KR101912258B1 - 락토바실러스 카세이 균주를 포함하는 미세먼지 독성에 대한 세포 및 조직 보호용 조성물 - Google Patents
락토바실러스 카세이 균주를 포함하는 미세먼지 독성에 대한 세포 및 조직 보호용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 명세서에는 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지 독성에 대해 보호 효과를 갖는 조성물이 개시된다. 상기 조성물은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하여 미세먼지 독성에 의한 세포 손상을 억제하고 미세먼지 독성에 대해 저항성을 증진시켜 주는 효과가 있다.
Description
본 명세서에는 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지 독성에 대해 보호 효과를 갖는 조성물이 개시된다.
최근 중국 북부, 몽골의 건조 지대의 사막화로 인해 나타나는 황사는 카드늄, 구리, 납 등의 유해 중금속과 다양한 유해 세균 및 곰팡이들을 포함하고 있어 심각한 건강 유해 요인으로 확인되고 있다. 또한, 최근에는 화석연료 사용에 인한 연소 작용으로 발생하는 탄소화합물, 황산염, 질산염, 유해 중금속 화합물들도 급격히 증가되고 있다. 이러한 미세 연소 생성물들 (미세먼지, 초미세먼지)은 인체에 여러 부작용을 나타내는 것으로 알려져 있다.
미세먼지 (Particulate Matter, PM)란 공기 중에 장기간 떠다니는 미세한 먼지를 말하며, 입경 10μm 이하의 경우 PM10, 입경 5μm 이하의 경우 PM5, 입경 2.5μm 이하의 경우 PM2.5, 입경 1μm 이하의 경우는 PM1로 불리고 있다. 이러한 미세먼지 중, 입경 2.5μm 이하의 경우를 초미세먼지라고 부른다.
이들은 호흡기를 통해, 또는 피부를 통해 인체 내에 그대로 침투할 수 있어 인체에 직접적인 해를 끼침은 물론, 강우 시 빗물에 섞여 농작물이나 가축에도 영향을 주게 된다. 특히, 입경 10μm 이하의 미세먼지는 호흡을 통해 기관지까지 침투하여 천식, 만성폐쇄성 폐질환 등 각종 호흡기질환을 유발하고, 피부나 안구 등 대기에 노출되는 신체 부위에 각종 염증을 일으킨다. 또한, 뇌졸중, 편두통, 치매 등의 뇌혈관질환, 심혈관질환, 우울증, 장 기능 장애, 생식 기능 장애, 태아 성장 장애 등의 또 다른 질병 발생에도 원인이 되고, 체내로 한번 흡수되면 쉽게 배출되지 않고 축적되어 암을 유발하거나 유전적 질환의 원인이 되는 것으로 알려져 있어 시급한 대책 마련이 요구되는 실정이다.
일 측면에서, 본 명세서는 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 대해 보호 효과를 갖는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 명세서는 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 의한 세포 손상을 억제하는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 측면에서, 본 명세서는 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 대해 저항성을 증강시켜 주는 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 기인한 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 기탁번호가 KCTC 13438BP인 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 약학 조성물은 미세먼지 독성에 의한 성장 억제를 예방 또는 치료하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 약학 조성물은 미세먼지 독성에 의한 생식 기능 장애를 예방 또는 치료하는 것일 수 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 기인한 세포 손상의 억제용 식품 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 기탁번호가 KCTC 13438BP인 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 식품 조성물은 미세먼지 독성에 의한 성장 억제를 개선하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 식품 조성물은 미세먼지 독성에 의한 생식 세포 손상을 억제하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 식품 조성물은 미세먼지 독성에 의한 생식 기능 장애를 개선하는 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 기인한 세포 손상의 억제용 화장료 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 기탁번호가 KCTC 13438BP인 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주인 것일 수 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 의한 세포 독성 억제용 사료 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 기탁번호가 KCTC 13438BP인 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 사료 조성물은 미세먼지 독성에 의한 성장 억제를 개선하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 사료 조성물은 미세먼지 독성에 의한 생식 세포 손상을 억제하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 사료 조성물은 미세먼지 독성에 의한 생식 기능 장애를 개선하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 사료 조성물은 소, 돼지, 양, 말, 토끼, 개, 고양이, 닭, 칠면조, 오리, 거북, 뱀, 어류, 지렁이, 거미, 곤충 및 선충으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 사육 용도를 갖는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 선충은 예쁜꼬마선충인 것일 수 있다.
