KR102291168B1 - 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 조성물은 혈당, 인슐린, 당화혈색소, 혈장 콜레스테롤 및 중성지방 등 각종 대사성 질환의 임상 지표를 유의적으로 개선시키고, 최종당화산물 생성을 억제하며, 메틸글리옥살에 의해 유도된 세포독성에 대하여 유의미한 세포보호 효능이 있으므로, 대사성 질환 또는 이의 합병증의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물{Compositions for the prevention or treatment of metabolic diseases containing extracts or fractions of Typha angustifolia}
본 발명은 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
최근 경제적 발전과 식습관 등의 변화에 따라 비만, 당뇨, 고지혈증, 고혈압, 등 다양한 질병을 포함하는 대사성 질환의 발생이 급증하고 있다.
이는 위생환경의 개선과 식생활 향상으로 섭취 열량 또한 급속한 증가가 이루어지고 있으나, 운동은 부족하여 소비되는 열량이 적으므로 체내에 과도한 영양분이 축적되기 때문이다.
보건복지부가 발표한 국민건강 영양조사 자료에 따르면, 대사성 질환의 유병률이 남성 30.4%, 여성 28.5%로 보고된 바 있으며, 이로부터 발병되는 심장질환과 뇌졸중은 한국인 사망원인의 2위 및 3위를 차지하는 것으로 보고된 바 있다.
균형 있는 신진대사가 잘 이루어지지 않아 발생하는 대사성 노폐물과 독소를 방출시키지 못하여 인체 내에 쌓이는 노폐물들이 인체의 기능을 상실시켜 발생하는 증상으로, 인슐린 저항성(insulin resistance)이 주요 원인으로 알려진 대사성 질환(Metabolic Diseases)은 관상동맥 내 손상을 유발하고, 심장질환 또는 중풍의 원인을 제공하거나, 신장에서 소금을 제거하는 능력이 떨어져서 고혈압을 일으키고, 심혈관질환의 원인을 제공하는 총콜레스테롤과 중성지방 비율을 증가시키며, 혈액 응고의 위험을 가중하고, 제2형 당뇨로 고혈당과 인슐린 분비 장애가 생겨 눈, 신장, 신경에 손상을 초래하는 것으로 알려져 있다.
또한, 최근 성인병 증가와 더불어 동맥경화 등의 혈관 장애 관련 질환이 매우 증가하고 있다. 대표적인 혈관 장애 질환으로서 동맥경화는 동맥벽에 지질과 섬유질 요소가 축적되어 진행되는 염증성 질환으로서, 고혈압, 흡연, 비만, 혈장 저밀도 지질 단백질(low-density lipoprotein: LDL)의 증가 등이 그 주요 원인이다. 상기 동맥경화는 뇌동맥 또는 관상동맥에서 일어나기 쉬우며, 이로 인하여 심장질환, 뇌혈관 질환 등의 순환계 질환으로 발전하게 된다.
한편, 부들(Typha angustifolia L.)은 부들과의 다년초 외떡잎식물로서, 연못이나 하천, 강, 늪지 등에서 볼 수 있는데, 근경이 가로로 뻗고 굵으며, 줄기는 원주형으로 곧게 서고, 잎은 선형으로서 좁고 길며 녹색이다. 부들 화분(꽃가루)은 수촉 혹은 포황(蒲黃)으로 불리며, 맛이 달고, 독성이 없어, 한방에서는 지혈제, 자궁출혈, 토혈, 출혈성하리, 탈항, 소염성 이뇨약, 치질, 대하증, 월경불순, 방광염 등에 대한 약재로 사용되고 있다. 부들 화분에는 리신(lysine)을 포함한 유리아미노산의 함량이 높고 미량원소, 비타민이 다량 함유되어 있으며 아밀라아제(amylase), 인버타아제(invertase) 등과 같은 여러 종류의 효소 활성이 높다고 알려져 있다. 또한, 부들의 싹인 향포(香蒲)는 입안이 헤어지면서 냄새나는 것을 치료하고 이를 든든하게 하며 눈과 귀를 밝게 한다고 알려져 있다. 따라서, 부들의 화분을 이용한 다양한 연구가 수행됐으며, 등록특허 제10-913370호에 부들 화분 추출물을 함유하는 항혈전 조성물에 관한 기술이 공지되어 있고, 특허등록 제10-1039145호에 부들 추출물을 포함하는 순환기 질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 내용이 공지된바 있다. 그러나, 상기 선행문헌들은 전통적인 한약재로 사용되어 오던 포황의 약효에 관한 연구에 그치는 데 불과하여, 포황 이외 부위의 부들 소재를 이용한 다양한 생리활성 연구가 미흡하였으며, 특히 대사성 질환에 적용 가능한 약학적 소재 또는 식품 소재로서 천연식물 소재인 부들의 활용을 제한하고 있는 한계가 있었다.
