KR102328668B1 - 칠해목으로부터 분리한 화합물을 유효성분으로 함유하는 뇌신경세포 보호용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 칠해목(Ribes fasciculatum) 추출물에서 분리·동정한 화합물 및 이를 이용한 뇌신경세포 보호용 조성물을 개시한다.

Description

칠해목으로부터 분리한 화합물을 유효성분으로 함유하는 뇌신경세포 보호용 조성물{Composition for Protection of Brain Neuronal Cells Using the Compound Isolated from the Extract of Ribes fasciculatum}
본 발명은 칠해목(Ribes fasciculatum)으로부터 분리·동정한 화합물을 이용한 뇌신경세포 보호용 조성물에 관한 것이다.
세계의 여러 국가가 점차 고령화 사회로 접어들면서 뇌졸중(stroke), 파킨슨씨병(Parkinson's disease, PD), 알츠하이머(치매) 등 각종 퇴행성 뇌질환에 시달리는 사람들이 급증하고 있으며, 그 비용도 천문학적으로 소요되고 있다. 2015년 통계청 자료에 따른 국내 사망원인을 살펴보면, 악성신생물(암), 심장질환, 뇌혈관 질환, 폐렴 등 뇌질환으로 인한 사망률이 3위를 차지하고 있다. 생명 유지에 필수적인 정보를 주관하는 뇌는 신경신호에 이상이 생기면 생명에 치명적인 영향을 끼치는 각종 신경성 장애를 일으킨다. 뇌질환을 치료하는 효과적인 방법이 없는 현 실정에서는 삶의 질저하 및 막대한 의료비의 지출 등으로 주변 가족에게 상당한 정신적인 부담을 주고 있다. 이러 한 문제의 심각성을 인지하여 세계 각국은 범국민적인 관심속에 집중적인 해결방안을 모색하고 있다.
신경세포는 발생 및 시냅스를 재구성하는 과정에서 끊임없이 세포사멸하며, 스트레스와 세포독성 약물에 의한 세포사멸이 퇴행성 뇌질환의 주요 요인 중 하나이다. 퇴행성 뇌질환은 나이가 들어감에 따라 발생하는 뇌질환으로 환경적, 유전적 요인의 누적으로 인하여 발병하는 것으로 알려져 있다. 뇌와 척수의 특정 신경세포군이 서서히 그 기능을 잃고 뇌신경계의 정보전달에 가장 중요한 뇌신경세포의 사멸, 뇌신경세포와 뇌신경세포 사이의 정보를 전달하는 시냅스 형성이나 기능상의 문제, 뇌신경의 전기적 활동성의 이상적 증가나 감소로 인하여 야기된다. 뇌와 척수의 신경세포들은 위치에 따라 매우 다양한 기능을 하고 있어 어느 부위의 신경세포들이 먼저 손상되고 기능을 잃어가느냐에 따라, 또 이러한 기능장애가 어떤 형태로 진행되는가에 따라 매우 다양한 임상 양상을 보이게 된다. 퇴행성 뇌질환은 나타나는 주요 증상과 침범되는 뇌부위를 고려하여 구분 할 수 있으며, 알츠하이머병(Alzheimer's disease; AD), 파킨슨병(Parkinson's disease; PD), 헌팅톤병(Huntington's disease: HD), 다발성경화증 (Multiple sclerosis; MS), 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis: ALS) 등이 포함된다. 여러 인자 중 산화적 스트레스는 퇴행성 신경질환의 유발원인과 많은 연관 관계를 가진 것으로 알려져 있다. 뇌는 체중의 2% 밖에 되지 않지만 전체 산소소비량의 20% 정도를 소모하고 있기 때문에 산소 이용률이 높아 체내에서 가장 많은 활성산소가 발생하는 부위이다. 최근 연구에 따르면 만성적인 스트레스 및 산화적 스트레스는 시상하부-뇌 하수체-부신피질계, 해마, 선조체, 흑질 그리고 전뇌피질 부위에서 산화적 스트레스를 유발하여 세포사멸을 증가시키고 뉴런 및 성장인자를 감소시켜 퇴행성 뇌질환을 초래하는 것으로 보고되었다(Floyd RA. Proc Soc Exp Biol Med. 1999 Dec;222(3):236-45.;Wang JY et al., Curr Pharm Des. 2006;12(27):3521-33).
