KR101986882B1 - 오시멘, 유게놀 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

오시멘, 유게놀 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 또는 근 기능 개선용 조성물에 관한 것이다.

Description

오시멘, 유게놀 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 조성물{Composition comprising Ocimene, Eugenol or as active ingredients for Preventing or treating muscle disease}
본 발명은 오시멘, 유게놀 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
대한민국은 2000년 노인인구가 전체인구의 7.2%를 차지하여 고령화 사회에 진입하였으며, 2050년에는 초고령화사회(20% 이상)에 진입할 것으로 예측된다(2013년 고령자 통계, 통계청). 사람의 근육양은 나이가 들면서 감소하고(50~70세에 10~15% 정도, 그리고 70세~80세에서 30% 이상 감소), 이에 따라 근력과 근기능도 약화되는데, 이를 노인성 근감소증(sarcopenia)이라 한다. 노인성 근감소증은 활동장애와 보행장애를 유발하여 노인들의 독립적인 생활을 제한하는 주요 원인이 된다. 또한, 근감소증은 기초대사율을 저하시켜 인슐린 저항성을 높이고 2형 당뇨병 발생을 촉진하며, 고혈압 및 심혈관계 질환 발생위험을 3-5배 증가시킨다. 현재 근감소증 치료용도로 승인된 의약품은 전무한 실정이며, myostatin 억제물질 또는 기존 FDA 승인을 받은 타질환 치료제를 근감소증에 적용하는 약물재배치(drug repositioning) 기술이 개발 중에 있다.
근육은 크게 골격근(skeletal muscle), 심장근(cardiac muscle), 평활근(visceral muscle)으로 구분되고, 이 중 골격근은 인체에서 가장 많은 양으로 존재하는 조직으로, 체중의 40-45%를 차지한다. 골격근은 건(tendon)을 통해 뼈(bone)에 붙어서 뼈의 움직임 또는 힘을 만들어 내는 역할을 한다. 하나의 근육은 수많은 근섬유로 구성되어 있으며, 다시 근섬유는 액틴과 미오신으로 구성된 수많은 근원섬유로 만들어진다. 액틴과 미오신이 서로 겹쳐서 움직이면 근육의 길이가 짧아지거나 길어지면서 전체적인 근육의 수축과 이완을 유발하게 된다. 근원섬유 크기의 증가는 근섬유 두께의 증가를 의미하고, 그 결과 근육의 증가가 일어나게 된다.
근육을 구성하는 근섬유의 유형은 ATP를 발생시키는 대사과정과 수축속도에 의해 주로 TypeⅠ, Type ⅡA 그리고 Type ⅡB로 구분된다. ‘Type Ⅰ 근섬유’는 수축속도가 느리고 많은 수의 미오글로빈과 미토콘드리아를 함유하고 있어 지속적이면서 낮은 강도의 유산소 활동을 하는데 적절하다. 타입Ⅰ 근섬유는 적색을 띄고 있어서 적색근이라고도 일컬어지며 대표적으로 가자미근(soleus)이 이에 속한다. 반면, ‘Type ⅡB 근섬유’는 수축속도가 빨라 매우 짧지만 높은 강도의 무산소 운동을 하는데 쓰이며, 미오글로빈의 함량이 적어 백색을 띄고 있다. ‘Type ⅡA 근섬유’는 앞서 언급한 두 가지 근섬유의 중간적인 특성을 띈다. 나이가 듦에 따라 근육의 부위별 Type Ⅰ, Ⅱ 근섬유의 조성이 달라질 뿐 아니라 모든 타입의 근섬유가 감소하게 된다.
골격근은 환경에 따라 재생되어 유지되는 특징을 가지고 있으나, 이러한 특징은 나이가 듦에 따라 소실되고 결과적으로 노화가 진행되면서 근육양이 감소될 뿐 아니라 근력 역시 상실된다. 근육의 성장 및 재생에 관여하는 신호전달체계로는 insulin like growth factor 1(IGF-1)/AKT에 의해 매개되어 단백질 합성을 조절하는 신호전달이 있다. 근육세포막에 존재하는 IGF-1 receptor(IGF-1R)가 활성화되면 IRS1 및 PI3K 인산화를 통해 AKT 인산화가 증가되고 후자는 mTORC 인산화를 활성화시킨다. mTORC의 활성화는 ribosomal protein S6 kinase beta-1(p70S6K1)의 인산화를 증가시켜 mRNA 번역(translation)을 증가시키는 동시에 eukaryotic translation initiation factor 4 G(eIF4G)의 활성을 증가시키고, eukaryotic translation initiation factor 4E binding protein 1(4E-BP1) 단백질을 인산화시킨다. eIF4G와 4E-BP1은 eIF4F 복합체를 형성하는데 관여하는데 즉, eIF4G는 eIF4A 그리고 eIF4E와 결합하여 eIF4F 복합체를 형성하는 한편, 4E-BP1은 인산화되면 eIF4E와의 결합능이 저해되어 유리상태의 eIF4E를 증가시키게 된다. 후자는 다른 translation initiation factor들(eIF4G 및 eIF4A)와 결합하여 eIF4F 복합체를 형성하고, 이렇게 형성된 eIF4F 복합체는 리보솜 구조를 안정화시킴으로써 번역개시(translation initiation)를 촉진하여 궁극적으로 단백질 합성을 증가시키게 된다(Bodine et al., Akt/mTOR pathway is a crucial regulator of skeletal muscle hypertrophy and can prevent muscle atrophy in vivo. Nature cell biology, 3, 1014-1019, 2001).
또한 AKT 인산화는 glycogen synthase kinase 3 (GSK3)를 통해 eIF2B발현을 증가시켜 근섬유 성장을 촉진시키는 한편 단백질 분해 관련 전사인자인 forkhead box O(FOXO)의 발현을 억제함으로써 근손실을 억제하기도 한다. 근손실은 myostatin, transforming growth factor beta(TGF-β), 그리고 activin을 포함하는 TGF-β family의 receptor에 의해 매개되는 신호전달에 의해 조절된다. TGF-β type II receptor에 리간드가 결합하면 type I receptor를 인산화시키고, 후자는 smad 2/3 complex를 인산화시켜 결국 FOXO를 활성화시킨다. 후자는 muscle-specific ubiquitin-ligase인 muscle RING-finger protein-1(MURF1), Muscle Atrophy F-Box(MAFbx)/atrogin-1의 유전자 발현을 증가시키고, 이는 ubiquitin을 표적단백질의 lysine 부위에 부착시켜 단백질 분해를 촉진시키고, 결국 근육의 감소를 유도한다. (Gumucio et al., Atrogin-1, MuRF-1, and sarcopenia. Endocrine, 43, 12-21, 2013).
따라서 본 발명자는 부작용이 적은 천연물에서 근육 단백질의 분해작용을 억제하고 합성을 촉진시킴으로써 근육의 증강 및 근손실 개선에 효과가 있는 식품 소재를 개발하는 연구를 진행하였다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 등을 제공하고자 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 p-4E-BP1 또는 p-p70S6K1 단백질의 발현을 증가시킬 수 있다.
상기 조성물은 MuRF1(Muscle Ring-Finger Protein) 또는 MaFbx(Muscle atrophy F-box)의 발현을 감소시킬 수 있다.
상기 근육 질환은 근 기능 저하, 근육 감소, 근육 소모 또는 근육 퇴화로 인한 근육 질환일 수 있다.
상기 근육 질환은 긴장감퇴증(atony), 근위축증(muscular atrophy), 근이영양증(muscular dystrophy), 근무력증, 악액질(cachexia), 경직성 척추 증후군(rigid spinesyndrome), 근위축성 측삭경화증(루게릭병, amyotrophic lateral sclerosis), 경직성 척추 증후군(rigid spinsesyndrome), 샤르코-마리-투스병(Charcot-Marie-Tooth disease) 및 근육 감소증(sarcopenia)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 가축 사료용 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 가축 사료용 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 화장료 조성물을 제공한다.
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(Eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용, 또는 근 기능 개선용 조성물에 관한 것으로, 상기 오시멘 또는 유게놀은 근육 세포에서 근단백질 합성 및 근육량 증가와 관련된 단백질의 발현을 증가시킬 수 있고, 근 단백질 분해에 관여하는 효소의 발현은 mRNA 수준에서부터 억제할 수 있으므로 근기능 저하, 근육 소모 또는 근육 퇴화로 인한 근육 질환에 있어서 근육 분화, 근육 재생, 근육량 증가를 통해 근력 강화 효과를 나타낼 수 있으며, 근육 감소를 억제할 수 있는 바, 근육 질환 예방 또는 치료용, 근육 분화, 근육 재생 및 근육량 증가용 또는 근 기능 개선에 이용될 수 있다.
도 1은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께 변화를 나타낸 것이다. (A)는 giemsa-wright 염색한 근관세포를 현미경으로 촬영하여 시각화한 것이고, (B)는 근관세포의 직경을 측정한 결과이며 각 값들은 세 개의 독립된 well에서 세 번의 결정 값의 평균±표준오차이다. P <0.05는 통계적 유의성을 나타낸다
도 2는 오시멘을 처리한 마우스 근아세포에서 단백질 분해 및 합성 관련 분자들의 발현 변화를 나타낸 것이다. (A)는 p-4E-BP1, Total 4E-BP1, p-p70S6K1, 및 Total p70S6K1의 단백질 수준을 나타낸 것이고, (B)는 MaFbx 및 MuRF1의 유전자 발현 수준을 나타낸 것이다. 각 값들은 세 개의 독립된 well에서 세 번의 결정 값의 평균±표준오차이다. P <0.05는 통계적 유의성을 나타낸다.
도 3은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께 변화를 나타낸 것이다. (A)는 giemsa-wright 염색한 근관세포를 현미경으로 촬영하여 시각화한 것이고, (B)는 근관세포의 직경을 측정한 결과이며 각 값들은 세 개의 독립된 well에서 세 번의 결정 값의 평균±표준오차이다. P <0.05는 통계적 유의성을 나타낸다
도 4는 유게놀을 처리한 마우스 근아세포에서 단백질 분해 및 합성 관련 분자들의 발현 변화를 나타낸 것이다. (A)는 p-4E-BP1, Total 4E-BP1, p-p70S6K1, 및 Total p70S6K1의 단백질 수준을 나타낸 것이고, (B)는 MaFbx 및 MuRF1의 유전자 발현 수준을 나타낸 것이다. 각 값들은 세 개의 독립된 well에서 세 번의 결정 값의 평균±표준오차이다. P <0.05는 통계적 유의성을 나타낸다.
본 발명자들은 모노테르펜(monoterpene)계 화합물인 오시멘 또는 페닐프로파노이드(phenylpropanoid)계 화합물인 유게놀이 근육단백질의 분해작용을 억제하고, 합성을 촉진시킴으로써 근육 증강 및 근 손실 개선에 효과가 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명에서 "근"은 심줄, 근육, 건을 포괄적으로 지칭하고, "근 기능"은 근육의 수축에 의해 힘을 발휘하는 능력을 의미하며, 근육이 저항을 이겨내기 위하여 최대한으로 수축력을 발휘할 수 있는 능력인 근력, 근육이 주어진 중량에 얼마나 오랫동안 또는 얼마나 여러 번 수축과 이완을 반복할 수 있는지를 나타내는 능력인 근지구력, 단시간 내에 강한 힘을 발휘하는 능력인 순발력을 포함한다. 이러한 근 기능은 간이 주관하며, 근육량에 비례하고, "근 기능 개선"은 근 기능을 더 좋게 향상시키는 것을 의미한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
구체적으로, 상기 오시멘은 무색 또는 담황색의 투명한 액체로서, 물에는 녹지 않고, 기름과 에탄올에 용해되며, 다양한 식물들의 꽃향기를 구성하는 성분으로 모노테르펜(monoterpene)계 화합물로서, 구조식은 C10H16, 분자량은 136.2 g/mol이다. 오시멘은 하기 화학식 1로 표시될 수 있으며, IUPAC name은 (3E)-3,7-dimethylocta-1,3,6-triene이고, (E)-beta-ocimene, trans-beta-ocimene, beta-ocimene, (3E)-3,7-dimethylocta-1,3,6-triene, beta-ocimene 등의 이명을 가진다.
[화학식 1]
Figure 112017002083746-pat00001
또한, 상기 오시멘과 동일한 효능을 갖는 범위 내에서 오시멘 수화물, 오시멘 유도체 등을 포함할 수 있고, 이의 용매 화합물이나 입체 이성질체 또한 포함할 수 있다.
상기 오시멘의 수득방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 오시멘을 함유하고 있는 식물로부터 분리하거나, 공지된 제법을 사용하여 화학적으로 합성하거나, 시판되는 것을 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 오시멘을 함유하고 있는 식물은 꿀풀과에 속하는 Ocimum basilicum L. , 귤과에 속하는 Evodia rutaecarpa의 과실, Agathosma Betulina , Pimenta dioica (올스파이스), Mentha arvensis piperascens (박하), Psidium guajava(구아바), Lavandula latifolia(스파이크라벤더), Annona squamosa(커스터드애플), Tagetes minuta(만수국아재비), Lantana camara(란타나), Lavandula x intermedia(라반딘), Laurus nobilis(월계수), Pimenta acris(베이), Perilla frutescens (차조기;소엽), Citrus x aurantium (비터오렌지), Ribes nigrum(블랙커런트), Camellia sinensis(차나무), Agastache foeniculum(아니스히솝), Alpinia galangal(고량강), Mentha arvensis(박하), Cinnamomum camphora(녹나무), Carum carvi(캐러웨이), Nepeta cataria(개박하, 캐트닢), Apium graveolens(샐러리), Andropogon nardus(시트로넬라), Angelica sinensis(당귀), Salvia sclarea(클라리 세이지), Hyacinthus orientalis(히아신스), Myrtus communis(은매화, 머틀), Thymus capitatus , Coriandrum sativum(고수), Origanum onites, Hesperis matronalis , Foeniculum vulgare(회향), Boswellia sacra(유향), Ferula gummosa , Angelica archangelica(안젤리카), Agastache urticifolia , Satureja thymbra , Origanum vulgare hirtum(오레가노), Hyssopus officinalis(히솝풀), Mentha longifolia , Tagetes filifolia , Melissa officinalis(레몬밤), Thymus x citriodorus(레몬타임), Aloysia citrodora(레몬버베나), Levisticum officinale(러비지), Petroselinum crispum(파슬리), Pastinaca sativa, Trifolium pretense, Rosmarinus officinalis(로즈마리), Salvia officinalis , Pinus silvestris(유럽소나무), Glycine max(콩), Lllicium verum , Ocimum basilicum(바질), Artemisia dracunculus(타라곤), Cinnamomum verum , Mentha aquatic 등을 포함하나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 유게놀은 옅은 노란색의 액체로 강한 향을 지니며, Syzygium aromaticum(Clove, 정향나무), Cinnamomum zeylanicum(Cinnamon, 계피), Ocimum gratissimum(Basil, 바질), Anethum graveolens(Dill, 서양자초), Pimpinella anisum(Anise, 아니스), Laurus nobilis(Bay laurel, 월계수), Apium graveolens(Celery, 셀러리), Melissa officinalis(Lemon balm, 멜리사), Pimenta racemosa(Bay) 등의 식물에 주로 함유되어 있는 성분으로 페닐프로파노이드(phenylpropanoid)계 화합물이고, 구조식은 C10H12O2, 분자량은 164.20 g/mol이다. 유게놀은 하기 화학식 2로 표시될 수 있으며, aldehyde C-10, caprinaldehyde, decyl aldehyde, eugenoldehyde 등의 이명을 가진다.
[화학식 2]
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또한, 상기 유게놀과 동일한 효능을 갖는 범위 내에서 유게놀 수화물, 유게놀 유도체 등을 포함할 수 있고, 이의 용매 화합물이나 입체 이성질체 또한 포함할 수 있다.
상기 유게놀의 수득방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 유게놀을 함유하고 있는 식물로부터 분리하거나, 공지된 제법을 사용하여 화학적으로 합성하거나, 시판되는 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 p-4E-BP1 또는 p-p70S6K1 단백질의 발현을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조성물은 MuRF1(Muscle Ring-Finger Protein) 또는 MaFbx(Muscle atrophy F-box)의 발현을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 단백질 합성과 관련이 있는 대표적인 분자로는 p70S6K1, 4E-BP1, 그리고 eIF members가 있고, 이 세 가지 분자들은 상위의 mTORC에 의해 활성이 조절된다. mTORc의 활성화는 p70S6K1를 인산화시키고, 활성화된 p70S6K1은 40S 리보솜단백질(ribosomal protein) S6를 인산화시켜서 mRNA 번역(translation)을 증가시키게 된다. 또한 mTORC의 활성화는 eIF4G의 활성을 증가시키는 동시에 4E-BP1을 인산화시키는데, 이 두 분자는 eIF4F 복합체를 형성하는데 관여한다. 즉, eIF4G는 eIF4A 그리고 eIF4E와 결합하여 eIF4F 복합체를 형성하는 한편, 4E-BP1은 인산화되면 eIF4E와의 결합능이 저해되어 유리상태의 eIF4E를 증가시키게 된다. 후자는 다른 translation initiation factor들(eIF4G 및 eIF4A)과 결합하여 eIF4F 복합체를 형성하고, 이렇게 형성된 eIF4F 복합체는 리보솜 구조를 안정화시킴으로써 번역개시(translation initiation)를 촉진하여 궁극적으로 단백질 합성을 증가시키게 된다. MAFbx/Atrogin-1과 MuRF1은 muscle-specific ubiquitin-ligase로, ubiquitin을 표적단백질의 lysine 부위에 부착시켜 단백질 분해를 촉진시키고, 근육의 감소를 유도하는 대표적인 단백질로서, 본 발명의 조성물은 MuRF1(Muscle Ring-Finger Protein) 또는 MaFbx(Muscle atrophy F-box)의 발현을 감소시킴으로써, 근육의 감소를 저해할 수 있다.
본 발명에서 상기 "근육 질환"은 근 기능 저하, 근육 감소, 근육 소모 또는 근육 퇴화로 인한 근육 질환으로 당업계에 보고된 질병인 것이 바람직하며, 구체적으로 상기 근육 질환은 긴장감퇴증(atony), 근위축증(muscular atrophy), 근이영양증(muscular dystrophy), 근무력증, 악액질(cachexia), 경직성 척추 증후군(rigid spinesyndrome), 근위축성 측삭경화증(루게릭병, amyotrophic lateral sclerosis), 경직성 척추 증후군(rigid spinsesyndrome), 샤르코-마리-투스병(Charcot-Marie-Tooth disease) 및 근육 감소증(sarcopenia)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 근육 소모 또는 퇴화는 전적 요인, 후천적 요인, 노화 등을 원인으로 발생하며, 근육 소모는 근육량의 점진적 손실, 근육, 특히 골격근 또는 수의근 및 심장근육의 약화 및 퇴행을 특징으로 한다.
상기 오시멘 또는 유게놀의 용량은 0.1μM 내지 1000μM의 농도로 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 오시멘 또는 유게놀이 상기 농도 범위 미만인 경우, 근육세포에서 단백질 합성 및 분해 활성이 저하되어, 근육 질환 예방 또는 치료 효과를 발휘하기 어려운 문제점이 있고, 오시멘 또는 유게놀이 상기 농도 범위를 초과하는 경우, 세포독성을 포함한 독성의 우려사항이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 근육 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구제 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화되어 사용할 수 있고, 제형화를 위하여 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다.
상기 담체 또는, 부형제 또는 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리게이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 포함한 다양한 화합물 혹은 혼합물을 들 수 있다.
제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 중량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조할 수 있다.
경구 투여를 위한 고형제제는 상기 오시멘 또는 유게놀에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘보네이트, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 제조할 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용할 수 있다.
경구를 위한 액상 제제로는 현탁액, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용하는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등을 포함할 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등을 사용할 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤젤라틴 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 근육 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태, 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서는 1일 0.0001 내지 2,000 mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 2,000 mg/kg으로 투여할 수 있다. 투여는 하루에 한 번 투여할 수도 있고, 수회 나누어서 투여할 수도 있다. 다만, 상기 투여량에 의해서 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 근육 질환 예방 또는 치료용 약학 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유 동물에 다양한 경로로 투여할 수 있다. 투여의 모든 방식은 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관내(intracerebroventricular) 주사에 의해서 투여할 수 있다.
근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 약학적 조성물
오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 약학적 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
근육의 성장은 섬유크기(fiber size)의 증가에 의해 및/또는 섬유수의 증가에 의해 일어날 수 있다. 상기 근육의 성장은 A) 습윤중량(wet weight)의 증가, B) 단백질 함량의 증가, C) 근섬유 수의 증가, D) 근섬유 직경의 증가에 의해 측정될 수 있다. 근섬유 성장의 증가는 직경을 단면 타원체의 단축으로 정의할 때 직경의 증가로 정의될 수 있다. 유용한 치료제는 이전에 유사하게 처리된 대조군 동물(즉, 근육 성장 화합물로 처리되지 않은 퇴행된 근육조직을 갖는 동물)에 비해 적어도 10% 정도 근육이 퇴행된 동물에 있어서 습윤증량, 단백질 함량 및/또는 직경을 10% 이상, 더욱 바람직하게 50% 이상, 및 가장 바람직하게 100% 이상 증가시키는 것이다. 근섬유의 수를 증가시킴으로써 성장을 증가시키는 화합물은 그것이 질병에 걸린 조직에서 근섬유의 수를 적어도 1%, 더욱 바람직하게 적어도 20%, 그리고 가장 바람직하게 적어도 50% 증가시킬 때 치료제로 유용하다. 이러한 백분율값은 화합물이 투여되어 국부적으로 작용하는 경우에 비처리되고 질병에 걸리지 않은 비교 포유동물에 있어서 또는 대측성인 병에 걸리지 않은 근육에 있어서의 기초수준에 대하여 상대적으로 결정된 것이다.
근육 재생은 근육 모세포로부터 새로운 근섬유가 형성되는 과정을 의미한다. 재생을 위한 유용한 치료제는 상술한 바와 같이 적어도 약 1%, 더욱 바람직하게 적어도 20%, 및 가장 바람직하게 적어도 50% 새로운 섬유(new fiber)의 수를 증가시킨다.
근세포의 분화는 수축기관(미오피브릴)과 같은 근섬유의 성분들을 특정하는 근육 발생 프로그램(muscle developmental program)의 유도를 의미한다. 분화를 위한 유용한 치료제는 유사하게 처리된 대조군 동물에 있는 동등한 조직에 비하여, 질병에 걸린 조직에 있는 모든 근섬유 성분의 양을 약 10%이상, 더욱 바람직하게 50%이상, 및 가장 바람직하게 100%이상 증가시킨다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, dexamethasone에 의해 감소한 마우스 근아세포에 오시멘 또는 유게놀을 처리한 경우, 상기 마우스 근아세포의 myotube가 유의적으로 증가하였음을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 오시멘 또는 유게놀은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께를 증가시킴으로써 근손실을 억제하고, 근육의 성장을 촉진시킬 수 있다.
또한, dexamethasone에 의해 감소한 마우스 근아세포에 오시멘 또는 유게놀을 처리한 경우, 단백질 합성에 관련이 있는 p-4E-BP1 및 p-p70S6K 단백질의 발현을 유의적으로 증가시킬 뿐만 아니라, 근육 감소를 유도하는 단백질인 MuRF1 및 Mafbx/atrogin1의 발현을 유의적으로 감소시킴을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 오시멘 또는 유게놀은 마우스 근아세포에서 4E-BP1 및 p70S6K 단백질의 인산화를 증가시키고, MuRF1 및 Mafbx/atrogin1 유전자 발현을 억제함으로써 근육의 양을 증가시킬 수 있다.
근 기능 개선용 건강기능성 식품 조성물
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
본 발명에 따른 근 기능 개선용 건강기능식품에 있어서, 상기 오시멘 또는 유게놀을 건강기능식품의 첨가물로 사용하는 경우 이를 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 예방, 건강 또는 치료 등의 각 사용 목적에 따라 적합하게 결정할 수 있다.
건강기능식품의 제형은 산제, 과립제, 환, 정제, 캡슐제의 형태뿐만 아니라 일반 식품 또는 음료의 형태 어느 것이나 가능하다.
상기 식품의 종류에는 특별히 제한은 없고, 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸콜렛, 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 식품을 모두 포함할 수 있다.
일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 상기 오시멘 또는 유게놀은 원료 100 중량부에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가할 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 또한 본 발명은 천연물로부터의 분획물을 이용하는 점에서 안전성 면에서 문제가 없으므로 상기 범위 이상의 양으로도 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 건강기능식품 중 음료는 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명에 따른 음료 100 mL당 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g일 수 있다.
상기 외에 본 발명에 따른 근 기능 개선용 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제를 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 수면 개선용 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 제한되지 않으나 본 발명의 건강기능식품 100 중량부 대비 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 건강기능성 식품 조성물
오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
근육 질환 예방 또는 치료용 가축 사료용 조성물
오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 가축 사료용 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
상기 가축은 소, 돼지, 닭, 오리, 염소, 양 및 말로 이루어진 군 중에서 선택된 1종의 가축인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
상기 사료용 조성물은 사료 첨가제를 포함할 수 있다. 본 발명의 사료첨가제는 사료관리법상의 보조사료에 해당한다.
본 발명에서 용어, "사료"는 동물이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미할 수 있다.
상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2 종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.
또한 상기 사료첨가제는 추가적으로 단위동물에 허용되는 담체를 함유할 수 있다. 본 발명에 있어서는 상기 사료첨가제를 그대로 또는 공지의 담체, 안정제 등을 가할 수 있으며, 필요에 따라 비타민, 아미노산류, 미네랄 등의 각종 양분, 항산화제 및 기타의 첨가제 등을 가할 수도 있으며, 그 형상으로서는 분체, 과립, 펠릿, 현탁액 등의 적당한 상태일 수 있다. 본 발명의 사료첨가제를 공급하는 경우는 단위동물에 대하여 단독으로 또는 사료에 혼합하여 공급할 수 있다.
근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 가축 사료용 조성물
오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 가축 사료용 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
근 기능 개선용 화장료 조성물
본 발명은 오시멘(ocimene), 유게놀(eugenol) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 화장료 조성물을 제공한다. 상기 오시멘 또는 유게놀의 구체적인 내용은 전술한 바와 같다.
본 발명의 화장료 조성물은 오시멘 또는 유게놀을 유효성분으로 함유하며 피부학적으로 허용 가능한 부형제와 함께 기초 화장품 조성물(화장수, 크림, 에센스, 클렌징 폼 및 클렌징 워터와 같은 세안제, 팩, 보디오일), 색조 화장품 조성물(화운데이션, 립스틱, 마스카라, 메이크업 베이스), 두발 제품 조성물(샴푸, 린스, 헤어컨디셔너, 헤어젤) 및 비누 등의 형태로 제조될 수 있다.
상기 부형제로는 이에 한정되지는 않으나 예를 들어, 피부연화제, 피부 침투 증강제, 착색제, 방향제, 유화제, 농화제 및 용매를 포함할 수 있다. 또한, 향료, 색소, 살균제, 산화방지제, 방부제 및 보습제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 물성개선을 목적으로 점증제, 무기염류, 합성 고분자 물질 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 화장료 조성물로 세안제 및 비누를 제조하는 경우에는 통상의 세안제 및 비누 베이스에 상기 오시멘 또는 유게놀을 첨가하여 용이하게 제조할 수 있다. 크림을 제조하는 경우에는 일반적인 수중유적형(O/W)의 크림베이스에 오시멘, 유게놀 또는 이의 염을 첨가하여 제조할 수 있다. 여기에 향료, 킬레이트제, 색소, 산화방지제, 방부제 등과 물성개선을 목적으로 한 단백질, 미네랄, 비타민 등 합성 또는 천연소재를 추가로 첨가할 수 있다. 본 발명의 화장료 조성물에 함유되는 오시멘 또는 유게놀의 함량은 이에 한정되지 않지만 전체 조성물 총중량에 대하여 0.001 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 0.01 내지 5중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 함량이 0.001중량% 미만에서는 목적하는 항노화 또는 주름개선 효과를 기대할 수 없고, 10중량% 초과에서는 안전성 또는 제형상의 제조에 어려움이 있을 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 오시멘, 유게놀 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 조성물은 근아세포에서 4E-BP1 및 p70S6K1 단백질 인산화를 증가시키고, MuRF1 및 MaFbx/atrogin1 유전자 발현을 억제함으로써 근기능 저하, 근육 소모 또는 근육 퇴화로 인한 근육 질환에 있어서 근육 분화, 근육 재생, 근육량 증가를 통해 근력 강화 효과를 나타낼 수 있으며, 근육 감소를 억제할 수 있는 바, 근육 질환 예방 또는 치료용, 근육 분화, 근육 재생 및 근육량 증가용 또는 근 기능 개선에 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
준비예 . 세포배양
마우스 근아세포(mouse myoblast cell line, C2C12 cell)를 ATCC사(Manassas, VA, USA)로부터 구매하였고, 구입한 세포를 10% fetal bovine serum media (Gibco-BRL)를 이용하여 37℃, 5% CO2 인큐베이터에서 배양하였다. 상기 배양된 세포가 80% confluent해지면 2% horse serum media (Gibco-BRL)를 이용하여 myotube로 분화시켰다.
실시예 1.
분화 4일 째 되는 날부터 이틀 간 dexamethasone (dexa; Sigma) 50 μM 및 오시멘 (ocimene; CAS Number 13877-91-3, Sigma) 100 μM을 함께 처리하였다.
비교예 1.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 dexamethasone (dexa; Sigma) 50 μM을 처리하였다.
실시예 2.
분화 4일 째 되는 날부터 이틀 간 dexamethasone (dexa; Sigma) 50 μM 및 유게놀 (eugenol; CAS Number 97-53-0, Sigma) 100 μM을 함께 처리하였다.
비교예 2.
비교예 1과 동일하게 수행하였다.
실험예 1. 마우스 근아세포를 이용한 오시멘의 근손실억제 효능
(1) Giemsa -wright staining
상기 실시예 1에 따른 myotube를 Phosphate buffered saline(PBS)으로 2회 세척한 후 100% methanol으로 10분동안 고정하였다. 고정이 완료되면 상온에서 10분간 자연 건조시킨 후 myotube를 특이적으로 염색시키는 Giemsa-wright staining solution(아산제약, 서울)을 떨어뜨려 30분간 염색하였다.
(2) Myotube 두께 측정
상기 실험예 1에서 염색된 myotube를 형광현미경(IX 71, Olympus)을 이용하여 X20 배율로 촬영 후 image J software(USA)를 이용하여 분석하였다. 각 well에서 6 부분을 무작위로 선택하여 현미경 촬영하였으며, 각 well로부터 최소 100개의 myotube 두께를 분석하였다(3회 반복/Group).
도 1은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께 변화를 나타낸 그래프이다.
도 1A에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우, 정상세포(Basal)에 비해 myotube의 두께가 현저히 감소하였으며, 오시멘을 처리한 실시예 1의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 myotube 두께를 다시 증가시키는 것을 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 도 1B에 나타난 바와 같이, 이를 image J software를 이용하여 수치화한 결과에서도 오시멘을 처리한 실시예 1의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 myotube 두께를 36% 유의적으로 증가시킴을 확인할 수 있다. 즉, 오시멘은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께를 증가시켜 근손실을 억제하고, 근성장을 촉진시키는 것을 알 수 있다.
실험예 2. 작용기작 규명
(1) Trizol method를 이용한 RNA 분리 및 RT- PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction)
마우스 근아세포 1*107 cells 당 Trizol 용액 334 ㎕을 첨가하여 갈아준 후, 4℃, 12,000 × g에서 10분간 원심분리 하였다. 상층액을 새 튜브로 옮긴 후 chloroform 67 ㎕을 첨가하고, vortex하였다. 다시 상층액을 새 튜브로 옮기고 상층액과 isopropanol의 비율이 1:1이 되도록 isopropanol을 첨가하였다. 10회 세게 흔든 다음 실온에서 15분 동안 방치하고, 12,000 × g, 4℃에서 10분간 원심분리 시킨 후 상층액을 제거하고, 남은 침전물에 70% ethanol 1 ml을 가한 후 7,500 × g, 4℃에서 5분 동안 원심분리 하였다. 에탄올을 제거한 후 RNA 침전물이 담긴 튜브를 실온에서 15분 동안 건조시키고, nuclease free water를 사용하여 RNA pellet을 용해시켰다. UV/VIS spectrophotometer(Beckman coulter, DU730)를 이용하여 260 nm 및 280 nm 파장에서 추출된 RNA 시료의 농도를 측정하고, agarose gel electrophoresis를 실시하여 RNA 시료의 integrity를 확인하였다.
마우스 근아세포에서 추출된 RNA시료를 대상으로 oligo dT primer와 superscript reverse transcriptase (GIBCO BRL, Gaithersburg, MD, USA)을 이용하여 reverse transcription을 수행함으로써 cDNA를 합성하였다. Reverse transcription을 통해 얻은 cDNA를 template로 하고 증폭하고자 하는 유전자 cDNA의 5‘과 3’ flanking sequence를 primer로 사용하여 PCR을 수행하였으며, 이때 사용된 primer sequence는 하기 표 1에 제시된 바와 같다. 증폭된 PCR 산물 1 ㎕를 1% agarose gel에 전기 영동하여 DNA band를 확인하였다.
Gene description Primers Sequences (5’→3') Annealing
temperature
(℃)		 PCR
product
(bp)
MaFbx
(synonym: atrogin-1)		 F GTCCAGAGAGTCGGCAAGTC 63 141
R GTCGGTGATCGTGAGACCTT
MuRF1
(synonym: TRAM63)		 F CTGAGCTGAGTAACTGCATC 60 147
R AGAGGGTGTCAAACTTCTGA
Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) F GTGATGGCATGGACTGTGGT 55 163
R GGAGCCAAAAGGGTCATCAT
(2) Western blotting
세포에서 western blotting을 수행하기 위해 media를 제거한 각 well에 500 μL의 100 mM Tris-HCl, pH 7.4, 5 mM EDTA, 50 mM sodium pyrophosphate, 50 mM NaF, 100 mM orthovanadate, 1% Triton X-100, 1 mM phenylmethanesulfonyl fluoride, 2 ㎍/mL aprotinin, 1 ㎍/mL pepstatin A, and 1 ㎍/mL leupeptin을 포함하는 lysis buffer를 넣고 harvest한 후 1,300 × g, 4℃에서 20분간 원심분리한 후 가운데 층을 취하고 Bradford 법에 따라 단백질을 정량 하였다(Bio-Rad). 단백질 40 ㎍을 SDS polyacrylamide gel에 전기영동시킨 후 nitrocellulose membranes (Amersham, Buckinghamshire, UK)으로 이동시켰다. Membrane을 tris-buffered saline과 tween 20 용액(TBS-T)을 이용하여 10분 동안 3회 반복하여 세척한 후 10% skim milk를 이용하여 60분간 차단하였다. Membrane을 1:1,000의 비율로 희석한 1차 항체에 넣어 4°C에서 부드럽게 흔들어 12시간 동안 배양한 후 TBS-T를 이용하여 세척하였고, membrane을 다시 1:2,000의 비율로 희석한 2차 항체와 함께 60분 동안 배양하고 세척하였다. 이 때, 1차 항체는 p70S6K1, phopho-p70S6K1(p-p70S6K1), 4E-BP1, phospho-4E-BP1(p-4E-BP1) 그리고 GAPDH (Cell Signaling Technology, Beverly, MA, USA)를 사용하였다. 최종적으로 단백질을 X-ray 필름에 ECL Western blot detection kit (RPN2106, Amersham, Arlington Heights, IL, USA)를 사용하여 시각화하였다. X-ray 필름에 시각화된 밴드를 스캔 후 Quantity One analysis software (Bio-Rad)를 이용하여 정량화하였다.
도 2는 오시멘을 처리한 마우스 근아세포에서 단백질 분해 및 합성 관련 분자들의 발현 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1의 경우, 정상세포(Basal)에 비해 단백질 합성과 관련이 있는 p-4E-BP1 및 p-p70S6K1 단백질 양이 유의적으로 감소하였고(도 2A), 단백질 분해 유전자인 MaFbx/atrogin1과 MuRF1 발현은 유의적으로 증가함을 확인할 수 있다(도 2B). 오시멘을 처리한 실시예 1의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 p-4E-BP1 및 p-p70S6K 단백질 양을 다시 유의적으로 증가시키고(도 2A), MuRF1 및 MaFbx/atrogin1의 발현은 유의하게 감소시킴을 확인할 수 있다(도 2B). 즉, 오시멘은 마우스 근아세포에서 4E-BP1 및 p70S6K1 단백질 인산화를 증가시키고, MuRF1 및 MaFbx/atrogin1 유전자 발현을 억제함으로써 궁극적으로 근육의 양을 증가시키는데 관여하였을 것으로 사료된다.
실험예 3. 마우스 근아세포를 이용한 유게놀의 근손실억제 효능
(1) Giemsa -wright staining
실시예 2에 따른 myotube를 사용하였다는 점을 제외하고는 실험예 3-(1)과 동일한 방법으로 수행하였다.
(2) Myotube 두께 측정
실시예 2에 따른 myotube를 사용하였다는 점을 제외하고는 실험예 3-(2)와 동일한 방법으로 수행하였다.
도 3은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3A에 나타난 바와 같이, 비교예 2의 경우, 정상세포(Basal)에 비해 myotube의 두께가 현저히 감소하였으며, 유게놀을 처리한 실시예 2의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 myotube 두께를 다시 증가시키는 것을 시각적으로 확인할 수 있다. 또한, 도 3B에 나타난 바와 같이, 이를 image J software를 이용하여 수치화한 결과에서도 유게놀을 처리한 실시예 1의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 myotube 두께를 28% 유의적으로 증가시킴을 확인할 수 있다. 즉, 유게놀은 마우스 근아세포에서 myotube의 두께를 증가시켜 근손실을 억제하고, 근성장을 촉진시키는 것을 알 수 있다.
실험예 2. 작용기작 규명
(1) Trizol method를 이용한 RNA 분리 및 RT- PCR (reverse transcription-polymerase chain reaction)
하기 표 2에 제시된 primer suquence를 사용하였다는 점을 제외하고는 실험예 2-(1)과 동일한 방법으로 수행하였다.
Gene description Primers Sequences (5’→3') Annealing
temperature
(℃)		 PCR
product
(bp)
MaFbx
(synonym: atrogin-1)		 F GTCCAGAGAGTCGGCAAGTC 63 141
R GTCGGTGATCGTGAGACCTT
MuRF1
(synonym: TRAM63)		 F CTGAGCTGAGTAACTGCATC 60 147
R AGAGGGTGTCAAACTTCTGA
Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase (GAPDH) F GTGATGGCATGGACTGTGGT 55 163
R GGAGCCAAAAGGGTCATCAT
(2) Western blotting
유게놀 처리한 마우스 근아세포를 사용하였다는 점을 제외하고는 실험예 1-(2)와 동일한 방법으로 수행하였다.
도 4는 유게놀을 처리한 마우스 근아세포에서 단백질 분해 및 합성 관련 분자들의 발현 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4에 나타난 바와 같이, 비교예 2의 경우, 정상세포(Basal)에 비해 단백질 합성과 관련이 있는 p-4E-BP1 및 p-p70S6K1 단백질 양이 유의적으로 감소하였고(도 4A), 단백질 분해 유전자인 MaFbx/atrogin1과 MuRF1 발현은 유의적으로 증가함을 확인할 수 있다(도 4B). 유게놀을 처리한 실시예 2의 경우, dexamethasone에 의해 감소한 p-4E-BP1 및 p-p70S6K 단백질 양을 다시 유의적으로 증가시키고(도 4A), MuRF1 및 MaFbx/atrogin1의 발현은 유의하게 감소시킴을 확인할 수 있다(도 4B). 즉, 유게놀은 마우스 근아세포에서 4E-BP1 및 p70S6K1 단백질 인산화를 증가시키고, MuRF1 및 MaFbx/atrogin1 유전자 발현을 억제함으로써 궁극적으로 근육의 양을 증가시키는데 관여하였을 것으로 사료된다.
하기에 본 발명의 추출물을 함유하는 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1: 산제의 제조
오시멘 또는 유게놀 20 ㎎
유당수화물 100 ㎎
탈크 10 ㎎
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조하였다.
제제예 2: 정제의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 ㎎
옥수수전분 100 ㎎
유당수화물 100 ㎎
스테아르산마그네슘 2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조하였다.
제제예 3: 캅셀제의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 ㎎
미결정셀룰로오스 3 ㎎
유당수화물 14.8 ㎎
스테아르산마그네슘 0.2 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 캅셀제의 제조방법에 다라서 젤라틴캡슐에 충전하여 캅셀제를 제조하였다.
제제예 4: 주사제의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 ㎎
만니톨 180 ㎎
주사용 멸균 증류수 2974 ㎎
인산일수소나트퓸 26 ㎎
상기의 성분을 혼합한 후, 통상의 주사제의 제조방법에 따라 1앰플당(2mL) 상기의 성분 함량으로 제조하였다.
제제예 5: 액제의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 ㎎
이성화당 10 ㎎
만니톨 5 ㎎
정제수 적량
레몬향 적량
상기의 성분을 통상의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 정제수를 가하여 전체 100mL로 조절한 후 멸균시켜 갈색병에 충진하여 액제를 제조한다.
제제예 6: 건강기능식품의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 ㎎
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이드 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 적량
황산제1철 1.75 ㎎
산화아연 0.82 ㎎
탄산마그네슘 25.3 ㎎
제1인산칼륨 15 ㎎
제2인산칼슘 55 ㎎
구연산칼륨 30 ㎎
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 7: 건강음료의 제조
오시멘 또는 유게놀 10 mg
비타민 C 15 g
비타민 E(분말) 100 g
젖산철 19.75 g
산화아연 3.5 g
니코틴산아미드 3.5 g
비타민 A 0.2 g
비타민 B1 0.25 g
비타민 B2 0.3 g
정제수 정량
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1 시간 동안 85℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2ℓ 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
하기에 본 발명의 추출물을 함유하는 화장료 조성물의 제조예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제조예 1: 영양화장수(밀크로션)
본 발명의 오시멘 또는 유게놀 2.0 중량%
스쿠알란 5.0 중량%
밀납 4.0 중량%
폴리솔베이트60 1.5 중량%
솔비탄세스퀴올레이트 1.5 중량%
유동파라핀 0.5 중량%
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 5.0 중량%
글리세린 3.0 중량%
부틸렌글리콜 3.0 중량%
프로필렌글리콜 3.0 중량%
카르복시비닐폴리머 0.1 중량%
트리에탄올아민 0.2 중량%
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 중량%
상기의 배합비는 비교적 영양화장수에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
제조예 2: 유연화장수(스킨로션)
발명의 오시멘 또는 유게놀 2.0 중량 %
글리세린 3.0 중량 %
부틸렌글리콜 2.0 중량 %
프로필렌글리콜 2.0 중량 %
카르복시비닐폴리머 0.1 중량 %
PEG 12 노닐페닐에테르 0.2 중량 %
폴리솔베이트80 0.4 중량 %
에탄올 10.0 중량 %
트리에탄올아민 0.1 중량 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 중량 %
상기의 배합비는 비교적 유연화장수에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
제조예 3: 영양크림
본 발명의 오시멘 또는 유게놀 2.0 중량 %
폴리솔베이트60 1.5 중량 %
솔비탄세스퀴올레이트 0.5 중량 %
PEG60 경화피마자유 2.0 중량 %
유동파라핀 10 중량 %
스쿠알란 5.0 중량 %
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 5.0 중량 %
글리세린 5.0 중량 %
부틸렌글리콜 3.0 중량 %
프로필렌글리콜 3.0 중량 %
트리에탄올아민 0.2 중량 %
방부제 적량
색소 적량
향료 적량
정제수 to 100 중량 %
상기의 배합비는 비교적 영양크림에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
제조예 4: 마사지크림
본 발명의 오시멘 또는 유게놀 1.0 중량 %
밀납 10.0 중량 %
폴리솔베이트60 1.5 중량 %
PEG 60 경화피마자유 2.0 중량 %
솔비탄세스퀴올레이트 0.8 중량 %
유동파라핀 40.0 중량 %
스쿠알란 5.0 중량 %
카프릴릭/카프릭트리글리세라이드 4.0 중량 %
글리세린 5.0 중량 %
부틸렌글리콜 3.0 중량 %
프로필렌글리콜 3.0 중량 %
트리에탄올아민 0.2 중량 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 중량 %
상기의 배합비는 비교적 마사지크림에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
제조예 4: 팩
발명의 오시멘 또는 유게놀 1.0 중량 %
폴리비닐알콜 13.0 중량 %
소듐카르복시메틸셀룰로오스 0.2 중량 %
글리세린 5.0 중량 %
알란토인 0.1 중량 %
에탄올 6.0 중량 %
PEG 12 노닐페닐에테르 0.3 중량 %
폴리솔베이트60 0.3 중량 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 중량 %
상기의 배합비는 비교적 팩에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
제조예 6: 젤
본 발명의 오시멘 또는 유게놀 0.5 중량 %
에틸렌디아민초산나트륨 0.05 중량 %
글리세린 5.0 중량 %
카르복시비닐폴리머 0.3 중량 %
에탄올 5.0 중량 %
PEG 60 경화피마자유 0.5 중량 %
트리에탄올아민 0.3 중량 %
방부제, 색소, 향료 적량
정제수 to 100 중량 %
상기의 배합비는 비교적 젤에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상적인 화장품 분야에서의 제조방법에 따라 제조할 수 있다.
상기 배합비는 비교적 화장료 조성물에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그외의 색채 화장품을 포함하는 다양한 용도의 화장품에 적용될 수 있는 것이고, 그 효능에 따라 인체에 얇게 도포하여 바를 수 있는 약제 즉, 연고로 제조에 이용될 수 있으며 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.
하기에 본 발명의 추출물을 함유하는 가축 사료 조성물의 제조예를 설명하나, 본 발명은 이를 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제조예 1: 사료첨가제의 제조
본 발명의 조성물 0.1~10%
제3 인산칼슘 1~20%
비타민 E 0.01~0.1%
효소 분말 1~10%
유산균 0.1~10%
포도당 20~90%
제조예 2: 사료의 제조
상기 제조예 1의 사료첨가제를 유효성분으로 하여 하기와 같은 조성으로 사료를 제조하였다.
제조예 1의 사료 첨가제 0.1~10%
밀기울 40~49.9%
마일로 21.20%
대두박 20.00%
어분 3.00%
당밀 4.00%
미네랄 1.53%
비타민 0.27%
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
    상기 근육 질환은 근 기능 저하, 근육 감소, 근육 소모 또는 근육 퇴화로 인한 근육 질환인 것을 특징으로 하는
    근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 p-4E-BP1 또는 p-p70S6K1 단백질의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는
    근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 MuRF1(Muscle Ring-Finger Protein) 또는 MaFbx(Muscle atrophy F-box)의 발현을 감소시키는 것을 특징으로 하는
    근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 근육 질환은 긴장감퇴증(atony), 근위축증(muscular atrophy), 근이영양증(muscular dystrophy), 근무력증, 악액질(cachexia), 경직성 척추 증후군(rigid spinesyndrome), 근위축성 측삭경화증(루게릭병, amyotrophic lateral sclerosis), 샤르코-마리-투스병(Charcot-Marie-Tooth disease) 및 근육 감소증(sarcopenia)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는
    근육 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  6. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 강화용 약학적 조성물.
  7. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 건강기능성 식품 조성물.
  8. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 강화용 건강기능성 식품 조성물.
  9. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 질환 예방 또는 개선용 가축 사료용 조성물.
  10. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근육 분화 촉진, 근육 재생 또는 근육 강화용 가축 사료용 조성물.
  11. 오시멘(ocimene) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 근 기능 개선용 화장료 조성물.

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