KR102160793B1 - Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material - Google Patents

Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material Download PDF

Info

Publication number
KR102160793B1
KR102160793B1 KR1020180132543A KR20180132543A KR102160793B1 KR 102160793 B1 KR102160793 B1 KR 102160793B1 KR 1020180132543 A KR1020180132543 A KR 1020180132543A KR 20180132543 A KR20180132543 A KR 20180132543A KR 102160793 B1 KR102160793 B1 KR 102160793B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sperm
bpa
bisphenol
present
vitamin
Prior art date
Application number
KR1020180132543A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200049359A (en
Inventor
방명걸
강규호
라만 세이더
유도열
Original Assignee
중앙대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 중앙대학교 산학협력단 filed Critical 중앙대학교 산학협력단
Priority to KR1020180132543A priority Critical patent/KR102160793B1/en
Publication of KR20200049359A publication Critical patent/KR20200049359A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102160793B1 publication Critical patent/KR102160793B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/04Peptides having up to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • A61K38/06Tripeptides
    • A61K38/063Glutathione
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/15Vitamins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/17Amino acids, peptides or proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/35Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom
    • A61K31/352Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having six-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings, e.g. methantheline 
    • A61K31/3533,4-Dihydrobenzopyrans, e.g. chroman, catechin
    • A61K31/355Tocopherols, e.g. vitamin E
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/365Lactones
    • A61K31/375Ascorbic acid, i.e. vitamin C; Salts thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00General protective or antinoxious agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P39/00General protective or antinoxious agents
    • A61P39/06Free radical scavengers or antioxidants
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/30Other Organic compounds
    • A23V2250/31Glutathione
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/70Vitamins
    • A23V2250/708Vitamin C
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/70Vitamins
    • A23V2250/712Vitamin E

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

본 발명은 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 항산화 물질 글루타티온(glutathione, GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), 비타민 C(vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), 또는 비타민 E(vitamin E, Vit E; α-tocopherol)는 비스페놀 A(bisphenol A)에 의해 발생하는 활성산소종 생성, 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA) 활성화, 단백질 티로신 니트로화, 정자의 수정능력 감소, 및 정자의 초기 배아 발달 능력 감소 등의 생식독성을 완화하는 효과를 나타냄으로써, 비스페놀 A에 의한 생식독성 완화용 조성물 등으로 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.The present invention relates to a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A (BPA) containing an antioxidant as an active ingredient, and the antioxidant glutathione (GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), vitamin C according to the present invention (vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), or vitamin E (vitamin E, Vit E; α-tocopherol) is produced by bisphenol A, the production of reactive oxygen species, protein kinase A (protein kinase). A; PKA) by showing the effect of alleviating reproductive toxicity such as activation, protein tyrosine nitration, reduction of sperm fertility, and early embryonic development ability of sperm, making it useful as a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A. It is expected to be available.

Description

항산화 물질을 유효성분으로 포함하는 비스페놀 A에 의한 생식독성 완화용 조성물 {Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material} Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material}

본 발명은 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는 비스페놀 A에 의한 생식독성 완화용 조성물로서, 구체적으로 글루타티온(glutathione), 비타민 C(vitamin C), 비타민 E(vitamin E)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물에 관한 것이다.The present invention is a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A containing an antioxidant as an active ingredient, specifically, at least one selected from the group consisting of glutathione, vitamin C, and vitamin E. It relates to a composition for reproductive toxicity alleviation by bisphenol A (Bisphenol-A; BPA) comprising an antioxidant as an active ingredient.

비스페놀 A(Bisphenol A, BPA; 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane)는 대표적인 환경 호르몬으로서 플라스틱 산업에서 널리 사용되는 내분비 교란 물질이며, 체내에서 호르몬 활성에 대해 모방 또는 길항 작용을 함으로써 내인성 호르몬의 합성, 대사, 수송 및 제거 과정을 변화시킬 수 있다. 이러한 환경 호르몬은 생체 호르몬과는 달리 쉽게 분해되지 않고 환경 및 체내에 수년간 잔류하며, 인체 등 생물체의 지방 및 조직에 농축되는 성질이 있다고 보고되고 있다. 최근 연구에서 BPA는 발달, 전신, 신경, 면역 및 생식 장애를 일으킨다고 보고되었으며, 생식 독성 물질로서 스테로이드 생성, 배아 발달 결함, 고환/부고환 기능 상실, 비정상적인 부속 땀샘 기능 등을 일으켜 생식능력 저하 및 불임의 원인이 된다. BPA 독성을 피하는 가장 쉬운 방법은 노출을 최소화하는 것이나, 사람은 구강, 호흡기 및 피부 경로를 통해 어디에서나 BPA에 노출될 수 있으며 일상 생활에서의 사용을 제한하는 것은 실제적으로 어려운 실정이다. 따라서, BPA 독성을 최소화 하기 위해 잠재적 치료 전략의 개발이 필요하다.Bisphenol A (BPA; 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane) is an endocrine disrupting substance widely used in the plastics industry as a representative environmental hormone, and it is an endogenous hormone by mimicking or antagonizing hormone activity in the body. Synthesis, metabolism, transport and elimination processes. These environmental hormones, unlike biological hormones, are not easily degraded, remain in the environment and body for several years, and are reported to have a property of being concentrated in fats and tissues of living organisms such as the human body. In a recent study, BPA has been reported to cause developmental, systemic, neurological, immune and reproductive disorders, and as a reproductive toxic substance, it is reported that steroids are produced, embryonic developmental defects, testes/epidermal function loss, abnormal accessory glands function, etc., resulting in decreased fertility and infertility Cause of. The easiest way to avoid BPA toxicity is to minimize exposure, but humans can be exposed to BPA anywhere through the oral, respiratory and dermal routes, and limiting their use in everyday life is practically difficult. Therefore, there is a need to develop potential therapeutic strategies to minimize BPA toxicity.

BPA는 외인성 에스트로젠(estrogen)으로 에스트로젠 수용체에 결합하여 유사작용을 일으키는바, 세포에서 게놈(핵 및 세포질) 및 비게놈(막 결합된) 에스트로겐 수용체(ER)와 결합하여 선택적 에스트로겐 수용체 조절자로 작용한다. 또한, BPA는 에스트로겐 관련 수용체 감마 및 성장 인자 수용체의 활성화제 역할을 하며 갑상선 호르몬 수용체에 길항 작용을 하고, 항-안드로겐 특성을 가진다. 성숙한 정자는 이 수용체들(예: ERα, ERβ, 성장 인자 및 안드로겐 수용체)의 대부분을 포함하므로, 정자는 잠재적으로 BPA 작용의 효과/분자 메커니즘뿐만 아니라 남성 수정능력/생식에 대한 후속 효과를 시험하기에 적합하다.BPA acts as a selective estrogen receptor modulator by binding to estrogen receptors as exogenous estrogens and causing a similar effect, binding to genomic (nuclear and cytoplasmic) and non-genomic (membrane-bound) estrogen receptors (ER) in cells. . In addition, BPA acts as an activator of estrogen-related receptor gamma and growth factor receptors, antagonizes thyroid hormone receptors, and has anti-androgen properties. Since mature sperm contains most of these receptors (e.g. ERα, ERβ, growth factor and androgen receptors), sperm potentially test the effects/molecular mechanisms of BPA action as well as subsequent effects on male fertility/reproduction. Suitable for

최근 100μM의 BPA에 대한 마우스 정자의 노출이 여러 키나아제 시스템의 활성화에 의해 빠른 에스트로겐 신호(비게놈)를 나타냄을 보였으며, BPA에 노출된 정자에서 운동성 감소, 첨체 반응/수정능 획득과 같은 변화, 미토콘드리아 활성 변화, 수정 및 배아 발달 감소가 관찰되었다. 또한, 임신 기간 중 BPA에 대한 노출 이후 F1 정자에서 상기와 유사한 변화가 측정되었다. 이러한 유해한 영향은 주로 BPA에 노출된 정자에서 증가된 활성산소종(ROS)에 의해 산화 스트레스가 증가함으로 인해 나타났다. BPA에 의해 증가된 산화 스트레스는 신경 세포 및 신장 세포에 관한 다른 연구에서도 측정되었다. 수정능 획득, 첨체 반응 및 운동성 활성화와 같은 정상적인 정자 기능의 조절에는 낮은 수준의 ROS가 중요하며, 과도한 산화 스트레스는 정자의 지질, 단백질 및 DNA 수준에 부정적인 영향을 미치고, 그 결과 불임이 유발된다.Recently, exposure of mouse sperm to 100 μM of BPA showed rapid estrogen signal (vigenomic) by activation of several kinase systems, and changes such as decreased motility, acrosome response/fertilization in sperm exposed to BPA, Changes in mitochondrial activity, fertilization and reduction in embryonic development were observed. In addition, a change similar to the above was measured in F1 sperm after exposure to BPA during pregnancy. These detrimental effects were mainly caused by increased oxidative stress caused by increased reactive oxygen species (ROS) in sperm exposed to BPA. Oxidative stress increased by BPA was also measured in other studies on neurons and kidney cells. Low levels of ROS are important for the regulation of normal sperm function, such as acquisition of fertility, activation of acrosome response and motility, and excessive oxidative stress negatively affects the lipid, protein and DNA levels of sperm, resulting in infertility.

한편, 항산화 물질은 산화를 억제하여 세포 및 조직에서 산화 스트레스 또는 ROS의 과생산을 방지하는 분자로, 종래의 연구에서 셀레늄, 비타민 E, Lepidium meyenii와 같은 식이 항산화제를 섭취하면 정자에서 ROS 생성이 감소하여 종마와 개의 정자 품질에 대한 보호 효과가 있음이 밝혀졌다. 또한, 글루타티온 퍼옥시다아제(glutathione peroxidase), 수퍼옥사이드 디스뮤타아제(superoxide dismutase), 시스테인(cysteine), 아피게닌(apigenin) 및 페룰산(ferulic acid)은 동결보존 동안 정자의 산화 스트레스를 감소시키는 것으로 보고되었으며 정자의 운동성과 수정에 긍정적인 효과를 나타내었다. On the other hand, antioxidants are molecules that inhibit oxidation to prevent oxidative stress or overproduction of ROS in cells and tissues.In conventional studies, ingestion of dietary antioxidants such as selenium, vitamin E, and Lepidium meyenii inhibits the production of ROS in sperm. It was found to have a protective effect on the sperm quality of stallions and dogs. In addition, glutathione peroxidase, superoxide dismutase, cysteine, apigenin and ferulic acid have been reported to reduce the oxidative stress of sperm during cryopreservation. And had a positive effect on sperm motility and fertilization.

이에, 본 발명자들은 BPA에 노출된 정자에서, 상기와 같은 항산화 물질이 BPA에 의한 스트레스에 대해 어떤 영향을 미치는지 확인하고자 하였다. Accordingly, the present inventors tried to determine how the above-described antioxidants affect the stress caused by BPA in sperm exposed to BPA.

한국공개특허 제10-2018-0102829호Korean Patent Publication No. 10-2018-0102829

본 발명자들은 글루타티온(glutathione, GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), 비타민 C(vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), 비타민 E(vitamin E, Vit E; α-tocopherol) 등의 항산화 물질이 in vitro 상에서 BPA에 노출된 정자의 스트레스를 완화시켜주는 것을 확인하였는바, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.In vitro , antioxidants such as glutathione (GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), vitamin C (vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), and vitamin E (vitamin E, Vit E; α-tocopherol) are It was confirmed that it relieves the stress of sperm exposed to BPA, and the present invention was completed based on this.

이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물을 제공하는 것이다.Accordingly, the problem to be solved by the present invention is to provide a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol-A (BPA), comprising an antioxidant as an active ingredient.

