KR102301000B1 - Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease - Google Patents

Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease Download PDF

Info

Publication number
KR102301000B1
KR102301000B1 KR1020190164106A KR20190164106A KR102301000B1 KR 102301000 B1 KR102301000 B1 KR 102301000B1 KR 1020190164106 A KR1020190164106 A KR 1020190164106A KR 20190164106 A KR20190164106 A KR 20190164106A KR 102301000 B1 KR102301000 B1 KR 102301000B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hydroxymethyl
acetal
formylfurfuryl
obstructive pulmonary
chronic obstructive
Prior art date
Application number
KR1020190164106A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200071686A (en
Inventor
박주동
이지혁
박현웅
최철수
Original Assignee
(의료)길의료재단
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 (의료)길의료재단 filed Critical (의료)길의료재단
Publication of KR20200071686A publication Critical patent/KR20200071686A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102301000B1 publication Critical patent/KR102301000B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/185Magnoliopsida (dicotyledons)
    • A61K36/73Rosaceae (Rose family), e.g. strawberry, chokeberry, blackberry, pear or firethorn
    • A61K36/736Prunus, e.g. plum, cherry, peach, apricot or almond
    • 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
    • A61K31/34Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having five-membered rings with one oxygen as the only ring hetero atom, e.g. isosorbide
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00Drugs for disorders of the respiratory system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/16Emollients or protectives, e.g. against radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P17/00Drugs for dermatological disorders
    • A61P17/18Antioxidants, e.g. antiradicals
    • 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

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Abstract

본 발명은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성 폐질환의 치료, 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것으로, 매실에서 분리된 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 담배연기에 의해 유발되는 기관지 상피세포의 세포자멸사를 억제하고, ALDH2, ALDH3A1 또는 WRN의 발현을 증가시켜, 세포를 보호하는 바, 만성폐쇄성 폐질환 치료제 또는 개선제 등의 개발에 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a composition for the treatment, prevention or improvement of chronic obstructive pulmonary disease comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient. -Hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal inhibits apoptosis of bronchial epithelial cells induced by tobacco smoke and increases the expression of ALDH2, ALDH3A1 or WRN to protect cells Thus, it can be usefully used in the development of a therapeutic agent or an ameliorating agent for chronic obstructive pulmonary disease.

Description

5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 포함하는 만성 폐쇄성폐질환 예방 및 치료용 조성물{Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease}Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for the prevention and treatment of chronic obstructive pulmonary disease, including 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease}

본 발명은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 을 유효성분으로 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환 치료, 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것이다. The present invention relates to a composition for treating, preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient.

매실(Japanese apricot, 학명: Prunus mume)은 오랫동안 한국인, 일본인, 중국인들 사이에서 건강 식품으로 인기가 있어왔다. 매실 추출물(Japanese apricot extract, JAE)은 산화적 스트레스 및 염증 감소, 선천 면역강화와 같은 여러 유익한 생물학적 효과를 가지고 있다.Plum (Japanese apricot, scientific name: Prunus mume ) has long been popular as a health food among Koreans, Japanese, and Chinese. Japanese apricot extract (JAE) has several beneficial biological effects, such as reducing oxidative stress and inflammation, and enhancing innate immunity.

농축된 매실 추출물은 안지오텐신 II-유발 ROS 생성에 대한 항산화 효과로서 심혈관 질환을 예방할 수 있다. 또한 매실 추출물의 트리터페노이드에는 항종양 및 항염증 효과가 있다. Concentrated plum extract may prevent cardiovascular disease as an antioxidant effect on angiotensin II-induced ROS production. In addition, the triterpenoids of plum extract have anti-tumor and anti-inflammatory effects.

담배 연기는 만성폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)의 주요 위험 인자이다. 담배 연기는 DNA 손상 및 세포사멸을 유발하는 반응성 알데히드를 포함하는 풍부한 독성 화학물질을 함유하고 있다. 인간에서 19개의 NAD(P)+-의존적 동종효소로 구성된 알데히드 탈수소효소(ALDH) 수퍼패밀리의 구성원은 알데히드 산화를 촉진한다. ALDH 수퍼패밀리 중에서 가장 강력하게 유도된 동종효소인 ALDH3A1은 담배 연기 유발 DNA 손상 및 세포독성을 약화시킨다. ALDH2 및 ALDH3A1을 포함한 수 많은 ALDH 종은 4-하이드록시-2-노네날(4-HNE)을 포함하여 지방족, 방향족 및 지질 과산화(LPO)-유도 알데히드의 산화를 촉진한다. ALDH3A1은 또한 LPO-매개 성장억제, UV선-유발 세포독성, ROS-유발 단백질 변형, 및 유전자 독소-유발 DNA 손상 및 세포 자멸사를 약화시킨다.Tobacco smoke is a major risk factor for chronic obstructive pulmonary disease (COPD). Tobacco smoke contains an abundance of toxic chemicals including reactive aldehydes that cause DNA damage and cell death. In humans, members of the aldehyde dehydrogenase (ALDH) superfamily of 19 NAD(P) + -dependent isoenzymes promote aldehyde oxidation. ALDH3A1, the most strongly induced isoenzyme in the ALDH superfamily, attenuates tobacco smoke-induced DNA damage and cytotoxicity. Numerous ALDH species, including ALDH2 and ALDH3A1, promote the oxidation of aliphatic, aromatic and lipid peroxidation (LPO)-induced aldehydes, including 4-hydroxy-2-nonenal (4-HNE). ALDH3A1 also attenuates LPO-mediated growth inhibition, UV-ray-induced cytotoxicity, ROS-induced protein modification, and gene toxin-induced DNA damage and apoptosis.

담배 연기는 ATM(ataxia teleangiectasia mutated)를 포함하여 포스포이노시티드 3-키나제 관련 단백질 키나제(PIKK)에 의해 매개되는 DNA 손상반응(DDR)을 활성화시킨다. DNA 이중-스트랜드 파괴(DSBs)가 형성되면, ATM은 세린 1981 잔기에서 자가 인산화에 의해 활성화되고 염색질 인접 DSB 부위에서 H2AX 변이체의 세린 139 잔기(γH2AX)를 인산화한다. γH2AX는 후속 DDR 신호 및 DNA 복원을 릴레이할 필요가 있다. Cigarette smoke activates DNA damage response (DDR) mediated by phosphoinositide 3-kinase-associated protein kinase (PIKK), including ataxia teleangiectasia mutated (ATM). Upon formation of DNA double-strand breaks (DSBs), ATM is activated by autophosphorylation at the serine 1981 residue and phosphorylates the serine 139 residue (γH2AX) of the H2AX variant at the chromatin proximal DSB site. γH2AX is required to relay subsequent DDR signaling and DNA repair.

그러나 담배 독성에 의해 유발되는 만성폐쇄성 폐질환 및 피부노화 질환에서 매실 추출물의 잠재적 유용성은 아직 평가되지 않았다.However, the potential usefulness of plum extract in chronic obstructive pulmonary disease and skin aging caused by tobacco toxicity has not yet been evaluated.

대힌민국 등록특허 10-0785969호Republic of Korea Patent No. 10-0785969

본 발명의 목적은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 유효성분으로 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for treating or preventing chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 유효성분으로 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환 개선 또는 예방용 식품 조성물을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a food composition for improving or preventing chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient.

본 발명자는 농축된 매실 추출물(JAE)에서 담배연기 유도 독성에 대해 세포 보호 효과를 가지는 화합물을 분리하였으며, 분리된 화합물의 구조분석 결과, 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈(FA-1로 명명)의 신규 분자를 성공적으로 확인하고 본 발명을 완성하였다.The present inventors isolated a compound having a cytoprotective effect against tobacco smoke-induced toxicity from concentrated plum extract (JAE), and as a result of structural analysis of the isolated compound, 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis (5-form A novel molecule of milfurfuryl)acetal (named FA-1) was successfully identified and completed the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 유효성분으로 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환 치료 또는 예방용 약학 조성물을 제공한다.In one aspect for achieving the above object, the present invention provides a pharmaceutical for the treatment or prevention of chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient. A composition is provided.

본 발명에서 "5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈"은 화학식 1의 구조를 가지는 화합물로 매실에서 분리될 수 있다.In the present invention, "5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal" is a compound having the structure of Formula 1 and may be isolated from plum.

Figure 112019127716008-pat00001
Figure 112019127716008-pat00001

본 발명의 실시예에서 매실 추출물의 농축액에 에탄올로 다당류를 침전시켜 분리하고, 헥산 분획물을 분리한 뒤, 클로로포름 용매로 분획한 클로로포름 분획물을 CPC 크로마토그래피롤 수행하여 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 분리하였다.In an embodiment of the present invention, polysaccharides were precipitated in the concentrate of the plum extract with ethanol to separate, the hexane fraction was separated, and the chloroform fraction fractionated with a chloroform solvent was subjected to CPC chromatography using 5-hydroxymethyl-2-fur. The aldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal was isolated.

따라서 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈는 매실 추출물의 클로로포름 분획물에서 분리되는 것일 수 있으며, 구체적으로 상기 클로로포름 분획물을 CPC 크로마토그래피 수행하여 분리되는 것일 수 있다.Therefore, the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal may be separated from the chloroform fraction of the plum extract, and specifically, the chloroform fraction may be separated by performing CPC chromatography. .

본 발명에서 "만성폐쇄성 폐질환"은 유해한 입자나 가스 흡입, 특히 담배로 인한 비정상적인 염증 반응으로 인해 기도(기관지) 내에 만성 염증성 변화가 생김으로써 기관지의 공기유통이 힘들어지는 질환이다. 가장 흔한 증상은 가래, 호흡곤란, 가래 등이 있다. 증상이 천식과 유사하지만 천식과 달리 폐 기류의 감소는 약물 투여에 의해 눈에 띄게 호전되지 않는다. 만성폐쇄성 폐질환의 가장 흔한 원인은 흡연이며, 대기오염과 유전과 같은 요소도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 본 발명에서 상기 만성폐쇄성 폐질환은 폐기종 또는 만성기관지염일 수 있으나 이에 제한되지는 않는다.In the present invention, "chronic obstructive pulmonary disease" is a disease in which air circulation in the bronchial tubes becomes difficult due to chronic inflammatory changes in the airways (bronchial tubes) due to an abnormal inflammatory reaction caused by inhalation of harmful particles or gases, particularly tobacco. The most common symptoms include phlegm, shortness of breath, and phlegm. Although the symptoms are similar to asthma, unlike asthma, the decrease in lung airflow is not significantly improved by drug administration. Smoking is the most common cause of chronic obstructive pulmonary disease, and factors such as air pollution and heredity are also known to have an influence. In the present invention, the chronic obstructive pulmonary disease may be emphysema or chronic bronchitis, but is not limited thereto.

본 발명에서의 용어, "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 만성폐쇄성 폐질환의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 만성폐쇄성 폐질환의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.As used herein, the term "prevention" refers to any action that inhibits or delays the onset of chronic obstructive pulmonary disease by administration of the pharmaceutical composition according to the present invention, and "treatment" refers to any action by administration of the pharmaceutical composition. It refers to all actions that improve or beneficially change the symptoms of the suspected or onset chronic obstructive pulmonary disease.

본 발명의 일실시예에서, 매실 추출물(JAE)에서 분리한 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 불멸화 인간 기관지 상피세포(HBEC2) 및 정상 인간표피 각질세포(NHEK)에서 알데히드 탈수소효소(ALDH)2, 알데히드 탈수소효소(ALDH)3A1 및 베르너 증후군 단백질(WRN) 발현수준 증가에 의해 수반되는 담배연기 추출물(CSE)-유도 세포독성 및 DNA 손상으로부터 보호한다는 것을 확인하였다. In one embodiment of the present invention, 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal isolated from plum extract (JAE) is immortalized in human bronchial epithelial cells (HBEC2) and normal human epidermal keratin It has been shown to protect against tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity and DNA damage accompanied by increased levels of aldehyde dehydrogenase (ALDH)2, aldehyde dehydrogenase (ALDH)3A1 and Werner syndrome protein (WRN) expression in cells (NHEK). confirmed that.

즉, 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 담배로 인한 기관지 세포 손상을 억제하거나 보호함을 확인하였는바, 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 만성폐쇄성 폐질환의 치료 또는 예방 치료용 조성물로 이용할 수 있다. 구체적으로 상기 만성폐쇄성 폐질환은 담배로 인해 유발되는 것일 수 있다. That is, it was confirmed that 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal inhibits or protects bronchial cell damage caused by tobacco, the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde Bis(5-formylfurfuryl)acetal can be used as a composition for treating or preventing chronic obstructive pulmonary disease. Specifically, the chronic obstructive pulmonary disease may be caused by tobacco.

본 발명에서 만성폐쇄성 폐질환의 치료 및 예방은 구체적으로 담배로 유도되는 세포사멸, DNA 손상을 억제하여 만성폐쇄성 폐질환의 증상 또는 발명은 지연 또는 억제시키는 것일 수 있다.In the present invention, the treatment and prevention of chronic obstructive pulmonary disease may be to delay or inhibit the symptoms or invention of chronic obstructive pulmonary disease by specifically inhibiting tobacco-induced cell death and DNA damage.

또한 본 발명의 실시예에서 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 인간 기관지상피세포에서 농도 의존적으로 ALDH2, AlDH3A1 및 WRN의 발현을 증가시킴을 확인하였으며, 담배연기 추출물에 의해 감소되는 WRN의 발현을 증가시킴을 확인하였다.In addition, it was confirmed that 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal increased the expression of ALDH2, AlDH3A1 and WRN in human bronchial epithelial cells in a concentration-dependent manner in the examples of the present invention, It was confirmed that the expression of WRN decreased by tobacco smoke extract was increased.

따라서 본 발명의 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 ALDH2, AlDH3A1 및 WRN의 발현을 증가시켜 담배로 인한 세포의 사멸 및 손상을 억제 또는 예방하는 것일 수 있다.Therefore, 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal of the present invention may increase the expression of ALDH2, AlDH3A1 and WRN to inhibit or prevent cell death and damage caused by tobacco. have.

본 발명의 만성폐쇄성 폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물은, 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에서, 상기 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 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. 제제화 할 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 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 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 for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease of the present invention may further include an appropriate carrier, excipient or diluent commonly used in the manufacture of the pharmaceutical composition. Specifically, the pharmaceutical composition is each formulated in the form of powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc., external preparations, suppositories and sterile injection solutions according to conventional methods to be used. can In the present invention, carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate , calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil. In the case of formulation, it is prepared using commonly used diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and these solid preparations include at least one of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal. The above excipients, for example, are prepared by mixing starch, calcium carbonate, sucrose or lactose, gelatin, and the like. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc are also used. Liquid formulations for oral use include various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives, in addition to water and liquid paraffin, which are simple diluents commonly used for suspensions, solutions, emulsions, syrups, etc. have. Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Non-aqueous solvents and suspending agents include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate. As the base of the suppository, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like can be used.

본 발명의 약학적 조성물에 포함된 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 최종 조성물 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 50 중량%, 보다 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. The content of the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal included in the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited thereto, but 0.0001 to 50 weights based on the total weight of the final composition %, more preferably 0.01 to 20% by weight.

상기 본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있는데, 본 발명의 용어 "약제학적으로 유효한 양"이란 의학적 치료 또는 예방에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료 또는 예방하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 질환의 중증도, 약물의 활성, 환자의 연령, 체중, 건강, 성별, 환자의 약물에 대한 민감도, 사용된 본 발명 조성물의 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율 치료기간, 사용된 본 발명의 조성물과 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적으로 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered in a pharmaceutically effective amount, and the term "pharmaceutically effective amount" of the present invention means to treat or prevent a disease at a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment or prevention. means an amount sufficient to The duration of treatment may be determined according to factors including drugs used in combination with or concurrently with the composition of the present invention and other factors well known in the medical field. The pharmaceutical composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or may be administered in combination with other therapeutic agents, and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. and may be administered single or multiple. Taking all of the above factors into consideration, it is important to administer an amount capable of obtaining the maximum effect with a minimum amount without side effects.

본 발명의 약학적 조성물의 투여량은 예를 들어, 본 발명의 약학 조성물을 사람을 포함하는 포유동물에 하루 동안 0.1 내지 2,000 mg/체중 kg으로 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물의 투여 빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.The dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may be, for example, 0.1 to 2,000 mg/kg body weight of the pharmaceutical composition of the present invention to mammals including humans per day. The frequency of administration of the composition of the present invention is not particularly limited thereto, but may be administered once a day or administered several times in divided doses. The above dosage does not limit the scope of the present invention in any way.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 실시양태로서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 만성폐쇄성 폐질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 만성폐쇄성 폐질환 예방 또는 치료방법을 제공한다.As another embodiment for achieving the above object, the present invention is chronic obstructive pulmonary disease comprising administering the pharmaceutical composition to an individual likely to develop or develop chronic obstructive pulmonary disease in a pharmaceutically effective amount A method for preventing or treating a disease is provided.

상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈에 대해서는 전술한 바와 같다. The 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal is the same as described above.

상술한 바와 같이, 본 발명에서 제공하는 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 만성폐쇄성 폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 유효성분으로서 사용할 수 있으므로, 상기 조성물은 만성폐쇄성 폐질환을 예방 또는 치료하는데 사용될 수 있다.As described above, the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal provided in the present invention can be used as an active ingredient in a pharmaceutical composition for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease. , The composition may be used to prevent or treat chronic obstructive pulmonary disease.

