KR101828379B1 - 해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents
해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 해당화 꽃의 에탄올 추출물, n-헥산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 n-부탄올 분획물 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 조성물은 아세틸콜린에스테라제 저해활성, 베타-시크레타제 저해활성 및 베타-아밀로이드 응집 저해활성을 나타내어 부작용 없이 치매를 효과적으로 예방, 지연, 개선 또는 치료할 수 있을 뿐만 아니라 기억력 및 인지능력을 개선할 수 있다.
본 발명의 조성물은 아세틸콜린에스테라제 저해활성, 베타-시크레타제 저해활성 및 베타-아밀로이드 응집 저해활성을 나타내어 부작용 없이 치매를 효과적으로 예방, 지연, 개선 또는 치료할 수 있을 뿐만 아니라 기억력 및 인지능력을 개선할 수 있다.
Description
본 발명은 해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 해당화 꽃의 에탄올 추출물, n-헥산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 n-부탄올 분획물 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
고령화 사회로 진입한 한국의 65세 이상 노인인구 비율은 2015년 현재 약 13%이나, 2030년에는 약 24%로 국민 4명 중 1명이 노인일 것으로 예상된다. 고령화와 더불어 치매환자 수도 급속히 증가하고 있다. 이러한 현실은 개인의 삶의 질을 저하시킬 뿐만 아니라 과다한 의료비 지출로 인한 국가 경쟁력 저하에 따라 커다란 사회ㅇ국가적 문제로까지 대두되고 있다.
치매는 뇌의 위축과 신경세포의 감소 및 노인 반(senile plaque)의 출현으로 인한 뇌신경의 비가역적인 파괴가 원인이 되어 기억력 저하와 언어장애, 행동장애 등의 다양한 후천적 인지기능 장애 증상을 수반하는 증후군을 일컫는다. 알츠하이머 질환(Alzheimer's Disease)은 치매의 가장 주요한 발병요인으로서 familial type과 sporadic type으로 분류되며, 전체 질환의 90% 이상이 주로 65세 이상의 노인에게 나타나는 sporadic type이다. Familial type은 amyloid precursor protein(APP), presenilin 1(PS1), presenilin 2(PS2) 유전자의 돌연변이가 병인으로 알려져 있으며. sporadic type의 경우는 그 원인이 노화 및 ApoE4 대립형질의 다양성이 병인으로 보고되었다. Aβ(β-amyloid)의 응집은 familial type과 sporadic type 모두에서 공통적으로 나타나는 병리현상으로 응집된 Aβ는 활성산소를 발생하고 염증반응을 일으켜 신경세포사를 유도한다. Aβ는 베타 아밀로이드 전구단백질인 APP(Amyloid precursor protein)가 β-secretase(BACE, β-site APP cleaving enzyme) 및 γ-secretase에 의해 분해되어 생기는 펩티드이다. 알츠하이머 질환 치료제 개발을 위한 표적 중 하나인 γ-secretase는 presenilin(PS), nicastrin(NCT), APH-1, PEN-2 등으로 이루어진 complex로 알려졌다. BACE knock-out 생쥐는 정상적으로 발육되므로 BACE가 치매 치료제 개발의 중요한 표적이 되고 있다. 최근 이와 같은 발병기전의 연구와 더불어 효소 저해제 및 Aβ 백신요법 등과 같은 치료제 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있으나, 임상에서는 아세틸콜린에스테라제(acetylcholinesterase, AChE) 저해제가 치료개선제로서 사용되고 있을 뿐 효과적인 치료제는 없는 실정이다. 최근에는 ibuprofen 등 항염증약물이 치매 형질전환 모델인 Tg2576 생쥐의 신경세포사를 보호하는 것으로 보고되었다.
자연계에 존재하는 식물체는 그 종류가 매우 다양할 뿐만 아니라 유용한 생리활성 성분을 함유하고 있는 경우가 많고, 이러한 식물체 유래 성분들은 인공적으로 합성 혹은 변형과정을 거쳐 생성되는 화합물에 비해 대체로 안정성이 우수하며, 자연계에 존재하는 물질이므로 자연분해가 가능하기 때문에 분해되거나 배출되지 않아 체내에 축적되는 문제가 적다. 따라서 본 발명자는 부작용 없이 효과적으로 치매를 예방, 지연 또는 치료할 수 있는 약제를 개발하고자 식물체로부터 치매에 효과적인 물질들을 탐색해 왔으며, 이러한 결과를 통해 대한민국 등록특허 제10-1194091호, 제10-1480899호와 같은 기술을 개발한 바 있다.
