KR101750948B1 - 트라우스토키트리드계 변이균주 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류 및 이의 용도 - Google Patents
트라우스토키트리드계 변이균주 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 기탁번호 KCTC 12770BP로 기탁된 트라우스토키트리드계 변이균주 GA 유래의 면역활성 개선 효과가 있는 세포외 다당류, 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역질환 예방 또는 치료용 약학 조성물 및 건강기능식품 조성물, 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증강용 가축 사료 첨가제에 관한 것으로, 본 발명의 세포외 다당류는 면역세포를 증식시켜 면역 활성을 개선시키는 효과가 있으므로, 면역 질환의 예방 및 개선을 위한 물질로 활용할 수 있다.
Description
본 발명은 트라우스토키트리드계 변이균주 유래의 면역활성 개선 효과가 있는 세포외 다당류 및 이의 용도에 관한 것이다.
면역질환은 포유류 면역계의 구성성분들이 포유류의 병리상태를 야기하거나, 매개하거나 또는 기타 공헌하는 질환으로서, 특히 염증성 장애는 전 세계에서 가장 중요한 건강 문제 중 하나이다. 염증은 일반적으로 외부 물질 또는 해로운 자극에 의한 숙주 침입에 대해 신체 조직의 국소화된 보호 반응이다. 염증의 원인은 박테리아, 바이러스 및 기생충과 같은 감염성 원인; 화상 또는 방사선 조사와 같은 물리적 원인; 독소, 약물 또는 산업적 제제와 같은 화학약품; 알레르기 및 자가면역 반응과 같은 면역적 반응, 또는 산화성 스트레스와 연관된 상태일 수 있다.
본 발명에서는 해양 유래 부등편모조류(heterokont algae)에 속하는 트라우스토키트리드(thraustochytrid)계 미세조류가 생성하는 세포외 다당류(exopolysaccharide, EPS)의 면역 활성 개선 효과를 확인하였다.
한국공개특허 제2005-0103405호에는 '자이로디니움 임푸디쿰 KG03 균주(KCTC 10325BP)에 의하여 생산되는 황함유세포외다당류(p-KG03)를 함유하는 면역활성용 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2015-0025158에는 '페디오코쿠스 펜토사세우스 KFT-18 및 이를 이용하여 세포외 다당류를 대량 생산하는 방법'이 개시되어 있으나, 본 발명의 트라우스토키트리드계 변이균주 유래의 면역활성 개선 효과가 있는 세포외 다당류 및 이의 용도에 대해서는 기재된 바가 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자들은 트라우스토키트리드계 변이균주 GA(기탁번호 KCTC 12770BP)가 생성하는 세포외 다당류를 분리 및 정제하고, 상기 세포외 다당류를 면역세포에 처리한 결과 B 세포의 증식이 활성화되는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 기탁번호 KCTC 12770BP로 기탁된 트라우스토키트리드계 변이균주 GA 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증진용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역활성 증진용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증강용 가축 사료 첨가제를 제공한다.
본 발명에 따른 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성하는 세포외 다당류는 천연 유래의 새로운 소재로, 면역세포를 활성화시켜 면역 활성을 증진시키는 효과가 있으므로, 면역 질환의 예방 및 개선을 위한 신규한 물질로 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 세포외 분비물질을 생성하는 트라우스토키트리드계 변이균주의 전자현미경 사진이다.
도 2는 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 세포외 다당류(EPS)이다.
도 3은 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 EPS 처리에 따른 B 세포의 세포 생존율을 분석한 결과이다.
도 4는 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 EPS 처리에 의한 B 세포의 세포 증식율을 분석한 결과이다.
도 2는 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 세포외 다당류(EPS)이다.
도 3은 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 EPS 처리에 따른 B 세포의 세포 생존율을 분석한 결과이다.
도 4는 트라우스토키트리드계 변이균주가 생성한 EPS 처리에 의한 B 세포의 세포 증식율을 분석한 결과이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기탁번호 KCTC 12770BP로 기탁된 트라우스토키트리드계 변이균주 GA 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류를 제공한다.