본 발명의 용어 "개체"란 만성폐쇄성 폐질환이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 쥐, 가축, 인간 등을 포함하는 포유동물을 제한 없이 포함한다.As used herein, the term "individual" includes, without limitation, mammals, including rats, livestock, and humans, that are likely to or have developed chronic obstructive pulmonary disease.

본 발명의 만성폐쇄성 폐질환을 치료하는 방법에 있어서, 상기 약학적 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여도 투여될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여 등의 경로를 통해 투여 될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다. In the method of treating chronic obstructive pulmonary disease of the present invention, the administration route of the pharmaceutical composition may be administered through any general route as long as it can reach the target tissue. The pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited thereto, but routes such as intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, oral administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, rectal administration, etc. can be administered through In addition, the composition may be administered by any device capable of transporting the active agent to a target cell.

다른 하나의 양태로서, 본 발명은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성 폐질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.In another aspect, the present invention provides a food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient.

상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈, 만성폐쇄성 폐질환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.The 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal and chronic obstructive pulmonary disease are the same as described above.

본 발명의 조성물을 식품 조성물로 사용하는 경우, 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 상기 조성물은 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제를 포함할 수 있으며, 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.When the composition of the present invention is used as a food composition, the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal may be added as it is, or it may be used together with other foods or food ingredients. It can be used appropriately depending on the method. In addition to the active ingredient, the composition may include a food additive that is pharmaceutically acceptable, and the mixing amount of the active ingredient may be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment).

본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.The term "food supplement additive" used in the present invention refers to a component that can be added to food as an auxiliary, and is added to the manufacture of health functional food of each formulation, and those skilled in the art can appropriately select and use it. Examples of food supplement additives include various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic flavoring agents and flavoring agents such as natural flavoring agents, coloring agents and fillers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners , pH adjuster, stabilizer, preservative, glycerin, alcohol, carbonation agent used in carbonated beverages, etc., but the above examples are not limited to the type of food supplement additive of the present invention.

본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 만성폐쇄성 폐질환 치료 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.The food composition of the present invention may include a health functional food. The term "health functional food" as used in the present invention refers to food manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. using raw materials or ingredients useful in the human body. Here, the term 'functionality' refers to obtaining useful effects for health purposes, such as regulating nutrients or physiological effects on the structure and function of the human body. The health functional food of the present invention can be prepared by a method commonly used in the art, and during the manufacture, it can be prepared by adding raw materials and components commonly added in the art. In addition, if the formulation of the health functional food is also recognized as a health functional food, it can be prepared without limitation. The composition for food of the present invention can be prepared in various forms, and unlike general drugs, it has the advantage that there are no side effects that may occur during long-term administration of the drug using food as a raw material, and has excellent portability, and the present invention health functional food can be taken as a supplement to enhance the treatment effect of chronic obstructive pulmonary disease.

또한, 본 발명의 조성물이 사용될 수 있는 건강기능식품의 종류에는 특별한 제한이 없다. 아울러 본 발명의 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈를 유효성분으로 포함하는 조성물은 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있고, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함할 수 있으며, 동물을 위한 사료로 이용되는 식품을 포함할 수 있다.In addition, there is no particular limitation on the type of health functional food in which the composition of the present invention can be used. In addition, the composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal of the present invention as an active ingredient is known with other suitable auxiliary ingredients that may be included in health functional foods according to the selection of those skilled in the art. It can be prepared by mixing the additives of Examples of foods that can be added include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, drinks, alcoholic beverages and There are vitamin complexes and the like, and may include all health functional foods in a conventional sense, and may include foods used as feed for animals.

본 발명은 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성 폐질환의 치료, 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것으로, 매실에서 분리된 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 담배연기에 의해 유발되는 기관지 상피세포의 세포자멸사를 억제하고, ALDH2, ALDH3A1 또는 WRN의 발현을 증가시켜, 세포를 보호하는 바, 만성폐쇄성 폐질환 치료제 또는 개선제 등의 개발에 유용하게 이용될 수 있다.The present invention relates to a composition for the treatment, prevention or improvement of chronic obstructive pulmonary disease comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient. -Hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal inhibits apoptosis of bronchial epithelial cells induced by tobacco smoke and increases the expression of ALDH2, ALDH3A1 or WRN to protect cells Thus, it can be usefully used in the development of a therapeutic agent or an ameliorating agent for chronic obstructive pulmonary disease.

도 1은 매실 추출물(JAE)이 불멸화 인간 기관지 상피세포에서 WRN 및 ALDH 단백질을 증가시키는 것을 나타내는 도면이다. (A) 24 시간 동안 JAE(0, 1, 2 및 4 mg/mL)로 처리 한 후 24 시간 동안 담배연기 추출물(CSE) 0, 2, 4 및 6%의 부재 또는 존재 하에 HBEC2 세포를 배양하였다. 세포 생존율은 MTT 분석을 수행하였다. (B) 불멸화 HBEC2 세포를 24 시간 동안 JAE(0, 1, 2 및 4 mg/mL)로 처리 한 후 24 시간 동안 1.5% CSE의 존재 또는 존재 하에 배양하였다. 면역 블롯 분석은 WRN, ALDH2 및 ALDH3A1 단백질에 대해 분석하였다. 3개의 3중 샘플을 사용하여 2개의 독립적인 실험에 대한 데이터는 평균 ±SEM으로 표현된다.
도 2는 매실 추출물(JAE)에서 FA-1 [5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈]의 정제하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 FA-1 [5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴) 아세탈]의 구조 결정을 나타낸 도면이다. (A) FA-1의 ESI-TOFMS 데이터, (B) 1H NMR 데이터(화학적 이동, ppm; JH,H 값, Hz),(C) 13C NMR 데이터(화학적 이동, ppm) 및 (D) HMBC 상관관계이다.
도 4는 FA-1이 용량 의존적 방식으로 ALDH 및 WRN 단백질을 증가시키고 불멸화 인간 기관지 상피세포에서 담배연기-유발 세포독성(MTT 및 유세포 분석기)으로부터 보호함을 나타내는 도면이다. (A) ALDH2, ALDH3A1 및 WRN의 발현 분석한 결과로 FA-1 [DMSO(디메틸설폭사이드) 중 5, 25, 50, 75 및 150 nM] 또는 비히클(1.0% 부피의 DMSO에 해당)로 처리한 후 HBEC2 세포를 배양하였다. (B) MTT 분석결과로 HBEC2 세포를 24 시간 동안 0 및 6% CSE의 존재 또는 부재 하에 NAC(2 mM), FA-1(150 nM) 및 비히클과 함께 배양하고 생존력에 분석하였다. 데이터는 배양된 불멸화 인간 기관지 상피세포에서 평균 ±SEM(**p<0.01) 세포독성으로 표현된다. (C) 유세포 분석결과로 아넥신 V 및 프로피디움 요오드화물 (PI) 염색하고 을 세포사멸을 분석하였다.
도 5는 FA-1이 HBEC2 세포에서 담배연기-유발 산화적 손상과 DNA 손상을 약화시킴을 나타내는 도면이다. HBEC2 세포를 24 시간 동안 2% CSE의 존재 또는 부재 하에 FA-1(150 nM)과 함께 배양하고, 4-HNE 및 ATM의 인산화에 대해 면역 블롯 분석을 수행하였다.
도 6은 FA-1이 용량 의존적 방식으로 ALDH2 및 WRN 단백질을 증가시키고, 정상적인 인간 표피 각질세포에서 WRN 단백질의 담배연기-유도 하향 조절을 약화시킴을 나타낸 도면이다.
(A) ALDH2 및 WRN 면역블랏 결과이다. 다양한 농도의 FA-1 [DMSO(디메틸설폭사이드) 중 5, 25, 50, 75 및 150 nM) 또는 비히클(1.0% 부피의 DMSO에 해당)로 처리한 후 NHEK 세포를 배양하였다.
(B) 담배연기-유도 하향 조절을 약화를 면역블랏으로 분석한 결과이다. NHEK 세포를 24 시간 동안 2% CSE의 존재 또는 부재 하에 FA-1(150 nM) 및 비히클과 함께 배양하였다.
도 7은 FA-1이 정상적인 인간 표피 각질 세포에서 담배연기-유발 세포독성과 DNA 손상을 방지함을 나타내는 도면이다. (A) 0, 2, 4 및 6% CSE의 존재 또는 부재 하에 24 시간 동안 FA-1 [DMSO(디메틸설폭사이드) 중 150 nM)로 처리한 후 NHEK MTT(3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐 테트라졸륨 브로마이드)-계 세포 생존력을 나타낸 도면이다. 데이터는 배양된 NHEK에서 평균 ±SEM(**p<0.01) 세포독성으로 표현된다. (B) NHEK 세포를 2% CSE의 존재 또는 부재 하에 24 시간 동안 150 nM의 FA-1로 처리하였다. ATM 및 H2AX의 인산화를 위해 면역블롯 분석을 수행하였다.
도 8은 클로로포름 분획물을 재분획한 F1 내지 F4분획물의 담배연기 추출물 유도 세포독성에 대한 세포 생존율 분석결과이다.
도 9 내지 14는 분리된 활성 화합물 FA-1의 구조분석 결과이다. 구체적으로도 9는 1H NMR 스펙트럼이고, 도 10은 13C NMR 스펙트럼이고, 도 11은 COSY 스펙트럼, 도 12는 TOCSY 스펙트럼, 도 13는 HMBX 스펙트럼, 도 14는 HSQC 스펙트럼 결과이다.
1 is a diagram showing that plum extract (JAE) increases WRN and ALDH proteins in immortalized human bronchial epithelial cells. (A) HBEC2 cells were cultured in the absence or presence of 0, 2, 4 and 6% tobacco smoke extract (CSE) for 24 h after treatment with JAE (0, 1, 2 and 4 mg/mL) for 24 h. . Cell viability was analyzed by MTT analysis. (B) Immortalized HBEC2 cells were treated with JAE (0, 1, 2 and 4 mg/mL) for 24 h and then cultured in the presence or presence of 1.5% CSE for 24 h. Immunoblot analysis was analyzed for WRN, ALDH2 and ALDH3A1 proteins. Data for two independent experiments using three triplicate samples are expressed as mean ± SEM.
2 is a view showing the purification process of FA-1 [5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal] from plum extract (JAE).
3 is a diagram showing the structure determination of FA-1 [5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal]. (A) ESI-TOFMS data of FA-1, (B) 1H NMR data (chemical shift, ppm; JH,H values, Hz), (C) 13C NMR data (chemical shift, ppm) and (D) HMBC correlation is a relationship
4 is a diagram showing that FA-1 increases ALDH and WRN proteins in a dose dependent manner and protects against tobacco smoke-induced cytotoxicity (MTT and flow cytometry) in immortalized human bronchial epithelial cells. (A) Expression analysis of ALDH2, ALDH3A1, and WRN as a result of treatment with FA-1 [5, 25, 50, 75 and 150 nM in DMSO (dimethylsulfoxide)] or vehicle (corresponding to 1.0% volume of DMSO) Then, HBEC2 cells were cultured. (B) MTT assay showed that HBEC2 cells were incubated with NAC (2 mM), FA-1 (150 nM) and vehicle in the presence or absence of 0 and 6% CSE for 24 h and assayed for viability. Data are expressed as mean ± SEM (**p<0.01) cytotoxicity in cultured immortalized human bronchial epithelial cells. (C) As a result of flow cytometry, annexin V and propidium iodide (PI) staining were performed and apoptosis was analyzed.
5 is a diagram showing that FA-1 attenuates tobacco smoke-induced oxidative damage and DNA damage in HBEC2 cells. HBEC2 cells were incubated with FA-1 (150 nM) in the presence or absence of 2% CSE for 24 h, and immunoblot analysis was performed for phosphorylation of 4-HNE and ATM.
6 is a diagram showing that FA-1 increases ALDH2 and WRN proteins in a dose-dependent manner and attenuates smoke-induced down-regulation of WRN proteins in normal human epidermal keratinocytes.
(A) ALDH2 and WRN immunoblot results. NHEK cells were cultured after treatment with various concentrations of FA-1 [5, 25, 50, 75 and 150 nM in DMSO (dimethylsulfoxide)) or vehicle (corresponding to 1.0% volume of DMSO).
(B) The results of immunoblot analysis of attenuation of tobacco smoke-induced downregulation. NHEK cells were incubated with FA-1 (150 nM) and vehicle in the presence or absence of 2% CSE for 24 h.
7 is a diagram showing that FA-1 prevents tobacco smoke-induced cytotoxicity and DNA damage in normal human epidermal keratinocytes. (A) NHEK MTT (3-(4,5-dimethylthia) after treatment with FA-1 [150 nM in DMSO (dimethylsulfoxide)) for 24 h in the presence or absence of 0, 2, 4 and 6% CSE Zol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide)-based cell viability. Data are expressed as mean ± SEM (**p<0.01) cytotoxicity in cultured NHEK. (B) NHEK cells were treated with 150 nM of FA-1 for 24 h in the presence or absence of 2% CSE. Immunoblot analysis was performed for phosphorylation of ATM and H2AX.
8 is a cell viability analysis result for tobacco smoke extract-induced cytotoxicity of fractions F1 to F4 obtained by refractionation of the chloroform fraction.
9 to 14 are structural analysis results of the isolated active compound FA-1. Specifically, 9 is a 1H NMR spectrum, FIG. 10 is a 13C NMR spectrum, FIG. 11 is a COSY spectrum, FIG. 12 is a TOCSY spectrum, FIG. 13 is an HMBX spectrum, and FIG. 14 is a HSQC spectrum result.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 보다 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of Examples. However, the following examples are only illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the following examples.