이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 대사성 질환에 대한 효과가 우수한 물질에 관하여 연구를 수행하였으며, 국내 자생 식물체 중 특히 부들의 지상부 부위의 추출물 또는 이의 분획물이 대사성 질환의 예방 및 치료에 우수한 효과를 나타냄을 규명하여, 본 발명을 완성하게 되었다.
한국등록특허 제10-1039145호(2011.05.30) 한국등록특허 제10-0913370호(2009.08.14)
따라서, 본 발명의 주된 목적은 대사성 질환의 예방 또는 치료에 뛰어난 효과가 있는 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.
본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 "부들(Typha angustifolia L.)"은 한반도 전역에서 자생하는 부들과의 다년초 외떡잎식물을 의미한다.
본 발명의 상기 부들 추출물은, 부들의 천연, 잡종 또는 변종 식물로부터 추출될 수 있고, 식물 조직 배양물에서도 추출할 수 있다.
본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 부들 추출물은 지상부의 잎 및 줄기 부위를 대상을 추출한 부들 추출물인 것이 바람직하다. 본 발명자들이 부들의 다양한 부위를 대상으로 대사성 질환에 대한 실험을 수행한 결과, 지상부의 잎 및 줄기 부위에서 추출한 추출물 또는 그 분획물이 우수한 대사성 질환의 예방 및 치료에 효과가 있음을 검증한 바 있다.
본 발명에서의 용어, "대사성 질환"은 대사에 문제가 있어서 발생하는 다양한 질환을 통칭하는 것으로, 대사증후군이라고도 한다. 본 발명의 대사성 질환은 부들 추출물 또는 이의 분획물로 치료 또는 예방할 수 있는 질환은 제한 없이 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "추출물"은 식물의 추출 처리에 의하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다. 본 발명의 상기 추출물은 바람직하게 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있다.
본 발명의 상기 부들의 추출에 있어서, 상기 추출물을 추출하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 부들을 추출하는데 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물; 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 부틸알코올 등의 C1 내지 C4의 저급 알코올; 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올; 및 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 벤젠, 헥산, 디에틸에테르, 디클로로메탄 등의 탄화수소계 용매; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
따라서, 본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 부들 추출물을 물과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매 또는 이들의 혼합용매로 추출할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "분획물"은 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.
본 발명의 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 분획물은 부들 추출물의 에틸아세테이트 분획물인 것이 대사성 질환의 예방 또는 치료에 대한 효과가 가장 높은 것으로 나타나 바람직하다. 본 발명에서, 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 부들을 추출하여 얻은 추출물에 소정의 용매를 처리하여 상기 추출물로부터 분획물을 얻는 방법을 들 수 있다. 본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexane), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 분획 용매 중 알코올을 사용하는 경우에는 구체적으로는 C1 내지 C4의 알코올을 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "예방"은 본 발명에 따른 조성물의 투여로 비만, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화, 고인슐린혈증, 및 당뇨병 등의 대사성 관련 질환의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 말한다. 본 발명에서 사용되는 용어 "치료"는 본 발명에 따른 조성물의 투여로 상기 질환들의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 말한다.