그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. There will be.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A (Bisphenol-A; BPA), comprising an antioxidant as an active ingredient.

또한, 본 발명은 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 예방 또는 개선용 식품조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a food composition for preventing or improving reproductive toxicity by bisphenol-A (BPA), comprising an antioxidant as an active ingredient.

본 발명의 일구현예로서, 상기 항산화 물질은 글루타티온(glutathione), 비타민 C(vitamin C), 비타민 E(vitamin E)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.As an embodiment of the present invention, the antioxidant may be selected from the group consisting of glutathione, vitamin C, and vitamin E.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 글루타티온(glutathione)은 농도가 1mM 내지 10mM일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the concentration of glutathione may be 1mM to 10mM.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 비타민 C(vitamin C)는 농도가 25μM 내지 250μM일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the concentration of vitamin C (vitamin C) may be 25 μM to 250 μM.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 비타민 E(vitamin E)는 농도가 1mM 내지 10mM일 수 있다.As another embodiment of the present invention, the concentration of vitamin E may be 1mM to 10mM.

본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 비스페놀 A에 의한 생식독성은 활성산소종 생성, 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA) 활성화, 단백질 티로신 니트로화, 정자의 수정능 획득 감소, 또는 정자의 초기 배아 발달 능력 감소 중 어느 하나 이상인 것일 수 있다.In another embodiment of the present invention, the reproductive toxicity caused by the bisphenol A is reactive oxygen species generation, protein kinase A (PKA) activation, protein tyrosine nitration, reduction in sperm fertility acquisition, or It may be any one or more of the decline in early embryonic development ability.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A (BPA), comprising administering the composition to an individual.

또한, 본 발명은 상기 조성물의 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides the use of the composition to relieve reproductive toxicity by Bisphenol-A (BPA).

본 발명에 따른 항산화 물질 글루타티온(glutathione, GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), 비타민 C(vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), 또는 비타민 E(vitamin E, Vit E; α-tocopherol)는 비스페놀 A(bisphenol A)에 의해 발생하는 활성산소종 생성, 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA) 활성화, 단백질 티로신 니트로화, 정자의 수정능력 감소, 및 정자의 초기 배아 발달 능력 감소 등의 생식독성을 완화하는 효과를 나타냄으로써, 비스페놀 A에 의한 생식독성 완화용 조성물 등으로 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.Antioxidant substances according to the present invention glutathione (glutathione, GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine), vitamin C (vitamin C, Vit C; L-ascorbic acid), or vitamin E (vitamin E, Vit E; α-tocopherol) is bisphenol A ( Reproductive toxicity, such as generation of reactive oxygen species caused by bisphenol A), activation of protein kinase A (PKA), nitrosation of protein tyrosine, reduction of sperm fertility, and early embryonic development of sperm It is expected that it can be usefully used as a composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A by exhibiting such an effect.

도 1a는 본 발명의 일구현예에 따른 비스페놀 A(bisphenol A; BPA)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일구현예에 따른 글루타티온(glutathione; GSH)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1c는 본 발명의 일구현예에 따른 비타민 C(vitamin C; Vit C)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1d는 본 발명의 일구현예에 따른 비타민 E(vitamin E; Vit E)의 구조를 나타낸 도면이다.
도 1e는 본 발명의 일구현예에 따른 비스페놀 A(bisphenol A; BPA)의 입체 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일구현예에 따른 정자의 운동성에 대한 항산화 물질(GSH, Vit C, Vit E)의 농도별 영향을 나타낸 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일구현예에 따른 BPA 노출 정자에서 수정능 획득 양상에 대한 항산화 물질의 효과를 나타낸 도면이다.
도 4a 내지 4d는 본 발명의 일구현예에 따른 BPA 노출 정자에서 단백질 키나아제-A (PKA) 활성 및 티로신 인산화에 대한 항산화 물질의 효과를 나타낸 도면이다.
도 5a 내지 5c는 본 발명의 일구현예에 따른 BPA 노출 정자에서 세포 내 ROS 및 단백질 티로신 니트로화에 대한 항산화 물질의 효과를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일구현예에 따른 BPA 노출 정자에서 수정 및 초기 배아 발생 능력에 대한 항산화제의 효과를 나타낸 도면이다.
1A is a view showing the structure of bisphenol A (BPA) according to an embodiment of the present invention.
1B is a view showing the structure of glutathione (GSH) according to an embodiment of the present invention.
1C is a view showing the structure of vitamin C (Vit C) according to an embodiment of the present invention.
1D is a view showing the structure of vitamin E (Vit E) according to an embodiment of the present invention.
1E is a diagram showing a three-dimensional structure of bisphenol A (BPA) according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing the effect of each concentration of antioxidants (GSH, Vit C, Vit E) on sperm motility according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams showing the effect of antioxidants on the aspect of obtaining fertility in BPA-exposed sperm according to an embodiment of the present invention.
4A to 4D are diagrams showing the effect of antioxidants on protein kinase-A (PKA) activity and tyrosine phosphorylation in BPA-exposed sperm according to an embodiment of the present invention.
5A to 5C are diagrams showing the effect of antioxidants on intracellular ROS and protein tyrosine nitration in BPA-exposed sperm according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the effect of an antioxidant on fertilization and early embryo development ability in BPA-exposed sperm according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물을 제공한다.The present invention provides a composition for reproductive toxicity relief by bisphenol A (Bisphenol-A; BPA), comprising an antioxidant as an active ingredient.

본 발명에서 사용되는 용어 "비스페놀 A(Bisphenol-A, BPA; 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane)"는 벤젠 고리에 알코올기가 달린 페놀 2개로 구성된 방향족 화합물로, 폴리카보네이트나 에폭시수지 같은 플라스틱 제조의 원료로 사용하며, 에스트로겐 활성을 갖는 환경성 화합물인 제노에스트로겐(xenoestrogen)으로, 남성의 생식기 발달 및 정액의 질을 감소시킨다.The term "Bisphenol-A, BPA; 2,2-bis(4-hydroxyphenyl) propane)" used in the present invention is an aromatic compound composed of two phenols having an alcohol group on a benzene ring, such as polycarbonate or epoxy resin. It is used as a raw material for plastic production and is an environmental compound with estrogen activity, xenoestrogen, which reduces male genital development and semen quality.

본 발명에 있어서, 상기 비스페놀 A의 100 μM이 여러 가지 정자의 기능과 수정 능력에 나쁜 영향을 미치는 것을 확인하여, 실험에 100μM 의 BPA 를 사용하였다. 상기 100μM 의 BPA에 대한 마우스 정자의 노출은 미토콘드리아 활성을 변화시킬 수 있으며, 세포 ATP 수준을 감소시킬 수 있다. 생리학적으로 미토콘드리아는 ATP와 활성산소종의 생성, 해독 및 세포 사멸과 같은 핵심 작용을 조절하며, 미토콘드리아의 활성산소종은 세포 내 항산화제 방어와 섬세한 상호 작용의 균형을 유지하기 위해 건강한 농도로 유지되어야 한다. 따라서, 항산화 물질은 미토콘드리아의 기능을 향상시켜 BPA 처리된 미세 환경에서 정자의 운동성을 위한 최적의 ATP를 전달시킬 수 있다.In the present invention, it was confirmed that 100 μM of the bisphenol A adversely affects various sperm functions and fertilization ability, and 100 μM of BPA was used in the experiment. Exposure of mouse sperm to the 100 μM BPA can change mitochondrial activity and reduce cellular ATP levels. Physiologically, mitochondria regulate key actions such as the production, detoxification and cell death of ATP and reactive oxygen species, and mitochondrial reactive oxygen species are maintained at healthy concentrations to maintain the balance of intracellular antioxidant defense and delicate interactions. Should be. Therefore, antioxidants can improve mitochondrial function and deliver optimal ATP for sperm motility in a BPA-treated microenvironment.

본 발명에서 사용되는 용어 "항산화 물질"은 활성산소의 과량 생산을 막아주는 물질로서 세포와 조직에 있어 산화적 스트레스를 방지하는 역할을 한다. 상기 항산화 물질은 세포 내에서 해로운 반응을 일으키는 free radical이 DNA를 공격하거나, 지질을 산화시키기 전에 그들을 중화시킨다. 또한, 항산화 물질은 반응성이 높아 체내 유해물질과 반응하여 활성산소에 의한 연쇄반응을 막아 주어 세포를 보호하는 역할을 한다. The term "antioxidant" used in the present invention serves to prevent oxidative stress in cells and tissues as a substance that prevents excessive production of active oxygen. These antioxidants neutralize free radicals that cause harmful reactions in cells before attacking DNA or oxidizing lipids. In addition, antioxidants are highly reactive and react with harmful substances in the body to prevent chain reactions caused by free radicals, thereby protecting cells.

본 발명에 있어서, 상기 항산화 물질은 글루타티온(glutathione), 비타민 C(vitamin C), 비타민 E(vitamin E)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the antioxidant may be selected from the group consisting of glutathione, vitamin C, and vitamin E, but is not limited thereto.

본 발명에서 사용되는 용어 "글루타티온(glutathione, GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine)"은 펩티드의 일종으로 γ-L-글루타밀-L-시스테인일글리신의 구조로, 글루타밀기가 γ-펩티드 구조인 점이 보통의 펩티드와 다르다. 글루타티온은 세포 내 산화환원 활성도(intracellular redox activity), 이물질 대사(xenobiotic metabolism), 세포 내 신호전달, 유전자 조절 등의 세포 기능과 관련이 있을 뿐만 아니라, 자유 라디칼 및 활성산소에 의하여 유발될 수 있는 세포 손상을 보호하는 아미노산으로 특히 중요하다. 보다 구체적으로, 글루타티온은 생체 내 산화물질과 반응하여 두 분자의 글루타티온이 디설파이드(-S-S-) 결합을 통해 연결되는 글루타티온의 산화된 형태인 글루타티온 디설파이드(Glutathione disulfide, GSSG)로 가역적으로 변하며, 상기 작용을 통해 생체 내의 산화-환원 전위를 조절한다.The term "glutathione (GSH; gamma-glutamylcysteinylglycine)" used in the present invention is a kind of peptide and is a structure of γ-L-glutamyl-L-cysteinylglycine, and the glutamyl group is a γ-peptide structure. It is different from peptides. Glutathione is not only related to cellular functions such as intracellular redox activity, xenobiotic metabolism, intracellular signaling, and gene regulation, but also cells that can be induced by free radicals and free radicals. It is especially important as an amino acid that protects against damage. More specifically, glutathione is reversibly changed to glutathione disulfide (GSSG), which is an oxidized form of glutathione in which glutathione of two molecules is linked through disulfide (-SS-) bonds by reacting with oxidants in vivo. To regulate the oxidation-reduction potential in vivo.

본 발명에서 사용되는 용어 "비타민 C"는 화학식이 C6H8O6이며 인체의 기능과 건강 유지를 위한 미량 원소 중의 하나로 아스코르빈산(L-ascorbic acid)이라고도 불리운다. 인체가 감염에 대해서 저항하며 상처를 치유하고 조직을 건강하게 유지할 수 있도록 도우며 항산화제 중의 하나로서 자유기에 의한 세포손상을 방지한다. The term "vitamin C" used in the present invention has a chemical formula of C 6 H 8 O 6 and is one of the trace elements for maintaining the function and health of the human body, and is also referred to as ascorbic acid (L-ascorbic acid). It helps the human body to resist infection, heal wounds and keep tissues healthy, and as one of antioxidants, it prevents cell damage by free radicals.

