KR101996713B1 - 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 및 이의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지질나노입자에 포집된 생리활성물질의 용해성, 활성 및 세포흡수율을 증대시키는 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명의 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 포집된 생리활성물질의 용해도 및 활성을 향상시킴으로써, 식품, 의약품 또는 화장품 등에 사용되는 각종 활성성분의 용해성 및 세포흡수성 향상, 물성조절 및 생리활성 증대 등과 같은 다양한 목적을 위해 유용하게 활용될 수 있다.
Description
본 발명은 지질나노입자에 포집된 생리활성물질의 용해성, 안정성 및 활성을 증대시키는 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
의약 산업에 있어 신약으로 사용 가능한 새로운 활성성분의 개발도 중요하지만, 활성성분을 체내에 잘 전달할 수 있는 약물 전달 시스템의 개발도 매우 중요하다. 약물 전달 시스템의 개발은 마이크로입자 및 나노입자 등으로 발전해왔다. 마이크로입자는 약물의 다양한 경구적 투여에는 용이하지만, 주사제에 이용하기에는 그 크기가 너무 커서 제약이 따른다. 따라서, 최근에는 경구적 투여는 물론 주사제 등 비경구적 투여까지 가능한 나노기술이 각광을 받고 있다.
나노기술을 이용한 대표적인 약물 전달 시스템으로는 폴리머-약물 접합체, 미셀, 리포좀, 나노현탁제, 나노에멀젼 및 지질나노입자 등이 있다. 이중, 지질나노입자는 약물의 표적 지향성 전달이나 약물의 지속적 방출을 위한 제제로서, 다른 나노기술의 약물 전달 시스템에 비해 약물방출의 조절, 약물전달 효율 및 약물 안정화 효과가 우수하다. 뿐만 아니라, 지질나노입자는 생체 독성이 적고 친수성 약물과 소수성 약물에 모두 적용할 수 있으며 대량생산도 용이하다. 그러나 이는 그 구성 물질이 지질이기 때문에 수용액에 현탁 또는 분산시키면 시간의 경과에 따라 나노입자들이 서로 응집하여 침전하거나 층이 분리되는 크리밍 현상이 나타난다. 이러한 응집 또는 크리밍 현상은 지질나노입자의 안정성을 해치는 요인이며, 이를 해결하기 위해서 화학적으로 합성된 계면활성제를 첨가한다. 그러나 계면활성제는 독성이 약한 것을 사용하더라도 인체에서 상당한 독성을 나타낸다. 따라서, 식품, 의약품 및 화장품 등을 제조할 때 계면활성제를 가급적이면 적은 양으로 사용해야하나, 나노입자들의 응집 또는 크리밍 현상을 효율적으로 억제하기 위해서는 계면활성제를 다량으로 사용할 수밖에 없다.
폴리페놀 계열 화합물은 항암작용, 항산화작용, 항바이러스, 신경보호작용, 항염증작용, 항노화작용, 수명연장 및 혈청 콜레스테롤을 낮춰 주는 역할 등 다양한 약리활성을 나타낸다. 그러나 폴리페놀 계열 화합물은 이와 같은 우수한 약리활성에도 불구하고 용해도 및 생체 흡수율이 낮아 의약품, 화장품 등의 제제로서의 개발이 어렵다. 또한, 생체 흡수율을 증가시키기 위해 대량으로 장기 복용하면, ALT 및 AST와 같은 간염증 수치가 증가하는 부작용이 발생할 수 있다(V.S.Chachary et al. Hepatol.12(2014) 2092-2103).
폴리페놀 계열 화합물의 일종인 커큐민은 강황, 심황 또는 울금의 근경에서 유래된 물질로, 가정과 산업에서 식품의 착색 및 착향료로 사용되어 왔으며, 항산화, 항염증 및 항암 효과 등 다양한 약리활성을 나타낸다. 그러나 커큐민은 이와 같은 유익한 활성에도 불구하고 경구투여시 용해도가 매우 낮고 위장관에서 흡수가 잘 되지 않아 생물학적 이용률이 매우 낮다. 따라서 질병치료 분야에서는 성공적으로 활용되지 못했다. 상기 문제점들을 해결하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으나 커큐민이 질병치료 분야에 사용되기 위해서는 아직도 해결해야 할 과제가 많이 남아있다.
또한, 이소플라보노이드 계열 화합물은 항균활성, 세포독성활성, 항암활성, 저밀도 인지질 산화억제, 항염증작용 및 산화적 스트레스로부터 미토콘드리아의 기능을 보호하는 역할 등 다양한 약리활성을 나타낸다. 특히 천연에 존재하는 이소플라보노이드 계열 화합물 중에서 글라브리딘은 티로시나아제를 억제하여 미백작용을 하며, 자외선 흡수작용에도 뛰어난 효과를 나타내어 의약품 및 기능성 화장품의 주요 원료로서 이용되고 있다. 그러나 소수성 이소플라보노이드인 글라브리딘은 물에 대한 용해도가 제한적이며, 빛, 열 및 산소 등의 환경요인으로부터 산화적 분해가 일어나 쉽게 변질 또는 변색이 일어나기 때문에 식품, 의약품 및 화장품 산업에서 활용되는데 문제점이 있다.
한편, 탁산 계열 화합물은 유사분열과 간기의 세포 기능에 필수적인 미세소관 네트워크를 억제함으로써 유방암, 비소세포 폐암, 난소암, 전립선암 등의 치료에 사용된다. 하지만, 탁산 계열 화합물은 낮은 용해도와 경구투여시 간초회통과효과(hepatic first pass effect) 및 소장상피세포와 암세포 등에 존재하는 P-당단백질에 의한 세포 외부로의 약물 방출 등에 의해 생체이용률이 낮아 경구투여 제제로의 개발이 어렵다. 또한, 반복적으로 약물을 투여하면 P-당단백질의 과다 발현으로 다중약물내성(MDR)을 보이기도 한다(Drug development and industrial pharmacy, 34(2008) 1227-1237). 상기 문제점을 극복하기 위해 사이클로스포린과 같은 P-당단백질/시토크롬 P450 억제제를 사용할 수 있으나 이러한 약물은 몸의 면역시스템을 과다하게 억제시키는 부작용을 일으킬 수 있다.