본 발명자는 새롭고 치매에 보다 효과적인 물질을 개발하기 위하여 다양한 식물체를 대상으로 스크리닝을 시도하였으며, 이들 중 상기와 같은 해당화 꽃이 가능성이 있음을 발견하게 되었다. 이를 바탕으로 보다 세부적이고 본격적인 연구를 통해 해당화 꽃의 추출물 또는 용매 분획물이 AChE 저해활성, BACE 저해활성, Aβ 응집 저해활성 등을 나타내며, 이에 따라 부작용 없이 치매를 효과적으로 예방, 지연, 개선 또는 치료할 수 있을 뿐만 아니라 기억력 및 인지능력을 효과적으로 개선할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 주된 목적은 부작용 없이 효과적으로 치매를 예방, 지연, 개선 또는 치료할 수 있는 식물유래 물질을 함유하는 약제학적 조성물, 기능성 건강보조식품 및 기능성 식품첨가제를 제공하는데 있다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 해당화 꽃 에탄올 추출물, 상기 해당화 꽃 에탄올 추출물을 n-헥산(n-hexane), 디클로로메탄(dichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 n-부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하여 얻은 n-헥산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 n-부탄올 분획물 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 추출물 또는 분획물은 해당화의 꽃으로부터 유래한다.
해당화는 장미과에 속하는 낙엽관목으로 전국 바닷가의 모래땅이나 산기슭에 자생하며 5 ~ 8월에 홍자색의 꽃이 핀다. 해당화 꽃은 이기(理氣), 해울(解鬱), 화혈산어(和血散瘀)의 효능이 있다고 알려져 있으며, 간위기통(肝胃氣痛), 만성관절염(慢性關節炎), 토혈(吐血), 객혈(喀血), 유옹(乳癰)의 치료에 사용한다. 그리고 해당화 뿌리는 간에서 당뇨병의 치료에 사용해 왔으며 스트렙토조토신 유발 당뇨쥐에서 혈당강하(血糖降下)와 지질감소에 효과가 있다고 보고되었다. 본 발명에 따르면 해당화의 식물체 부위 중에서도 꽃으로부터 유래한 추출물 또는 분획물이 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 치료에 효과적이다.
본 발명의 해당화 꽃 에탄올 추출물은 에탄올을 용매로 사용하는 당업계의 통상적인 추출방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 해당화 꽃을 용기에 담고 여기에 에탄올을 첨가한 상태로 추출하는 방법을 사용할 수 있다. 이때 에탄올의 첨가량은 해당화 꽃의 건조물 중량을 기준으로 5 ~ 20배로 하는 것이 바람직하다. 에탄올을 너무 많이 첨가하면 에탄올을 낭비하는 것이 되며, 너무 적게 첨가하면 기억력, 인지능력 및 치매에 대한 효과를 나타내는 성분이 충분이 추출되지 않을 수 있다. 추출시간은 3 ~ 10시간으로 하는 것이 바람직하고, 추출온도는 40 ~ 80℃인 것이 바람직하다. 추출시간이 너무 길면 불필요한 부가적 성분까지 추출될 수 있으며, 너무 짧으면 기억력, 인지능력 및 치매에 대한 효과를 나타내는 성분이 충분히 추출되지 않을 수 있고, 추출온도가 너무 높으면 성분이 변질되거나 파괴될 수 있으며, 너무 낮으면 이 성분과 에탄올의 활성도가 낮아져 추출효율이 낮아질 수 있다. 또한 진탕추출하여 추출효율을 높이는 것이 바람직하다.
또한 상기 각 분획물은 당업계의 통상적인 분획방법으로 제조될 수 있으나, 기억력, 인지능력 및 치매에 대한 효과를 나타내는 성분의 보다 효과적인 분획을 위해 분획대상 용액과 분획용매의 비율을 1 : 0.5 내지 1 : 2로 하고, 이들을 혼합한 다음 실온에서 10분 내지 60분 정치하여 분획이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.
