KR101989517B1 - 수국차 추출물을 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물 - Google Patents
수국차 추출물을 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품, 운동수행능력 개선용 건강기능식품, 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 체지방감소용 건강기능식품, 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 조성물 및 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물의 노화성 또는 비만성 근위축증 개선 효과를 확인함으로써, 이를 유효성분으로 하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
Description
본 발명은 수국차 추출물을 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
오늘날 윤택해진 삶의 질과 생활을 토대로 사람들의 관심사는 의식주에 집중되었던 과거에 비해 점점 복지와 여과생활로 집중되고 있으며 운동을 통한 건강한 삶을 영위하려 노력하고 있다. 그리고 이러한 생활을 적용하기 위해서는 수의근의 자유로운 조절과 사용이 전제되어야 하며, 근육 기능의 이상으로 인한 수의근의 사용이 불가능한 상황은 사람의 활동 범위를 한정시키고 이로 인한 삶의 질을 저하시키는 결과를 초래한다.
일반적으로 일상에서 근위축의 발병을 예방하기 위해 할 수 있는 가장 좋은 방법은 지속적인 근육의 사용을 통한 근육의 소실 예방이지만 부상이나 장애 등과 같이 본인의 의지와 상관없이 근육의 사용이 불가능해지는 경우에도 근육의 퇴화에 의한 근위축이 발생할 수 있으므로, 이러한 경우에도 근육에 자극을 주거나 근육의 퇴화를 예방하여 근위축을 막을 수 있는 대응책과 그에 대한 연구가 필요하다.
근위축(muscle atrophy)은 근육의 사용 감소와 같은 기계적 자극의 부재에 의한 근육 조직의 손상, 직접적인 상해나 물리적 요인에 의한 근육의 파괴, 노화에 의한 근육 세포의 회복력 장애, 그리고 근육의 작용을 조절하는 신경의 손상으로 인한 근육 사용의 장애와 같은 요인에 의해 발생한다(Booth FW., J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol., 1982).
근감소증(sarcopenia)은 나이가 들면서 근육량과 근력 감소가 함께 나타나는 대표적인 퇴행성 근육 및 신경질환이다. 근감소증의 임상 증상은 여성보다는 남성에게서 더욱 활발하고, 50세 이상부터 나타나기 시작하여 80세 이상에서는 2명 중 1명이 근감소증이 있으며, 근육량, 운동력 및 근력이 현저히 감소되어 결국 독립생활을 못하게 하는 증상을 보인다. 노인에게서 관찰되는 근감소증 외에도 다양한 질환들에 이차적으로 나타나는 근감소증이 이환된 질환의 호전을 어렵게 만드는 중요한 인자로 알려져 있다.
근감소증을 예방하기 위한 것으로서 끼니마다 25 내지 30 g에 해당하는 양질의 단백질을 섭취하는 식이요법도 제안되었으나, 이는 달걀 4 내지 5개 또는 닭가슴살 약 120 g을 매 끼니마다 섭취해야만 도달할 수 있는 양으로서 현실적으로 일반인이 실천하기는 매우 어렵다.
따라서 최근 많은 사람들이 단백질 보충제를 대안으로 선택하고 있으나, 단백질 보충제의 섭취는 단백질 과다 섭취의 원인이 될 수 있어 부작용이 발생할 가능성이 높다. 더욱이 신장 질환이 있는 경우에는 고단백질 식이를 수행할 수 없고, 노화가 진행됨에 따라 신장의 기능 또한 감소하므로 근감소증의 예방을 위해서 고단백질 섭취 이외의 다른 대안이 필요하다.
본 명세서 전체에 걸쳐 다수의 논문 및 특허문헌이 참조되고 그 인용이 표시되어 있다. 인용된 논문 및 특허문헌의 개시 내용은 그 전체로서 본 명세서에 참조로 삽입되어 본 발명이 속하는 기술 분야의 수준 및 본 발명의 내용이 보다 명확하게 설명된다.