본 발명의 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 대사성 질환은 비만, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화, 고인슐린혈증, 및 당뇨병으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 질환일 수 있다.
본 발명에서 용어 "고지혈증"은 중성지방과 콜레스테롤 등의 지방 대사가 제대로 이루어지지 않아 혈액 중에 지방량이 많아 유발되는 질환을 말한다. 구체적으로는 혈액 내의 중성지방, LDL 콜레스테롤, 인지질 및 유리 지방산 등의 지질 성분이 증가된 상태로서 발생빈도가 높은 고콜레스테롤혈증 또는 고중성지방혈증을 포함한다.
본 발명에서 용어 "고혈압"은 고혈압은 동맥의 혈압이 만성적으로 높은 상태로서, 18세 이상의 성인에서 수축기 혈압이 140mmHg 이상이거나 확장기 혈압이 90mmHg 이상인 경우를 말하며, 비만 등에 의해 발생하기도 한다.
본 발명에서 용어 "동맥경화"는 동맥경화는 콜레스테롤, 인지질, 칼슘 등을 함유한 지방성 물질(plaque)이 혈관 내막에 축적되어 동맥은 단단해져 탄력성을 잃고 좁아져서 혈액공급이 저해되거나 압력이 높아져 동맥이 파열, 박리 등이 일어나는 상태를 말한다.
본 발명에서 용어 "고인슐린혈증"은 혈중 인슐린 수치가 높은 상태로서, 교감 신경 활성 항진이나 신장에서 나트륨 흡수 등을 촉진하는 등 비만 또는 당뇨병 등에 수반되는 질병이다.
본 발명에서 용어 "당뇨병"이란 인슐린의 분비량이 부족하거나 인슐린의 작용 및 기능이 충분히 이루어지지 않을 때 나타나는 질병을 의미하며, 글리코겐, 단백질 및 지방질의 과도한 분해로 간 또는 혈액 중 글루코스 농도의 비정상적인 증가를 일으켜 당뇨 및 케톤뇨를 초래하고, 수분 및 전해질 대사 이상으로 전해질 상실에 의한 혈액 농축 상태와 함께 순환장애, 신장 장애 등의 병적 상태를 유발하는 질환이다. 인슐린은 췌장 내에 존재하는 랑게르한스섬의 베타 세포에서 분비되고, 혈중 글루코스 농도가 증가하면 분비되며, 감소하면 분비가 억제되어 에너지원의 적절한 활동을 조절하게 된다. 이 병은 인슐린 의존형 당뇨병(I형)과 인슐린 비의존성 당뇨병(II형)으로 구분된다. 당뇨병 진단은 일반적으로 혈중 글루코스 농도 측정을 통해서 가능한데, 기준에 따라서 차이를 나타낸다. 인간에게서는 일반적으로 혈중에서 글루코스가 평소 200mg/dl 이상, 공복시 140mg/dl 이상일 때 당뇨병으로 진단한다. 따라서, 혈액 내 또는 간에서의 글루코스 농도를 낮추면 당뇨병의 치료 또는 예방을 할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는, 수컷 ICR 마우스에서 부들의 에탄올 추출물 및 용매 분획물들을 처리한 군이 무처리 정상대조군에 비하여 혈당 감소 효과가 유의적으로 높은 것으로 나타났고, 특히, 에틸아세테이트 분획물 처리군은 양성대조군인 혈당강하제 의약품인 메트포르민 투여군에 비교하여도 더욱 개선된 혈당 감소 효과를 나타내는 것이 확인되었다(표 1). 또한, 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물은 혈당, 인슐린, 당화혈색소, 혈장 콜레스테롤 및 중성지방 등 각종 대사성 질환의 임상 지표를 유의적으로 개선시키고(표 3), DPP-IV 효소에 대하여 효과적인 억제 활성이 있는 것으로 관찰되었으며(표 4), 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물은 양성대조군으로 사용된 아미노구아니딘과 유사한 수준으로 최종당화산물 생성을 억제하는 것으로 확인되었고(표 5), 인슐린 저항성, 고혈당, 지방의 축적과 비만 등 대사성 질환의 주요 원인의 하나로 알려진 메틸글리옥살에 의해 유도된 세포독성에 대하여 본 발명의 부들 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물이 아미노구아니딘과 유사한 정도의 유의미한 세포 보호 효능을 갖는 것을 확인하였다(표 6).