본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주, 더욱 구체적으로는 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주의 새로운 용도를 제공하는 효과가 있다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 대해 보호 효과를 갖는 조성물을 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 의한 세포 손상을 억제하는 조성물을 제공하는 효과가 있다.
또 다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주를 유효성분으로 포함하고 미세먼지의 독성에 대해 저항성을 증강시켜 주는 조성물을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 다환 방향족 탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAH)를 함유하는 미세먼지 1에 의한 CCD-18Co 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 확인한 그래프이다.
CCD-18Co 세포에 미세먼지 1 (500 μg/mL) 혹은 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 단독투여하거나, 미세먼지 1과 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여하여 72시간 동안 배양한 다음 세포생존율을 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 미세먼지 단독투여군과 비교하였을 때 ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1에 의한 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 중금속을 함유하는 미세먼지 2에 의한 CCD-18Co 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 확인한 그래프이다.
CCD-18Co 세포에 미세먼지 2 (500 μg/mL) 혹은 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 단독투여하거나, 미세먼지 2와 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여하여 72시간 동안 배양한 다음 세포생존율을 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 미세먼지 단독투여군과 비교하였을 때 *P < 0.05, ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 2에 의한 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 3은 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 미세먼지에 대한 보호 효능을 동물실험으로 확인한 그래프이며, 이 실험을 위해 모델동물인 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)이 이용되었다.
예쁜꼬마선충에 먹이로써 일반적인 먹이인 대장균 OP50 또는 본 발명의 락토바실러스 카세이를 4일간 먹였다. 이때 미세먼지 1과 2에 의한 독성을 확인하기 위해 각각 미세먼지를 추가하여 먹였다. 미세먼지가 모델동물의 생장에 미치는 영향을 확인하기 위해 4일후 예쁜꼬마선충의 몸길이를 측정하였으며, 그룹당 50마리의 몸길이를 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 대장균만 먹인 대조군과 비교하였을 때 ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1과 2에 의한 생장 억제에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 4는 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 미세먼지에 대한 보호 효능을 동물실험으로 확인한 그래프이며, 이 실험을 위해 모델동물인 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)의 생식 능력을 조사하였다.
예쁜꼬마선충에 먹이로써 일반적인 먹이인 대장균 OP50 또는 본 발명의 락토바실러스 카세이를 먹였다. 이때 미세먼지 1과 2에 의한 독성을 확인하기 위해 각각 미세먼지를 추가하여 먹였다. 미세먼지가 모델동물의 생식에 미치는 영향을 확인하기 위해 각 그룹별로 낳는 총 알의 개수를 관찰함으로써 미세먼지가 생식 기능에 미치는 영향을 검증하였으며, 이때 락토바실러스 카세이에 의한 보호 효능을 확인하였다. 그룹당 30마리의 예쁜꼬마선충을 대상으로 총 알의 개수를 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 대장균만 먹인 대조군과 비교하였을 때 **P < 0.01이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1과 2에 의한 생식 기능 억제에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
CCD-18Co 세포에 미세먼지 1 (500 μg/mL) 혹은 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 단독투여하거나, 미세먼지 1과 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여하여 72시간 동안 배양한 다음 세포생존율을 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 미세먼지 단독투여군과 비교하였을 때 ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1에 의한 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 2는 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 중금속을 함유하는 미세먼지 2에 의한 CCD-18Co 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 확인한 그래프이다.
CCD-18Co 세포에 미세먼지 2 (500 μg/mL) 혹은 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 단독투여하거나, 미세먼지 2와 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여하여 72시간 동안 배양한 다음 세포생존율을 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 미세먼지 단독투여군과 비교하였을 때 *P < 0.05, ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 2에 의한 인간 세포 사멸에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 3은 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 미세먼지에 대한 보호 효능을 동물실험으로 확인한 그래프이며, 이 실험을 위해 모델동물인 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)이 이용되었다.