추출 또는 분획 이후에는 추출물 또는 분획물에 포함된 용매의 제거과정을 거쳐 농축하는 것이 바람직하며, 동결건조 등의 방법으로 약제, 식품, 식품첨가제의 제조 및 보관을 용이하게 하는 것이 바람직하다.
본 발명의 추출물 또는 분획물의 제조에서 해당화 꽃은 채취한 것, 재배한 것 또는 시판되는 것에 제한 없이 사용될 수 있으며, 채취한 후 물로 세척하여 이물질 등을 제거한 후 건조하여 사용하는 것이 바람직하다. 건조는 그늘에서 바람이 잘 통하는 곳에서 이루어지는 것이 바람직하다. 직사광선 하에서 건조하는 경우 유용한 성분이 빛에 의해 물리화학적으로 변하거나 휘발될 수 있기 때문이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 상기 추출물 또는 분획물 자체일 수 있으며, 주성분인 상기 추출물 또는 분획물의 유효량에 1종 또는 2종 이상의 약제학적으로 허용가능한 통상적인 담체 및 1종 또는 2종 이상의 첨가제를 선택하여 통상적인 약제학적 제형으로 제조할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제할 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상제제로는 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. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 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, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물에는 상기 주요성분 즉 해당화 꽃 추출물 또는 분획물 이외에도 보조성분으로서 비타민 B, C, E나 베타카로틴, Ca, Mg, Zn 등의 미네랄 함유 화합물이나 레시틴 등의 인지질 또는 말톨, 아미노산 등의 화합물을 사용할 수 있다.
또한 상기 성분 이외에도 공지의 첨가제로서 미각을 돋구기 위하여 매실, 레몬향, 파인애플향 또는 허브향과 같은 천연향료나 천연과즙, 클로로필린(Chlorophyllin), 플라보노이드(Flvonoid) 등의 천연색소 및 감미성분인 과당, 벌꿀, 당알코올, 설탕 등과 구연산, 구연산나트륨 같은 산미제를 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물이 적용될 수 있는 개체는 척추동물이고, 바람직하게는 포유동물이며, 그보다 바람직하게는 쥐, 생쥐, 토끼, 기니아피크, 햄스터, 개, 고양이와 같은 실험동물이고, 가장 바람직하게는 침팬지, 고릴라와 같은 유인원류 동물이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있으며, 비경구 투여시 피부외용 또는 복강내, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사 방식을 선택하는 것이 바람직하고, 가장 바람직하게는 경구투여용으로 사용한다.
본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 투여대상의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 조절될 수 있어 그 범위가 다양하며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 자명하게 다양한 범위 내에서 사용할 수 있으나, 통상적으로 일일 투여량은 해당화 꽃 추출물 또는 각 분획물의 양을 기준으로 10 ~ 100㎎/㎏이고, 바람직하게는 10 ~ 50㎎/㎏이며, 하루 1 ~ 6 회 투여될 수 있다.
투약 단위는, 예를 들면 개별 투약량의 1, 2, 3 또는 4배로, 또는 1/2, 1/3 또는 1/4배를 함유할 수 있다. 개별 투약량은 바람직하기로는 유효 약물이 1회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1일 투여량의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4배에 해당한다.
본 발명의 약제학적 조성물은 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 해당화 꽃 에탄올 추출물, 상기 해당화 꽃 에탄올 추출물을 n-헥산(n-hexane), 디클로로메탄(dichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 n-부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하여 얻은 n-헥산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 n-부탄올 분획물 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 개선용 기능성 건강보조식품 및 식품첨가제를 제공한다.
본 발명에 따른 기능성 식품은, 예를 들어, 츄잉껌, 캐러멜 제품, 캔디류, 빙과류, 과자류 등의 각종 식품류, 청량 음료, 미네랄 워터, 알코올 음료 등의 음료 제품, 비타민이나 미네랄 등을 포함한 건강기능성 식품류일 수 있다.
본 발명의 해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 위생)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 상기 해당화 꽃 추출물 또는 분획물은 원료에 대하여 15중량% 이하, 바람직하게는 10중량% 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.
본 발명의 기능성 식품은 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다.
상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강식품 100중량부당 0.01 ~ 0.04중량부, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03중량부의 범위에서 선택하는 것이 바람직하다.
