KR101928767B1 - 돌외로부터 분리된 신규한 지페노사이드 화합물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 본 발명은 돌외로부터 분리된 신규한 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 및 지페노사이드 UL7으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 지페노사이드 화합물 및 이의 분리 방법을 제공한다.

Description

돌외로부터 분리된 신규한 지페노사이드 화합물{NOVEL GYPENOSIDE COMPOUND ISOLATED FROM GYNOSTEMMA PENTAPHYLLUM}

본 발명은 돌외로부터 분리된 신규한 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 및 지페노사이드 UL7으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 지페노사이드 화합물 및 이의 분리 방법에 관한 것이다.

돌외(Gynostemma pentaphyllum (Thunb.) Makino)는 박과(Cucurbitaceae)에 속하는 덩굴성 여러해살이풀로 지상부위를 건조한 것을 덩굴차라고 하며, 우리나라의 식품공전(2002, 식품의약품안전청)에 수록되어 있다. 돌외의 자생지는 한국, 일본, 중국, 스리랑카, 방글라데시, 네팔, 인도 등이며, 주로 해안가, 강가 등 습도가 높은 곳에서 자란다.

돌외에는 자생하는 국가와 지역에 따라 다양한 담마란계(dammarane type) 사포닌이 함유되어 있으며, 이들은 지노사포닌(gynosaponin) 또는 지페노사이드(gypenoside)라고 명명된다. 돌외사포닌은 지질대사 개선작용, 심혈관계질환 방어작용, 혈당강하 작용, 중추신경계 작용, 항암작용, 혈소판 응집 저해작용, 강장작용 등의 효능을 나타내는 것으로 알려져 있으며, 이러한 효능들은 고려인삼(Panax ginseng C.A. Meyer)의 유효성분인 진세노사이드(ginsenoside)의 것과 상당히 일치한다. 이러한 사실은 양쪽 식물에 모두 담마란계 사포닌이 공통으로 함유되어 있기 때문인 것으로 인정되고 있다[참고문헌: Razmovski - Naumovski V, et al., 2005, Chemistry and Pharmacology of Gynostemma pentaphyllum, Phytochemistry Reviews, 4: 197-219].

한국산 돌외 추출물의 효능에 관한 연구로는 제2형 당뇨병 동물실험모델에서 돌외의 에탄올 추출물이 강력한 혈당강하작용이 있다고 보고되었고, 100 mg/kg의 용량에서 유효하였다. 이러한 돌외 추출물은 100 mg/kg이라는 높은 용량에서 인슐린 분비량을 약 3.24 배 증가시켜 현저한 혈당강화 효과를 나타내었으므로, 이 실험에 사용한 돌외 추출물은 인슐린 분비촉진제라고 판단된다[참고문헌: Yeo JY, et al., 2008, Potential Hypoglycemic Effect of an EtOH Extract of Gynostemma pentaphyllum in C57BL/KsJ-db/db Mice, J. Medicinal Food, 11: 709-716].

따라서 이러한 돌외 추출물은 높은 용량으로 사용하여야 하므로 환자가 복용하는데 있어 불편하고 부작용의 위험이 높으며, 화학구조가 불분명하여 약물로 개발하는데 한계가 있었다.

본 발명자들은 낮은 용량에서도 약효를 나타내고 부작용이 적은 돌외 추출물을 개발하기 위해 예의 연구 검토한 결과, 돌외의 지페노사이드 추출물이 0.2 mg/kg의 매우 낮은 용량에서 항당뇨 및 항비만 효과를 나타내고 인슐린 감작제(insulin sensitizer)로서 효능을 나타낸다는 사실을 알아내고 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 신규한 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 및 지페노사이드 UL7으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 지페노사이드 화합물 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 지페노사이드 UL1 내지 UL7 및 지페노사이드 XLVIII로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 담마란계 트리터페노이드 사포닌 화합물을 함유한 돌외의 지페노사이드 추출물을 유효성분으로 포함하는 제2형 당뇨병, 비만 또는 고지혈증의 치료 또는 예방용 약제학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 지페노사이드 UL1 내지 UL7 및 지페노사이드 XLVIII로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 담마란계 트리터페노이드 사포닌 화합물을 함유한 돌외의 지페노사이드 추출물을 유효성분으로 포함하는 제2형 당뇨병, 비만 또는 고지혈증의 개선 또는 예방용 건강기능식품을 제공하는 것이다.