예쁜꼬마선충에 먹이로써 일반적인 먹이인 대장균 OP50 또는 본 발명의 락토바실러스 카세이를 4일간 먹였다. 이때 미세먼지 1과 2에 의한 독성을 확인하기 위해 각각 미세먼지를 추가하여 먹였다. 미세먼지가 모델동물의 생장에 미치는 영향을 확인하기 위해 4일후 예쁜꼬마선충의 몸길이를 측정하였으며, 그룹당 50마리의 몸길이를 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 대장균만 먹인 대조군과 비교하였을 때 ***P < 0.001이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1과 2에 의한 생장 억제에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
도 4는 본 명세서에서 이용된 락토바실러스 카세이 균주의 미세먼지에 대한 보호 효능을 동물실험으로 확인한 그래프이며, 이 실험을 위해 모델동물인 예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)의 생식 능력을 조사하였다.
예쁜꼬마선충에 먹이로써 일반적인 먹이인 대장균 OP50 또는 본 발명의 락토바실러스 카세이를 먹였다. 이때 미세먼지 1과 2에 의한 독성을 확인하기 위해 각각 미세먼지를 추가하여 먹였다. 미세먼지가 모델동물의 생식에 미치는 영향을 확인하기 위해 각 그룹별로 낳는 총 알의 개수를 관찰함으로써 미세먼지가 생식 기능에 미치는 영향을 검증하였으며, 이때 락토바실러스 카세이에 의한 보호 효능을 확인하였다. 그룹당 30마리의 예쁜꼬마선충을 대상으로 총 알의 개수를 측정하였다. 통계적 유의성을 함께 도시하였으며, 통계적 유의성은 대장균만 먹인 대조군과 비교하였을 때 **P < 0.01이었다. 이 그래프에서 락토바실러스 카세이 균주가 가지는 미세먼지 1과 2에 의한 생식 기능 억제에 대한 보호 효능을 명백히 확인할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 명세서에 개시된 기술은 락토바실러스 카세이 균주; 이의 파쇄물; 이의 배양물; 또는 상기 균주, 파쇄물 또는 배양물의 추출물을 유효성분으로 포함하고, 미세먼지 독성에 대해 보호 효과를 갖는 조성물을 제공한다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 미세먼지는 다환 방향족 탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbons) 또는 중금속을 포함하는 것일 수 있다.
락토바실러스 카세이 균주는 발효유 제품 생산에 이용되는 대표적인 유산균으로, 현재까지 락토바실러스 카세이의 장내 균총 개선, 장내 유익균 증가, 장내 유해균 감소, 배변 기능 개선, 면역력 증진, 알러지나 천식 증상 감소 등의 효능이 알려져 있지만, 락토바실러스 카세이를 이용한 미세먼지에 의한 세포 손상, 생장 저해 또는 생식 독성에 대한 보호 효능에 관한 용도에 대해서는 알려진 바가 없다.
본 명세서에서 "유효성분"은 단독으로 목적으로 하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체 등과 함께 목적으로 하는 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 상기 조성물은 미세먼지의 독성에 대한 보호 효과, 미세먼지의 독성에 의한 세포 손상 억제 효과, 미세먼지의 독성에 대한 저항성 증강 효과를 갖는다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 미세먼지의 독성에 의한 성장 억제 또는 생장 억제를 개선하는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 미세먼지의 독성에 의한 생식 세포 손상을 억제하거나, 또는 유해물질의 독성에 의한 생식 기능 저하를 개선하는 것일 수 있다.
본 명세서에 따른 균주는 본 명세서가 속한 기술분야에서 공지된 통상적인 물리화학적 돌연변이 방법 등에 의해 이와 동등한 활성을 가지거나 또는 이보다 우수한 활성을 가지도록 개선 또는 개량된 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 기탁번호가 KCTC 13438BP인 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 균주는 균주를 배양하여 배양액을 원심분리한 다음, 멸균된 생리식염수로 세척한 후 용매, 예컨대 멸균유에 분산시키고 동결건조하여 동결건조분말 형태로 제조하여 사용할 수 있다.
상기 파쇄물은 균주 자체를 화학적 또는 물리적 힘에 의하여 파쇄하여 얻은 산물을 의미할 수 있다.
상기 배양물은 배양물의 형태를 불문하고 균주를 배양한 배지 내에 포함되어 있는 일부 또는 모든 물질을 포함하는 물질을 의미할 수 있으며, 예컨대 균주 배양의 결과물인 대사물 또는 분비물을 포함하는 물질 또는 그 파쇄물을 의미할 수 있고, 균주 자체도 배양물 내에 포함되어 있을 수 있다. 또한, 상기 배양물은 발효물을 포함하는 것을 의미할 수 있다.
상기 추출물은 균주 자체, 균주의 파쇄물, 균주의 배양물 또는 이들의 혼합물을 추출 방법, 추출 용매, 추출된 성분 또는 추출물의 형태를 불문하고 추출하여 얻어진 산물을 의미할 수 있으며, 추출 후 분획, 농축 등의 다른 방법으로 가공 또는 처리하여 얻어질 수 있는 물질을 모두 포함하는 광범위한 개념이다.
예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 약학 조성물인 것일 수 있다.
상기 약학 조성물은 유효성분 이외에 방부제, 안정화제, 수화제 또는 유화 촉진제, 삼투압 조절을 위한 염 및/또는 완충제 등의 약제학적 보조제 및 기타 치료적으로 유용한 물질을 추가로 함유할 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 다양한 경구 투여제 또는 비경구 투여제 형태로 제형화할 수 있다.
상기 경구 투여제는 예를 들면, 정제, 환제, 경질 및 연질 캅셀제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제, 분제, 산제, 세립제, 과립제, 펠렛제 등이 있으며, 이들 제형은 유효성분 이외에 계면 활성제, 희석제(예: 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 만니톨, 솔비톨, 셀룰로오스 및 글리신), 활택제(예: 실리카, 탈크, 스테아르산 및 그의 마그네슘 또는 칼슘염 및 폴리에틸렌 글리콜)를 함유할 수 있다. 정제는 또한 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분페이스트, 젤라틴, 트라가칸스, 메틸셀룰로오스, 나트륨 카복시메틸셀룰로오스 및 폴리비닐피롤리딘과 같은 결합제를 함유할 수 있으며, 경우에 따라 전분, 한천, 알긴산 또는 그의 나트륨 염과 같은 붕해제, 흡수제, 착색제, 향미제, 및 감미제 등의 약제학적 첨가제를 함유할 수 있다. 상기 정제는 통상적인 혼합, 과립화 또는 코팅 방법에 의해 제조될 수 있다.
또한, 상기 비경구 투여 형태로는 경피 투여형 제형일 수 있으며, 예를 들어 주사제, 점적제, 연고, 로션, 겔, 크림, 스프레이, 현탁제, 유제, 좌제(坐劑), 패취 등의 제형일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 유효성분의 투여량 결정은 통상의 기술자의 수준 내에 있으며, 약물의 1일 투여 용량은 투여하고자 하는 대상의 진행 정도, 발병 시기, 연령, 건강상태, 합병증 등의 다양한 요인에 따라 달라지지만, 성인을 기준으로 할 때 일 측면에서 상기 조성물 1 ㎍/kg 내지 2000 mg/kg, 다른 일 측면에서 50 ㎍/kg 내지 500 mg/kg을 1일 1 내지 3회 분할하여 투여할 수 있으며, 상기 투여량은 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.
상기 약학 조성물은 피부 외용제일 수 있으며, 상기 피부 외용제는 피부 외부에서 도포되는 어떠한 것이라도 포함될 수 있는 총칭으로서 다양한 제형의 의약품이 여기에 포함될 수 있다.
예시적인 일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 식품 조성물인 것일 수 있다.
상기 식품 조성물은 액상 또는 고체 상태의 제형일 수 있고, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있고, 분말, 과립, 정제, 캡슐 또는 음료인 형태로 사용될 수 있다. 각 제형의 식품 조성물은 유효성분 이외에 해당 분야에서 통상적으로 사용되는 성분들을 제형 또는 사용 목적에 따라 당업자가 어려움 없이 적의 선정하여 배합할 수 있으며, 다른 원료와 동시에 적용할 경우 상승 효과가 일어날 수 있다.
본 명세서에 개시된 유효성분 외에 함유할 수 있는 액체 성분에는 특별한 제한점이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가성분으로 포함할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 모노사카라이드, 포도당, 과당 등의 디사카라이드, 말토스, 슈크로스 등의 폴리사카라이드, 덱스트린, 시클로덱스트린 등의 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알코올 등이 있다. 상기의 향미제로는 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(예를 들어 사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 명세서에 개시된 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 일 측면에서 약 5 내지 12 g일 수 있다.
상기 식품 조성물은 일 측면에서 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그 염, 알긴산 및 그 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 다른 측면에서 천연 과일 주스 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 상기 성분들은 독립적으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 상기 첨가제의 비율은 다양할 수 있으나, 본 명세서에 개시된 조성물 100 중량부 당 0.001 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 화장료 조성물일 수 있다.
상기 화장료 조성물에는 유효성분 이외에 기능성 첨가물 및 일반적인 화장료 조성물에 포함되는 성분이 추가로 포함될 수 있다. 상기 기능성 첨가물로는 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 스핑고 지질 및 해초 엑기스로 이루어진 군에서 선택된 성분을 포함할 수 있다. 이외에 포함되는 배합 성분으로서는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한 (制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다.
상기 화장료 조성물은 제형이 특별히 한정되지 않으며, 목적하는 바에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 분말, 스킨로션, 스킨소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스쳐로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 모이스처크림, 핸드크림, 파운데이션, 에센스, 영양에센스, 팩, 샴푸, 비누, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 바디로션 및 바디클린저로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상의 제형으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 제형이 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.
본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액의 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.
본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클린징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 리놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.
본 발명의 제형이 비누인 경우에는 담체 성분으로서 지방산의 알칼리 금속염, 지방산 헤미에스테르염, 지방산 단백질 히드롤리제이트, 이세티오네이트, 라놀린 유도체, 지방족 알코올, 식물성 유, 글리세롤, 당 등이 이용될 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 사료 조성물일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 가축용 사료 조성물인 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 조성물은 소, 돼지, 양, 말, 토끼, 개, 고양이, 닭, 칠면조, 오리, 거북, 뱀, 광어, 장어 등의 어류, 지렁이, 거미, 곤충 및 선충으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상의 사육 용도를 갖는 것일 수 있다.
예시적인 일 구현예에서, 상기 선충은 예쁜꼬마선충인 것일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 미세먼지의 확보
본 명세서에서 이용된 미세먼지는 두 가지 종류였으며, 시그마알드리치로부터 구입하여 이용하였다. 두 가지 미세먼지는 모두 PM10 (particulate matter 10, 입자의 크기가 10 μm 정도인 것을 특징으로 하는 미세먼지)이었으며, 미세먼지 1은 다환 방향족 탄화수소 (polycyclic aromatic hydrocarbons, PAHs)를 다량 함유하는 것을 특징으로 하며, 미세먼지 2는 비소, 카드뮴, 니켈, 납과 같은 중금속을 다량 함유하고 있는 것을 특징으로 한다.
실시예
2.
락토바실러스
카세이
균주의 입수
본 실시예에서 사용된 균주는 공지된 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주로써, 상기 균주 분말을 제조사 ㈜한국야쿠르트 평택 프로바이오틱스 플랜트로부터 입수하여 사용하였다 (http://www.foodb2b.kr/kfda/product/view/1187872/). 상기 락토바실러스 카세이 HY2782 유산균 분말 (인허가번호 20140017107, 품목제조번호 201400171077, 인허가일자 2016년 7월 19일)은 이미, 이취가 없고 고유의 향미가 있는 연한 노란색 분말의 성상을 가지며, 상기 락토바실러스 카세이 HY2782 균주는 2017년 12월 19일자로 기탁기관인 한국생명공학연구원 생물자원센터에 기탁되었고 기탁번호 KCTC 13438BP를 부여받았다.
하기 실험예에서는 장막세포 (in vitro) 및 예쁜꼬마선충 (in vivo) 모델에서 락토바실러스 카세이 균주의 유해물질에 대한 보호 효능을 평가하고, 이를 바탕으로 미세먼지 독성에 대한 보호 효능을 갖는 조성물을 제공하고자 한다.
실험예
1. 미세먼지에 의한 인간 세포 사멸 효과 및
락토바실러스
카세이
균주에 의한 세포 사멸 보호 효과
본 실험예에서는 미세먼지의 인간 세포 사멸 효과 및 락토바실러스 카세이 균주에 의한 세포 사멸 보호 효과를 확인하였다. 이를 위해 두 가지 종류의 미세먼지를 이용하였으며, 미세먼지 1은 다환 방향족 탄화수소를 다량 함유하는 미세먼지이며, 미세먼지 2는 중금속을 다량 함유하는 미세먼지였다.
인간 정상 대장 세포주인 CCD-18Co 세포는 한국세포주은행 (서울)으로부터 분양을 받아 이용하였다. CCD-18Co 세포는 10% 우태아혈청 (heat-inactivated fetal bovine serum, FBS), 10 U/mL 페니실린, 100 ㎍/mL 스트렙토마이신이 첨가된 RPMI 배지 (Roswell Park Memorial Institute medium)를 이용하여 5% 이산화탄소 및 37℃의 조건에서 배양, 유지하였다.
CCD-18Co 세포를 48-웰 플레이트에 웰당 2×104 cells이 되도록 분주한 다음 24시간 동안 배양하여 부착시켰다. 이후 미세먼지 1 (500 μg/mL), 미세먼지 2 (500 μg/mL) 혹은 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 단독투여하거나, 미세먼지와 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여한 다음 72시간 동안 배양하였다. 배양 종료 후 세포생존율을 Ez-Cytox (대일랩사이언스, 한국) 키트를 이용하여 측정하였다. Ez-Cytox 용액을 배지에 10배 희석한 배지를 추가한 뒤 1시간 배양하였다. 이후 원심분리를 수행하여 미세먼지를 완전히 제거한 후에 상층액만을 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포생존율은 흡광도와 비례하게 나타나며, 대조군의 세포생존율을 100%로 나머지 실험군의 세포생존율을 계산하였다.
실험 결과, 다환족 방향족 탄화수소를 다량 함유하는 미세먼지 1 (500 μg/mL) 투여 시 CCD-18Co 세포의 생존율은 현저히 감소되었다. 이때 미세먼지 1과 락토바실러스 카세이 균주 (106 CFU/mL)를 동시 투여한 경우 세포 생존율이 미세먼지 1만 단독 처리한 실험군에 비하여 유의적으로 회복됨을 확인할 수 있었다 (도 1). 유사하게 중금속을 다량 함유하는 미세먼지 2도 세포의 생존율을 감소시켰으며, 락토바실러스 카세이 균주의 동시 투여에 의해 세포 사멸이 억제됨을 확인하였다 (도 2). 결론적으로 락토바실러스 카세이 균주는 다환 방향족 탄화수소나 중금속을 함유하는 미세먼지에 의한 인간 세포 사멸에 대해 보호 효과가 있음을 확인하였다.
실험예 2. 미세먼지에 의한 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생장 억제 효과 및 락토바실러스 카세이 균주에 의한 미세먼지 독성의 회복 효능
미세먼지의 독성 및 락토바실러스 카세이 균주에 의한 회복 능력을 확인하기 위해 예쁜꼬마선충을 동물모델로써 이용하였다. 예쁜꼬마선충은 Caenorhabditis Genetics Center (CGC, 미국)에서 야생형인 N2 strain을 분양 받아 이용하였다. 먹이로는 대장균 OP50를 주었고, 20℃에서 유지하며 실험을 진행하였다. 대장균 OP50도 Caenorhabditis Genetics Center (CGC, 미국)에서 분양 받아 이용하였다.
예쁜꼬마선충 (Caenorhabditis elegans)은 생물학, 화학 연구에서 모델동물로써 흔히 이용되고 있는 모델동물이다. 예쁜꼬마선충은 설치류 실험을 대신하여 동물연구윤리 측면에서 유리하며, 약학 및 기능성 식품 조성물을 기존 시험관 수준의 실험 (in vitro)에서 한 단계 더 나아가 개체 수준의 생체 내 (in vivo) 활성 및 효능을 평가할 수 있는 장점이 있다. 또한, 최근 여러 저명한 연구논문에서 이러한 예쁜꼬마선충을 유산균의 기능성 발굴 및 작용기전 연구에 널리 이용하고 있다.
예쁜꼬마선충의 알만을 모아서 독성 평가 실험에 이용하였다. 대장균 OP50와 락토바실러스 카세이 균주를 각각 NGM (nematode growth medium) 한천 배지에 코팅하였으며, 독성 평가를 위해 미세먼지 1과 미세먼지 2를 1 mg/mL 농도로 추가하였다. 이렇게 준비된 미세먼지와 대장균 혹은 락토바실러스 카세이 균주가 코팅된 배지에 예쁜꼬마선충의 알을 뿌려준 다음 4일 동안 배양하였다. 이후 예쁜꼬마선충의 형태를 실체 현미경을 이용하여 관찰하고 현미경 사진을 촬영하였으며, Image J 프로그램 (National Health Institute, 미국)을 이용하여 예쁜꼬마선충의 크기를 측정하였다. 각 실험군별로 50마리의 선충의 크기를 측정하였다.