따라서, 폴리페놀, 이소플라보노이드 및 탁산 계열 화합물 등 생리활성물질의 용해도 및 생체이용률을 개선하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있다. 대한민국 특허등록 제10-0553157호는 유효성분으로서 폴리페놀 화합물의 일종인 레스베라트롤 또는 알파-리포산을, 안정화제로서 황백 추출물 또는 알터로모나스 퍼먼트 추출물을, 포접제로서 사이클로덱스트린을 포함하는 조성물이 지속적으로 우수한 생리활성 효과를 나타낼 뿐만 아니라 레스베라트롤의 용해도를 향상시킴을 개시하고 있다. 한편, 대한민국 특허등록 제10-1489752호는 탁산 계열 화합물의 일종인 도세탁셀을 변성전분, 수용성 셀룰로오스 및 검류를 포함하는 구강 용해 필름제로 제제화하여 우수한 용해도 및 활성을 유지함을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 특허등록 제10-1142834호는 이소플라보노이드 계열 화합물의 일종인 글라브리딘을 키토산과 이온결합시켜 산화적 분해를 방지하는 방법을 개시하고 있다.
이에 본 발명자들은, 독성물질을 포함하지 않으면서 용해도가 낮은 생리활성물질을 포집하기 위한 약물전달체를 개발하던 중, 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 레스베라트롤 및 커큐민 등의 폴리페놀 계열 화합물, 글라브리딘 등의 이소플라보노이드 계열 화합물 및 도세탁셀 등의 탁산 계열 화합물의 용해도 및 활성을 향상시키는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 진세노사이드 및 인지질을 포함하는 지질나노입자를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 본 발명의 지질나노입자에 생리활성물질이 포집된 약물전달체를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 진세노사이드 및 인지질을 포함하는 지질나노입자를 제공한다.
또한, 본 발명은 본 발명의 지질나노입자에 생리활성물질이 포집된 약물전달체를 제공한다.
본 발명의 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 포집된 생리활성물질의 용해도, 안정성 및 세포흡수율을 향상시킴으로써, 식품, 의약품 또는 화장품 등에 사용되는 각종 활성성분의 세포흡수성 향상, 물성조절 및 생리활성 증대 등과 같은 다양한 목적을 위해 유용하게 활용될 수 있다.
도 1은 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경(A) 및 전자투과현미경(B)으로 관찰한 사진이다.
도 2는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경(A) 및 전자투과현미경(B)으로 관찰한 사진이다.
도 3은 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경(A) 및 전자투과현미경(B)으로 관찰한 사진이다.
도 4는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 5는 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 레스베라트롤(R), 또는 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(R-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 10은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 11은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 커큐민(C), 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(C-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 12는 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 MCF-7 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 13은 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 A549 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 14는 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 SW620 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 15는 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 MCF-7 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 16은 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 A549 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 17은 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 SW620 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 18은 커큐민이 포집된 인지질 기반 지질나노입자(C-NLC) 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(C-NLC 500)를 HCT116 세포(A) 또는 HT29 세포(B)에 처리하여 세포에 흡수된 것을 형광현미경으로 확인한 사진이다.
도 19는 커큐민을 DMSO에 녹인 용액(C-DMSO), 커큐민이 포집된 인지질 기반 지질나노입자 분산액(C-NLC) 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 분산액(C-NLC 500)을 HCT116 세포(A) 또는 HT29 세포(B)에 30분 또는 60분 동안 처리하여 커큐민이 이들 세포에 흡수된 정도를 유동 유세포분석기로 정량하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경(A) 및 전자투과현미경(B)으로 관찰한 사진이다.
도 3은 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경(A) 및 전자투과현미경(B)으로 관찰한 사진이다.
도 4는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 물에 분산된 형태를 광학현미경으로 관찰한 사진이다.
도 5는 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 6은 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 7은 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 나타낸 그래프이다.
도 8은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 레스베라트롤(R), 또는 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(R-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 9는 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 10은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 11은 제조직후, 1주일 후, 1개월 후 및 1년 후에 커큐민(C), 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(C-F)의 입자크기를 나타낸 그래프이다.
도 12는 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 MCF-7 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 13은 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 A549 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 14는 도세탁셀(D), 또는 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(D-F)를 SW620 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 15는 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 MCF-7 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 16은 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 A549 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 17은 글라브리딘(G), 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(G-F)를 SW620 세포에 처리하여 세포 생존률을 확인한 그래프이다. **은 유의적인 차이가 있음을 나타낸다.
도 18은 커큐민이 포집된 인지질 기반 지질나노입자(C-NLC) 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자(C-NLC 500)를 HCT116 세포(A) 또는 HT29 세포(B)에 처리하여 세포에 흡수된 것을 형광현미경으로 확인한 사진이다.
도 19는 커큐민을 DMSO에 녹인 용액(C-DMSO), 커큐민이 포집된 인지질 기반 지질나노입자 분산액(C-NLC) 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 분산액(C-NLC 500)을 HCT116 세포(A) 또는 HT29 세포(B)에 30분 또는 60분 동안 처리하여 커큐민이 이들 세포에 흡수된 정도를 유동 유세포분석기로 정량하여 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 진세노사이드 및 인지질을 포함하는 지질나노입자를 제공한다.
상기 진세노사이드는 저분자량 진세노사이드일 수 있다. 상기 저분자량 진세노사이드는 분자량이 1,500 g/mole 이하, 구체적으로는, 1,200 g/mole 이하, 더욱 구체적으로는, 1000 g/mole 이하일 수 있다. 한편, 상기 진세노사이드는 PPD(protopanaxadiol), PPT(protopanaxatriol), 컴파운드 K(compound K), Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, F1, F2, Rg1, Rg2, Rg3, Rh1, Rh2, Ra3, Rs1, Rs2, C-O, C-Y, C-Mcl, C-Mc, 지페노사이드 XVII(gypenoside XVII), 지페노사이드 LXXV 및 Rf로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 진세노사이드는 PPD(protopanaxadiol), PPT(protopanaxatriol), 컴파운드 K(compound K), Rb1, Rb2, Rb3, Rc, Rd, Re, F1, F2, Rg1, Rg2, Rg3, Rh1 및 Rh2로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 저분자량 진세노사이드는 공지된 방법을 통해 화학적으로 합성하여 수득하거나, 인삼 사포닌을 발효, 산가수분해, 알칼리가수분해 또는 효소 분해한 다음 정제하여 수득할 수 있다.
상기 지질나노입자에 포함되는 진세노사이드 및 인지질은 1:0.05 내지 50, 구체적으로는, 1:0.05 내지 30, 더욱 구체적으로는, 1:0.05 내지 20의 중량비로 혼합될 수 있으나, 상기 진세노사이드 및 인지질은 포집하고자 하는 생리활성 물질의 특성에 맞추어 적절한 비율로 혼합될 수 있다.
상기 지질나노입자는 효소분해인지질, 글리세린지방산에스테르, 포화지방산 및 불포화지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 효소분해인지질은 인지질에 지방산 분해효소를 처리하여, 인지질에 포함된 2개의 지방산 사슬 중에서 하나가 제거된 형태의 인지질을 의미한다. 상기 효소분해인지질은 인지질의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 0.9 중량부, 구체적으로, 0.1 내지 0.7 중량부, 더욱 구체적으로, 0.1 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 글리세린지방산에스테르는 트리스테아린, 트리팔미틴 및 트리미리스틴으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 글리세린지방산에스테르는 인지질의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 0.9 중량부, 구체적으로, 0.1 내지 0.7 중량부, 더욱 구체적으로, 0.1 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 포화지방산은 C6 내지 C22로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 포화지방산은 카프릭산, 카프릴릭산, 라우르산, 미리스틱산, 팔미틱산, 스테아릭산, 아라키딕산 및 베헤닉산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 포화지방산은 인지질의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 0.9 중량부, 구체적으로, 0.1 내지 0.8 중량부, 더욱 구체적으로, 0.1 내지 0.6 중량부로 포함될 수 있다.
상기 불포화지방산은 C6 내지 C22로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 불포화지방산은 오메가-3 불포화지방산, 오메가-6 불포화지방산 및 오메가-9 불포화지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 불포화지방산은 인지질의 총 중량을 기준으로 0.1 내지 0.9 중량부, 구체적으로, 0.1 내지 0.8 중량부, 더욱 구체적으로, 0.1 내지 0.6 중량부로 포함될 수 있다.
상기 지질나노입자는 진세노사이드 및 인지질을 혼합하고 이를 용매에 용해시켜 용해액을 제조하는 단계; 및 상기 용해액을 분산시키는 단계를 포함하는 방법으로 제조될 수 있다. 상기 용매는 물, C1 내지 C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 알코올은 에탄올 또는 메탄올일 수 있다. 상기 제조방법에서 용해액을 분산시키기 전에 용해액으로부터 용매를 제거하는 단계를 추가로 더 포함할 수 있다. 용해액으로부터 용매를 제거할 경우, 용매를 제거하는데 사용되는 통상적인 방법을 이용하여 수행될 수 있다. 구체적으로는, 감압농축, 동결건조, 분무건조 또는 열풍건조가 이용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 용매의 제거를 위해 감압농축이 이용될 수 있다. 용해액으로부터 용매를 제거하지 않을 경우, 용매가 존재하는 상태에서 물을 첨가한 후 용해액을 분산시킬 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 인삼 사포닌 추출분말로부터 저분자량 진세노사이드를 제조하였다. 상기 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 인지질, 효소분해인지질, 글리세린지방산에스테르, 포화지방산 또는 불포화지방산, 및 알코올을 혼합하여, 용해액을 제조하였다. 상기 용해액으로부터 에탄올을 제거하여, 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질복합체를 제조한 후, 여기에 물을 첨가하고, 분산기로 분산시켜 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하였다.
또한, 본 발명은 본 발명의 지질나노입자에 생리활성물질이 포집된 약물전달체를 제공한다.
상기 지질나노입자는 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 지질나노입자는 진세노사이드 및 인지질을 포함할 수 있다. 상기 진세노사이드는 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 진세노사이드는 저분자량일 수 있으며, 상기 저분자량 진세노사이드는 분자량이 1,500 g/mole 이하, 구체적으로는, 1,200 g/mole 이하, 더욱 구체적으로는, 1,000 g/mole 이하일 수 있다. 상기 지질나노입자에 포함되는 진세노사이드 및 인지질은 1:0.05 내지 50, 구체적으로는, 1:0.05 내지 30, 더욱 구체적으로는, 1:0.05 내지 20의 중량비로 혼합될 수 있으나, 상기 진세노사이드 및 인지질은 포집하고자 하는 생리활성 물질의 특성에 맞추어 적절한 비율로 혼합될 수 있다. 상기 지질나노입자는 효소분해인지질, 글리세린지방산에스테르, 포화지방산 및 불포화지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "생리활성물질"은 생체 기능을 증진시키거나 억제시키는 물질로서, 인체의 기능을 조절하는 물질이 결핍되거나 과도하게 분비되어 비정상적인 병태를 보일 때 이의 균형을 유지시켜줄 수 있는 물질을 의미한다.