본 발명은 신규한 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 및 지페노사이드 UL7으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 지페노사이드 화합물에 관한 것이다.

상기 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 지페노사이드 UL7 및 지페노사이드 XLVIII은 각각 하기 화합물을 의미하여, 그 구조식은 도 1에 도시된 바와 같다.

지페노사이드 UL1: (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]-α-L-arabinopyranoside).

지페노사이드 UL2: (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[β-D-글루코피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside).

지페노사이드 UL3: (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-크실로피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-xylopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside).

지페노사이드 UL4: (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-크실로피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-xylopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside).

지페노사이드 UL5: (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside).

지페노사이드 UL6: 3β,20S,21-트리히드록시-19-옥소-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]{[β-D-크실로피라노실 (1→6)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]}-α-L-아라비노피라노사이드-21-O-β-D-글루코피라노사이드 (3β,20S,21-trihydroxy-19-oxo-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside).

지페노사이드 UL7: 3β,20S-디히드록시-21-카르복실-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]{[β-D-크실로피라노실 (1→6)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]}-α-L-아라비노피라노사이드-21-O-β-D-글루코피라노사이드 (3β,20S-dihydroxy-21-carboxyl-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside).

지페노사이드 XLVIII: 3β,20S,21-트리히드록시-19-옥소-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]}-α-L-아라비노피라노사이드-21-O-β-D-글루코피라노사이드 (3β,20S,21-trihydroxy-19-oxo-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside).

상기 지페노사이드 화합물은 돌외로부터 분리된 것을 특징으로 하는 지페노사이드 화합물일 수 있다.
상기 지페노사이드 화합물은 하기 정의된 지페노사이드 UL4인 것을 특징으로 하는 지페노사이드 화합물일 수 있다.
본 발명은 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 지페노사이드 UL7 및 지페노사이드 XLVIII으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 담마란계 트리터페노이드 사포닌 화합물을 함유한 돌외의 지페노사이드 추출물을 유효성분으로 포함하는 제2형 당뇨병, 비만 또는 고지혈증의 치료 또는 예방용 약제학적 조성물에 관한 것이다.
상기 돌외의 지페노사이드 추출물은 상기 담마란계 트리터페노이드 사포닌 화합물을 60 내지 95 중량%로 함유하는 것이 바람직하다.

일 태양으로, 상기 지페노사이드 화합물은
(i) 돌외의 지상부위 건조물을 물과 알코올의 혼합용매로 추출하고, 추출액을 농축하여 돌외 지상부위 추출물을 수득하는 단계;
(ii) 상기 돌외 지상부위 추출물을 물과 알코올의 혼합용매에 용해시킨 용액을 여과하거나 원심분리하여 여액 또는 상등액을 수득하는 단계; 및
(iii) 상기 여액 또는 상등액을 이온교환수지 칼럼에 통과시켜 정제하고, 용출액을 농축, 건조시키는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.
상기 단계 (iii)의 용출액을 컬럼 크로마토그래피에 넣어 클로로포름과 알코올의 혼합용매로 용출하는 단계를 추가적으로 포함할 수 있다.

일 태양으로, 상기 돌외의 지페노사이드 추출물은
(i) 돌외의 지상부위 건조물을 물과 알코올의 혼합용매로 추출하고, 추출액을 농축하여 돌외 지상부위 추출물을 수득하는 단계;

(ii) 상기 돌외 지상부위 추출물을 물과 알코올의 혼합용매에 용해시킨 용액을 여과하거나 원심분리하여 여액 또는 상등액을 수득하는 단계; 및

(iii) 상기 여액 또는 상등액을 농축, 건조시키는 단계를 포함하여 제조할 수 있다.

대안적으로, 상기 돌외의 지페노사이드 추출물은 단계 (iii)에서 여액 또는 상등액을 이온교환수지 칼럼에 통과시켜 정제하고, 용출액을 농축, 건조시켜 제조할 수도 있다.

상기 돌외는 경상북도 울릉군에서 재배되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (i)에서는 돌외의 지상부위 건조물을 물과 알코올이 9 : 1 내지 1 : 9의 부피비로 혼합된 혼합용매로 실온에서 추출한 다음, 60 내지 95 ℃에서 환류냉각 방법으로 가열추출하고, 실온으로 냉각한 후 감압 여과한 다음, 여과액을 감압 농축하여 돌외 지상부위 추출물을 수득하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (ii)에서는 돌외 지상부위 추출물을 물과 알코올이 9 : 1 내지 1 : 2의 부피비로 혼합된 혼합용매에 용해시키는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 알코올은 탄소수 1 내지 4개의 직쇄형 또는 분지형 알코올을 의미하며, 예를 들어 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-뷰탄올 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 알코올로는 에탄올을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 단계 (iii)에서는 여액 또는 상등액을 그대로 농축, 건조시키거나, 이온교환수지 칼럼에 통과시켜 정제하고, 용출액을 농축, 건조시켜 돌외의 지페노사이드 추출물을 제조한다.