본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.
적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여인 경우에는 정맥 내 주입, 피하주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 1일 투여량은 예컨대 0.001 내지 500㎎/㎏이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 본 발명의 대사증후군 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 대사성 질환을 갖는 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 대사성 질환의 치료 방법을 제공한다. 본 발명의 대사성 질환 및 투여 방법은 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 용어 "투여"란 적절한 방법으로 개체에 소정의 물질을 도입하는 것을 의미한다. 본 발명의 용어 "개체"란 대사성 질환이 발병하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 쥐, 생쥐, 가축 등의 모든 동물을 의미한다. 구체적인 예로, 인간을 포함한 포유동물일 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 개선용 기능성 식품 조성물 형태로 제공될 수 있으며, 이러한 대사성 질환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다. 본 발명의 부들 추출물 또는 이의 분획물은 마우스 동물모델 실험을 통해 대사성 질환예방 효과가 있음을 확인함으로써, 대사성 질환 또는 이의 합병증의 예방 또는 개선용 건강기능식품의 성분으로 유용하게 사용될 수 있다.
본 명세서의 "기능성 식품"이란 일상 식사에서 결핍되기 쉬운 영양소나 인체에 유용한 기능을 가진 원료나 성분(기능성 원료)을 사용하여 제조한 것으로, 인체의 정상적인 기능을 유지하거나 생리 기능 활성화를 통하여 건강을 유지하고 개선하는 식품으로 식품의약품안전처장이 정한 것을 의미하나, 이에 한정되지 않으며 통상적인 의미의 건강식품을 배제하는 의미로 사용된 것이 아니다.
본 발명의 부들 추출물 또는 이의 분획물은 식품에 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방 또는 개선용)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 전체 식품에서 상기 추출물 또는 분획물의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 90 중량부로 첨가할 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나, 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취할 때에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없으므로 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 부들 추출물 또는 이의 분획물 이외에 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함한다. 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 감미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알코올이다. 감미제로서 천연 감미제[타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시리진 등)] 및 합성 감미제(사카린, 아스파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유효성분 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액, 감초 추출액 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물을 제공한다.
본 발명의 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 대사증후군 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물, 및 이를 포함하는 사료는 보조성분으로 아미노산, 무기염류, 비타민, 항생물질, 항균물질, 항산화, 항곰팡이, 효소, 살아있는 미생물 제제 등과 같은 각종 보조제가 곡물, 예를 들면 분쇄 또는 파쇄된 밀, 귀리, 보리, 옥수수 및 쌀; 식물성 단백질 사료, 예를 들면 평지, 콩 및 해바라기를 주성분으로 하는 것; 동물성 단백질 사료, 예를 들면 혈분, 육분, 골분 및 생선분; 당분 및 유제품, 예를 들면 각종 분유 및 유장 분말로 이루어지는 건조 성분, 건조 첨가제를 모두 혼합한 후, 액체 성분과, 가열 후에 액체가 되는 성분, 즉, 지질, 예를 들면 가열에 의해 임의로 액화시킨 동물성 지방 및 식물성 지방 등과 같은 주성분 이외에 영양보충제, 소화 및 흡수향상제, 성장촉진제, 질병예방제 등과 같은 물질과 함께 사용될 수 있다. 또한, 상기 부들 추출물 또는 이의 분획물은 동물에게 단독으로 식용 담체 중에서 다른 사료 첨가제와 조합되어 투여될 수 있다.
본 발명은 포유류, 가금 및 어류를 포함하는 다수의 동물 식이에 적용할 수 있다. 보다 상세하게, 식이는 상업상 중요한 포유류, 예를 들어 개, 고양이 등의 애완동물과, 돼지, 소, 양, 염소, 실험용 설치 동물(래트, 마우스, 햄스터 및 게르빌루스쥐), 모피 소유 동물(예, 밍크 및 여우), 및 동물원 동물(예, 원숭이 및 꼬리 없는 원숭이) 등에 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함한 동물용 사료첨가제의 배합 방법은, 부들 추출물 또는 이의 분획물을 동물 사료에 건조 중량 기준으로 사료 1㎏당 약 2g 내지 500g의 양으로 혼입할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 부들 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 조성물은 혈당, 인슐린, 당화혈색소, 혈장 콜레스테롤 및 중성지방 등 각종 대사성 질환의 임상 지표를 유의적으로 개선시키고, 최종당화산물 생성을 억제하며, 메틸글리옥살에 의해 유도된 세포독성에 대하여 유의미한 세포보호 효능이 있으므로, 대사성 질환 또는 이의 합병증의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
실시예 1. 부들 추출물과 그 분획물의 제조
1-1. 부들 추출물의 제조
부들의 지상부 (잎과 줄기)를 경기도 수원시 일대에서 채취하여 불순물을 세척하고 절단하여 건조한 다음, 1kg을 취하여 10배량의 80% 에탄올로 2회 추출하고, No.2 여과지로 여과한 여액을 회전감압농축기로 농축하여 부들 추출물(제조예 1) 123g을 얻었다.
1-2. 부들 추출물의 용매분획물 제조
상기 부들 추출물 123g을 정제수 1ℓ로 현탁한 후, n-헥산 1ℓ, 에틸아세테이트 1ℓ, 및 수포화부탄올 1ℓ로 순차적으로 용매계통분획 및 감압농축하여, 각각 n-헥산 분획물(제조예 2) 27g, 에틸아세테이트 분획물(제조예 3) 38g, 및 부탄올 분획물(제조예 4) 25g을 얻었다.
실시예 2. 마우스 포도당 경구당부하 시험
상기 실시예 1에서 제조한 부들 추출물 및 그 분획물의 경구 투여에 의한 혈당 강하 효과를 검정하고자, 마우스를 동물모델로 하여 포도당 경구부하시험(OGTT, Oral glucose tolerance test)을 실시하였다.
구체적으로, 5주령의 수컷 ICR 마우스를 입수하여 1주간 순응시킨 후, 시험 전날 16시간 동안 절식시켰다. 시험군은 절식한 마우스에 글루코오스 투여 90분 전에 부들 추출물 및 분획물을 각각 100mg/kg로 경구 투여 하였다. 글루코오스 투여 직전 마우스 꼬리 정맥에서 채혈한 후 글루코오스를 마우스에 체중(kg)당 1g씩 경구 투여하였다. 글루코오스 투여 후 시간별(30, 60, 90, 120, 및 150분)로 채혈하고 혈당량을 측정하였다. 양성대조군은 메트포르민(metformin)을 500mg/kg 용량으로 경구 투여하였다. 각 군당 5마리의 마우스를 사용하였다.
[표 1]
Figure 112018107901034-pat00001
실험결과, 부들의 에탄올 추출물 및 용매 분획물들은 무처리 정상대조군에 비하여 혈당 감소 효과가 유의적으로 높게 나타났다. 부들 추출물의 분획물 중에서는 헥산 분획물 또는 부탄올 분획물에 비하여 에틸아세테이트 분획물에서 가장 높은 혈당 감소 효과가 나타났으며, 에틸아세테이트 분획물은 양성대조군인 혈당강하제 의약품인 메트포르민 투여군에 비교하여도 더욱 개선된 혈당 감소 효과를 나타내는 것이 확인되었다.
실시예 3. DB/DB 마우스 대사질환 개선 효능
당뇨 마우스에 10주간 대조식이와 각 시험물질을 섭취시키면서 체중 및 식이섭취량을 조사한 결과, 체중 및 식이섭취량에 있어서 대조군에 비해 부들 에탄올 추출물과 그 분획물을 처리한 군에서 체중과 식이섭취량이 약간 증가하는 경향을 보이기는 하였으나, 유의적인 차이는 나타나지는 않았다.
[표 2]
Figure 112018107901034-pat00002
다만, 일반적으로 당뇨병의 경우, 인슐린의 부재 및 작용성 감소로 혈당이 조절되지 않고 당이 조직 내로 공급되지 못하여 에너지원을 만들기 위해 근육 및 간에서의 당 신생이 활발히 일어나는 등, 당 대사의 변화를 초래하여 체중의 감소가 유발된다. 이러한 측면에서 볼 때, 부들의 에탄올 추출물 또는 부들의 에틸아세테이트 분획물의 투여로 인하여 체중이 증가하는 경향을 보이는 상기와 같은 결과는 체내의 당 대사를 정상적으로 유도하여 당뇨로 인한 급격한 체중 감소를 억제하고 혈당을 조절하는 것을 나타내는 결과로 평가된다.
실시예 4. 대사질환에 대한 혈액학적 변화
대조식이와 시험물질을 10주간 투여한 후 채혈한 혈액에 대하여, 혈당, 당화혈색소, HOMA-IR, 혈장 콜레스테롤 및 혈장 중성지방의 농도를 측정하여 대사질환 개선 효과를 평가하였다.
혈당은 포도당 산화효소(glucose oxidase) 방법에 기반한 효소법을 응용하여 혈당 스트립(Accuchek sensor, Roche, Switzerland))에 혈액을 적용하여 측정하였다. 혈청 인슐린 농도는 ELISA법에 따라 Rat/Mouse Insuline ELISA Kit (Biovender, Czech)를 이용하여 측정하였고, 당화혈색소(당화헤모글로빈) 농도는 크로마토그래피법에 기반한 HbA1C 키트(#11045, Biosystems SA, Spain)를 이용하여 측정하였다. 인슐린저항성의 지표인 HPMA-IR(Homeostasis model assessment of Insulin Resistance)은[{glucose(mmol/L) X fasting insulin(μU/mL)} / 22.5] 수식을 사용하여 계산하였다. 혈중 콜레스테롤(total cholesterol) 및 트리글리세라이드(triglyceride) 농도 측정은 효소법에 기반한 분석 키트(Total-C: AM 202-K, Asan Pharmaceuticals, Korea, TG: AM 157S-K, Asan Pharmaceuticals, Korea)를 사용하여 효소 시액과 반응시킨 후, 흡광도를 측정하여 정량하였다.
[표 3]
Figure 112018107901034-pat00003
실험결과, 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물은 혈당, 인슐린, 당화혈색소, 혈장 콜레스테롤 및 중성지방 등 각종 대사성 질환의 임상 지표를 유의적으로 개선시키는 것이 확인되었으며, 본 발명의 부들 추출물 및 분획물이 대사성 질환에 대한 유용한 개선제로 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
실시예 5. DPP-IV 억제 활성
상기 실시예 1에서 제조한 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물의 DPP-IV(dipeptidyl peptidase IV) 효소 활성 억제 효과를 평가하였다.
DPP-IV(dipeptidyl peptidase IV) 효소는 제2형 당뇨병의 치료 표적 중 하나로, 인슐린의 작용을 정상화하는 역할을 하는 인크레틴(incretin)에 작용하는 효소이며, 상기 효소를 효과적으로 억제하는 물질은 인크레틴의 분해를 저지하고, 이를 통해 인슐린의 작용을 정상화하는 효과를 나타낸다.
실험은 DPP-IV-GloTM Protease assay Kit(#G8351, Promega, USA)를 이용하여 아래와 같이 수행되었고, 부들 추출물과 분획물이 DPP-IV 활성을 억제하여 당뇨병 치료에 기여할 수 있는지를 확인하였다.
먼저, 형광측정용 96-웰 플레이트에 담긴 45㎕의 DPP-IV 반응 완충액에 시험물질(부들 추출물 및 분획물)을 5배씩 연속적으로 희석하여 최종농도를 5㎍/㎖가 되도록 첨가하였고, 인간 DPP-IV 효소를 최종농도 1ng/㎖가 되도록 첨가하여 25℃에서 30분간 반응시킨 후, DPP-IV 반응 생성물을 형광 검출기를 이용하여 측정하였다. 부들 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 포함하지 않은 대조군의 활성을 100%로 정하고 대조군 대비 부들 에탄올 추출물 및 에틸아세테이드 분획물에 의한 DPP-IV 효소 활성의 상대적 억제도[CPS(counts per second) X 104)를 산출하였다.
[표 4]
Figure 112018107901034-pat00004
그 결과, 본 발명의 부들 추출물 및 이의 에틸아세테이트 분획물은 DPP-IV 효소에 대하여 효과적인 억제 활성이 있는 것으로 관찰되었고, 이를 통해 인크레틴(incretin)의 분해를 억제하고, 인슐린의 작용을 정상화하여, 비만 및 당뇨와 같은 대사성 질환에 대한 유용한 개선제로 사용될 수 있음을 시사한다.
실시예 6. 최종당화산물(Advanced glycation end products) 생성억제 활성
당뇨병 및 각종 대사성 질환 만성화의 주요 지표로 알려진 최종당화산물 (Advanced glycation end products, AGEs) 생성억제 활성을 측정하였다.
상기 실시예 1에서 제조한 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물의 최종당화산물 생성억제 능력을 측정하기 위해 당화억제분석(glycation inhibitor assay)을 실시하였고, 단백질원으로 소혈청알부민(Bovine serum albumin, BSA)을 사용하였다. 소혈청알부민의 농도가 1mg/ml이 되도록 0.1M 인산완충용액(phosphate buffer, pH 7.0)에 가하여 제조하였다. 당원으로는 글루코오스를 사용하였으며, 글루코오스의 농도가 200mM이 되도록 0.1M 인산완충용액(phosphate buffer, pH 7.0)에 가하여 제조하였다. 그 후, 1.5ml 마이크로큐브에 소혈청알부민과 글루코오스를 가하였다. 상기 소혈청알부민과 글루코오스 혼합액에 100ppm의 시험물질을 처리하고 완전히 밀봉한 다음 60℃ 항온항습 배양기에서 2일간 배양하였다.
배양이 끝난 후, 100%(w/v) 트리아클로로아세트산(trichloroacetic acid, TCA) 50㎕를 처리하여 4℃에서 30분 동안 방치시키고, 15,000rpm으로 원심분리를 하였다. 원심분리 후 상층액을 제거하고 침전물에 PBS(Phosphate buffered saline, pH10) 0.5ml을 넣어 용해시켰다. 상기 용해시킨 침전물을 형광전용 96-웰 마이크로플레이트에 옮기고 분광광계도(Spectrofluorometer, INFINITE M200, Tecan, Switzerland)를 이용하여 여기(excitation) 파장 370nm와 방출(emission) 파장 440nm에서 측정하였다. 음성대조군은 BSA와 글루코오스 혼합액을 배양한 것이며, 양성대조군은 아미노구아니딘을 시험물질과 같이 100ppm 농도로 사용하였다.
[표 5]
Figure 112018107901034-pat00005
그 결과, 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물은 양성대조군으로 사용된 아미노구아니딘과 유사한 수준으로 최종당화산물 생성을 억제함이 확인되어 각종 대사성 질환의 개선에 유용한 것으로 평가되었다.