본 발명자들은 다양한 원인에 의해 발생되는 근위축증을 개선시킬 수 있는 천연물 유래 조성물을 개발하고자 노력하였다. 그 결과, 수국차 추출물의 근원세포의 분화의 유도, 노인성 또는 비만성 근위축의 개선 및 체내 근육량의 증가 활성을 통한 근위축증의 개선 효과를 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명의 목적은 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 운동수행능력 개선용 건강기능식품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 체지방감소용 건강기능식품을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto) 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 용어 "근육 질환"은 타박상(contusion), 열상(laceration), 압좌(crush)와 같은 외적 요인, 갑작스럽거나 심한 낙상 또는 스포츠 활동 중의 근육 긴장(muscle strain)과 같은 내적 요인, 치료 중 발생할 수 있는 혈액 공급이 중단될 때 발생하는 근육 손상, 근육 소모, 및/또는 그로 인한 근육 기능의 손실 등을 포함하는 의미이며, 그 원인은 유전적 인자 및/또는 환경적 인자에 의할 수 있다.
또한, 상기 "근육 질환"은 최소한 후술할 MAFbx 또는 Murf1 단백질의 발현과 직/간접적으로 관련된 근육 질환이라면 모두 포함하는 것으로 이해될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 근육 질환은 근위축증(muscular atrophy), 근육감소증(sacopenia), 근육퇴행위축증, 심위축증, 긴장감퇴증(atony), 근이영양증(muscular dystrophy), 근육 퇴화증 및 근무력증 으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 근육 질환이다. 구체적으로는, 상기 근육 질환은 근위축증, 근육감소증, 근육퇴행위축증, 심위축증 또는 긴장감퇴증이다.
상기 근위축증은 사지의 근육이 점점 위축되어 가는 것으로서, 척수에 있는 운동신경섬유 및 세포의 진행성 변성을 유발하여 근위축성 측삭경화증(Amyotrophic lateral sclerosis, ALS)과 척수성 진행성 근위축증(Spinal progressive muscular atrophy, SPMA)을 일으킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 근위축증은 노화성 근위축증 또는 비만성 근위축증이다.
상기 '노화성 근위축증'은 노화에 의한 근질량(muscle mass) 및 근력(muscle strength)의 점진적인 손실되고, 내장 지방의 증가와 이에 동반되어 염증 유발 사이토카인이 증가하는 만성적인 낮은 염증(chronic low-grade inflammation)이 근위축증을 유도하게 된다.
상기 '비만성 근위축증'은 노년기의 비만이 근감소를 더욱 가중시키는 현상을 의미하는 것으로서, 비만으로 인하여 근육 내에 지방이 침착되어 근육량이 감소함과 더불어 비만세포 유래 염증인자가 증가하고, 근육 내 미토콘드리아의 기능이 저하됨으로써 근육의 기능이 더욱 약화될 수 있고, 비만으로 인하여 인슐린 분비에 이상이 발생하는 경우, 세포에 에너지를 제대로 공급하지 못하므로 근육 발달 장애를 일으킬 수 있다.
상기 '근감소증'은 노화에 따른 점진적인 골격 근육량의 감소를 의미하는 것으로서, 직접적으로 근력의 저하를 유발하며 그 결과 각종신체기능의 감소 및 장애를 일으킬 수 있는 상태를 의미한다.
상기 '근육 퇴행 위축'은 점진적인 근위축과 근쇠약이 나타나는 질환으로서, 병리학적으로 근육 섬유의 괴사를 특징으로 하는 퇴행성 근육병증을 의미한다.
상기 '심위축증'은 심장이 외부적 또는 내부적인 요인에 의해서 위축되어 가는 것으로서, 기아, 소모성질환, 노쇠에 의하여 심근섬유가 마르고 가늘어져 지방조직의 감소를 유발하는 증상으로 나타난다.
본 발명의 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함한다.
상기 수국차 추출물은 수국차를 물, 및 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출하여 얻어진 조추출물 일 수 있다.
수국차의 조추출물 제조에 사용되는 한 용매에 물과 알코올의 혼합물을 사용하는 경우에는 10%이상 내지 100%(v/v)미만, 20%이상 내지 100%(v/v)미만, 30%이상 내지 100%(v/v)미만, 40%이상 내지 100%(v/v)미만, 50%이상 내지 100%(v/v)미만, 60%이상 내지 100%(v/v)미만, 70%이상 내지 100%(v/v)미만, 10%이상 내지 90%(v/v)미만, 20%이상 내지 90%(v/v)미만, 30%이상 내지 90%(v/v)미만, 40%이상 내지 90%(v/v)미만, 50%이상 내지 90%(v/v)미만, 60%이상 내지 90%(v/v)미만 또는 60%이상 내지 80%(v/v)의 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올 수용액, 예를 들어, 70%(v/v)의 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올 수용액일 수 있다.