본 발명의 상기 세포외 다당류는 트라우스토키트리드계 변이균주 GA(기탁번호 KCTC 12770BP)의 배양을 통해 세포 배양액으로부터 분리할 수 있고, B 세포의 생존율 및 증식율을 증가시켜 면역 활성을 증진시키는 효과가 있는 세포외 다당류이다.
용어 '세포외 다당류'란 세포벽의 일부로서 세포벽 주위에 협막을 형성하거나 세포벽 외부에 슬라임(slime) 형태로서 발효 과정 중에 축적되는 미생물 다당류이다. 세포외 다당류는 실제적 측면에서 미생물이 가장 다량으로 생성하는 다당류이며, 배양액으로부터 회수가 쉽고, 정제 비용이 적게 들어가므로 상업적인 잠재력이 매우 높다. 또한, 미생물에 의해 생성된 세포외 다당류는 그 균종에 따라 구성당의 종류와 비율이 서로 다르다는 것이 이미 보고된 바 있다.
본 발명은 또한, 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 약학 조성물에서, 상기 면역질환은 감기, 천식, 폐렴, 알러지성 비염, 알러지성 결막염, 아토피성 피부염, 알러지, 류마티스 관절염, 알츠하이머병, 자가면역성 갑상선 질환, 염증성 장질환, 재생불량성 빈혈, 홍반성 루푸스 또는 건선일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 세포외 다당류를 포함하는 약학 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 세포외 다당류를 포함하는 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 세포외 다당류에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 세포외 다당류의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 세포외 다당류는 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증진용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 건강기능식품 조성물은 트라우스토키트리드계 변이균주 GA(기탁번호 KCTC 12770BP)의 배양을 통해 세포 배양액으로부터 분리되어 B 세포의 생존율 및 증식율을 증가시켜 면역 활성을 증진시키는 효과가 있는 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하고 있어, 면역증진의 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 세포외 다당류는 면역증진을 통해 면역질환의 예방 또는 개선 효과를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다.
상기 면역질환은 전술한 바와 같다.
본 발명의 상기 세포외 다당류를 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 세포외 다당류를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 세포외 다당류는 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
건강 기능성 음료 조성물은 상기 세포외 다당류를 함유하는 것 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외에 향미제로서 천연 향미제(타우마린, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100㎖ 당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g 이다.
상기 외에 본 발명의 건강기능식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다.
본 발명은 또한, 본 발명의 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역활성 증진용 조성물을 제공한다.
상기 면역활성 증진용 조성물은 B 세포의 생존율 및 증식율을 증가시키는 효과가 있는 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하고 있으므로, 면역활성 증진을 기대할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증강용 가축 사료 첨가제를 제공한다.
본 발명에 따른 가축 사료 첨가제에 있어서, 상기 세포외 다당류는 기탁번호 KCTC 12770BP로 기탁된 트라우스토키트리드계 변이균주 GA 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류이다.
본 발명의 가축 사료 첨가제에 있어서, 상기 가축은 오리, 닭, 거위, 꿩, 메추라기, 칠면조, 소, 젖소, 말, 당나귀, 돼지, 양, 염소, 개, 토끼 또는 고양이일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 가축 사료 첨가제에는 품질 저하를 방지하기 위하여 첨가하는 결착제, 유화제, 보존제 등이 있고, 효용 증대를 위하여 사료에 첨가하는 아미노산제, 비타민제, 효소제, 향미제, 비단백질태질소화합물, 규산염제, 완충제, 추출제, 올리고당 등이 있다. 그 외에도 사료 혼합제 등을 추가로 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 트라우스토키트리드계 변이균주를 이용한 세포외 다당류의 생산 및 분리
감마선 조사를 통해 얻어진 트라우스토키트리드계 변이균주 GA(기탁번호 KCTC 12770BP)의 균체를 현미경으로 관찰한 결과(도 1), 모균주는 균체들 간에 군집을 형성하면서 증식하는 데 반해 GA 변이균주는 군집을 형성하지 않고 단일 균체 형태로 증식하는 것으로 나타났으며, 또한 플레이트 상에서의 점액질 물질(세포외 다당류, exopolysacchride, EPS)을 생성하는 것을 확인할 수 있었다. GA 변이균주를 100mL의 비타민 첨가 배지(포도당 30g/L, 효모 추출물 10g/L, 인공해수염 5g/L, 인산이수소칼륨(KH2PO4) 9g/L, 염산티아민(thiamine hydrochloride) 9.5g/L, 비타민 B12(cyanocobalamin) 1 g/L 및 바이오틴 0.2 g/L)가 포함된 500mL 플라스크를 이용하여 28℃에서 125rpm으로 배양한 후, 4,000rpm 으로 4℃에서 10분 동안 원심분리하여 배양액으로부터 균체와 EPS 성분을 분리하였다.
