KR102160413B1 - 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 미세먼지에 의한 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents
배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 미세먼지에 의한 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 배초향 추출물은 CXCL1, MIP2(CXCL2) 활성 억제, GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통한 폐조직의 호중구 침윤 억제, TRPV1 활성 억제를 통한 기침 감소 및 MUC5AC 활성 억제를 통한 가래 생성 억제 효능을 가지고 있으므로, 미세먼지로 인해 유발되는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물로 유용하게 활용할 수 있다.
Description
본 발명은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 미세먼지에 의한 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
최근 산업경제의 발전으로 환경오염, 식생활의 변화로 호흡기질환이 급증하고 있다. 대기오염으로 인한 사망률과 유병률의 증가는 인간의 건강에 큰 위험요소중의 하나로, 세계보건기구에서도 매년 대기오염으로 인하여 3백 만명이 사망하는 것으로 보고한 바 있는데(전체 사망자의 약 5%), 이러한 인체영향은 주로 화석연료의 연소 시 발생되는 미세먼지에 의한 것으로 알려져 있다.
미세먼지는 공기 중의 총 부유먼지(total suspended particles)중, 직경 10 마이크론 이하의 먼지(particulate matter less than 10 um in diameter, PM10)를 가리키는데, 호흡기 질환 및 심혈관 질환 등 질병을 유발하고 사망률 증가와도 관련 있는 것으로 알려져 있다. 미세먼지는 대부분 화석연료의 연소에 의해 발생하는데, 코와 기도의 점막 및 섬모에 의해 걸러지지 않아 폐포와 기관지까지 침투하여 폐기능을 저해한다. 장기간 미세먼지에 노출 시 여러 호흡기 질환을 유발하는데 특히 만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary diseases; COPD)과 그 연관성이 높다.
COPD는 숨찬 증상을 호소하는 측면에서 천식과 혼동될 수 있다. 하지만 천식은 여러 가지 외부 자극에 대한 기도의 과민반응, 가역적인 기도폐색을 보이는 질환으로 알러지 질환이다. 천식 환자에서는 기도에 호산구(eosinophil), 비만세포와 Th2(T helper 2)세포의 침윤이 특징적인데, 기도 내로 알레르기 항원이 들어오게 되면 이들 세포들에 의해 IL-4, IL-5, IgE, 히스타민(histamine), 류코트리엔(leukotrienes) 등의 물질이 분비되면서 기도의 과민성 증가, 기관지 수축과 같은 반응들이 일어나게 된다. 이와 달리 COPD는 비가역적인 기류제한을 특징으로 하는 폐질환으로 흡연, 직업적 노출, 대기오염 등에 의해 기도와 폐실질의 이상에 의해 발생하는 질환으로 알러지원(allergen)에 의해 발생하는 천식과는 다르며, 병리기전도 호중구(neutrophil)와 대식세포(macrophage)의 침윤이 특징으로 호중구의 화학주성에 관여하는 CXCL1, CXCL2, CXCL8 등의 케모카인(chemokines)과 TNF-α와 같은 염증반응에 관여하는 물질들의 분비된다는 것이 다르다.
미세먼지가 호흡기를 통해 유입되면 배출이 어렵고, 강제로 배출할 방법도 없어 이러한 손상으로 언제 어떤 문제가 발생할지 정확히 알지 못하고 있으므로, 미세먼지로 인해 유도된 기도와 폐의 손상을 예방, 완화, 치료 또는 개선할 수 있고, 이를 통해 유도된 호흡기 질환을 치료할 수 있는 새로운 치료제에 대한 요구가 절실한 실정이다.