본 발명에서 사용되는 용어 "비타민 E"는 화학식이 C29H50O2이며 토코페롤(tocopherol) 또는 토코트리엔올(tocotrienol)이라고도 하고, 상기 토코페롤 및 토코트리엔올은 각각 α, β, γ, δ 토코페롤, α, β, γ, δ 토코트리엔올과 같은 4가지 형태를 가질 수 있다. 상기 비타민 E는 아스코르빈산염 유도 지질 과산화를 통해 생성된 유리 라디칼, 특히 peroxyl기 및 alkoxyl기(ROO·)를 직접 감소시켜 세포 내 산화 스트레스를 줄이고 첨체 막의 완전성을 회복시킨다. 또한, 생식기능 및 근기능 유지에 관여하며 부족하면 생식기능저하, 무정자, 유산, 불임증, 빈혈, 근육위축 현상이 일어나고 다른 지용성 비타민에 비해 상대적으로 독성이 낮아 과잉증은 잘 나타나지 않는다.The term "vitamin E" used in the present invention has a formula of C 29 H 50 O 2 and is also referred to as tocopherol or tocotrienol, and the tocopherol and tocotrienol are each α, β, γ, It can have four forms such as δ tocopherol, α, β, γ, and δ tocotrienol. The vitamin E directly reduces free radicals generated through ascorbate-induced lipid peroxidation, particularly peroxyl groups and alkoxyl groups (ROO·), thereby reducing intracellular oxidative stress and restoring the integrity of the acrosome membrane. In addition, it is involved in the maintenance of reproductive function and muscle function, and if it is insufficient, reproductive function decline, anesthesia, abortion, infertility, anemia, and muscle atrophy occur. Compared to other fat-soluble vitamins, the toxicity is relatively low, and thus hyperactivity does not appear well.

본 발명에 있어서, 상기 글루타티온(glutathione), 비타민 C(vitamin C), 비타민 E(vitamin E)는 농도가 각각 1mM 내지 10mM, 25μM 내지 250μM, 1mM 내지 10mM일 수 있으며, 바람직하게는 각각의 농도가 5mM, 100μM, 2mM일 때 정자의 운동성에 가장 긍정적인 영향을 미칠 수 있어, 비스페놀 A에 의한 생식독성에 대해 가장 큰 완화 효과를 나타낼 수 있으나, 상기 농도에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the concentrations of glutathione, vitamin C, and vitamin E may be 1mM to 10mM, 25μM to 250μM, and 1mM to 10mM, respectively, preferably each concentration is When 5mM, 100μM, 2mM can have the most positive effect on sperm motility, it can show the greatest alleviation effect on reproductive toxicity by bisphenol A, but is not limited to the concentration.

본 발명에 있어서, 상기 비스페놀 A에 의한 생식독성은 활성산소종 생성, 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA) 활성화, 단백질 티로신 니트로화, 정자의 수정능 획득 감소, 또는 정자의 초기 배아 발달 능력 감소 중 어느 하나 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the reproductive toxicity caused by the bisphenol A is reactive oxygen species generation, protein kinase A (PKA) activation, protein tyrosine nitration, decreased sperm fertility acquisition, or early embryonic development ability of sperm It may be one or more of the reductions, but is not limited thereto.

본 발명에서 사용되는 용어 "활성산소종(reactive oxygen species; ROS)"은 산소원자를 포함한, 화학적으로 반응성 있는 분자를 말하는 것으로, 분자들은 산소이온 그리고 과산화수소를 포함하고 있으며, 짝지어지지 않은 전자 때문에 반응성이 매우 높다. 활성산소종는 우리 몸안에서 다양한 역할을 수행하는데, 그 예로는 세포자멸사, 유전발현, 세포 내 신호 캐스캐이드(Cascades) 등이 있다. 하지만 이러한 활성산소종이 필요 이상의 농도로 우리 몸안에 존재하게 될 경우 몸속의 지방, 단백질, DNA 등에 피해를 입히게 된다. 이러한 피해를 통해 세포가 변형 되거나 죽음에 이르게 될 경우 다양한 질병의 원인이 될 수 있으며, 그 예로는 암, 뇌퇴행성질환, 심장질환 등이 있다.The term "reactive oxygen species (ROS)" as used in the present invention refers to a chemically reactive molecule containing an oxygen atom. The molecules contain oxygen ions and hydrogen peroxide, and because of unpaired electrons It is very reactive. Reactive oxygen species play a variety of roles in our body, examples of which include apoptosis, genetic expression, and intracellular signaling cascades. However, if these reactive oxygen species are present in the body at a concentration higher than necessary, fat, protein, and DNA in the body will be damaged. When cells are deformed or killed through such damage, it can cause various diseases, such as cancer, brain degenerative diseases, and heart disease.

본 발명에서 사용되는 용어 "수정능 획득(capacitation)"은 정자가 난자에 수정할 수 있는 능력을 발달시키기 위해 거치는 성숙 또는 활성과 과정과 같은 특정한 변화를 의미하는 것으로, 수정능이 획득되지 않은 정자는 난자를 수정할 수 있는 능력이 현저히 저하된다. 수정능 획득은 정자내부에서 발생되는 변화, 예를 들어 정자의 꼬리 부분에 있는 미토콘드리아(mitochondria) 조직의 변화 또는 세포 표면에서 발생되는 변화를 통해 확인이 가능하다. 수정능 획득은 물리적 특징(총 운동능력, 전진 운동능력, 신속 운동능력), 운동학적 파라미터(직선 속도, 평균 경로 속도, 곡선 속도 및 측면 두부의 평균 변위) 및 채널 활성자, A23187 이오노포어(ionophore) 등에 의해 자극되어 유발되는 첨체반응(acrosome reaction) 능력으로의 변환 등에 의해 측정될 수 있다.The term "capacitation" as used in the present invention refers to specific changes such as maturation or activity and processes that sperm undergo in order to develop the ability to fertilize in an egg. The ability to modify is significantly reduced. Acquisition of fertility can be confirmed through changes occurring inside sperm, for example, changes in mitochondria tissue in the tail of sperm or changes occurring on the cell surface. Corrective power acquisition includes physical characteristics (total motor capacity, forward motor capacity, rapid motor capacity), kinematic parameters (linear speed, average path speed, curved speed and average displacement of the lateral head) and channel activator, A23187 ionophore ( It can be measured by conversion into an acrosome reaction ability caused by stimulation by ionophore, etc.

본 발명에서 사용되는 용어 "첨체 반응(acrosome reaction)"은 정자가 난자의 투명대(zona pellucida)에 근접하면서 첨체에서 일어나는 반응을 의미하며, 이 반응은 정자가 난자에 접근하면 정자의 첨체를 둘러싸고 있는 막이 정자의 플라즈마막과 융합되어 첨체 내부의 효소를 포함하는 내용물을 분비하여 정자가 난자와 융합될 수 있도록 하는 반응을 포함한다.The term "acrosome reaction" used in the present invention refers to a reaction that occurs in the acrosome while the sperm approaches the zona pellucida of the egg, and this reaction surrounds the acrosome of the sperm when the sperm approaches the egg. The membrane is fused with the plasma membrane of sperm to secrete contents containing enzymes inside the acrosome, thereby allowing the sperm to fuse with the egg.

본 발명에 있어서, 상기 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는 조성물은 비스페놀 A에 의한 생식독성의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로 제공될 수 있다.In the present invention, the composition comprising the antioxidant as an active ingredient may be provided as a pharmaceutical composition for preventing or treating reproductive toxicity caused by bisphenol A.

본 발명에서 사용되는 용어 “예방”은 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 생식독성을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.The term “prevention” as used in the present invention refers to any action that suppresses reproductive toxicity or delays onset by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어 “치료”는 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 생식독성에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.The term “treatment” used in the present invention refers to any action in which symptoms of reproductive toxicity are improved or beneficially changed by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention.

본 발명에서 “약학적 조성물”은 질병의 예방 또는 치료를 목적으로 제조된 것을 의미하며, 각각 통상의 방법에 따라 다양한 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 예컨대, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽 등의 경구형 제형으로 제형화할 수 있고, 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 또는 카타플라스마제 등의 피부 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용할 수 있다.In the present invention, the "pharmaceutical composition" means that it is prepared for the purpose of preventing or treating diseases, and each may be formulated and used in various forms according to conventional methods. For example, it can be formulated into oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, etc., creams, gels, patches, sprays, ointments, warnings, lotions, liniment, pasta or It can be formulated and used in the form of external preparations for skin such as cataplasma, suppositories, and sterile injectable solutions.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 이 때, 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 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 항산화 물질에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 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 단순희석제인 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, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 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.The pharmaceutical composition according to the present invention may further include suitable carriers, excipients, and diluents commonly used in the preparation of pharmaceutical compositions. In this case, as carriers, excipients, and diluents that may be included in the composition, lactose, dextrose, sucrose, oligosaccharide, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, gum acacia, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium Silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oils. In the case of formulation, it is prepared using diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants that are usually used. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and these solid preparations include at least one excipient for the antioxidant substance such as starch, calcium carbonate, sucrose ( sucrose) or lactose (lactose), gelatin, etc. are mixed and prepared. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used. Liquid preparations for oral use include suspensions, liquid solutions, emulsions, syrups, etc. In addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients such as wetting agents, sweetening agents, fragrances, and preservatives may be included. . Preparations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, and suppositories. As the non-aqueous solvent and suspending agent, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate may be used. As a base for suppositories, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin paper, glycerogelatin, and the like can be used.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally (for example, intravenous, subcutaneous, intraperitoneal or topical application) according to a desired method, and the dosage is It depends on the degree, drug form, administration route and time, but may be appropriately selected by those skilled in the art.

본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. The pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount. In the present invention, "pharmaceutically effective amount" means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level is the type, severity, drug activity of the patient, Sensitivity to drugs, time of administration, route of administration and rate of excretion, duration of treatment, factors including drugs used concurrently, and other factors well known in the medical field can be determined. The pharmaceutical composition according to the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or administered in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with a conventional therapeutic agent, and may be administered single or multiple. It is important to administer an amount capable of obtaining the maximum effect in a minimum amount without side effects in consideration of all the above factors, and this can be easily determined by a person skilled in the art. Administration may be administered once a day, or may be divided several times.

본 발명에 있어서, 상기 항산화 물질을 유효성분으로 포함하는 조성물은 비스페놀 A에 의한 생식독성의 예방 또는 개선용 식품 조성물로도 제공될 수 있다.In the present invention, the composition comprising the antioxidant as an active ingredient may also be provided as a food composition for preventing or improving reproductive toxicity caused by bisphenol A.

본 발명에 있어서, 상기 식품 조성물은 건강기능식품 조성물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.In the present invention, the food composition may be a health functional food composition, but is not limited thereto.

본 발명에서 사용되는 용어 “개선”은 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다.The term “improvement” as used herein refers to any action that at least reduces the severity of a parameter related to the condition being treated, for example, symptoms.

본 발명에서 사용되는 용어 “건강기능식품 조성물”은, 담체, 희석제, 부형제 및 첨가제 중 하나 이상을 포함하여 정제, 환제, 산제, 과립제, 분말제, 캡슐제 및 액제 제형으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 제형된 것을 특징으로 한다. The term "health functional food composition" used in the present invention is formulated as one selected from the group consisting of tablets, pills, powders, granules, powders, capsules, and liquid formulations including at least one of carriers, diluents, excipients and additives. It is characterized by being.