또한, 상기 알코올 수용액은 메탄올 수용액, 에탄올 수용액, 프로판올 수용액, 및 부탄올 수용액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있으며, 예를 들어, 에탄올 수용액인 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 수국차 추출물은 용매 조추출물을 추가의 용매로 분획한 용매 분획물일 수 있으며, 예를 들면 상기 용매 조추출물에 에틸에테르, 아세트산에틸, 및 부탄올로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용한 용매 분획물일 수 있다.
예를 들면, 상기 수국차를 물 및 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출한 용매 조추출물을 에틸에테르, 아세트산에틸, 및 부탄올로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 사용한 용매 분획물일 수 있다.
상기 수국차 추출물은 수국차의 용매 조추출물, 용매 분획물을 포함하며 상술한 바와 같다.
상기 수국차 추출물은 수국차의 꽃, 잎, 줄기 및 뿌리로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상을, 물 및 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출하여 얻어진 조추출물일 수 있다.
상기 용매는 10%이상 내지 100%(v/v)미만, 20%이상 내지 100%(v/v)미만, 30%이상 내지 100%(v/v)미만, 40%이상 내지 100%(v/v)미만, 50%이상 내지 100%(v/v)미만, 60%이상 내지 100%(v/v)미만, 70%이상 내지 100%(v/v)미만, 10%이상 내지 90%(v/v)미만, 20%이상 내지 90%(v/v)미만, 30%이상 내지 90%(v/v)미만, 40%이상 내지 90%(v/v)미만, 50%이상 내지 90%(v/v)미만, 60%이상 내지 90%(v/v)미만 또는 60%이상 내지 80%(v/v)의 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올 수용액, 예를 들어, 70%(v/v)의 탄소수 1 내지 4개의 직쇄 또는 분지형 알코올 수용액일 수 있다.
본 발명에 따른 수국차 추출물의 제조 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다: 수국차를 절단하고 물로 세척하여 협착물을 제거한 후, 상기 수국차의 중량에 대하여 약 10 내지 20배 중량의 추출용매로 환류 추출한다. 추출 후 여과하여 여과액을 모은다. 추출 온도는 특별한 제한은 없지만 15 내지 110, 바람직하게는 20 내지 90인 것이 좋다.
추출공정은 1회 또는 수회 반복할 수 있으며, 본 발명의 한 바람직한 예에서는 1차 추출 후 다시 재추출하는 방법을 채택할 수 있는데, 이는 생약추출물을 대량 생산하는 경우 효과적으로 여과를 한다 하더라도 생약 자체의 수분 함량이 높기 때문에 손실이 발생하게 되어 1차 추출만으로는 추출효율이 떨어지므로 이를 방지하기 위함이다. 또한, 각 단계별 추출효율을 검증한 결과 2차 추출에 의해 전체 추출량의 80 내지 90% 정도가 추출되는 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 일 예에서, 추출공정을 2회 반복하는 경우, 상기 얻어진 잔사에 다시 추출용매, 약 5 내지 15 부피배, 바람직하게는 8 내지 12 부피배로 환류 추출한다. 추출 후 여과하고 이전에 얻어진 여과액과 합쳐서 감압농축을 하여 수국차 추출물을 제조한다. 이와 같이 2차에 걸친 추출 및 각각의 추출 후 얻어진 여과액을 혼합함으로써 추출 효율을 높일 수 있으나, 본 발명의 추출물이 추출 회수에 한정되는 것은 아니다.
상기 수국차 추출물 제조 시에 사용되는 용매의 양이 너무 적으면 교반이 어렵게 되고 추출물의 용해도가 낮아져 추출효율이 떨어지게 되고, 지나치게 많은 경우는 다음의 정제단계에서 사용되는 용매의 사용량이 많아져 경제적이지 못하여 취급상 문제가 발생할 수 있으므로, 용매의 사용량은 상기 범위로 하는 것이 좋다.
이와 같이 얻어진 여과된 추출물은 의약품 원료로 사용하기에 적합하도록 잔존하는 저급 알코올의 함량을 조절하기 위하여 농축물 총량의 약 10 내지 30 중량배, 바람직하게는 15 내지 25 중량배, 보다 바람직하게는 약 20 중량배의 물로 1 내지 5회, 바람직하게는 2 내지 3회 공비 농축하고 재차 동량의 물을 가하여 균질하게 현탁시킨 후 동결건조하여 분말상태의 수국차 추출물로서 제조될 수 있다.