이에, 본 발명에서는 미세먼지에 의한 호흡기 질환 치료제를 개발하기 위해 예의 노력한 결과, 배초향 추출물이 미세먼지에 의해 유발되는 호흡기증상인 호중구 침윤을 특징으로 하는 폐 염증, 기침, 가래를 효과적으로 억제하는 것을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공하는 데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해,
본 발명은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 호흡기 염증성 폐질환, 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease; COPD), 부비강염, 알레르기성 비염, 하기도 감염증, 급만성기관지염, 폐기종, 폐렴, 기관지 확장증, 폐결핵 후유증, 급성 호흡 궁박증후군 및 폐섬유증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배초향 추출물은 물, 주정, 탄소수 1 내지 4의 알코올, 헥산 및 에틸아세테이트로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 용매를 이용하여 추출된 것일 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배초향 추출물은 CXCL1 또는 MIP2(CXCL2) 활성 억제, 또는 GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통해 폐조직의 호중구 침윤을 억제할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배초향 추출물은 MUC5AC 활성 억제를 통해 가래 생성을 억제할 수 있다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 배초향 추출물은 TRPV1 활성 억제를 통해 기침을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 배초향 추출물은 CXCL1, MIP2(CXCL2) 활성 억제, GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통한 폐조직의 호중구 침윤억제, TRPV1 활성 억제를 통한 기침 감소 및 MUC5AC 활성 억제를 통한 가래 생성 억제 효능을 가지고 있으므로, 미세먼지로 인해 유발되는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 조성물로 유용하게 활용할 수 있다.
도 1은 배초향 추출물의 GR-1+CD11b+ 세포 침윤억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 2은 배초향 추출물의 CXCL1 생성 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 3는 배초향 추출물의 MIP2(CXCL2) 생성 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 4는 배초향 추출물의 TNF-α 생성 억제효과를 나타낸 데이터이다.
도 5은 배초향 추출물의 미세먼지(CFA)에 의해 손상된 폐조직 개선 효과를 나타낸 데이터이다.
도 6는 배초향 추출물의 MUC5AC mRNA 발현 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 7은 배초향 추출물의 TRPV1 mRNA 발현 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 2은 배초향 추출물의 CXCL1 생성 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 3는 배초향 추출물의 MIP2(CXCL2) 생성 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 4는 배초향 추출물의 TNF-α 생성 억제효과를 나타낸 데이터이다.
도 5은 배초향 추출물의 미세먼지(CFA)에 의해 손상된 폐조직 개선 효과를 나타낸 데이터이다.
도 6는 배초향 추출물의 MUC5AC mRNA 발현 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
도 7은 배초향 추출물의 TRPV1 mRNA 발현 억제 효과를 나타낸 데이터이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 일관점에서, 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
상기 호흡기 질환은 미세먼지 흡입에 의해 유도된 것으로, 호흡기 염증성 폐질환, 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease; COPD), 부비강염, 알레르기성 비염, 하기도 감염증, 급만성기관지염, 폐기종, 폐렴, 기관지 확장증, 폐결핵 후유증, 급성 호흡 궁박증후군 및 폐섬유증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 호흡기 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 배초향 추출물이외에도 호흡기 질환 예방, 치료 또는 개선 효과가 있는 천연 추출물, 이의 분획물 또는 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 배초향을 추출하기 위한 용매로는 물, 주정 또는 탄소수 1 내지 4의 알코올, 헥산, 에틸아세테이트 등의 유기용매를 단독으로 혹은 혼합하여 사용할 수 있으며, 바람직하게 본 발명의 배초향 추출물은 주정으로 추출된 것일 수 있다.
본 발명의 구체적인 다른 일구현예에서, 배초향 추출물에 의한 미세먼지로 유발되는 다양한 호흡기 증상의 예방 또는 개선효능을 확인하였다. 먼저, 배초향 추출물이 미세먼지로 유발되는 호흡기질환의 특징인 폐조직의 호중구 침윤을 억제하는지 확인하기 위해 폐조직에서 호중구세포인 Gr-1+CD11b 세포수를 확인한 결과, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 CD11b+/Gr-1+ 세포수가 감소한 것을 확인하였다 (도 1).
본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, 호중구 침윤을 유발하는 인자인 CXCL1 및 MIP2(CXCL2)와 호흡기 염증과 밀접하게 관련된 TNF-α의 생성량을 폐포세척액(BALF)에서 확인한 결과, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 CXCL1, MIP2(CXCL2) 및 TNF-α 생성 억제 활성이 높은 것을 확인하였다 (도 2, 도 3 및 도 4).
또한, 배초향 추출물이 미세먼지에 의해 손상된 호흡기 상태를 치료 또는 개선시킬 수 있는지 확인하기 위해 H&E(Hematoxylin & Eosin)염색, 마손삼색(Masson trichrome)염색을 통해 광학현미경으로 폐조직을 관찰한 결과, 배초향 추출물 처리군은 폐세포벽과 교원섬유가 CFA 처리군보다 얇아져 정상군에 더 가까운 상태로 개선된 것을 확인하였다 (도 5).