상기 생리활성물질은 화합물, 추출물, 단백질, 펩타이드, 뉴클레오티드 및 항체로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 화합물은 폴리페놀 계열, 이소플라보노이드 계열 및 탁산 계열로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 폴리페놀 계열 화합물은 레스베라트롤, 커큐민, 클로로겐산, 헤스페리딘, 카테킨, 쿠에르세틴, 루틴 또는 엘라그산일 수 있다. 상기 플라보노이드 계열 화합물은 글라브리딘, 안토시아닌, 다이드제인, 다이드진, 제니스테인, 제니스틴, 글리시테인 또는 글리스틴일 수 있다. 상기 탁산 계열 화합물은 도세탁셀 또는 파클리탁셀일 수 있다.
상기 추출물, 단백질, 펩타이드, 뉴클레오티드 또는 항체는 생리활성을 나타내어 질병의 예방, 치료 또는 개선을 위해 사용되는 물질이라면 모두 본 발명의 지질나노입자에 포집될 수 있다. 상기 추출물, 단백질 펩타이드, 뉴클레오티드 또는 항체는 통상의 기술분야에 알려진 어떠한 방법으로 제조할 수 있으며, 경우에 따라 필요한 양으로 사용될 수 있다. 이외에도 생리활성을 나타내는 물질이라면 모두 본 발명의 지질나노입자에 포집될 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 저분자량 진세노사이드, 인지질, 효소분해인지질, 생리활성물질, 글리세린지방산에스테르, 포화지방산 또는 불포화지방산, 및 알코올을 혼합하여 폴리페놀 계열 화합물인 레스베라트롤 또는 커큐민, 이소플라보노이드 계열 화합물인 글라브리딘 또는 탁산 계열 화합물인 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질을 포함하는 지질나노입자를 제조한 후, 상기 지질나노입자를 물에서 분산시 나노입자를 형성함을 확인하였다(도 1 내지 도 4 참조).
또한, 본 발명자들은 상기 생리활성물질이 포집된 지질나노입자의 입자크기 가 1 미크론보다 훨씬 작고, 매우 균일한 입자크기 분포를 보임을 확인하였다(표 2 내지 4 및 도 5 내지 7 참조). 따라서, 상기 지질나노입자는 정맥주사용 주사제로서 사용될 수 있다.
또한, 본 발명자들은 상기 지질나노입자가 이에 포집된 물에 녹지 않아 제제화에 어려움을 겪고 있는 생리활성 물질의 용해도를 향상시키며(표 5 내지 8 참조), 안정성이 우수하고(도 8 내지 도 11 참조), 유방암, 폐암 및 대장암에 대해 현저한 항암활성을 나타내는 것을 확인하였다(도 12 내지 17 참조).
아울러, 본 발명자들은 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 이에 포집된 커큐민의 세포흡수율을 유의적으로 향상시킴을 확인하였다(도 18 및 도 19 참조).
따라서, 본 발명의 생리활성물질을 포함하는 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 경구투여는 물론 주사제 형태의 약물전달체로 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
저분자량
진세노사이드의 제조
지질나노입자의 분산성 및 물리적 안정성을 향상시킬 수 있는 방안으로 인지질 및 진세노사이드를 포함하는 지질나노입자를 제조하였다. 그러나 진세노사이드는 거품이 많이 나고, 높은 수용성을 가지므로 별도의 가공 없이 지질나노입자의 제조에 사용할 수 없었다. 이에, 하기와 같은 방법으로 인삼 사포닌 추출분말을 발효 또는 산 가수분해시켜 물에는 녹지 않고 알코올에 잘 녹는 저분자량 진세노사이드를 제조하였다.
<1-1> 인삼 사포닌 추출분말의 발효를 통한
저분자량
진세노사이드의 제조
국내산 인삼 사포닌 추출분말(더존 PHC, 금산) 10 g을 100 ㎖의 정제수에 가하여 녹인 후, 125℃에서 15분간 고압증기로 멸균하고, 이를 상온으로 냉각하여 멸균액을 수득하였다. 상기 멸균액에 글루코아밀라아제(Sumizyme, 일본) 및 사카로마이세스 세레비시에(Saccharomyces cerevisiae) 효모(Fermivin, 덴마크)를 각각 0.1 g 씩 가하고, 30℃에서 5일간 발효시켜 인삼 사포닌의 당을 제거하였다. 당이 제거된 인삼 사포닌(진세노사이드)은 물에 잘 녹지 않아 용기 바닥에 침전되는데 이 침전물의 수율은 55.4%이었다. 상기 침전물에 포함된 진세노사이드의 조성을 분석하기 위해 침전물을 메탄올에 녹인 후, 0.45 ㎛ 시린지 필터로 여과하여 HPLC를 수행하였다. HPLC 분석 컬럼은 XBridge C18(4.6x150 mm, 5 ㎛)을, 검출기는 자외선흡광도계(203 nm)를 사용하였다. 이때, 시료는 20 ㎕를 주입하였고, 유속은 1.0 ㎖/min으로 하였다. 또한, 이동상으로 증류수와 아세토니트릴을 사용하여, 하기 표 1과 같이 시간당 농도를 변화시켜 주었다.
시간(분) | 증류수(%) | 아세토니트릴(%) |
0 | 95 | 5 |
10 | 95 | 5 |
40 | 68 | 32 |
55 | 40 | 60 |
70 | 25 | 75 |
72 | 10 | 90 |
82 | 10 | 90 |
84 | 95 | 5 |
90 | 95 | 5 |
그 결과, 인삼 사포닌 추출분말을 발효시키면 상기 분말에는 존재하지 않거나 미량으로 존재하는 저분자량 진세노사이드인 Rg1, Rd, F2, PPD(protopanaxadiol), Rg3, 컴파운드 K(compound K) 및 PPT(protopanaxatriol)가 각각 39.99%, 14.05%, 13.79%, 11.55%, 7.95%, 5.75% 및 1.83%로 존재하는 것을 확인하였다.
<1-2> 인삼 사포닌 추출분말의 산 가수분해를 통한
저분자량
진세노사이드의 제조
국내산 인삼 사포닌 추출분말(더존 PHC, 금산) 10 g을 100 ㎖의 0.1 N 염산에 가하여 녹인 후, 3시간 동안 자석교반기로 교반하여 인삼 사포닌의 당을 제거한 것을 제외하고는, 상기 실시예 <1-1>과 동일한 방법으로 당이 제거된 진세노사이드의 성분을 분석하였다. 이때, 당이 제거된 진세노사이드의 침전물 수율은 65.3%이었다.
그 결과, 인삼 사포닌 추출분말을 산 가수분해시키면 상기 분말에는 존재하지 않거나 미량으로 존재하는 저분자량 진세노사이드인 Rg1, Rg2, F1, F2 및 컴파운드 K가 각각 15.78%, 10.80%, 2.66%, 9.08% 및 2.68%로 존재하는 것을 확인하였다.
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
구체적으로, 먼저, 0.5 g의 상기 실시예 <1-1>의 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 1.0 g의 인지질, 0.2 g의 효소분해 인지질, 0.2 g의 트리스테아린, 0.5 g의 카프릴릭산, 0.5 g의 카프릭산 및 1.0 g의 에탄올을 플라스크에 넣고 혼합하였다. 상기 혼합물을 70℃ 수욕상에서 균질하게 용해시킨 후, 감압 농축하여 에탄올을 제거함으로써, 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자 복합체를 제조하였다. 상기 제조된 지질나노입자 복합체에 물을 첨가하고, 이를 호모믹서로 24,000 rpm에서 5분 동안 분산시켜 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하였다.
생리활성물질이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
<3-1>
레스베라트롤이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
구체적으로, 0.25 g의 레스베라트롤, 0.5 g의 상기 실시예 <1-1>의 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 1.0 g의 인지질, 0.2 g의 효소분해 인지질, 0.2 g의 트리스테아린, 0.5 g의 카프릴릭산, 0.5 g의 스테아릭산 및 1.0 g의 에탄올을 플라스크에 넣고 혼합하였다. 이후 <실시예 2>와 동일한 방법으로 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하고, 분산된 형태를 광학현미경 및 전자투과현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 물에서 분산 시 균질한 크기의 나노입자를 형성하였다(도 1).
<3-2>
도세탁셀이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
구체적으로, 0.25 g의 도세탁셀, 0.5 g의 상기 실시예 <1-1>의 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 1.0 g의 인지질, 0.2 g의 효소분해 인지질, 0.2 g의 트리스테아린, 0.5 g의 카프릭산, 0.5 g의 미리스틱산 및 1.0 g의 에탄올을 플라스크에 넣고 혼합하였다. 이후 <실시예 2>와 동일한 방법으로 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하고, 분산된 형태를 광학현미경 및 전자투과현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 물에서 분산 시 균질한 크기의 나노입자를 형성하였다(도 2).
<3-3>
글라브리딘이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
구체적으로, 0.25 g의 글라브리딘, 0.5 g의 상기 실시예 <1-1>의 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 1.0 g의 인지질, 0.2 g의 효소분해 인지질, 0.2 g의 트리스테아린, 0.5 g의 카프릭산, 0.5 g의 팔미틱산 및 1.0 g의 에탄올을 플라스크에 넣고 혼합하였다. 이후 <실시예 2>와 동일한 방법으로 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하고, 분산된 형태를 광학현미경 및 전자투과현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 물에서 분산 시 균질한 크기의 나노입자를 형성하였다(도 3).
<3-4>
커큐민이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반의
지질나노입자
제조
커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 하기와 같은 방법으로 제조하였다.
구체적으로, 0.10 g의 커큐민, 0.5 g의 상기 실시예 <1-1>의 방법으로 제조한 저분자량 진세노사이드, 1.0 g의 인지질, 0.2 g의 효소분해 인지질, 0.2 g의 트리스테아린, 0.5 g의 카프릭산, 0.5 g의 스테아릭산 및 1.0 g의 에탄올을 플라스크에 넣고 혼합하였다. 이후 <실시예 2>와 동일한 방법으로 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 제조하고, 분산된 형태를 광학현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이, 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 물에서 분산 시 균질한 크기의 나노입자를 형성하였다(도 4).
생리활성물질이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
입자크기 분포 분석
동적광산란(dynamic light scattering) 방법으로 <실시예 3>에서 제조된 레스베라트롤, 도세탁셀 또는 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 입자크기 분포를 측정하여 분석하였다. 이때, 대조군으로 진세노사이드를 첨가하지 않고 <실시예 3>과 동일한 방법으로 레스베라트롤, 도세탁셀 또는 글라브리딘이 포집된 인지질 기반 지질나노입자를 제조하여 사용하였다.
평균 입자경(nm) | 다분산지수 | |
진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 | 354.5±21.8 | 0.181±0.035 |
인지질 기반 지질나노입자 | 346.2±64.1 | 0.214±0.024 |
평균 입자경(nm) | 다분산지수 | |
진세노사이드·인지질 기반 지질나노입자 | 364.2±53.1 | 0.055±0.032 |
인지질 기반 지질나노입자 | 277.2±14.1 | 0.187±0.045 |
평균 입자경(nm) | 다분산지수 | |
진세노사이드·인지질 기반 지질나노입자 | 436.4±57.2 | 0.170±0.051 |
인지질 기반 지질나노입자 | 324.7±47.15 | 0.221±0.036 |
그 결과, 표 2 내지 4 및 도 5 내지 7에 나타낸 바와 같이, 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 진세노사이드를 첨가하지 않고 제조한 인지질 기반 지질나노입자에 비해 입자의 크기가 약간 증가하였지만 여전히 1 미크론보다는 훨씬 작았다. 반면, 다분산지수는 진세노사이드를 첨가하여 제조한 입자에서 더 작게 나타났다(표 2 내지 4 및 도 5 내지 7). 이를 통해 진세노사이드를 첨가함으로써 나노입자의 크기는 약간 커지지만 입자크기의 균질성은 유의적으로 증가함을 알 수 있었다.
생리활성물질이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
용해도 분석
상기 <실시예 3>에서 제조된 레스베라트롤, 도세탁셀, 글라브리딘 또는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자에서 각 물질의 물에 대한 용해도를 하기와 같은 방법으로 측정하였다. 대조군으로 진세노사이드를 첨가하지 않고 <실시예 3>과 동일한 방법으로 레스베라트롤, 도세탁셀, 글라브리딘 또는 커큐민이 포집된 인지질 기반 지질나노입자를 제조하여 사용하였다.
먼저, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 0.45 ㎛ 시린지 필터로 여과하여 여액 중 레스베라트롤의 농도를 HPLC로 측정하였다. HPLC 분석 컬럼은 Inertsil C18(4.6x150 mm, 5 ㎛)을, 검출기는 자외선흡광도계(310 nm)를 사용하였다. 이때, 시료는 20 ㎕를 주입하였고, 유속은 1.0 ㎖/min으로 하였다. 또한, 이동상으로 물, 아세토니트릴 및 아세트산을 각각 70%(v/v), 29.2%(v/v) 및 0.1%(v/v)의 중량비율로 혼합하여 사용하였다.
도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 유속 1.5 ㎖/min의 조건에서, 이동상으로 아세토니트릴 및 0.02 M 아세트산암모늄을 각각 45%(v/v) 및 55%(v/v)의 중량비율로 혼합한 후, 오르토인산(orthophosphoric acid)으로 pH를 4.5로 조정하여 사용하고, 검출기는 자외선흡광도계(230 nm)를 사용한 것을 제외하고는, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자 분석 방법과 동일하게 용해도를 분석하였다.
글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 유속 1.0 ㎖/min의 조건에서, 이동상으로 메탄올 및 증류수를 각각 70%(v/v) 및 30%(v/v)의 중량비율로 혼합한 후, 상기 이동상에 초산의 농도가 1%가 되도록 초산을 가하고, 자외선흡광도계(252 nm)를 사용한 것을 제외하고는, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자 분석 방법과 동일하게 용해도를 분석하였다.
커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 유속 0.4 ㎖/min의 조건에서, 이동상으로 아세토니트릴 및 2% 초산 용액을 각각 70%(v/v) 및 30%(v/v)의 중량비율로 혼합하여 사용하고, 자외선흡광도계(400 nm)를 사용한 것을 제외하고는, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자 분석 방법과 동일하게 용해도를 분석하였다.
레스베라트롤 | 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 | 인지질 기반 지질나노입자 |
|
용해도(㎍/㎖) | 30 ㎍/㎖ | 11,670 ㎍/㎖ | 952 ㎍/㎖ |
대조군 대비 용해도 향상 정도 |
- | 389배 향상 | 32배 향상 |
도세탁셀 | 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 | 인지질 기반 지질나노입자 |
|
용해도(㎍/㎖) | 10 ㎍/㎖ | 8,333 ㎍/㎖ | 1,532 ㎍/㎖ |
대조군 대비 용해도 향상 정도 |
- | 833배 향상 | 153배 향상 |
글라브리딘 | 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 | 인지질 기반 지질나노입자 |
|
용해도(㎍/㎖) | 4.65 ㎍/㎖ | 4,167 ㎍/㎖ | 2,326 ㎍/㎖ |
대조군 대비 용해도 향상 정도 |
- | 896배 향상 | 500배 향상 |
커큐민 | 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자 | 인지질 기반 지질나노입자 |
|
용해도(㎍/㎖) | 2.7 ㎍/㎖ | 12,450 ㎍/㎖ | 5,462 ㎍/㎖ |
대조군 대비 용해도 향상 정도 |
- | 4,611배 향상 | 2,022배 향상 |
그 결과, 표 5 내지 표 8에 나타낸 바와 같이, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 레스베라트롤 자체에 비해 용해도가 389배 향상되었다(표 5). 또한, 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 도세탁셀 자체에 비해 용해도가 833배 향상되었다(표 6). 또한, 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 글라브리딘 자체에 비해 용해도가 896배 향상되었다(표 7). 아울러, 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 커큐민 자체에 비해 용해도가 4,611배 향상되었다(표 8). 대조군으로 사용된 진세노사이드를 포함하지 않은 지질나노입자도 포집된 활성물질의 용해도를 향상시키기는 하지만 진세노사이드를 포함하는 지질나노입자가 더욱 현저하게 활성물질의 용해도를 증가시킴을 알 수 있었다.
생리활성물질이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
안정성 확인
<6-1>
레스베라트롤이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
안정성 확인
레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 안정성을 확인하기 위해 실시예 <3-1>과 동일한 방법으로 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 제조하고, 1년 동안 냉장보관하면서 제조직후, 1주일, 1개월 및 1년 단위로 상기 지질나노입자의 입자크기를 측정하였다. 증류수에 용해된 실시예 <3-1>에서 제조한 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(R-F)으로, 진세노사이드를 첨가하지 않고 동일한 방법으로 제조한 것을 대조군(R)으로 하였으며, 대조군은 제조하고 일주일 뒤부터 층분리가 발생하였으므로 진탕한 후, <실시예 4>와 동일한 방법으로 입자의 크기를 측정하였다.
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이, 레스베라트롤이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 통상적인 지질나노입자와 달리 매우 안정한 형태의 지질나노입자 분산액으로써 별도의 안정화제나 계면활성제를 첨가하지 않고도 냉장보관시 1년 동안 층분리나 침전이 형성되지 않았다(도 8).
<6-2>
도세탁셀이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 안정성 확인
도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 안정성을 확인하기 위해 실시예 <3-2>와 동일한 방법으로 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 제조하고, 1년 동안 냉장보관하면서 제조직후, 1주일, 1개월 및 1년 단위로 상기 지질나노입자의 입자크기를 측정하였다. 증류수에 용해된 실시예 <3-2>에서 제조한 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(D-F)으로, 진세노사이드를 첨가하지 않고 동일한 방법으로 제조한 것을 대조군(D)으로 하였으며, 대조군은 제조하고 일주일 뒤부터 층분리가 발생하였으므로 진탕한 후, <실시예 4>와 동일한 방법으로 입자의 크기를 측정하였다.
그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이, 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 통상적인 지질나노입자와 달리 매우 안정한 형태의 지질나노입자 분산액으로써 별도의 안정화제나 계면활성제를 첨가하지 않고도 냉장보관시 1년 동안 층분리나 침전이 형성되지 않았다(도 9).
<6-3>
글라브리딘이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
안정성 확인
글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 안정성을 확인하기 위해 실시예 <3-3>과 동일한 방법으로 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 제조하고, 1년 동안 냉장보관하면서 제조직후, 1주일, 1개월 및 1년 단위로 상기 지질나노입자의 입자크기를 측정하였다. 증류수에 용해된 실시예 <3-3>에서 제조한 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(G-F)으로, 진세노사이드를 첨가하지 않고 동일한 방법으로 제조한 것을 대조군(G)으로 하였으며, 대조군은 제조하고 일주일 뒤부터 층분리가 발생하였으므로 진탕한 후, <실시예 4>와 동일한 방법으로 입자의 크기를 측정하였다.
그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 통상적인 지질나노입자와 달리 매우 안정한 형태의 지질나노입자 분산액으로써 별도의 안정화제나 계면활성제를 첨가하지 않고도 냉장보관시 1년 동안 층분리나 침전이 형성되지 않았다(도 10).
<6-4>
커큐민이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
분해정도
분석
커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 안정성을 확인하기 위해 실시예 <3-4>와 동일한 방법으로 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 제조하고, 1년 동안 냉장보관하면서 제조직후, 1주일, 1개월 및 1년 단위로 상기 지질나노입자의 입자크기를 측정하였다. 증류수에 용해된 실시예 <3-4>에서 제조한 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(C-F)으로, 진세노사이드를 첨가하지 않고 동일한 방법으로 제조한 것을 대조군(C)으로 하였으며, 대조군은 제조하고 일주일 뒤부터 층분리가 발생하였으므로 진탕한 후, <실시예 4>와 동일한 방법으로 입자의 크기를 측정하였다.
그 결과, 도 11에 나타낸 바와 같이, 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자는 통상적인 지질나노입자와 달리 매우 안정한 형태의 지질나노입자 분산액으로써 별도의 안정화제나 계면활성제를 첨가하지 않고도 냉장보관시 1년 동안 층분리나 침전이 형성되지 않았다(도 11).
도세탁셀이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
항암활성 확인
종래에 도세탁셀은 항암치료에 사용되고 있는데, 상기 도세탁셀을 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자에 포집시키면 보다 향상된 항암활성을 나타내는지 확인하기 위하여 유방암, 폐암 또는 대장암세포를 대상으로 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 항암활성을 확인하였다.
먼저, 유방암세포인 MCF-7 세포, 폐암세포인 A549 세포 또는 대장암세포인 SW620 세포를 10% FBS와 1% 페니실린/스트렙토마이신이 포함된 RPMI 1640 배지에서 배양하였다. 상기 배양된 세포를 웰당 5,000개의 세포가 되도록 96웰 플레이트에 분주하고, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 상기 세포에 DMSO에 용해된 도세탁셀을 대조군(D)으로, 증류수에 용해된 실시예 <3-2>에서 제조한 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(D-F)으로 처리하여, 48시간 동안 배양하였다. 이때, 대조군 및 실험군의 처리는 배양액 중 도세탁셀 농도가 5 또는 20 uM이 되도록 하였다. 이후, 각 웰의 배양액을 제거하고, 각 웰당 1 ㎎/㎖ 농도의 MTT 용액을 100 ㎕씩 가하여 37℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 반응이 끝나면 MTT 용액을 제거하고, 100 ㎕의 DMSO를 가하여 포르마잔 결정을 용해시킨 다음, 570 nm에서 흡광도를 측정하여 각각의 세포에 대한 항암활성을 확인하였다.
그 결과, 도 12 내지 14에 나타낸 바와 같이, 처리된 도세탁셀의 농도가 20 uM인 경우 도세탁셀만을 처리한 것보다 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 처리했을 때 MCF-7 세포(도 12), A549 세포(도 13) 및 SW620 세포(도 14)의 생존율이 유의적으로 더 낮았다. 이를 통해 도세탁셀이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 도세탁셀만을 처리한 경우보다 유방암, 폐암 및 대장암에 대한 항암활성이 더 우수함을 알 수 있었다.
글라브리딘이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
항암활성 확인
종래에 글라브리딘은 항암활성이 있다고 알려져 있는데, 상기 글라브리딘을 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자에 포집시키면 보다 향상된 항암활성을 나타내는지 확인하기 위하여 유방암, 폐암 또는 대장암세포를 대상으로 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 항암활성을 확인하였다.
DMSO에 용해된 글라브리딘을 대조군(G)으로, 증류수에 용해된 실시예 <3-3>에서 제조한 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 실험군(G-F)으로 사용한 것을 제외하고는 상기 <실시예 7>과 동일한 방법으로 MCF7 세포, A549 세포 및 SW620 세포에 대한 항암활성을 확인하였다.
그 결과, 도 15 내지 도 17에 나타낸 바와 같이, 처리된 글라브리딘의 농도가 25 uM인 경우 글라브리딘만을 처리한 것보다 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 처리했을 때 MCF-7 세포(도 15), A549 세포(도 16) 및 SW620 세포(도 17)의 생존율이 유의적으로 더 낮았다. 특히, 처리된 글라브리딘의 농도가 1 uM인 경우에도 글라브리딘만을 처리한 것보다 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자를 처리했을 때 A549 세포(도 16) 및 SW620 세포(도 17)의 생존율이 유의적으로 더 낮았다. 이를 통해 글라브리딘이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자는 글라브리딘만을 처리한 경우보다 유방암, 폐암 및 대장암에 대한 항암활성이 더 우수함을 알 수 있었다.
커큐민이
포집된
진세노사이드 및 인지질 기반
지질나노입자의
세포흡수율 분석
실시예 <3-4>에서 제조한 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자의 세포흡수율(cellular uptake)을 형광현미경 및 유세포분석기(FACS)로 확인하였다.
<9-1> 형광현미경을 이용한 세포흡수율 분석
형광현미경을 이용하여 세포흡수율을 분석하기 위해 대장암세포인 HCT116 및 HT29 세포를 10% FBS와 1% 페니실린/스트렙토마이신을 포함한 RPMI 1640 배지에서 배양하였다. 상기 배양된 HCT116 및 HT29 세포를 플레이트당 2 x 104개의 세포가 되도록 30 mm 플레이트에 분주하고, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 이후, 상기 세포에 대조군으로서 진세노사이드를 포함하지 않는 인지질 기반의 지질나노입자(C-NLC)를, 실험군으로서 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자(C-NLC 500)를 처리하였다. 이때, 커큐민의 농도는 대조군과 실험군 모두 5 ㎍/㎖의 농도가 되도록 첨가하였다. 상기 세포를 37℃에서 30분 동안 배양한 다음, PBS로 3회 세척하여 세포 표면에 붙어있는 지질나노입자를 제거하였다. 이어서 신선한 PBS를 플레이트에 다시 첨가하고 형광현미경(Axio Imager.Z1, Carl Zeiss Meditec AG, 독일)으로 세포를 관찰하였다.
그 결과, 도 18에 나타낸 바와 같이, HCT119 및 HT29 세포에 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 처리한 경우가 진세노사이드를 포함하지 않는 인지질 기반 지질나노입자를 처리한 경우보다 형광의 세기가 크게 증가하였다(도 18). 이를 통해, 진세노사이드를 첨가하여 제조한 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자가 진세노사이드를 첨가하지 않고 제조한 인지질 기반의 지질나노입자에 비해 대장암 세포에 잘 흡수되었음을 알 수 있었다.
<9-2> 유동
유세포분석기를
이용한 세포흡수율 분석
세포흡수 정도를 정량분석하기 위해, 먼저 10% FBS와 1% 페니실린/스트렙토마이신을 포함한 RPMI 1640 배지에서 배양된 HCT116 및 HT29 세포를 플레이트당 2 x 105개의 세포가 되도록 35 mm 플레이트에 분주하였다. 이후, 상기 세포에 대조군으로서 DMSO에 용해된 커큐민(C-DMSO) 또는 진세노사이드를 포함하지 않는 인지질 기반 지질나노입자(C-NLC)를, 실험군으로서 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자(C-NLC 500)를 처리하였다. 이때, 커큐민의 농도는 대조군과 실험군 모두 5 ㎍/㎖의 농도가 되도록 첨가하였다. 상기 세포를 37℃에서 30분 또는 60분 동안 배양하고, PBS로 2회 세척하여 세포 표면에 붙어있는 지질나노입자를 제거하였다. 이어서 세포에 트립신을 처리하고, 1,500 rpm에서 3분 동안 원심분리한 후, 아래로 가라앉은 펠렛을 500 ㎕의 PBS에 재현탁시켰다. 495 nm의 여기(excitation) 및 519 nm의 방출(emission) 파장에서 유동 유세포분석기 Calibur™(BD Bioscience, 미국)를 이용해 커큐민을 검출하여 분석하였다. 커큐민을 처리하지 않은 세포를 내부대조군(internal control)으로 하였으며, 샘플당 최소 10,000개의 세포를 분석하였다.
그 결과, 도 19에 나타낸 바와 같이, 암세포 내로 흡수된 커큐민에 의해 나타나는 형광의 세기는 커큐민이 포집된 진세노사이드 및 인지질 기반의 지질나노입자를 처리한 경우가 진세노사이드를 포함하지 않는 인지질 기반 지질나노입자를 처리한 경우보다 유의성있게 증가하였다(도 19).
결론적으로, 상기로부터 진세노사이드 및 인지질 기반 지질나노입자가 진세노사이드를 포함하지 않는 인지질 기반 지질나노입자에 비해 암세포 내로의 흡수율이 유의성 있게 높음을 알 수 있었다.
Claims (9)
- 인삼 사포닌 추출분말을 발효 또는 산 가수분해하여 진세노사이드 혼합물을 제조하는 단계(단계 1);
상기 혼합물에 생리활성물질, 인지질, 효소분해 인지질, 글리세린지방산에스테르, 포화지방산 및 용매를 혼합하여 용해시키는 단계(단계 2); 및
상기 용매를 제거하는 단계(단계 3)를 포함하는 생리활성물질을 포함하는 지질나노입자의 제조방법으로서,
상기 생리활성물질은 레스베라트롤, 도세탁셀, 글라브리딘, 및 커큐민으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나이고,
상기 진세노사이드 혼합물은 PPD(protopanaxadiol), PPT(protopanaxatriol), 컴파운드 K(compound K), Rd, F1, F2, Rg1, Rg2, 또는 Rg3를 포함하는 것인, 지질나노입자의 제조방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서, 상기 진세노사이드 혼합물 및 인지질이 1:0.05 내지 50의 중량비로 혼합되는, 지질나노입자의 제조방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 포화지방산이 C6 내지 C22 포화지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인, 지질나노입자의 제조방법.
- 제 1항에 있어서, 상기 단계 2는 C6 내지 C22 불포화지방산으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상인 불포화지방산을 추가로 포함하여 용해시키는 것인 지질나노입자의 제조방법.
- 삭제
- 제1항의 제조방법에 의해서 제조된 생리활성물질을 포함하는 지질나노입자.
- 삭제
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2017
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