실험 결과, 일반적인 예쁜꼬마선충의 먹이인 대장균 OP50와 비교하여, 본 발명의 락토바실러스 카세이 균주는 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생장에 영향을 미치지 않았다. 즉, 먹이로써 락토바실러스카세이 균주가 일반적인 먹이인 대장균과 비교하여 큰 차이가 없음을 확인하였다. 그러나, 대장균에 다환족 방향족 탄화수소를 다량 함유하는 미세먼지 1 (500 μg/mL) 또는 중금속을 다량 함유하는 미세먼지 2를 투여 시 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생장이 유의적으로 감소되었다 (도 3). 이를 통해 미세먼지는 개체 수준에서 독성을 유발함을 확인할 수 있었다. 또한, 미세먼지와 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여 시 예쁜꼬마선충의 생장에 독성 영향이 전혀 나타나지 않음을 확인하였으며, 이를 통해 락토바실러스 카세이 균주가 미세먼지에 의해 유발되는 개체 수준의 생장 독성을 보호할 수 있음을 확인하였다 (도 3). 이러한 효능은 미세먼지의 종류와 상관없이 미세먼지 1, 미세먼지 2에서 모두 확인할 수 있었다.
실험예 3. 미세먼지에 의한 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생식 기능 억제 효과 및 락토바실러스 카세이 균주에 의한 미세먼지 독성의 회복 효능
본 실험예에서는 미세먼지에 의한 독성 및 락토바실러스 카세이에 의한 회복 효능을 재검증하기 위해 예쁜꼬마선충의 크기뿐만 아니라 낳은 총 알의 개수를 관찰함으로써 생식 능력에 미치는 영향도 관찰하였다.
예쁜꼬마선충의 알만을 모아서 독성 평가 실험에 이용하였다. 대장균 OP50와 락토바실러스 카세이 균주를 각각 NGM (nematode growth medium) 한천배지에 코팅하였으며, 독성 평가를 위해 미세먼지 1과 미세먼지 2를 1 mg/mL 농도로 추가하였다. 이렇게 준비된 미세먼지와 대장균 혹은 락토바실러스 카세이 균주가 코팅된 배지에 예쁜꼬마선충의 알을 뿌려준 다음 64시간 동안 배양하였다. 이후 각 그룹의 예쁜꼬마선충을 각각 대장균 OP50가 코팅된 배지로 매일 옮겨주었으며, 매일 낳는 알의 개수를 관찰하였다. 각 그룹당 총 30마리씩 낳은 알의 개수를 관찰하였으며, 매일 낳은 알의 개수를 30으로 나누어서 한 마리당 낳은 알의 개수를 계산하였고, 총 5일간 낳은 알의 개수를 모두 합하여 모델동물 한 마리당 낳은 총 알의 개수로 하였다.
실험 결과, 일반적인 예쁜꼬마선충의 먹이인 대장균 OP50와 비교하여, 본 발명의 락토바실러스 카세이 균주는 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생식에 큰 영향을 미치지 않았다. 즉, 먹이로써 락토바실러스 카세이 균주를 먹였을 때, 일반적인 먹이인 대장균 OP50 균주와 비교하여 생식 능력 면에서 큰 차이가 없음을 확인하였다. 그러나, 대장균에 다환족 방향족 탄화수소를 다량 함유하는 미세먼지 1 (500 μg/mL)을 투여 시 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생식 능력이 감소되었으며, 중금속을 다량 함유하는 미세먼지 2 (500 μg/mL)를 투여 시 모델동물인 예쁜꼬마선충의 생식 능력이 현저히 감소되었다 (도 4). 이를 통해 미세먼지는 개체 수준에서 독성을 유발함을 확인할 수 있었다. 이때 미세먼지와 락토바실러스 카세이 균주를 동시 투여 시 예쁜꼬마선충의 생식에 독성 영향이 전혀 나타나지 않음을 확인하였으며, 이를 통해 락토바실러스 카세이 균주가 미세먼지에 의해 유발되는 개체 수준의 독성을 보호할 수 있음을 확인하였다 (도 4). 이러한 효능은 미세먼지의 종류와 상관없이 미세먼지 1, 미세먼지 2에서 모두 확인할 수 있었다.
