifically, by pegylating gold nanoparticles with polyethylene glycol, the hydrophilicity of the surface of the nanoparticles is increased, and immune function including macrophages in vivo which predates and extinguishes pathogens, waste materials, The rapid disintegration in the body through the so-called stealth effect, which prevents recognition from the body, can be prevented. Therefore, the blood retention time of the conjugate can be improved by the pegylation.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는 금 나노입자가 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 치료용 조성물로 이용되기에 적합한 안전성을 가지는지를 확인하기 위하여, PEG-AuNP를 세포에 처리하고 MTT 분석 및 ApoTox-GloTM Triplex 분석을 수행한 결과, 처리된 모든 농도 (0.5 % 내지 10 %)에서 세포 독성을 띄지 않는 것을 확인하였다 (도 1 및 도 2).In one specific embodiment of the present invention, in order to confirm whether gold nanoparticles have safety suitable for use as a composition for preventing or treating degenerative brain diseases, PEG-AuNP was treated with cells and MTT assay and ApoTox-Glo ™ Triplex As a result of the analysis, it was confirmed that the cells were not cytotoxic at all concentrations (0.5% to 10%) treated (FIGS. 1 and 2).
본 발명에서, 용어 "안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체"는 안토시아닌과 금 나노입자가 결합된 형태를 의미하는 것으로, 상기 결합은 금 나노입자와 안토시아닌 간에 물리적, 또는 화학적 결합을 모두 포함할 뿐만 아니라 금 나노입자 내부에 안토시아닌이 캡슐화되는 것까지 포함하는 개념이다. 이때, 상기 설명한 바와 같이 금 나노입자는 페길화된 것일 수 있다.In the present invention, the term "combination of anthocyanin and gold nanoparticles" means a combination of anthocyanin and gold nanoparticles. The binding includes both physical and chemical bonding between gold nanoparticles and anthocyanin, It is a concept that includes the encapsulation of anthocyanin inside nanoparticles. At this time, as described above, the gold nanoparticles may be pegylated.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는 페길화된 금 나노입자 (PEG-AuNP)와 안토시아닌을 결합하여, 안토시아닌 및 페길화된 금 나노입자의 결합체 (이하, "안토시아닌-PEG-AuNP"로 명명함)를 제조하였다. 구체적으로 안토시아닌을 에탄올에 용해시킨 후, 상기 용액을 PEG-AuNP와 혼합하고 원심분리하는 과정을 수 회 반복한 뒤 건조시켜 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 제조하였다 (도 3).In an embodiment of the present invention, anthocyanin and pegylated gold nanoparticles (hereinafter referred to as "anthocyanin-PEG-AuNP") are bound to anthocyanin by binding pegylated gold nanoparticles (PEG- . Specifically, anthocyanin was dissolved in ethanol, and the solution was mixed with PEG-AuNP and centrifuged several times, followed by drying to prepare an anthocyanin-PEG-AuNP conjugate (FIG. 3).
본 발명에서 용어, "퇴행성 뇌질환"이란, 뇌와 관련된 여러 가지 질병을 총칭하는 용어를 의미한다. 구체적으로 본 발명에서 상기 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드 베타 펩타이드-유도 산화적 스트레스에 의한 뇌 세포 손상이 유발되는 질환일 수 있고, 더욱 구체적으로는 치매, 알츠하이머, 뇌졸중, 중풍, 파킨슨씨병, 헌팅턴병, 피크병 또는 크로이츠펠트-야콥병일 수 있으며, 보다 더 구체적으로는 알츠하이머일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The term "degenerative brain disease" in the present invention means a generic term for various diseases related to the brain. Specifically, in the present invention, the degenerative brain disease may be a disease in which brain cell damage is caused by amyloid beta peptide-induced oxidative stress. More specifically, the degenerative brain disease may be a dementia, Alzheimer's disease, stroke, paralysis, Parkinson's disease, Huntington's disease, Or Creutzfeldt-Jakob disease, and more specifically, but not exclusively, Alzheimer's disease.
본 발명에서 용어, "알츠하이머"란, 퇴행성 뇌질환으로 노인에게 주로 나타나는 치매의 주요 원인 중 하나이며, 노화의 과정 속에서 뇌조직이 기능을 잃으면서 점차 정신 기능이 쇠퇴하는 병이다. 상기 질병으로 인해 기억력과 정서면에서 심각한 장애가 발생한다. 알츠하이머와 치매를 동일시하는 경우가 있으나 치매는 알츠하이머병에 의해서만 생기는 것이 아니라 고혈압, 당뇨병, 심장질환 등과 같은 성인병이 원인이 되어 발생한다. 알츠하이머 모델의 신경세포 미토콘드리아에서는 아밀로이드 베타가 축적됨이 발견되었고, 미토콘드리아에서 활성산소의 생성이 증가되면서 산화에 의한 손상이 유발되며, 이러한 산화에 의한 손상이 알츠하이머의 발병과 관련이 있는 것으로 알려져 있다.In the present invention, the term "Alzheimer" is one of the major causes of dementia mainly caused by the degenerative brain disease in the elderly, and is a disease in which mental function declines gradually as brain tissue loses function in the process of aging. The illness causes serious disturbances in memory and emotion. Alzheimer's and dementia are sometimes identified, but dementia is caused not only by Alzheimer's disease but also by adult diseases such as hypertension, diabetes and heart disease. In neuronal mitochondria of the Alzheimer model, accumulation of amyloid beta has been found to accumulate, resulting in increased production of reactive oxygen species in mitochondria, leading to oxidative damage, and this oxidative damage is known to be associated with the onset of Alzheimer's disease.
본 발명에서 사용되는 용어, "예방"이란, 본 발명에 따른 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체를 유효성분으로 포함하는 약학적 조성물을 퇴행성 뇌질환 의심 개체에 투여하여 퇴행성 뇌질환의 발병을 억제하거나 지연시키는 모든 행위를 의미할 수 있다.As used herein, the term "prevention" refers to the administration of a pharmaceutical composition containing the combination of anthocyanin and gold nanoparticles according to the present invention as an active ingredient to a subject suspected of having degenerative brain disease to inhibit or delay the onset of degenerative brain diseases It can mean all the acts that you do.
본 발명에서 사용되는 용어, "치료"란, 본 발명의 상기 조성물을 퇴행성 뇌질환 발병 개체에 투여하여 상기 질환의 증세가 호전되도록 하거나 이롭게 되도록 하는 모든 행위를 의미할 수 있다.The term "treatment" as used in the present invention means all the actions of causing the composition of the present invention to be administered to a subject suffering from a degenerative brain disease so that the symptom of the disease is improved or improved.
본 발명에서 사용되는 용어, "개체"란, 퇴행성 뇌질환이 발병되었거나 발병할 가능성이 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미할 수 있다. 상기 동물은 인간뿐만 아니라 이와 유사한 증상의 치료를 필요로 하는 소, 말, 양, 돼지, 염소, 낙타, 영양, 개, 고양이 등의 포유동물일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.As used herein, the term "individual" may refer to all animals, including humans, who have developed or are at risk of developing degenerative brain diseases. The animal may be, but is not limited to, a mammal such as a cow, a horse, a sheep, a pig, a goat, a camel, a nutrient, a dog, a cat,
본 발명의 약학적 조성물은 단일제제로도 사용할 수 있고, 공인된 퇴행성 뇌질환 치료 효과를 가진다고 알려진 약물을 추가로 포함하여 복합제제로 제조하여 사용할 수 있으며, 약제학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be used as a single preparation and can be used as a combination preparation containing a drug known to have an effect of treating a known degenerative brain disease and can be formulated using a pharmaceutically acceptable carrier or excipient , Or may be manufactured by inserting it into a multi-dose container.
본 발명에서 사용되는 용어, "약제학적으로 허용 가능한 담체"란 생물체를 자극하지 않으면서, 주입되는 화합물의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 담체 또는 희석제를 의미할 수 있다. 본 발명에 사용 가능한 상기 담체의 종류는 특별히 제한되지 아니하며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되고 약학적으로 허용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다. 상기 담체의 비제한적인 예로는, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 알부민 주사 용액, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 담체는 비자연적 담체(non-naturally occuring carrier)를 포함할 수 있다. 또한, 필요한 경우 항산화제, 완충액 및/또는 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가하여 사용할 수 있으며, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제, 윤활제 등을 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제 등으로 제제화하여 사용할 수 있다.As used herein, the term "pharmaceutically acceptable carrier" may refer to a carrier or diluent that does not interfere with the biological activity and properties of the compound being injected, without stimulating the organism. The type of the carrier that can be used in the present invention is not particularly limited, and any carrier conventionally used in the art and pharmaceutically acceptable may be used. Non-limiting examples of the carrier include saline, sterilized water, Ringer's solution, buffered saline, albumin injection solution, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The carrier may comprise a non-naturally occuring carrier. In addition, if necessary, other conventional additives such as an antioxidant, a buffer and / or a bacteriostatic agent can be added and used. A diluent, a dispersant, a surfactant, a binder, a lubricant, Pills, capsules, granules or tablets, and the like.
또한, 본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양의 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체를 포함할 수 있다. 본 발명에서 용어, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 일반적으로 0.001 내지 1000mg/kg의 양, 바람직하게는 0.05 내지 200mg/kg, 보다 바람직하게는 0.1 내지 100mg/kg의 양을 일일 1회 내지 수회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 본 발명의 목적상, 특정 환자에 대한 구체적인 치료적 유효량은 달성하고자 하는 반응의 종류와 정도, 경우에 따라 다른 제제가 사용되는지의 여부를 비롯한 구체적 조성물, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여 시간, 투여 경로 및 조성물의 분비율, 치료기간, 구체적 조성물과 함께 사용되거나 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자와 의약 분야에 잘 알려진 유사 인자에 따라 다르게 적용하는 것이 바람직하다.In addition, the pharmaceutical composition of the present invention may contain a pharmaceutically effective amount of anthocyanin and gold nanoparticles. The term "pharmaceutically effective amount" as used herein means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment and is generally in the range of 0.001 to 1000 mg / kg, 200 mg / kg, more preferably 0.1 to 100 mg / kg, may be administered once to several times per day. For purposes of the present invention, however, the specific therapeutically effective amount for a particular patient will depend upon the nature and extent of the reaction to be achieved, the specific composition, including whether or not other agents are used, the age, weight, Sex and diet of the patient, the time of administration, the route of administration and the rate of administration of the composition, the duration of the treatment, the drugs used or concurrently used with the specific composition, and similar factors well known in the medical arts.
