KR102093826B1 - 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents
스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 Download PDFInfo
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- Y10S514/8995—
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- Y10S514/90—
Abstract
본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 구강질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것으로, 상기 스피루리나 추출물은 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화를 유도하고, 동시에 칼슘 노듈의 형성을 촉진한다. 따라서, 상기 스피루리나 추출물이나, 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포는 치주인대질환의 치료나 치주인대 강화뿐만 아니라 임플란트의 고정에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
치아는 신체에서 소화기 계통의 첫 부분으로 위턱 및 아래턱에 상하로 짝을 이루고 있으며, 가장 단단한 조직이다. 치아는 음식물을 절단하기 위한 모서리 형태의 전치부와 씹거나 갈기 위한 뾰족한 교두 형태의 구치부로 나뉜다. 치아의 내부는 법랑질, 상아질, 치수, 잇몸, 치조골, 치주인대 및 백악질로 이루어진다(도 1).
법랑질(enamel)은 치아의 가장 바깥쪽에 위치하여 음식이 직접 접촉하는 부분이며, 약 96%의 무기질 성분으로 구성되어 신체에서 가장 단단하고 석회화가 잘 되어있는 경조직이다. 또한, 법랑질은 외부의 온도변화나 산(acid)으로부터 치아의 내부를 보호한다. 법랑질 아래에는 상아질(dentin)이 위치하는데, 70%의 무기질과 30%의 수분 및 유기물로 구성된다. 상아질은 법랑질에 비해 덜 단단하고 약간의 탄력성이 있어, 법랑질에 가해지는 충격을 완화시킨다. 치수(pulp)는 치아에 혈액과 영양분을 공급하여 자극에 의한 통증을 감지함으로써, 위험한 상황에 대처할 수 있게 반응하는 신경조직이 분포된 연조직이다. 이와 같은 치수는 상아질을 형성하는 역할을 한다. 한편, 치조골(alveolar bone)은 잇몸 속에 위치하며 치근을 둘러싸고 치아를 지지한다. 또한, 치주인대(periodontal ligament)는 백악질과 치조골을 연결하는 조직이다. 백악질(cementum)은 치아 뿌리의 바깥면을 보호하며 단단한 정도가 뼈와 비슷하다.
한편, 치아를 둘러싸고 있는 치주조직은 치조골의 경조직과 잇몸(치은)의 연조직, 그리고 치근과 치조골을 연결하는 결합조직으로 구성되어 있다. 잇몸은 치조골의 상부에 위치하며 치아의 지지와 저작의 역할을 한다. 반면, 치주인대는 고도로 분화된 세포성 결합조직으로서, 치아와 치조골 사이에 위치하여 씹는 힘과 같은 다양한 방향으로부터의 기계적 스트레스에 저항하기 위한 조직 세포들에 의해 계속해서 증식과 분화가 일어난다. 상기와 같은 증식 및 분화에 의해 치주인대와 같은 결합조직이 만들어져 치근을 치조골에 부착시킨다. 또한, 치주인대는 신경 및 혈관을 통해 치아에 영양분을 공급하고 림프 기능을 수행하여 면역체계에도 관여한다.
건강한 치아란, 우식되지 않은 치아가 치아의 뿌리를 통하여 치조골에 단단히 연결됨으로써 저작활동을 원활히 할 수 있는 상태를 의미한다. 구강질환은 크게 치아 자체가 상하는 치아 우식증(dental caries)과 치아 주위 조직에 발생하고, 세균의 감염에 의해 치아를 지지하는 치조골이나 치주인대가 파괴되는 치주질환(periodontal disease)으로 나눌 수 있다. 치아는 우식증이나, 치근과 치조골의 결합 상태 악화와 같은 문제로 흔들려 빠질 수 있다. 이때, 치주인대 조직이 치근의 백악질과 치조골 사이의 완충 역할을 하며 치근과 치조골을 결합시키나, 나이가 들면서 이와 같은 결합력이 약해지므로 치아가 빠지는 경우가 증가한다.