이때 농축, 건조는 분무식 감압동결 방법으로 수행하는 것이 바람직하다.

상기 이온교환수지로는 다이아이온(Diaion) HP20 또는 HP21 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제조공정에 따르면, 단계 (i)에서 항당뇨 및 항비만 효과가 없는 엽록소, 베타카로틴, 스테로이드 및 그 배당체 등의 추출이 크게 억제되며, 이러한 성분들은 추출되더라도 단계 (ii)에서 대부분 제거된다. 또한 이온교환수지 칼럼으로 정제할 경우에는 수용성인 질산칼륨과 같은 무기물, 슈크로스, 아미노산, 다당류 등도 제거된다.

상기 제조공정을 통해 제조된 돌외의 지페노사이드 추출물은 신규한 담마란계 트리터페노이드 사포닌인 지페노사이드 UL1 내지 UL7과 공지된 지페노사이드 XLVIII의 함량이 크게 증가되고, 제2형 당뇨병 모델 실험동물인 db/db 마우스에 경구투여하였을 때 체중을 현저히 낮추고, 간과 지방 조직에서 지방의 분포량을 낮추며, 혈중 및 복부 지질개선 효과를 나타내고, 혈중 인슐린, 렙틴(leptin) 및 혈당도 함께 낮추어 인슐린 감작제(insulin sensitizer)로서 효능을 나타낸다.

본 발명에 따른 약제학적 조성물은 경구적으로 (예를 들면, 복용 또는 흡입) 또는 비경구적으로 (예를 들면, 주사, 경피흡수, 직장투여) 투여될 수 있으며, 주사는 예를 들면, 정맥주사, 피하주사, 근육내주사 또는 복강내주사일 수 있다. 본 발명에 따른 약제학적 조성물은 투여 경로에 따라, 정제, 캡슐제, 과립제, 파인 서브틸래(fine subtilae), 분제, 설하 정제, 좌약, 연고, 주사제, 유탁액제, 현탁액제, 시럽제, 분무제 등으로 제형화될 수 있다. 상기 여러 가지 형태의 본 발명에 따른 약제학적 조성물은 각 제형에 통상적으로 사용되는 약제학적으로 허용되는 담체(carrier)를 사용하여 공지기술에 의해 제조될 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체의 예는 부형제, 결합제, 붕해제(disintegrating agent), 윤활제, 방부제, 항산화제, 등장제(isotonic agent), 완충제, 피막제, 감미제, 용해제, 기제(base), 분산제, 습윤제, 현탁화제, 안정제, 착색제 등을 포함한다.

본 발명에 따른 약제학적 조성물은 약제의 형태에 따라 다르지만, 돌외의 지페노사이드 추출물을 약 0.1 내지 60 중량%로 포함한다.

본 발명의 약제학적 조성물의 구체적인 투여량은 치료되는 사람을 포함한 포유동물의 종류, 체중, 성별, 질환의 정도, 의사의 판단 등에 따라 다를 수 있다. 바람직하게는, 경구투여의 경우에는 하루에 체중 1kg당 활성성분 0.001 내지 2.0 mg, 바람직하게는 0.02 내지 0.5 mg이 투여된다. 상기 총 일일 투여량은 질환의 정도, 의사의 판단 등에 따라 한번에 또는 수회로 나누어 투여될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물은 특히 복용 후 운동을 하거나 일을 하여 활동하여야 하며, 잠을 자기 직전에 복용하는 경우에는 효과가 나타나지 않거나 크게 감소될 수 있다.

다른 한편으로, 본 발명은 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL4, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 지페노사이드 UL7 및 지페노사이드 XLVIII으로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 담마란계 트리터페노이드 사포닌 화합물을 함유한 돌외의 지페노사이드 추출물을 유효성분으로 포함하는 제2형 당뇨병, 비만 또는 고지혈증의 개선 또는 예방용 건강기능식품에 관한 것이다.