실시예 7. 메틸글리옥살에 의한 세포독성 보호 효과
메틸글리옥살(Methylglyoxal)은 인슐린 저항성, 고혈당, 지방의 축적과 비만 등 대사성 질환의 주요 원인의 하나로 알려져 있으며, 부들의 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물에 대하여 메틸글리옥살에 의해 유도된 세포독성에 대한 보호 효과를 측정하는 실험을 수행하였다.
HUVECs 세포는 96웰 플레이트(12 X 103 cells/well)에 시딩(seeding)하여, 37℃, 5% CO2 배양기에서 24시간 동안 배양하였다. EGM-2 배양액으로 시험물질(1μM) 샘플을 만들고 HUVECs 세포에 1시간 동안 전처리를 한 후, 메틸글리옥살(MGO)을 400uM 처리하였다. 메틸글리옥살 처리 후, 24시간 배양하였고, 0.1 mg/ml MTT 용액(3-[4,5-dimethylthiazol-2-yl]-2,5- bromide)을 다시 2시간 30분 동안 처리하였다. 이후, DMSO 100ul를 이용하여 세포를 용해시키고, 570nm 파장 값의 ELISA plate reader기로 흡광도를 측정하여 세포 생존율을 평가하였다.
[표 6]
Figure 112018107901034-pat00006
실험결과, HUVECs 세포는 메틸글리옥살의 처리로 인해 세포 생존율이 약 60%로 감소한 것으로 관찰되었다. 이에 반해, 본 발명의 부들 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물을 처리한 군에서는 세포 생존율이 급격하게 증가한 것이 관찰되었다. 아미노구아니딘(Aminoguanidine)을 처리한 양성대조군의 세포 생존율이 약 93% 정도인 것으로 관찰된 것을 감안하면, 상기와 같은 결과는 본 발명의 부들 에탄올 추출물 및 에틸아세테이트 분획물이 아미노구아니딘과 유사한 정도의 유의미한 세포 보호 효능을 갖는 것을 시사한다.
따라서, 상기와 같은 결과를 통해, 메틸글리옥살이 관여하는 당뇨병을 포함한 대사성 질환의 예방 및 치료에 본 발명의 부들 추출물 및 분획물이 유용하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 애기부들(Typha angustifolia)의 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 있어서,
    상기 애기부들(Typha angustifolia) 에틸아세테이트 분획물은 애기부들(Typha angustifolia) 지상부의 잎 및 줄기 부위를 대상으로 물과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매 또는 이들의 혼합용매로 추출한 애기부들(Typha angustifolia) 추출물의 에틸아세테이트 분획물이고,
    상기 대사성 질환은 동맥경화, 및 고인슐린혈증으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 질환인 것을 특징으로 하는,
    대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항의 조성물을 동맥경화, 및 고인슐린혈증으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 대사성 질환을 갖는, 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 대사성 질환의 치료 방법.
  7. 애기부들(Typha angustifolia)의 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물에 있어서,
    상기 애기부들(Typha angustifolia) 에틸아세테이트 분획물은 애기부들(Typha angustifolia) 지상부의 잎 및 줄기 부위를 대상으로 물과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매 또는 이들의 혼합용매로 추출한 애기부들(Typha angustifolia) 추출물의 에틸아세테이트 분획물이고,
    상기 대사성 질환은 동맥경화, 및 고인슐린혈증으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 질환인 것을 특징으로 하는,
    대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  8. 애기부들(Typha angustifolia)의 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 대사성 질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물에 있어서,
    상기 애기부들(Typha angustifolia) 에틸아세테이트 분획물은 애기부들(Typha angustifolia) 지상부의 잎 및 줄기 부위를 대상으로 물과 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매 또는 이들의 혼합용매로 추출한 애기부들(Typha angustifolia) 추출물의 에틸아세테이트 분획물이고,
    상기 대사성 질환은 동맥경화, 및 고인슐린혈증으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 질환인 것을 특징으로 하는,
    대사성 질환 예방 또는 개선용 사료첨가제 조성물.
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