본 발명의 항산화 물질에 첨가할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽제, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등이 있다. 상기 본 발명에 더 포함될 수 있는 첨가제로는, 천연 탄수화물, 향미제, 영양제, 비타민, 광물(전해질), 풍미제(합성 풍미제, 천연 풍미제 등), 착색제, 충진제, 팩트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH조절제, 안정화제, 방부제, 산화 방지제, 글리세린, 알코올, 탄산화제, 및 과육으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 사용할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토오스, 수크로오스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알코올이다. 상기 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.Foods that can be added to the antioxidants of the present invention include various foods, powders, granules, tablets, capsules, syrups, beverages, gums, teas, vitamin complexes, and health functional foods. Additives that may be further included in the present invention include natural carbohydrates, flavoring agents, nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), flavoring agents (synthetic flavoring agents, natural flavoring agents, etc.), coloring agents, fillers, lactic acids and salts thereof, Alginic acid and its salts, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, antioxidants, glycerin, alcohols, carbonation agents, and at least one component selected from the group consisting of pulp may be used. Examples of the above-described natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose, fructose, and the like; Disaccharides such as maltose, sucrose, and the like; And polysaccharides, for example, common sugars such as dextrin and cyclodextrin, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol. As the flavoring agent, natural flavoring agents (taumatin, stevia extract (for example, rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.) and synthetic flavoring agents (saccharin, aspartame, etc.) can be advantageously used.

상기 외에 본 발명에 따른 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 팩트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. In addition to the above, the composition according to the present invention includes various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), flavoring agents such as synthetic flavoring agents and natural flavoring agents, coloring agents and thickeners, lactic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protection It may contain colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols, carbonates used in carbonated beverages, and the like.

그밖에 본 발명에 따른 조성물은 천연 과일 주스 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. In addition, the composition according to the present invention may contain pulp for the manufacture of natural fruit juices and vegetable beverages. These components may be used independently or in combination.

상기 담체, 부형제, 희석제 및 첨가제의 구체적인 예로는 이에 한정하는 것은 아니나, 락토오스, 덱스트로즈, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 에리스리톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 미세결정성 셀룰로오스, 폴리비닐키롤리돈, 셀룰로오스, 폴리비닐피로리돈, 메틸셀룰로오스, 물, 설탕시럽, 메틸 하이드록시 벤조에이트, 프로필하이드록시 벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘, 및 미네랄 오일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 사용되는 것이 바람직하다.Specific examples of the carrier, excipient, diluent, and additive are, but are not limited to, lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, erythritol, starch, gum acacia, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, The group consisting of microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, polyvinylpyrrolidone, methylcellulose, water, sugar syrup, methyl hydroxy benzoate, propyl hydroxy benzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oil It is preferable to use at least one selected from.

또한, 본 발명은 상기 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화 방법을 제공한다.In addition, the present invention provides a method for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A (BPA), comprising administering the composition to an individual.

또한, 본 발명은 상기 조성물의 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화 용도를 제공한다.In addition, the present invention provides the use of the composition to relieve reproductive toxicity by Bisphenol-A (BPA).

본 발명에서 사용되는 용어 "개체"는 질병의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 개, 고양이, 말, 및 소 등의 포유류를 의미한다.The term "individual" as used in the present invention means a subject in need of treatment of a disease, and more specifically, human or non-human primates, mice, dogs, cats, horses, and cattle. Means mammal.

본 발명에서 사용되는 용어 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.As used herein, the term "administering" means providing a given composition of the present invention to an individual in any suitable manner.

본 발명의 일 실험예에서는 BPA에 노출된 정자의 운동성 파라미터에 대한 항산화제의 효과를 확인한 결과, 100μM의 BPA에 노출된 정자가 대조군에 비해 운동성을 감소시키는 것을 확인하였으며, GSH와 Vit E를 처리하였을 때 운동성이 회복되었지만, Vit C 그룹에서는 그렇지 않은 것을 확인하였다(실험예 1 참조).In one experimental example of the present invention, as a result of confirming the effect of antioxidants on the motility parameters of sperm exposed to BPA, it was confirmed that sperm exposed to 100 μM of BPA decreased motility compared to the control group, and treated with GSH and Vit E. When the motility was recovered, it was confirmed that the Vit C group did not (see Experimental Example 1).

본 발명의 다른 실험예에서는 BPA에 노출된 정자의 수정능 획득 양상에 대한 항산화제의 효과를 확인한 결과, GSH 또는 Vit E와 함께 배양한 BPA 노출 정자에서 첨체 반응(AR) 세포의 수가 대조군 수준과 유사한 것을 확인하였다(실험예 2 참조).In another experimental example of the present invention, as a result of confirming the effect of the antioxidant on the aspect of obtaining fertility of sperm exposed to BPA, the number of acrosome-reactive (AR) cells in BPA-exposed sperm cultured with GSH or Vit E was compared with the control level. A similar thing was confirmed (see Experimental Example 2).

포유류의 정자는 수정을 위해서 암컷의 생식 기관에서 일련의 생리학적 및 생화학적 변형을 거쳐야 하는데, 이는 적절한 농도의 전해질, 에너지 및 단백질을 함유한 특수한 배지에서 in vitro에서 수행할 수도 있다. 수정능이 획득된 정자는 과다 활성화를 일으켜 첨체 반응을 일으키고 투명대에 침투하여 난모세포와 융합한다. 분자 수준에서 수정능 획득 및 첨체 반응은 정자 막의 유동성 증가, 세포 내 이온 평형의 조절 및 가용성 adenylyl cyclase, cAMP 및 PKA의 활성화와 관련되어 있다. 또한, 활성화된 PKA는 정자에서 주로 티로신 잔기에서 여러 표적 단백질(수정능 획득 관련)을 인산화시킨다.Mammalian sperm have to undergo a series of physiological and biochemical modifications in the female reproductive organs for fertilization, which can also be done in vitro in special media containing appropriate concentrations of electrolytes, energy and proteins. The sperm that has acquired fertility causes excessive activation, causes an acrosome reaction, penetrates the zona pellucida, and fuses with oocytes. At the molecular level, fertilization and acrosome reactions are associated with increased sperm membrane fluidity, regulation of intracellular ionic equilibrium, and activation of soluble adenylyl cyclase, cAMP and PKA. In addition, activated PKA phosphorylates several target proteins (related to fertilization acquisition) primarily at tyrosine residues in sperm.

이에, 본 발명의 또 다른 실험예에서는 단백질 키나아제-A (PKA) 활성 및 BPA 노출 정자의 티로신 인산화에 대한 항산화제의 효과를 확인한 결과, BPA 노출에 의해 16kDa에서 증가된 PKA 활성 및 60kDa에서 증가된 티로신 인산화가 GSH, Vit C, Vit E의 처리에 의해 감소되는 것을 확인하였다(실험예 3 참조).Accordingly, in another experimental example of the present invention, as a result of confirming the effect of the antioxidant on protein kinase-A (PKA) activity and tyrosine phosphorylation of BPA-exposed sperm, PKA activity increased at 16 kDa and increased at 60 kDa by BPA exposure. It was confirmed that tyrosine phosphorylation was reduced by treatment with GSH, Vit C, and Vit E (see Experimental Example 3).

본 발명의 또 다른 실험예에서는 BPA에 노출된 정자의 세포 내 ROS 및 단백질 티로신 니트로화에 대한 항산화제의 효과를 확인한 결과, BPA 노출에 의해 증가된 ROS가 GSH, Vit C, Vit E의 처리에 의해 감소되고, BPA 노출에 의해 증가된 티로신 니트로화가 GSH 및 Vit C의 처리에 의해 감소되는 것을 확인하였다(실험예 4 참조).In another experimental example of the present invention, as a result of confirming the effect of antioxidants on ROS and protein tyrosine nitration in the cells of sperm exposed to BPA, ROS increased by BPA exposure was affected by the treatment of GSH, Vit C, and Vit E. It was confirmed that tyrosine nitration, which was reduced by and increased by BPA exposure, was reduced by treatment with GSH and Vit C (see Experimental Example 4).

본 발명의 또 다른 실험예에서는 BPA에 노출된 정자의 수정 및 초기 배아 발생 능력에 대한 항산화제의 효과를 확인한 결과, GSH와 Vit E가 BPA에 노출된 정자의 수정 및 초기 배아 발생 능력을 회복할 수 있음을 확인하였다(실험예 5 참조).In another experimental example of the present invention, as a result of confirming the effect of antioxidants on the fertilization and early embryo development ability of sperm exposed to BPA, GSH and Vit E can restore the fertilization and early embryo development ability of sperm exposed to BPA. It was confirmed that it can be (see Experimental Example 5).

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and experimental examples are presented to aid in understanding the present invention. However, the following Examples and Experimental Examples are provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following Examples and Experimental Examples.

실시예Example 1. 재료 준비 1. Material preparation

1-1. 1-1. 실험 동물Experimental animals 준비 Preparations

본 발명의 동물 연구에 대한 윤리적 승인은 중앙대학교 동물실험윤리위원회(Institutional Animal Care and Use Committee)(IACUC Number: 2016-00009)에서 이루어졌다. Ethical approval for animal studies of the present invention was made by the Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC Number: 2016-00009) of Chung-Ang University.

실험을 위해 Daehan BioLink® (충청북도 음성)에서 구입한 8주령의 CD-1 (ICR) 수컷 마우스의 검체를 채취하고, 후속 실험을 하기 전에 적어도 1주일 동안 적응시켰으며, 이 때 마우스를 낮 12시간/밤 12시간, 온도 20-25 ℃, 습도 50-60 %의 방에서 적응시켰다. 또한, 실험 기간 동안 상업용 마우스 알약과 유리병의 물을 자유롭게 제공하였으며, 외부 BPA 노출을 최소화하기 위해 동물의 방 시설에서 최대 예방 조치를 취하였다.For the experiment, specimens of 8-week-old CD-1 (ICR) male mice purchased from Daehan BioLink® (Eumseong, Chungcheongbuk-do) were collected and acclimated for at least 1 week before subsequent experiments, at which time the mice were allowed to stay for 12 hours by day. /It was acclimated in a room for 12 hours at night, temperature 20-25°C, humidity 50-60%. In addition, commercial mouse pills and glass bottles of water were freely provided during the experiment, and maximum precautions were taken in the animal's room facility to minimize external BPA exposure.

1-2. 시약 및 배양액1-2. Reagent and culture solution

모든 화학 물질 및 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. 정자의 기본 배지(basic media, BM)로는 변형된 Tyrode 배지 (97.84 mM NaCl, 1.42 mM KCl, 0.47 mM MgCl2.H2O, 0.36 mM NaH2PO4H2O, 5.56 mM D- 포도당, 25 mM NaHCO3, 1.78 mM CaCl2H2O, 24.9 mM Na-lactate, 및 50㎍/ml gentamycin)를 사용하였다. 상기 BM은 수정능력 획득의 유도를 위해 0.4 % bovine serum albumin (BSA)으로 보충되었으며, 공기 중 5% CO2의 존재하에 37℃에서 사전 항온 처리되었다(Rahman et al., 2015, 2017). 또한, BM의 pH와 삼투압은 각각 7.2 ± 0.2 및 300 ± 20 mOsm/kg으로 유지되었으며(Ryu et al., 2017b), BPA와 항산화제를 모두 dimethylsulfoxide (DMSO)에 용해시키고 실험 1일 전에 BM에 원하는 분자 농도로 첨가하였다.All chemicals and reagents were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Sperm basic media (BM) is modified Tyrode medium (97.84 mM NaCl, 1.42 mM KCl, 0.47 mM MgCl 2 .H 2 O, 0.36 mM NaH 2 PO 4 H 2 O, 5.56 mM D-glucose, 25 mM NaHCO 3 , 1.78 mM CaCl 2 H 2 O, 24.9 mM Na-lactate, and 50 μg/ml gentamycin) were used. The BM was supplemented with 0.4% bovine serum albumin (BSA) to induce fertility acquisition, and pre-incubated at 37°C in the presence of 5% CO 2 in air (Rahman et al., 2015, 2017). In addition, the pH and osmotic pressure of BM were maintained at 7.2 ± 0.2 and 300 ± 20 mOsm/kg, respectively (Ryu et al., 2017b), and both BPA and antioxidants were dissolved in dimethylsulfoxide (DMSO) and 1 day before the experiment. It was added to the desired molecular concentration.