본 발명에 사용된 추출 방법은 통상적으로 사용되는 모든 방법일 수 있으며, 예컨대, 냉침, 열수추출, 초음파 추출, 또는 환류 냉각 추출법일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 용어, '추출물'은 용매 조추출물, 특정 용매 가용 추출물(용매 분획물) 및 용매 조추출물의 용매 분획물을 포함하며, 상기 수국차 추출물은 용액, 농축물 또는 분말 상태를 모두 포함한다.
상기 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화를 촉진한다.
상기 근줄기세포는 위성 세포 또는 근아세포, 예를 들어, 근아세포일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 근육세포는 근세포 또는 근관세포, 예를 들어, 근관세포일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 수국차 추출물이 0.1 내지 10.0, 0.1 내지 9.0, 0.1 내지 8.0, 0.1 내지 7.0, 0.1 내지 6.0, 0.1 내지 5.0, 0.1 내지 4.0, 0.1 내지 3.0 또는 0.5 내지 3.0 ug/ml 포함되는 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 약제학적 조성물은 수국차 추출물의 약제학적 유효량 및/또는 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하는 약제학적 조성물로 이용될 수 있다.
본 명세서에서 용어 "약제학적 유효량"은 상술한 수국차 추출물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 의미한다.
본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물은 인간을 포함하는 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여 방식은 통상적으로 사용되는 모든 방식일 수 있으며, 예컨대, 경구, 피부, 정맥, 근육, 피하 등의 경로로 투여될 수 있으며, 바람직하게는 경구로 투여될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성별, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 소망하는 치료 또는 예방에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면, 본 발명의 약제학적 조성물의 1일 투여량은 0.001-1000 ㎎/㎏이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제, 캅셀제 또는 젤(예컨대, 하이드로젤) 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품을 포함한다.
상기 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품은 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화를 촉진한다.
상기 근줄기세포는 위성 세포 또는 근아세포, 예를 들어, 근아세포일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 근육세포는 근세포 또는 근관세포, 예를 들어, 근관세포일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품은 식품 제조 시 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소 및 조미제를 포함한다. 예컨대, 드링크제로 제조되는 경우에는 유효성분으로서 수국차 추출물 이외에 향미제 또는 천연 탄수화물을 추가 성분으로 포함시킬 수 있다. 예를 들어, 천연 탄수화물은 모노사카라이드(예컨대, 글루코오스, 프럭토오스 등); 디사카라이드(예컨대, 말토스, 수크로오스 등); 올리고당; 폴리사카라이드(예컨대, 덱스트린, 시클로덱스트린 등); 및 당알코올(예컨대, 자일리톨, 소르비톨, 에리쓰리톨 등)을 포함한다. 향미제로서 천연 향미제(예컨대, 타우마린, 스테비아 추출물 등) 및 합성 향미제(예컨대, 사카린, 아스파르탐 등)을 이용할 수 있다.
본 발명의 상기 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품은 상기 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물의 유효성분 및 효과가 동일하기 때문에, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 명세서에서, 용어 "운동수행능력"은 일상생활이나 스포츠에서 수행되는 신체동작을 빠르게, 강하게, 오래, 능숙하게 할 수 있는 능력을 의미한다. 상기 운동수행능력은 크게 1) 근피로 회복, 2) 지구력, 3) 근신경계 활성화 등으로 구분될 수 있으며, 본 발명의 운동수행능력 개선용 건강기능식품은 지구력 향상 효과를 갖는다.
상기 지구력(endurance)은 '피로에 대한 저항력'으로 정의된다. 이는 최대하(최대로 힘을 들이기 전)로 지속되는 운동 또는 강렬하게 운동하는 동안 발생하는 피로에 대한 저항을 의미한다.
하기 실시예에서 입증된 바와 같이, 수국차 추출물을 급여한 노령 동물모델의 운동 거리가 현저히 증가하였다(도 6b).
본 발명의 상기 운동수행능력 개선용 건강기능식품은 상기 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품과 동일한 유효성분을 포함하고, 발명의 성질이 동일한 건강기능식품이므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 용어 "비만"은 에너지의 섭취와 소모의 불균형으로 인하여 체내에 에너지가 과잉으로 축적되어 지방조직이 비정상적으로 증가된 상태를 말하며, 세계보건기구(WHO)는 동양인 기준 BMI(Body Mass Index: 체질량지수)가 23∼25를 과체중, 25∼30을 비만, 30 이상을 고도비만으로 보고 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 비만은 노화에 의한 비만이다. 노화에 따른 체내 근육량의 감소와 신체 활동의 감소는 에너지 소비를 감소시키고 그 결과로 비만과 내장 비만을 유발한다고 여겨지고 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 비만은 근감소성 비만이다. 상기 '근감소성 비만'은 노화로 인한 신체구성성분의 변화는 근육량의 감소와 지방량의 증가, 즉 근육의 지방으로의 전환으로 인해 비만과 근감소증의 복합적인 형태를 갖는 질환을 의미한다.
하기 실시예에서 입증된 바와 같이, 노령 동물모델에서 수국차 추출물의의 급여에 의해 체중이 감소하였고(도 6a), 전경골근(tibialis anterior; TA), 장지신근(extensor digitorum longus; EDL), 비복근(gastrocnemius) 및 사두근(quadriceps)의 무게가 증가되고(도 6c 내지 6f), 복막뒤 지방(retroperitoneal fat), 부고환지방(epididymal fat) 및 피하지방(subcutaneous fat)이 감소하였다(도 6g 내지 6i).
본 발명의 상기 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물은 상기 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물과 동일한 유효성분을 포함하고, 발명의 성질이 동일한 약학 조성물이므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함하는 체지방감소용 건강기능식품을 제공한다.
상기 체지방은 피하지방(subcutaneous fat)과 내장지방 (visceral fat)으로 구분할 수 있으며, 피하지방은 피하조직에 저장되어 있는 지방을 말하며 내장지방은 복강 안쪽의 내장 사이에 저장되어 있는 지방을 말한다.
하기 실시예에서 입증된 바와 같이, 노령 동물모델에서 수국차 추출물의의 급여에 의해 복막뒤 지방, 부고환지방 및 피하지방이 감소하였다(도 6g 내지 6i).
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 수국차 추출물을 유효성분으로 포함하는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명은 근줄기세포에 수국차 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 조성물 및 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법은 상기 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품과 수국차 추출물을 포함하는 구성 및 근줄기세포로부터 군육세포로 분화시키는 구성 등이 유사하므로, 이 둘 사이에 공통된 내용은 본 명세서의 과도한 복잡성을 피하기 위하여, 그 기재를 생략한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:
(a) 본 발명은 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 근육량 증대용 또는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 건강기능식품, 운동수행능력 개선용 건강기능식품, 비만의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 체지방감소용 건강기능식품, 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진용 조성물 및 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법을 제공한다.
(b) 본 발명은 수국차 추출물의 노화성 또는 비만성 근위축증 개선 효과를 확인함으로써, 이를 유효성분으로 하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
도 1은 수국차 추출물 1, 2 ug/ml 처리에 의한 근관세포의 두께 증가를 나타내는 면역염색 결과이다. 스케일 바는 100 um를 의미한다.
도 2는 수국차 추출물 1, 2 ug/ml 처리에 의한 근관세포 내 총 MHC 및 MyoD 단백질의 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다.
도 3a 내지 3d는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물의 영향을 나타낸다. 도 3a는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 근관세포 직경(가로길이, 짧은축) 증가 효과를 나타내는 현미경 이미지이다. 스케일 바는 100 um를 의미한다. 도 3b는 상기 도 3a의 근관세포 직경을 정량화하여 그래프로 나타낸다. 도 3c는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 MHC 단백질 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다. 도 3d는 상기 도 3c의 웨스턴 블럿 결과를 정량화하여 그래프로 나타낸다.
도 4a 내지 4c는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 근위축 마커 단백질 발현을 나타낸다. 도 4a는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 MAFbx 및 MuRF1 단백질 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다. 도 4b 및 4c는 상기 도 4a의 웨스턴 블럿 결과를 정량화하여 그래프로 나타낸다.
도 5a 내지 5b는 근관세포의 PA(Palmitic acid)-유도 비만성 근위축에 대한 수국차 추출물(1 및 2 ug/ml)의 MHC2a 및 MHC2b mRNA 발현 증가를 나타내는 qPCR 결과이다.
도 6a 내지 6j는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(0.25%(SL) 및 0.5%(SH)) 급여에 따른 비만 개선 및 운동능력개선 효과를 나타내는 결과이다. 도 6a는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 체중 감소 결과를 나타낸다. 도 6b는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 운동 거리 증가를 나타내는 운동부하검사 결과이다. 도 6c 내지 6f는 각각 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 전경골근(tibialis anterior; TA), 장지신근(extensor digitorum longus; EDL), 비복근(gastrocnemius) 및 사두근(quadriceps)의 무게 증가를 나타낸다. 도 6g 내지 6i는 각각 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 복막뒤 지방(retroperitoneal fat), 부고환지방(epididymal fat) 및 피하지방(subcutaneous fat)의 무게 감소를 나타낸다. 도 6j는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(0.25%(SL) 및 0.5%(SH)) 급여에 따른 심장(heart)의 무게 변화를 나타낸다.
도 2는 수국차 추출물 1, 2 ug/ml 처리에 의한 근관세포 내 총 MHC 및 MyoD 단백질의 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다.
도 3a 내지 3d는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물의 영향을 나타낸다. 도 3a는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 근관세포 직경(가로길이, 짧은축) 증가 효과를 나타내는 현미경 이미지이다. 스케일 바는 100 um를 의미한다. 도 3b는 상기 도 3a의 근관세포 직경을 정량화하여 그래프로 나타낸다. 도 3c는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 MHC 단백질 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다. 도 3d는 상기 도 3c의 웨스턴 블럿 결과를 정량화하여 그래프로 나타낸다.
도 4a 내지 4c는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 근위축 마커 단백질 발현을 나타낸다. 도 4a는 근관세포의 TNFa-유도 노화성 근위축에 대한 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)의 MAFbx 및 MuRF1 단백질 발현 증가를 나타내는 웨스턴 블럿 결과이다. 도 4b 및 4c는 상기 도 4a의 웨스턴 블럿 결과를 정량화하여 그래프로 나타낸다.
도 5a 내지 5b는 근관세포의 PA(Palmitic acid)-유도 비만성 근위축에 대한 수국차 추출물(1 및 2 ug/ml)의 MHC2a 및 MHC2b mRNA 발현 증가를 나타내는 qPCR 결과이다.
도 6a 내지 6j는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(0.25%(SL) 및 0.5%(SH)) 급여에 따른 비만 개선 및 운동능력개선 효과를 나타내는 결과이다. 도 6a는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 체중 감소 결과를 나타낸다. 도 6b는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 운동 거리 증가를 나타내는 운동부하검사 결과이다. 도 6c 내지 6f는 각각 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 전경골근(tibialis anterior; TA), 장지신근(extensor digitorum longus; EDL), 비복근(gastrocnemius) 및 사두근(quadriceps)의 무게 증가를 나타낸다. 도 6g 내지 6i는 각각 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(사료 내 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH) 함유) 급여에 따른 복막뒤 지방(retroperitoneal fat), 부고환지방(epididymal fat) 및 피하지방(subcutaneous fat)의 무게 감소를 나타낸다. 도 6j는 노화 동물모델에 대한 수국차 추출물(0.25%(SL) 및 0.5%(SH)) 급여에 따른 심장(heart)의 무게 변화를 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 "%"는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는 (중량/중량) %, 고체/액체는 (중량/부피) %, 그리고 액체/액체는 (부피/부피) %이다.
실시예
실험재료 및 실험방법
수국차 추출물의 제조
건조시킨 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto)의 잎을 20배 중량의 70(v/v)% 에탄올에 침지하여 상온의 진탕배양기에서 밤새 추출한 뒤 반응물을 여과하고 상층액을 동결 건조하여 사용하였다.
세포 배양 및 근아세포의 분화
C2C12 마우스(CRL1772; American type cell collection, USA) 유래 근아세포(myoblast)는 10(v/v)% FBS가 첨가된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium) 배지에서 배양하였고, 6-웰 플레이트에서 95%의 성장치(confluence)에 도달한 후 2(v/v)% 말 혈청(horse serum)이 함유된 DMEM 배지로 옮기고 4일 동안 배양하여 근관세포(myotube)로 분화시켰다.
면역 형광염색
C2C12 근아세포(myoblast)를 1 또는 2 ug/ml의 수국차추출물을 처리하여 2일 동안 배양한 뒤 4%의 포름알데히드로 고정하였다. 0.1% triton X-100 PBS로 투과화(permeabilization) 시킨 뒤, 3% 소혈청 알부민(bovine serum albumin)으로 1시간동안 블로킹(blocking)하였고, 총 MHC 항체로4℃ 에서 오버나잇(overnight), 2차 항체 (Alexa Fluor 488- 2차 항체, Cell Signaling Biotechnology)를 상온에서 2시간 동안 부착한 후 Alexa Fluor 488- 2차 항체 부착하였다. 이후 DAPI 염색을 한 뒤 현미경으로 이미지를 획득하였다 (Olympux IX71).
웨스턴 블로팅
TNFa 25 ng/ml 처리된 마우스 유래 근관세포를 RIPA 완충액(Thermo Scientific, Waltham, MA, USA)으로 용해하여 단백질을 추출한 후, SDS-PAGE 겔(gel)을 이용하여 전기영동을 실시하였다. 이후 단백질이 옮겨진 멤브레인(membrane)을 5(v/v)% 스킴 밀크(skim milk)로 1시간 동안 블로킹(blocking)하였고, 1차 항체를 4℃ 에서 오버나잇(overnight), 2차 항체를 상온에서 2시간 동안 부착한 후 증강 화학발광 (enhanced chemiluminescence, ECL) 용액을 이용하여 단백질의 발현을 측정하였다.
본 발명의 실시예에 따라 수행된 웨스턴 블로팅에 사용된 1차 항체는 베타-액틴(β-actin), MyoD (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA, USA), 총 MHC(myosin heavy chain), MHC의 아형인 MHC2A(oxidative, fast type) 및 MHC2B(glycolytic, fast type)(Developmental Studies Hybridoma Bank, Iowa City, Iowa, USA), MAFbx 및 Murf1 (Abcam, Cambridge, MA, USA) 이다.
RT-qPCR
팔미트산(Palmitic acid, 이하 PA)으로 처리된 C2C12 마우스 유래 근관세포를 PBS로 2회 세척한 후 RNA 추출 키트(Nucleo RNA Spin , Macherey-Nagel, GmBH&Co, GA)의 사용자 권장 프로토콜에 따라 전체 RNA를 추출하였고, 추출된 RNA로 cDNA를 합성하여 실시간 정량적-중합효소 연쇄 반응(Real time-quantitative polymerase chain reaction, 이하 RT-qPCR)을 실시하였다.
PCR 분석은 분석기기(Applied Biosystems 7900 HT thermal cycler, Applied Biosystems)의 사용자 권장 사이클링 조건에 따라 실시하였고, 각 mRNA의 발현 정도를 확인하기 위하여 18s를 내부적 통제요인(endogeneous control)으로 하여 대조군에 대한 배수 변화(fold change) 값을 산출하고 상대적인 발현량을 비교하였다. 프라이머 서열은 다음과 같다: MHC2a 정방향 프라이머: AAG CGA AGA GTA AGG CTG TC(서열목록 제1서열), MHC2a 역방향 프라이머: GTG ATT GCT TGC AAA GGA AC(서열목록 제2서열), MHC2b 정방향 프라이머: CAC CTG GAG CGG ATG AAG AAG AAC(서열목록 제3서열), MHC2b 역방향 프라이머: GTC CTG CAG CCT CAG CAC GTT(서열목록 제4서열).
동물실험
수컷 C57BL/6 마우스를 대조군 및 실험군은 각 12 마리로 나누어, 수국차 추출물을 0.25%(SL) 또는 0.5%(SH)로 사료에 포함하여 7주간 급여하였다. 사료는 American Institute of Nutrition (AIN)-76 diet를 base로 하는 30% 수크로오스로 된 사료이다.
결과
근아세포의 분화
C2C12 근아세포의 분화과정에서 수국차 추출물 1 또는 2 ug/ml을 처리한 뒤 MHC 항체로 염색하여 근관세포의 변화를 확인하였고, 근아세포의 총 MHC 및 MyoD 단백질의 발현에 미치는 영향을 확인하였다.
그 결과, 수국차 추출물 1 및 2 ug/ml의 처리에 의해 근관세포의 두께(짧은축)가 두꺼워지는 것을 통해, 상기 수국차 추출물이 근아세포의 분화 및 근관세포의 비대(hypertrophy)를 유도함을 확인하였다(도 1). 또한, 수국차 추출물 1 및 2 ug/ml의 처리에 의해 근아세포 분화의 단백질 마커인 총 MHC 및 MyoD의 단백질 발현을 증가됨을 통해 상기 수국차 추출물의 근아세포 분화 유도 활성을 확인하였다(도 2).
노화성 근위축 완화
C2C12 근아세포를 근관세포로 분화시킨 뒤, TNFa 25 ng/ml를 24시간 처리하여 노화성 근위축(myoatrophy)을 유도하고 수국차 추출물을 1.0, 5.0 및 10.0 ug/ml 농도로 처리하여 근위축 완화 효과를 확인하였다.
그 결과, 수국차 추출물 처리군에서 TNFa를 처리에 의해 감소된 근관세포의 직경과 총 MHC 발현이 회복됨을 확인하였다(도 3a 내지 3d).
또한, 상기 노인성 근위축이 유도된 근관세포에 수국차 추출물(1, 5 및 10 ug/ml)을 처리하여 총 MHC의 발현과 대표적인 근위축 마커인 MAFbx(Muscle atrophy F-box) 및 Murf1(Muscle RING-finger protein-1)의 발현을 웨스턴 블럿을 통해 확인한 결과, TNFa를 처리에 의해 증가된 MAFbx 및 Murf1의 단백질 발현이 수국차 추출물 처리에 의해서 감소되는 것을 확인하였다(도 4a 내지 4c).
비만성 근위축 완화
C2C12 근원세포를 근관세포로 분화시킨 뒤, 팔미트산(Palmitic acid; PA) 0.75 mM을 24시간 처리하여 비만성 근위축을 유도하고 수국차 추출물의 제어 효능을 평가하였다. qPCR을 통해 MHC2a 및 MHC2b의 발현 수준을 확인하였다.
그 결과, 수국차 추출물 2 ug/ml을 처리한 실험군에서 PA에 의해 감소된 MHC2a 및 MHC2b의 mRNA 발현이 회복됨을 확인하였다(도 5a 및 5b).
체내 지방 및 근육의 감소
5주령의 C57BL/6 마우스에서 수국차 0.25%(SL), 0,5%(SH)로 7주간 급여하였다.
8주 후, 운동부하검사(Treadmill test)를 수행한 뒤 지방 및 근육의 무게를 측정하였다.
그 결과, 0.25% 또는 0.5% 수국차 추출물을 식이한 실험군에서 체중이 감소하였고, 운동거리(running distance)가 증가하였다(도 6a 및 6b). 또한, 근육별 무게를 확인하였을 때, 전경골근(tibialis anterior; TA), 장지신근(extensor digitorum longus; EDL), 비복근(gastrocnemius) 및 사두근(quadriceps)의 무게가 수국차 추출물의 식이에 의해 증가됨을 확인하였다(도 6c 내지 6f). 반면, 복막뒤 지방(retroperitoneal fat), 부고환지방(epididymal fat) 및 피하지방(subcutaneous fat)의 무게는 수국차 추출물의 식이에 의해 감소하였다(도 6g 내지 6i). 심장(heart)의 무게는 수국차 식이에 의해 유의적인 변화를 나타내지 않았다(도 6j).
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
<110> KOREA FOOD RESEARCH INSTITUTE
<120> Pharmaceutical Composition for Protecting or Treating Muscular
Diseases comprising Hydrangea serrate Extract
<130> PN160400
<160> 4
<170> KoPatentIn 3.0
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<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MHC2a Forward Primer
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<213> Artificial Sequence
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<223> MHC2b Reverse Primer
<400> 4
gtcctgcagc ctcagcacgt t 21
Claims (15)
- 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto) 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물로,
상기 근육 질환은 근위축증(muscular atrophy), 근육감소증(Sarcopenia), 긴장감퇴증(atony), 근이영양증(muscular dystrophy), 근육퇴화증 및 근무력증으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 조성물.
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 근위축증은 노화성 근위축증 또는 비만성 근위축증인 것인, 근육 질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto) 추출물을 유효성분으로 포함하는 근육량 증대용 건강기능식품.
- 삭제
- 삭제
- 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto) 추출물을 유효성분으로 포함하는 운동수행능력 개선용 건강기능식품.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 인간을 제외한 동물로부터의 근줄기세포에 수국차(Hydrangea serrata Seringe var. thumbergii Sugimoto) 추출물을 처리하는 단계를 포함하는 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 근줄기세포는 위성 세포(satellite cell) 또는 근원세포(myoblast)인 것인, 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 근육세포는 근세포(myocyte) 또는 근관세포(myotube)인 것인, 근줄기세포로부터 근육세포로의 분화 촉진 방법.
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