본 발명의 구체적인 또 다른 일구현예에서, 배초향 추출물에 의해 가래 생성이 억제되는지 확인하기 위해 폐조직에서 MUC5AC mRNA 발현 정도를 확인한 결과, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 MUC5AC 유전자의 발현 수준이 감소한 것을 확인하였다 (도 6).
또한, 기침 수용체로 알려진 TRPV 1의 발현 정도를 MH-S cell에서 확인한 결과, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 TRPV1발현 억제 효능이 높은 것을 확인하였다 (도 7).
따라서, 본 발명의 배초향 추출물은 CXCL1, MIP2(CXCL2) 및 TNF-α 생성 억제, 또는 GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통한 폐조직의 호중구 침윤 억제, MUC5AC 활성 억제를 통한 가래 생성 억제 및 TRPV1 억제를 통한 기침개선을 통해 호흡기 질환을 치료 또는 개선시킬 수 있으므로, 본 발명의 배초향 추출물은 호흡기 질환 예방 또는 치료에 유용하게 활용할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 다양한 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 예컨대, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽 등의 경구형 제형으로 제형화할 수 있고, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 각각의 제형에 따라 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 외용제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
상기 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시 벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트, 광물유 등이 있다. 상기 약학 조성물을 제제화나 제형화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.
경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 수크로오스(sucrose), 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 '투여'는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 본 발명의 약학 조성물을 제공하는 것을 의미한다. 본 발명은 약학 조성물은 연구자, 수의사, 의사 또는 기타 임상에 의해 생각되는 조직계, 동물 또는 인간에서 생물학적 또는 의학적 반응을 유도하는 유효 성분 또는 약학적 조성물의 양, 즉 치료되는 질환 또는 장애의 증상의 완화를 유도하는 양인 치료상 유효량으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물에 대한 치료상 유효 투여량 및 투여횟수는 원하는 효과에 따라 변화될 것임은 당업자에게 자명하다. 그러므로, 투여될 최적의 투여량은 당업자에 의해 쉽게 결정될 수 있으며, 질환의 종류, 질환의 중증도, 조성물에 함유된 유효성분 및 다른 성분의 함량, 제형의 종류, 환자의 연령, 체중, 일반 건강 상태, 성별 및 식이, 투여시간, 투여 경로 및 조성물의분비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 비롯한 다양한 인자 등에 따라 조절될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 1~10,000㎎/㎏/일의 양으로 투여할 수 있으며, 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수 회에 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명은 다른 일관점에서, 배초향 추출물을 유효성분으로 함유하는 호흡기 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 배초향 추출물은 호중구 침윤 억제, 기침억제 및 가래 억제 효능이 있으므로, 호흡기 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 이용될 수 있으며, 구체적으로는 전술한 바와 같다.
본 발명의 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, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 함유한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 함유할 수 있다.
일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 상기 조성물은 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 발명의 조성물은 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 ㎖당 약 0.01 ~ 0.04 ｇ, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 ｇ일 수 있다.
상기 외에 본 발명에 따른 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.
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.
배초향 추출물 제조
건조된 배초향 100 g을 30% 주정 1,5 ℓ에 넣고 70℃에서 4 시간 추출하였다. 추출된 시료는 와트만(Whatman) 2번 여과지로 감압 여과하고, 여과된 추출액을 진공 회전농축기로 농축 후 건조하여 배초향 추출물을 제조하였다.
배초향 추출물의
폐조직에서
Gr
-1+
CD11b
+ 세포(호중구) 감소 효과 확인
본 발명에서는 배초향 추출물이 호중구 침윤을 억제하는지 확인하기 위해, 폐조직에서 Gr-1+CD11b 세포수를 확인하였다.
먼저, Balb/c 수컷 마우스를 각 군당 8마리로 하여 정상군을 제외한 모든 군에 미세먼지의 구성성분인 10 ㎎/㎖ 석탄(coal), 10 ㎎/㎖ 플라이애시(fly ash) 및 5 ㎎/㎖ 디젤 배출 입자(diesel exhaust particle; DEP) 혼합물에 백반(Alum)의 최종농도가 1%가 되도록 혼합하여 미세먼지 혼합물(CFA)을 제조하였다. 제조된 미세먼지 혼합물을 실험동물의 기도 및 코에 INT 주입방법(Intra Nasal Tracheal injection)을 이용하여 실험 시작 3일, 6일, 9일차에 100 ㎕씩 직접 주입하였다.
배초향 추출물은 100 mg/kg, 200 mg/kg의 농도로 0.5% 나트륨 카르복시 메틸 셀룰로오스(sodium carboxymethyl cellulose; CMC, 419273, Sigma-Aldrich) 용액에 희석하여 11일 동안 매일 경구 투여하였다. 실험 시작 후 12일 차에 부검을 진행하여 BALF(bronchoalveolar lavage fluid)와 폐조직을 회수하여 분석을 진행하였다.
폐조직에 형광표지가 결합된 CD11b 항체(553310, BD Biosciences, 미국)및 Gr-1 항체(553128, BD Biosciences, 미국)를 이용하여 특이적 형광항체염색법(specific fluorescence fluorescent antibody stainingmethod)을 진행하였으며, FACS(Fluorescence-activated cell sorting, BD Biosciences, 미국)를 이용해 전체 백혈구(leukotcyte) 중 CD11b 및 Gr-1을 발현하는 백혈구(CD11b+/Gr-1+ leukocyte)의 비율을 측정하였다.
그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 CD11b+/Gr-1+ 세포의 수가 감소한 것을 확인하였으며, 이는 배초향 추출물이 호흡기에서 현저한 호중구 침윤 억제활성을 나타내는 것을 의미한다.
배초향 추출물의 기관지폐포세척액(BALF)내 케모카인 및 염증인자 감소 효과 확인
본 발명에서는 배초향 추출물의 호중구의 화학주성과 관련된 케모카인인 CXCL1, MIP2(CXCL2)과 COPD와 밀접하게 관련된 염증인자인 TNF-α를 확인하였다.
먼저, 상기 실시예 2에서 회수한 BALF를 대상으로 CXCL1 항체(MKC00B, R&D System, 미국), MIP2 항체(MM200, R&D System, 미국), TNF-α 항체(MTA00B, R&D System, 미국)를 완충용액에 희석하여 마이크로웰(micro well)에 코팅한 후에 4℃에서 16시간 배양하였다. 각 웰(well)을 완충용액으로 3회 세척한 후에 10배 희석한 혈청을 100 ㎕씩 분주하였다. 1시간 동안 실온에서 방치한 후 2회 세척하고 Avidin-HRP가 결합된 항체(DY007, R&D System, 미국)를 100 ㎕ 처리하고 1시간 실온에서 방치한 후 다시 세척하였다. TMB 기질(DY007, R$D Systems, 미국)을 100 ㎕씩 분주하고 암소에서 30분간 방치한 후 50 ㎕의 반응 정지용액(stop solusion; DY007, R&D Systems, 미국)을 처리한 후 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.
그 결과, 도 2, 도 3에 나타난 바와 같이, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 호중구의 화학주성과 관련된 케모카인인 CXCL1, MIP2가 감소하는 것을 확인하였으며, 도 4에 나타난 바와 같이 COPD와 밀접한 염증인자인 TNF-α도 감소하는 것을 확인하였다. 이는 배초향 추출물이 호흡기에서 현저한 호중구 침윤 억제활성 및 항염증활성을 나타내는 것을 의미한다.
폐조직 분석
본 발명에서는 CFA에 노출된 호흡기에 배초향 추출물이 미치는 영향을 확인하기 위해 폐조직을 염색하여 분석하였다.
먼저, 상기 실시예 2에서 적출한 폐조직을 즉시 고정용액인 10% 포름알데하이드 용액(F8775, Sigma-Aldrich, 미국)에 고정한 후 세절하여 흐르는 물에 8시간 세척한 다음, 에폭시(epoxy; A3183, Sigma-Aldrich, 미국)에 포매하고, 이것을 마이크로톰(microtome, Leica RM2265, 독일)으로 절편을 만들어 표준방법에 의하여 H&E(Hematoxylin & Eosin)염색 및 마손삼색 염색(Masson-Trichrome; HT10516, Sigma-Aldrich, 미국)을 수행한 후 광학현미경으로 관찰하였다.
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 H&E염색법으로 염색된 폐세포벽이 얇아짐을 볼 수 있다. 또한 Masson-Trichrome(MT)염색법으로 파란색으로 염색된 교원섬유도 배초향 추출물 처리군이 CFA 처리군에 비해 얇아졌음을 확인할 수 있다. 이는 배초향 추출물이 호흡기에서 CFA에 의해 손상받은 폐조직의 상태를 개선하는 효과가 있음을 의미한다.
배초향 추출물의 가래 생성 억제 효과 확인
본 발명에서는 배초향 추출물에 의해 가래 생성이 억제되는지 확인하기 위해, 폐조직에서 MUC5AC mRNA 발현 정도를 확인하였다.
먼저, 상기 실시예 2에서 적출한 폐조직에 RNAzolB (Tel-Test, Friendswood, 미국) 500 ㎖를 넣고 용해될 때까지 분쇄하였다. 상기 혼합 부유액에 CHCl3 50 ㎖을 첨가한 후 15초간 다시 혼합하였다. 이를 얼음에 15분간 방치한 후 13,000 rpm에서 원심 분리하였다. 약 200 ㎖의 상층액을 회수하여 동량의 2-프로판올(2-propanol; I9516, Sigma-Aldrich, 미국)을 혼합한 후 천천히 흔들고 얼음에서 15분간 방치하였다. 이를 다시 13,000 rpm에서 원심 분리한 후 80% 에탄올로 수세하고 3분간 진공에서 건조하여 RNA를 추출하였다. 추출한 RNA는 DEPC(diethyl pyrocarbonate, 750023, Thermo Scientific, 미국)를 처리한 20 ㎖의 증류수에 녹이고 75℃에서 불활성화시킨 후에 cDNA 합성에 사용하였다.
준비된 총(total) RNA 2 ㎍을 2U/tubeDNase I(AB0620, Thermo Scientific, 미국)을 넣어 37℃에서 30분간 반응시킨 다음, 75℃에서 10분 동안 변성시키고, 이에 10 mM dNTPs mix(4030, TaKaRa, 일본) 2.5 ㎖, random sequence hexanucleotides(N8080127, Thermo Scientific, 미국) 1 ㎖, RNase 저해제(2313A, TaKaRa, 일본) 1 ㎖, 100 mM DTT(4029, TaKaRa, 일본) 1 ㎖, 5×RTbuffer(M5313, Promega, 미국) 4.5 ㎖를 가한 후, M-MLV RT(M1701, Promega, 미국) 4.5 ㎖를 다시 가하고 DEPC 처리된 증류수로서 최종 부피가 20 ㎖가 되도록 하였다. 혼합액을 잘섞은 뒤 2,000 rpm에서 5초간 원심침강시키고 37℃ 히팅블록(heating block; Multi-blok heater, TRIPUNITHURA, 미국)에서 60분 동안 반응시켜 cDNA를 합성하였다. 그 다음, 95℃에서 5분 동안 방치하여 M-MLV RT를 불활성화시켜 합성된 cDNA를 PCR에 사용하였다. Sper-Taqman PCR Master mix(4304437, Applied Biosystems, 미국)를 사용하였고, 프라이머(표 1 참조)의 최종농도가 200 nM이 되게 반응시켰다. RT-PCR의 조건으로는 전 변성화(predenaturation)은 50℃에서 2분, 94℃에서 10분, 그리고 40 사이클을 95℃에서 0.15분, 60℃에서 1분 수행하였다. 내부 기준물질(Internal standard)로 GAPDH(4352339E, Thermo Scientific, 미국)를 사용하였다.
| 표적 유전자명 | 프라이머 서열(5'->3') | 서열번호 | |
| MUC5AC | 정방향 | AGAATATCTTTCAGGACCCCTGCT | 1 |
| MUC5AC | 역방향 | ACACCAGTGCTGAGCATACTTTT | 2 |
| GAPDH-VIC | Probe | CATGTTCCAGTATGACTCCACTCACG | 3 |
그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 MUC5AC 유전자의 발현 수준이 감소한 것을 확인하였으며, 이는 배초향 추출물이 가래 생성을 억제하는 것을 의미한다.
배초향 추출물의 기침 감소효과 확인
본 발명에서는 배초향추출물에 의해 기침이 감소되는지 확인하기 위해, 기침 수용체로 알려진 TRPV1의 발현 정도를 확인하였다.
먼저, 폐포 대식세포인 MH-S 세포를 10% FBS, 100 U/㎖의 페니실린 및 100 ㎍/㎖ 스트렙토마이신(streptomycin)이 함유된 RPMI 1640 배지에서 37℃5% CO₂ 조건으로 배양하였다. 6-웰 플레이트에 5 x 105 세포/㎖이 되도록 세포를 넣고, 미세먼지의 구성성분인 50 ㎎/㎖ 석탄(coal) 및 50 ㎎/㎖ 플라이애시(fly ash)를 DMSO에 녹여 제작한 혼합물(CFA)을 200 ㎍/㎖의 농도로 처리하여 1시간 동안 미세먼지에 의한 반응을 유도한 후, 상기 실시예 1에서 제조한 배초향추출물(실시예 1)을 DMSO 및 PBS가 1:1로 혼합된 용액에 60 ㎍/㎖의 농도로 처리하여 6시간 동안 37℃, 5% CO₂조건으로 배양하였다.
6시간 배양 후, 트리아졸(Ambion TRIzol® reagent; Grand Island, 미국)을 처리하여 총 RNA를 분리한 다음, cDNA 합성 키트(ReverTraAce cDNA Synthesis kit; Toyobo, 일본)를 사용하여 cDNA를 합성하고, 100 ng cDNA을 이용해서 50℃에서 2분, 95℃에서 2분, 95℃에서 15초씩 40회 반복, 60℃에서 1분의 조건으로 qPCR을 수행하였다. TaqMan-TRPV1(Mm01246302_m1, FAM-MGB dye-labeled) 및 GAPDH(Mm99999915_g1, FAM-MGB dye-labeled)는 써모피셔사이언티픽(Thermo Fisher Scientific)에서 구입하여 qPCR을 수행하였다.
그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 배초향 추출물 처리군은 CFA 처리군에 비해 TRPV1 유전자의 발현 수준이 감소한 것을 확인하였으며, 이는 배초향 추출물이 기침 억제 효과가 있다는 것을 의미한다.
<110> COSMAX NBT, INC.
COSMAX NS, INC.
<120> A composition for the prevention or treatment of respiratory
diseases caused by fine dust containing agastache rugosa extract
<130> 1066998
<160> 3
<170> KoPatentIn 3.0
<210> 1
<211> 24
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MUC5AC_F
<400> 1
agaatatctt tcaggacccc tgct 24
<210> 2
<211> 23
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> MUC5AC_R
<400> 2
acaccagtgc tgagcatact ttt 23
<210> 3
<211> 26
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> GAPDH-VIC probe
<400> 3
catgttccag tatgactcca ctcacg 26
Claims (6)
- 배초향 추출물을 유효성분으로 포함하며, 배초향 추출물에 의해 미세먼지 흡입으로 유도된 폐조직 호중구 침윤, 기침 및 가래가 억제되는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 흡입 유도 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease) 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 배초향 추출물은 CXCL1 또는 MIP2(CXCL2) 활성 억제, 또는 GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통해 폐조직의 호중구 침윤을 억제 시키고, MUC5AC 활성 억제를 통해 가래 생성을 억제하며, TRPV1 활성 억제를 통해 기침을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 흡입 유도 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease) 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 배초향 추출물을 유효성분으로 포함하며, 배초향 추출물에 의해 미세먼지 흡입으로 유도된 폐조직 호중구 침윤, 기침 및 가래가 억제되는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 흡입 유도 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease) 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
- 삭제
- 제4항에 있어서, 상기 배초향 추출물은 CXCL1 또는 MIP2(CXCL2) 활성 억제, 또는 GR-1+CD11b+ 세포 감소를 통해 폐조직의 호중구 침윤을 억제시키고, MUC5AC 활성 억제를 통해 가래 생성을 억제하며, TRPV1 활성 억제를 통해 기침을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 흡입 유도 만성 폐쇄성 폐질환(Chronic Obstructive Pulmonary Disease) 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
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-
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