건강기능식품의 종류에는 특별한 제한이 없으며, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액제, 에멀젼, 시럽제 등의 경구형 제제 형태이거나, 캔디, 과자, 껌, 아이스크림, 면류, 빵, 음료 등 일반적인 식품에 첨가될 수 있다.

본 발명의 건강기능식품은 형태에 따라 통상적인 방법으로 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 감미제, 방향제, 보존제, 계면활성제, 윤활제, 부형제 등을 적절히 사용하여 제조될 수 있다.

상기 건강기능식품의 제조에 있어서 돌외의 지페노사이드 추출물의 함량은 건강기능식품의 형태에 따라 다르지만, 약 0.1 내지 60 중량%의 농도이다. 본 발명의 건강기능식품은 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 돌외의 지페노사이드 추출물은 신규한 담마란계 트리터페노이드 사포닌인 지페노사이드 UL1 내지 UL7과 공지된 지페노사이드 XLVIII를 다량으로 함유하여, 복부 지방 및 혈중 지질상태를 개선하고, 비만을 억제하며, 당뇨를 개선하는 효과가 있어, 제2형 당뇨병, 비만, 고지혈증, 동맥경화증, 간질환, 심혈관계 질환, 혈전증, 뇌혈전 질환 등의 치료 또는 예방용 약제학적 조성물 또는 건강기능성식품에 효과적으로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 돌외의 지페노사이드 추출물은 종래의 돌외 추출물이 인슐린 분비촉진제로서 작용하는데 반해 인슐린 감작제로서 효능을 나타낸다.

도 1은 지페노사이드 UL1 내지 UL7과 지페노사이드 XLVIII의 구조식을 나타낸 도면이다.
도 2는 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS)로부터 유효성분인 지페노사이드 UL1 내지 UL7과 지페노사이드 XLVIII을 분리하는 공정을 나타낸 도면이다.
도 3은 제2형 당뇨병 모델 실험동물인 C57BL/KsJ-db/db 마우스에 1% CMC를 투여한 대조군(Control), 양성(positive) 비교군으로 시부트라민(Sibutramine) 2 mg/kg을 투여한 군 및 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 0.2 mg/kg을 투여한 군의 체중변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는 db/db 마우스에 1% CMC를 투여한 대조군(Control), 양성(Positive) 비교군으로 시부트라민(Sibutramine) 2 mg/kg을 투여한 군 및 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 0.2 mg/kg을 투여한 군으로부터 채취한 간 조직의 핵과 세포질을 헤마톡실린(hematoxylin)과 에오신(eosin)으로 염색하고 촬영한 현미경 사진이다.
도 5는 db/db 마우스에 1% CMC를 투여한 대조군(Control), 양성(Positive) 비교군으로 시부트라민(Sibutramine) 2 mg/kg을 투여한 군 및 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 0.2 mg/kg을 투여한 군으로부터 채취한 지방 조직을 헤마톡실린(hematoxylin)과 에오신(eosin)으로 염색하고 촬영한 현미경 사진이다.

이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.

실시예 1: 돌외의 지페노사이드 추출물의 제조 (I)

돌외는 경상북도 울릉군에서 처서가 지난 후에 지상부위만을 채취하여, 이를 세척하고 자연건조하거나 50 ~ 60 ℃에서 열풍으로 건조한 것을 구입하여 사용하였다. 돌외의 지상부위 건조물 10 kg에 물과 에탄올을 1 : 2 의 부피비로 혼합한 혼합용매 300 L을 가하고, 실온에서 8 시간 내지 12 시간 냉침한 다음, 60 ~ 95 ℃에서 5 시간 내지 10 시간 환류냉각 방법으로 가열추출하고, 실온으로 냉각한 후 감압 여과하였다. 상기 가열추출 과정을 1 내지 2 회 더 반복한 다음, 여과액을 감압 농축하여 돌외 지상부위 추출물 360 g (수율: 3.6%)을 수득하였다.

상기 과정을 여러 번 반복하여 수득한 돌외 지상부위 추출물 1 kg을 물과 에탄올을 2 : 1 의 부피비로 혼합한 혼합용매 50 L에 용해시키고, 실온에서 6 내지 24 시간 방치한 후 생성된 부유물 또는 침전물을 감압하에 여과하였다.

수득한 여과액을 분무식 감압동결 방법으로 건조하여 돌외의 지페노사이드 추출물 892 g (수율: 89.2%)을 수득하였다.

실시예 2: 돌외의 지페노사이드 추출물의 제조 ( II )

실시예 1과 동일한 방법으로 수득한 돌외 지상부위 추출물 1 kg을 물과 에탄올을 2 : 1 의 부피비로 혼합한 혼합용매 10 L에 용해시키고, 실온에서 6 내지 24 시간 방치한 후 생성된 부유물 또는 침전물을 원심분리하였다.

수득한 상등액을 미리 상기한 혼합용매로 평형화시킨 10 L의 다이아이온(Diaion) HP20 수지 칼럼에 3 내지 6 시간 서서히 가하고, 상기한 혼합용매 10 L를 사용하여 수지를 세척하면서 노란색의 플라보노이드 배당체 용액의 용출이 종료된 후, 에탄올 30 L로 수지의 흡착물을 용출하였다. 그런 다음, 용출액을 농축하여 부피를 3 L 로 줄이고, 이 용액을 분무식 감압동결 방법으로 건조하여 돌외의 지페노사이드 추출물 860 g (수율: 86.0%)을 수득하였다.

실시예 3: 제형의 제조

실시예 3-1: 산제의 제조

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 20 mg, 셀루로즈 1000 mg 및 스테아린산 마그네슘 2 mg을 혼합하고 기밀포에 충전하여 산제를 제조하였다(10 회 복용량).

실시예 3-2: 정제의 제조

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 20 mg, 옥수수 전분 1000 mg, 유당 300 mg 및 스테아린산 마그네슘 10 mg을 혼합한 후, 통상의 정제 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다(10 회분, 10 T).

실시예 3-3: 캅셀제의 제조

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 20 mg, 셀루로즈 500 mg 및 스테아린산 마그네슘 10 mg을 혼합한 후, 통상의 캅셀제 제조방법에 따라 젤라틴 캅셀 10 개에 충전하여 캅셀제를 제조하였다(10 회분, 10 캅셀).

실시예 3-4: 액제의 제조

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 200 mg, 솔비톨 20 mg, 카복시메틸셀룰로즈(carboxymethylcellulose: CMC) 10 mg, 레몬향 약간 및 정제수를 넣어 전체를 1000 mL로 맞추었다. 통상의 액제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 후 갈색병에 충전하고 멸균시켜 액제를 제조하였다(10 mL씩 100 회 분량).

실시예 4: 돌외의 지페노사이드 추출물로부터 유효성분의 분리

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS)로부터 유효성분의 분리를 도 2에 도시된 바와 같이 수행하였다. 구체적으로 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 21 g을 취하여, 실리카겔 323 g을 사용한 칼럼(직경 4.6 cm x 높이 31 cm)에 넣은 후, 클로로포름 : 메탄올 = 8 : 1 혼합용매 (v/v) 2 L; 5 : 1 혼합용매 (v/v) 3 L; 3 : 1 혼합용매 (v/v) 2 L; 1 : 1 혼합용매 (v/v) 3 L를 순차적으로 사용하면서 크로마토그래피를 실시하여 각각 Fr. A(1.56 g); Fr. B(5.99 g); Fr. C(3.12 g); Fr. D(8.15 g)를 수득하였다. 각 분획을 MCI-gel에서 아세토니트릴의 수용액 농도를 5, 10, 15, 20, 25%로 점차 올려 가면서 크로마토그래피를 실시하여, Fr. A로부터 지페노사이드 UL1(80 mg), 지페노사이드 UL2(20 mg)을 얻고, Fr. B로부터 지페노사이드 UL3(230 mg), 지페노사이드 UL4(2.23 g)를 얻었으며, Fr. C로부터 지페노사이드 UL5(390 mg), Fr. D로부터 지페노사이드 XLVIII(320 mg), 지페노사이드 UL6(65 mg) 및 지페노사이드 UL7(50 mg)을 수득하였다.

이들 중 지페노사이드 XLVIII를 제외하고는 모두 신규 물질인 것으로 확인되었다[참고문헌: Takemoto T. et al., 1984, Studies on the Constituents of Cucurbitae Plants, XII. On the saponin constituents of Gynostemma pentaphyllum Makino, 104, 1155-1162].

또한, 지페노사이드 UL1 내지 UL5에서 23 번 위치의 탄소는 입체적으로 S 형과 R 형이 2 : 1의 비로 존재함을 확인하였다.

- 지페노사이드 UL1: (23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]-α-L-arabinopyranoside

ES-MS m/z : 766.7 (C₄₁H₆₆O₁₃)

융점 : 160 - 162 ℃

[α]²⁵ _D : = + 0.19° (c = 0.94, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3376, 1702, 1649, 1051, 784

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 1

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL2: (23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside

ES-MS m/z : 782.7 (C₄₁H₆₆O₁₄)

융점 : 245 - 250 ℃

[α]²⁵ _D : + 3.20° (c = 0.09, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3427, 1704, 1634, 1077, 1038, 782

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 1

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL3: (23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-xylopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside

ES-MS m/z : 884.7 (C₄₆H₇₆O₁₆)

융점 : 210 - 212 ℃

[α]²⁵ _D : - 0.11° (c = 0.91, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3397, 1649, 1375, 1046, 982, 784

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 1

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL4: (23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-xylopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside

ES-MS m/z : 898.6 (C₄₆H₇₄O₁₇)

융점 : 175 - 177 ℃

[α]²⁵ _D : + 0.03° (c = 0.95, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3408, 1700, 1648, 1044, 980, 784

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 2

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL5: (23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside

ES-MS m/z : 928.6 (C₄₇H₇₆O₁₈)

융점 : 217 - 219 ℃

[α]²⁵ _D : + 0.04° (c = 0.93, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3398, 1699, 1649, 1075, 1039, 783

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 2

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 XLVIII: 3β,20S,21-trihydroxy-19-oxo-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside

ES-MS m/z : 1076.7 (C₅₃H₈₈O₂₂)

융점 : 228 - 230 ℃

[α]²⁵ _D : - 5.8° (c = 0.93, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3408, 1705, 1645, 1075, 1040, 784

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 2

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL6: 3β,20S,21-trihydroxy-19-oxo-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside

ES-MS m/z : 1208.8 (C₅₈H₉₆O₂₆)

융점 : 185 - 187 ℃

[α]²⁵ _D : - 0.06° (c = 0.96, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3398, 1705, 1644, 1073, 1044, 783

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 2

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

- 지페노사이드 UL7: 3β,20S-dihydroxy-21-carboxyl-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside

ES-MS m/z : 1208.8 (C₅₈H₉₆O₂₆)

융점 : 197 - 199 ℃

[α]²⁵ _D : - 0.06° (c = 0.92, 메탄올)

IR(KBr) v _max (cm^-1) : 3434, 1740, 1637, 1074, 1039, 784

¹H-NMR (C₅D₅N) : 표 2

¹³C-NMR (C₅D₅N) : 표 3 및 표 4

[표 1]

[표 2]

[표 3]

[표 4]

실시예 5: 돌외의 지페노사이드 추출물 중의 총 지페노사이드의 정량

실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 검체와 지페노사이드 UL4를 각각 20 mg과 2 mg을 평량하여 30%(v/v) 아세토니트릴 수용액 1.0 mL에 녹여 검액과 표준액으로 사용하였다. 아래의 조건에 따라 고속액체크로마토그래피(HPLC) 분석을 수행한 결과, 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 중의 각 지페노사이드의 함량의 합계는 95%인 것으로 분석되었다.

- HPLC 측정조건

(1) HPLC : Agilent 1200 Series

(2) 검출기 : UV 203nm (Agilent VWD)

(3) 칼럼 : 4.6 x 250 mm, 5μm (C18-capcellpak, Shiseido)

(4) 유속 : 1 mL/분

용매 : A, 물/ B, 아세토니트릴

용매농도구배 : B 15 ~ 34.5% (0 ~ 10 분)/ 34.5 ~ 47.5% (10 ~ 25 분)/ 47.5 ~ 100% (25 ~ 55 분)/ 100% (55 ~ 65 분)/ 15% (75 ~ 85 분).

실험예 1: 급성독성 실험

스프라그-도올리계(sprague-dawly) 수컷 랫트(체중: 250 ± 15 g)와 ICR계 수컷 마우스(체중: 28 ± 5 g)를 각각 10마리씩으로 나누어 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS)을 각각 50, 250, 1,250 mg/kg의 용량으로 1% 카복시메틸셀룰로즈(carboxymethylcellulose: CMC) 수용액에 현탁하여 경구투여한 후 2 주간 독성여부를 관찰한 결과, 실험군 모두에서 사망한 예가 한 마리도 없었고, 외견상 대조군(1% CMC 수용액만 투여한 군)과 별다른 증상을 찾아 볼 수 없었으므로, 본 발명의 돌외의 지페노사이드 추출물은 급성독성이 없음이 확인되었다.

실험예 2: 실험동물의 체중 증가량

실험동물은 제2형 당뇨병 연구 모델인 C57BL/KsJ-db/db 마우스 수컷(5 주령, 체중: 25 g)을 Jackson Lab(Bar Harbor, ME, USA)으로부터 구입하여 사용하였다. 난괴법에 의해 한 그룹 당 3 마리씩으로 배정하고, 한 케이지에서 함께 사육하였다. 사료는 고형사료(삼양사, 서울)를 공급하였고, 한 케이지 마다 3 일 또는 4 일 간격으로 사료 200 g 씩 주고, 남은 양을 빼내어 무게를 측정한 다음 섭취량을 계산하였으며, 남긴 사료는 폐기하였다. 물의 공급은 사료를 줄 때와 같은 날에 한 케이지 마다 500 mL 씩 공급하였고, 3 일 또는 4 일 간격으로 남은 물의 양을 측정하여 섭취량을 계산하였으며, 남긴 물은 폐기하였다. 동물실의 실온은 22 ~ 24 ℃로 조절하였으며, 낮과 밤의 주기는 12 시간 간격으로 맞추어 실시하였다.

2 주일간 적응시킨 후에 약물투여시간을 오후 6 시로 하여 실험을 실시하였다. 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS)은 0.2 mg/kg을 투여하였고, 양성(positive) 비교군으로 시부트라민은 2.0 mg/kg을 투여하였으며, 대조군으로는 1% CMC를 투여하였다. 시료 투여량은 체중 40 g 당 100 μl를 하루에 1 회 경구로 투여하였다. 4 주간(28 일) 약물투여 후 동물을 희생시켰다. 각 실험군의 체중 증가량 (단위: g), 사료 총섭취량 및 물 총섭취량을 하기 표 5 나타내었다.

[표 5]

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 야행성인 마우스가 활동하는 시간인 오후 6 시에 약물을 매일 4 주간 투여한 db/db 마우스의 경우, 대조군인 1% CMC 투여군은 체중이 1.9 g 증가하고(9.5% 증가), 양성 대조군인 시부트라민 투여군은 체중이 1.9 g 증가하였으나(9.5% 증가), 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 0.2 mg/kg 투여군은 체중이 2.7 g 감소하였으며(7.1% 감소), 통계학적으로 유의성이 매우 높았다(p<0.001). 이러한 체중 감소는 GPS 투여 후 3 일부터 나타났으나, 통계학적으로 유의성이 높게 나타난 것은 GPS 투여 후 10 일째부터였다(p<0.01).

상기한 결과를 도 3에 그래프로 나타내었다. 도 3에서 보듯이 대조군은 시부트라민 투여군과 같이 상승곡선을 보여주고 있으나, 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 0.2 mg/kg 투여군은 약물 투여 후 곧바로 하강곡선을 나타내었으며, 통계학적으로 유의성이 매우 높았다(b: p<0.01; a: p<0.001).

실험예 3: 간 및 지방 조직의 현미경 사진과 복부 장기 지방의 무게 측정

실험예 2에서 사육이 끝난 실험동물을 안구 채혈한 후 탄산가스(CO₂)로 안락사를 유도하여 장기를 채취하였다. 간장 지방, 비장 지방, 부정소 지방, 장간막 지방 및 신장 지방 조직을 적출하여 중량을 측정하였다. 채혈한 혈액은 얼음에서 약 1 시간 동안 방치한 후 1300 rpm 에서 40 분 동안 원심분리하여 혈장을 분리하였고, 이들 시료는 분석 전까지 -70 ℃ 냉동실에서 보관하였다.

각각의 실험군에 대하여 간과 지방 조직을 4% 중성 포르말린(neutral formalin)과 오스뮴(osmium)으로 각각 고정한 후 5 내지 7 μm의 동결조직 절편을 제작하였다. 조직세포의 핵과 세포질을 헤마톡실린(hematoxylin)과 에오신(eosin)으로 염색하고 현미경 사진을 촬영하여, 그 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 대조군 및 양성 비교군인 시부트라민 투여군과 비교하였을 때 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 투여군에서 간 세포질과 간 세포핵의 크기(도 4) 및 지방 세포의 크기(도 5)가 상당히 작다는 사실을 관찰할 수 있었다.

복부 장기 지방의 무게 (단위: %)를 실험동물의 체중에 대한 백분율로 계산하여 표 6에 나타내었다.