<재료 및 방법><Materials and Methods>

1. 시약 및 항체의 준비1. Preparation of reagents and antibodies

화학물질은 시그마 알드리치(Sigma Aldrich)로부터 구입하였고, 프로테이나아제(proteinase) 및 포스파타아제 억제제(phosphatase inhibitor)는 서모 사이언티픽(Thermo Scientific)으로부터 구입하였다. 인산화 ATM(세린 1981), ALDH2, ALDH3A1 항체는 Abcam, 인산화 H2AX 항체는 셀 시그널(Cell signaling), 4-HNE 항체는 R&D Systems, β액틴은 시그마-알드리치로부터 구매하였다.Chemicals were purchased from Sigma Aldrich, and proteinase and phosphatase inhibitors were purchased from Thermo Scientific. Phosphorylated ATM (serine 1981), ALDH2, and ALDH3A1 antibodies were purchased from Abcam, phosphorylated H2AX antibody from Cell signaling, 4-HNE antibody from R&D Systems, and β-actin from Sigma-Aldrich.

2. FA-1의 분리 및 정제2. Isolation and Purification of FA-1

농축된 매실(Prunus mume) 추출물은 한국의 파이시사(Fysee Inc.)에서 구매하였으며, -20℃ 이하에서 보관하였다. The concentrated plum ( Prunus mume ) extract was purchased from Fysee Inc. in Korea and stored at -20°C or lower.

FA-1은 도 2에 도시된 방법과 같이 분리하였다. 농축된 매실 추출물 250 g을 증류수 1 L에 용해시키고 에탄올 2 L를 첨가하여 다당류(Polysaccharide)를 침전시키고 제거하였다. 그 후, n-헥산을 첨가하여 헥산 분획물을 분리하고 난 후 클로로포름 첨가하여 클로로포름 분획물을 분리하여 클로로포름 분획물(9.26 g)을 얻었다. 다음르로 ODS 컬럼을 사용하여 상기 클로로포름 분획물로부터 4개의 하위 분획물(F1, F2, F3 및 F4)을 제조하였다. 이들 4개의 하위 분획물(F1 내지 F4)의 담배연기 추출물 유도 세포독성에 대한 세포보호 효과를 분석하였다. 분석결과 F2 분획물이 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대해 가장 높은 보호효과를 가짐을 확인하였다(도 8). FA-1 was isolated as shown in FIG. 2 . 250 g of the concentrated plum extract was dissolved in 1 L of distilled water, and 2 L of ethanol was added to precipitate and remove polysaccharide. Then, n-hexane was added to separate the hexane fraction, and then chloroform was added to separate the chloroform fraction to obtain a chloroform fraction (9.26 g). Next, four subfractions (F1, F2, F3 and F4) were prepared from the chloroform fraction using an ODS column. The cytoprotective effects of these four subfractions (F1 to F4) on tobacco smoke extract-induced cytotoxicity were analyzed. As a result of the analysis, it was confirmed that the F2 fraction had the highest protective effect against tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity (FIG. 8).

상기 클로로포름 분획물에서 활성 화합물을 분리하고자, n-헥산 : 에틸 아세테이트(EtOAc) : 메탄올(MeOH) : 물 = 3 : 7 : 5 : 6(v/v)로 구성된 2개의 상을 사용하여 원심분리 크로마토그래피(CPC)를 수행하였다. 활성 화합물을 정제하기 위해, CPC 용리액(F2, 815.25 mg)을 50% 및 60% 메탄올(MeOH) 용매를 사용하여 예비 ODS 박막 크로마토그래피(TLC)에 수행하고, UV(280 nm)에서 모니터링하여, F2 분획물에서 FA-1(18.53 mg)을 연속적으로 분리 및 정제하였다. To separate the active compound from the chloroform fraction, centrifugation chromatography was performed using two phases consisting of n-hexane : ethyl acetate (EtOAc) : methanol (MeOH) : water = 3: 7: 5: 6 (v/v). Graphography (CPC) was performed. To purify the active compound, the CPC eluent (F2, 815.25 mg) was subjected to preparative ODS thin layer chromatography (TLC) using 50% and 60% methanol (MeOH) solvents, monitored under UV (280 nm), FA-1 (18.53 mg) was successively isolated and purified from the F2 fraction.