본 명세서의 일 측면에 따른 조성물의 제제예를 아래에서 설명하나, 다른 여러 가지 제제로도 응용 가능하며, 이는 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
[제제예 1] 정제
락토바실러스 카세이 배양물 150 mg, 포도당 100 mg, 홍삼추출물 50 mg, 전분 96 mg 및 마그네슘 스테아레이트 4 mg을 혼합하고 30% 에탄올을 40 mg 첨가하여 과립을 형성한 후, 60℃에서 건조하고 타정기를 이용하여 정제로 타정하였다.
[
제제예
2] 과립제
락토바실러스 카세이 배양물 150 mg, 포도당 100 mg, 홍삼추출물 50 mg 및 전분 600 mg을 혼합하고 30% 에탄올을 100 mg 첨가하여 과립을 형성한 후, 60℃에서 건조하여 과립을 형성한 다음 포에 충진하였다. 내용물의 최종 중량은 1 g으로 하였다.
[
제제예
3] 드링크제
락토바실러스 카세이 배양물 150 mg, 포도당 10 g, 홍삼추출물 50 mg, 구연산 2 g 및 정제수 187.8 g을 혼합하고 병에 충진하였다. 내용물의 최종 용량은 200 ml로 하였다.
[
제제예
4] 건강식품의 제조
락토바실러스 카세이 배양물 .... 1000 ㎎
비타민 혼합물
비타민 A 아세테이트...........70 ㎍
비타민 E .................... 1.0 ㎎
비타민 B1.................... 0.13 ㎎
비타민 B2 ................... 0.15 ㎎
비타민 B6.................... 0.5 ㎎
비타민 B12.................... 0.2 ㎍
비타민 C...................... 10 ㎎
비오틴........................ 10 ㎍
니코틴산아미드.............. . 1.7 ㎎
엽산........................... 50 ㎍
판토텐산 칼슘................. 0.5 ㎎
무기질 혼합물
황산제1철..................... 1.75 ㎎
산화아연...................... 0.82 ㎎
탄산마그네슘.................. 25.3 ㎎
제1인산칼륨................... 15 ㎎
제2인산칼슘................... 55 ㎎
구연산칼륨..................... 90 ㎎
탄산칼슘....................... 100 ㎎
염화마그네슘................... 24.8 ㎎
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
[
제제예
5] 건강음료의 제조
락토바실러스 카세이 배양물.... 1000 ㎎
구연산....................... 1000 ㎎
올리고당..................... 100 g
매실농축액.................... 2 g
타우린........................ 1 g
정제수를 가하여 전체.......... 900 ㎖
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관하였다. 이후, 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용하였다.
상기 조성비는 비교적 기호 음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용 용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합 비율을 임의로 변형 실시하여도 무방하다. 본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상, 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시 태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
Claims (21)
- 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주, 이의 파쇄물, 이의 배양액, 상기 균주의 추출물, 상기 파쇄물의 추출물 또는 상기 배양액의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 기인한 예쁜꼬마선충의 몸길이 성장 저해의 억제용 식품 조성물.
- 제 1항에 있어서,
상기 미세먼지는 다환 방향족 탄화수소 또는 중금속을 함유하는 것인, 미세먼지 독성에 기인한 예쁜꼬마선충의 몸길이 성장 저해의 억제용 식품 조성물.
- 락토바실러스 카세이 HY2782 (Lactobacillus casei HY2782) 균주, 이의 파쇄물, 이의 배양액, 상기 균주의 추출물, 상기 파쇄물의 추출물 또는 상기 배양액의 추출물을 유효성분으로 포함하는 미세먼지 독성에 기인한 예쁜꼬마선충의 알의 개수 감소의 억제용 식품 조성물.
- 제 3항에 있어서,
상기 미세먼지는 다환 방향족 탄화수소 또는 중금속을 함유하는 것인, 미세먼지 독성에 기인한 예쁜꼬마선충의 알의 개수 감소의 억제용 식품 조성물. - 삭제
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