[표 6]

상기 표 6에서 보듯이, 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 투여군은 다른 실험군에 비하여 간장 지방(p<0.02), 부정소 지방(p<0.001), 장간막 지방(p<0.02) 및 신장 지방(p<0.02)에서 최소량을 나타내었으며, 비장 지방의 경우 실험군 사이에 통계학적으로 서로 유의성이 없었다.

실험예 4: 혈중 혈당, 총콜레스테롤, 인슐린, 렙틴 및 아디포넥틴의 농도 분석

실험예 3에서 채취한 혈액에서 혈청을 얻어 혈청 중에 함유되어 있는 성분들을 분석하여 표 7에 나타내었다.

[표 7]

상기 표 7에서 확인할 수 있는 것처럼, 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS) 투여군에서 혈당은 19.2% 감소(p<0.02), 총콜레스테롤은 18.6% 감소(p<0.02), 인슐린은 32.0% 감소(p<0.01), 렙틴은 24.2% 감소(p<0.02) 하였고, 이 결과들은 유의성이 매우 높았다. 아디포넥틴은 6.3% 감소하였으나 통계학적인 유의성은 없었다.

상기 결과들(표 7)과 실험동물의 체중감소(표 5 및 도 3), 복부 지방 감소(표 6), 간과 지방 조직 검사(도 4 및 도 5)의 결과로부터 실시예 2에서 수득한 돌외의 지페노사이드 추출물(GPS)은 인슐린 감작제(insulin sensitizer)로서 작용한다는 사실을 명확하게 확인할 수 있었다.

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21. 하기 정의된 지페노사이드 UL1, 지페노사이드 UL2, 지페노사이드 UL3, 지페노사이드 UL5, 지페노사이드 UL6, 및 지페노사이드 UL7로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나의 지페노사이드 화합물:
    상기에서,
    지페노사이드 UL1은 (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]-α-L-arabinopyranoside);
    지페노사이드 UL2는 (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[β-D-글루코피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside);
    지페노사이드 UL3은 (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-크실로피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-21,23-epoxy-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-xylopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside);
    지페노사이드 UL5는 (23ξ)-3β,20β,21α-트리히드록시-19-옥소-21,23-에폭시-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]-α-L-아라비노피라노사이드 ((23ξ)-3β,20β,21α-trihydroxy-19-oxo-21,23-epoxy- dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]-α-L-arabinopyranoside);
    지페노사이드 UL6은 3β,20S,21-트리히드록시-19-옥소-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]{[β-D-크실로피라노실 (1→6)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]}-α-L-아라비노피라노사이드-21-O-β-D-글루코피라노사이드 (3β,20S,21-trihydroxy-19-oxo-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside);
    지페노사이드 UL7은 3β,20S-디히드록시-21-카르복실-담마르-24-엔-3-O-[α-L-람노피라노실 (1→2)]{[β-D-크실로피라노실 (1→6)][β-D-글루코피라노실 (1→3)]}-α-L-아라비노피라노사이드-21-O-β-D-글루코피라노사이드 (3β,20S-dihydroxy-21-carboxyl-dammar-24-ene-3-O-[α-L-rhamnopyranosyl (1→2)]{[β-D-xylopyranosyl (1→6)][β-D-glucopyranosyl (1→3)]}-α-L-arabinopyranoside-21-O-β-D-glucopyranoside)를 의미한다.
22. 제21항에 있어서,
    상기 지페노사이드 화합물은 돌외로부터 분리된 것을 특징으로 하는 지페노사이드 화합물.
23. 삭제
24. (i) 돌외의 지상부위 건조물을 물과 알코올의 혼합용매로 추출하고, 추출액을 농축하여 돌외 지상부위 추출물을 수득하는 단계;
    (ii) 상기 돌외 지상부위 추출물을 물과 알코올의 혼합용매에 용해시킨 용액을 여과하거나 원심분리하여 여액 또는 상등액을 수득하는 단계; 및
    (iii) 상기 여액 또는 상등액을 이온교환수지 칼럼에 통과시켜 정제하고, 용출액을 농축, 건조시키는 단계
    를 포함하는 돌외로부터 제21항 또는 제22항의 지페노사이드 화합물을 분리하는 방법.
25. 제24항에 있어서,
    상기 단계 (iii)의 용출액을 컬럼 크로마토그래피에 넣어 클로로포름과 알코올의 혼합용매로 용출하는 단계를 추가적으로 포함하는, 지페노사이드 화합물을 분리하는 방법.

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