상기 이 외에 본 발명의 기능성 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 기능성 식품은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강식품 100중량부당 0.01 ~ 0.1중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 조성물은 아세틸콜린에스테라제 저해활성, 베타-시크레타제 저해활성 및 베타-아밀로이드 응집 저해활성을 나타내어 부작용 없이 치매를 효과적으로 예방, 지연, 개선 또는 치료할 수 있을 뿐만 아니라 기억력 및 인지능력을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 각 용매 분획물의 제조과정 및 수율을 나타낸 것이다.
도 2는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 각 용매 분획물의 아세틸콜린에스테라제 (acetylcholine esterase, AChE) 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 3은 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 BACE(β-site APP cleaving enzyme 1) 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 4는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 베타 아밀로이드 응집 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 5는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 베타 아밀로이드 응집 억제 활성을 정량하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 DPPH 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 2는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 각 용매 분획물의 아세틸콜린에스테라제 (acetylcholine esterase, AChE) 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 3은 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 BACE(β-site APP cleaving enzyme 1) 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 4는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 베타 아밀로이드 응집 억제 활성을 나타낸 것이다.
도 5는 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 베타 아밀로이드 응집 억제 활성을 정량하여 나타낸 그래프이다.
도 6은 해당화 꽃 에탄올 추출물 및 n-부탄올 분획물의 DPPH 억제 활성을 나타낸 것이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 1. 해당화 꽃 추출물 및 분획물 제조
1-1. 에탄올 추출물
선운산야생꽃차 주식회사로부터 해당화 꽃 500g을 공급받아 건조한 후 47g의 시료를 얻었고, 여기에 470㎖의 에탄올(ethanol)을 첨가하여 60℃에서 5시간 동안 추출하였다. 추출액을 여과하고 감압 농축하여 약 7.83g의 추출물을 수득하였다.
1-2. n-헥산 분획물
상기 1-1의 추출물을 50㎖의 물에 현탁한 다음 헥산(n-hexane) 50㎖을 첨가하여 혼합하고 실온에서 30분간 정치한 다음 생성되는 상층의 n-헥산층을 수득하였다.
n-헥산층 분획액에서 감압 농축으로 n-헥산을 제거하여 분획물을 수득하였다.
1-3. 디클로로메탄 분획물
상기 1-2에서 생성되는 하층의 수용액층 분획액에 디클로로메탄(dichloromethane) 50㎖을 첨가하여 혼합하고 실온에서 30분간 정치한 다음 생성되는 하층의 디클로로메탄층을 수득하였다.
디클로로메탄층 분획액에서 감압 농축으로 디클로로메탄을 제거하여 분획물을 수득하였다.
1-4. 에틸아세테이트 분획물
상기 1-3에서 생성되는 상층의 수용액층 분획액에 에틸아세테이트(ethyl acetate) 50㎖을 첨가하여 혼합하고 실온에서 30분간 정치한 다음 생성되는 상층의 에틸아세테이트층을 수득하였다.
에틸아세테이트층 분획액에서 감압 농축으로 에틸아세테이트를 제거하여 분획물을 수득하였다.
1-5. n-부탄올 분획물
상기 1-4에서 생성되는 하층의 수용액층 분획액에 부탄올(n-butanol) 50㎖을 첨가하여 혼합하고 실온에서 30분간 정치한 다음 생성되는 상층의 n-부탄올층을 수득하였다.
n-부탄올층 분획액에서 감압 농축으로 n-부탄올을 제거하여 분획물을 수득하였다.
1-5. 물 분획물
상기 1-4에서 생성되는 하층의 수용액층 분획액에서 감압 농축으로 물을 제거하여 분획물을 수득하였다.
상기 각각의 추출물 또는 분획물의 수율은 다음 표 1과 같다.