치주질환의 원인은 국소적, 전신적 또는 환경적 요소로 나눌 수 있다. 국소적 요소로는 치태 및 치태가 석회화된 치석이 원인이다. 한편, 전신적 요소로는 당뇨, HIV 감염 등이 있고, 환경적 요소로는 흡연 및 스트레스 등이 있다. 예를 들어, 섭취한 음식물이 치아와 잇몸 사이에 끼면, 염증이 생기고 치근과 치조골을 연결하는 치주인대 조직이 손상을 입는다. 이와 같은 치주인대 조직의 손상에 따라 치조골과 치아의 연결이 약해지고 이들 사이가 벌어지며 치조골이 흡수되어 잇몸이 내려앉는다. 이는 음식물이 치아에 더 잘 끼게하고, 염증을 심화시키며 치조골의 흡수속도도 가속화시켜 결국 치아를 잃게한다.
이러한 치주질환은 일반적으로 외과적 또는 비외과적 방법으로 치료된다. 치주질환의 치료는 치주낭의 깊이에 따라 결정되며, 치주낭의 깊이가 4 ㎜ 이하면 비외과적 치료가, 6 ㎜ 이상이면 외과적 치료가 바람직하다. 한편, 치주낭의 깊이가 4 내지 6 ㎜인 경우에는 치료 방법에 따른 차이가 없다. 비외과적 방법으로는 치태 제거술, 치근면 활택술, 신경치료 등이 있고, 외과적 방법으로는 연하소파술, 치은 박리소파술, 치조골절제술 등이 있다.
그러나, 이미 진행된 치주질환은 근본적인 치료가 어렵고 언제든지 재발할 가능성이 있다. 또한, 치료 과정에서 사용된 약물에 따른 부작용, 항생제에 대한 내성이나 치료비와 같은 경제적 부담 등의 문제가 있다. 이에, 치주질환을 치료하고 난 후, 재발을 막기 위해서라도 치주인대 조직을 회복시켜 치근을 치조골에 다시 단단하게 결합시키는 것이 중요하다.
또한, 최근 고령인구의 증가에 따라 임플란트 치료를 받은 인구가 증가하고 있는데, 임플란트는 치아가 치조골에 결합된 정도에 따라 사용 기간이 결정된다.
따라서, 치주인대 조직을 강화시킴으로써 치아를 치조골에 단단히 결합시키면 본래 가지고 있던 치아뿐만 아니라, 임플란트와 같이 이식된 치아의 사용기간을 연장시킬 수 있으므로, 이와 같은 방법이 치주인대 질환의 치료 방안으로 대두되고 있다. 그에 따라, 치주인대 줄기세포를 치주인대 세포로 분화시켜 치주인대 조직을 재생시키기 위한 방법이 최근 연구되고 있다.
구체적으로, 인간 유래 치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화하는 과정에서, 치주인대 줄기세포에서 결합조직 성장인자(connective tissue growth factor, CTGF/CCN2)가 오스테오/시멘트질모세포(osteo/cementoblastic) 및 섬유아세포의 분화를 촉진함으로써, 상기 CTGF가 치주 인대세포의 재생을 위한 치료제로서 사용될 수 있음이 보고되었다(Asuka Yuda et al., J. Cell. Physiol. 230:150-159, 2015).
한편, 다른 문헌에는 bFGF/TGFβ1을 순차적으로 적용하면 치주인대 줄기세포로부터 섬유아세포의 분화를 유도함으로써, 상기 bFGF/TGFβ1이 기능적인 치주조직의 생성 및 재생을 촉진하는데 적용될 수 있음이 개시되어 있다(Kiyomi Kono et al., Cell Tissue Res., 352:249-263, 2013). 또한, TGFβ1는 치주인대 줄기세포에서 섬유아세포로의 분화를 유도하고, 치주인대세포 조직을 유지하는데 중요한 역할을 한다.
한편, 미세조류는 단세포 광합성 광물로서 흔히 '식물 플랑크톤'이라고 불린다. 이들은 지구 전역에 광범위하게 분포하는 흔한 생물이며, 해양 생태계의 먹이 사슬 중 가장 최하위에 위치한다.
스피루리나(spirulina)는 미세조류 중 하나로서, 단백질, 카로티노이드, 필수아미노산, 비타민 B 복합체, 미네랄 등과 같은 풍부한 성분을 포함하고, 항산화, 항암, 면역기능 강화 등과 같은 다양한 활성이 있다고 보고되어 있다. 이와 관련하여, 대한민국 등록특허 제10-1646325호는 스피루리나 속 소화가수분해물 및 이로부터 유래된 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 고혈압 예방 및 치료용 조성물을 개시하고 있고, 대한민국 등록특허 제10-1127392호는 스피루리나 추출물을 함유하는 아토피성 피부염 예방을 위한 화장료 조성물을 개시하고 있다.
이에, 본 발명자들은 부작용이 적은 천연물질을 이용하여 구강질환을 치료할 수 있는 물질을 개발하고자 노력하던 중, 스피루리나 추출물이 치주인대 줄기세포를 치주인대 세포로 분화시키는 것을 유도하고, 상기 분화과정에서 치주인대 줄기세포의 석회화를 촉진시켜 치아와 치조골을 단단히 결합시키는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
Asuka Yuda et al., J. Cell. Physiol., 230:150-159, 2015
Kiyomi Kono et al., Cell Tissue Res., 352:249-263, 2013
본 발명의 목적은 스피루리나 추출물을 함유하는 치주인대질환 치료용 또는 치주인대 강화용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포를 함유하는 치주인대질환 치료용 세포치료제를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 개선용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 세포치료제를 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 세포치료제를 제공한다.
아울러, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 세포치료제를 제공한다.
본 발명의 스피루리나 추출물은 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화를 유도하고, 동시에 칼슘 노듈의 형성을 촉진한다. 따라서, 상기 스피루리나 추출물이나, 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포는 치주인대질환의 치료나 치주인대 강화뿐만 아니라 임플란트의 고정에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 치아의 구조를 나타낸 도이다.
도 2는 스피루리나 추출물에 의해 치주인대 줄기세포의 증식률이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
도 3은 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화되면서 형태가 변화한 것을 14일 동안 촬영한 사진이다.
도 4는 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 ALP의 양이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
도 5는 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 석회화가 증가한 것을 촬영한 사진이다.
도 6은 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 칼슘 노들의 형성이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
도 2는 스피루리나 추출물에 의해 치주인대 줄기세포의 증식률이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
도 3은 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화되면서 형태가 변화한 것을 14일 동안 촬영한 사진이다.
도 4는 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 ALP의 양이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
도 5는 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 석회화가 증가한 것을 촬영한 사진이다.
도 6은 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포에서 칼슘 노들의 형성이 증가한 것을 확인한 그래프이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
상기 스피루리나 추출물은 하기의 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다:
1) 스피루리나에 추출용매를 가하여 추출물을 제조하는 단계; 및
2) 단계 1)의 추출물을 여과하는 단계.
상기 제조방법에서, 추출용매는 물, 알코올 또는 이의 혼합물일 수 있다. 상기 알코올은 C1 내지 C2의 저급 알코올 수 있고, 구체적으로, 상기 알코올은 에탄올 또는 메탄올일 수 있다. 상기 추출용매는 추출에 사용되는 스피루리나의 건조중량 1 g당 1 내지 1,000 ㎖의 양으로 첨가될 수 있다.
상기 추출방법은 진탕추출, Soxhlet 추출 또는 환류추출일 수 있다. 이때, 추출 시간은 1분 내지 24시간, 3분 내지 12시간일 수 있다. 상기 추출은 3 내지 5회, 구체적으로는 3회 반복 추출할 수도 있다.
한편, 상기 추출방법은 감압농축 및 건조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 감압농축은 진공감압농축기 또는 진공회전증발기를 이용할 수 있다. 또한, 상기 건조는 감압건조, 진공건조, 비등건조, 분무건조 또는 동결건조일 수 있고, 구체적으로는 동결건조일 수 있다.
상기 스피루리나 추출물은 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화나 상기 분화 과정에서 치주인대 줄기세포의 석회화를 촉진할 수 있다. 따라서, 본원발명의 스피루리나 추출물은 치주인대 세포의 증식 또는 이와 같은 과정에서 발생하는 석화화에 의해 치료될 수 있는 치주인대질환의 치료에 사용될 수 있다. 상기 치주인대질환은 치주질환, 치은염, 치주염 또는 치아손실일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어, "치주인대(periodontal ligament)"란 신경 및 혈관 성분을 포함하는 섬유성 결합조직으로 치근을 둘러싸고 있는 백악질과 치아를 지지하는 치조골을 연결하는 역할을 하는 조직을 의미한다. 치주인대를 구성하는 치주인대 세포는 치아와 결합하는 부위에서는 석회화를 통해 세포가 골화됨으로써, 다른 뼈와의 결합을 단단히 할 수 있다. 한편, 치주인대 세포로 분화되는 치주인대 줄기세포는 중간엽 줄기세포, 섬유아세포-유사 세포 및 골아세포의 특성을 모두 가질 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 스피루리나 추출물을 제조하고, 상기 추출물을 치주인대 줄기세포에 처리하여 48시간 배양 후 증식된 세포 수를 측정한 결과, 스피루리나 추출물이 농도의존적으로 치주인대 줄기세포의 증식율을 증가시키는 것을 확인하였다(도 2 참조).
또한, 스피루리나 추출물을 치주인대 줄기세포에 처리하고 14일 동안 배양하였을 때, 배양시간이 경과함에 따라 치주인대 줄기세포가 섬유아세포와 유사한 치주인대 세포의 형태로 변화하는 것을 확인하였다. 뿐만아니라, 배양 6일 이후에는 칼슘 노듈이 형성되고, 상기 분화된 세포가 골아세포의 특징을 갖는 것을 확인하였다(도 3 참조).
또한, 스피루리나 추출물에 의해 분화가 유도된 치주인대 세포에서는 처리된 추출물의 농도에 의존적으로 석회화의 지표인 ALP의 양이 증가하는 것을 확인하였다(도 4 참조).
아울러, 본 발명자들은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포에서 석회화 및 칼슘 노듈 형성을 확인한 결과, 스피루리나 추출물의 농도 의존적으로 석회화 및 칼슘 노듈의 형성이 유의미하게 증가함을 확인하였다(도 5 및 6 참조).
따라서, 상기로부터 본 발명의 스피루리나 추출물이 치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화되는 것과 분화된 세포에서 치아와 결합하는 부위에 석회화를 촉진함으로써, 상기 추출물은 치아의 손실 방지나 임플란트의 고정에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 조성물 전체 중량에 대하여 유효성분인 스피루리나 추출물을 1 내지 95 중량%로 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 약학 조성물은 상기 유효성분 이외에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 이의 혼합물을 포함할 수 있다. 약학적으로 허용가능한 담체는 조성물을 생체 내에 전달하는데 적합한 것이면 모두 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 담체는 Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc.에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 덱스트로스 용액, 말토덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또한, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등과 같은 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다.
상기 조성물을 제제화하는 경우, 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 첨가할 수 있다.
본 발명의 조성물은 경구용 제제 또는 비경구용 제제로 제형화될 수 있다. 경구용 제제로는 고형 제제 및 액상 제제가 포함될 수 있다. 상기 고형 제제는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 또는 트로키제일 수 있고, 이러한 고형 제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제를 첨가하여 조제할 수 있다. 상기 부형제는 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 또는 이의 혼합물일 수 있다. 또한, 상기 고형 제제는 윤활제를 포함할 수 있고, 그 예로는 마그네슘 스티레이트, 탈크등이 있다. 한편, 상기 액상 제제는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제일 수 있다. 이때, 상기 액상 제제에는 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등과 같은 부형제가 포함될 수 있다.
상기 비경구용 제제는 주사제, 좌제, 호흡기 흡입용 분말, 스프레이용 에어로졸제, 파우더 및 크림 등을 포함할 수 있다. 상기 주사제는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제 등을 포함할 수 있다. 이때, 비수성용제 또는 현탁용제로서는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름이나, 에틸올레이트와 같이 주사가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 또는 비경구로 투여될 수 있다. 비경구 투여는 복강내, 직장내, 피하, 정맥, 근육내 또는 흉부내 주사 방식을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있다. 이는 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 환자의 민감도, 투여 시간, 투여 경로, 치료기간, 동시에 사용되는 약물 등에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명에 따른 약학 조성물에 포함되는 유효성분의 양은 0.0001 내지 100 ㎎/㎏, 구체적으로 0.001 내지 10 ㎎/㎏일 수 있다. 상기 투여는 하루에 1회 또는 수회일 수 있다.
본 발명의 조성물은 단독 또는 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있다. 병용 투여시, 투여는 순차적 또는 동시일 수 있다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 약학 조성물을 제공한다.
상기 임플란트 고정은, 임플란트를 시술하기 위해 치조골을 잇몸에 고정하는 과정을 포함할 수 있다. 상기 치조골은 환자가 갖고 있는 본래의 치조골 또는 인공적인 지지체를 모두 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 개선용 건강기능식품을 제공한다.
상기 스피루리나 추출물은 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 스피루리나 추출물은 물, 알코올 또는 이의 혼합물을 용매로 사용하여 추출될 수 있다. 상기 알코올은 C1 내지 C2의 저급 알코올 수 있고, 구체적으로, 상기 알코올은 에탄올 또는 메탄올일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 추출용매는 물일 수 있다.
상기 스피루리나 추출물은 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화나 상기 분화 과정에서 치주인대 줄기세포의 석회화를 촉진할 수 있다. 따라서, 본원발명의 스피루리나 추출물은 치주인대 세포의 증식 또는 이와 같은 과정에서 발생하는 석화화에 의해 치료될 수 있는 치주인대질환의 치료에 사용될 수 있다. 상기 치주인대질환은 치주질환, 치은염, 치주염 또는 치아손실일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 스피루리나 추출물을 제조하고, 상기 추출물이 치주인대 줄기세포의 증식율을 농도의존적으로 증가시키는 것을 확인하였다(도 2 참조). 또한, 본 발명자들은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포는 치주인대 세포로의 분화가 촉진되고(도 3 및 4 참조), 스피루리나 추출물의 농도 의존적으로 치주인대 줄기세포에서 석회화 및 칼슘 노듈의 형성을 유의미하게 증가시키는 것을 확인하였다(도 5 및 6 참조).
본 발명의 조성물은 식품에 그대로 첨가하거나, 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있다. 이때, 첨가되는 유효성분의 함량은 목적에 따라 결정될 수 있고, 일반적으로는 전체 식품 중량의 0.01 내지 90 중량부일 수 있다.
건강기능식품의 형태 및 종류는 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 건강기능식품은 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환의 형태일 수 있다. 상기 건강기능식품은 추가성분으로서 여러 가지 향미제, 감미제 또는 천연 탄수화물을 포함할 수 있다. 상기 감미제는 천연 또는 합성 감미제일 수 있고, 천연 감미제의 예로는 타우마틴, 스테비아 추출물 등이 있다. 한편, 합성 감미제의 예로는 사카린, 아스파르탐 등이 있다. 또한, 상기 천연 탄수화물은 모노사카라이드, 디사카라이드, 폴리사카라이드, 올리고당 및 당알코올 등일 수 있다.
본 발명의 건강기능식품은 상기 서술한 추가성분 외에, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙스탄 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 등을 더 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합으로 사용될 수 있다. 상기 첨가제의 비율은 본 발명의 조성물의 100 중량부당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택될 수 있다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 치주인대질환 예방 또는 치료용 세포치료제를 제공한다.
상기 스피루리나 추출물은 상술한 바와 같은 특징을 가질 수 있다. 일례로, 상기 스피루리나 추출물은 물, 알코올 또는 이의 혼합물을 용매로 사용하여 추출될 수 있다. 상기 알코올은 C1 내지 C2의 저급 알코올 수 있고, 구체적으로, 상기 알코올은 에탄올 또는 메탄올일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 추출용매는 물일 수 있다.
상기 스피루리나 추출물은 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화나 상기 분화 과정에서 치주인대 줄기세포의 석회화를 촉진할 수 있다. 따라서, 본원발명의 스피루리나 추출물은 치주인대 세포의 증식 또는 이와 같은 과정에서 발생하는 석화화에 의해 치료될 수 있는 치주인대질환의 치료에 사용될 수 있다. 상기 치주인대질환은 치주질환, 치은염, 치주염 또는 치아손실일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 스피루리나 추출물을 제조하고, 상기 추출물이 치주인대 줄기세포의 증식율을 농도의존적으로 증가시키는 것을 확인하였다(도 2 참조). 또한, 본 발명자들은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포는 치주인대 세포로의 분화가 촉진되고(도 3 및 4 참조), 스피루리나 추출물의 농도 의존적으로 치주인대 줄기세포에서 석회화 및 칼슘 노듈의 형성을 유의미하게 증가시키는 것을 확인하였다(도 5 및 6 참조).
따라서, 상기로부터 본 발명의 스피루리나 추출물을 처리한 치주인대 줄기세포 또는 치주인대 세포는 치주인대질환의 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 치주인대 조직 재생용 세포치료제를 제공한다.
아울러, 본 발명은 스피루리나 추출물이 처리된 치주인대 줄기세포 및 치주인대 세포로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 세포치료제를 제공한다.
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 스피루리나 물 추출물의 제조
먼저, 20 ㎎의 스피루리나(한국해양과학기술원, KIOST)에 1 ㎖의 물을 첨가하고, 이를 실온에서 차광된 상태로 볼텍싱하였다. 볼텍싱을 5분 동안 수행하여 추출물을 수득하고, 이를 0.22 ㎛의 시린지를 사용하여 여과하여 스피루리나 물 추출물을 제조하였다.
실험예 1. 스피루리나 추출물에 의한 치주인대 줄기세포의 증가 효과 확인
실시예 1.에서 제조된 스피루리나 추출물이 치주인대 줄기세포의 증식에 미치는 영향을 다음과 같은 방법으로 확인하였다.
먼저, 인간 치주인대 줄기세포(CEFP, (주) 세포바이오)를 5% 소태아혈청 및 1% 항생제를 포함하는 MEM-α 배지를 이용하여 3x103 cell/well이 되도록 96웰 플레이트에 분주하였다. 이를 2일 동안 배양하여 세포를 부착시키고, 세포가 웰의 80% 정도를 채웠을 때, 스피루리나 추출물을 12.5, 25 또는 50 ㎍/㎖의 농도가 되도록 첨가하였다. 48시간 후, 10% CCK, 5% 소태아혈청 및 1% 항생제를 포함하는 MEM-α 배지를 상기 플레이트에 웰 당 100 ㎕가 되도록 첨가하였다. 이를 37℃, 5% CO2의 조건하에서 1시간 동안 배양하고, 증식된 세포의 증식률을 확인하여 도 2에 나타내었다.
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이, 스피루리나 추출물이 처리된 농도에 의존적으로 세포의 증식율이 유의미하게 증가하였다(도 2).
실험예 2. 스피루리나 추출물의 치주인대 세포 분화 촉진 효과 확인
2-1. 치주인대 세포의 형태 확인
분화된 치주인대 세포의 형태를 확인함으로써, 스피루리나 추출물이 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화를 촉진하는지를 확인하였다.
구체적으로, 인간 치주인대 줄기세포를 5% 소태아혈청 및 1% 항생제를 포함하는 MEM-α 배지를 이용하여 2.5x104 cell/well이 되도록 6웰 플레이트에 분주하였다. 이를 2일 동안 배양하여 세포를 부착시키고, 세포가 웰의 60% 정도를 채웠을 때, 50 ㎍/㎖ 농도의 스피루리나 추출물을 첨가하였다. 이때, 스피루리나 추출물은 5% 소태아혈청, 1% 항체, 50 ㎍/㎖ 아스코르브산, 1 μM 덱사메타손 및 3 mM β-글리세로포스파테이트(β-glycerophosphate)를 포함하는 MEM-α 배지에 현탁하여 사용하였다. 이를 37℃, 5% CO2의 조건하에서 14일 동안 배양하고, 세포의 형태변화를 2일 간격으로 현미경(original magnification x100)으로 관찰하여 그 결과를 도 3에 나타내었다.
그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 배양 시간이 경과함에 따라 치주인대 줄기세포가, 섬유아세포와 유사한 치주인대 세포의 형태로 변화하는 것을 확인하였다. 특히, 배양 6일 이후부터 칼슘 노듈(calcium nodule)이 확인되어 분화된 세포가 골아세포의 특징도 갖는 것을 확인하였다(도 3).
2-2. 알칼라인 포스파테이즈의 분비 증가 확인
치주인대 세포의 분화 및 석화화의 지표로서, 유기인산 에스테르에서 무기인산을 방출시키는 효소인 알칼라인 포스파테이즈(ALP)의 발현 수준을 다음과 같은 방법으로 확인하였다.
구체적으로, 인간 치주인대 줄기세포를 5% 소태아혈청 및 1% 항생제를 포함하는 MEM-α 배지를 이용하여 3x104 cell/well이 되도록 6웰 플레이트에 분주하였다. 이를 2일 동안 배양하여 세포를 부착시키고, 세포가 웰의 70% 정도를 채웠을 때, 12.5, 25 또는 50 ㎍/㎖ 농도의 스피루리나 추출물을 첨가하였다. 이때, 스피루리나 추출물은 5% 소태아혈청, 1% 항체, 50 ㎍/㎖ 아스코르브산, 1 μM 덱사메타손 및 3 mM β-글리세로포스파테이트(β-glycerophosphate)를 포함하는 MEM-α 배지에 현탁하여 사용하였다. 이를 37℃, 5% CO2의 조건하에서 7일 동안 배양하였다. 배양된 세포에 1x 리파 완충액(RIPA buffer)를 첨가하여 세포를 파쇄하고, 13,000 rpm의 조건으로 10분 동안 원심분리하여 상층액을 수득하였다. 50 ㎕의 수득된 상층액에 200 ㎕ pNP 시약(Sigma, 미국)을 첨가하고, 37℃, 5% CO2의 조건하에서 30분 동안 반응시켰다. 반응물의 흡광도를 450 ㎚의 파장에서 측정하여 확인된 ALP의 양을 도 4에 나타내었다.
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이, 처리된 스피루리나의 농도에 의존적으로 ALP 양이 증가하였다. 구체적으로, 12.5, 25 및 50 ㎍/㎖ 농도의 스피루리나 추출물을 처리한 경우가 대조군에 비해 ALP의 양이 각각 10.1%, 41.1% 및 59.9% 증가하였다(도 4). 따라서, 상기로부터 스피루리나가 치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화되는 것을 촉진시키는 것을 알 수 있었다.
실험예 3. 스피루리나 추출물에 의한 석회화 및 칼슘 노듈 형성의 확인
치주인대 줄기세포가 치주인대 세포로 분화되는 것을 확인할 수 있는 하나의 지표인 석회화 및 칼슘 노듈이 형성을 다음과 같은 방법으로 확인하였다.
실험은, 12.5, 25 또는 50 ㎍/㎖ 농도의 스피루리나 추출물을 첨가한 것을 제외하고는, 상기 실험예 2-1과 동일한 조건 및 방법으로 치주인대 줄기세포에 스피루리나 추출물을 첨가하여 배양하였다. 배양된 세포에 2% 알리자린 레드(alizarin red) 용액을 첨가하여 세포를 염색하였다. 염색된 세포를 현미경(original magnification x100)으로 확인한 결과를 도 5에 나타내었다.
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 처리된 스피루리나 추출물의 농도에 의존적으로 유의미하게 석화화가 증가되었다(도 5). 한편, 상기 세포에서 칼슘 노듈의 형성률을 측정한 결과, 상기 결과와 일관되게 처리된 스피루리나 추출물의 농도에 의존적으로 칼슘 노듈의 형성이 유의미하게 증가하였다(도 6).
따라서, 상기로부터 스피루리나 추출물이 치주인대 세포가 치아와 결합하는 부위의 석회화를 통해 이들 결합을 단단히 함으로써, 치아의 손실을 방지할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 이는 시술된 임플란트의 고정에도 사용될 수 있다.
Claims (11)
- 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하면서 치주인대 줄기세포로부터 치주인대 세포로의 분화를 촉진하는 것을 특징으로 하는,
치주인대질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물이 물, C1 내지 C2의 저급 알코올 또는 이의 혼합물로 추출된, 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물이 치주인대 줄기세포의 석회화를 촉진하는, 치주인대질환 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 삭제
- 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 약학 조성물.
- 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 치은염, 치주염 및 치아손실로 구성되는 군으로부터 선택된 어느 하나의 치주인대질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
- 삭제
- 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 임플란트 고정용 건강기능식품.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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| KR101646325B1 (ko) | 2014-03-10 | 2016-08-09 | 부경대학교 산학협력단 | 해양 미세조류 스피루리나 속 소화가수분해물 및 이로부터 유래된 펩타이드를 유효성분으로 함유하는 고혈압 예방 및 치료용 조성물 |
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Non-Patent Citations (2)
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| Journal of Biomedical Nanotechnology. Vol. 9, 1-10. (2012)* |
| 김경화 외 3명. 성견 치주인대세포의 줄기세포 특성 연구. 대한치주고학회지. Vol.37. No.3. (2007)* |
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