본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여할 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용을 유발하지 않으면서 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with another therapeutic agent, and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. And can be administered singly or multiply. It is important to take into account all of the above factors and to administer an amount that can achieve the maximum effect in a minimal amount without causing side effects, and can be readily determined by those skilled in the art.
본 발명에서 사용된 용어, "투여"는 어떠한 적절한 방법으로 환자에게 본 발명의 약학적 조성물을 도입하는 것을 의미하며, 본 발명의 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있다.The term "administering" as used herein refers to the introduction of a pharmaceutical composition of the present invention to a patient by any suitable method, and the route of administration of the composition of the present invention may be oral or parenteral May be administered via various routes.
본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여 방식은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방식에 따를 수 있다. 상기 투여 방식의 비제한적인 예로, 조성물을 경구 투여 또는 비경구 투여 방식으로 투여할 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 목적하는 투여 방식에 따라 다양한 제형으로 제작될 수 있다.The mode of administration of the pharmaceutical composition according to the present invention is not particularly limited and may be conventionally used in the art. As a non-limiting example of such a mode of administration, the compositions may be administered orally or parenterally. The pharmaceutical composition according to the present invention can be manufactured into various formulations according to the intended administration mode.
본 발명의 조성물의 투여빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다.The frequency of administration of the composition of the present invention is not particularly limited, but it may be administered once a day or divided into several doses.
본 발명의 안토시아닌-AuNP 결합체는 상기 퇴행성 뇌질환을 앓고 있거나 또는 퇴행성 뇌질환이 발병 가능성이 있는 환자에 투여되었을 때, 뇌에서 아밀로이드 베타 (amyloid beta, Aβ) 수준을 감소시키거나 뉴런의 수를 증가시킴으로써 퇴행성 뇌질환을 예방 또는 치료할 수 있다.The anthocyanin-AuNP conjugate of the present invention decreases amyloid beta (A [beta]) levels or increases the number of neurons in the brain when administered to a patient suffering from or susceptible to degenerative brain disease Thereby preventing or treating degenerative brain diseases.
본 발명의 구체적인 일 실시예에서는 Aβ1 -42를 처리한 알츠하이머 질환 모델 마우스에 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 처리하여 퇴행성 뇌질환의 예방 및 치료에 효과가 있음을 확인하였다. 더욱 구체적으로, 상기 마우스에 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 처리한 경우, Y-미로 테스트를 통해 공간 작업 기억 능력이 향상되었고 (도 4), Aβ1 -42 처리에 의해 증가된 Aβ, BACE-1 및 인산화된 타우 단백질의 수준을 현저하게 감소시키는 것을 웨스턴블랏 분석으로 확인하였다 (도 5). In a specific example of the present invention, it was confirmed that an anthocyanin-PEG-AuNP conjugate was treated with an Alzheimer's disease model mouse treated with A? 1 -42 to be effective in the prevention and treatment of degenerative brain diseases. More specifically, when the handle-AuNP -PEG conjugate anthocyanins in the mouth, through the Y- maze test spatial working memory capacity is improved (FIG. 4), Aβ 1 -42 increased by treatment with Aβ, BACE-1 And the level of phosphorylated tau protein was markedly reduced by Western blot analysis (Fig. 5).
특히, Aβ 수준의 감소 효과는 안토시아닌을 단독으로 처리한 경우에 비하여 상기 결합체를 처리했을 때 더욱 현저하게 나타났으며, 이러한 양상은 해마의 CA1, CA3, DG 영역 및 피질에서 Aβ에 대한 면역 형광 분석에서도 동일하게 나타나는 것을 확인하였다 (도 6 및 7). Particularly, the decrease effect of Aβ levels was more remarkable in the case of the combination treatment than in the case of treatment with anthocyanin alone, and this aspect was confirmed by immunofluorescence analysis of Aβ in CA1, CA3, DG region and cortex of hippocampus (Figs. 6 and 7).
나아가, 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 Aβ1 -42 처리에 의해 유도된 시냅스 기능 장애를 회복시키며 (도 8 및 도 9), 비정상적인 PI-3K/Akt/p-GSK-3β 신호전달 경로를 회복시키고 (도 10), 신경 퇴화를 막는 효과가 있음을 확인하였다 (도 11 및 도 12). Furthermore, the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate restores synaptic dysfunction induced by A? 1 -42 treatment (FIGS. 8 and 9) and restores the abnormal PI-3K / Akt / p-GSK- (Fig. 10), confirming the effect of preventing neurodegeneration (Figs. 11 and 12).
이를 종합하면, 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 Aβ1 -42 처리로 유도한 알츠하이머 모델 마우스에서 우수한 치료 효능을 보이고, 이는 안토시아닌을 단독으로 처리한 경우에 비하여 더 적은 양을 투여한 것임에도 불구하고, 안토시아닌 단독 처리보다 현저한 효과임을 확인하였다. 이에, 본 발명의 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체를 유효성분으로 포함하는 조성물은 퇴행성 뇌질환의 예방 및 치료용 조성물로 사용될 수 있다.Taken together, the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate showed superior therapeutic efficacy in Alzheimer's model mice induced by A? 1 -42 treatment, which is less than anthocyanin treated alone, It was confirmed that this effect was more remarkable than anthocyanin alone treatment. Thus, the composition comprising the combination of anthocyanin and gold nanoparticles of the present invention as an active ingredient can be used as a composition for preventing and treating degenerative brain diseases.
본 발명은 다른 하나의 양태로서 안토시아닌 (anthocyanin) 및 금 나노입자 (gold nanoparticle)의 결합체를 유효성분으로 포함하는, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.Another aspect of the present invention provides a health functional food for preventing or ameliorating degenerative brain diseases, which comprises a combination of anthocyanin and gold nanoparticle as an active ingredient.
안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체, 및 퇴행성 뇌질환에 대하여는 상기 설명한 바와 같다.The combination of anthocyanin and gold nanoparticles, and degenerative brain diseases have been described above.
상기 안토시아닌은 흑미 (black rice), 검은콩 (black bean), 블랙커런트 (black currant), 초크베리 (chokeberry), 블랙 초크베리 (black chokeberry), 크랜베리 (cranberry), 오디, 체리, 산딸기, 블루베리, 블랙베리, 가지, 아사이 (acai), 머루 또는 포도 등의 식물에서 추출 가능한 천연 물질로서 오랫동안 사용되어 안정성이 입증되었다. 또한, 상기 금 나노입자는 본 발명의 구체적인 일 실시예를 통해 세포 독성이 없음을 확인하였다 (도 1 및 도 2). 따라서 본 발명의 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체는 상식할 수 있으면서도 퇴행성 뇌질환의 예방 또는 개선을 도모할 수 있는 식품의 형태로 제조되어 섭취할 수 있다.The anthocyanin may be selected from the group consisting of black rice, black beans, black currant, chokeberry, black chokeberry, cranberry, audi, cherry, raspberry, blueberry , Blackberries, eggplant, acai, grapevines, or grapes, and has proved its stability for a long time. In addition, it was confirmed that the gold nanoparticles were free from cytotoxicity through a specific example of the present invention (FIGS. 1 and 2). Accordingly, the combined anthocyanin and gold nanoparticles of the present invention can be prepared in the form of foods that are common but can prevent or ameliorate degenerative brain diseases.
건강기능식품 (functional food)이란, 특정보건용 식품 (food for special health use, FoSHU)과 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.Functional food is the same term as food for special health use (FoSHU). It refers to foods that have been processed so that the biocontrol functions are efficiently displayed in addition to nutritional supply. , The food may be prepared in various forms such as tablets, capsules, powders, granules, liquids, and circles to obtain a useful effect for preventing or improving degenerative brain diseases.
이때, 상기 건강기능식품에 포함되는 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 건강기능식품의 총 중량에 대하여 0.01 내지 100 중량%, 보다 바람직하게는 1 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.At this time, the content of the combined anthocyanin and gold nanoparticles contained in the health functional food is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 100% by weight, more preferably 1 to 80% by weight based on the total weight of the health functional food .
상기 건강기능식품은 본 발명의 약학적 조성물과 유사하게, 퇴행성 뇌질환을 앓고 있거나 또는 퇴행성 뇌질환이 발병 가능성이 있는 환자가 섭취하였을 때, 뇌에서 아밀로이드 베타 (amyloid beta, Aβ) 수준을 감소시키거나 뉴런의 수를 증가시킴으로써 퇴행성 뇌질환을 예방하거나 또는 개선시킬 수 있다.Similar to the pharmaceutical composition of the present invention, the health functional food reduces the level of amyloid beta (A [beta]) in the brain when ingested by patients suffering from degenerative brain disease or who are likely to develop degenerative brain diseases Or increasing the number of neurons to prevent or improve degenerative brain disease.
본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조 시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어날 수 있다.The health functional food of the present invention can be prepared by a method commonly used in the art and can be prepared by adding raw materials and ingredients that are conventionally added in the art. Also, unlike general medicine, there is an advantage that there is no side effect that can occur when a medicine is used for a long time by using food as a raw material, and it is excellent in portability.
본 발명의 안토시아닌 및 금 나노입자의 결합체 (안토시아닌-AuNP)는 상대적으로 적은 양으로도 안토시아닌을 단독으로 투여하는 것에 비하여 뇌에서 아밀로이드 베타의 수준을 감소시키고, 뉴런의 수를 증가시키므로, 상기 결합체를 포함하는 조성물은 퇴행성 뇌질환의 예방, 개선 및 치료에 우수한 효과를 가진다.The anthocyanin and gold nanoparticle binding agent (anthocyanin-AuNP) of the present invention reduces the level of amyloid beta in the brain and increases the number of neurons in comparison with administration of anthocyanin alone in a relatively small amount, The composition comprising the compound has an excellent effect for the prevention, improvement and treatment of degenerative brain diseases.
도 1은 PEG-AuNP를 농도별 (0.5 %, 1 %, 5 %, 및 10 %)로 처리하여 MTT 분석을 수행한 도이다.
도 2는 Apo-Tox GloTM Triplex 분석을 수행한 도이다. PEG-AuNP를 농도별 (0.5 %, 1 %, 5 %, 및 10 %)로 처리하여 HT22의 세포 생존율, 세포 독성 및 세포 예정사를 확인하였다. n = 3.
도 3은 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 확인한 도이다. (A 및 B) 나노입자의 형태는 투과형 전자 현미경(TEM, Tecnai-12, 120 kV)을 이용하여 관찰하였다. (C) TEM 분석으로 뇌 조직에서 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 확인한 것이다.
도 4는 Aβ1 -42를 처리한 마우스에 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 투여하고 Y-미로 테스트를 수행하여 자발 교대 (spontaneous alteration) 수준을 확인한 도이다. Aβ1 -42를 마우스에 처리하거나 처리하지 않고 7 일 동안 유지하였다. Aβ1 -42 처리 7 일 후, 안토시아닌과 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 마우스에 14 일 동안 투여하였다. Y-미로 테스트를 통해 각각의 그룹에 대해 8 분 동안 자발 교대 행동 백분율을 측정하였다. n=15. * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성= P<0.05.
도 5는 Aβ1 - 42처리 마우스에서 Aβ, BACE-1 및 과인산화된 타우 단백질 수준에 대한 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체의 효과를 확인한 도이다. 마우스의 해마에서 Aβ, BACE-1 및 p-Tau (Ser413)의 웨스턴블랏 결과를 나타낸다. 밴드는 Sigma Gel software를 이용해 정량하였고, 그래프로 나타내었다. β-액틴은 로딩 컨트롤로 사용하였다. 밀도 값은 대조군의 발현 수준을 기준으로 하여 각각 표시된 단백질에 대한 상대적인 값을 평균 ± SEM으로 나타내었다 (n = 10 마우스/그룹). * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성 = P<0.05.
도 6은 Aβ1 - 42처리 마우스와 Aβ1 -42 및 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체 처리 마우스의 해마에서 면역 반응성을 보기 위해 Aβ의 면역 형광을 확인한 도이다. 10 x 배율. 스케일바 = 100 ㎛. * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성 = P<0.05.
도 7은 Aβ1 - 42처리 마우스와 Aβ1 -42 및 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체 처리 마우스의 피질에서 면역 반응성을 보기 위해 Aβ의 면역 형광을 확인한 도이다. 10 x 배율. 스케일바 = 100 ㎛. * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성 = P<0.05.
도 8은 마우스 해마에서 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체 처리에 따른 시냅토파이신 (synaptophysin), SNAP23, PSD95, p-GluR1 (Ser845), p-CREB (Ser133)의 발현 수준을 확인한 도이다. 밴드는 Sigma Gel software를 이용하여 정량하였고, 이를 그래프로 나타내었다. β-액틴은 로딩 컨트롤로 사용되었다. 밀도 값은 대조군의 발현 수준을 기준으로 하여 각각 표시된 단백질에 대한 상대적인 값을 평균 ± SEM으로 나타내었다 (n = 10 마우스/그룹). * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성 = P<0.05.
도 9는 해마의 CA1, CA3, DG 영역에서 PSD95와 SNAP23의 면역 형광 반응성을 확인한 도이다. 40 x 배율. 스케일바 = 100 ㎛. * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성 = P<0.05.
도 10은 마우스 해마에서 p-PI3K, p-Akt (Ser473), p-GSK3β (Ser9)의 발현 수준을 확인한 도이다. 밴드는 Sigma Gel software를 이용하여 정량하였고, 이를 그래프로 나타내었다. β-액틴은 로딩 컨트롤로 사용되었다. 밀도 값은 대조군의 발현 수준을 기준으로 하여 각각 표시된 단백질에 대한 상대적인 값을 평균 ± SEM으로 나타내었다 (n = 10 마우스/그룹). * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성= P<0.05.
도 11은 마우스 해마에서 케스파제-9, 케스파제-3 및 분할된 PARP-1의 발현 수준을 확인한 도이다. 밴드는 Sigma Gel software를 이용하여 정량하였고, 이를 그래프로 나타내었다. β-Actin은 로딩 컨트롤로 사용되었다. 밀도 값은 대조군의 발현 수준을 기준으로 하여 각각 표시된 해마 단백질에 대한 상대적인 값을 평균 ± SEM으로 나타내었다 (n = 10 마우스/그룹). * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성= P<0.05.
도 12는 Aβ1 -42 처리 그룹의 해마 DG, CA3, CA1 영역에서 Nissl을 염색한 사진이다. 스케일바 = 200 ㎛. * 대조군과의 유의한 차이; # Aβ1 -42 처리 마우스와의 유의한 차이, 유의성= P<0.05.
도 13은 Aβ1 -42 마우스 모델에 대한 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체의 효과를 개략적으로 나타낸 도이다. FIG. 1 shows MTT analysis of PEG-AuNP treated at different concentrations (0.5%, 1%, 5%, and 10%).
Figure 2 is a graphical representation of Apo-Tox Glo TM Triplex analysis is performed. Cell viability, cytotoxicity and cell schedules of HT22 were determined by treating PEG-AuNP with concentrations (0.5%, 1%, 5%, and 10%). n = 3.
FIG. 3 is a view showing an anthocyanin-PEG-AuNP conjugate. FIG. (A and B) The morphology of the nanoparticles was observed using a transmission electron microscope (TEM, Tecnai-12, 120 kV). (C) TEM analysis revealed anthocyanin-PEG-AuNP complex in brain tissue.
Figure 4 is a check of the spontaneous alternation level (spontaneous alteration) by administering the -PEG-AuNP conjugate anthocyanins in mice treated with Aβ 1 -42 and perform the Y- maze test. A [beta] i- 42 was maintained in the mice for 7 days with or without treatment. After 7 days of treatment with A? 1 -42 , Anthocyanin and anthocyanin-PEG-AuNP conjugates were administered to mice for 14 days. The Y-maze test was used to measure the percentage of spontaneous alternation behavior for each group for 8 minutes. n = 15. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
5 is Aβ 1 - is a 42 treated mice confirm the effects of the anthocyanin-AuNP -PEG conjugate for Aβ, BACE-1 and tau protein hyperphosphorylation the screen level. Western blot results of A [beta], BACE-1 and p-Tau (Ser413) in mouse hippocampus are shown. Bands were quantitated using Sigma Gel software and plotted. β-actin was used as a loading control. Density values were expressed as mean ± SEM relative to the respective expressed proteins, based on the expression level of the control group (n = 10 mice / group). * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
6 is Aβ 1 - 42 is treated mice with Aβ 1 -42 and anthocyanins even making sure of the Aβ immunofluorescence to see the immunoreactivity in the hippocampus of -PEG-AuNP conjugate treated mice. 10 x magnification. Scale bar = 100 占 퐉. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
7 is Aβ 1 - 42 is treated mice with Aβ 1 -42 and anthocyanins even making sure of the Aβ immunofluorescence to see the immunoreactivity in the cortex of the -PEG-AuNP conjugate treated mice. 10 x magnification. Scale bar = 100 占 퐉. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
8 shows the expression levels of synaptophysin, SNAP23, PSD95, p-GluR1 (Ser845), and p-CREB (Ser133) according to treatment with anthocyanin-PEG-AuNP conjugate in mouse hippocampus. Bands were quantified using Sigma Gel software and plotted as a graph. β-actin was used as a loading control. Density values were expressed as mean ± SEM relative to the respective expressed proteins, based on the expression level of the control group (n = 10 mice / group). * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
FIG. 9 shows immunofluorescence reactivity of PSD95 and SNAP23 in CA1, CA3 and DG regions of hippocampus. 40 x magnification. Scale bar = 100 占 퐉. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
Fig. 10 shows the expression levels of p-PI3K, p-Akt (Ser473) and p-GSK3? (Ser9) in the mouse hippocampus. Bands were quantified using Sigma Gel software and plotted as a graph. β-actin was used as a loading control. Density values were expressed as mean ± SEM relative to the respective expressed proteins, based on the expression level of the control group (n = 10 mice / group). * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
Fig. 11 shows the expression levels of caspase-9, caspase-3 and PARP-1 in mouse hippocampus. Bands were quantified using Sigma Gel software and plotted as a graph. β-Actin was used as a loading control. Density values were expressed as mean ± SEM relative to the hippocampal proteins indicated, respectively (n = 10 mice / group), based on the expression level of the control. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
Figure 12 is a photograph of Nissl staining in the hippocampus DG, CA3, CA1 region of Aβ 1 -42 treatment group. Scale bar = 200 占 퐉. * Significant differences from control; # Significant difference from A? 1 -42 treated mice, significance = P <0.05.
13 is a mouse model for Aβ 1 -42 Fig. 5 schematically shows the effect of anthocyanin-PEG-AuNP conjugate.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
실시예Example 1. 시약 1. Reagents
β-아밀로이드1 -42 및 Aβ42 -1 펩타이드는 Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 5 nm의 페길화된 금 나노입자(PEG-AuNP) 수성 현탁액은 Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 응집을 막기 위해 상기 AuNP를 4 ℃에서 보관하였다.β- amyloid 1-42 and Aβ 42 -1 peptide was purchased from Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO , USA). An aqueous suspension of 5 nm pegylated gold nanoparticles (PEG-AuNP) was purchased from Sigma-Aldrich (Saint Louis, Mo., USA). The AuNP was stored at 4 [deg.] C to prevent aggregation.
실시예Example 2. 안토시아닌의 추출 2. Extraction of anthocyanin
검정콩 껍질을 1 % HCl-MeOH 용매조건에서 추출물한 후 상기 추출물을 Ambrite XAD 7 등과 같은 양이온 교환수지를 이용하여 비이온성 화합물로부터 본 발명의 조성물인 안토시아닌 성분이 포함된 양이온성 화합물을 수득한 후 비이온성 수용성 및 비극성 물질을 제거하기 위하여 1 % HCl-MeOH 조건에서 용리하여 안토시아닌 성분을 포함한 이온성 물질을 분리하였다. 두 번째 단계에서 상기 화합물을 1 % Hcl-MeOH/물 혼합 용매 조건에서 Sephadex LH20을 충진제로 하여 크기배제 크로마토그래피 수행 후, 역상 흡착제인 C18 Sep Pak을 이용하여 델피니딘-3-글루코사이드, 시아니딘-3-글루코사이드 및 폐튜니딘-3-글루코사이드를 포함하는 안토시아닌계 화합물을 분리하였다.After extracting the black bean husk with 1% HCl-MeOH solvent, the extract was treated with cation exchange resin such as
실시예Example 3. 3. MTTMTT 분석 analysis
PEG-AuNP의 세포 독성을 평가하기 위해, 다양한 농도의 PEG-AuNP에 대한 MTT (3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) 분석을 수행하였다. 96-웰 플레이트에 각 웰 당 200 ㎕ DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium)에 1 x 105 개의 HT22 해마 뉴런 세포를 접종하였다. 48 시간 동안 배양 후, 상기 세포에 각각 0.1 %, 0.5 %, 5 %, 및 10 %의 PEG-AuNP를 처리하고, 12 시간 동안 배양하였다. 그 다음, PBS (phosphate buffered saline)에 5 mg/㎖의 농도로 용해된 MTT를 각 웰에 첨가하여 37 ℃에서 4 시간 동안 배양하였다. 그 다음, DMSO (dimethyl sulfoxide)에 용해된 포르마잔 (formazan)을 각 웰에 첨가하고, 플레이트를 셰이커에서 10 분 내지 20 분 동안 교반시켰다. 그 다음, 스캐닝 마이크로플레이트 리더 (scanning microplate reader)를 이용하여 550 내지 570 nm (L1)와 620 내지 650 nm (L2)에서 흡광도를 측정하였다. 상기 L2 흡광도는 세포 찌꺼기와 웰의 결함을 측정하는 것이다. 각 웰의 흡광도를 보정하고 (A = L1 - L2), 세포의 생존율 (%)은 (처리군 웰의 보정된 흡광도/대조군 웰의 보정된 흡광도) X 100으로 계산하였다. To evaluate the cytotoxicity of PEG-AuNP, MTT (3- [4,5-dimethylthiazol-2-yl] -2,5-diphenyl tetrazolium bromide) analysis was performed on various concentrations of PEG-AuNP. In a 96-well plate, 1 x 10 < 5 > HT22 hippocampal neuronal cells were inoculated in 200 [mu] l DMEM (Dulbecco's modified Eagle's medium) per well. After 48 hours of culture, the cells were treated with 0.1%, 0.5%, 5%, and 10% PEG-AuNP, respectively, and cultured for 12 hours. Then, MTT dissolved in PBS (phosphate buffered saline) at a concentration of 5 mg / ml was added to each well and cultured at 37 ° C for 4 hours. Then formazan dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) was added to each well, and the plate was stirred in the shaker for 10 minutes to 20 minutes. The absorbance was then measured at 550 to 570 nm (L1) and 620 to 650 nm (L2) using a scanning microplate reader. The L2 absorbance is used to measure defects in cell debris and wells. The absorbance of each well was corrected (A = L1 - L2) and the cell viability (%) was calculated as (corrected absorbance of treatment group well / corrected absorbance of control well) X100.
실시예Example 4. 4. ApoToxApoTox -- GloGlo TMTM Triplex 분석Triplex analysis
세포 독성, 생존율, 및 카스파제3 /7 (caspase3 / 7)의 활성을 측정하기 위해 ApoTox-GloTM Triplex 분석을 수행하였다. Cells was carried out toxicity, viability, and caspase-3/7-Glo TM ApoTox Triplex analyzed to determine the activity of (caspase 3/7).
1 % 페니실린/스트렙토마이신 및 10 % FBS (fetal bovine serum)를 포함하는 200 ㎕ DMEM에 마우스 해마 뉴런 (HT22) 세포 (2 x 104 개)를 96-웰 플레이트에 접종하고, 5 % CO2, 37 ℃ 인큐베이터에서 배양하였다. 배양 48 시간 후, 다양한 농도 (0.5 %, 1 %, 5 %, 및 10 %)의 PEG-AuNP를 세포에 처리하였다. 1% penicillin / streptomycin and 10% FBS (fetal bovine serum) to mouse 200 ㎕ DMEM containing hippocampal neuronal (HT22) cells (2 x 10 4 pieces) and the inoculated in a 96-well plate, 5% CO 2, And cultured in a 37 ° C incubator. After 48 hours of incubation, the cells were treated with PEG-AuNP at various concentrations (0.5%, 1%, 5%, and 10%).
분석을 위해 GF-AFC 및 bis-Aaf-R110 기질을 포함하는 생존성/세포 독성 시약 20 ㎕를 웰에 첨가고, 30 초 동안 500 rpm으로 오비탈 쉐이킹 (orbital shaking)을 이용하여 혼합한 뒤, 37 ℃에서 1 시간 동안 배양하였다. 생존성 측정을 위해 400 nm/505 nm의 파장, 세포 독성을 측정하기 위해 485 nm/520 nm의 파장에서 형광을 측정하였다. GF-AFC (glycyl-phenylalnyl-aminofluorocoumarin) 기질은 살아있는 세포에 들어가서 프로테아제 (protease)에 의해 분해되는 동안 AFC를 방출하므로 이를 이용하여 살아있는 세포의 활성을 측정하였다. bis-AAF-R110 (bis-alanylalanyl-phenylalanyl-rhodamine 110)은 살아있는 세포 보다 죽은 세포의 프로테아제에 의해 분해되고 R110을 방출하므로, 이를 이용하여 죽은 세포로부터 방출되는 프로테아제를 측정하였다. For analysis, 20 [mu] l of viable / cytotoxic reagent containing GF-AFC and bis-Aaf-R110 substrate was added to the wells and mixed for 30 seconds at 500 rpm using orbital shaking, Lt; 0 > C for 1 hour. Fluorescence was measured at a wavelength of 400 nm / 505 nm and a wavelength of 485 nm / 520 nm to measure cytotoxicity for viability measurement. GF-AFC (glycyl-phenylalanyl-aminofluorocoumarin) substrates enter living cells and release AFCs during degradation by proteases, so the activity of living cells was measured. bis-alanylalanyl-phenylalanyl-rhodamine 110) was degraded by the protease of dead cells and released R110 rather than living cells, and the protease released from dead cells was measured using this.
그 다음, 케스파제3 /7 활성을 측정하기 위해 테트라펩타이드 (tetrapeptide) 서열 DEVD로 이루어진 루미노제닉 (luminogenic) 케스파제3 /7 기질을 사용하였다. 모든 웰에 caspase-Glo 시약을 100 ㎕ 첨가하였고, 30 초 동안 500 rpm의 오비탈 쉐이킹을 이용하여 혼합하였다. 그 다음, 상온에서 30 분 동안 인큐베이션한 뒤, 케스파제3/7 활성을 감지하기 위해 발광을 측정하였다.Then, we use the tetra peptide (tetrapeptide) luminometer transgenic (luminogenic) Case Paget 3/7 substrate consisting of SEQ ID NO DEVD to measure Paget Case 3/7 activity. 100 [mu] l of caspase-Glo reagent was added to all wells and mixed using orbital shaking at 500 rpm for 30 seconds. Then, after incubation at room temperature for 30 minutes, luminescence was measured to detect caspase 3/7 activity.
실시예Example 5. 안토시아닌-PEG- 5. Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 제조 및 특성 분석 Preparation and Characterization of Conjugates
5 nm 금 나노입자 수용액은 Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 상기 금 나노입자를 폴리에틸렌글리콜 (PEG)로 코팅하였다. AuNP의 응집을 막기 위해 4 ℃에서 보관하였다. A 5 nm gold nanoparticle aqueous solution was purchased from Sigma-Aldrich (Saint Louis, MO, USA). The gold nanoparticles were coated with polyethylene glycol (PEG). And stored at 4 ° C to prevent aggregation of AuNP.
PEG-AuNP와 안토시아닌 결합체의 구체적인 제조방법은 다음과 같다. 안토시아닌 13 mg을 15 ㎖ 에탄올에 용해시킨 후, 상기 용액을 PEG-AuNP 결합체 40 ㎖와 혼합하고 60 에서 3 시간 동안 교반하였다. 그 다음, 상온에서 용액을 식히고, 부착되지 않은 안토시아닌을 제거하기 위해 4000 rpm에서 원심 분리하였다. 상기 과정은 세 번 반복하였다. 그 다음, 진공상태에서 회전 증발기를 이용하여 용액을 증발시켰다. 투과전자현미경 (TEM, Tecnai-12, 120 kV)을 이용하여 나노입자의 형태를 관찰하고, 나노입자 내부에 캡슐화된 안토시아닌을 확인하였다.A specific method for preparing PEG-AuNP and anthocyanin conjugate is as follows. After 13 mg of anthocyanin was dissolved in 15 ml of ethanol, the solution was mixed with 40 ml of PEG-AuNP conjugate and stirred at 60 for 3 hours. The solution was then allowed to cool at room temperature and centrifuged at 4000 rpm to remove unattached anthocyanins. The procedure was repeated three times. The solution was then evaporated using a rotary evaporator under vacuum. The morphology of the nanoparticles was observed using a transmission electron microscope (TEM, Tecnai-12, 120 kV) and the encapsulated anthocyanin was confirmed in the nanoparticles.
실시예Example 6. 실험동물 및 약물 처리 6. Experimental animal and drug treatment
Samtako Bio(한국)에서 8 내지 10 주령 (평균 무게 25 g) 수컷 마우스 C57BL/6N을 구입하였고, 23 ℃, 10 % 습도, 12 시간/12 시간의 명/암 사이클을 갖는 환경에서 사육하였다. 마우스가 물과 사료를 자유롭게 이용할 수 있도록 하였다. Male C57BL / 6N mice were purchased from Samtako Bio (Korea) at 8-10 weeks of age (average weight 25 g) and were raised in an environment with a nominal / cancer cycle of 23 hours, 10% humidity and 12 hours / 12 hours. The mice were allowed to use water and feed freely.
마우스는 다음과 같이 다섯 그룹으로 나누었다 (그룹 당 n = 15). (1) 0.9 % 식염수를 처리 (대조군) (C), (2) 베타-아밀로이드 (β-amyloid, Aβ) 처리, (3) 베타-아밀로이드 및 PEG-AuNP (Aβ + AuNP 100 ㎕) 처리, (4) 베타-아밀로이드 및 안토시아닌 (Aβ + Anth 12 mg/kg/일) 처리, (5) Aβ + AuNP (100 ㎕) + 안토시아닌 (6 mg/kg/일) 처리. The mice were divided into five groups as follows (n = 15 per group). (1) treatment with 0.9% saline (control) (C), (2) beta-amyloid, A? Treatment, (3) 4) treatment with beta-amyloid and anthocyanin (Aβ + Anth 12 mg / kg / day), (5) treatment with Aβ + AuNP (100 μl) + anthocyanin (6 mg / kg / day).
약물 처리 과정은 다음과 같다. 멸균된 식염수에 Aβ1 -42 펩타이드 원액 (1 mg/㎖)을 준비하였다. 펩타이드 응집체를 만들기 위해 37 ℃에서 4 일 동안 인큐베이션하였다. 응집된 Aβ1 -42 펩타이드 또는 대조군 (0.9 % NaCl, 3 ㎕/5 분/마우스)을 Hamilton 마이크로주사기 (microsyringe)를 이용하여 뇌혈관 내 (intracerebroventricular, i.c.v.)로 투여하였다. 체중 100 g 당 0.05 ㎖ 럼푼 (rompun)과 체중 100 g 당 0.1 ㎖ 졸리틸 (zoliti)을 조합하여 마취 시켰고, 브레그마 (bregma)에 대한 steriotaxic 좌표에서 (전후 (anterioposterior, AP) 0.2 mm, 좌우 (mediolateral, ML) = 1 mm, 등배 (dorsoventral, DV) = 2.4 mm)로 Hamilton 미량주사기로 뇌실 내 (i.c.v)에 주입하였다. 이 과정 중에, 마취가 타우 과인산화를 일으킬 수 있는 저체온증을 야기하기 때문에 동물들의 체온을 조절하였다.The drug treatment process is as follows. A stock solution of Aβ 1 -42 peptide (1 mg / ml) was prepared in sterilized saline. Lt; RTI ID = 0.0 > 37 C < / RTI > to make peptide aggregates. The agglomerated 1 -42 Aβ peptides or control (0.9% NaCl, 3 ㎕ / 5 minute / mouse) using a Hamilton micro-syringe (microsyringe) was administered to the brain blood vessels (intracerebroventricular, icv). Anesthesia was anesthetized with a combination of 0.05 ml rumpun per 100 g body weight and 0.1 ml zoliti per 100 g body weight and was measured in steriotaxic coordinates for bregma (0.2 mm anterior, AP, (mediolateral, ML) = 1 mm, dorsoventral (DV) = 2.4 mm) was injected into the ventricle (icv) with a Hamilton microsyringe. During this process, the body temperature of the animals was adjusted because anesthesia caused hypothermia, which could cause tau hyperphosphorylation.
AuNP 현탁액은 Aβ1 -42 주사 후 7 일 후 0.90 mg/kg 몸무게 농도로 꼬리 혈관을 통해 정맥 주사하였다. 근긴장의 이완을 위해 아이소플루레인 (isoflurane)을 이용하여 마우스를 흡입마취 시켰다. 그 후, AuNP (100 ㎕) 현탁액을 1 ㎖ 인슐린 주사기를 이용하여 천천히 주사하였다. 또한, Aβ1 -42 주사 7 일 후, 안토시아닌 12mg/kg/일과 안토시아닌-PEG-AuNP 6mg/kg/일을 각각 14 일 동안 주사하였다. 행동분석이 완료되었을 때에 생화학적 및 면역 조직 화학적 분석을 위해 동물을 희생시켰다. AuNP suspensions Aβ 1 -42 was intravenously via the
실시예Example 7. 행동학적 분석 (Y-미로 테스트에서 자발적 행동 변화) 7. Behavioral analysis (voluntary behavior change in Y-maze test)
Y-미로 장치를 이용하여 마우스의 행동학적 테스트를 수행하였다 (n = 15/그룹). 미로는 검은 색상의 페인트가 칠해진 나무로 만들었다. 미로의 각 팔 (arm)은 길이 50 cm, 높이 20 cm, 폭 10 cm이다. Y-미로 기구 가운데에 각 마우스를 두었고, 8 분의 시간 동안 3 번씩 미로를 자유롭게 움직이도록 하였다. Y-미로 장치의 팔에 진입하는 것을 육안으로 관찰하였고, 삼 반복 세트에서 마우스가 세 개의 팔에 연속적으로 들어가는 것을 자발적 행동 변경 (spontaneous alteration)으로 정의하였다. 변경 행동 (%)는 [성공적인 삼 반복 세트(세 개의 다른 팔로 연속적으로 들어가는 것)/(총 팔 진입횟수-2)]x100으로 평가하였다.A behavioral test of the mice was performed using the Y-maze device (n = 15 / group). The maze was made of wood painted in black paint. Each arm of the maze is 50 cm long, 20 cm high, and 10 cm wide. Each mouse was placed in the middle of the Y-maze instrument and allowed to move the maze freely three times for an 8-minute period. The entry into the arm of the Y-maze device was visually observed, and the spontaneous alteration was defined as the consecutive entry of the mouse into the three arms in the triplicate set. The change behavior (%) was evaluated as [Successful triplet set (successive entry with three different arms) / (total arm entry -2)] x100.
실시예Example 8. 8. 웨스턴블랏Western blot 분석 analysis
단백질의 발현 수준은 웨스턴블랏 분석을 이용하여 측정하였다. 행동학적 분석 이후에 마우스를 희생시켰다. 뇌를 빠르게 꺼내어 해마 부분을 절개하고, 드라이아이스로 냉각시켰다. 해마를 프로테아제 저해제가 첨가된 0.2 M PBS에서 분쇄하였다. 분쇄액의 단백질 농도를 측정하기 위해, Bio-Rad 단백질 분석 키트 (Bio-Rad Laboratories, CA, USA)를 사용하였다. Protein expression levels were measured using Western blot analysis. After behavioral analysis the mice were sacrificed. The brain was quickly removed, the hippocampus was incised, and the brain was cooled with dry ice. The hippocampus was crushed in 0.2 M PBS supplemented with protease inhibitor. Bio-Rad protein assay kit (Bio-Rad Laboratories, CA, USA) was used to measure the protein concentration of the milled liquor.
동량의 단백질 (15-30 ㎍)을 동일한 실험 조건 하에서 4-12 % BoltTM 미니 젤과 MES SDS 러닝 버퍼 1 x (Novex, Life Technologies)를 사용하여 전기영동 하였다. 넓은 범위의 분자량 (10-245kDa)을 다룰 수 있는 prestained protein ladders(GangNam stainTM interon Biotechnology)를 이용하여 분자량의 대조군으로 사용하였다. 멤브레인을 블록킹하고 비특이적 결합을 줄이기 위해 5 % 탈지유를 사용하였다. 그 다음, 상기 멤브레인을 4 ℃에서 일차 항체 (1 : 1000 희석)로 밤새 인큐베이션하였다. 단백질을 검출하기 위해 홀스래디쉬 퍼옥시다제(horse radish peroxidase)가 결합된 이차 항체를 사용하였고, ECL 감지 시약을 이용하여 단백질을 탐지하였다. X-ray 필름을 스캔 하여, 컴퓨터 기반 sigma gel 프로그램 버전 1.0 (SPSS, Chicago, IL, USA)을 이용한 덴시토메트리 (densitometry)를 통해 필름에 현상된 밴드의 광학적 밀도를 분석하였다. 사용된 항체는 다음과 같다: 항-BACE-1, 항-Aβ, 항-p-Tau (Ser413), 항-PARP-1, 항-SNAP23, 항-PSD95, 항-Caspase-3, 항-p-GSK3β (Ser9), 항-p- GluR1 (Ser845), 항-β-Actin (이상 Santa Cruz Biotechnology), 항-p-CREB (Ser133), 항-시냅토파이신 (synaptophysin), 항-p-PI3K, 항-pAkt (Ser473), 케스파제-9 (Cell Signalling). 4-12% Bolt TM under the same experimental conditions the same amount of protein (15-30 ㎍) Mini gel and MES SDS running buffer 1 x (Novex, Life Technologies). Prestained protein ladders (GangNam stain TM ) capable of handling a wide range of molecular weights (10-245 kDa) interon Biotechnology) as a control for molecular weight. Membranes were blocked and 5% skim milk was used to reduce nonspecific binding. The membrane was then incubated overnight at 4 째 C with primary antibody (1: 1000 dilution). To detect the protein, secondary radiolabeled horse radish peroxidase conjugated antibody was used and the protein was detected using ECL detection reagent. The X-ray film was scanned and the optical density of the developed band on the film was analyzed by densitometry using a computer-based sigma gel program version 1.0 (SPSS, Chicago, IL, USA). Antibodies used were as follows: anti-BACE-1, anti-Ap, anti-p-Tau (Ser413), anti-PARP-1, anti- SNAP23, anti-PSD95, anti- -GSK3? (Ser9), anti-p-GluR1 (Ser845), anti-beta-Actin (Santa Cruz Biotechnology), anti-p-CREB (Ser133), anti-synaptophysin, , Anti-pAkt (Ser473), and caspase-9 (Cell Signaling).
실시예Example 9. 9. 조직 회수Tissue recovery 및 샘플 제조 And sample preparation
행동학적 분석 후에 대조군, Aβ 처리군, Aβ 및 안토시아닌 처리군, 및 Aβ 및 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체 처리군의 마우스 뇌 절편을 분석하였다. 경심관류로 (transcardially) 1 X 인산염 완충 식염수 (PBS)를 관류시킨 후, 4 % 차가운 파라포름알데히드 (paraformaldehyde)를 관류시켰다. 그 다음, 4 % 파라포름알데히드로 밤새 뇌를 고정하였고, 20 % 수크로스 용액에 옮겨 72 시간 동안 두었다. 뇌를 얼리기 위해 O.C.T (A.O, USA) 컴파운드 용액으로 옮긴 다음, CM 3050C 저온유지장치 (cryostate) (Leica, Wetzlar, Germany)를 이용하여 관상면 14-μm 두께로 절단하였다. 상기 절편을 양전하 슬라이드 (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, USA)에 해동-고정하였다.After behavioral analysis, mouse brain slices were analyzed in the control, Aβ treated, Aβ and anthocyanin treated, and Aβ and anthocyanin-PEG-AuNP conjugate treated groups. After transcardially 1 X phosphate buffered saline (PBS) was perfused, 4% cold paraformaldehyde was perfused. The brains were then fixed overnight in 4% paraformaldehyde and transferred to a 20% sucrose solution for 72 hours. The brain was transferred to O.C.T. (A.O., USA) solution to freeze the brain, and then cut into a 14-μm-thick coronal plane using a CM 3050C cryostate (Leica, Wetzlar, Germany). The sections were thaw-fixed on a positive charge slide (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, Mass., USA).
실시예Example 10. 면역 형광 분석 10. Immunofluorescence analysis
0.01 M PBS로 조직이 올려진 슬라이드를 10 분씩 두 번 세척했다. 그 다음, 표준 염소/소 혈청 및 0.3 % 트리톤 X-100이 PBS에 녹아있는 블로킹 용액에 90 분 동안 슬라이드를 담궜다. 일차 항체 (Santa Cruz Biotechnology 사의 마우스 단일클론항체 Aβ 및 SNAP23, cell signaling 사의 토끼 다중클론항체 PSD95)를 PBS에 1: 100으로 희석하고, 4 ℃에서 밤새 인큐베이션하였다. 그 다음, 1 : 50으로 PBS에 희석한 FITC와 TRITC가 표지된 이차 항체 (Santa Cruz Biotechnology)에 슬라이드를 상온에서 2 시간 동안 둔 뒤, PBS를 이용하여 상기 슬라이드를 5 분씩 두 번 세척하였다. 이중 면역 형광을 위해, 상기 슬라이드를 또 다른 일차 항체로 밤새 인큐베이션하고, 앞의 과정과 동일하게 이차 항체 인큐베이션 및 세척 과정을 반복하였다. 슬라이드는 항-fade 시약 (Molecular Probe, Eugene, OR, USA)으로 마운팅하였다. 이중 면역형광 및 단일 면역형광의 염색 패턴은 공초점 레이저 현미경 (Flouview FV 1000; Olympus, Tokyo, Japan)을 이용하여 관찰하였다.The tissue-lined slides were washed with 0.01 M PBS twice for 10 min each. The slides are then immersed for 90 minutes in a blocking solution of standard chlorine / bovine serum and 0.3% Triton X-100 dissolved in PBS. Primary antibodies (mouse monoclonal antibody A [beta] and SNAP23 from Santa Cruz Biotechnology, rabbit polyclonal antibody PSD95 from cell signaling) were diluted 1: 100 in PBS and incubated overnight at 4 [deg.] C. The slides were then placed in a secondary antibody (Santa Cruz Biotechnology) labeled with FITC and TRITC diluted 1:50 in PBS for 2 hours at room temperature and the slides were washed twice with PBS for 5 minutes each. For double immunofluorescence, the slides were incubated overnight with another primary antibody and the secondary antibody incubation and washing steps were repeated as in the previous procedure. Slides were mounted with anti-fade reagent (Molecular Probe, Eugene, OR, USA). The staining patterns of dual immunofluorescence and single immunofluorescence were observed using a confocal laser microscope (Flouview FV 1000; Olympus, Tokyo, Japan).
실시예Example 11. 11. NisslNissl 염색 dyeing
조직학적 검사와 뉴런의 손실을 측정하기 위해 Nissl 염색을 수행하였다. 0.01 M PBS에서 14-㎛ 절편 슬라이드를 15 분씩 두 번 세척하고, 0.5 % 크레실 바이올렛 (cresyl violet) 용액 (몇 방울의 빙초산을 포함)으로 10 내지 15 분 동안 염색하였다. 그 다음, 증류수로 상기 절편을 세척하고, 70 %, 95 %, 및 100 %로 점점 에탄올 농도를 증가시키며 탈수시킨 뒤, 자일렌 (xylene)에 두고, 마운팅 용액을 이용하여 커버슬립을 덮었다. 컴퓨터 이미지 분석을 이용하여 해마의 피질, CA1 및 CA3 영역에 있는 세포의 수를 세었다. Nissl staining was performed to measure histological examination and loss of neurons. The 14-μm slice slides in 0.01 M PBS were washed twice for 15 minutes each and stained with 0.5% cresyl violet solution (including a few drops of glacial acetic acid) for 10-15 minutes. The slice was then washed with distilled water and dehydrated with increasing ethanol concentrations to 70%, 95%, and 100%, placed in xylene, and covered with cover slip using mounting solution. The number of cells in the cortex, CA1 and CA3 regions of the hippocampus was counted using computer image analysis.
실험예Experimental Example 1. 안토시아닌-PEG- 1. Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 생체 외 ( In vitro binding of the conjugate ( in vitroin vitro )) 세포독성Cytotoxicity
금 나노입자의 세포 독성을 평가하기 위해, 불멸화된 해마 뉴런 HT22 세포주에서 MTT 및 ApoTox-GloTM Triplex Assay (Promega)를 수행하였다. 세포 생존율을 측정하기 위해 0.5 %, 1 %, 5 %, 및 10 % 농도의 PEG-AuNP의 세포 독성을 각각 평가하였다. MTT 분석 결과, 모든 농도에서 세포 생존율에 유의적인 차이가 없었고, PEG-AuNP가 독성을 갖지 않는다는 것을 알 수 있었다 (도 1).To evaluate the cytotoxicity of gold nanoparticles, MTT and ApoTox-Glo TM in the immortalized hippocampal neuron HT22 cell line Triplex Assay (Promega) was performed. Cytotoxicity of PEG-AuNP at 0.5%, 1%, 5%, and 10% concentrations was evaluated to determine cell viability. As a result of MTT analysis, there was no significant difference in cell survival rate at all concentrations, and it was found that PEG-AuNP was not toxic (Fig. 1).
다음으로, 뉴런 HT22 세포에서 세포 생존율, 세포 독성, 및 세포사멸 (세포사멸 마커 케스파제 3/7를 이용)을 분석하기 위해 ApoTox-GloTM Triplex Assay를 수행하였다. 상기 MTT 분석 결과와 유사하게, ApoTox-GloTM Triplex Assay의 결과에서도 PEG-AuNP의 모든 농도 (0.5 %, 1 %, 5 %, 및 10 %)에서 세포 생존율, 세포 독성, 및 세포 사멸은 유의적인 차이가 없었다 (도 2). 상기 결과를 통해 PEG-AuNP는 세포에 독성을 띄지 않는다는 것을 확인하였다.Next, in order to analyze cell survival rate, cytotoxicity, and apoptosis (using apoptosis marker 3/7 ) in neuron HT22 cells, ApoTox-Glo TM Triplex assays were performed. Similar to the MTT assay results, ApoTox-Glo TM Triplex assays also showed no significant differences in cell viability, cytotoxicity, and apoptosis at all concentrations (0.5%, 1%, 5%, and 10%) of PEG-AuNP (FIG. 2). The above results confirm that PEG-AuNP is not toxic to cells.
실험예Experimental Example 2. 안토시아닌-PEG- 2. Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 특성 분석 Characterization of the combination
안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 제조하기 위해, 뇌혈관장벽을 통해 균일한 크기로 분포할 수 있도록 구형 금 나노입자를 선택했고, 응집을 막기 위해 PEG로 코팅하였다. To prepare the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate, spherical gold nanoparticles were selected to distribute uniformly throughout the cerebrovascular barrier and coated with PEG to prevent aggregation.
TEM으로 상기 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 관찰한 결과, 안토시아닌을 포함하는 PEG-AuNP의 유체 역학적 지름은 약 20 nm이고, 규칙적인 모양과 유사한 크기 분포를 가지는 것을 확인하였다 (도 3의 A 및 B). 나아가, 마우스의 해마 조직에서 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 관찰하였다 (도 3의 C).As a result of observation of the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate by TEM, it was confirmed that the hydrodynamic diameter of the PEG-AuNP containing anthocyanin was about 20 nm and had a size distribution similar to a regular shape (see FIGS. 3A and 3B ). Furthermore, anthocyanin-PEG-AuNP conjugates were observed in hippocampal tissues of mice (FIG. 3C).
실험예Experimental Example 3. 3. AβAβ 1One -42-42 -유도 기억력 장애에 대한 안토시아닌-PEG-- Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 효과 Effect of combination
Aβ1 -42 주입을 통해 유도된 기억력 장애 마우스 모델에서 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체의 효과를 평가하기 위해, Y-미로 테스트를 이용하여 세 개의 팔 (arm)로 연속하여 들어가는 횟수를 관찰하였고, 마우스의 자발적 행동 변화 (n = 15/group)를 계산하였다.In order to evaluate the effect of anthocyanin-PEG-AuNP conjugates on memory-impaired mouse models induced by A [beta] i- 42 injection, the number of consecutive entries into three arms was observed using the Y- (N = 15 / group) were calculated.
공간 작업 기억 (spatial working memory) 기능을 나타내는 자발적 행동 변화 비율 (%)은 공간 작업 단기 기억의 형태이다. Aβ1 -42를 투여한 후, 자발적 행동 변화 비율은 대조군에 비해 Aβ1 -42 처리 마우스에서 유의적으로 감소하였는데, 이는 Aβ1-42에 의해 기억 장애가 유도된 것을 의미한다. 안토시아닌 (12 mg/kg/일) 및 안토시아닌-PEG-AuNP (6 mg/kg/일)의 처리는 Aβ1 -42만 처리한 마우스에 비해 자발적 행동 변화를 유의적으로 증가시켰으며, 특히 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 처리한 경우에는 안토시아닌을 단독으로 투여한 경우보다 더 낮은 투여량에도 불구하고 자발적 행동 변화 비율이 가장 크게 증가하였다 (도 4).Spontaneous behavior change rate (%), which indicates spatial working memory function, is a form of spatial work short-term memory. Aβ after administration of the 1-42, The percentage of spontaneous behavioral changes was significantly reduced in Aβ 1 -42 treated mice compared to controls, indicating that memory impairment was induced by Aβ 1-42 . Anthocyanin treatment of (12 mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6 mg / kg / day) was treated only Aβ 1 -42 Mice treated with anthocyanin-PEG-AuNP conjugate showed the largest increase in spontaneous behavioral change, even at lower doses than with anthocyanin alone (Fig. 4).
실험예Experimental Example 4. 안토시아닌-PEG- 4. Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 Cohesive AβAβ , , BACEBACE -1 및 인산화 -1 and phosphorylated 타우Tau 단백질 수준 감소 효과 확인 Confirming protein level reduction effect
응집된 Aβ 펩타이드는 알츠하이머 질환의 핵심적이고 중요한 특징 중 하나이다. 뇌에 Aβ1 -42 주입 후, 웨스턴블랏 분석을 이용하여 뇌에서 Aβ 발현 수준을 분석하였다. Aggregated A [beta] peptides are one of the key and important features of Alzheimer's disease. After injection of A? 1 -42 into the brain, Aβ expression levels were analyzed in the brain using Western blot analysis.
그 결과, Aβ1 -42 처리 마우스는 대조군에 비해 증가한 Aβ 수준을 보였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)은 Aβ1 -42만 처리한 마우스에 비해 Aβ의 수준을 유의적으로 감소시켰다. 특히, 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 처리한 경우에는 안토시아닌을 단독으로 처리한 경우보다 더 낮은 투여량에도 불구하고 Aβ의 수준이 가장 현저하게 감소되는 것을 확인할 수 있었다 (도 5).As a result, Aβ 1 -42 and treated mice showed an increase in Aβ levels than the control group, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) treated mice only Aβ 1 -42 Compared with the control group. In particular, when the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate was treated, it was confirmed that the level of Aβ was most remarkably reduced even at a lower dose than when anthocyanin alone was treated (FIG. 5).
또한, 면역 형광 분석을 통해 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스의 해마 CA1, CA3, DG 영역에서 Aβ 면역형광 반응성이 향상된 것을 확인하였다. 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 Aβ1 -42만 처리한 마우스에 비해 해마의 CA1, CA3, DG 영역과 피질에서 Aβ 면역형광 반응성을 유의적으로 감소시켰으며, 특히 피질에서는 상기 웨스턴블랏 결과와 마찬가지로 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체를 처리한 경우 안토시아닌을 단독으로 처리한 것 보다 더 낮은 투여량에도 불구하고 Aβ가 현저하게 감소된 것을 확인할 수 있었다(도 6 및 도 7).In addition, immunofluorescence analysis of Aβ 1 -42 compared to the control group by-product was confirmed to be the Aβ immunofluorescence reactivity in hippocampal CA1, CA3, DG area of the treated mice improved. Anthocyanin treatment of (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) was treated only Aβ 1 -42 Aβ immunoreactivity was significantly decreased in the hippocampal CA1, CA3, and DG regions and cortex compared to mice. Especially, in the cortex, anthocyanin-PEG-AuNP conjugate was treated with anthocyanin alone (Fig. 6 and Fig. 7), despite a dose lower than that of Aβ.
한편, Aβ1 -42는 BACE-1의 발현 수준을 증가시키는 것으로 알려져 있으며, 웨스턴블랏 결과에서도 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 BACE-1의 발현이 증가하였다. 그러나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 Aβ1 -42만 처리한 마우스에 비해 BACE-1의 발현 수준을 유의적으로 감소시켰다 (도 5).On the other hand, A? 1-42 The expression level of BACE-1 is known to be increased, and the expression of BACE-1 in Aβ 1 -42 -treated mice was also increased in the Western blot compared to the control. However, the process of the anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) reduced the expression levels of BACE-1 than in mice treated only Aβ 1 -42 significantly (Fig. 5).
나아가, Aβ의 증가는 타우 단백질의 과인산화를 활성화시키는 것으로 알려져 있는데, 이를 평가하기 위해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 Ser413이 인산화된 타우 단백질의 웨스턴블랏을 수행하였다. 그 결과, Aβ1 -42 주입은 대조군에 비해 타우 단백질 Ser413의 인산화를 증가시켰다. 하지만, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)를 처리한 마우스는 Aβ1 -42만 처리한 마우스에 비해 타우 단백질의 Ser413 인산화 수준이 유의적으로 감소하는 것을 확인할 수 있었다 (도 5).Further, the increase of Aβ is known to be activating the screen hyperphosphorylation of tau protein, Aβ 1 -42 in order to evaluate them - Western blot of the tau protein is phosphorylated at the Ser413 treated mice was carried out. As a result, Aβ 1 -42 injection increased the phosphorylation of tau protein Ser413 compared to the control group. However, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) treated mice is that the level of Ser413 phosphorylation of tau protein significantly decreased compared to mice treated only Aβ 1 -42 (Fig. 5).
상기 결과를 종합하면, 안토시아닌 또는 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 Aβ1 -42 처리에 의한 Aβ, BACE-1, 및 인산화 타우 단백질 (Ser413)의 수준을 현저히 감소시키며, 특히 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 안토시아닌을 단독으로 처리한 것 보다도 더 낮은 투여량에도 불구하고 Aβ의 수준을 상당히 감소시켰다.Taken together, the above results, anthocyanins or anthocyanin-AuNP -PEG conjugate sikimyeo significantly reducing the level of Aβ 1 -42 by treatment Aβ, BACE-1, and phosphorylation of tau protein (Ser413), in particular anthocyanins -PEG-AuNP conjugate Significantly reduced levels of A [beta] despite lower doses than anthocyanin alone.
실험예Experimental Example 5. 안토시아닌-PEG- 5. Anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 Cohesive AβAβ 1One -42-42 에 의해 유도된 시냅스 기능장애 감소 효과 확인-Induced synaptic dysfunction reduction
Aβ는 시냅스 기능장애를 유도하므로, Aβ에 의해 유도된 시냅스 결손에 대한 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 효과를 확인하기 위해, 마우스의 해마에서 시냅스이전 시냅토파이신(pre-synaptic synaptophysin), 시냅스이후 시냅토소말 연관 단백질-23 (post-synaptic synaptosomal associated protein, SNAP-23), 시냅스이후 밀도 단백질 (postsynaptic density protein, PSD95) 및 AMPA (α-amino-3-hydroxy-5-methylisoxazol-4-propionic acid) 수용체 (AMPAR) 단백질의 발현 수준을 분석하였다.To determine the effect of anthocyanin (12 mg / kg / day) and anthocyanin-PEG-AuNP (6 mg / kg / day) on Aβ-induced synaptic deficits, Aβ induced synaptic dysfunction, Synaptic synaptophysin, post-synaptic synaptosomal associated protein (SNAP-23), postsynaptic density protein (PSD95), and AMPA (α- amino-3-hydroxy-5-methylisoxazol-4-propionic acid) receptor (AMPAR) protein.
웨스턴블랏 분석 결과, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 시냅토파이신의 발현 수준이 감소하였다. 그러나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 Aβ1 -42의 영향을 극복하고, 시냅토파이신 발현 수준을 유의적으로 향상시켰다(도 8).Western blot analysis showed that synaptophysin expression level was decreased in Aβ 1 -42 -treated mice compared to the control group. However, the process of the anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) has to overcome the effects of Aβ 1 -42, Significantly increased the level of synaptophysin expression (Figure 8).
유사하게, Aβ1 -42-처리 마우스에서 PSD95와 SNAP23의 발현 수준이 대조군에 비해 감소하였으나, 안토시아닌과 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 PSD95와 SNAP-23의 발현 수준을 유의적으로 증가시켰다(도 8).Similarly, Aβ 1 -42 - but in the treated mice the level of expression of PSD95 and SNAP23 reduced compared to the control group, and anthocyanins Anthocyanins -PEG-AuNP conjugate increased the level of expression of PSD95 and SNAP23 significantly (Figure 8 ).
나아가, 면역 형광 분석을 이용하여 해마의 CA1, CA3, DG 부분에서의 SNAP-23과 PSD95의 발현을 조사하였다. Aβ1 -42의 처리는 해마의 CA1, CA3, DG 부분에서 두 단백질의 발현을 모두 감소시켰으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)는 SNAP-23과 PSD95의 발현 수준을 유의적으로 증가시켰다(도 9).Furthermore, the expression of SNAP-23 and PSD95 in hippocampal CA1, CA3, and DG regions was examined using immunofluorescence analysis. Treatment of Aβ 1 -42 is sikyeoteuna reduced both the expression of the two proteins in the CA1, CA3, DG part of the hippocampus, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) is SNAP-23 And PSD95 expression levels (Fig. 9).
한편, Aβ1 -42에 의해 유도된 시냅스 손상은 AMPAR을 감소시키고, AMPA 수용체 (GluR1)의 Ser845잔기에서 인산화는 시냅스이후 글루타메이트 (glutamate) 수용체의 트래피킹(trafficking) 시스템을 조절하는데 중요한 역할을 하므로, Ser845가 인산화된 GluR1의 발현 수준을 분석하였다. 그 결과, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 Ser845가 인산화된 GluR1이 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)는 Ser845가 인산화된 GluR1의 발현 수준을 유의적으로 향상시켰다 (도 8).On the other hand, synaptic damage induced by A? 1 -42 decreases AMPAR and phosphorylation at the Ser845 residue of AMPA receptor (GluR1) plays an important role in regulating the post-synaptic glutamate receptor trafficking system , And expression level of Ser845-phosphorylated GluR1 was analyzed. As a result, compared with the control group Aβ 1 -42 - a Although Ser845 is phosphorylated GluR1 is reduced in treated mice, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) is Ser845 phosphorylation GluR1 (Fig. 8). ≪ / RTI >
또한, p-CREB (phosphorylated cAMP response element binding protein)은 메모리 기능과 시냅스형성에 관련된 중요한 전사인자로, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 p-CREB(Ser 133)이 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 p-CREB (Ser133)의 발현 수준을 유의적으로 향상시켰으며, 특히 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 더 낮은 투여량에도 불구하고 안토시아닌 단독 처리에 비하여 pCREB (Ser133)의 발현 수준을 더욱 증가시켰다 (도 8).In addition, p-CREB (phosphorylated cAMP response element binding protein) was an important transcription factor related to memory function and synapse formation, and decreased p-CREB (Ser 133) in Aβ 1 -42 -treated mice compared to the control group. Treatment with anthocyanin-PEG-AuNP (6 mg / kg / day) significantly improved the expression level of p-CREB (Ser133) The expression level of pCREB (Ser133) was further increased compared with the treatment with anthocyanin alone (FIG. 8).