추출물 또는 분획물 | 중량(g) | 수율(%) |
해당화 꽃 건조분말 | 47 | 100.00 |
에탄올 추출물 | 7.83 | 16.66 |
n-헥산 분획물 | 0.082 | 0.17 |
디클로로메탄 분획물 | 0.036 | 0.08 |
에틸아세테이트 분획물 | 0.399 | 0.85 |
n-부탄올 분획물 | 0.184 | 0.39 |
물 분획물 | 5.72 | 12.17 |
실험예 1. 기억력, 인지능력 및 치매에 대한 효과 평가
1-1. 아세틸콜린에스테라제 저해활성
치매약물의 표적 중의 하나인 아세틸콜린에스테라제(acetylcholinesterase, AChE) 활성실험을 통하여 해당화 꽃의 추출물 및 분획물에도 활성이 있는지 실험해 보았다. 이는 신경반응과 기능에 가장 중요한 효소인 아세틸콜린에스테라제의 활성을 저해하는 것을 확인하는 실험이다. 에탄올 추출물 또는 분획물을 최종농도가 각각 0.1, 1, 10, 50, 100㎍/㎖이 되도록 희석한 다음, 120mM의 acetylcholine iodide을 넣고 DTNB를 넣은 후 fluorometer를 이용하여 570nm에서 측정하였다.
에탄올 추출물 및 각 분획물의 AChE에 대한 억제 활성을 분석한 결과 대부분의 분획물에서 효과가 있었으며, 특히 에탄올 추출물(이하 'ET'로 약기함)과 n-부탄올 분획물(이하 'BU'로 약기함)에서 높은 저해활성을 나타내었다. ET를 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 DMSO 처리군(CON, 음성대조군)에 비해 농도 의존적으로 각각 48.9±6.6, 72.7±2.9%의 저해활성을 나타내었고, BU를 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우에도 농도 의존적으로 각각 75±3.0, 86.1±0.6%의 저해활성을 나타내었다. 두 시료 모두 1, 10㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우에는 저해활성을 관찰할 수 없었으며, 양성대조군으로 사용한 tacrine 1μM, galantamine 10μM은 각각 74.3±1.0%, 74.2±1.2%의 저해활성을 나타내었다. ET와 BU 모두 100㎍/㎖ 농도로 처리하였을 경우 tacrine 1μM, galantamine 10μM 처리 시의 저해 활성과 동일하거나 더 강한 저해활성을 나타내었다(도 2 참조).
1-2. BACE 저해활성
BACE에 대한 저해활성은 BACE-1 FRET(fluorescence resonance energy transfer) ASSAY 키트(PanVera Co, Madison, WI)를 사용하여 측정하였다. 해당화 꽃의 추출물 및 분획물을 96 well plate에 최종농도가 1, 10, 50, 100㎍/㎖가 되도록 희석하여 BACE-1 기질(Rh-EVNLDAEFK quencher, in 50nmol/ℓ ammonium bicarbonate)과 BACE-1 효소[in 50mM Tris(pH7.5), 10% glycerol)(1.0U/㎖)]를 각각 10㎕씩 넣은 후 실온에서 반응시켰다. 반응 1시간 후 정지액인 2.5mol/ℓ sodium acetate 10㎕를 넣고 multi-well spectro-fluorometer(infinite F200, TECAN, Switzerland)를 이용하여 emmision 585㎚, excitation 545㎚에서 형광을 측정하였다. 이 때 양성대조군으로는 β-secretase inhibitor III(β-SI) 10μM을 사용하였으며, 각 시료에 대한 BACE 저해활성을 3회 반복하여 분석한 후 통계 처리하였다.
BACE에 대한 저해활성을 분석한 결과, ET를 1, 10, 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 DMSO 처리군(CON, 음성대조군)에 비해 각각 42.8±0.5%, 60.2±2.6%, 49.0±1.0%, 45.9±7.5%의 저해활성을 나타내었으며, BU를 1, 10, 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우에도 농도 의존적으로 각각 13.6±16.5%, 51.2±0.4%, 69.2±7.1%, 74.6±7.0%의 저해활성을 나타내었다. 양성 대조군으로 사용한 10μM β-secretase inhibitor III(β-SI)은 30.2±8.3%의 저해활성을 나타내었다. 특히 BU는 1㎍/㎖을 제외한 모든 농도에서 10μM β-SI 보다 더 강한 저해활성을 나타내었다(도 3 참조).
1-3. Aβ 응집실험과 Transmission electron microscopy 분석
Aβ의 응집에 미치는 영향을 분석하고자 다음과 같이 Aβ 응집반응을 유도한 후 Transmission electron microscopy(TEM) 분석을 수행하였다.
PBS로 희석한 Aβ42(20μM)를 상온에서 20분 동안 반응시킨 후, 해당화 꽃 추출물 또는 분획물(5.4㎍), 양성대조군인 커큐민(curcumin)(5.4μM)을 각각 5㎕씩 넣고 37℃에서 0, 3, 15시간 반응시켰다. 반응이 종료된 시료 10㎕를 400mesh Copper grids(Formvar/Carbon, Electron Microscopy Science)에 올려놓고 건조시킨 후, Milli-Q water 5㎕로 두 번 세척하였다. Milli-Q water를 제거한 grid를 1% uranyl acetate 10㎕로 1분 동안 염색한 후, 상온에서 15분 건조하여 FEI G2 Spirit Twin microscope(Hitachi H-7650, Japan)로 이미지를 얻었다. 이 때 각 시료 마다 3개 이상의 Aβ 응집체를 확보하였고, 이중 무작위로 3곳의 이미지를 선택하여 Image J2(NIH)로 Aβ 응집정도를 정량하였다.
Aβ42의 응집에 대한 저해활성을 측정하기 위해 TEM 분석을 실시하여 각각 3개 이상의 이미지를 얻었다(도 4 참조). 이미지로부터 응집된 Aβ를 Image J2로 정량한 결과, 음성대조군(Aβ)의 응집정도는 반응시간 3, 15시간 순으로 각각 2.3배, 3배로 증가하지만 ET와 BU는 감소하는 결과를 나타내었다. 한편, 양성대조군인 커큐민의 응집저해 효과와 비교해보면, ET 시료에서 유사한 양상으로 응집저해활성을 나타내었다(도 5 참조).
1-4. DPPH 라디칼 소거능
항산화활성을 검정하기 위해 DPPH(2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl)의 활성산소 라디칼을 측정하여 그 소거능을 분석하였다.
해당화 꽃 추출물 또는 분획물을 최종농도 1, 10, 50, 100㎍/㎖가 되도록 희석하여 96 well에 2.5㎕씩 넣은 후 100㎍/㎖ DPPH 기질용액을 247.5㎕씩 넣고 차광하여 20분 실온에서 반응시켰다. 대조약물로는 50μM L-ascorbic acid(Vit.C)를 사용하였으며, 시료를 첨가하지 않은 대조군을 100%로 하여 Microplate reader(Sunrise, TECAN, Switzerland)를 사용하여 517㎚에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료에 대해 DPPH radical을 3회 반복하여 분석한 값을 통계 처리하였다.
ET를 1, 10, 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 음성대조군(CON)에 비해 농도 의존적으로 각각 64.5±7.5%, 88.4±0.1%, 94.7±0.9%, 97.7±4.9%의 DPPH 라디칼 저해활성을 나타내었다. BU 또한 1, 10, 50, 100㎍/㎖의 농도로 처리하였을 경우 농도 의존적으로 각각 83.5±1.4%, 90.5±0.1%, 94.0±0.5%, 94.0±0.4%의 저해활성을 나타내었다. 양성 대조군으로 사용한 50μM Vit.C는 59.3±0.1%의 저해활성을 나타내었다. 모든 시료에서 50μM Vit.C 보다 더 강한 DPPH 라디칼 소거능을 나타내었다(도 6 참조).
Claims (6)
- 해당화 꽃 에탄올 추출물; 및 상기 해당화 꽃 에탄올 추출물을 n-헥산(hexane), 디클로로메탄(dichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 n-부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하여 얻은 n-부탄올 분획물; 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 치료용 약제학적 조성물.
- 삭제
- 해당화 꽃 에탄올 추출물; 및 상기 해당화 꽃 에탄올 추출물을 n-헥산(hexane), 디클로로메탄(dichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 n-부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하여 얻은 n-부탄올 분획물; 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 개선용 기능성 건강보조식품.
- 삭제
- 해당화 꽃 에탄올 추출물; 및 상기 해당화 꽃 에탄올 추출물을 n-헥산(hexane), 디클로로메탄(dichloromethane), 에틸아세테이트(ethyl acetate) 및 n-부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하여 얻은 n-부탄올 분획물; 중에서 선택된 것을 유효성분으로 함유하는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 개선용 기능성 식품첨가제.
- 삭제
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