회수한 균체와 EPS 성분을 PBS 버퍼(pH 7.2)로 3회 세척한 후, 1.2㎛와 0.45㎛의 와트만 유리 미세섬유 필터(Whatman glass microfiber filter)로 순차적으로 여과한 후 10K 아미콘 울트라 15 센트리푸갈 필터(centrifugal filter)를 이용하여 EPS 성분을 분리하였다. 분리한 EPS 성분에 에탄올을 첨가하여 4℃에서 12시간 동안 정치시킨 후 4,000rpm으로 4℃에서 10분 동안 원심분리하고 동결건조기에서 12시간 동안 건조하였다(도 2).
실시예 2. 트라우스토키트리드계 변이균주에 의해 생성된 EPS의 면역세포 증식효과
실시예 1에서 분리한 EPS의 면역세포 증식효과를 분석하였다.
면역세포인 T 세포와 B 세포 배양액에 단계별로 희석한 EPS를 처리하여 MTT 분석 및 세포수 계산(cell counting) 방법으로 세포증식 활성을 측정하였다. 면역세포는 한국세포주은행(KCLB)에서 분양 받은 Jurkat T 세포주 및 Ramos B 세포주를 사용하였다. MTT 분석 결과, B 세포의 경우, 10-9과 10-8의 EPS를 72시간 처리하였을 때 세포 생존율이 대조군(PBS 처리)과 비교하여 유의성 있게 증가하는 것을 확인하였다(도 3, **:P<0.01). EPS 처리에 따른 B 세포의 증식율(proliferation rate)을 측정하기 위하여 세포수 계산 분석을 실시한 결과, EPS 처리 농도가 증가함에 따라 대조군에 비하여 B 세포의 증식률이 유의성 있게 증가함을 확인할 수 있었다(도 4).
반면, T 세포의 경우 EPS 처리 농도 범위 내에서 처리 시간별 대조군(PBS 처리)과 비교하여 48시간째 10-10 처리 경우를 제외하고 전반적으로 세포 생존율에 유의성 있는 변화가 없는 것으로 확인되었다(*:P<0.05).
Claims (7)
- 기탁번호 KCTC 12770BP로 기탁된 트라우스토키트리드계 변이균주 GA 유래의 면역활성 증진 효과가 있는 세포외 다당류.
- 제1항에 있어서 상기 면역활성 증진은 B 세포의 활성화를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 세포외 다당류.
- 제1항의 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제3항에 있어서, 상기 면역질환은 감기, 천식, 폐렴, 알러지성 비염, 알러지성 결막염, 아토피성 피부염, 알러지, 류마티스 관절염, 알츠하이머병, 자가면역성 갑상선 질환, 염증성 장질환, 재생불량성 빈혈, 홍반성 루푸스 또는 건선인 것을 특징으로 하는 면역질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항의 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증진용 건강기능식품 조성물.
- 제1항의 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역활성 증진용 조성물.
- 제1항의 세포외 다당류를 유효성분으로 포함하는 면역증강용 가축 사료 첨가제.
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