실험예Experimental Example 6. 6. AβAβ 1One -42-42 에 의해 유도된Induced by 비정상적인 PI-3K/Abnormal PI-3K / AktAkt /p-/ p- GSKGSK -- 3β3β 신호전달경로를 복구하는 안토시아닌-PEG- The anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체 효과 확인 Confirm the effect of the combination
비정상적인 PI-3K/Akt/GSK3β 신호전달경로가 타우 단백질의 과인산화 및 신경 퇴화에 영향을 미치는 것으로 알려져 있어, 본 발명자들은 Aβ1 -42-처리 마우스에서 타우 인산화와 관련하여 상기 PI-3K/Akt/GSK3β 신호전달경로에 대한 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체의 효과를 조사하였다.Unusual PI-3K / Akt / GSK3β I signaling pathway is known to affect the hyperphosphorylation of Tau protein Chemistry and neurodegeneration, the present inventors have found that Aβ 1 -42 - in relation to the tau phosphorylation in the treated mice the PI-3K / Akt / GSK3? Signaling pathway was investigated. The effect of anthocyanin-PEG-AuNP conjugates on GSK3?
그 결과, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 인산화된 포스파티딜이노시톨 3-인산화효소 (phosphatidylinositol 3-kinase, p-PI3K)가 유의적으로 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)는 p-PI3K의 수준을 유의적으로 증가시켰다 (도 10). As a result, phosphorylated phosphatidylinositol 3-kinase (p-PI3K) was significantly decreased in Aβ 1 -42 -treated mice compared to the control group, but anthocyanin (12 mg / kg / PEG-AuNP (6 mg / kg / day) significantly increased the level of p-PI3K (Figure 10).
이와 유사하게, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 Akt (protein kinase B로도 명명됨)의 Ser473의 인산화가 상당히 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)을 처리한 경우 Aβ 영향을 극복하고, p-Akt-Ser473의 인산화를 현저하게 증가시켰다 (도 10). Similarly, Aβ 1 -42 compared to the control - but the phosphorylation of Ser473 of (as protein kinase B also named) treated mice significantly reduced in Akt, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) overcome the A [beta] effect and significantly increased the phosphorylation of p-Akt-Ser473 (Fig. 10).
상기와 같이 Akt의 Ser473 잔기가 인산화되어 Akt가 활성화되면 GSK3β의 Ser9이 인산화되어 GSK3β의 활성이 감소하는 것으로 알려져 있다. 상기 p-Akt 결과와 비슷하게, GSK3β Ser9의 인산화는 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)를 처리한 경우 GSK3β Ser9의 인산화가 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다 (도 10).As described above, it is known that activation of Akt by phosphorylation of the Ser473 residue of Akt phosphorylates Ser9 of GSK3? To decrease the activity of GSK3 ?. Similar to the p-Akt result, phosphorylation of GSK3β Ser9 is compared with the control group Aβ 1 -42 - decreased in treated mice, treatment of anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / day) It was confirmed that the phosphorylation of GSK3? Ser9 was significantly increased (Fig. 10).
실험예Experimental Example 7. 7. AβAβ 1One -42-42 에 의한 신경 퇴화에 대한 안토시아닌-PEG-≪ RTI ID = 0.0 > anthocyanin-PEG- AuNPAuNP 결합체의 효과 Effect of combination
신경 퇴화와 관련하여 Aβ1 -42에 의한 세포 사멸이 중요한 역할을 하는데, PI-3K/Akt 경로가 활성화되면 세포사멸 마커(marker)를 막음으로써 Aβ에 의해 유도된 신경 퇴화를 막는 것으로 알려져 있다. 세포사멸 케스케이드 (cascade) 단백질의 발현을 조사하고자, 세포사멸에서 중요한 역할을 하는 케스파제-9 및 케스파제-3에 대한 웨스턴블랏 분석을 수행하였다. Aβ 1 -42- mediated apoptosis plays an important role in neurodegeneration. It is known that activation of the PI-3K / Akt pathway prevents apoptosis induced by Aβ by blocking apoptotic markers. Western blot analysis for caspase-9 and caspase-3, which play an important role in apoptosis, was performed to examine the expression of apoptotic cascade proteins.
그 결과, 대조군에 비해 Aβ1 -42-처리 마우스에서 케스파제-9과 케스파제-3의 발현이 모두 증가하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일) 모두 Aβ1 -42-처리 마우스에서 케스파제-9 및 케스파제-3의 수준을 유의적으로 감소시켰다 (도 11). As a result, expression of both caspase-9 and caspase-3 was increased in Aβ 1 -42 -treated mice compared with the control group, but anthocyanin (12 mg / kg / day) and anthocyanin-PEG- ) both Aβ 1 -42 - has reduced the level of Case and Case Paget Paget -9 -3 significantly in treated mice (Fig. 11).
한편, Aβ 펩타이드는 DNA 손상을 야기하는 PARP-1의 과활성을 유도하여 결과적으로 해마의 신경 퇴화를 초래하는 것으로 알려져 있어, 웨스턴블랏으로 PARP-1의 발현을 조사하였다. 그 결과, Aβ1 -42를 처리한 마우스의 해마에서 분할된 PARP-1이 증가하는 것을 확인하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 Aβ1 -42만 처리한 그룹에 비해 해마에서 PARP-1 수준을 유의적으로 감소시켰다 (도 11). 이러한 결과는 안토시아닌 및 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체가 Aβ1 -42에 의해 유도되는 세포 사멸 및 신경 퇴화를 회복시키는 효과가 있다는 것을 의미한다.On the other hand, it is known that Aβ peptide induces hyperactivity of PARP-1, which causes DNA damage, resulting in neural degeneration of hippocampus, and the expression of PARP-1 was examined by Western blotting. As a result, it was confirmed that PARP-1 partitioned in hippocampus of Aβ 1 -42- treated mice was increased, but treatment of anthocyanin (12 mg / kg / day) and anthocyanin-PEG-AuNP (6 mg / kg / Significantly reduced PARP-1 levels in the hippocampus compared to the group treated with A? 1 -42 alone (FIG. 11). These results indicate that anthocyanin and anthocyanin-PEG-AuNP conjugates have the effect of restoring apoptosis and neurodegeneration induced by A? 1 -42 .
나아가, Aβ1 -42-처리 마우스의 해마에서 안토시아닌과 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체의 보호 효과를 평가하기 위해 nissl 염색을 수행하였다.Furthermore, Aβ 1 -42 - nissl the staining was performed to evaluate the protective effect of anthocyanins and anthocyanin -PEG-AuNP combination in the hippocampus of a mouse treated.
그 결과, 대조군에 비해 Aβ1 -42만 처리한 마우스에서 DG, CA3, CA1 영역의 뉴런의 수가 유의적으로 감소하였으나, 안토시아닌 (12mg/kg/일)과 안토시아닌-PEG-AuNP (6mg/kg/일)의 처리는 뉴런의 수를 유의하게 증가시켰으며, 특히 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 뉴런의 수를 대조군과 유사한 수준까지 증가시켜 더 낮은 투여량에도 불구하고 안토시아닌을 단독으로 처리한 경우보다 현저한 효과를 가지는 것을 확인할 수 있었다 (도 12).As a result, but in a process only Aβ 1 -42 as compared to control mice DG, CA3, the number of neurons in the CA1 region significantly decreased, anthocyanin (12mg / kg / day) and anthocyanins -PEG-AuNP (6mg / kg / Day) significantly increased the number of neurons, especially the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate, which increased the number of neurons to a level similar to that of the control group, resulting in a significantly more pronounced anthocyanin- (Fig. 12).
상기 결과를 종합하면, 본 발명의 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체는 세포 독성을 띄지 않으며, Aβ로 유도된 마우스 알츠하이머 질환 모델에서 Aβ의 축적을 감소시키고 관련 신호전달 경로를 조절함으로써 신경 퇴화를 막고 기억력 장애를 향상시키는 효과가 있음을 확인하였다 (도 13). 이러한 결과는 안토시아닌을 단독으로 처리한 경우 보다 더 낮은 투여량에도 불구하고 현저한 것으로, 본원발명의 안토시아닌-PEG-AuNP 결합체가 알츠하이머 등 신경퇴화 관련 질환에 우수한 효과가 있음을 시사하는 것이다.In summary, the anthocyanin-PEG-AuNP conjugates of the present invention are not cytotoxic and inhibit neurodegeneration by regulating Aβ accumulation and related signal transduction pathways in Aβ-induced mouse Alzheimer's disease model, (Fig. 13). These results are remarkable in spite of lower doses than when anthocyanin alone was treated, suggesting that the anthocyanin-PEG-AuNP conjugate of the present invention has excellent effects on neurodegenerative diseases such as Alzheimer's disease.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 다른 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.From the above description, it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. In this regard, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention should be construed as being included in the scope of the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
Claims (7)
상기 검은콩 껍질 추출물로부터 분리된 안토시아닌은 델피니딘-3-글루코사이드 (delphinidine 3-0-glucoside), 시아니딘-3-글루코사이드 (cyanidine 3-0-glucoside) 및 폐튜니딘-3-글루코사이드 (petunidin 3-0-glucoside)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
A pharmaceutical composition for the prevention or treatment of degenerative brain diseases comprising, as an active ingredient, a conjugate of anthocyanin and pegylated gold nanoparticles isolated from a black bean skin extract,
The anthocyanins isolated from the black bean husk extract are delphinidin 3-O-glucoside, cyanidine 3-O-glucoside and petunidin 3- 0-glucoside). ≪ / RTI >
The composition according to claim 1, wherein the degenerative brain disease is any one selected from the group consisting of dementia, Alzheimer's, stroke, stroke, Parkinson's disease, Huntington's disease, peak disease and Creutzfeldt-Jakob disease.
상기 검은콩 껍질 추출물로부터 분리된 안토시아닌은 델피니딘-3-글루코사이드 (delphinidine 3-0-glucoside), 시아니딘-3-글루코사이드 (cyanidine 3-0-glucoside) 및 폐튜니딘-3-글루코사이드 (petunidin 3-0-glucoside)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상인 것인, 퇴행성 뇌질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
A health functional food for preventing or ameliorating a degenerative brain disease comprising, as an active ingredient, a combination of anthocyanin and pegylated gold nanoparticles isolated from a black bean skin extract,
The anthocyanins isolated from the black bean husk extract are delphinidin 3-O-glucoside, cyanidine 3-O-glucoside and petunidin 3- 0-glucoside). ≪ / RTI >
6. The health functional food according to claim 5, wherein the degenerative brain disease is any one selected from the group consisting of dementia, Alzheimer's disease, stroke, paralysis, Parkinson's disease, Huntington's disease, peak disease and Creutzfeldt-Jakob disease.
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