3. FA-1의 구조분석3. Structural Analysis of FA-1

FA-1은 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대해 효과적인 보호를 제공하므로, FA-1 화합물의 구조를 분석하였다. NMR 스펙트럼을 20 ℃에서 0.4 ml의 CD3OD 중 Agilent 600 MHz NMR 분광계(Agilent Technologies, Santa Clara, USA)에 기록하였다. 스펙트럼은 δH/C = 3.30/49.8 ppm(CD3OD)에서 공명을 갖는 잔류 용매 신호를 기준으로 하였다. 신호는 COSY, HSQC 및 HMBC 스펙트럼의 분석을 기본으로 할당되었다. MS 분석은 ESI-TOFMS(micrOTOF-Q II, Bruker, Billerica, MA, USA)에 기록되었다.Since FA-1 provides effective protection against tobacco smoke extract (CSE) induced cytotoxicity, the structure of the FA-1 compound was analyzed. NMR spectra were recorded on an Agilent 600 MHz NMR spectrometer (Agilent Technologies, Santa Clara, USA) in 0.4 ml of CD 3 OD at 20°C. Spectra were referenced to the residual solvent signal with resonance at δH/C = 3.30/49.8 ppm (CDOD). Signals were assigned based on analysis of COSY, HSQC and HMBC spectra. MS analysis was recorded on ESI-TOFMS (micrOTOF-Q II, Bruker, Billerica, MA, USA).

4. 담배연기 추출물 제조4. Manufacture of tobacco smoke extract

켄터키대학교의 연구용 담배(3R4F)를 구입하여 담배연기 추출물(CSE) 용액을 제조하였다. CSE 용액은 Blue and Janoff 방법의 수정하여 제조하였다. 10 ml의 멸균 DMEM 배지를 50 ml 플라스틱 주사기에 넣은 후 40 ㎖의 담배연기를 주사기 내로 끌어 들여 격렬한 진탕하여 상기 배지와 혼합 하였다. 이 후 0.22 μm 필터로 여과하여 큰 입자를 제거하여 담배연기 추출물을 제조하였다. 상기의 담배연기 추출물을 100 % 농도로 지정하였으며 담배연기 추출물은 제조 직후 사용하였다.Tobacco smoke extract (CSE) solution was prepared by purchasing a research cigarette (3R4F) from the University of Kentucky. The CSE solution was prepared by modifying the Blue and Janoff method. After putting 10 ml of sterile DMEM medium into a 50 ml plastic syringe, 40 ml of cigarette smoke was drawn into the syringe and mixed with the medium by vigorous shaking. Thereafter, it was filtered through a 0.22 μm filter to remove large particles to prepare a tobacco smoke extract. The tobacco smoke extract was designated as 100% concentration, and the tobacco smoke extract was used immediately after preparation.

5. 세포배양 및 세포 생존률 분석5. Cell Culture and Cell Viability Analysis

불멸화된 인간 기관지인간상피(Immortalized human bronchial epithelial cells, HBEC2)는 텍사스 달라스에 있는 사우스웨스턴 메디컬 센터(Southwestern Medical Center)의 쉐이 및 민나(Shay and Minna) 박사에 의해 제공되었다. Immortalized human bronchial epithelial cells (HBEC2) were provided by Dr. Shay and Minna of Southwestern Medical Center, Dallas, Texas.

정상 인간 표피 각질세포(normal human epidermal keratinocytes, NHEK)는 FNC 코팅 믹스(Athena ES)로 코팅된 플레이트에서 5 μg/L의 인간 재조합 표피 성장인자 및 50 mg/L의 소 뇌하수체 추출물(Invitrogen)이 보충된 케라티노사이트 세럼(keratinocyte serum) 무첨가 배지로 배양하였다. Normal human epidermal keratinocytes (NHEK) were supplemented with 5 μg/L human recombinant epidermal growth factor and 50 mg/L bovine pituitary extract (Invitrogen) in plates coated with FNC coating mix (Athena ES). It was cultured in a medium free of keratinocyte serum.

모든 세포를 37℃에서 5% CO2의 표준 인큐베이터 조건 하에서 성장시켰다. 실험은 12-웰 및 6-웰 조직 배양 플레이트에서 초기 세포밀도(starting cell density) 10 x 103/cm2로 수행하였다. All cells were grown under standard incubator conditions of 5% CO 2 at 37°C. Experiments were performed in 12-well and 6-well tissue culture plates at a starting cell density of 10 x 10 3 /cm 2 .

세포생존율 분석은 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-2,5-디페닐 테트라졸륨 브로마이드(3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, MTT)의 측정하여 분석하였다. HBEC2 및 NHEK 세포를 12-웰 플레이트에서 24 시간 동안 배양하고, DMSO에 용해된 150 nM의 FA-1로 24 시간 동안 처리하였다. 24 시간 동안 처리한 후, 세포를 24시간 동안 2%, 4% 또는 6% 농도의 담배연기 추출물(Cigarette smoke extract, CSE)에 노출시켰다. 540nm에서 흡광도를 측정하고, 담배연기 추출물에 처리하지 않은 비히클 대조군 세포와 비교하여 담배연기 추출물 처리 세포의 상대적인 세포 생존율을 측정하였다.Cell viability assay is 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide, MTT) was measured and analyzed. HBEC2 and NHEK cells were cultured in 12-well plates for 24 hours and treated with 150 nM FA-1 dissolved in DMSO for 24 hours. After treatment for 24 hours, cells were exposed to Cigarette smoke extract (CSE) at a concentration of 2%, 4% or 6% for 24 hours. Absorbance was measured at 540 nm, and the relative cell viability of the tobacco smoke extract-treated cells compared to the vehicle control cells not treated with the tobacco smoke extract was measured.

6. 세포 자멸사 분석(Flow Cytometric analysis)6. Flow Cytometric analysis

세포 자멸사는 유세포 분석기를 이용하여 분석하였다. FA-1(150 nM)로 처리하고 담배연기 추출물(CSE)에 노출시킨 후, 트립신 처리하여 세포를 회수하였다. 105 개의 세포는 1 x 결합 완충액(0.01M의 HEPES, pH 7.4; 0.14M의 NaCl; 0.25 mM의 CaCl2)에서 10 μL의 프로피디움 요오드화물(PI) 및 5 μL의 Annexin V-FITC를 사용하여 염색하였다. Apoptosis was analyzed using flow cytometry. After treatment with FA-1 (150 nM) and exposure to tobacco smoke extract (CSE), cells were harvested by trypsinization. 10 5 cells using 10 µL of propidium iodide (PI) and 5 µL of Annexin V-FITC in 1x binding buffer (0.01 M HEPES, pH 7.4; 0.14 M NaCl; 0.25 mM CaCl 2 ) was dyed.

세포를 실온에서 15분 동안 암실에서 배양하고 FITC- 및 PI-양성 세포의 백분율을 FACS Canto-II 유세포 분석기를 사용하여 정량화하고, Flowjo 소프트웨어(버전 7.6.3)를 이용하여 분석하였다.Cells were incubated at room temperature for 15 min in the dark and the percentage of FITC- and PI-positive cells was quantified using a FACS Canto-II flow cytometer and analyzed using Flowjo software (version 7.6.3).

7. 면역블롯 분석7. Immunoblot Analysis

FA-1(150 nM)로 처리하고 담배연기 추출물에 노출시킨 후, 프로테이나아제(proteinase) 및 포스파타아제 억제제(phosphatase inhibitor)를 포함하는 1X RIPA 완충액(Sigma-Aldrich)을 이용하여 세포 용해물을 수득하였다. BCA 단백질 분석시약으로 상기 세포 용해물의 단백질 농도를 측정하였다. 단백질 샘플을 SDS-PAGE로 분리하고 폴리비닐리덴 플루오라이드 멤브레인으로 트랜스퍼 하였다. 상기 멤브레인을 5% 탈지분유(0.5% Tween-20를 포함하는 TBS 용매)로 블로킹 하고, 1차 및 2차 항체로 인큐베이션 하였다. enhanced chemiluminescence 시약(Advansta)으로 시각화하였다. 블랏을 스트리핑(stripping)하고 β-액틴에 대한 항체로 리프로빙(reprobing)하여 각 단백질의 동등한 로딩을 확인하였다.After treatment with FA-1 (150 nM) and exposure to tobacco smoke extract, cells were lysed using 1X RIPA buffer (Sigma-Aldrich) containing proteinase and phosphatase inhibitor. seafood was obtained. The protein concentration of the cell lysate was measured with a BCA protein assay reagent. Protein samples were separated by SDS-PAGE and transferred to a polyvinylidene fluoride membrane. The membrane was blocked with 5% nonfat dry milk (TBS solvent containing 0.5% Tween-20), and incubated with primary and secondary antibodies. Visualized with enhanced chemiluminescence reagent (Advansta). The blot was stripped and reprobed with an antibody against β-actin to confirm equal loading of each protein.

신호 강도의 상대적 정량은 이미지 랩(Lab) 소프트웨어(Bio-Rad, 미국 캘리포니아 허큘레스)를 사용하여 결정되었고 상대 농도로 표현하였다. Relative quantification of signal intensity was determined using Image Lab software (Bio-Rad, Hercules, CA, USA) and expressed as relative concentrations.

8. 통계 분석8. Statistical Analysis

다수의 처리군과 관련된 모든 비교를 위해, 일원(one-way) 분산 분석(ANOVA)을 이용하여 처리 효과를 확인하였다. 계산된 대비에 기초한 p-값을 이용하여 개별처리 효과를 평가하였다. 그 결과는 평균 ±SEM으로서 그래프로 표현되었고, p<0.05는 통계적으로 큰 의미가 있는 것으로 간주하였다.For all comparisons involving multiple treatment groups, treatment effects were confirmed using one-way analysis of variance (ANOVA). The effect of individual treatments was evaluated using the p-value based on the calculated contrast. The results were graphically expressed as mean ± SEM, and p<0.05 was considered statistically significant.

<결과><Result>

1. 매실 농축액의 담배연기 추출물 유발 세포독성에 대한 세포보호 효과1. Cytoprotective effect of plum concentrate against tobacco smoke extract-induced cytotoxicity

매실 추출물의 담배연기 추출물에 대한 세포독성 보호효과를 확인하고자, 세포 생존율과 WRN 및 ALDH2, ADLH3A1 단백질 발현 변화를 분석하였다. To confirm the cytotoxic protective effect of plum extract against tobacco smoke extract, cell viability and changes in WRN, ALDH2, and ADLH3A1 protein expression were analyzed.

도 1은 매실 추출물(Japanese apricot extract, JAE)의 인간 기관지 상피세포에서 WRN 및 ALDH2, ADLH3A1 단백질을 증가시키는 것을 나타내는 도면이다. 1 is a diagram showing the increase in WRN, ALDH2, and ADLH3A1 proteins in human bronchial epithelial cells of Japanese apricot extract (JAE).

HBEC2 세포에 매실 추출물을 0, 1, 2 및 4 mg/mL의 농도로 24 시간 동안 처리 한 후 담배연기 추출물(CSE)의 0, 2, 4 및 6% 농도로 24 시간 동안 처리하고 배양하였다. 상기 세포를 MTT 분석하여 세포 생존율을 분석하였다. 분석결과, 모든 농도에서 매실 추출물이 담배연기 추출물에 의한 세포독성으로부터 세포를 보호함을 확인하였다(도 1A).HBEC2 cells were treated with a plum extract at concentrations of 0, 1, 2 and 4 mg/mL for 24 hours, and then treated with 0, 2, 4 and 6% concentrations of tobacco smoke extract (CSE) for 24 hours and cultured. The cells were analyzed for cell viability by MTT analysis. As a result of the analysis, it was confirmed that the plum extract protected the cells from cytotoxicity caused by the tobacco smoke extract at all concentrations (FIG. 1A).

본 발명자는 이전 연구에서 담배연기가 베르너 증후군 단백질(WRN) 하향 조절을 통해 세포노화 및 세포 이동 장애를 유발한다고 보고한 바 있다. 따라서, 베르너 증후군 단백질(WRN) 의 보존은 흡연 관련 질병의 치료효과를 나타낼 수 있다.In a previous study, the present inventors reported that cigarette smoke induces cell aging and cell migration disorders through downregulation of Werner's syndrome protein (WRN). Therefore, preservation of Werner's syndrome protein (WRN) may have therapeutic effects in smoking-related diseases.

HBEC2 세포는 JAE(1, 2 및 4 mg/mL) 또는 비히클(1.0% 부피의 멸균 H2O에 해당)과 함께 배양하였고, 또한, 시험관내 ALDH2, ALDH3A1 및 WRN 단백질에 대한 JAE의 효과를 측정하였다. 매실 추출물은 ALDH2, ADLH3A1 및 WRN 단백질 발현을 용량 의존적으로 증가하였다(도 1B). HBEC2 cells were incubated with JAE (1,2 and 4 mg/mL) or vehicle (corresponding to 1.0% volume of sterile H 2 O), and also the effect of JAE on ALDH2, ALDH3A1 and WRN proteins was measured in vitro. did. Plum extract increased the expression of ALDH2, ADLH3A1 and WRN proteins in a dose-dependent manner ( FIG. 1B ).

즉, 매실 추출물(JAE)이 담배연기 추출물 유도 세포독성으로부터 HBEC2 세포를 보호하고 HBEC2 세포에서 ALDH2, ALDH3A1 및 WRN 단백질을 증가시킴을 확인하였다.That is, it was confirmed that plum extract (JAE) protects HBEC2 cells from tobacco smoke extract-induced cytotoxicity and increases ALDH2, ALDH3A1 and WRN proteins in HBEC2 cells.

2. FA-1의 구조 결정. 2. Determination of the structure of FA-1.

FA-1은 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대해 효과적인 보호를 제공하므로, FA-1 화합물의 구조를 분석하였다. 도 3은 FA-1의 NMR 분석결과이다. 1H NMR, 13C NMR 스펙트럼 및 FA-1의 주요 HMBC 상관 관계는 도 3에 도시되어 있다. FA-1은 분자식 C18H16O8 (C18H20NO8 + 378.1183 ESI-TOFMS에 대해 계산된 [M + NH4]+ m/z 378.1188)을 갖는다(도 3A).Since FA-1 provides effective protection against tobacco smoke extract (CSE) induced cytotoxicity, the structure of the FA-1 compound was analyzed. 3 is an NMR analysis result of FA-1. 1 H NMR, 13 C NMR spectra and the main HMBC correlation of FA-1 are shown in FIG. 3 . FA-1 has the molecular formula C 18 H 16 O 8 (C 18 H 20 NO 8 + 378.1183 [M + NH4] + m/z 378.1188 calculated for ESI-TOFMS) ( FIG. 3A ).

이 화합물의 구조는 그들의 NMR 스펙트럼(1H NMR, 13C NMR, COSY, HSQC 및 HMBC)에 기초한 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드의 삼량체로서 밝혀졌다(보조 도면 도 S2-9). 1H NMR 스펙트럼에서 적분값의 비율이 거의 2 : 1인 유사한 신호의 두 세트가 표시되었다. 이들 신호의 두 세트는 공액 알데히드 신호(δC 178.1, δH 9.54, s), J 값 3.2 및 3.5Hz 서로 결합하는 올레핀계 메틴 양성자 2 세트, 2 쌍의 올레핀계 4급 탄소(δC 151.8/157.4 및 155.1/160.2), 비등가(δH 4.67, 4.69) 및 등가(δH 4.47) 하이드록실메틸 양성자 신호에 기초하여 5-하이드록시-2-푸르알데하이드 골격으로서 분석되었다. 또한, 하나의 아세탈 신호(δC 98.1, δH 5.81)는 푸란 C2 및 동일하지 않은 하이드록시메틸 신호 둘 모두와 상호 관련된 HMBC이었다. 도 3d에 도시된 기타 주요 HMBC 상호관계와 함께, 이 활성 화합물의 구조는 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈인 것으로 확인하고 FA-1로 명명하였다. 1H 및 13C NMR 신호의 할당은 도 3B, C에 도시되어 있으며, NMR 스펙트럼은 도 8 및 도 9와 같다. The structure of this compound was revealed as a trimer of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde based on their NMR spectra (1 H NMR, 13 C NMR, COSY, HSQC and HMBC) (Supplementary Figures S2-9). In the 1H NMR spectrum, two sets of similar signals with an integral ratio of almost 2:1 were displayed. Two sets of these signals are conjugated aldehyde signals (δC 178.1, δH 9.54, s), J values of 3.2 and 3.5 Hz, two sets of olefinic methine protons binding to each other, and two pairs of olefinic quaternary carbons (δC 151.8/157.4 and 155.1). /160.2), non-equivalent (δH 4.67, 4.69) and equivalent (δH 4.47) hydroxylmethyl proton signals were analyzed as 5-hydroxy-2-furaldehyde backbones. Also, one acetal signal (δC 98.1, δH 5.81) was HMBC correlated with both furan C2 and non-identical hydroxymethyl signals. The structure of this active compound, along with other major HMBC interactions shown in Figure 3d, was identified as 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal and designated FA-1. The assignment of 1H and 13C NMR signals is shown in FIGS. 3B and C, and the NMR spectra are shown in FIGS. 8 and 9 .

3. 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 (FA-1)의 기관지 세포보호 효과 및 ALDH 및 WRN 단백질 증가 효과3. The bronchial cytoprotective effect of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal (FA-1) and the increase in ALDH and WRN proteins

다음으로 매실 추출물에서 분리된 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈(FA-1)의 담배연기 추출물 유도 독성에 대한 세포보호 효과를 분석하고자, 인간 기관지 상피세포(HBEC2)의 세포생존율과 ALDH 및 WRN 단백질 발현변화를 면역블랏으로 분석하였다. Next, in order to analyze the cytoprotective effect of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal (FA-1) isolated from plum extract on the tobacco smoke extract-induced toxicity, human bronchial epithelium Cell viability of cells (HBEC2) and changes in ALDH and WRN protein expression were analyzed by immunoblot.

5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 [DMSO(디메틸설폭사이드 )중 5, 25, 50, 75 및 150 nM] 또는 비히클(1.0% 부피의 DMSO에 해당)의 다양한 농도로 처리한 후 HBEC2 세포를 배양하였다. FA-1은 용량 의존적 방식으로 ALDH2, ADLH3A1 및 WRN 단백질 발현을 증가시켰다(도 4A).5-Hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal [5, 25, 50, 75 and 150 nM in DMSO (dimethylsulfoxide)] or vehicle (corresponding to 1.0% volume of DMSO) After treatment with various concentrations of HBEC2 cells were cultured. FA-1 increased ALDH2, ADLH3A1 and WRN protein expression in a dose-dependent manner ( FIG. 4A ).

즉, 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈 이 HBEC2 세포에서 ALDH2, ALDH3A1 및 WRN 단백질을 향상시켜 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈의 효과가 매실 추출물(JAE)과 동일함을 확인하였다.That is, the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal enhances ALDH2, ALDH3A1 and WRN proteins in HBEC2 cells, thereby enhancing 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5- It was confirmed that the effect of formylfurfuryl)acetal was the same as that of the plum extract (JAE).

따라서, 이 후 실험에서 150 nM 농도의 FA-1을 결정하고 사용하였다. 또한, 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대한 FA-1의 효과를 확인하고자, HBEC2 세포를 24 시간 동안 6% CSE의 존재 또는 부재 하에 비히클에서 2 mM의 N-아세틸-L-시스테인(NAC) 또는 150 nM의 FA-1과 함께 배양한 후 세포 생존율을 분석하였다. 분석결과 2 mM의 NAC는 HBEC2에서 6% 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성으로부터의 보호효과가 없음을 확인하였다. 반면, FA-1은 6% 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대해 세포보호 효과를 나타냈다(도 4B). Therefore, in subsequent experiments, FA-1 at a concentration of 150 nM was determined and used. In addition, to determine the effect of FA-1 on tobacco smoke extract (CSE) induced cytotoxicity, HBEC2 cells were treated with 2 mM N-acetyl-L-cysteine (NAC) in vehicle in the presence or absence of 6% CSE for 24 h. ) or after incubation with 150 nM of FA-1, cell viability was analyzed. As a result of the analysis, it was confirmed that 2 mM NAC had no protective effect against 6% tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity in HBEC2. On the other hand, FA-1 showed a cytoprotective effect against 6% tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity (FIG. 4B).

다음으로, 프로피디움 요오드화물(propidium iodide, PI) 및 아넥신 V(Annexin V) 염색하고 유세포 분석기(flow cytometry)을 수행하여 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포자멸사에 대한 FA-1의 세포보호 효과를 분석하였다. 분석결과, 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포자멸사를 감소시킴을 확인하였다(도 4C). Next, propidium iodide (PI) and Annexin V staining and flow cytometry were performed to protect the cytoprotective effect of FA-1 on tobacco smoke extract (CSE)-induced apoptosis. was analyzed. As a result of the analysis, it was confirmed that 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal reduced tobacco smoke extract (CSE)-induced apoptosis ( FIG. 4C ).

즉, 150 nM의 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈이 ALDH 및 WRN 단백질을 증가시키고 HBEC2 세포에서 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포자멸사로부터 보호한다는 것을 알 수 있다. That is, it was found that 150 nM of 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal increased ALDH and WRN proteins and protected against tobacco smoke extract (CSE)-induced apoptosis in HBEC2 cells. can

4. 인간 기관지 상피세포에서 FA-1의 산화적 손상 및 DNA 손상을 약화효과4. Weakening effect on oxidative damage and DNA damage of FA-1 in human bronchial epithelial cells

FA-1의 인간 기관지 상피세포에서 담배연기 추출물 유도 산화적 손상 및 DNA 손상 억제 효과를 확인하고자, 4-HNE 및 인산화 ATM 발현변화를 분석하였다.To determine the effect of FA-1 on inhibiting tobacco smoke extract-induced oxidative damage and DNA damage in human bronchial epithelial cells, we analyzed changes in 4-HNE and phosphorylated ATM expression.

담배연기(CS) 노출은 ATM의 인산화 증가에 의해 입증되는 바와 같이, 산화적 스트레스 및 DNA 손상의 마커인 4-HNE의 단백질을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 담배연기(CS)-유발 산화적 스트레스 및 DNA 손상에 대한 FA-1의 확인하고자, HBEC2 세포를 2% CSE의 존재 또는 부재 하에 150 nM FA-1의 처리하고, 24시간 배양한 후, 면역블랏을 수행하여 4-HNE 및 인산화 ATM의 발현을 분석하였다. Cigarette smoke (CS) exposure is known to increase the protein of 4-HNE, a marker of oxidative stress and DNA damage, as evidenced by increased phosphorylation of ATM. To identify FA-1 against cigarette smoke (CS)-induced oxidative stress and DNA damage, HBEC2 cells were treated with 150 nM FA-1 in the presence or absence of 2% CSE, incubated for 24 hours, and then immunoblotted. was performed to analyze the expression of 4-HNE and phosphorylated ATM.

분석결과, FA-1이 4-HNE 단백질의 축적 및 CSE-노출 HBEC2 세포에서 ATM의 인산화를 약화시킨다는 것을 알아냈다(도 5). 즉, FA-1이 배양된 HBEC2 세포에서 담배연기 추출물(CSE) 유도 산화적 스트레스 및 DNA 손상으로부터 보호한다는 것을 알 수 있다. As a result of the analysis, it was found that FA-1 attenuated the accumulation of 4-HNE protein and the phosphorylation of ATM in CSE-exposed HBEC2 cells ( FIG. 5 ). That is, it can be seen that FA-1 protects against tobacco smoke extract (CSE)-induced oxidative stress and DNA damage in cultured HBEC2 cells.

5. 인간 표피 각질세포에서 FA-1의 ALDH2 및 WRN 단백질 발현 조절5. Regulation of ALDH2 and WRN protein expression of FA-1 in human epidermal keratinocytes

ALDH2 및 WRN 단백질에 대한 FA-1의 효과를 결정하기 위해, 다양한 농도의 FA-1 [DMSO(디메틸설폭사이드) 중 5, 25, 50, 75 및 150 nM] 또는 비히클(1.0 부피%의 DMSO에 해당)으로 처리한 후 NHEK 세포를 배양하였다. FA-1은 NHEK 세포에서 용량 의존적 방식으로 ALDH2 및 WRN 단백질 발현을 향상시켰다(도 6A). NHEK 세포에서 낮은 ALDH3A1 단백질의 생성으로 인해, ALDH3A1은 검출되지 않았다. 즉, FA-1이 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성으로부터 보호하고, HBEC2 세포에서 ALDH2 및 WRN 단백질을 향상시키며, FA-1의 효과는 매실 추출물(JAE)와 동일함을 확인하였다.To determine the effect of FA-1 on ALDH2 and WRN proteins, various concentrations of FA-1 [5, 25, 50, 75 and 150 nM in DMSO (dimethylsulfoxide)] or vehicle (in 1.0 vol% DMSO) NHEK cells were cultured after treatment with the corresponding). FA-1 enhanced ALDH2 and WRN protein expression in NHEK cells in a dose-dependent manner ( FIG. 6A ). Due to the low production of ALDH3A1 protein in NHEK cells, ALDH3A1 was not detected. That is, it was confirmed that FA-1 protects against tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity, improves ALDH2 and WRN proteins in HBEC2 cells, and the effect of FA-1 is the same as that of plum extract (JAE).

WRN 단백질의 담배연기 추출물(CSE) 유도 하향 조절에 대한 FA-1의 효과를 확인하고자, 1.5% CSE의 존재 또는 부재 하에 FA-1(150 nM) 또는 비히클과 함께 HBEC2 세포를 배양하였다. FA-1은 배양된 HBEC2 세포에서 WRN 단백질의 CS-유발 하향 조절을 약화시켰다(도 6B). 즉, FA-1이 WRN 단백질 발현을 보존하고 CS-유발 하향 조절에 대한 내성을 제공한다는 것을 확인하였다.To determine the effect of FA-1 on tobacco smoke extract (CSE)-induced down-regulation of WRN protein, HBEC2 cells were cultured with FA-1 (150 nM) or vehicle in the presence or absence of 1.5% CSE. FA-1 attenuated CS-induced down-regulation of WRN protein in cultured HBEC2 cells ( FIG. 6B ). That is, it was confirmed that FA-1 preserves WRN protein expression and provides resistance to CS-induced downregulation.

6. FA-1의 인간 표피 각질세포에서 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성 및 DNA 손상 보호 효과.6. Tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity and DNA damage protective effect of FA-1 in human epidermal keratinocytes.

담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대한 FA-1의 효과를 확인하고자, NHEK 세포를 0, 2, 4 및 6% CSE의 존재 또는 부재 하에 24 시간 동안 FA-1 [DMSO(디메틸설폭사이드) 중 150 nM)로 처리한 후 MTT분석하여 세포 생존력을 분석하였다. 분석결과 FA-1은 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성에 대해 농도의존적으로 세포 생존율을 증가시켜 보호효과를 가짐을 확인하였다(도 7A).To determine the effect of FA-1 on tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity, NHEK cells were treated with FA-1 [DMSO (dimethylsulfoxide) After treatment with 150 nM), cell viability was analyzed by MTT analysis. As a result of the analysis, it was confirmed that FA-1 had a protective effect by increasing the cell viability in a concentration-dependent manner against tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity (FIG. 7A).

흡연은 모세관확장실조 변이(ataxia teleangiectasia mutated, ATM)를 포함하여 포스포이노시티드 3-키나제 관련 단백질 키나제(PIKK)에 의해 매개되는 DNA 손상반응(DDR)을 활성화시킨다. DNA 이중-스트랜드 파괴(DSBs)가 형성되면, ATM은 세린 1981 잔기에서 자가 인산화에 의해 활성화되고 염색질 인접 DSB 부위에서 H2AX 변이체의 세린 139 잔기(γH2AX)를 인산화된다. Smoking activates DNA damage responses (DDRs) mediated by phosphoinositide 3-kinase-associated protein kinase (PIKK), including ataxia teleangiectasia mutated (ATM). Upon formation of DNA double-strand breaks (DSBs), ATM is activated by autophosphorylation at the serine 1981 residue and phosphorylates the serine 139 residue (γH2AX) of the H2AX variant at the chromatin proximal DSB site.

따라서 담배연기 추출물(CSE)에 의해 유도되는 DNA 손상 억제 효과를 확인하고자, DNA 손상과 관련된 ATM 및 H2AX의 인산화 수준변화를 분석하였다. NHEK 세포를 2% CSE의 존재 또는 부재 하에 24 시간 동안 150 nM의 FA-1로 처리하였다. ATM 및 H2AX의 인산화를 위해 면역블롯 분석을 수행하였다 FA-1은 ATM 및 H2AX의 담배연기 추출물(CSE) 유도 인산화를 감소시켰다(도 7B). 즉, FA-1이 배양된 NHEK 세포에서 담배연기 추출물(CSE) 유도 세포독성 및 DNA 손상으로부터 보호함을 확인하였다.Therefore, in order to confirm the effect of inhibiting DNA damage induced by tobacco smoke extract (CSE), changes in the phosphorylation levels of ATM and H2AX related to DNA damage were analyzed. NHEK cells were treated with 150 nM of FA-1 for 24 h in the presence or absence of 2% CSE. Immunoblot analysis was performed for phosphorylation of ATM and H2AX. FA-1 reduced tobacco smoke extract (CSE)-induced phosphorylation of ATM and H2AX ( FIG. 7B ). That is, it was confirmed that FA-1 protects against tobacco smoke extract (CSE)-induced cytotoxicity and DNA damage in cultured NHEK cells.

Claims (5)

5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환 치료용 약학 조성물. A pharmaceutical composition for treating chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal. 제1항에 있어서, 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 매실로부터 분리된 것인 약학 조성물.The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal is isolated from plum. 제1항에 있어서, 상기 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈은 ALDH2, ALDH3A1 또는 WRN의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal increases the expression of ALDH2, ALDH3A1 or WRN. 5-하이드록시메틸-2-푸르알데히드 비스(5-포르밀푸르푸릴)아세탈을 유효성분으로 포함하는, 만성폐쇄성 폐질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.A food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease, comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl)acetal as an active ingredient. 제 4항에 있어서, 상기 식품 조성물은 건강기능성 식품인, 만성폐쇄성 폐질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.The food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease according to claim 4, wherein the food composition is a health functional food.
KR1020190164106A 2018-12-10 2019-12-10 Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease KR102301000B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180158577 2018-12-10
KR20180158577 2018-12-10

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200071686A KR20200071686A (en) 2020-06-19
KR102301000B1 true KR102301000B1 (en) 2021-09-15

Family

ID=71137476

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190164107A KR102269087B1 (en) 2018-12-10 2019-12-10 Cosmetic composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for protecting skin against particulate matter
KR1020190164106A KR102301000B1 (en) 2018-12-10 2019-12-10 Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190164107A KR102269087B1 (en) 2018-12-10 2019-12-10 Cosmetic composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for protecting skin against particulate matter

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102269087B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102586529B1 (en) * 2021-01-29 2023-10-10 재단법인 제주한의약연구원 Method for producing FA-1 from Prunus mume using microwave enzyme catalysis, high temperature and high pressure treatment

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100785969B1 (en) 2004-05-12 2007-12-14 동아제약주식회사 An agent comprising fgf2 as an effective ingredient for treatment or prevention of asthma and chronic obstructive pulmonary disease
MX2009002379A (en) * 2006-10-06 2009-03-20 Takasago Perfumery Co Ltd Taste-improving agent and food or drink containing the same.
KR100865022B1 (en) 2007-03-20 2008-10-23 이월자 The Cosmetic composition for preventing the skin aging

Also Published As

Publication number Publication date
KR102269087B1 (en) 2021-06-25
KR20200071687A (en) 2020-06-19
KR20200071686A (en) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10188690B2 (en) Use of Kaempferia parviflora wall. ex. baker extracts or flavone compound for preventing or treating muscle diseases, or improving muscle function
Kang et al. Inhibition of lipopolysaccharide-induced iNOS, COX-2, and TNF-α expression by aqueous extract of Orixa japonica in RAW 264.7 cells via suppression of NF-kB activity
Siebert et al. Determination of phenolic profile by HPLC-ESI-MS/MS and anti-inflammatory activity of crude hydroalcoholic extract and ethyl acetate fraction from leaves of Eugenia brasiliensis
JP6623253B2 (en) Pharmaceutical composition for prevention or treatment of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) comprising Pistachia Weinmannifolia extract, a fraction thereof or a compound isolated therefrom
Tian et al. (−)-Epicatechin ameliorates cigarette smoke-induced lung inflammation via inhibiting ROS/NLRP3 inflammasome pathway in rats with COPD
WO2015198071A1 (en) Active pharmaceutical ingredient (api) comprising cannabinoids for use in the treatment of cancer
Liu et al. Rutin attenuates inflammatory responses induced by lipopolysaccharide in an in vitro mouse muscle cell (C2C12) model
Wang et al. The anti-hepatocellular carcinoma effect of Brucea javanica oil in ascitic tumor-bearing mice: The detection of brusatol and its role
US9820963B2 (en) Composition containing lignan compound as active ingredient for preventing or treating cancer
US20050136141A1 (en) Compositions of and derived from strawberry and raspberry and therapeutic uses thereof
KR102301000B1 (en) Composition comprising 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde bis(5-formylfurfuryl) acetal for Preventing and treating chronic obstructive pulmonary disease
Shin et al. A standardized bark extract of Pinus pinaster Aiton (Pycnogenol®) attenuated chronic obstructive pulmonary disease via Erk-sp1 signaling pathway
US20160022753A1 (en) Compositions derived from sweet potato greens and methods of preparation and use
KR101646916B1 (en) COMPOSITION COMPRISING β-CARBOLINE ALKALOID FOR TREATING OR PREVENTING OF INFLAMMATORY DISEASE
KR102025884B1 (en) Antimicrobial, antiparasite, antiviral and antioxidant compositions of fish comprising Rhus verniciflua lignum extract
KR101802671B1 (en) Pharmaceutical composition for preventing or treating inflammatory disease comprising pterostilbene 4’-glucoside
KR20050088950A (en) A food composition comprising scrophularia buergeriana extract with anti-aging activity
KR102573209B1 (en) Composition For Preventing, Improving Or Treating Multiple Sclerosis Comprising Non-saponin Derived From Red Ginseng
KR101595987B1 (en) A composition comprising Osmanthus matsumuranus extracts having anti-cancer activity
KR102628997B1 (en) Composition Comprising the Extract of Senna Alata for Preventing or Inhibiting Vascular Aging
KR101937435B1 (en) glycyrrhizic acid and use thereof
KR20230169736A (en) Anti-neuroinflammatory composition comprising kuwanon t or sanggenon a
Lee Chemical composition of Cinnamomum cassia leaf oils and suppression effect of cinnamyl alcohol on nitric oxide synthase
Chon et al. Bioconversion enhances anti-oxidant and anti-inflammation activities of different parts of the Mulberry Tree (Morus alba L.), especially the leaf (Mori Folium)
Belluomo Effect of cocoa polyphenolic extract on macrophage polarization

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant