KR101734325B1 - 바나바 추출물을 포함하는 항당뇨 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 바나바 추출물을 포함하는 항당뇨 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물; 및 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명에 의하면, 항당뇨 효능이 우수한 바나바 추출물 또는 바나바 추출물과 작약 추출물을 혼합으로 포함하는 항당뇨 조성물이 제공되며, 본 발명의 항당뇨 조성물은 각종 이상지질혈증 관련 마커 발현을 감소시키며, 특히 알파-글루코시다아제 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 나타내므로, 항당뇨 및 지질이상개선을 위한 약학 조성물 및 식품 조성물로 제조될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 항당뇨 조성물을 이용하는 경우 당뇨의 꾸준한 관리가 필요한 환자군에 있어서 약학 조성물 또는 식품의 유형으로 투여됨으로써, 지속적으로 우수한 혈당조절이 가능하므로 당뇨 환자의 삶의 질을 높이는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
본 발명에 의하면, 항당뇨 효능이 우수한 바나바 추출물 또는 바나바 추출물과 작약 추출물을 혼합으로 포함하는 항당뇨 조성물이 제공되며, 본 발명의 항당뇨 조성물은 각종 이상지질혈증 관련 마커 발현을 감소시키며, 특히 알파-글루코시다아제 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 나타내므로, 항당뇨 및 지질이상개선을 위한 약학 조성물 및 식품 조성물로 제조될 수 있다. 이와 같은 본 발명의 항당뇨 조성물을 이용하는 경우 당뇨의 꾸준한 관리가 필요한 환자군에 있어서 약학 조성물 또는 식품의 유형으로 투여됨으로써, 지속적으로 우수한 혈당조절이 가능하므로 당뇨 환자의 삶의 질을 높이는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하는 항당뇨 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성이 우수한 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
당뇨병은 인슐린의 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이루어지지 않아 혈중 포도당 농도가 높아져서 소변에 당을 배출하는 질병으로, 다뇨, 다음, 다식 등의 증상을 보이며, 병이 지속되는 경우 당뇨성 신경장애, 망막증, 동맥경화증, 뇌졸중, 심장병 등과 같은 당뇨 합병증을 초래한다. 이와 같은 당뇨병은 인슐린의 생산 유무에 따라 인슐린을 전혀 생산하지 못하는 인슐린 의존형 당뇨병인 제1형 당뇨병과 인슐린은 생산하나 상대적으로 부족한 인슐린 비의존형 당뇨병인 제2형 당뇨병으로 분류될 수 있으며, 우리나라의 경우 당뇨병 환자의 90% 이상이 제2형 당뇨병 환자로 알려져 있다.
제1형 당뇨병은 선천성 또는 바이러스 침입이나 췌장의 심각한 손상으로 인하여 췌장의 베타 세포가 파괴되어 체내에서 생성하는 인슐린이 없거나 극도로 적기 때문에 발병된다. 주로 소아기에 급성으로 발병하므로 소아 당뇨라고 불리기도 하며 인슐린 투여에 의해 혈당을 조절함으로써 치료한다. 제2형 당뇨병은 성인층에서 주로 발병하는데 기저 상태와 자극에 대한 인슐린 분비 장애, 간에서의 내인성 포도당 생성의 증가, 말초 조직에서의 당 이용도 저하로 나타나는 인슐린 저항성에 의하여 발생하는데, 이러한 원인으로는 유전적인 요인 외에 식생활의 서구화에 따른 고열량 및 고지방의 식단, 운동 부족, 스트레스, 비만, 약물 복용 등이 있다. 식사 조절이나 운동 등과 함께 혈당 강하제를 복용함으로써 치료한다.
제2형 당뇨병을 치료하기 위하여 사용되는 혈당 강하제는 식후 혈당을 조절하며, 저혈당은 일으키지 않도록 하는 것이다. 경구용 혈당 강하제로 주로 사용되고 있는 설포닐우레아(sulfonylurea) 제제, 비구아니드(biguanide) 제제 등을 투여할 경우 음식을 먹은 후 혈중 당도는 빨리 증가하는 반면 투여된 약물로 인한 인슐린의 혈액 내 출현은 상대적으로 느리기 때문에 식후 고혈당, 식사와 식사 사이에는 고인슐린혈증 및 저혈당 증세가 나타난다. 따라서 종래의 혈액 내 포도당 농도를 조절하는 방법의 문제점을 극복하고자, 포도당의 혈액 내 흡수 자체를 막는 방법이 시도되었다. 그 중 하나가 알파 글루코시다아제 억제제들을 당뇨병 치료제로서 이용하는 것인데, 알파 글루코시다아제 억제제는 혈액 내 포도당 흡수 자체를 억제하는 것이므로 당뇨병 이외에 비만증 및 고지방증 등의 치료 및 예방에도 이용될 수 있다. 이의 대표적인 치료제로 아카보스(Acarbose, Glucobay, Bayer) 등을 들 수 있다.
한편, 바나바(Banaba, Lagerstroemia speciosa)는 부처꽃과에 속하는 낙엽성 열대성 식물로 나무의 줄기부분은 집 또는 가구의 재료로, 뿌리는 위장병 치료에 사용되고, 잎은 건조하여 차로 식용한다. 잎에는 코로솔산(Corosolic acid)이 다량 함유되어 있어 일본 특허 제3507115호에 개시된 바와 같이 당뇨병 치료제로 사용되며, 이외에 아연과 마그네슘, 수용성 식이섬유인 펙틴이 다량 함유되어 있다. 그러나, 바나바의 항당뇨 작용 중 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 억제 효과와 관련한 연구는 진행된 바 없다.
알파-글루코시다아제 억제제는 소장에서 다당류의 분해를 억제하여 복합탄수화물의 소화와 흡수를 지연시켜 식후 고혈당을 억제하고 고인슐린혈증을 감소시킬 수 있는 것으로, 새로운 알파-글루코시다아제(α-glucosidase) 억제 기작을 갖는 제제를 획득하는 경우 당뇨 치료와 관련한 분야에서 널리 적용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 발명자들은 바나바 추출물의 알파-글루코시다아제 저해 효과가 매우 우수함을 발견하고 본 발명을 완성하게 되었다.
이에 본 발명의 한 측면은 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 측면은 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 견지에 의하면, 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물이 제공된다.
본 발명의 다른 견지에 의하면, 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물이 제공된다.
본 발명은 각종 이상 지질혈증 관련 마커의 발현을 감소시키며, 특히 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 나타내는 바나바 추출물 또는 바나바 추출물과 작약 추출물을 혼합으로 하는 당뇨 약학조성물 및 식품 조성물을 제공하는 것이다.
도 1은 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 PPARα 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 PPARγ 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 GLUT-1 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 GLUT-4 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 Glp-1r 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 DPP-4 발현 억제에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 PPARγ 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 GLUT-1 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 GLUT-4 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 Glp-1r 발현 증가에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 바나바 추출물과 작약추출물이 각각 농도의존적으로 DPP-4 발현 억제에 미치는 영향을 mRNA 수준(level)에서 실시간으로 확인한 결과를 나타낸 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 의하면, 항당뇨 효능이 우수한 바나바 추출물 또는 바나바와 작약 추출물의 혼합물을 포함하는 항당뇨 조성물이 제공된다. 본 발명의 항당뇨 조성물은 약학 조성물 또는 식품 조성물일 수 있으나, 구체적인 조성물의 형태가 이에 제한되는 것은 아니며, 항당뇨 효과를 획득하기 위해 적용될 수 있는 어떠한 섭취 형태의 항당뇨 조성물로 제조될 수 있다.
특히, 본 발명의 상기 항당뇨 조성물은 각종 이상지질혈증 관련 마커 발현을 감소시키며, 특히 알파-글루코시다제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 나타내므로, 항당뇨 및 지질이상개선을 위한 약학 조성물 또는 식품 조성물로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 견지에 의하면 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물이 제공된다.
상기 바나바 추출물은 바나바의 잎, 줄기 또는 잎줄기로부터 추출될 수 있으며, 바람직하게는 바나바의 잎을 이용한 추출물인 것이다. 추출 단계에 사용하는 용매로서는 극성 용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준으로 70% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 바나바 추출물은 전체 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물을 기준으로 총량기준 20mg/g 내지 70mg의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 30mg 내지 60mg/g 함량으로 포함되는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 45~55 mg/g 의 함량으로 포함되는 것이다.
나아가, 본 발명에 의하면 상기 바나바 추출물과 함께 작약(Paeonia lactiflora) 추출물을 추가의 유효 성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물이 제공된다.
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상기 작약 추출물은 작약의 잎, 줄기 또는 잎줄기로부터 추출될 수 있으며, 바람직하게는 작약의 뿌리를 이용한 추출물인 것이다. 추출 단계에 사용하는 용매로서는 극성 용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준으로 70% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 바나바 추출물과 함께 작약(Paeonia lactiflora) 추출물이 추가의 유효 성분으로 포함되는 경우 상기 바나바 추출물과 상기 작약 추출물은 1: 2 내지 2:1의 중량비로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 약 1:1의 중량비로 포함되는 것이다.
바나바 추출물이 상기 범위를 초과하여 과도한 양으로 포함되는 경우에는 바나바 추출물의 유효성분인 코로솔산이 일일 허용범위를 초과하는 문제가 있으며, 작약 추출물이 추출물이 상기 범위를 초과하여 과도한 양으로 포함되는 경우에는 설사나 복통 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 바나바 추출물과 함께 작약 추출물을 추가의 유효 성분으로 포함하는 경우의 약학 조성물은, 상기 두 유효 성분을 혼합하여 하나의 혼합물로써 제조되거나, 또는 바나바 추출물 및 작약 추출물 각각의 유효 성분이 별도의 제제로 마련되어 동시 또는 순차적으로 투여되는 경우를 포함하는 것이다.
바람직하게, 상기 약학 조성물에 있어서 바나바 추출물과 상기 작약 추출물은 1:1의 중량비로 포함되는 것이다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 바나바 추출물과 상기 작약 추출물이 상기 중량비의 범위로 혼합된 혼합 조성물로써 투여되거나, 또는 각각의 성분이 별도의 조성물로 동시에 또는 순차적으로 투여되는 경우를 포함한다.
한편, 상기 바나바 추출물과 상기 작약 추출물의 혼합물을 이용하는 경우, 상기 혼합물은 전체 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물을 기준으로 40mg/g 내지 140mg의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 60mg 내지 120mg/g의 함량으로 포함되는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 내지 110 mg/g의 함량으로 포함되는 것이다.
상기와 같은 약학 조성물은 바나바 추출물, 작약 추출물 또는 이들의 혼합을 약제학적으로 유효한 양으로 포함하는 것으로, 택일적으로 이들의 약제학적으로 허용가능한 염을 포함할 수 있으며, 이와 같은 약학 조성물을 환자에게 투여함으로써 당뇨병의 억제, 예방 및 치료 효과를 획득할 수 있다.
나아가, 본 발명의 상기 조성물이 약학 조성물인 경우 상기 약학 조성물은 사용 목적에 맞게 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구 제형, 멸균 주사 용액의 형태 등 다양한 형태로 제형화하여 사용할 수 있으며, 경구 투여하거나 정맥 내, 복강 내, 피하, 직장, 국소 투여 등을 포함한 다양한 경로를 통해 투여될 수 있다.
이러한 약학 조성물에 포함될 수 있는 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는 락토오스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 비정질 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다.
또한, 상기 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물은 충전제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 상기 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 제형화 할 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크와 같은 윤활제들도 사용될 수 있다.
경구용 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 액체 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성 용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 주사제의 기제로는 용해제, 등장화제, 현탁화제, 유화제, 안정화제 및 방부제와 같은 종래의 첨가제를 포함할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 조성물을 환자에게 투여함으로써 당뇨병을 예방 및 치료할 수 있으며, 본 발명의 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다.
본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 바나바 추출물, 작약 추출물 또는 이들의 혼합의 약제학적으로 유효한 양은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 ㎏당 2 내지 4mg, 바람직하게는 3 mg을 매일 또는 격일로 투여하고, 1일 1 내지 3 회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나, 투여 경로, 질병의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 다른 견지에 의하면 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물을 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물이 제공된다.
본 발명의 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물의 유효 성분인 바나바 추출물 및 작약 추출물과 관련한 내용은 상기 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물과 관련하여 언급한 상술한 바와 동일하며, 구체적으로는 하기와 같다.
상기 바나바 추출물은 바나바의 잎, 줄기 또는 잎줄기로부터 추출될 수 있으며, 바람직하게는 바나바의 잎을 이용한 추출물인 것이다. 추출 단계에 사용하는 용매로서는 극성 용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준으로 70% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 바나바 추출물은 전체 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물을 기준으로 총량기준 20mg/g 내지 70mg의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 30mg 내지 60mg/g의 함량으로 포함되는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 45~55 mg/g의 함량으로 포함되는 것이다.
나아가, 본 발명에 의하면 상기 바나바 추출물과 함께 작약(Paeonia lactiflora) 추출물을 추가의 유효 성분으로 포함하는 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물이 제공된다.
`
상기 작약 추출물은 작약의 잎, 줄기 또는 잎줄기로부터 추출될 수 있으며, 바람직하게는 작약의 뿌리를 이용한 추출물인 것이다. 추출 단계에 사용하는 용매로서는 극성 용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에서 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준으로 70% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기와 같이, 바나바 추출물과 함께 작약(paeonia lactiflora) 추출물이 추가의 유효 성분으로 포함되는 경우 상기 바나바 추출물과 상기 작약 추출물은 1: 2 내지 2:1의 중량비로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 약 1:1의 중량비로 포함되는 것이다.
바나바 추출물이 상기 범위를 초과하여 과도한 양으로 포함되는 경우에는 바나바 추출물의 유효성분인 코로솔산이 일일 허용범위를 초과하는 문제가 있으며, 작약 추출물이 추출물이 상기 범위를 초과하여 과도한 양으로 포함되는 경우에는 설사나 복통 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 바나바 추출물과 함께 작약 추출물을 추가의 유효 성분으로 포함하는 경우의 식품 조성물은, 상기 두 유효 성분을 혼합하여 하나의 혼합물로써 제조되거나, 또는 바나바 추출물 및 작약 추출물 각각의 유효 성분이 별도의 제제로 마련되어 동시 또는 순차적으로 투여되는 경우를 포함하는 것이다.
바람직하게, 상기 식품 조성물에 있어서 바나바 추출물과 상기 작약 추출물은 1:1의 중량비로 포함되는 것이다. 이 경우에도 상술한 바와 같이 바나바 추출물과 상기 작약 추출물이 상기 중량비의 범위로 혼합된 혼합 조성물로써 투여되거나, 또는 각각의 성분이 별도의 조성물로 동시에 또는 순차적으로 투여되는 경우를 포함한다.
한편, 상기 바나바 추출물과 상기 작약 추출물의 혼합물을 이용하는 경우, 상기 혼합물은 전체 당뇨병 예방 또는 식품 조성물을 기준으로 40mg/g 내지 140mg의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 또한, 60mg 내지 120mg/g의 함량으로 포함되는 것이 보다 바람직하고, 더욱 바람직하게는 90 내지 110 mg/g의 함량으로 포함되는 것이다.
본 발명의 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물은 건강기능식품, 건강보조식품 등을 모두 포함하는 것으로, 식품 조성물의 형태가 특히 제한되는 것은 아니며, 액상, 고체상, 기타 유동상 등의 어떠한 형태로 이루어진 식품이라면 모두 포함되는 것으로 의도된다.
예를 들어, 본 발명의 식품 조성물이 기능성 음료 등의 식품 조성물인 경우 상기 식품 조성물에는 그 유효 성분 이외에 감미제, 풍미제, 생리활성 성분, 미네랄 등이 포함될 수 있다.
감미제는 식품이 적당한 단맛을 나게 하는 양으로 사용될 수 있으며, 천연의 것이거나 합성된 것일 수 있다. 바람직하게는 천연 감미제를 사용하는 경우인데, 천연 감미제로서는 옥수수 시럽 고형물, 꿀, 수크로오스, 프룩토오스, 락토오스, 말토오스 등의 당 감미제를 들 수 있다.
풍미제는 맛이나 향을 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는데, 천연의 것과 합성된 것 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 천연의 것을 사용하는 경우이다. 천연의 것을 사용할 경우에 풍미 이외에 영양 강화의 목적도 병행할 수 있다. 천연 풍미제로서는 사과, 레몬, 감귤, 포도, 딸기, 복숭아 등에서 얻어진 것이거나 녹차잎, 둥굴레, 대잎, 계피, 국화 잎, 자스민 등에서 얻어진 것일 수 있다. 또 인삼(홍삼), 죽순, 알로에 베라, 은행 등에서 얻어진 것을 사용할 수 있다. 천연 풍미제는 액상의 농축액이나 고형상의 추출물일 수 있다. 경우에 따라서 합성 풍미제가 사용될 수 있는데, 합성 풍미제는 에스테르, 알콜, 알데하이드, 테르펜 등이 이용될 수 있다.
생리 활성 물질로서는 카테킨, 에피카테킨, 갈로가테킨, 에피갈로카테킨 등의 카테킨류나, 레티놀, 아스코르브산, 토코페롤, 칼시페롤, 티아민, 리보플라빈 등의 비타민류 등이 사용될 수 있다. 미네랄로서는 칼슘, 마그네슘, 크롬, 코발트, 구리, 불소화물, 게르마늄, 요오드, 철, 리튬, 마그네슘, 망간, 몰리브덴, 인, 칼륨, 셀레늄, 규소, 나트륨, 황, 바나듐, 아연 등이 사용될 수 있다.
또한 본 발명의 식품 조성물은 상기 감미제 등 이외에도 필요에 따라 보존제, 유화제, 산미료, 점증제 등을 포함할 수 있다. 이러한 보존제, 유화제 등은 그것이 첨가되는 용도를 달성할 수 있는 한 극미량으로 첨가되어 사용되는 것이 바람직하다. 극미량이란 수치적으로 표현할 때 식품 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.0005중량% 내지 약 0.5중량% 범위를 의미한다.
사용될 수 있는 보존제로서는 소듐 소르브산칼슘, 소르브산나트륨, 소르브산칼륨, 벤조산칼슘, 벤조산나트륨, 벤조산칼륨, EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산) 등을 들 수 있다. 사용될 수 있는 유화제로서는 아카시아검, 카르복시메틸셀룰로스, 잔탄검, 펙틴 등을 들 수 있다. 사용될 수 있는 산미료로서는 연산, 말산, 푸마르산, 아디프산, 인산, 글루콘산, 타르타르산, 아스코르브산, 아세트산, 인산 등을 들 수 있다. 이러한 산미료는 맛을 증진시키는 목적 이외에 미생물의 증식을 억제할 목적으로 식품 조성물이 적정 산도로 되도록 첨가될 수 있다. 사용될 수 있는 점증제로서는 현탁화 구현제, 침강제, 겔형성제, 팽화제 등을 들 수 있다.
이와 같은 본 발명의 항당뇨 조성물을 이용하는 경우 당뇨의 꾸준한 관리가 필요한 환자군에 있어서 약학 조성물 또는 식품의 유형으로 투여됨으로써, 지속적으로 우수한 혈당조절이 가능하므로 당뇨 환자의 삶의 질을 높이는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1. 추출물의 제조
(1)바나바 추출물
바나바 추출물은 필리핀, 태국, 라오스, 베트남, 캄보디아, 말레이시아 등의 국가로부터 수입된 바나바의 잎을 사용하는 것이 바람직하며, 추출용매로서는 극성 용매를 사용 할 수 있으며, 보다 바람직하게 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준 30% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
추출 단계의 교반속도는 100 내지 300 rpm으로 하는 것이 바람직하며, 추출 온도는 20 내지 30도에서, 추출 시간은 24 내지 48시간이 바람직하다.
(2) 작약 추출물
작약 추출물은 의성, 제주산 작약의 뿌리를 사용하는 것이 바람직하며, 추출용매로서는 극성 용매를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게 에탄올을 사용할 수 있다. 본 발명에 사용되는 에탄올로는 추출의 효율성을 위하여 주정 기준 30% 내지 90%의 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.
추출 단계의 교반속도는 100 내지 300 rpm으로 하는 것이 바람직하며, 추출 온도는 20 내지 30도에서, 추출 시간은 24 내지 48시간이 바람직하다.
(3) 바나바와 작약 추출물의 혼합물
상기 (1)에서 획득한 바나바 추출물 1g과 상기 (2)에서 획득한 작약 1g을 1:1의 중량비로 추출 혼합물을 제조하였다.
2. 알파-
글루코시다아제
(α-
glucosidase
) 억제 효과 확인
바나바의 경우 항당뇨 효과가 일부 알려진 바 있으나, 알파-글루코시다아제 억제 효과는 알려져 있지 않으므로, 이를 확인하기 위한 실험을 수행하였다.
먼저, 96 웰(well) 플레이트를 준비하고 상기 1.(1) 내지 1.(3)으로부터 획득된 작약 추출물, 바나바 추출물 및 이들 추출물의 혼합물을 각각 하기 표 1과 같은 농도가 되도록 10?L 씩 넣었다. 그리고, 0.1 M 포스페이트 버퍼(pH 6.9)에 알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase)의 농도가 5.0 U/mL가 되도록 만든 혼합액 85 μL를 각각 추가한 후 50 mM p-니트로페닐-a-D-글루코피라노사이드 용액을 5 μL를 첨가한 후 96 웰 플레이트를 37℃에서 30분 동안 항온처리(incubation)하여 알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase) 활성 반응하였다. 상기 30분간의 항온처리 후 405 nm 멀티리더(multi reader)를 이용하여 그 결과를 수치화하였다.
알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase)의 활성 원리는 p-니트로페놀-알파-D-글루코사이드(p-Nitropheny Alpha-D-glucoside)가 알파-글루코시다아제(alpha-glucosidase)에 의해 알파-D-글루코스(alpha-D-glucose)와 p-니트로페놀(p-nitroophenol)로 전환되는 활성을 확인하는 것으로 최종 생성물이 노란색을 띤다. 노란색은 405 nm 파장에서 분광광도계(spectrophotometer)를 이용하여 최종 흡광도를 측정하여 억제율 수치를 얻을 수 있다.
본 실험에서는 효과를 비교를 위해 널리 사용되고 있는 알파-글루코시다아제 억제제(Alpha-glucosidase Inhibitors)인 아카보스(Acarbose, Bayer AG)의 억제율을 함께 평가하였다.
* 억제율 계산
=([OD. control]-[OD. test])/[OD. control]×100
[OD. control] : 대조구 흡광도 값
[OD. test] : 시료 흡광도 값
농도(μg/mL) | 작약 | 바나바 | 작약+바나바 | 아카보스 |
100 | 76.33±0.099 | 78.80±0.306 | 79.58±7.562 | 41.65±1.339 |
50 | 75.38±0.413 | 78.79±0.080 | 81.51±0.115 | 14.99±3.132 |
25 | 79.50±1.042 | 77.22±0.184 | 79.15±0.409 | 5.56±0.365 |
12.5 | 34.47±4.861 | 54.10±0.218 | 77.90±0.474 | 4.42±2.980 |
6.25 | 21.49±3.982 | 49.49±0.426 | 71.29±2.659 | 3.28±1.151 |
상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이, 바나바 추출물을 경우 알파-글루코시다아제 억제 효과가 아카보스보다 현저하게 높은 것을 확인할 수 있었으며, 특히 바나바의 경우 낮은 농도에서도 알파-글루코시다아제 억제 효과가 매우 우수한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 바나바와 작약의 추출물의 혼합물의 경우에는 낮은 농도인 6.25 μg/mL 및 12.5μg/mL 각각에서 작약과 바나바 추출물의 혼합에 의한 시너지 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
3. 지방세포(
adipocyte
) 분화율(%) 확인
지방전구세포인 3T3-L1 세포를 96웰(well) 플레이트에 1×104 cells/well 농도로 넣고, 세포가 100% 융합성(confluent) 상태가 될 때까지 배양하였다. 세포가 100% 융합성 상태가 되면 2일 동안 더욱 추가 배양 후 1μM 덱사메타손(dexamethasone), 0.1 mM 3-이소부틸-1-메틸크산틴, 1% 페니실린/스트렙토마이신 및 10% FBS가 함유된 DMEM 배지로 교환하면서, 상기 1.(1) 내지 1.(3)으로부터 획득된 작약 추출물, 바나바 추출물 및 이들 추출물의 혼합물을 각각 하기 표 2와 같은 농도가 되도록 농도 별(0, 6.25, 12.5, 25, 50, 100 μg/mL)로 처리하였다. 처리 2일 후 PBS로 한번 세척하고 10% FBS가 함유된 DMEM 배지로 교환하였으며 총 8일 동안 배양하였다. 지방세포로의 분화유도 후에는 PBS로 세척하고 4% 포름알데히드를 처리하여 5시간 상온에서 고정한 후, PBS로 3회 세척하고 AdiopRed™ 분석 시약을 처리하여 실온에서 10분간 염색한 후 형광광도계(Fluorometer)로 지방 분화율을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
본 실험에서는 효과를 비교를 위해 널리 지방세포의 분화를 활성화시키는 것으로 널리 알려진 로시글리타존(rosiglitazone)의 지방세포(adipocyte) 분화율(%)을 함께 평가하였다.
농도(μg/mL) | 바나바 | 작약 | 바나바+작약 | 로시글리타존 |
100 | 67.72±5.49 | 80.72±8.29 | 73.86±5.46 | 210.72±0.81 |
50 | 65.60±5.47 | 103.62±5.36 | 71.87±0.72 | 178.39±12.60 |
25 | 72.37±5.45 | 105.49±10.44 | 106.01±2.83 | 195.46±1.25 |
12.5 | 94.62±5.84 | 134.95±1.62 | 156.51±5.98 | 174.87±5.69 |
6.25 | 98.94±5.06 | 119.78±2.84 | 128.56±0.78 | 172.16±3.61 |
0 | 100±8.87 | 100±2.46 | 100±7.37 | 100±5.55 |
3T3-L1의 분화(differentiation) 증가는 PPARγ 아고니스트(agonist)임을 의미한다. 본 실험에서 바나바 추출물의 경우 높은 농도에서는 약간의 세포 독성이 나타났고, 낮은 농도에서는 독성이 없으나 지방세포 분화율이 100%을 넘지 못하는 것으로 보아 바나바 추출물이 지방세포 분화에 미치는 영향은 없음을 확인할 수 있었다.
작약 추출물의 경우 높은 농도에서 약간의 세포 독성이 나타났으나, 낮은 농도에서 분화를 100% 이상으로 증가시키는 것으로 보아 PPARγ 아고니스트로 작용하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 적정 농도는 1 μg/mL 이상 25 μg/mL 미만, 바람직하게는 5 내지 15 μg/mL인 것으로 확인하였으며, 이와 같은 농도 범위에서 PPARγ어고니스트 작용이 효과적이며, 특히 바나바와 작약의 추출물의 혼합물의 경우 시너지 효과가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
즉, 상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이 바나바 추출물 자체로는 PPARγ 어고니스트 효과를 나타내지 않으나, 바나바 추출물을 작약 추출물과 혼합하는 경우 전체적인 PPARγ 아고니스트 효과를 시너지적으로 향상시키는 것을 확인할 수 있다.
3. 동물 실험
(1) 실험군 설정 및 채혈
실험 동물로는 4주령 된 수컷 ICR 마우스를 중앙실험동물에서 구입하여 사용하였다. 실험 동물은 1주일간 기본 사료와 물을 자유롭게 공급하면서 실험실 환경(온도: 22±1℃, 습도: 55±3%, 명암: 12 시간 light/dark cycle)에 순화시켰다.
그 후 4주 동안 고지방 사료를 공급(HFD)하였으며, 4주 후에 실험 동물에서 0.1 M 시트레이트 완충액(pH 4.5)에 100 mg/kg의 농도로 스트렙토조토신(STZ, Sigma, USA)을 용해시킨 후 복강에 1회 주사하여 당뇨를 유발시켰다. STZ를 투여하고 2주 후 공복 상태의 동물의 꼬리 정맥으로부터 채혈하여 간이 혈당계(Glucotrend, Roche, Germany)로 측정한 혈당이 250 mg/dL 이하인 동물을 제외하였다. 매주 2회 체중, 식이섭취량 및 혈당을 측정하였다.
이때, 컨트롤 그룹으로 정상 마우스, 고지방 사료를 공급(HFD)하지 않고 스트렙토조토신(STZ, Sigma, USA)을 주사한 마우스, 사료를 공급(HFD)하고 스트렙토조토신(STZ, Sigma, USA)을 주사하지 않은 마우스, 및 상술한 바와 같이 고지방 사료를 공급(HFD)하고 스트렙토조토신(STZ, Sigma, USA)을 주사한 마우스를 각각 설정하였다.
한편, 처리 그룹으로, 상술한 바와 같이 고지방 사료를 공급(HFD)하고 스트렙토조토신(STZ, Sigma, USA)으로 당뇨를 유도한 마우스에 바나바 추출물, 작약 추출물 각각 또는 바나바 추출물과 작약 추출물의 혼합물을 하기 표 3과 동일한 투여량으로 경구 투여하였다.
실험 종료 후 마우스를 12시간 절식시킨 후 에테르를 이용하여 희생시켰으며, 개복하여 복대정맥에서 채혈하였다. 채혈한 혈액은 2,000×g에서 15분간 원심분리한 후 혈장을 수집하였으며, -70℃에서 보관하였다.
그룹 | 투여량(dose) | 비고 | |
컨트롤 그룹 | 정상(Normal) | 생리식염수 | 기본사료 |
STZ | |||
HFD | 고지방사료 (HFD) | ||
STZ/HFD | |||
처리 그룹 | STZ/HFD/바나바 | 50 mg/kg | |
STZ/HFD/바나바 | 100 mg/kg | ||
STZ/HFD/작약 | 50 mg/kg | ||
STZ/HFD/바나바+작약 | 100 mg/kg + 50 mg/kg |
||
STZ/HFD/바나바+작약 | 100 mg/kg +100 mg/kg |
(2) 당뇨 모델에서의 항당뇨 효능 확인
진단용 키트를 사용하여 상기 3.(1)에서 획득한 각 경우의 혈액 내 혈중 글루코스, 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세롤, 당화혈색소(HBAC1), 아디포넥틴, 인슐린 및 유리지방산(NEFA)을 각각 측정하였다.
글루코스 측정 결과는 하기 표 4에 나타내었으며, 총 콜레스테롤, HDL 콜레스테롤, 트리글리세롤, 당화혈색소(HBAC1), 아디포넥틴, 인슐린 및 유리지방산(NEFA)의 측정 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
그룹 | NC | HFD | STZ | HFD+STZ | HFD+STZ + 바나바/작약/혼합물 투여(mg/kg) | ||||
바나바 50 | 바나바 100 |
작약 50 | 바나바100 +작약 50 | 바나바100 +작약 100 | |||||
체중(g) | 38.9±2.27 | 44.7±6.70 | 35.9±2.39 | 34.0±1.86 | 36.8±1.71 | 34.9±1.68 | 32.2±2.06 | 35.8±1.94 | 37.8±2.26 |
섭취량(g/day) | 4.88±1.21 | 5.99±1.03 | 4.24±0.91 | 5.65±1.02 | 5.43±1.14 | 5.41±1.62 | 5.58±1.35 | 5.31±1.06 | 5.10±1.27 |
글루코스(mg/dL) | 133.71±8.76 | 136.4±16.43 | 158.4±20.93 | 482.6±18.93 | 442.3±30.17 | 421.2±17.86 | 417.8±16.94 | 390.5±20.09 | 300.6±14.67 |
상기 표 4에서 확인할 수 있는 바와 같이 혈중 글루코스 농도 변화 결과로부터 바나바 추출물의 경우 제2형 당뇨병에서 뚜렷한 항당뇨 효과가 나타나지 않은 반면, 작약 추출물의 경우에는 어느 정도 항당뇨 효과를 나타내는 것을 확인하였으나, 이와 같은 항당뇨 효과는 우수하지는 않은 것을 확인할 수 있었다.
그러나, 바나바와 작약을 각각 함께 투여한 경우에는 이들이 시너지적으로 항당뇨효과를 향상시켜, 현저한 항당뇨 효과를 획득할 수 있음을 확인할 수 있었다.
NC | HFD | STZ | HFD+STZ | HFD+STZ + 바나바/작약/혼합물 투여(mg/kg) | |||||
바나바 50 | 바나바 100 |
작약 50 | 바나바100 +작약 50 | 바나바100 +작약 100 | |||||
TG(mg/dL) | 69.2±5.96 | 74.7±8.22 | 124.2±4.91 | 204.1±6.37 | 187.3±8.08 | 164.8±7.62 | 189.5±10.60 | 171.4±7.06 | 140.6±5.27 |
총-CHOL (mg/dL) |
158.4±7.40 | 175.7±5.23 | 164.3±3.56 | 296.0±6.48 | 226.6±7.22 | 213.0±8.46 | 217.5±9.09 | 208.6±7.36 | 197.5±5.97 |
HDL-CHOL (mg/dL) |
58.6±4.27 | 79.1±11.37 | 67.4±3.86 | 102.7±2.72 | 91.8±5.51 | 84.7±4.89 | 90.4±3.97 | 82.4±6.87 | 74.7±8.04 |
NEFA(mEq/L) | 3.2±0.71 | 3.6±0.65 | 3.4±0.48 | 6.4±1.89 | 5.7±1.30 | 4.8±0.84 | 5.1±0.16 | 4.6±0.48 | 4.3±0.98 |
인슐린(ng/mL) | 0.25±0.101 | 0.44±0.199 | 0.05±0.101 | 0.10±0.024 | 0.17±0.071 | 0.20±0.095 | 0.18±0.068 | 0.21±0.088 | 0.24±0.071 |
아디포넥틴(ng/mL) | 2.63±0.55 | 1.48±1.05 | 1.88±1.54 | 1.23±0.31 | 1.57±0.68 | 1.89±0.35 | 1.63±0.48 | 1.96±0.74 | 2.4±0.54 |
HbAc1(%) | 4.1±0.21 | 4.0±0.87 | 5.1±1.75 | 9.1±1.20 | 8.6±0.14 | 7.2±0.86 | 8.1±0.38 | 6.8±0.49 | 6.1±0.67 |
* 참고
TG: 트리글리세롤
총-CHOL: 총 콜레스테롤
HDL-CHOL: HDL 콜레스테롤
NEFA: 유리지방산(non esterified fatty acid)
HbAc1: 당화혈색소
상기 표 5에서 확인할 수 있는 바와 같이, NEFA은 유리지방산으로, 이와 같은 유리지방산의 감소에 의해 혈중 지질이 낮아지므로 대사질환이 개선될 수 있으며, 아디포넥틴은 지방 세포에서 분비되어 인슐린 저항성을 발생시키는 것으로 아디포넥틴이 증가하므로 비만, 당뇨 및 동맥경화 예방 효과를 기재할 수 있고, 당뇨 치료제에 있어서는 임상에서 가장 중요하게 고려되는 당화혈색소(혈중 당화헤모글로빈)도 저하되므로 임상적으로 우수한 당뇨 치료제로서 작용할 수 있음을 확인할 수 있다.
혈중 인슐린은 바나바 추출물, 작약 추출물, 각각의 추출물 혼합군에서 정상군과 비슷한 수치로 나타났다. 인슐린은 췌장의 베타-세포에서 분비되는 호르몬으로, 혈액 속의 포도당을 몸속의 여러 장기에서 이용할 수 있도록 하여 혈당을 일정하게 유지하는 역할을 할 뿐만 아니라 우리가 섭취하는 주요 영양소인 지질과 단백질 대사에도 중요한 역할을 수행한다. 고인슐린혈증은 비만과 각 조직의 과성장의 원인이 될 뿐만 아니라 직접적으로 레닌-안지오텐신-알도스테론 시스템에 영향을 미쳐 혈압상승의 원인이 될 수 있다. 추출물 투여군에서 스트렙토조토신 유도군에 비하여 혈중 인슐린 농도가 높게 나타났는데 이는 췌장의 베타-세포에서 분비되는 인슐린의 생리작용이 저조하거나 인슐린 수용체의 수가 적어 생리적 기능이 충분하지 못할 때 나타나는 고혈당의 치료에 항당뇨 조성물의 투여가 효과를 발휘하는 것을 의미한다.
콜레스테롤은 세포막 형성, 호르몬 생성 등에 중요한 역할을 한다. 그러나 혈중에 고농도로 존재하는 상태를 고지혈증이라 하며, 이는 만성심장질환의 주요 위험인자이다. 따라서, 혈중 콜레스테롤의 농도를 낮추는 것이 만성심장질환의 발병율을 낮추는데 효과적이다. 혈중 높은 수준의 콜레스테롤과 중성 지방의 농도를 특징으로 갖는 고지혈증은 당뇨병에 수반되는 합병증이다. 따라서, 본 추출물 투여군에서는 당뇨유도군에 비하여 콜레스테롤이 감소되는 것으로 나타났으므로, 항당뇨 조성물은 당뇨병성 고지혈증의 예방 및 치료에 도움이 될 수 있음을 알 수 있다.
4. 실시간(
real
-
time
)
PCR
지방전구세포인 3T3-L1 세포를 6웰(well) 플레이트에 1×105 cells/well 농도로 넣고, 세포가 100% 융합(confluent) 상태가 될 때까지 배양하였다. 세포가 100% 융합 상태가 되면 2일 동안 더 배양 후 1 μM 덱사메타손(dexamethasone), 0.1 mM 3-이소부틸-1-메틸크산틴, 1% 페니실린/스트렙토마이신, 10% FBS가 함유된 DMEM 배지로 교환하면서 바나바 추출물, 작약 추출물 또는 이들의 추출물의 혼합물을 하기 표에 각각 기재된 농도로 처리하고, 비교를 위해 양성 대조군으로써 로시글리타존(Rosiglitazone)을 처리하였다. 2일 후 PBS로 한번 세척하고 10% FBS가 함유된 DMEM 배지로 교환하였으며 총 8일 동안 배양하였다.
그 후 트리졸(TRIZOL)을 사용하여 총 RNA를 분리하였다. 분리한 총 RNA는 정량한 후 각 시료 별 동일량의 RNA를 PrimeScript™ Ⅱ 1st strand cDNA synthesis Kit(Takara)를 이용하여 cDNA를 합성하였다.
하기 실시간(real-time) PCR에서 컨트롤(control)로 β-액틴을 이용하였으며, 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 실시간(real-time) PCR을 수행하였다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'GAGACCTTCAACACCCC-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'GTGGTGGTGAAGCTGTAGCC-3'
(1) PPARα
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 PPARα로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 6 및 도 1에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'AGGCTGTAAGGGCTTCTTTCG-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'GGCATTTGTTCCGGTTCTTC-3'
바나바 추출물 | PPARα |
컨트롤(normal control) | 1.00±0.358 |
LSE 25 μg/ml | 1.10±0.403 |
LSE 50 μg/ml | 1.23±0.128 |
LSE 100 μg/ml | 5.32±0.570 |
로시글리타존 | 9.92±1.189 |
작약 추출물 | PPARα |
컨트롤(normal control) | 1.00±0.258 |
PLE 25 μg/ml | 1.02±0.369 |
PLE 50 μg/ml | 1.36±0.168 |
PLE 100 μg/ml | 4.68±0.480 |
로시글리타존 | 8.80±2.145 |
* LSE : 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물
* PLE : 작약(Paeonia lactiflora) 추출물
PPARα는 지방의 감지기로서 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 세포의 에너지 대사의 조절자이기도 하다. 그리고 지방산 운송 단백질과 지방산 위치이동 효소 단백질의 발현을 자극하므로 세포에서의 지방산 흡수와 지방의 항상성에 중요한 역할을 한다. PPARα의 활성화는 또한 다양한 항종양 효과를 나타낸다고 보고되어있다.
따라서, 상기 표 6 및 도 1(a) 및 (b)에서 확인할 수 있는 바와 같이 본 연구의 바나바 추출물과 작약 추출물은 농도의존적으로 PPARα의 발현을 증가시키는 것으로 보아 항염증과 진통, 항종양 효과를 예측할 수 있다.
(2) PPARγ
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 PPARγ로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 7 및 도 2에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'CAAGAATACCAAAGTGCGATCAA-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'GAGCTGGGTCTTTTCAGAATAATAAG-3'
바나바 추출물 | PPARγ |
컨트롤(Control) | 1.00±0.161 |
LSE 25 μg/ml | 0.96±0.159 |
LSE 50 μg/ml | 1.62±0.034 |
LSE 100 μg/ml | 2.12±0.227 |
로시글리타존 | 2.90±0.084 |
작약 추출물 | PPARγ |
컨트롤(Control) | 1.00±0.236 |
PLE 25 μg/ml | 1.03±0.168 |
PLE 50 μg/ml | 1.34±0.125 |
PLE 100 μg/ml | 1.84±0.354 |
로시글리타존 | 2.67±0.247 |
PPARγ는 체내 지방세포의 형성 및 분화에 필수적인 전사 조절 인자로 지방 세포의 분화뿐 아니라 지방, 간, 근육 등 여러 조직에서 다양한 생리학적 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, PPARγ 는 강력한 항당뇨 효과를 나타내는 thiazolidinedione(TZD)계열의 약물의 생리학적 수용체로서 동물이나 인간 모델에서 TNF-a 생성 감소, 혈중 렙틴, 유리지방산의 농도 감소, GLUT-4의 증가 등 인슐린 감수성 증가 기전에 영향을 미친다고 보고되어 있다.
표 7 및 도 2(a) 및 (b)에서 확인할 수 있는 바와 같이 바나바 추출물과 작약 추출물에서 농도 의존적으로 PPARγ의 발현이 증가하는 것으로 보아 각각의 추출물이 지방 조직에서 세포분화, 지방산 업테이크(uptake)를 높이며, 간 조직에서는 당 생성을 줄여 혈당을 조절할 수 있을 것으로 예측된다.
(3) GLUT1
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 GLUT1로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 8 및 도 3에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'CCATCCACCACACTCACCAC-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'GCCCAGGATCAGCATCTCAA-3'
바나바 추출물 | GLUT1 |
컨트롤(Control) | 1.00±0.069 |
LSE 25 μg/ml | 2.23±0.954 |
LSE 50 μg/ml | 6.63±2.942 |
LSE 100 μg/ml | 14.21±3.614 |
로시글리타존 | 19.53±0.811 |
작약 추출물 | GLUT1 |
컨트롤(Control) | 1.00±0.112 |
PLE 25 μg/ml | 2.65±0.785 |
PLE 50 μg/ml | 8.68±1.365 |
PLE 100 μg/ml | 20.58±1.258 |
로시글리타존 | 19.36±1.354 |
GLUT-1은 가장 많이 알려진 포도당 단일 수송체로 적혈구, 뇌, 망막에 존재 하며, 특히 적혈구에서 많이 발견된다. 일반적으로 GLUT-1은 세포 밖에서 안으로 포도당을 이동시키는 일을 하지만, 인슐린의 작용에 의해 좌우되지 않는다.
(4) GLUT4
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 GLUT4로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 9 및 도 4에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'AGAGTCTAAAGCGCCT-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'CCGAGACCAACGTGAA-3'
바나바 추출물 | GLUT4 |
컨트롤(Control) | 1.00±1.465 |
LSE 25 μg/mL | 2.90±1.050 |
LSE 50 μg/mL | 5.42±2.104 |
LSE 100 μg/mL | 11.64±1.605 |
로시글리타존 | 12.58±3.671 |
작약 추출물 | GLUT4 |
컨트롤(Control) | 1.00±1.125 |
PLE 25 μg/mL | 3.26±1.354 |
PLE 50 μg/mL | 6.57±2.068 |
PLE 100 μg/mL | 15.68±1.470 |
로시글리타존 | 14.58±1.697 |
GLUT-4는 근육 세포와 지방 세포 내부에 존재하며, 운동이나 신체 활동 등의 격렬한 근육수축을 통해 세포 속에 내재된 GLUT-4가 세포 표면으로 이동하게 되어 포도당이 세포 내로 들어오는 것을 돕는다고 알려져 있다.
(5) Glp-1r
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 Glp-1r로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 10 및 도 5에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'ATGGTGGCTATCCTGTACTGCTTTG-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'GCTGCTGGTGGGACACTTGA-3'
바나바 추출물 | GLP-1r |
컨트롤(Control) | 1.00±0.610 |
LSE 25 μg/ml | 1.25±0.717 |
LSE 50 μg/ml | 3.11±0.957 |
LSE 100 μg/ml | 4.82±1.408 |
로시글리타존 | 5.58±1.671 |
작약 추출물 | GLP-1r |
컨트롤(Control) | 1.00±0.568 |
PLE 25 μg/ml | 1.97±1.250 |
PLE 50 μg/ml | 3.54±0.847 |
PLE 100 μg/ml | 7.68±1.240 |
로시글리타존 | 5.68±1.365 |
GLP-1은 glycemic control을 개선시키고 체중감소를 유도하는 역할을 하며, 기존 당뇨 치료제의 효과가 없을 경우 2차 또는 3차 치료제로서 사용되고 있다. 혈당강하효과, 인슐린과 관련된 체중 증가를 제한시키는 역할을 하므로, GLP-1이 증가하는 경우 당뇨병에서의 혈당조절, 저혈당, 체중증가에 대한 조합 치료에 효과가 있을 것으로 판단할 수 있다.
(6)DPP-4
상기에서 획득한 cDNA를 하기 프라이머 염기서열을 이용하여 DPP-4로 실시간(real-time) PCR을 40 사이클(cycle)로 시행하였다. 그 결과를 하기 표 11 및 도 6에 나타내었다.
정방향(forward) 프라이머: 5-'TTGTGGATAGCAAGCGAGTTG-3'
역방향(reverse) 프라이머: 5-'CACAGCTATTCCGCACTTGAA-3'
바나바 추출물 | DPP-4 |
컨트롤(Control) | 1.00±0.086 |
LSE 25 μg/ml | 0.58±0.122 |
LSE 50 μg/ml | 0.23±0.048 |
LSE 100 μg/ml | 0.21±0.047 |
로시글리타존 | 1.18±0.271 |
작약 추출물 | DPP-4 |
컨트롤(Control) | 1.00±0.154 |
PLE 25 μg/ml | 0.55±0.103 |
PLE 50 μg/ml | 0.20±0.098 |
PLE 100 μg/ml | 0.12±0.084 |
로시글리타존 | 1.23±0.135 |
DPP-4는 체내 혈당조절의 중추인 인크레틴 호르몬의 작용을 방해하는 효소로 이러한 DPP-4가 억제되면 신체 고유 혈당 조절의 기능을 강화시킨다. 따라서, 췌장의 베타세포를 자극하지 않고도 인슐린 분비를 촉진하며, 약물 투여로 인한 체중증가, 저혈당 등 기존의 당뇨 치료제에서 나타난 부작용을 개선할 수 있다.
DPP-4 | |
컨트롤(Control) | 1.00±0.086 |
LSE 100 μg/ml | 0.21±0.047 |
PLE 100 μg/ml | 0.12±0.084 |
LSE+PLE 100 μg/ml | 0.10±0.087 |
상기 표 12 및 도 6(c)는 DPP-4 에 대한 실시간(real-time) PCR 결과를 보다 가시적으로 비교한 것으로, 바나바 추출물과 작약 추출물을 처리한 경우 DPP-4 억제 활성이 현저하게 우수게 시너지적으로 상승하여, 작약과 바나바 추출물은 서로 당뇨 치료 효과에 대하여 시너지적 효과를 나타내는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다
이 발명을 지원한 국가연구개발사업
과제고유번호: 79206-14
부처명: 미래창조과학부
연구관리전문기관: 한국원자력연구원 기술사업화팀
연구사업명: 성과확산사업 실용화기술지원분야
연구과제명: 혈당강하기능을 갖는 건강기능식품 개발 및 기술이전
기여율: 100%
주관기관: 한국원자력연구원
연구기간: 2014.12.16-2016.12.15
Claims (16)
- 바나바의 잎 부위로부터 에탄올을 추출 용매로 하여 추출된 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물 및 작약의 뿌리 부위로부터 에탄올을 추출 용매로 하여 추출된 작약(Paeonia lactiflora) 추출물이 1:2 내지 2:1의 중량비로 혼합된 혼합물을 전체 조성물을 기준으로 40 내지 140 mg/g의 함량으로 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 삭제
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- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 바나바의 잎 부위로부터 에탄올을 추출 용매로 하여 추출된 바나바(Lagerstroemia speciosa) 추출물 및 작약의 뿌리 부위로부터 에탄올을 추출 용매로 하여 추출된 작약(Paeonia lactiflora) 추출물이 1:2 내지 2:1의 중량비로 혼합된 혼합물을 전체 조성물을 기준으로 40 내지 140 mg/g의 함량으로 유효 성분으로 포함하고, 알파-글루코시다아제 억제 활성 및 DPP-4(dipeptidyl peptidase-4) 억제 활성을 갖는, 당뇨병 예방 또는 증상 개선용 식품 조성물
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Publication | Publication Date | Title |
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KR101949153B1 (ko) | 비스코자임 처리한 뽕나무 잎 추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨병의 예방 또는 치료용 약학 조성물 | |
KR101734325B1 (ko) | 바나바 추출물을 포함하는 항당뇨 조성물 | |
KR101427784B1 (ko) | 인삼 및 뽕나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 항당뇨 조성물 | |
KR101976941B1 (ko) | 토종 보리수 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료용 조성물 | |
KR101246689B1 (ko) | 식물혼합추출물을 함유하는 항당뇨용 조성물 | |
KR20160141027A (ko) | 아위버섯 물 추출물을 유효성분으로 함유하는 대사성질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물 또는 건강기능성식품 | |
KR101400368B1 (ko) | 돌콩의 열처리 분말 또는 추출물을 유효성분으로 하는 당뇨병 및 당뇨합병증의 예방 및 치료를 위한 조성물 | |
KR101910898B1 (ko) | 새콩 분말 또는 이의 추출물을 포함하는 당뇨병 및 당뇨 합병증 예방 및 치료를 위한 조성물 | |
KR102487651B1 (ko) | 밀싹 추출물을 포함하는 근감소증 예방, 개선 또는 치료용 조성물 | |
KR102292059B1 (ko) | 인슐리나 및 허니부쉬의 조합추출물을 유효성분으로 포함하는 당뇨 및 당뇨합병증 치료 또는 예방용 조성물 | |
KR20070097868A (ko) | 양파껍질 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료용조성물 | |
KR102122408B1 (ko) | 자감초 추출물을 유효성분으로 포함하는 남성갱년기 증후군의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 | |
KR101636608B1 (ko) | 산수유 추출물을 포함하는 항산화용 조성물 | |
KR20160094313A (ko) | 모과 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물 | |
KR101001159B1 (ko) | 비파 추출물을 함유하는 당뇨병 예방 또는 개선용 조성물 | |
KR102084001B1 (ko) | 황태 껍질 발효물을 포함하는 비만 개선, 예방 및 치료용 조성물 | |
KR102474858B1 (ko) | 잡곡 혼합물을 포함하는 항당뇨용 조성물 | |
KR20110078237A (ko) | 비파 추출물을 함유하는 비만 치료 또는 예방용 조성물 | |
KR20140064067A (ko) | 초피 및 흑호초 추출물을 함유하는 당뇨병 또는 당뇨합병증 예방 및 치료용 조성물 | |
KR102025572B1 (ko) | 고욤나무 잎 및 포도송이 줄기 추출물의 혼합물을 유효성분으로 함유하는 대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 | |
KR102292060B1 (ko) | 인슐리나 및 허니부쉬의 조합추출물을 유효성분으로 포함하는 비만증의 치료 또는 예방용 조성물 | |
KR102233672B1 (ko) | 엉겅퀴 및 돼지감자를 포함하는 혼합물을 함유하는 당뇨의 예방, 치료 또는 개선용 조성물 | |
KR20100108869A (ko) | 생약재 혼합 추출물을 포함하는 당뇨병 예방 및 치료용 조성물 | |
KR20170106103A (ko) | 돌콩 발효물을 유효성분으로 하는 당뇨병 및 당뇨합병증의 예방 및 치료를 위한 조성물 | |
KR20030091178A (ko) | 복분자 추출물과 그를 함유한 혈당강하용 조성물 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
AMND | Amendment | ||
E601 | Decision to refuse application | ||
AMND | Amendment | ||
X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
GRNT | Written decision to grant |