1-3. 비스페놀 A와 항산화제의 선택 및 정자로의 노출1-3. Selection of bisphenol A and antioxidants and exposure to sperm

이전 연구 결과에서 100 μM의 비스페놀 A(bisphenol; BPA, 도 1a 참조)가 여러 가지 정자의 기능과 수정 능력에 나쁜 영향을 미치는 것을 확인하여, 실험에 100μM 의 BPA 를 사용하였다(Perlman, 2016; Rahman et al., 2015, 2016). 또한, in vitro 배양 조건 하에서 고환 생식 세포(예 : 생식 세포 생존력 및 증식) 및 정원 줄기 세포의 기능성에 대한 이 용량의 유의적 효과를 확인하였다(Karmakar et al., 2017). 정자는 BPA(도 1e)와 항산화제를 위한 특정 수송체를 포함하기 때문에(Williams et al., 2014; Yadav et al., 2018; Juma et al., 2017) 글루타티온(glutathione; GSH, 도 1b 참조), 비타민 C(vitamin C; Vit C, 도 1c 참조), 비타민 E(vitamin E; Vit E, 도 1d 참조)와 같은 일반적으로 사용되는 세 가지 비효소 항산화제가 본 발명에서 사용되었다. In the previous study results, it was confirmed that 100 μM of bisphenol A (BPA, see Fig. 1a) adversely affects various sperm functions and fertilization ability, and 100 μM of BPA was used in the experiment (Perlman, 2016; Rahman et al., 2015, 2016). In addition, the significant effect of this dose on the functionality of testicular germ cells (eg, germ cell viability and proliferation) and spermatogonial stem cells under in vitro culture conditions was confirmed (Karmakar et al., 2017). Because sperm contain specific transporters for BPA (Fig. 1e) and antioxidants (Williams et al., 2014; Yadav et al., 2018; Juma et al., 2017) glutathione (GSH, see Fig. 1b). ), vitamin C (vitamin C; Vit C, see Fig. 1c), and vitamin E (vitamin E; Vit E, see Fig. 1d), and three commonly used non-enzymatic antioxidants were used in the present invention.

상기 항산화제의 복용량을 정하기 위해, 먼저 다른 동물 종에서 정자 파라미터에 대한 항산화제의 영향에 관한 여러 가지 in silico 연구를 조사하였다(Donnelly et al., 2000; Shah et al., 2017; Dalvit et al., 2005; de Vasconcelos Franco et al., 2016). 그 다음, 마우스 정자를 사용하여 예비 실험을 위한 각 항산화제에 대한 잠정적인 복용량을 고려하여 이들 농도가 운동성에 긍정적인 영향을 줄 수 있는지 확인하였다.To determine the dosage of the antioxidant, we first investigated several in silico studies on the effect of antioxidants on sperm parameters in different animal species (Donnelly et al., 2000; Shah et al., 2017; Dalvit et al. ., 2005; de Vasconcelos Franco et al., 2016). Then, using mouse sperm, it was confirmed whether these concentrations can have a positive effect on motility by considering the tentative dose for each antioxidant for preliminary experiments.

그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 최종적으로 GSH, Vit C 및 Vit E의 농도가 5 mM, 100 μM 및 2 mM일 때 정자의 운동성에 가장 긍정적인 효과를 나타내는 것을 확인하여, 상기 농도로 실험을 진행하였다.As a result, as shown in Figure 2, finally, when the concentrations of GSH, Vit C and Vit E were 5 mM, 100 μM, and 2 mM, it was confirmed that the most positive effect on sperm motility was observed. Proceeded.

1-4. 정자 수집, 준비, 및 항산화제와 1-4. Sperm collection, preparation, and antioxidants BPA로의To BPA 노출 exposure

정자는 이전 연구(Rahman et al., 2015, 2016)에 기술된 프로토콜에 따라 성적으로 성숙한 수컷 마우스(10-12 주령)의 정소상체 미부(cauda epididymis)에 대해 수집하였다. Sperm were collected on the cauda epididymis of sexually mature male mice (10-12 weeks old) according to the protocol described in the previous study (Rahman et al., 2015, 2016).

구체적으로, 마우스를 희생시킨 후, 각 마우스로부터 정소상체 미부를 수집하고, 깨끗한 건식 여과지 위에 놓은 후 주위의 지방을 제거 하였다. 그 다음, 정소상체 미부를 BM을 함유하는 배양 디스크에 넣고, 정자를 분산시키기 위해 멸균 바늘을 사용하여 관통시켰다. 이후 12분 동안 사전삽관(preintubation)하고, 정자 현탁액을 BPA 만 보충된 BM 또는 BPA와 상이한 항산화제가 보충된 BM에 첨가 하였다. 즉, 상기 실시예 1-3에서 정해진 농도로 처리한 대조군, BPA, BPA+GSH, BPA+Vit C, 및 BPA+Vit E를 포함한 총 5 개의 처리군이 본 발명에서 사용되었으며, 대조군 정자는 DMSO로만 처리하였다. 또한, 마우스 정자에 BPA(100 μM)를 처리하고 배양할 때 정자 파라미터(예: 운동성 및 생존력)에 악영향을 미치는 최소 시간은 6시간으로 나타나(Rahman et al., 2015, 2016), 정자 현탁액을 다양한 노출 계획하에 BM에서 6 시간 동안 배양 하였다.Specifically, after the mice were sacrificed, the epididymis tail was collected from each mouse, placed on a clean dry filter paper, and the surrounding fat was removed. Then, the epididymis tail was placed in a culture disk containing BM, and was pierced using a sterile needle to disperse sperm. Thereafter, preintubation was performed for 12 minutes, and the sperm suspension was added to BM supplemented with BPA alone or to BM supplemented with antioxidants different from BPA. That is, a total of five treatment groups, including the control, BPA, BPA+GSH, BPA+Vit C, and BPA+Vit E, treated at the concentration determined in Example 1-3 were used in the present invention, and the control sperm were DMSO. Treated with only. In addition, when mice sperm were treated with BPA (100 μM) and cultured, the minimum time to adversely affect sperm parameters (eg, motility and viability) was 6 hours (Rahman et al., 2015, 2016), and sperm suspension was used. Incubated for 6 hours in BM under various exposure schemes.

실시예Example 2. 실험 방법 2. Experiment method

2-1. 2-1. 정자자동분석Automatic sperm analysis (computer-assisted sperm analysis; CASA)(computer-assisted sperm analysis; CASA)

서로 다른 치료법에 따른 정자의 운동성 및 운동 역학은 SAIS-PLUS 버전 10.1 CASA 소프트웨어 프로그램 (Medical Supply, Seoul, Korea)을 사용하여 분석하였으며, 이전 연구(Rahman et al., 2015; Ryu et al., 2017)에 개시된 방법으로 CASA를 사용하였다. 각 처리 그룹에서, 10㎕의 정자 샘플을 37℃로 예열된 Makler 챔버(Makler, Haifa, Israel)에 놓았고 위상차 10x 대물렌즈를 CASA 프로그램에서 정자를 분석하기 위해 사용하였다. 상기 프로그램의 설정은 프레임이 다음과 같이 획득될 때 부착되었다: 프레임 속도: 30Hz, 최소 명암비(contrast): 7, 최소 사이즈: 5, 저/고 사이즈 게이트: 0.4-1.5, 저/고강도 게이트: 0.4-1.5, 비운동성 머리 사이즈: 16, 비운동성 밝기: 14. 상기 프로그램을 이용하여 운동성 정자와 운동 역학의 비율을 분석하기 위해 적어도 250개의 정자 세포가 있는 5 개의 대표 필드를 무작위로 선택하였다.Sperm motility and motor dynamics according to different treatments were analyzed using the SAIS-PLUS version 10.1 CASA software program (Medical Supply, Seoul, Korea), and in previous studies (Rahman et al., 2015; Ryu et al., 2017). ), CASA was used. In each treatment group, 10 μl of sperm samples were placed in a Makler chamber (Makler, Haifa, Israel) preheated to 37° C. and a phase difference 10× objective was used to analyze sperm in the CASA program. The settings of the above program were attached when the frame was acquired as follows: Frame rate: 30 Hz, minimum contrast: 7, minimum size: 5, low/high size gate: 0.4-1.5, low/high intensity gate: 0.4 -1.5, non-motile head size: 16, non-motile brightness: 14. Using the above program, 5 representative fields with at least 250 sperm cells were randomly selected to analyze the ratio of motile sperm to kinetic dynamics.

2-2. 2-2. HoechstHoechst 33258/ 33258/ chlorotetracyclinechlorotetracycline (H33258/ (H33258/ CTCCTC ) 염색) dyeing

정자의 수정능 획득 양상에 대한 BPA와 항산화제의 영향을 이전에 보고된 이중 염색 방법으로 분석하였다(Rahman et al., 2015; 2017). 배양 후, 정자 샘플을 100 × g에서 2.5 분간 원심분리하여 상층액을 제거하고, 15㎕의 H33258 용액을 135㎕의 정자 샘플에 첨가하고 실온에서 2 분간 유지하였다. 그런 다음 인산염 완충 용액(PBS)에 2% polyvinylpyrrolidone을 첨가하여 염색을 실시한 후 100 × g에서 2.5 분간 원심 분리하고, 정자 펠릿을 100㎕의 CTC 용액과 100㎕의 PBS에 재현탁 시켰다. 상기와 같이 염색 후, 10㎕의 정자 샘플을 커버 글라스가 있는 유리 슬라이드 위에 떨어뜨렸다. 각각의 처리에 의한 정자 샘플의 수정능 획득 양상은 표면형광 빛(Epifluorescence illumination)(자외선, BP 450±490/LP 515 여기/방출 필터가 있는 BP 340±380/LP 425)하에 Microphot-FXA 현미경(Nikon, Tokyo, Japan)을 사용하여 관찰하였다. 마지막으로, 정자를 수정능 획득 능력이 있는 정자(B, 첨체 영역과 어두운 후첨체가 녹색 형광으로 염색됨), 첨체 반응이 일어난 정자(AR, 두부가 염색되지 않음), 또는 수정능 획득 능력이 없는 정자(F, 정자 머리가 밝은 녹색 형광으로 균일하게 분산되어 염색됨)로 분류하였다. 적어도 400개의 정자가 각 유리 슬라이드에서 분석되었으며 각 절차는 각 처리 그룹에서 최소 3 회 반복되었다.The effects of BPA and antioxidants on sperm fertility acquisition were analyzed by the previously reported double staining method (Rahman et al., 2015; 2017). After incubation, the sperm sample was centrifuged at 100 × g for 2.5 minutes to remove the supernatant, and 15 µl of H33258 solution was added to 135 µl of sperm sample and kept at room temperature for 2 minutes. Then, 2% polyvinylpyrrolidone was added to the phosphate buffer solution (PBS), stained, centrifuged at 100 × g for 2.5 minutes, and the sperm pellet was resuspended in 100 µl of CTC solution and 100 µl of PBS. After staining as described above, 10 μl of sperm sample was dropped onto a glass slide with a cover glass. The aspect of fertility acquisition of sperm samples by each treatment was determined under a Microphot-FXA microscope (Epifluorescence illumination) (ultraviolet, BP 450±490/LP 515 excitation/emission filter BP 340±380/LP 425). Nikon, Tokyo, Japan). Finally, sperm with the ability to acquire fertility (B, the acrosome area and dark posterior acrosome are stained with green fluorescence), sperm with the acrosome reaction (AR, the head is not stained), or the ability to obtain fertility It was classified as missing sperm (F, sperm hair was uniformly dispersed and dyed with bright green fluorescence). At least 400 sperm were analyzed on each glass slide and each procedure was repeated at least 3 times in each treatment group.

2-3. 2-3. 활성산소종Reactive oxygen species (reactive oxygen species; (reactive oxygen species; ROSROS ) 측정) Measure

이전 연구(Rahman et al., 2015, 2017)에서 보고된 바와 같이 2'-7'-dichlorofluorescein diacetate(DCFDA) 키트(ab113851, Abcam, Cambridge, England)를 사용하여 세포 ROS 수준을 평가하였다. 구체적으로, 상기 실시예 1-4의 방법으로 상이한 5개 처리군의 정자를 배양한 후, 샘플을 세척하고 DCFDA 혼합물에 재현탁 시킨 다음 37℃에서 30분 동안 배양하였다. 배양 후, 정자 샘플을 1 x 버퍼(buffer) 용액 1ml로 세척하였다. 그런 다음, 샘플을 다시 세척하고 1 x 추가 버퍼 용액 500 μL로 재현탁하였다. 마지막으로, 정자 현탁액을 96-웰 플레이트에 두고 96-웰 플레이트의 형광을 485 nm 및 535 nm의 두 여기 파장에서 SoftMax Pro 5 소프트웨어 프로그램 (Molecular Devices, San Jose, CA, USA)을 사용하여 검출하였다.Cellular ROS levels were assessed using the 2'-7'-dichlorofluorescein diacetate (DCFDA) kit (ab113851, Abcam, Cambridge, England) as reported in a previous study (Rahman et al., 2015, 2017). Specifically, after culturing sperm of five different treatment groups by the method of Example 1-4, the sample was washed and resuspended in a DCFDA mixture, followed by incubation at 37° C. for 30 minutes. After incubation, the sperm sample was washed with 1 ml of 1 x buffer solution. Then, the sample was washed again and resuspended in 500 μL of 1× additional buffer solution. Finally, the sperm suspension was placed in a 96-well plate, and the fluorescence of the 96-well plate was detected using the SoftMax Pro 5 software program (Molecular Devices, San Jose, CA, USA) at two excitation wavelengths of 485 nm and 535 nm. .

2-4. 2-4. 웨스턴Western 블랏팅Blotting

상기 실시예 1-4의 방법으로 상이한 처리 조건 하에서 배양한 정자를 PBS로 10 분 동안 세척한 후, 상층액을 제거하고 정자 펠릿(pellet)을 5% 2-mercaptoethanol 을 사용하여 Laemmli 샘플 버퍼에 재현탁시켰다(Ryu et al., 2017b; Rahman et al., 2015, 2017). 각각의 처리로부터 500×106 정자 cell/mL를 함유한 샘플 버퍼를 12% SDS-PAGE에서 전기영동한 다음 polyvinylidene fluoride 멤브레인으로 옮겼다(Amersham, Piscataway, NJ, USA). 이어서 멤브레인을 차단제(3% ECL 프라임 차단제, Amersham)로 3시간 동안 차단시키고, 멤브레인을 PBS-T로 2분 동안 2회 세척하였다. 그 후, 멤브레인을 1차 항체와 함께 밤새 4 ℃에서 배양하였다. 상기 1차 항체로는 anti-phospho-PKA 기질(1:2000, Cell Signaling, Danvers, MA, USA), anti-phosphotyrosines(1:2000, ab16389, Abcam), 및 anti-nitrotyrosines(1:1000, ab42789, Abcam)을 사용하였다. 내부 조절을 위해, α-tubulin은 anti-α-tubulin(1:10000, ab7291, Abcam)을 사용하여 검출하였다. 1차 항체와 함께 밤새 배양한 후, 멤브레인을 세척하고 홀스래디시 퍼옥시다아제(horseradish peroxidase)-결합된 2차 항체를 처리하여 2시간 동안 배양하였다. 그런 다음, ECL 검출 시약(Amersham)을 사용하여 단백질 발현을 검출하였다. 상기 단백질 밴드를 GS-800 눈금 표시 농도계(calibrated imaging densitometer)(Bio-Rad, Hercules, CA, USA)를 사용하여 스캔하고 Quantity one 1-D 분석 프로그램(Bio-Rad)을 사용하여 각 밴드의 밀도를 분석하였다. 데이터는 처리된 샘플 및 대조군 샘플에서 α-tubulin에 대한 표적 단백질의 비율로 나타내었다.After washing the sperm cultured under different treatment conditions by the method of Example 1-4 for 10 minutes with PBS, the supernatant was removed and the sperm pellet was reproduced in Laemmli sample buffer using 5% 2-mercaptoethanol. It was turbid (Ryu et al., 2017b; Rahman et al., 2015, 2017). The sample buffer containing 500×10 6 sperm cells/mL from each treatment was electrophoresed on 12% SDS-PAGE, and then transferred to a polyvinylidene fluoride membrane (Amersham, Piscataway, NJ, USA). The membrane was then blocked with a blocker (3% ECL prime blocker, Amersham) for 3 hours, and the membrane was washed twice for 2 minutes with PBS-T. Thereafter, the membrane was incubated at 4° C. overnight with the primary antibody. The primary antibodies include anti-phospho-PKA substrate (1:2000, Cell Signaling, Danvers, MA, USA), anti-phosphotyrosines (1:2000, ab16389, Abcam), and anti-nitrotyrosines (1:1000, ab42789). , Abcam) was used. For internal regulation, α-tubulin was detected using anti-α-tubulin (1:10000, ab7291, Abcam). After incubation with the primary antibody overnight, the membrane was washed and treated with horseradish peroxidase-conjugated secondary antibody, followed by incubation for 2 hours. Then, protein expression was detected using ECL detection reagent (Amersham). The protein bands were scanned using a GS-800 calibrated imaging densitometer (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) and the density of each band using a Quantity one 1-D analysis program (Bio-Rad). Was analyzed. Data are expressed as the ratio of target protein to α-tubulin in treated and control samples.

2-5. 2-5. In vitroIn vitro 수정( Modify( IVFIVF ))

IVF의 경우, B6D2F1/CrljOri 하이브리드 암컷 마우스(10-12주령)를 OrientBio® (경기도 가평, 대한민국)에서 구입하였다. 이 마우스는 48 시간 간격으로 pregnant mare serum gonadotrophin (5 IU)과 인간 chorionic gonadotrophin (hCG, 5 IU)을 복강 내 주사하여 과배란을 유도하였다(Rahman et al., 2015, 2018; Ryu et al., 2017b). hCG 주사 후 약 15시간 후에 난구-난모세포 복합체(cumulus-oocyte complexes)를 수집하여 미네랄 오일에 10% 태아 소 혈청이 함유된 BM으로 옮기고 37℃, 5% CO2 환경에서 1 시간 동안 배양하였다. 또한, 적어도 3 마리의 마우스로부터 채취한 각 처리군에 약 30개의 난모세포를 사용하였으며, 수컷 마우스에서 채취하여 BPA/항산화제에 노출시킨 정자의 수정획득능력을 위해 0.4% BSA 함유 BM을 사용하였고, 배양된 난모세포로 1x106/mL의 정자를 수정시켰다. 난모세포는 이전에 기술된 바와 같이(Rahman et al., 2015, 2018), 37℃, 5% CO2 환경에서 6 시간 동안 배양되었다. 수정 후, 정상 접합체를 0.4 % BSA가 함유된 BM으로 옮겼다. 수정률은 수정 후 24 시간에 2-세포 배아의 수(난할)를 카운팅함으로써 평가하였다. 모든 2-세포 배아를 다시 0.4 % BSA가 함유된 BM 으로 옮기고 5 일 후 배반포의 수를 카운팅 하였다.For IVF, B6D2F1/CrljOri hybrid female mice (10-12 weeks old) were purchased from OrientBio® (Gapyeong, Gyeonggi-do, Korea). These mice were intraperitoneally injected with pregnant mare serum gonadotrophin (5 IU) and human chorionic gonadotrophin (hCG, 5 IU) every 48 hours to induce hyperovulation (Rahman et al., 2015, 2018; Ryu et al., 2017b ). About 15 hours after hCG injection, cumulus-oocyte complexes were collected, transferred to BM containing 10% fetal bovine serum in mineral oil, and incubated for 1 hour in an environment of 37° C. and 5% CO 2 . In addition, about 30 oocytes were used in each treatment group collected from at least 3 mice, and BM containing 0.4% BSA was used for the fertilization ability of sperm collected from male mice and exposed to BPA/antioxidants. , 1×10 6 /mL sperm were fertilized with cultured oocytes. As previously described (Rahman et al., 2015, 2018), oocytes were cultured for 6 hours in an environment of 37° C. and 5% CO 2 . After fertilization, the normal conjugate was transferred to BM containing 0.4% BSA. Fertilization rate was evaluated by counting the number of 2-cell embryos (negative percentage) 24 hours after fertilization. All two-cell embryos were transferred back to BM containing 0.4% BSA and the number of blastocysts was counted after 5 days.

난할(cleavage) 또는 배반포(blastocyst)의 비율(%)= Ratio of cleavage or blastocyst (%)=

Figure 112018108113726-pat00001
Figure 112018108113726-pat00001

2-6. 통계적 분석2-6. Statistical analysis

데이터는 SPSS 버전 23.0(시카고, IL, USA)의 일원 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 분석하였고, Tukey's HSD 테스트를 수행하여 상이한 처리군 간의 유의한 차이를 확인하였다. P<0.05는 통계적으로 유의한 차이를 나타내는 것으로 간주되었으며, 본 명세서에 표시된 수치는 평균 ± 표준 오차 (SEM)를 나타낸다.Data were analyzed using the One-way Analysis of ANOVA (ANOVA) of SPSS version 23.0 (Chicago, IL, USA), and Tukey's HSD test was performed to confirm significant differences between the different treatment groups. P<0.05 was considered to represent a statistically significant difference, and the values presented herein represent mean±standard error (SEM).

실험예Experimental example 1. One. BPA에On BPA 노출된 정자의 운동성 Exposed sperm motility 파라미터에 대한 항산화제의 효과Effect of antioxidants on parameters

정자의 운동성은 남성의 수정능력과 최적 운동성의 필수 예측 인자이며 운동 역학은 성공적인 수정의 기준이다(Suarez, 2008; Rahman et al., 2017b). 따라서, 먼저, 상기 실시예 2-1의 방법으로 항산화제가 BPA에 노출된 정자에서 운동성 파라미터를 방어하는지 여부를 평가하였다. Sperm motility is an essential predictor of male fertility and optimal motility, and motor dynamics are the criterion for successful fertilization (Suarez, 2008; Rahman et al., 2017b). Therefore, first, it was evaluated whether the antioxidant protects the motility parameter in sperm exposed to BPA by the method of Example 2-1.

그 결과, 이전의 연구(Rahman et al., 2015, 2016)에서 보고된 바와 같이, 100μM의 BPA가 대조군에 비해 운동성 정자의 비율을 유의하게 감소시킨 것으로 나타났다(P <0.05). 그러나 항산화제를 보충한 BPA 노출 정자에서는 운동성이 BPA 단독 처리군보다 유의하게 높았다 (P <0.05). 또한, GSH와 Vit E 병용 노출 그룹에서, 감소된 움직임 특성이 완전히 회복되었지만, Vit C 그룹에서는 그렇지 않았다(P <0.05). 전반적인 운동성과 달리, 곡선 속도(VCL), 평균 경로(VAP), 및 직선 속도(VSL)에서 미세한 변화를 관찰하였다. 그러나, 정자의 다른 역학 파라미터는 대조군과 처리군 간에 유의적인 차이를 보이지 않았다.As a result, as reported in the previous study (Rahman et al., 2015, 2016), it was found that 100 μM of BPA significantly reduced the proportion of motile sperm compared to the control group (P <0.05). However, in BPA-exposed sperm supplemented with antioxidants, motility was significantly higher than in BPA alone treatment group (P <0.05). In addition, in the GSH and Vit E combination exposure group, the reduced motion characteristics were completely recovered, but not in the Vit C group (P<0.05). Unlike overall motility, minor changes were observed in curved velocity (VCL), average path (VAP), and linear velocity (VSL). However, other epidemiologic parameters of sperm did not show a significant difference between the control and treatment groups.

하기 표 1에는 BPA 및 항산화제의 처리에 의한 정자의 운동 역학 파라미터의 변화를 나타내었다.Table 1 below shows the changes in sperm kinetics parameters by treatment with BPA and antioxidants.

표 1에서 MOT(motility)는 운동성, HYT(hyperactivated motility)는 과활성 운동성, VCL(curvilinear velocity)은 곡선 속도, VSL(straight-line velocity)는 직선 속도, VAP(average path velocity)는 평균 경로, LIN(linearity)은 선형성, BCF(beat cross frequency)는 진동수, WOB(wobble)는 흔들림, DNC(dance)는 움직임, DNM(dance mean)은 움직임 평균, ALH(mean amplitude of head lateral displacement)는 머리 측 변위의 평균 진폭을 의미하며, 데이터는 6회 반복 값의 평균 ±SEM을 나타낸 것이다(n=3 마우스/반복).In Table 1, MOT (motility) is motility, HYT (hyperactivated motility) is overactive motility, VCL (curvilinear velocity) is a curved velocity, VSL (straight-line velocity) is a linear velocity, VAP (average path velocity) is an average path, LIN (linearity) is linearity, BCF (beat cross frequency) is frequency, WOB (wobble) is shake, DNC (dance) is movement, DNM (dance mean) is movement average, ALH (mean amplitude of head lateral displacement) is head Mean amplitude of lateral displacement, and data represent mean ±SEM of 6 repetitions (n=3 mice/repeat).

ParametersParameters ControlControl BPABPA BPABPA ++ GSHGSH BPABPA ++ VitVit C C BPABPA ++ VitVit E E MOT (%)MOT (%) 81.54 ± 0.88A 81.54 ± 0.88 A 51.39 ± 1.91B 51.39 ± 1.91 B 64.51 ± 1.64C 64.51 ± 1.64 C 66.55 ± 2.22C 66.55 ± 2.22 C 67.40 ± 3.11C 67.40 ± 3.11 C HYP (%)HYP (%) 9.66 ± 0.879.66 ± 0.87 8.35 ± 0.378.35 ± 0.37 11.31 ± 1.0711.31 ± 1.07 8.55 ± 1.238.55 ± 1.23 8.93 ± 1.368.93 ± 1.36 VCL (μm/s)VCL (μm/s) 113.90 ± 3.61A,B 113.90 ± 3.61 A,B 113.38 ± 3.22A,B 113.38 ± 3.22 A,B 122.81 ± 3.30B 122.81 ± 3.30 B 102.93 ± 2.20A 102.93 ± 2.20 A 115.23 ± 3.69B 115.23 ± 3.69 B VSL (μm/s)VSL (μm/s) 42.82 ± 1.10A 42.82 ± 1.10 A 39.45 ± 2.00A,B 39.45 ± 2.00 A,B 43.64 ± 0.98A 43.64 ± 0.98 A 37.09 ± 1.24B 37.09 ± 1.24 B 41.32 ± 1.2A,B 41.32 ± 1.2 A,B VAP (μm/s)VAP (μm/s) 54.89 ± 2.27A 54.89 ± 2.27 A 51.22 ± 1.34A,B 51.22 ± 1.34 A,B 55.44 ± 1.29A 55.44 ± 1.29 A 46.76 ± 1.40B 46.76 ± 1.40 B 53.91 ± 1.05A 53.91 ± 1.05 A LIN (%)LIN (%) 38.09 ± 1.5438.09 ± 1.54 36.57 ± 1.2536.57 ± 1.25 35.93 ± 0.3735.93 ± 0.37 37.91 ± 1.1937.91 ± 1.19 35.88 ± 0.3335.88 ± 0.33 BCF BCF 13.57 ± 0.5413.57 ± 0.54 12.91 ± 0.3712.91 ± 0.37 12.38 ± 0.2312.38 ± 0.23 13.57 ± 0.3113.57 ± 0.31 13.18 ± 0.2413.18 ± 0.24 WOBWOB 48.36 ± 0.8848.36 ± 0.88 46.08 ± 0.3946.08 ± 0.39 45.55 ± 0.6945.55 ± 0.69 47.73 ± 0.7547.73 ± 0.75 46.89 ± 0.8546.89 ± 0.85 DNCDNC 578.37 ± 15.15A 578.37 ± 15.15 A 444.78 ± 13.48B 444.78 ± 13.48 B 640.2 ± 11.12A 640.2 ± 11.12 A 421.41 ± 9.86B 421.41 ± 9.86 B 585.74 ± 8.2A 585.74 ± 8.2 A DNM (μm)DNM (μm) 13.37 ± 1.2313.37 ± 1.23 13.24 ± 0.5913.24 ± 0.59 14.63 ± 0.4814.63 ± 0.48 11.35 ± 0.5111.35 ± 0.51 13.13 ± 0.4213.13 ± 0.42 ALH (μm)ALH (μm) 4.96 ± 0.324.96 ± 0.32 4.78 ± 0.144.78 ± 0.14 5.24 ± 0.135.24 ± 0.13 4.29 ± 0.124.29 ± 0.12 5.07 ± 0.135.07 ± 0.13

실험예Experimental example 2. 2. BPA에On BPA 노출된 정자의 수정능 획득 Acquisition of fertility of exposed sperm 양상에 대한 항산화제의 효과Effect of antioxidants on the aspect

성공적인 수정을 위해서는 포유 동물의 정자가 암컷의 생식 기관에서 복잡한 생화학적 변화를 겪어야 하며, 이들은 총괄하여 '수정능 획득(capacitation)'으로 알려져 있고, 첨체 세포 외 배출(acrosomal exocytosis)을 유발한다(Rahman et al., 2017a, 2017b; Visconti, 2009). 따라서, 상기 실시예 2-2의 방법으로 BPA 단독 및 항산화제가 처리된 BPA 노출 정자의 수정능 획득 양상의 변화를 평가하였다. For successful fertilization, the mammalian sperm must undergo complex biochemical changes in the female reproductive organs, collectively known as'capacitation', and cause acrosomal exocytosis (Rahman et al., 2017a, 2017b; Visconti, 2009). Therefore, the change in fertility acquisition pattern of BPA-exposed sperm treated with BPA alone and antioxidants by the method of Example 2-2 was evaluated.

그 결과, 도 3a에 나타낸 바와 같이, 첨체 반응한 정자수(AR 패턴)는 in vitro에서 BPA를 단독으로 처리한 군에서 유의하게 증가 하였으며, BPA에 노출된 정자가 GSH와 Vit E로 추가 보충되었을 때, AR 정자의 수는 Vit C와는 달리 대조군 수준과 유사하였다(P <0.05). 그러나, 도 3b 및 3c에 나타낸 바와 같이, BPA 단독 또는 BPA와 항산화제 처리군에서 수정능 획득 정자(도 3b) 및 수정능을 가지지 않은 정자(도 3c)의 수는 유의적인 차이가 없었다. As a result, as shown in Figure 3a, the acrosome-reacted sperm count (AR pattern) was significantly increased in the group treated with BPA alone in vitro , and sperm exposed to BPA were additionally supplemented with GSH and Vit E. At this time, the number of AR sperm was similar to that of the control group, unlike Vit C (P <0.05). However, as shown in Figs. 3b and 3c, there was no significant difference in the number of sperm with fertilization ability (Fig. 3b) and sperm without fertilization ability (Fig. 3c) in BPA alone or in BPA and antioxidant treatment groups.

실험예Experimental example 3. 단백질 키나아제-A ( 3. Protein Kinase-A ( PKAPKA ) 활성 및 ) Active and BPABPA 노출 정자의 티로신 Tyrosine in exposed sperm 인산화에 대한 항산화제의 효과Effect of antioxidants on phosphorylation

특히 티로신 잔기와 PKA 활성에 대한 단백질 인산화는 운동성 활성화, 수정능 획득 및 수정을 위한 포유류 정자의 첨체 반응(acrosome reaction)에 중요하다 (Rahman et al., 2016, 2017a, 2017b; Visconti, 2009). 따라서, 상기와 같은 정자의 파라미터에 대한 BPA 단독 또는 BPA와 항산화제 처리군의 영향을 상기 실시예 2-4의 웨스턴 블랏팅 분석으로 확인하여 도 4a에 나타내었으며, 이를 정량화하여 도 4b에 나타내었다. In particular, protein phosphorylation for tyrosine residues and PKA activity is important for the acrosome reaction of mammalian sperm for motility activation, fertility acquisition and fertilization (Rahman et al., 2016, 2017a, 2017b; Visconti, 2009). Therefore, the effect of BPA alone or BPA and antioxidant-treated groups on sperm parameters as described above was confirmed by the Western blotting analysis of Example 2-4 and shown in FIG. 4A, which was quantified and shown in FIG. 4B. .

그 결과, 이전 연구(Rahman et al., 2015; Wan et al., 2016)와 같이, 정자에서의 PKA 활성이 BPA 단독 처리군의 16 kDa 밴드에서 특히 증가된 것을 확인하였으며(도 4a), BPA와 항산화제 처리군에서는 PKA 활성이 대조군 수준과 유사한 것을 확인하였다(도 4b). As a result, as in the previous study (Rahman et al., 2015; Wan et al., 2016), it was confirmed that PKA activity in sperm was particularly increased in the 16 kDa band of the BPA-only treatment group (Fig. 4a), BPA It was confirmed that PKA activity was similar to that of the control group in the and antioxidant-treated groups (Fig. 4b).

또한, 도 4c에 나타낸 바와 같이 BPA 단독 또는 BPA와 항산화제 처리군의 60 kDa 밴드의 단백질 티로신 인산화 수준에서도 유사한 변화 패턴이 나타났으며, 도 4d에 나타낸 바와 같이 모든 처리군에서 대조군 정자보다 23kDa 밴드에서 유의하게 높은 단백질 티로신 인산화를 나타내었다(P <0.05)In addition, as shown in Fig. 4c, a similar pattern of change was also observed in the protein tyrosine phosphorylation level of the 60 kDa band of BPA alone or BPA and antioxidant treatment group, as shown in Fig. 4d, and 23 kDa band than the control sperm in all treatment groups. Showed significantly higher protein tyrosine phosphorylation in (P <0.05)

실험예Experimental example 4. 4. BPA에On BPA 노출된 정자의 세포 내 In the cells of the exposed sperm ROSROS 및 단백질 티로신 And protein tyrosine 니트로화에To nitration 대한 항산화제의 효과 Effects of antioxidants on

낮은 수준의 ROS는 정자 기능의 조절에 필수적이다. 그러나, 이러한 잠재 산소 대사 산물의 생성이 증가하면 이는 단백질의 자발적인 티로신 니트로화(nitration)를 유발하고 세포에 대한 산화 스트레스를 유발한다(Rahman et al., 2018, Herrero et al., 2001). 따라서 상이한 처리 조건에 따른 정자의 스트레스 반응 메커니즘을 밝히기 위해 상기 실시예 2-3의 방법으로 세포 내 ROS를 측정하고 티로신 니트로화 수준을 확인하였다. Low levels of ROS are essential for regulation of sperm function. However, when the production of these latent oxygen metabolites increases, it causes spontaneous tyrosine nitration of proteins and causes oxidative stress on cells (Rahman et al., 2018, Herrero et al., 2001). Therefore, in order to elucidate the mechanism of the stress response of sperm according to different treatment conditions, the intracellular ROS was measured by the method of Example 2-3 and the tyrosine nitration level was confirmed.

그 결과, 도 5a 에 나타낸 바와 같이 BPA 처리군에서 대조군 및 다른 군보다 유의하게 높은 ROS 수준을 관찰하였으며(P<0.05), 동시에 BPA 및 항산화제 처리군에서 증가된 ROS에 의해 유도된 산화 스트레스가 완전히 회복된 것을 확인하였다. As a result, as shown in FIG. 5A, significantly higher ROS levels were observed in the BPA-treated group than in the control group and other groups (P<0.05), and at the same time, the oxidative stress induced by the increased ROS in the BPA and antioxidant-treated groups was observed. It was confirmed that it was completely recovered.

한편, 상기 실시예 2-4의 방법으로 웨스턴 블랏팅을 실시한 결과, 도 5b에 나타낸 바와 같이 BPA 단독 처리군과 BPA 및 항산화제 처리군 모두 대조군 보다 높은 단백질 티로신 니트로화(16kDa의 분자량)를 나타내었으며(P<0.05), 도 5c에 나타낸 바와 같이 BPA+GSH와 BPA+Vit C 처리군은 BPA 단독 처리군에 비해 유의적으로 낮은 티로신 니트로화를 나타내었으나, BPA+Vit E 처리군은 BPA 단독 처리군에 비해 유의적인 차이를 나타내지 않았다.On the other hand, as a result of Western blotting by the method of Example 2-4, as shown in FIG. 5B, both the BPA-only treatment group and the BPA and antioxidant treatment groups showed higher protein tyrosine nitration (16 kDa molecular weight) than the control group. (P<0.05), BPA+GSH and BPA+Vit C treatment group showed significantly lower tyrosine nitration compared to BPA alone treatment group, but BPA+Vit E treatment group showed BPA only. There was no significant difference compared to the treatment group.

상기 ROS 검출 분석을 위해 사용한 상기 실시예 2-3의 DCFDA 방법은 세포 내 하이드록실, 퍼옥실 및 다른 ROS 활성을 측정할 수 있는 세포 투과성 시약인 2',7' dichlorofluorescin diacetate 염료를 기반으로 하였으나, 티로신 니트로화는 peroxynitrite(ONOO-)에 의해 유도된다(Saura et al., 2014). 따라서, 항산화제가 BPA에 노출된 정자에서 총 ROS를 감소시켰지만, 정자는 ONOO-가 중재하는 스트레스를 완전히 극복 할 수는 없었다.The DCFDA method of Example 2-3 used for the ROS detection assay was based on 2',7' dichlorofluorescin diacetate dye, which is a cell permeable reagent capable of measuring intracellular hydroxyl, peroxyl and other ROS activities, Tyrosine nitration is induced by peroxynitrite (ONOO-) (Saura et al., 2014). Thus, although antioxidants reduced total ROS in BPA-exposed sperm, sperm could not completely overcome ONOO-mediated stress.

실험예Experimental example 5. 5. BPA에On BPA 노출된 정자의 수정 및 초기 배아 발생 Fertilization of exposed sperm and early embryonic development 능력에 대한 항산화제의 효과Effect of antioxidants on ability

정상적인 상황에서, 무정란의 난구 세포에 의해 분비되는 프로게스테론은 수정 전에 정자에서 첨체 반응을 촉진한다. 그러므로, 첨체 반응이 난모 세포와 만나기 전에 정자에서 일어나면, 이들 정자는 수정 능력을 가진다(Rahman et al., 2015). 조기 첨체 반응은 변화된 미토콘드리아 활성 및 산화 스트레스와 관련된 염색질 탈응축 증가와 관련이 있다(Chaveiro et al., 2006; Wongtawan et al., 2006).Under normal circumstances, progesterone, secreted by the amorphous egg cell, promotes the acrosome response in the sperm before fertilization. Therefore, if the acrosome reaction occurs in the sperm prior to meeting the oocyte, these sperm have fertility (Rahman et al., 2015). Early acrosome responses are associated with altered mitochondrial activity and increased chromatin decondensation associated with oxidative stress (Chaveiro et al., 2006; Wongtawan et al., 2006).

이에, 상기 실시예 2-5의 방법으로 In vitro 수정(IVF) 분석을 사용하여 수정과 초기 배아 발달을 위한 정자의 능력을 조사하였으며, 특히 BPA에 노출된 후 항산화제가 정자의 수정 능력을 보호 할 수 있는지를 확인하였다. Thus, the ability of sperm for fertilization and early embryo development was investigated using in vitro fertilization (IVF) analysis by the method of Example 2-5. In particular, antioxidants can protect sperm fertility after exposure to BPA. I checked if it can.

그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이 GSH와 Vit E가 BPA에 노출된 정자의 수정 및 초기 배아 발생 능력을 회복할 수 있음을 확인하였다(P <0.05). Vit C는 BPA에 노출된 정자에 의한 수정과 배아 발달을 약간 증가시켰으나, 실질적인 증가는 통계적으로 유의하지 않았다.As a result, as shown in Fig. 6, it was confirmed that GSH and Vit E can recover the fertilization and early embryo-generating ability of sperm exposed to BPA (P<0.05). Vit C slightly increased fertilization and embryonic development by sperm exposed to BPA, but the actual increase was not statistically significant.

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 실시예 및 실험예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the examples and experimental examples described above are illustrative in all respects and are not limiting.

Claims (7)

글루타티온(glutathione)을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물.
A composition for alleviating reproductive toxicity by bisphenol A (Bisphenol-A; BPA) containing glutathione as an active ingredient.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 글루타티온(glutathione)은 농도가 1mM 내지 10mM인 것을 특징으로 하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물.
The method of claim 1,
The glutathione (glutathione) is characterized in that the concentration is 1mM to 10mM, bisphenol A (Bisphenol-A; BPA) for reproductive toxicity alleviation composition.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 비스페놀 A에 의한 생식독성은 활성산소종 생성, 단백질 인산화효소 A(protein kinase A; PKA) 활성화, 단백질 티로신 니트로화, 정자의 수정능 획득 감소, 또는 정자의 초기 배아 발달 능력 감소 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 완화용 조성물.
The method of claim 1,
The reproductive toxicity by the bisphenol A is any one or more of the generation of reactive oxygen species, the activation of protein kinase A (PKA), the nitration of protein tyrosine, the decrease in the acquisition of sperm fertility, or the decrease in the early embryonic development ability of sperm. Characterized in that, bisphenol A (Bisphenol-A; BPA) for reproductive toxicity alleviation composition.
글루타티온(glutathione)을 유효성분으로 포함하는, 비스페놀 A(Bisphenol-A; BPA)에 의한 생식독성 예방 또는 개선용 식품조성물.A food composition for preventing or improving reproductive toxicity by bisphenol-A (BPA), containing glutathione as an active ingredient.
KR1020180132543A 2018-10-31 2018-10-31 Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material KR102160793B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180132543A KR102160793B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180132543A KR102160793B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200049359A KR20200049359A (en) 2020-05-08
KR102160793B1 true KR102160793B1 (en) 2020-09-28

Family

ID=70677912

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180132543A KR102160793B1 (en) 2018-10-31 2018-10-31 Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102160793B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220002151A (en) * 2020-06-30 2022-01-06 경상국립대학교산학협력단 Composition for preventing, ameliorating or treating disease caused by nitration of tyrosine in protein comprising tyrosine as effective component
EP4298924A1 (en) * 2021-02-23 2024-01-03 Industry-Academic Cooperation Foundation Gyeongsang National University Composition, for preventing, relieving, or treating disease caused by nitration of protein, containing peptide having tyrosine located at terminal as active ingredient

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000067768A1 (en) * 1999-05-10 2000-11-16 Nippon Shinyaku Co.,Ltd. Compositions for recovering hypofertility
US20100278939A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Parviz Gharagozloo Treating male infertility secondary to sperm oxidative stress

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100637358B1 (en) * 2004-01-13 2006-10-20 재단법인서울대학교산학협력재단 Composition comprising the extract of Glycyrrhizae radix for preventing the toxicity of Endocrine Disruptors
KR20090075481A (en) * 2008-01-04 2009-07-08 한림대학교 산학협력단 Antioxidant composition comprising glycyrrhiza glabra extract
KR20110016756A (en) * 2009-08-12 2011-02-18 최창원 Antioxidants of dietary supplement withania somnifera root and leaf reduce blood glucose levels and improve diabetes
KR101941427B1 (en) 2017-03-08 2019-01-23 영남대학교 산학협력단 Diagnostic method for toxicity of bisphenol A

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000067768A1 (en) * 1999-05-10 2000-11-16 Nippon Shinyaku Co.,Ltd. Compositions for recovering hypofertility
US20100278939A1 (en) * 2009-05-01 2010-11-04 Parviz Gharagozloo Treating male infertility secondary to sperm oxidative stress

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200049359A (en) 2020-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Roychoudhury et al. Potential role of green tea catechins in the management of oxidative stress-associated infertility
US9623042B2 (en) Combination preparation for improving sperm quality
Silici et al. Antioxidative effect of royal jelly in cisplatin-induced testes damage
Bhardwaj et al. Ameliorating effects of natural antioxidant compounds on female infertility: a review
Jayaganthan et al. Effects of Tinospora cordifolia supplementation on semen quality and hormonal profile in rams
WO2020013086A1 (en) Sperm fertility promoter
KR102160793B1 (en) Composition for relieving reproductive toxicity by bisphenol A comprising antioxidant material
TW201733603A (en) Composition containing xanthophyll and processed product of trapa genus plant
EP3142671B1 (en) Combination of biologically active substances for treating hyperglycemic diseases
Barberino et al. Protective effects of antioxidants on cyclophosphamide-induced ovarian toxicity
Yu et al. Schisanhenol improves early porcine embryo development by regulating the phosphorylation level of MAPK
Vizzarri et al. Lippia citriodora (verbascoside) extract supplementation: Effect on rabbit semen quality in vivo and in vitro
JP2009191012A (en) Infertility treating agent containing oleuropein, oleuropein derivative or hydroxytyrosol as active component
Ayeleso et al. Effects of red palm oil and rooibos on sperm motility parameters in streptozotocininduced diabetic rats
EP2648807B1 (en) Combination preparation for improving female fertility
US20160367500A1 (en) Compositions comprising vitamin c, vitamin e, and coenzyme q10 and use thereof for promoting female fertility and reproductive health
AT411014B (en) PREPARATIONS OF VITAMIN E IN COMBINATION WITH AFAMINE
Zhao et al. Potential role of tea extract in oocyte development
Khalil et al. Recent approaches in the use of antioxidants and proteomic modifications in ram semen preservation
KR101840092B1 (en) A pharmaceutical composition for preventing or treating peripheral neurodegenerative diseases comprising ethyl pyruvate
El-Ratel Impact of lycopene or folic acid treatment on semen quality, blood constituents and fertility of rabbit bucks
Bello et al. Antifertility effect of okra (Abelmoschus esculentus) in men
Barakat et al. Influence of Media Supplementation with Zinc and/or Thymoquinone on in vitro Fertilization and Mouse Oocytes Development
Pandey et al. Reactive oxygen species signalling in the deterioration of quality of mammalian oocytes cultured in vitro: Protective effect of antioxidants
KR102275715B1 (en) Pharmaceutical composition for anti-oxidant and anti-cancer comprising Coprinus comatus extract as effective material and manufacturing method for the same

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant