KR101852583B1 - 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물 - Google Patents
현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌질환 예방용 약학 및 건강기능 식품 조성물에 관한 것으로서, 상기 현사시나무 추출물은 신경세포 보호능 및 신경세포사멸 억제능이 우수하고, 신경아교세포의 활성화 억제능이 뛰어나다는 것이 확인되어, 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 뇌 해마조직 CA1 영역의 신경 손상을 효과적으로 예방할 수 있어서, 허혈성 뇌질환을 효과적으로 예방하는데 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물에 관한 것이다.
최근 경제수준의 향상과 더불어 의학 및 생명과학의 발달로 인하여 전 세계적으로 노인인구가 급증하고 있는 추세이다. 통계청에서 발표한 자료에 따르면, 지난 2012년 한국인의 기대 수명은 81.4세로, 61.9세를 기록했던 1970년에 비해 크게 증가하였다. 현재 우리나라는 이미 고령화 사회로 진입한 것으로 평가되며, 2020년에는 65세 이상의 노령인구가 우리나라 총인구에서 차지하는 비중이 20%에 육박하여 초고령사회에 진입할 것으로 전망된다.
그러나, 건강의 질적 측면을 고려한 한국인의 건강수명은 2012년 66.0세로, 기대수명의 18.9%인 15.4년 동안 각종 질환에 시달릴 것으로 추정된다. 이는 한국 사회의 고령화로 노인성 질환이 증가하며 그로 인한 고통이 늘고, 사회적 비용 또한 증가할 것으로 전망됨을 의미한다.
인구의 고령화와 더불어 노화에 기인하는 여러 노인성 질환의 발생률과 유병률이 증가하고 있으며, 특히 뇌 또는 척추 등의 손상을 포함하는 중추신경계(central nervous system, CNS) 질환이 계속해서 증가하고 있는 추세이다. 이중 가장 비중이 높은 CNS 질환은 뇌혈관 질환(cerebrovascular disease)으로 단일 질환 사망률 1위를 기록하고 있으며, 국내에서 매년 6만 명의 환자가 발생하고 있는 추세이다.
상기 뇌혈관 질환은 대표적인 노인성 질환으로, 우리나라 단일 질환 사망률 1위를 기록하고 있다. 상기 뇌혈관 질환은 흔히 뇌졸중(stroke)이라고도 하며, 뇌에 있는 혈관이 막히거나 터져서 발생하는 질병이다. 상기 뇌에 있는 혈관이 막히거나 터져 뇌혈류 이상으로 뇌의 일정 부위의 순환에 장애가 생겨, 해당 부위에 상응하는 신경의 기능이 손실되는 결과를 초래하는 것이 특징이다.
상기 뇌혈관 질환은 생존시 결손이 회복되는 다른 질환들과 달리 근력마비, 의식장애, 시각장애 및 인지기능저하 등의 영구적인 장애를 유발하는 첫 번째 원인으로 꼽히고 있으며, 근본적인 병인의 이해 및 치료기술 개발에 대한 수요가 증가하고 있지만, 치료 후에도 상당수가 재발한다고 알려져 있기 때문에 막대한 사회, 경제적인 손실을 초래하고 있는 실정이다.
상기 뇌혈관 질환은 크게 사고 등의 충격에 의하여 뇌에 혈액을 공급하는 혈관이 터져서 발생하는 출혈성 뇌혈관 질환(hemorrhagic stroke)과 혈전, 관류 감소 등에 의하여 일시적으로 혈류가 차단됨으로써 뇌에 산소와 영양분의 공급이 이루어지지 않아 발생하는 허혈성 뇌혈관 질환(ischemic stroke)으로 구분할 수 있다.
상기 뇌졸중은 손상 받는 뇌의 영역에 따라 반신마비, 언어장애, 기억 및 추론능력 상실, 혼수상태를 일으킬 수 있고, 심한 경우에는 사망에 이르기도 한다.
최근 우리나라의 경우 식생활의 서구화 및 생활습관 등의 영향으로 인하여 출혈성 뇌혈관 질환에 비교하여 허혈성 뇌혈관 질환의 발생률이 지속적으로 증가하는 경향을 보이고 있다. 한 연구 조사에 의하면, 허혈성 뇌혈관 질환은 모든 뇌혈관 질환 유형의 약 80%를 차지하는 것으로 알려져 있다.
상기한 바와 같이 뇌혈관 질환 중 높은 발병률을 갖고 있는 허혈성 뇌혈관 질환은 뇌졸중(stoke)이나 뇌경색(cerebral infarction)을 유발한다. 상기 허혈성 뇌혈관 질환, 구체적으로 허혈성 뇌졸중은 심혈관계통 내에서 생성된 혈전이나 색전 등 노페물이 뇌혈관에 폐색을 발생시켜 뇌에 공급되는 혈액량이 감소하고 그에 따른 뇌조직의 신경세포사멸이 유발되어, 해당 뇌조직과 관련된 기능장애를 일으키는 질환이다. 상기 뇌조직의 신경세포사멸을 허혈성 신경세포사멸이라고 한다. 상기 허혈성 뇌질환은 혈전증(thrombosis), 색전증(Embolism), 일과성 허혈 발작(transient ischemic attack) 등으로 세분할 수 있다.
일 예로, 몽골리안 저빌(Mongolian gerbil)을 통한 실험에서 살펴보면, 5분간 뇌허혈을 유도한 뒤 4일 후에 해마(hippocampus)의 CA1(conus ammonis 1) 영역에서 신경세포사멸이 관찰되는 것으로 알려져 있으며, 이를 지연성 신경세포사멸(delayed neuronal death)이라고 한다(Kirino, Brain Res., 239, pp 57 - 69, 1982).
신경세포사멸은 뇌조직에 산소와 영양분의 공급이 충분히 이루어지지 않아 발생하는 것이나, 이와 관련 뇌허혈에 따른 신경세포사멸은 여러 기전을 통해 일어나게 되는 것으로 보고되고 있다.
우선, 글루타메이트(glutamate)와 그 수용체에 의해 매개되는 신경세포사멸로서, 허혈로 인해 글루타메이트 수용체의 흥분이 지속되면 과다한 칼슘 이온이 신경세포 내부로 유입되어 흥분성세포독성(excitotoxicity)에 의한 세포사멸을 일으킨다. 두 번째 기전으로는 허혈 후 재관류에 따른 초과적인 활성산소종(reactive oxygen species)의 생성에 의해 산화적 스트레스(oxidative stress)으로 인한 신경세포사멸이 일어나는 것이다. 세 번째 기전으로는 신경아교세포(neuroglia)의 활성화 및 말초 염증성 세포들의 침윤에 의한 염증반응(inflammatory response)이 있다(Mitani et al., Neuroscience., 42, pp 661 - 670, 1991; Chu et al., J Neuroinflammation., 9, pp 69, 2012; Wang et al., Free Radic Biol Med., 43, pp 1048 - 1060, 2007).
이에 따라, 최근 허혈성 뇌졸중을 치료하기 위한 연구는 상기 제시된 기전을 바탕으로 뇌허혈시 유발되는 신경세포사멸을 효과적으로 억제하는 방향 즉, 허혈성 뇌졸중의 치료 보다는 그에 대한 예방을 강조하는 방향으로 진행되고 있으며, 이러한 차원에서 뇌혈관의 폐색과는 관계없이, 특정 영역의 신경세포 상실이나 소멸 또는, 신경분화의 억제하거나 신경세포를 보호할 수 있는 물질을 지속적으로 섭취하여 이러한 허혈성 뇌졸중을 예방하는 것의 필요성이 새롭게 인식되고 있으며, 이러한 점에서 허혈성 뇌졸중 치료는 퇴행성 뇌질환 치료와는 구분된다.
현재까지 허혈성 뇌졸중의 치료제로 FDA 승인을 받은 조직 플라스미노겐 활성인자(tissue plasminogen activator)는 뇌허혈을 유발시키는 혈전을 녹여 산소 및 포도당의 공급을 유도하는 물질로서, 허혈성 뇌졸중 발병 후 4.5시간 이내에 병원에 도착한 극소수의 환자들에게만 적용이 가능하며, 과량으로 사용하거나, 자주 사용하는 경우에는 혈관벽이 얇아져 결국 출혈성 뇌졸중을 유발하게 될 수 있다.
또한, 칼슘통로 길항제인 니모디핀(nimodipine), 플루나리진(flunarizine)과 글루타메이트 길항제인 MK-801, 덱스트로르판(dextraphan) 그리고 활성산소종 포촉제인 티릴라자드(tirilazad) 등이 허혈성 뇌졸중에 따른 신경세포 보호제로 개발되어 전임상 시험을 통해 신경세포보호 효능이 확인된 바 있다. 하지만, 대규모 임상시험에서 효능의 부족 및 부작용 등으로 인하여, 허혈성 뇌졸중의 치료제로서 임상에 도입되기 어려운 실정이다.
따라서, 현재까지 안전한 것으로 인정되는 물질 중에서 허혈에 의한 뇌신경세포의 사멸을 억제하거나 지연시킬 수 있는 물질에 대한 연구의 필요성이 증대되고 있다.
상기 허혈성 뇌졸중에 대한 예방을 위한 약물투여의 경우, 일반적인 질환에 대한 약물과 마찬가지로 부작용이 문제될 수 있는 단일 합성물 보다는 천연 복합물이 선호되고 있는 추세이다. 이러한 경향에 따라, 최근 건강기능식품에 대한 관심 및 수용의 증가와 함께 국내에서 다수의 천연 물질이 뇌혈관 질환의 예방에 효과가 있는 건강기능식품으로서 시판되고 있다.
그러나, 이들 중에는 과학적인 검증을 거치지 않은 것이 상당 부분 차지하고 있으며, 오히려 건강기능식품 남용의 원인이 되기도 하여 사회적인 문제가 되고 있다.
따라서, 오랫동안 식품으로 사용되어 그 안전성이 입증된 천연자원들을 객관적으로 검증하여 뇌혈관 질환의 치료 및 예방 효과를 갖는 천연물질을 개발하고자 하는 노력이 요구된다.
본 발명은 허혈성 뇌졸중을 효과적으로 예방하고, 뇌허혈에 의한 신경세포사멸을 억제할 뿐만 아니라 인체에도 무해한 천연식물의 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌졸중 예방용 조성물 또는, 상기 조성물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌졸중 예방용 건강기능식품을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물에 관한 것일 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 뇌허혈에 의한 신경세포, 구체적으로 뇌 해마조직 CA1 영역의 신경세포의 손상을 예방하기 위한 목적으로 사용될 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 허혈성 뇌졸중, 뇌경색, 혈전증, 색전증, 일과성 허혈발작, 백질이상증 및 소경색으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
다른 측면에서, 본 발명은 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물에 관한 것일 수 있다.
상기 현사시나무 추출물은 현사시나무를 물, 유기용매 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 추출한 것일 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 상기 현사시나무 추출물이 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 99.999 중량%(w/w) 포함되는 것일 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 허혈성 뇌졸중, 뇌경색, 혈전증, 색전증, 일과성 허혈발작, 백질이상증 및 소경색으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것일 수 있다.
상기 현사시나무 추출물은 뇌 해마조직 CA1 영역의 신경세포를 보호하는 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 발명은 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것일 수 있다.
상기 현사시나무 추출물은 현사시나무를 물, 유기용매 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 추출한 것일 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물은 건강기능성 식품인 것일 수 있다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물은 상기 현사시나무 추출물이 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 49.999 중량% 포함되는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 발명자들은 기존 안전성과 부작용이 문제되던 약물의 유효성분과 달리 인체 안전성이 확보된 천연자원을 이용하여, 허혈성 뇌졸중에 따른 신경세포사멸을 예방할 수 있는 물질에 대해 연구 하던 중, 현사시나무 추출물이 뇌허혈에 취약하다고 알려져 있는 뇌 해마조직 CA1 영역의 신경세포의 손상 예방 효과가 있음을 실험적으로 확인하였고, 이를 바탕으로 동물실험을 통하여 현사시나무 추출물이 뇌허혈에 의해 발생될 수 있는 허혈성 뇌혈관 질환의 예방, 개선 또는 치료 효과가 있음을 확인하여, 이를 바탕으로 본 발명을 완성하게 되었다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 조성물 이란 명시된 성분들을 명시된 양으로 포함하는 생성물뿐만 아니라, 명시된 양의 명시된 성분들의 배합물로부터 직접 또는 간접적으로 야기되는 생성물을 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 유효성분이란 조성물, 구체적으로 약학조성물 또는 식품조성물에 있어서 허혈성 뇌혈관 질환의 치료, 개선 또는 예방 효과, 구체적으로 허혈성 또는 지연성 신경세포사멸을 효과적으로 억제할 수 있는 성분을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 환자란 사람 및 동물을 모두 포함하는 의미이다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 유효량 또는 치료학적 유효량이란 목적으로 하는 질환의 치료, 경감, 완화, 억제 또는 예방 효과를 발생시키는데 효과적인 본 발명의 추출물 또는 조성물의 양을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 신경세포 보호란 중추 신경계, 일 예로 뇌 또는 척수의 신경세포사멸을 억제하거나, 신경세포의 손상으로부터 보호하는 것을 의미한다. 보다 구체적으로, 상기 신경세포 보호란 뇌허혈에 의하여 유발되는 뇌 부위, 일 예로 해마 부위의 신경세포사멸을 억제하고 보호하는 것일 수 있다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 허혈이란 조직으로 흐르는 혈류가 감소하거나 혈류가 차단되는 것을 의미한다. 허혈에 의해 조직에 산소와 영양소의 결핍이 일어나면, 허혈이 일어난 조직에서는 세포사멸(괴사)이 초래될 수 있다.
본 발명에서 허혈성 뇌혈관 질환이란 뇌의 혈관이 어떠한 이유로 막혀 뇌에 필요한 혈액이 공급되지 않아 발생하는 질환을 총칭하는 용어를 의미하며, 뇌허혈 질환이라고도 한다. 상기 허혈성 뇌혈관 질환이란 뇌의 혈류가 감소되어 산소와 포도당의 공급이 정상적으로 이루어지지 않아, 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직 CA1 영역의 신경세포에 지연성 신경세포사멸이 유발되어 발생되는 질환을 말하며, 상기 허혈성 뇌혈관 질환의 예로는 허혈성 뇌혈관 질환, 허혈성 뇌경색 등이 포함될 수 있다.
본 발명은 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물에 관한 것이다.
상기 현사시나무(Populus tomentiglandulosa)는 버드나뭇과(Salicaceae)이며 은백양(Populus alba L.)과 수원사시나무(Populus glandulosa Uyeki)의 교잡종으로, 생장속도가 빠른 낙엽 활엽 교목이다. 상기 현사시나무는 계곡이나 산기슭 아래에서 잘 자라며 번식은 꺾꽂이로 한다. 상기 현사시나무는 전국의 산지에 넓게 조림되어있으며, 인가와 가까운 산지에서 현사시나무의 군집을 쉽게 확인할 수 있다. 상기 현사시나무는 높이 20 m, 둘레 50 cm에 이른다. 상기 현사시나무의 나무껍질은 회백색이고 평활하며 마름모꼴의 피목이 발달하고, 상기 현사시나무의 잎은 길이 3 cm 내지 8 cm로 달걀모양의 어긋나기 형태이며, 상기 현사시나무의 꽃은 암수딴그루이거나 암수한그루로 4월에 피고, 상기 현사시나무의 열매는 달걀모양으로 5월에 익는다.
상기 현사시나무는 그 형태에 특별한 제한이 없이 추출물 분야에서 추출물을 얻기 위하여 통상적으로 이용되는 형태를 모두 포함한다. 구체적으로, 상기 현사시나무는 현사시나무의 다양한 기관 또는 부분, 상세하게는 잎, 꽃, 뿌리, 줄기, 가지, 껍질, 및 종자일 수 있고, 일 예로 지상부, 또는 가식부인 잎, 줄기 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 추출물은 통상의 식물 추출물의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다. 상기 추출물은 추출용매로 추출한 용매 추출물, 추출용매로 추출하여 제조한 추출물에 분획용매를 가하여 분획한 분획물 또는 상기 분획물에 크로마토그래피를 수행하여 수득한 정제물일 수 있다. 보다 구체적으로는 불순물을 제거한 현사시나무, 상기 현사시나무의 분쇄물 또는 상기 현사시나무 분쇄물의 건조물에 대해 용매 추출법, 초임계 추출법 또는 초음파 추출법을 수행하여 추출된 것일 수 있다.
이러한 의미에서, 상기 추출물은 추출용매로 추출한 용매 추출물, 초임계 추출물 즉, 초임계 유체의 의한 초임계 추출을 통한 추출물 또는 초음파 추출물, 상기 추출물에 분획용매를 가하여 분획한 분획물 또는 상기 분획물에 크로마토그래피를 수행하여 수득한 정제물일 수 있다.
상기 용매 추출물은 당업계에 공지된 통상의 방법에 따라, 통상적인 온도와 압력의 조건 하에서 통상적인 용매, 구체적으로 추출용매를 사용하여 제조된 것일 수 있다.
상기 추출용매는 천연물 추출에 사용될 수 있는 물, 유기용매 또는 이들의 혼합용매, 바람직하게는 물, 탄소수 1 내지 5의 알코올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 유기용매는 메탄올, 에탄올 등의 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지형 알코올, 에틸아세테이트 또는 아세톤 등의 극성용매와 핵산 또는 디클로로메탄의 비극성용매, 탄소수 3내지 5의 케톤 등의 중성용매 또는 이들의 혼합용매일 수 있으며, 바람직하게는 50% 내지 90%의 에탄올 등의 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지형 알코올 수용액, 더욱 바람직하게는 60% 내지 80% 에탄올 수용액, 더더욱 바람직하게는 65% 내지 75% 에탄올 수용액일 수 있다.
상기 분획용매는 물, 탄소수 5 내지 7의 알칸, 부탄올을 포함한 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지형 알코올, 에틸아세테이트, 메틸렌클로라이드, 클로로포름, 헥산 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 추출용매 또는 분획용매는 실질적으로 동일한 효과를 나타낼 수 있는 당업자에게 공지된 통상의 다른 용매로 대체될 수 있다.
본 발명의 현사시나무 추출물은 통상의 식물 추출물의 제조방법에 따라 제조된 것일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 현사시나무 추출물의 제조는 불순물을 제거한 현사시나무 열매의 건조물을 분쇄한 분쇄물에 추출용매를 가하고 추출하는 방법으로 수행하였다. 상기 용매를 이용한 추출법은 냉침추출법, 온침추출법, 가압추출법, 환류추출법 또는 초음파 분쇄 추출법일 수 있다.
또한, 상기 현사시나무 추출물의 분획물의 제조는 상기 추출법으로 제조한 추출물 즉, 조추출물 또는 조추출액에 분획용매를 가한 후에 분획용매의 극성에 따라 분획물을 수득하는 방법으로 수행할 수 있다. 상기 분획물을 수득하는 방법은 층분리에 의한 분리법 또는 분획법으로 수행할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 추출물에 추출용매와 극성이 상이한 분획용매를 가한 후에, 예를 들어 헥산, 클로로포름, 메틸렌클로라이드, 에틸아세테이트, 부탄올 및 물의 분획용매를 상기 기재와 동일한 순서로 가한 후에 층분리된 헥산 분획물, 클로로포름 분획물, 메틸렌클로라이드 분획물, 에틸아세테이트 분획물, 부탄올 분획물 및 물 분획물을 수득하는 방법으로 수행할 수 있다.
상기 층분리에 의한 분획법은 상기 용매의 비극성의 정도에 따라 그 순서대로 추출물에 가하고, 각 적용시마다 층 분리에 의해 얻어지는 분획물을 수득하는 방법일 수 있고, 일 예로 에탄올 수용액 추출물에 헥산을 첨가하여 층분리가 된 헥산층을 분획하여 얻은 헥산 분획물; 상기 헥산 분획물을 분리하고 남은 층에 메틸렌클로라이드를 첨가하여 층분리가 된 메틸렌클로라이드층을 분획하여 얻은 메틸렌클로라이드 분획물; 상기 메틸렌클로라이드 분획물을 분리하고 남은 층에 에틸렌아세테이트를 첨가하여 층분리가 된 에틸아세테이트층을 분획하여 얻은 에틸아세테이트 분획물 및 상기 에틸아세테이트 분획물을 분리하고 남은 층인 물 분획물 순차적으로 수득하는 방법일 수 있다.
상기 분획물의 정제를 위한 크로마토그래피는 실리카겔 칼럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography), 박층 크로마토그래피(thin layer chromatography, TLC), 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography, HPLC) 등의 다양한 크로마토 그래피를 이용하여 수행할 수 있다.
또한, 상기 추출물은 추출, 분획과정 또는 정제과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명에서의 현사시나무 추출물은 통상적 방법으로 건조된 추출물의 건조물과 통상적 방법으로 농축된 추출물의 농축물, 상기 추출물, 건조물 또는 농축물의 희석액을 포함하는 의미로 사용된다. 상기 수득한 현사시나무 추출물은 사용 시까지 급속 냉동 냉동고(deep freezer)에 보관할 수 있다.
본 발명에서 허혈성 뇌졸중이란 뇌의 혈관이 어떠한 이유로 막혀 뇌에 필요한 혈액이 공급되지 않아 발생하는 질환을 총칭하며, 뇌허혈 질환이라고도 한다. 상기 뇌허혈(cerebral ischemia)은 임상적으로 심정지(cardiac arrest) 또는 뇌졸중에서 가장 보편적으로 나타나고, 난치성 뇌신경세포 손상이 야기되며, 이로 인해 불구가 되거나 혼수상태에 빠질 수 있고, 심한 경우에는 사망에 이르게 된다
상기 뇌허혈에 의해 뇌의 혈류가 감소되어 산소와 포도당의 공급이 정상적으로 이루어지지 않게 되면, 산화적 인산화 반응이 감퇴되고, 결과적으로 혐기성 해당작용(glycolysis)도 정지되어, 세포 내 에너지원으로 사용되는 아데노신 트리포스페이트(adenosine triphosphate, ATP)가 고갈된다. 상기 ATP의 고갈로, 생명 유지에 필수적인 세포기능이 저하되고, 이로 인해 다방면의 퇴행성 과정들이 유발됨으로써 세포사멸을 초래하게 된다. 상기 세포사멸은 허혈 기간 동안은 물론 허혈 부위의 혈류가 회복되어 재관류(reperfusion)가 일어날 때에도 공급되는 산소에 의해 발생하는 활성산소종에 의해서도 일어난다.
상기 세포사멸은 특히, 뇌세포 중 뇌허혈에 민감하다고 알려져 있는 해마조직 CA1영역의 신경세포에서 더욱 잘 발생된다.
본 발명에서 현사시나무 추출물은 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg의 용량으로 제조하여, 각각 일정기간 동안 투여한 뒤 몽골리안 저빌(Mongolian gerbil)을 마취시켜 온목동맥(common carotid artery)을 결찰하고 뇌허혈을 유발시킨 뒤, 뇌 해마조직 및 상기 해마조직의 CA1 영역의 세포를 염색하여 효능을 측정하는 실험에서, 뇌허혈에 의한 신경세포사멸의 억제 효과가 우수한 것으로 확인되었다. 구체적으로 해마조직의 신경세포사멸이 억제된 것을 현미경 관찰을 통해서 확인하였고, 신경아교세포인 별아교세포, 미세아교세포의 비정상적인 활성 또한 억제하여 신경세포사멸을 억제하였음을 실험적으로 확인하였다.
상기 신경아교세포는 뉴런의 수보다 10배 이상 많으며 뇌와 척수 체적의 50% 이상을 차지하고 있으면서 뇌의 신경전달 및 흥분 등에 주도적인 역할을 하고 있으나, 신경아교세포가 비정상적으로 활성이 되는 경우 오히려 신경세포에 손상을 초래하는데, 상기 현사시나무 추출물을 투여하는 경우 이러한 신경아교세포의 비정상적인 활성화가 효과적으로 억제됨을 실험적으로 확인하였다.
상기 별아교세포는 중추신경계의 아교세포 중에서 가장 크고 수가 가장 많은 세포로, 가늘고 긴 가지를 친 세포돌기가 별 모양의 세포체에서 뇌와 척수의 주위로 뻗어 나온다. 세포돌기의 종말 팽대부는 혈관주위종말발이라고 하며 모세혈관을 완전히 둘러싸고 있고, 작은 혈관과도 연관되어 있으며, 이들 부위에서 종말발은 뇌혈관장벽의 일부가 되어 유독물질이 함부로 신경계통에 들어오지 못하도록 한다. 별아교세포의 세포질에는 독특한 아미노산 서열로 이루어진 아교섬유산성단백질로 구성된 중간세사가 밀집해 있고, 이 내재성 단백질은 중추신경계에서 별아교세포에만 존재하기 때문에 면역조직화학적 표지물질로 사용된다. 별아교세포에는 교통반이 있기 때문에 구조적인 합포체를 형성하며 뉴런을 물리적으로 지탱해주고, 대사과정에 도움을 준다. 과도한 양의 포타슘을 흡수하여 적정한 이온 환경을 마련해 주며, 감마아미노부티르산(gamma-aminobutyric acid, GABA)의 활성을 조절하고 글루탐산과 같은 신경전달물질을 불활성화 하는 역할을 한다.
상기 미세아교세포는 아교세포 중에서 가장 작은 세포로, 포식세포로 작용하여 중추신경계의 찌꺼기를 제거하고, 침입하는 세균으로부터 신경계통을 방어하는 뇌의 면역계를 구성하는 역할을 한다.
상기 현사시나무 추출물은 상기와 같은 효과를 가지고 있으므로 허혈성 뇌혈관 질환 또는 허혈성 뇌졸중의 개선, 예방 또는 치료를 목적으로 하는 조성물의 유효성분으로 함유될 수 있다. 또한, 본 발명의 현사시나무 추출물은 신경세포 보호용 조성물의 유효성분으로 사용될 수 있고, 이러한 측면에서, 본 발명은 현사시나무 추출물의 용도 즉, 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중의 개선, 예방 또는 치료나 신경세포의 보호용 용도를 제공한다.
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 현사시나무 추출물을 0.001 내시 99.99 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 99 중량%로 함유할 수 있다.
상기 조성물은 현사시나무 추출물 외에 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 중진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 추가로 함유할 수 있다. 상기 조성물에는 상기 성분들이 독립적으로 또는 조합하여 추가될 수 있다. 상기 추가성분의 함량은 바람직하게는 상기 현사시나무 추출물 100 중량부 당 0.1 중량부 내지 20 중량부 범위에서 추가할 수 있다.
상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 그 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.
상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 생리식염수, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘, 스테아레이트 및 광물유, 덱스트린, 칼슘카보네이트, 프로필렌 글리콜 및 리퀴드 파라핀으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 담체, 부형제 또는 희석제 모두 사용 가능하다. 상기 성분들은 상기 유효성분인 현사시나무 추출물에 독립적으로 또는 조합하여 추가될 수 있다.
상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 현탁제, 에멀젼, 시럽 등의 경구형 제형물로 사용될 수 있다.
상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 현사시나무 추출물을 0.001 중량% 내지 99.9 중량%, 바람직하게는 0.1 중량% 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 상기 현사시나무 추출물 100 중량부당 0.1중량부 내지 20 중량부 범위에서 추가할 수 있다.
상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물을 약제화하는 경우, 통상의 충진제, 증량제, 결합제, 붕해제, 계면활성제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 또는 방부제 등을 더욱 포함할 수 있으며, 경구 도는 비경구 모두 사용할 수 있다.
구체적으로 경구투여를 위한 고형제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 항균 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트(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 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러가지 부형제, 예를 들면, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
또한, 본 발명의 약학 조성물에 대한 제형은 사용방법에 따라 바람직한 형태일 수 있으며, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 해당 업계에 공지된 방법을 택하여 제형화할 수 있다. 구체적인 제형의 예로는 과립제, 산제, 시럽제, 액제, 현탁제, 전제, 침제, 정제, 좌제, 주사제, 주정제, 캅셀제, 환제, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀 등일 수 있다.
본 발명의 약학 조성물에 대한 바람직한 투여량은 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물의 형태, 투여 경로 및 기간에 따라 다르지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직하게는 본 발명의 약학 조성물은 현사시나무 추출물의 양을 기준으로 1일 150 mg/kg내지 5,000 mg/kg으로, 보다 효과적이기 위해서는 200 mg/kg내지 2,500 mg/kg으로 투여하는 것이 바람직하다. 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량과 투여횟수는 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 허혈성 뇌혈관 질환 또는 허혈성 뇌졸중의 예방 또는 개선용 식품 조성물은 상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 포함한다.
본 발명에 있어서, 식품이라 함은 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 섭취할 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제를 모두 포함하는 의미이다.
상기 식품은 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능식품 등이 있다. 추가로, 본 발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영아식, 유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류), 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과식, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연 조미료(예, 라면스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 건강기능식품, 음료, 식품 첨가제 및 음료 첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에서 건강기능식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 방법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 생체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미한다.
상기 건강기능식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 함유할 수 있으며, 건강기능식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 함유할 수 있다.
상기 음료란 갈증을 해소하고나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 건강기능음료를 포함하는 의도이다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 단당류(예, 포도당, 과당 등), 이당류(예, 맥아당, 자당 등) 및 다당류(예, 덱스트린, 시클로덱스트린) 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물, 예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 식품 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g일 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일 주스, 과일 주스 음료, 야채 음료의 제조를 위한 과육을 추가로 함유할 수 있다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제, 및 증진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분을 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하지 않지만, 본 발명의 현사시나무 추출물 100 중량부 당 0 내지 20 중량부 범위에서 선택될 수 있다.
본 발명에서 건강기능음료란 음료에 물리적, 생화학적, 생물공학적 방법 등을 이용하여 해당 음료의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 음료 군이나 음료 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 생체조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 음료를 의미한다.
상기 건강기능음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명의 현사시나무 추출물을 함유하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여라 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상기의 천연 탄수화물의 예는 단당류(예, 포도당, 과당 등), 이당류(예, 맥아당, 자당 등) 및 다당류(예, 덱스트린, 시클로덱스트린) 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물, 예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 식품 조성물 100 ㎖ 당 일반적으로 약 1 g 내지 20 g, 바람직하게는 5 g 내지 12 g일 수 있다.
또한, 허혈성 뇌졸중의 예방 또는 개선의 효과를 목적으로 하는 식품 조성물에 있어서, 상기 현사시나무 추출물의 양은 식품 또는 음료의 제조 시에 이용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일 예로, 상기 현사시나무 추출물은 전체 식품 중량의 0.01 중량% 내지 15 중량%로 포함할 수 있으며, 음료 조성물의 경우에는 전체 식품 중량의 100 ㎖를 기준으로 0.02 g 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 g 내지 1 g의 비율로 포함할 수 있다.
본 발명에서 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 뇌허혈을 유발시킨 수컷 몽골리안 저빌(Mongolian gerbil, Harlan, USA)의 해마(hippocampus)영역의 신경세포사멸을 억제하는 우수한 신경세포 보호효능을 가지고 있으므로, 허혈성 뇌졸중의 예방효과가 우수한 것으로 확인되었다.
또한, 본 발명은 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 신경세포 보호용 조성물에 관한 것이다.
상기 현사시나무 추출물은 뇌허혈을 유발시킨 실험동물에서 신경세포사멸 특히 해마영역에서 신경세포사멸을 억제할 수 있다는 측면에서, 상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 조성물은 신경세포 보호효과가 뛰어나다. 따라서, 상기 신경세포 보호용 조성물은 허혈성 뇌졸중의 예방 효과가 인정된다.
상기 신경세포 보호용 조성물은 그 용도에 따라 즉, 의약용 용도 또는 식품용 용도에 따라 상기 현사시나무 추출물을 유효성분으로 포함하는 예방용 조성물에 기재된 바와 같이 용도에 따라 선택되어 응용될 수 있다.
본 발명의 유효성분인 현사시나무 추출물은 천연물 유래 물질으로, 실험을 통하여 확인한 결과 독성이나 부작용이 문제되지 않는 것으로 확인된 것이므로 안전성이 인정될 뿐만 아니라, 본 발명의 발명자에 의해 확인된 결과 상기 현사시나무 추출물은 신경세포의 사멸을 억제할 수 있어 허혈성 뇌졸중에 의한 신경세포의 손상을 효과적으로 예방할 수 있으므로, 허혈성 뇌졸중의 예방, 개선 또는 치료를 위한 식품 또는 의약품에 유용하게 사용될 수 있다. 그러므로, 상기 현사시나무 추출물은 고령화 사회 및 영양과잉으로 인한 순환계질환이 급증한 현대 사회에서 허혈성 뇌혈관 질환에 의한 사망 또는 장애를 예방하기 위해 널리 사용될 수 있어서, 관련 산업계에 널리 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈을 유발한 뒤 실험동물의 해마조직 및 해마조직의 CA1 영역을 신경세포 표지자로 알려진 mouse anti-neuronal nuclei(NeuN) 항체를 이용하여 면역조직화학(immunohistochemistry)으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물의 해마조직의 CA1 영역에서 NeuN 항체에 면역반응성을 보이는 신경세포를 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물의 해마조직 CA1 영역을 사멸과정의 신경세포 표지자인 플루오르-제이드 B(fluoro-jade B, F-J B)를 이용하여 조직형광으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물 해마조직의 CA1 영역을 플루오르-제이드 B(fluoro-jade B, F-J B)를 이용하여 조직형광으로 염색한 신경세포를 계수하여 대조군(용매투여군, Vehicle)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물 해마조직의 CA1 영역을 별아교세포의 표지자인 mouse anti-GFAP(glial fibrillary acidic protein) 항체를 이용하여 면역조직화학으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 별아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역에서 GFAP 항체에 염색된 세포들의 면역반응성을 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 미세아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역을 미세아교세포의 표지자인 rabbit anti-Iba-1(ionized calcium-binding adapter molecule-1) 항체를 이용하여 면역조직화학으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 미세아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역에서 Iba-1 항체에 염색된 세포들의 면역반응성을 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물의 해마조직의 CA1 영역에서 NeuN 항체에 면역반응성을 보이는 신경세포를 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌졸중 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물의 해마조직 CA1 영역을 사멸과정의 신경세포 표지자인 플루오르-제이드 B(fluoro-jade B, F-J B)를 이용하여 조직형광으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물 해마조직의 CA1 영역을 플루오르-제이드 B(fluoro-jade B, F-J B)를 이용하여 조직형광으로 염색한 신경세포를 계수하여 대조군(용매투여군, Vehicle)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 5은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈 유발 실험동물 해마조직의 CA1 영역을 별아교세포의 표지자인 mouse anti-GFAP(glial fibrillary acidic protein) 항체를 이용하여 면역조직화학으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 별아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역에서 GFAP 항체에 염색된 세포들의 면역반응성을 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 미세아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역을 미세아교세포의 표지자인 rabbit anti-Iba-1(ionized calcium-binding adapter molecule-1) 항체를 이용하여 면역조직화학으로 염색한 결과를 촬영한 사진이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 현사시나무 추출물의 허혈성 뇌질환 예방 효과를 알아보기 위하여, 뇌허혈에 따른 미세아교세포의 활성 변화를 확인하기 위해 실험동물의 해마조직 CA1 영역에서 Iba-1 항체에 염색된 세포들의 면역반응성을 정상군(Sham)에 대한 상대적 수치로 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
실시예
1.
현사시나무
추출물의 제조
본 발명에 사용한 현사시나무는 강원도 춘천시 석사동에서 재배된 것을 채취하여 70% 에탄올에 70℃로 24시간 3회 추출하였고, Whatman No.1(Whatman Ltd, 영국) 여과지를 이용하여 여과한 후, 회전진공농축기(EYELA, SN-100, 일본)를 사용하여 50℃에서 감압농축 하였다. 농축된 추출물은 동결건조기(PVTFA 10AT, ILSIN, 대한민국)를 이용하여 - 55℃에서 급속 동결과정을 거쳐 분말 상태로 준비하여 시료로 사용하였다. 상기 제조된 추출물의 제조 수율을 확인한 결과, 14.5%로 확인되었다.
실시예
2. 실험동물을 통한
현사시나무
추출물의
뇌허혈시
신경세포 보호효능 확인
상기 실시예 1에서 제조된 현사시나무 추출물의 신경세포 보호효능을 확인하기 위하여 체중 65 g 내지 75 g인 수컷 몽골리안 저빌(Mongolian gerbil, Halan, USA)을 마취 시켜 온목동맥(common carotid artery)을 노출시킨 뒤 결찰하여, 뇌허혈을 유발시킨 몽골리안 저빌의 해마조직을 염색하여 관찰하는 방법을 통하여 확인하였다.
실시예
2-1. 실험동물의 사육
체중 65g 내지 75g의 수컷 몽골리안 저빌(Mongolian gerbil, Meriones unguiculatus, Halan, USA) 56마리를 오전 7시부터 오후 7시까지 빛을 가하는 일정한 명암주기, 21℃ 내지 25℃의 온도 및 45% 내지 65%의 상대습도의 조건에서 사육하였다. 실험동물의 사료는 일반적인 펠렛건조 사료(대한실험동물, 대한민국)를 사용하였고, 사료와 물은 상시로 섭취할 수 있게 하였다.
실시예
2-2.
뇌허혈시
신경세포 보호효능
측정1
상기 실시예 2-1에서 사육한 실험동물에, 상기 실시예 1에서 제조된 현사시나무 추출물을 실험동물 체중 1 kg 당 50 mg, 100mg 및 200 mg이 되도록 용량을 조절하여 각각 생리식염수에 녹인 것을 수술 전 5일간 존데(sonde)를 이용하여 경구투여 하였다. 수술 당일에는 수술 30분 전에 현사시나무 추출물을 동일한 용량 및 방법으로 투여 하였다.
상기 5일간 추출물을 투여한 후에, 질소와 산소가 7:3의 비율로 혼합된 가스에 3% 이소플루란(isoflurane, Baxtor, USA)을 혼합한 가스를 이용하여 실험동물을 전신마취 하였다. 상기의 질소와 산소 혼합 가스에 2.5% 이소플루란을 혼합한 가스를 이용하여 실험동물의 마취상태를 유지하면서 실험동물에 대한 수술을 수행하였다.
뇌허혈을 일으키기 위한 실험동물의 수술은 목 부위의 털을 깎고 소독한 다음 절개를 하여 양쪽 온목동맥을 노출시키고, 동맥류 클립(aneurysm clip, Staelting, USA)을 이용하여 5분 동안 결찰한 뒤, 클립을 제거하여 재관류 시키는 방법으로 수행하였다. 이 때, 각 실험군은 검안경(ophthalmoscope)을 이용하여 망막 중심동맥(central artery of retina)의 혈액 순환 여부를 관찰하여 완전한 온목동맥의 폐쇄를 관찰 하였다.
뇌허혈을 유발시키는 동안 직장 내 체온계를 삽입하여 체온을 측정하였으며, 실험동물의 체온에 따라 자동으로 조절되는 온열 패드를 사용하여 체온을 정상 체온인 36.8℃ 내지 37.2℃로 일정하게 유지시켰다.
실험군은, 뇌허혈을 유발 하고 나서, 5일 후에 티오펜탈 소듐(thiopental sodium, 유한양행, 대한민국)을 체중 1 kg 당 각각 30 mg의 용량으로 복강 내 주사하여 마취시킨 다음, 1,000 ㎖ 당 헤파린 1,000 IU를 함유한 4 ℃의 생리식염수를 좌심실로 주입하여 관류세척하였다. 상기 관류세척이 완료된 상기 동물에 대해 4℃의 4% 파라포름알데하이드(0.1 M 인산완충액(in 0.1 M phosphate buffer; PB), pH 7.4)를 이용하여 관류고정을 수행하였다.
뼈절단기를 이용하여 관류 고정이 끝난 상기 실험동물의 머리뼈 공간을 개방하여 뇌를 적출하였다. 상기 적출된 실험동물의 뇌를 상온에서 교반기를 이용하여 4℃의 4% 파라포름알데하이드(0.1 M 인산완충액(in 0.1 M phosphate buffer; PB), pH 7.4)용액에서 4시간 동안 후고정하였다. 상기 후고정이 끝난 뇌는 30% 수크로스 용액(in 0.1 M 인산 완충액(phosphate buffer))에 넣어 바닥에 가라앉을 때까지 침강시킨 후, 슬라이드 마이크로톰(sliding microtome, Reichert-Jung, Germany)으로 상기 뇌 조직을 30 ㎛ 두께로 잘라 조직 편을 만들었다. 상기의 조직 절편을 보존액(storing solution)이 들어있는 6 well plate에 넣어 염색을 수행할 때까지 4℃에서 보관하였다.
대조군은 상기 추출물을 녹이는데 이용된 생리식염수만을 경구투여 한 것을 제외하고는 상기와 동일한 방법으로 준비하였으며, 정상군은 현사시나무 추출물을 포함한 어떠한 물질도 투여하지 않고, 상기 뇌허혈을 일으키기 위한 수술도 시행하지 아니었으며, 정상군의 조직 절편은 상기와 동일한 방법으로 준비하였다.
현사시나무 추출물의 신경세포 보호 효과, 보다 구체적으로 뇌허혈에 의한 신경세포사멸을 효과적으로 억제하는 효과를 확인하기 위하여, 신경세포의 표지자인 NeuN(Neuronal specific nuclear protein)에 대한 항체를 이용하여 면역조직화학(Immunohistochemistry) 염색을 수행하였다.
보다 구체적으로, 준비된 조직절편 중 해마형성체(hippocampal formation)가 잘 나타난 조직 절편을 선택하여 실험에 사용하였으며, 상기 선택된 조직 절편은 조직에 존재하는 보존액(storing solution)을 제거하기 위해 0.01M PBS(phosphate buffered saline)로 10분씩 3회 세척한 후 내인성 페록시다아제(endogenous peroxidase)를 제거하기 위하여 0.3% H2O2(in 0.01M PBS)에서 30분 동안 반응시켰다. 상기 반응이 끝난 조직 절편은 0.01M PBS로 10분씩 3회 세척하였다.
신경세포에 대한 염색과 관련해서는 상기 과정을 거친 조직 절편을 5%의 정상 말 혈청(5% normal horse serum, in 0.01M PBS)으로 30분 동안 반응시킨 뒤, 1:800으로 희석한 1차 항체인 마우스 항-NeuN(mouse anti-NeuN, Chemicon, USA)를 4℃에서 48시간 동안 반응시켰다. 상기 반응이 끝난 조직 절편은 각각 1:250으로 희석한 2차 항체인 항-마우스 IgG(anti-mouse IgG, Vector)로 상온에서 2시간 반응시킨 후, 1:200으로 희석한 3차 항체인 ABC용액(avidin-biotin complex, Vector)으로 상온에서 1시간 반응시켰으며, 3,3'-DAB(diaminobenzidine)를 기질로 발색하였다. 상기 항체와 반응시키는 과정의 각 단계를 수행함에 있어서, 각 단계 별로 상기 조직 절편을 0.01M PBS를 사용하여 10분씩 3회 세척하였다.
상기 발색이 끝난 조직 절편을 젤라틴이 코팅된 슬라이드 글라스(gelatin coating slide glass)에 도말한 후, 실온에서 12시간 동안 건조하였고, 상기 건조된 조직 절편은 통상적인 탈수투명화 과정을 거쳐 커버 글라스(cover glass)를 이용하여 봉입하였다. 상기 NeuN 항체와 반응을 수행한 후, 봉입한 조직절편을 현미경을 이용하여 관찰하였으며, 그 관찰결과를 촬영한 사진을 도 1에 나타내었다.
또한, 상기 촬영한 사진에 대해 이미지 분석기(Optimas 6.5, USA)프로그램을 이용하여 항-NeuN 항체에 염색된 상기 조직절편의 신경세포를 계수하였다. 각 군에 대한 유의성의 검증을 위하여 일원분산분석(one-way ANOVA test)을 수행하였다. 상기 측정한 조직절편의 신경세포를 계수한 결과를 정상군(Sham)에 대한 상대적인 수 즉, 정상군의 신경세포 계수결과를 100%로 하여 각 실험군의 계수결과를 도 2에 나타내었다.
상기 도 1에 나타낸 바와 같이, 정상군(Sham)에서는 해마의 영역 전체에서 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 잘 관찰되었으며(도 1의 A), 특히 CA1 영역에서는 피라미드층(Stratum pyramidale, SP)에 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 밀집하여 있는 것을 관찰할 수 있었다(도 1의 B). 반면에, 현사시나무 추출물을 투여하지 아니하고 뇌허혈을 유발시킨 대조군(Vehicle)의 경우, 뇌허혈에 의한 지연성 신경세포사멸로 인해 해마의 영역 중 CA1 영역에서 신경세포사멸이 일어남으로써 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 거의 관찰되지 않았고(도 1의 C), CA1 영역 중 피라미드층에 대부분의 신경세포가 소실되었음이 확인되었다(도 1의 D).
현사시나무 추출물을 50, 100 그리고 200 mg/kg의 용량으로 각각 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시키지 않은 실험군의 경우, 해마의 영역 전체에서 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 잘 관찰되었으며(도 1의 E, I 및 M), 특히 CA1 영역에서는 피라미드층에 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 밀집하여 있는 것을 관찰할 수 있었다(도 1의 F, J 및 N). 그러나, 현사시나무 추출물을 50과 100 mg/kg의 용량으로 각각 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시킨 실험군의 경우, 뇌허혈에 의한 지연성 신경세포사멸로 인해 해마의 CA1 영역에서 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 거의 관찰되지 않았고(도 1의 G 및 K), CA1 영역 중 피라미드층에 대부분의 신경세포가 소실되었음이 확인되었다(도 1의 H 및 L).
반면에, 현사시나무 추출물을 200 mg/kg의 용량으로 투여하고 뇌허혈을 일으킨 실험군(도 1의 O)의 경우 정상군과 같이 해마의 영역 전체에서 다수의 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 관찰되었으며, CA1 영역의 피라미드층에서도 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 밀집하여 있는 것이 관찰되었다(도 1의 P). 상기 결과로부터, 현사시나무 추출물을 200 mg/kg의 용량으로 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시킨 실험군에서 신경세포 보호효과가 현저히 우수한 것으로 확인되었다.
또한 상기 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 해마의 CA1 영역에서 정상군(Sham)을 기준으로 항-NeuN 항체에 면역반응성을 보이는 신경세포 수(100%)에 비하여, 대조군(Vehicle)은 약 8.2%의 신경세포 수가 관찰되었다. 또한, 50, 100 및 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으키지 아니한 실험군의 경우, 각각 95.1%, 99.2%, 100.3%로 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 정상군(Sham)과 유사하게 계수 되었다. 한편, 50 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우, 각각 11.4%, 9.3%로 항-NeuN 항체에 대한 면역반응성을 보이는 신경세포가 대조군(Vehicle)과 유사하게 계수되었다. 반면에, 200 mg/kg의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우 약 82.2%의 신경세포가 생존한 것으로 확인되어, 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물은 신경세포 보호에 매우 탁월한 효능을 가지고 있는 것을 확인하였다.
실시예
2-3.
뇌허혈시
신경세포 보호효능
측정2
현사시나무 추출물의 신경세포 보호 효과를 구체적으로 확인하기 위하여, 사멸된 또는 사멸 과정 중에 있는 신경세포에 대한 표지자인 Fluoro-Jade B(F-J B)를 이용하여 조직 형광염색을 수행하였다.
보다 구체적으로, 상기 실시예 2-2에서 준비된 조직절편 중 해마복합체가 잘 나타난 조직절편을 선택하여 실험에 사용하였으며, 퇴행신경세포의 표지자인 F-J B를 이용하여 조직 형광염색을 수행하였다. 상기 조직절편 0.01M PBS에 10분씩 3회 세척한 뒤, 젤라틴이 코팅된 슬라이드에 도말한 뒤 상온에서 12시간 동안 건조시켰다. 상기 조직 절편을 증류수로 5분간 3회 세척한 뒤, 0.06% 과망간산칼륨(potassium permanganate) 용액에 20분 동안 반응시켰다. 이 후, 증류수를 이용하여 2분간 세척한 후, 0.1% 초산(acetic acid)이 포함된 0.001% F-J B(Histochem, Jefferson, AR, USA) 용액에 40분 동안 형광 염색을 수행하였다. 상기 염색된 조직은 1분씩 3회 증류수로 세척하고, 50 ℃ slide warmer에서 20분간 건조한 후, 자일렌(xylene, Junsei, Japan)에 담근 다음, DPX(Sigma, USA)로 봉입하였다. 상기 봉입된 조직을 형광현미경(Ex: 385nmm Em: 425nm)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 촬영한 사진을 도 3에 나타내었다.
또한, 상기 촬영한 사진에 대해 상기 실시예 2-2와 같이 이미지 분석기 프로그램을 이용하여 염색된 신경세포를 계수하였으며, 상기 계수한 결과를 대조군(Vehicle)에 대한 상대적인 수치로 도 4에 나타내었다.
상기 도 3에 나타낸 바와 같이, 정상군(Sham)은 해마의 CA1 영역 전체가 사멸된 신경세포 또는 사멸 과정 중에 있는 신경세포에 대한 표지자인 F-J B에 의해 염색되지 않았다(도 3의 A). 반면에, 대조군(Vehicle)의 경우에는 해마의 CA1 영역에서 진하게 형광 염색되어, 다수의 신경세포가 사멸 또는 사멸 과정 중에 있는 것으로 확인되었다(도 3의 B). 현사시나무 추출물을 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg의 용량으로 각각 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시키지 않은 실험군의 경우 해마의 CA1 영역 전체가 사멸된 신경세포 또는 사멸 과정 중에 있는 신경세포가 관찰되지 않았다(도 3의 C, E 및 G). 그러나, 현사시나무 추출물 50 mg/kg과 100 mg/kg의 용량으로 각각 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우 F-J B에 의해 염색된 신경세포의 수가 대조군(Vehicle)과 유사한 양상으로 관찰되었다(도 3의 D 및 F). 200 mg/kg의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군에서는 사멸됐거나 사멸 과정 중에 있는 신경세포 수가 대조군(Vehicle)에 비하여 현저히 줄어든 것으로 관찰되었다(도 3의 H).
상기 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 해마의 CA1 영역에서 대조군(Vehicle)을 기준으로 사멸 또는 사멸 과정 중에 있는 신경세포의 표지자인 F-J B에 의해 염색된 신경세포 수(100%)에 비하여, 정상군(Sham)을 비롯한 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg의 용량으로 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시키지 아니한 실험군에서는 F-J B에 의해 염색된 신경세포가 계수되지 않았다. 그러나, 50 mg/kg 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시킨 실험군에서의 경우, F-J B에 의해 염색된 신경세포 수가 각각 95.8%, 83.8%으로 상당 수의 신경세포가 사멸 또는 사멸 과정 중에 있는 것으로 계수되었다. 하지만, 200 mg/kg의 용량으로 현사시나무 추출을 투여한 뒤 뇌허혈을 유발시킨 실험군의 경우에는 F-J B에 의해 염색된 신경세포의 수는 대조군(Vehicle)에 비하여 약 28% 정도에 불구하여, 200 mg/kg의 현사시나무 추출물은 뇌허혈에 의한 신경세포사멸을 효과적으로 보호할 수 있는 것으로 확인되었다.
실시예
2-4.
뇌허혈시
신경아교세포 활성변화 확인
현사시나무 추출물의 신경세포 보호효능, 보다 구체적으로 뇌허혈에 의한 신경세포의 사멸 방지 효과를 추가적으로 확인하기 위하여, 상기 실시예 2-2 및 실시예 2-3에서 신경세포 보호효과가 우수한 것으로 확인된 현사시나무 추출물을 투여한 실험군에 대하여 추가적으로 별아교세포(astrocyte)와 미세아교세포(microglia)의 활성 변화를 별아교세포의 표지자인 GFAP(glial fibrillary acidic protein)와 미세아교세포의 표지자인 Iba-1(ionized calcium-binding adaptor molecule-1)항체를 이용한 면역조직화학(immunohistochemistry) 염색을 통하여 확인하였다.
보다 더 구체적으로, 준비된 조직절편 중 해마형성체(hippocampal formation)가 잘 나타난 조직 절편을 선택하여 실험에 사용하였으며, 상기 선택된 조직 절편은 조직에 존재하는 보존액(storing solution)을 제거하기 위해 0.01M PBS(phosphate buffered saline)로 10분씩 3회 세척한 후 내인성 페록시다아제(endogenous peroxidase)를 제거하기 위하여 0.3% H2O2(in 0.01M PBS)에서 30분 동안 반응시켰다. 상기 반응이 끝난 조직 절편은 0.01M PBS로 10분씩 3회 세척하였다.
별아교세포의 변화를 확인하기 위한 면역조직화학 염색과 관련해서는 상기 과정을 거친 조직 절편을 5%의 정상 말 혈청(5% normal horse serum, in 0.01M PBS)에서 30분 동안 반응시켰고, 미세아교세포의 변화를 확인하기 위한 면역조직화학 염색과 관련해서는 상기 과정을 거친 조직 절편을 5%의 정상 염소 혈청(5% normal goat serum, in 0.01M PBSS)으로 30분 동안 반응시켰다. 상기 반응이 끝난 조직 절편은 각각 1:800의 비율로 희석한 1차 항체인 마우스 항-GFAP(mouse anti-GFAP, Chemicon, USA)와 래빗 항-Iba-1(rabbit anti-Iba-1, Wako, Japan)으로 4℃에서 48시간 반응시켰다. 상기 1차 항체와 반응한 조직절편은 각각 1:250으로 희석한 2차 항체인 항-마우스 IgG(anti-mouse IgG, Vector)와 항-래빗 IgG(anti-rabbit IgG, Vector)로 상온에서 2시간 동안 반응시킨 후, 1:200으로 희석한 3차 항체인 ABC용액(avidin-biotin complex, Vector)으로 상온에서 1시간 반응시켰으며, 3,3'-DAB(diaminobenzidine)를 기질로 발색하였다. 상기 항체와 반응시키는 과정의 각 단계를 수행함에 있어서, 각 단계 별로 상기 조직 절편을 0.01M PBS를 사용하여 10분씩 3회 세척하였다.
상기 발색이 끝난 조직 절편을 젤라틴이 코팅된 슬라이드 글라스(gelatin coating slide glass)에 도말한 후, 실온에서 12시간 동안 건조하였고, 상기 건조된 조직 절편은 통상적인 탈수투명화 과정을 거쳐 커버 글라스(cover glass)를 이용하여 봉입하였다. 상기 GFAP 또는 Iba-1 항체와 반응을 수행한 후, 봉입한 조직절편을 현미경을 이용하여 관찰하였으며, 그 관찰결과를 촬영한 사진을 도 5 및 도 7에 나타내었다.
또한, 상기 촬영한 사진에 대해 이미지 분석기(Optimas 6.5, USA)프로그램을 이용하여 GFAP에 항체에 염색된 별아교세포와 Iba-1 항체에 염색된 미세아교세포의 면역반응성을 측정하였으며, 상기 면역반응성의 측정 결과를 도 6 및 도 8에 나타내었다.
상기 도 5에 나타낸 바와 같이, 정상군(Sham)을 비롯한 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으키지 아니한 실험군에서 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포는 휴면상태의 형태로 관찰되었다(도 5의 A, C, E 및 G). 반면에, 대조군(Vehicle)을 비롯한 50 mg/kg 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우에는 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포는 세포질이 비대해지고, 활성화되어있는 형태로 관찰되었다(도 5의 B, D 및 F). 그러나, 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군에서 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포는 정상군(Sham)과 유사한 휴면상태의 형태로 관찰되었다(도 5의 H).
또한 상기 도 6에서 알 수 있는 바와 같이, 정상군(sham)을 기준으로 상기 별아교세포의 표지자인 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 세포 수(100%)에 비하여, 대조군(Vehicle)은 약 264.3%의 별아교세포가 계수되었다. 또한, 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으키지 아니한 실험군의 경우, 각각 94.4%, 92.4%, 99.6%로 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포가 정상군(Sham)보다 유사하게 계수되었다. 한편, 50 mg/kg 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우, 정상군(Sham)에 비하여 각각 247.1%, 243.4%의 별아교세포가 계수되었다. 그러나, 200 mg/kg의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우 항-GFAP 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포가 정상군(Sham)에 비하여 약 137.4%가 계수되었다.
상기 도 7에 나타낸 바와 같이, 정상군(Sham)을 비롯한 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으키지 아니한 실험군에서 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 미세아교세포는 휴면상태의 형태로 고르게 분포하는 것으로 관찰되었다(도 5의 A, C, E 및 G). 반면에, 대조군(Vehicle)을 비롯한 50 mg/kg 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우에는 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 미세아교세포는 활성화되어있는 형태로 특히, 피라미드층에 모여 있는 형태로 관찰되었다(도 5의 B, D 및 F). 그러나, 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군에서 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 별아교세포는 정상군(Sham)과 유사한 휴면상태의 형태로 관찰되었다(도 5의 H).
또한 상기 도 8에서 알 수 있는 바와 같이, 정상군(sham)을 기준으로 상기 별아교세포의 표지자인 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 세포 수(100%)에 비하여, 대조군(Vehicle)은 약 219.6%의 미세아교세포가 계수되었다. 또한, 50 mg/kg, 100 mg/kg 및 200 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으키지 아니한 실험군의 경우, 각각 101.2%, 94.1%, 96.4%로 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 미세아교세포가 정상군(Sham)과 유사하게 계수되었다. 한편, 50 mg/kg 및 100 mg/kg용량의 현사시나무 추출물을 각기 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우, 정상군(Sham)에 비하여 각각 162.1%, 185.2%의 미세아교세포가 계수되었다. 그러나, 200 mg/kg의 현사시나무 추출물을 투여한 뒤 뇌허혈을 일으킨 실험군의 경우 항-Iba-1 항체에 대한 면역반응성을 보이는 미세아교세포가 정상군(Sham)과 유사한 108.0%로 계수되었다. 상기한 바를 미루어 보아 현사시나무 추출물을 200 mg/kg의 용량으로 투여한 실험군에서는 정상군(Sham)에 비해서 별아교세포와 미세아교세포가 활성화되기는 하였으나, 대조군(Vehicle)과 비교하여, 별아교세포와 미세아교세포의 비정상적인 활성화를 최대한 억제하여, 상기 현사시나무 추출물이 신경세포보호에 탁월한 효과를 가지고 있다는 것을 확인할 수 있었다.
상기 결과로부터, 현사시나무 추출물을 200 mg/kg의 유효량으로 투여했을 때, 뇌허혈을 유발시킨 경우에서도 신경세포 특히, 해마 영역을 신경세포의 표지자인 항-NeuN 항체를 통하여 염색한 신경 조직 절편을 관찰한 결과 해마의 전체 영역 구체적으로, 해마의 CA1 영역에서의 신경세포사멸을 억제하는 것으로 확인되었고, 사멸된 또는, 사멸 과정 중에 있는 신경세포에 대한 표지자인 F-J B를 통해 확인한 결과 신경세포 사멸이 현저하게 억제됨이 확인되었다. 또한 별아교세포와 미세아교세포의 표지자인 항-GFAP와 항-Iba-1 항체를 통하여 확인한 결과 뇌허혈이 유발되었을 때 신경아교세포의 비정상적인 활성화를 매우 탁월하게 억제할 수 있음이 확인되었으므로, 상기 200 mg/kg의 현사시나무 추출물은 신경세포보호에 우수한 효과가 있을 뿐만 아니라, 신경아교세포의 비정상인 활성화를 억제하는 효과도 탁월한 것으로 평가되었다.
따라서, 상기 200 mg/kg의 현사시나무 추출물은 허혈에 의해 발생되는 지연성 신경세포사멸을 현저하게 억제할 수 있으므로, 뇌허혈이 일어난 경우에도 운동, 언어, 시각 또는 후각 등의 관련 부위의 신경세포 손상을 최대한으로 억제하여, 뇌허혈에 의한 허혈성 뇌혈관질환이나 운동손실, 감각의 마비, 언어장애, 시각 및 후각 장애와 같은 뇌기능 저하를 예방 또는 개선할 수 있으므로, 상기 200 mg/kg의 현사시나무 추출물은 신경세포 보호효과가 매우 탁월한 것으로 평가되었다.
Claims (9)
- 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 현사시나무 추출물은 현사시나무를 물, 유기용매 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 추출한 것임을 특징으로 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물은 상기 현사시나무 추출물이 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 99.999 중량%(w/w) 포함되는 것을 특징으로 하는 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 의약 조성물은 허혈성 뇌졸중, 뇌경색, 혈전증, 색전증, 일과성 허혈발작, 백질이상증 및 소경색으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물.
- 제 1 항에 있어서,
상기 현사시나무 추출물은 뇌 해마조직 CA1 영역의 신경세포를 보호하는 것을 특징으로 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 약학 조성물.
- 현사시나무(Populus tomentiglandulosa) 추출물을 유효성분으로 포함하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제 6 항에 있어서,
상기 현사시나무 추출물은 현사시나무를 물, 유기용매 및 이들의 혼합물로 이루어진 군 중에서 선택된 어느 하나를 사용하여 추출한 것임을 특징으로 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제 6 항에 있어서,
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물은 건강기능성 식품인 것을 특징으로 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 제 6 항에 있어서,
상기 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물은 상기 현사시나무 추출물이 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 49.999 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
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KR20210065671A (ko) * | 2019-11-27 | 2021-06-04 | 강원대학교산학협력단 | 천연물 복합 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20130010061A (ko) * | 2011-07-15 | 2013-01-25 | 한림대학교 산학협력단 | 항염증 활성을 나타내는 현사시 나무 수피 추출물 및 이를 함유하는 조성물 |
KR20140120667A (ko) * | 2013-04-04 | 2014-10-14 | (주) 와이디생명과학 | 버드나무속 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방용 조성물 |
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2017
- 2017-05-22 KR KR1020170062831A patent/KR101852583B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR20130010061A (ko) * | 2011-07-15 | 2013-01-25 | 한림대학교 산학협력단 | 항염증 활성을 나타내는 현사시 나무 수피 추출물 및 이를 함유하는 조성물 |
KR20140120667A (ko) * | 2013-04-04 | 2014-10-14 | (주) 와이디생명과학 | 버드나무속 식물 추출물을 유효성분으로 함유하는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방용 조성물 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
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논문(Journal of Korea forestry energy, v.19 no.2, pp.93~101, 2000) * |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20210065671A (ko) * | 2019-11-27 | 2021-06-04 | 강원대학교산학협력단 | 천연물 복합 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물 |
KR102296347B1 (ko) | 2019-11-27 | 2021-09-01 | 강원대학교산학협력단 | 천연물 복합 추출물을 유효성분으로 함유하는 허혈성 뇌혈관 질환 예방용 조성물 |
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