또한 뇌질환 중 뇌혈관 질환은 뇌출혈, 뇌졸중 등 혈관의 기능 이상에 따른 뇌질환으로, 산소와 에너지원의 공급 저하에 의하여 발병한다. 신경세포는 산소와 에너지원으로 글루코스(glucose)만을 이용한다. 그러나 뇌에는 글리코겐(glycogen)과 같은 저장기능이 없어 혈류를 막는 것만으로 에너지원이 완전히 차단되게 된다. 일반적으로 정상인의 혈당치는 80mg/를 유지하지만 혈당치가 20mg/가 되면 혼수상태가 된다. 또한 저산소 상태에서는 여러 활성산소가 유도되기 때문에 뇌신경세포에서 산소와 함께 글루코스의 공급이 차단되면 신경세포의 기능이 마비되고 뇌신경세포의 사멸로 연결된다(Muresan Aet al., Med Food. 2013 Sep;16(9):831-8.; Simran S et al., Nature Reviews Cancer 2014 14, 709721; Manzanero S et al., Neurochem Int. 2013 Apr;62(5):712-8.) 뇌혈관 질환에 의한 뇌조직 손상은 혈관성 치매 등의 질병으로 진행하게 된다.
그밖에도 안정한 분자상태인 기저삼중항산소(ground state triplet oxygen)가 체내 효소계, 환원대사, 화학약품, 공해물질, 광화학반응 등의 각종 물리적 화학적, 환경적 요인 등에 의하여 superdxide radical(O2-), hydroxyl radical(HO), 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2), singlet oxigen(1O2)과 같은 반응성이 매우 큰 활성산소 (active oxygen)으로 전환되면 생체에 치명적인 산소독성을 신경에 일으킨다.
신경세포의 산화적 스트레스는 미토콘드리아에서의 시토크롬 C의 유리와 카스파아제-3 활성화를 일으켜 세포사멸을 유발한다. 또한 활성산소종은 글루타메이트, 특히 NMDA 수용체를 활성화하여 메타보트로피칼 케스케이드(metabotrophical cascade)에 의한 Ca2+이온의 증가를 야기하고, 세포내 Ca2+ 의 증가는 카스파아제-2를 활성화하여 DNA를 손상시킨다. (Bonini P et al., J Neurosci Res. 2004 Jan 1;75(1):83-95.; Polster BM and Fiskum G. J Neurochem. 2004 Sep;90(6):1281-9.; Gorman AM et al., Neuroreport. 1998 Jul 13;9(10):R49-55). Ca2+ 이온 항상성의 파괴로 인한 흥분성 신경독성, 내형질 세망과 미토콘드리아의 기능불능, 산화적 스트레스에 의한 DNA 손상 등으로 인해 세포사멸이 일어나게 된다(Wei et al., 1999, Toxicology 134:117-26.).
이처럼 활성산소는 퇴행성 뇌질환 및 뇌혈관질환의 발병과 진행에 큰 영향을 끼치기 때문에 SH-SY5Y 세포나 PC12 세포에 대한 과산화수소 처리 등 ROS 생성 세포사멸 조건에서 신경세포 보호 효과를 확인하는 실험은 뇌졸중 및 퇴행성 뇌질환의 신경손상을 억제하고 그 치료법을 탐색하는 데 있어서 중요한 연구 방법으로 사용되고 있다.
본 발명에서는 칠해목 추출물에서 분리한 화합물의 신경세포 보호 효과를 확인하였다.
본 발명의 목적은 칠해목 유래 화합물을 이용한 뇌신경세포 보호용 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적이나 구체적인 목적은 이하에서 제시될 것이다.
본 발명은 아래의 실시예 및 실험예에서 확인되는 바와 같이, 칠해목 추출물에서 분리한 활성성분인 아래의 <화학식 1> 내지 <화학식 4>의 화합물이 인간신경모세포종 SH-SY5Y 세포주와 광범위한 신경퇴행성 질환 연구에서 사용되어지고 있는 PC12 세포주(pheochromocytoma-12 cell)에서 과산화수소에 의한 뇌신경세포 사멸 억제 효과를 나타낸다는 사실을 확인함으로써 완성된 것이다. 상기 화합물들은 칠해목의 30% 에탄올 추출물를 물로 현탁시킨 후 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 및 부탄올(n-butanol)로 순차적으로 분획하고 얻어지는 에틸아세테이트 분획물을 다시 11개 분획으로 나눈 후 실리카겔 컬럼크로마토그래피를 실시하여 얻어진 화합물 중 신경세포 보호 활성이 뛰어난 화합물들을 분리·동정한 것이다.
전술한 바를 고려할 때, 본 발명은 일 측면에 있어서 일 측면에 있어서, 아래의 <화학식 1> 내지 <화학식 4>로 표현되는 분리 화합물, 이의 프로드럭, 이의 수화물, 또는 이의 용매화물에 관한 것이고, 다른 측면에 있어서는 (i) 칠해목 추출물의 에틸아세테이트 분획물 또는 (ii) 아래의 <화학식 1> 내지 <화학식4>로 표현되는 분리 화합물, 이의 프로드럭, 이의 수화물, 또는 이의 용매화물을 유효성분으로 포함하는 뇌신경세포 보호용 조성물에 관한 것이며, 또 다른 측면에 있어서는 (i) 칠해목 추출물의 에틸아세테이트 분획물 또는 (ii) 아래의 <화학식 1> 내지 <화학식 4>로 표현되는 분리 화합물, 이의 프로드럭, 이의 수화물, 또는 이의 용매화물을 유효성분으로 포함하는 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환의 개선용 조성물에 관한 것이다.
<화학식 1>
Figure 112019054819012-pat00001
<화학식 2>
Figure 112019054819012-pat00002
<화학식 3>
Figure 112019054819012-pat00003
<화학식 4>
Figure 112019054819012-pat00004
본 명세서에서, "프로드럭(prodrug)"은 어떤 약물을 화학적으로 변화시켜 물리적, 화학적 성질을 조절한 약물을 의미하며, 그 자체는 생리 활성을 나타내지 않지만 투여 후 체내에서 화학적 혹은 효소의 작용에 의해 원래의 약물로 바뀌어 약효를 발휘할 수 있는 약물을 의미한다.
또 본 명세서에서 "수화물(hydrate)"은 물이 결합되어 있는 화합물을 의미하며, 물과 화합물 사이에 화학적인 결합력이 없는 내포 화합물을 포함하는 의미이다.
또 본 명세서에서 "용매화물"은 용질의 분자나 이온과 용매의 분자나 이온 사이에 생긴 화합물을 의미한다.
또 본 명세서에서, "칠해목 추출물"이란 추출 대상인 칠해목의 줄기, 잎, 열매, 꽃, 뿌리 등을 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알콜(메탄올, 에탄올, 부탄올 등), 메틸렌클로라이드, 에틸렌, 아세톤, 헥산, 에테르, 클로로포름, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, N,N-디메틸포름아미드(DMF), 디메틸설폭사이드(DMSO), 1,3-부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 또는 이들의 혼합 용매를 사용하여 침출하여 얻어진 추출물, 이산화탄소, 펜탄 등 초임계 추출 용매를 사용하여 얻어진 추출물 또는 그 추출물을 분획하여 얻어진 분획물을 의미하며, 추출 방법은 활성물질의 극성, 추출 정도, 보존 정도를 고려하여 냉침, 환류, 가온, 초음파 방사, 초임계 추출 등 임의의 방법을 적용할 수 있다. 분획된 추출물의 경우 추출물을 특정 용매에 현탁시킨 후 극성이 다른 용매와 혼합·정치시켜 얻은 분획물, 상기 조추출물을 실리카겔 등이 충진된 칼럼에 흡착시킨 후 소수성 용매, 친수성 용매 또는 이들의 혼합 용매를 이동상으로 하여 얻은 분획물을 포함하는 의미이다. 또한 상기 추출물의 의미에는 동결건조, 진공건조, 열풍건조, 분무건조 등의 방식으로 추출 용매가 제거된 농축된 액상의 추출물 또는 고형상의 추출물이 포함된다. 바람직하게는 추출용매로서 물, 에탄올 또는 이들의 혼합 용매, 특히 10% 내지 70%의 에탄올 수용액으로 추출(침지 또는 증류)하여 얻어진 것을 의미한다. 더 바람직하게는 상기 10% 내지 70%의 에탄올 수용액 추출물을 물(증류수)에 현탁시키고 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트 및 부탄올로 순차적으로 분획하여 얻어지는 어느 한 분획 용매층의 분획물을 의미한다. 가장 바람직하게는 상기 순차적 분획물 중 아래의 실험예에서 높은 뇌신경세포 보호 활성을 보이는 것으로 확인된 에틸아세테이트층의 분획물을 의미한다. 여기서 "순차적 분획한다"의 의미는 분획 후의 잔여 물층을 계속 사용하여 상기 열거된 순서의 용매로 분획한다는 것이다.
또 본 명세서에서 "유효성분"이란 단독으로 목적하는 활성을 나타내거나 또는 그 자체는 활성이 없는 담체와 함께 활성을 나타낼 수 있는 성분을 의미한다.
또 본 명세서에서, "뇌신경세포의 보호"는 아래에서 정의되는 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환에서 뇌신경세포 사멸을 억제하는 의미 이외에 노화로 인한 뇌신경세포의 사멸을 억제하는 의미를 포함한다. 뇌신경세포의 사멸 억제는 곧 인지 능력의 개선을 가져오므로, 상기 "뇌신경세포의 보호"는 인지 능력 개선의 의미로도 이해될 수 있다. 참고로, 본 발명의 실험예에서 뇌신경세포 보호 효과를 확인하기 위하여 사용한 SH-SY5Y세포 및 PC12세포는 식품의약품안전처에서 2014년 발행한 건강기능식품 기능성 평가 가이드 "인지능력 개선에 도움을 줄 수 있음" 에서 사용예로 기재된 세포이다.
또 본 명세서에서, "뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환의 개선"는 아래에서 정의되는 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환의 증상 경감, 치료, 그러한 질환의 예방(발병 억제 또는 지연)을 포함하는 의미이다.
또 본 명세서에서, "뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환"은 알츠하이머병(Alzheimer's disease; AD), 파킨슨병(Parkinson's disease; PD), 헌팅톤병(Huntington's disease: HD), 다발성경화증 (Multiple sclerosis; MS), 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭 경화증(Amyotrophic lateral sclerosis: ALS) 등의 퇴행성 뇌질환과 혈관성 치매 등의 허혈성 뇌질환을 포함한다.
본 발명의 조성물에서 그 유효성분은 뇌신경세포 보호 효과 등을 나타낼 수 있는 한, 용도, 제형, 배합 목적 등에 따라 임의의 양(유효량)으로 포함될 수 있는데, 통상적인 유효량은 조성물 전체 중량을 기준으로 할 때 0.001 중량 % 내지 20.0 중량 % 범위 내에서 결정될 것이다. 여기서 "유효량"이란 그 적용 대상인 포유동물 바람직하게는 사람에게 의료 전문가 등의 제언에 의한 투여 기간 동안 본 발명의 조성물이 투여될 때, 뇌신경세포 보호 효과 등 의도한 기능적·약리학적 효과를 나타낼 수 있는, 본 발명의 조성물에 포함되는 유효성분의 양을 말한다. 이러한 유효량은 당업자의 통상의 능력 범위 내에서 실험적으로 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물은 유효성분 이외에, 뇌신경세포 보호 효과의 상승·보강을 위하여 또는 항스트레스 활성, 피로 개선 활성 활성 등 유사활성의 부가를 통한 복용이나 섭취의 편리성을 증진시키기 위하여, 당업계에서 이미 안전성이 검증되고 해당 활성을 갖는 것으로 공지된 임의의 화합물이나 천연 추출물을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 화합물 또는 추출물에는 각국 약전(한국에서는 "대한민국약전"), 각국 건강기능식품공전(한국에서는 식약처 고시인 "건강기능식품 기준 및 규격"임) 등의 공정서에 실려 있는 화합물 또는 추출물, 의약품의 제조·판매를 규율하는 각국의 법률(한국에서는 "약사법"임)에 따라 품목 허가를 받은 화합물 또는 추출물, 건강기능식품의 제조·판매를 규율하는 각국 법률(한국에서는 「건강기능식품에관한법률」임)에 따라 기능성이 인정된 화합물 또는 추출물이 포함된다. 예컨대 한국 「건강기능식품에관한법률」에 따라 '인지 능력 개선'으로 기능성을 인정받은 Lactobacillus Helveticus 발효물, 도라지 추출물(DRJ-AD), 참당귀 뿌리 추출물, 참당귀 추출 분말, 포스파티딜세린 등과 '피로 개선'으로 기능성을 인정받은 발효 생성 아미노산 복합물, 헛개나무 과병 추출물, 홍경천 추출물 등과, '항스트레스'로 기능성을 인정받은 L-테아닌, 아쉬아간다 추출물, 유단백가수분해물, 돌외 잎 추출물 등이 이러한 화합물 또는 추출물에 해당할 것이다.
이러한 화합물 또는 천연 추출물은 본 발명의 조성물에 그 유효성분과 함께 하나 이상 포함될 수 있다.
본 발명의 조성물은 구체적인 양태에 있어서, 식품 조성물로서 파악할 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 어떠한 형태로도 제조될 수 있으며, 예컨대 차, 쥬스, 탄산음료, 이온음료 등의 음료류, 우유, 요구루트 등의 가공 유류(乳類), 껌류, 떡, 한과, 빵, 과자, 면 등의 식품류, 정제, 캡슐, 환, 과립, 액상, 분말, 편상, 페이스트상, 시럽, 겔, 젤리, 바 등의 건강기능식품 제제류 등으로 제조될 수 있다.
또 본 발명의 식품 조성물은 법률상·기능상의 구분에 있어서 제조·유통 시점의 시행 법규에 부합하는 한 임의의 제품 구분을 띨 수 있다. 예컨대 한국 「건강기능식품에관한법률」에 따른 건강기능식품이거나, 한국 「식품위생법」의 식품공전(식약처 고시 「식품의 기준 및 규격」)상 각 식품유형에 따른 과자류, 두류, 다류, 음료류, 특수용도식품 등일 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 그 유효성분 이외에 식품첨가물이 포함될 수 있다. 식품첨가물은 일반적으로 식품을 제조, 가공 또는 보존함에 있어 식품에 첨가되어 혼합되거나 침윤되는 물질로서 이해될 수 있는데, 식품과 함께 매일 그리고 장기간 섭취되므로 그 안전성이 보장되어야 한다. 식품의 제조·유통을 규율하는 각국 법률(한국에서는 「식품위생법」임)에 따른 식품첨가물공전에는 안전성이 보장된 식품첨가물이 성분 면에서 또는 기능 면에서 한정적으로 규정되어 있다. 한국 식품첨가물공전(식약처 고시 「식품첨가물 기준 및 규격」)에서는 식품첨가물이 성분 면에서 화학적 합성품, 천연 첨가물 및 혼합 제제류로 구분되어 규정되어 있는데, 이러한 식품첨가물은 기능 면에 있어서는 감미제, 풍미제, 보존제, 유화제, 산미료, 점증제 등으로 구분된다.
감미제는 식품에 적당한 단맛을 부여하기 위하여 사용되는 것으로, 천연의 것이거나 합성된 것을 사용할 수 있다. 바람직하게는 천연 감미제를 사용하는 경우인데, 천연 감미제로서는 옥수수 시럽 고형물, 꿀, 수크로오스, 프룩토오스, 락토오스, 말토오스 등의 당 감미제를 들 수 있다.
풍미제는 맛이나 향을 좋게 하기 위하여 사용될 수 있는데, 천연의 것과 합성된 것 모두 사용될 수 있다. 바람직하게는 천연의 것을 사용하는 경우이다. 천연의 것을 사용할 경우에 풍미 이외에 영양 강화의 목적도 병행할 수 있다. 천연 풍미제로서는 사과, 레몬, 감귤, 포도, 딸기, 복숭아 등에서 얻어진 것이거나 녹차잎, 둥굴레, 대잎, 계피, 국화 잎, 자스민 등에서 얻어진 것일 수 있다. 또 인삼(홍삼), 죽순, 알로에 베라, 은행 등에서 얻어진 것을 사용할 수 있다. 천연 풍미제는 액상의 농축액이나 고형상의 추출물일 수 있다. 경우에 따라서 합성 풍미제가 사용될 수 있는데, 합성 풍미제로서는 에스테르, 알콜, 알데하이드, 테르펜 등이 이용될 수 있다.
보존제로서는 소르브산칼슘, 소르브산나트륨, 소르브산칼륨, 벤조산칼슘, 벤조산나트륨, 벤조산칼륨, EDTA(에틸렌디아민테트라아세트산) 등이 사용될 수 있고, 또 유화제로서는 아카시아검, 카르복시메틸셀룰로스, 잔탄검, 펙틴 등이 사용될 수 있으며, 산미료로서는 연산, 말산, 푸마르산, 아디프산, 인산, 글루콘산, 타르타르산, 아스코르브산, 아세트산, 인산 등이 사용될 수 있다. 산미료는 맛을 증진시키는 목적 이외에 미생물의 증식을 억제할 목적으로 식품 조성물이 적정 산도로 되도록 첨가될 수 있다.
점증제로서는 현탁화 구현제, 침강제, 겔형성제, 팽화제 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 전술한 바의 식품첨가물 이외에, 기능성과 영양성을 보충, 보강할 목적으로 당업계에 공지되고 식품첨가물로서 안정성이 보장된 생리활성 물질이나 미네랄류를 포함할 수 있다.
그러한 생리활성 물질로서는 녹차 등에 포함된 카테킨류, 비타민 B1, 비타민 C, 비타민 E, 비타민 B12 등의 비타민류, 토코페롤, 디벤조일티아민 등을 들 수 있으며, 미네랄류로서는 구연산칼슘 등의 칼슘 제제, 스테아린산마그네슘 등의 마그네슘 제제, 구연산철 등의 철 제제, 염화크롬, 요오드칼륨, 셀레늄, 게르마늄, 바나듐, 아연 등을 들 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에는 전술한 바의 식품첨가물이 제품 유형에 따라 그 첨가 목적을 달성할 수 있는 적량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물에 포함될 수 있는 기타의 식품첨가물과 관련하여서는 각국 식품공전이나 식품첨가물 공전을 참조할 수 있다.
본 발명의 조성물은 다른 구체적인 양태에 있어서는 약제학적 조성물로 파악될 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함하여 당업계에 공지된 통상의 방법으로 투여 경로에 따라 경구용 제형 또는 비경구용 제형으로 제조될 수 있다. 여기서 투여 경로는 국소 경로, 경구 경로, 정맥 내 경로, 근육 내 경로, 및 점막 조직을 통한 직접 흡수를 포함하는 임의의 적절한 경로일 수 있으며, 두 가지 이상의 경로를 조합하여 사용할 수도 있다. 두 가지 이상 경로의 조합의 예는 투여 경로에 따른 두 가지 이상의 제형의 약물이 조합된 경우로서 예컨대 1차로 어느 한 약물은 정맥 내 경로로 투여하고 2차로 다른 약물은 국소 경로로 투여하는 경우이다.
약학적으로 허용되는 담체는 투여 경로나 제형에 따라 당업계에 주지되어 있으며, 구체적으로는 "대한민국약전"을 포함한 각국의 약전을 참조할 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물이 경구용 제형으로 제조될 경우, 적합한 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 분말, 과립, 정제, 환제, 당의정제, 캡슐제, 액제, 겔제, 시럽제, 현탁액, 웨이퍼 등의 제형으로 제조될 수 있다. 이때 적합한 담체의 예로서는 락토스, 글루코스, 슈크로스, 덱스트로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨 등의 당류, 옥수수 전분, 감자 전분, 밀 전분 등의 전분류, 셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 나트륨 카르복시메틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스류, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 마그네슘 스테아레이트, 광물유, 맥아, 젤라틴, 탈크, 폴리올, 식물성유, 에탄올, 그리세롤 등을 들 수 있다. 제제화활 경우 필요에 따라적절한 결합제, 윤활제, 붕해제, 착색제, 희석제 등을 포함시킬 수 있다. 적절한 결합제로서는 전분, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분페리스트, 젤라틴, 메틸셀룰로스, 소듐 카복시메틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 글루코스, 옥수수 감미제, 소듐 알지네이트, 폴리에틸렌 글리콜, 왁스 등을 들 수 있고, 윤활제로서는 올레산나트륨, 스테아르산나트륨, 스테아르산마그네슘, 벤조산나트륨, 초산나트륨, 염화나트륨, 실리카, 탈쿰, 스테아르산, 그것의 마그네슘염과 칼슘염, 폴리데틸렌글리콜 등을 들 수 있으며, 붕해제로서는 전분, 메틸 셀룰로스, 아가(agar), 벤토나이트, 잔탄 검, 전분, 알긴산 또는 그것의 소듐 염 등을 들 수 있다. 또 희석제로서는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 만니톨, 소비톨, 셀룰로스, 글라이신 등을 들 수 있다.
본 발명의 약제학적 조성물이 비경구용 제형으로 제조될 경우, 적합한 담체와 함께 당업계에 공지된 방법에 따라 주사제, 경피 투여제, 비강 흡입제 및 좌제의 형태로 제제화될 수 있다. 주사제로 제제화할 경우 적합한 담체로서는 수성 등장 용액 또는 현탁액을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 트리에탄올 아민이 함유된 PBS(phosphate buffered saline)나 주사용 멸균수, 5% 덱스트로스 같은 등장 용액 등을 사용할 수 있다. 경피 투여제로 제제화할 경우 연고제, 크림제, 로션제, 겔제, 외용액제, 파스타제, 리니멘트제, 에어롤제 등의 형태로 제제화할 수 있다. 비강 흡입제의 경우 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 등의 적합한 추진제를 사용하여 에어로졸 스프레이 형태로 제제화할 수 있으며, 좌제로 제제화할 경우 그 담체로는 위텝솔(witepsol), 트윈(tween) 61, 폴리에틸렌글리콜류, 카카오지, 라우린지, 폴리옥시에틸렌 소르비탄 지방산 에스테르류, 폴리옥시에틸렌 스테아레이트류, 소르비탄 지방산 에스테르류 등을 사용할 수 있다.
약제학적 조성물의 구체적인 제제화와 관련하여서는 당업계에 공지되어 있으며, 예컨대 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)] 등을 참조할 수 있다. 상기 문헌은 본 명세서의 일부로서 간주 된다.
본 발명의 약제학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태, 체중, 성별, 연령, 환자의 중증도, 투여 경로에 따라 1일 0.001mg/kg ~ 10g/kg 범위, 바람직하게는 0.001mg/kg ~ 1g/kg 범위일 수 있다. 투여는 1일 1회 또는 수회로 나누어 이루어질 수 있다. 이러한 투여량은 어떠한 측면으로든 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 칠해목(Ribes fasciculatum) 추출물에서 분리·동정한 화합물 및 이를 이용한 뇌신경세포 보호용 조성물을 제공할 수 있다.
본 발명의 뇌신경세포 보호용 조성물은 식품 또는 약품으로 제품화될 수 있다.
도 1은 칠해목의 추출 용매별 뇌신경세포 보호 활성을 확인한 실험 결과이다.
도 2는 화합물의 분리 도식도이다.
도 3은 <화학식 1> 에 해당하는 화합물의 13C NMR 스펙트럼 결과이다.
도 4은 <화학식 1> 에 해당하는 화합물의 1H NMR 스펙트럼 결과이다.
도 5는 <화학식 2> 에 해당하는 화합물의 13C NMR 스펙트럼 결과이다.
도 6은 <화학식 2> 에 해당하는 화합물의 1H NMR 스펙트럼 결과이다.
도 7은 <화학식 2> 에 해당하는 화합물의 DEPT90 스펙트럼 결과이다.
도 8은 <화학식 2> 에 해당하는 화합물의 DEPT135 스펙트럼 결과이다.
도 9는 <화학식 2> 에 해당하는 화합물의 HSQC 스펙트럼 결과이다.
도 10은 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 13C NMR 스펙트럼 결과이다.
도 11은 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 1H NMR 스펙트럼 결과이다.
도 12는 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 COSY 스펙트럼 결과이다.
도 13은 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 DEPT90 스펙트럼 결과이다.
도 14는 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 DEPT135 스펙트럼 결과이다.
도 15는 <화학식 3> 에 해당하는 화합물의 HSQC 스펙트럼 결과이다.
도 16은 <화학식 4> 에 해당하는 화합물의 13C NMR 스펙트럼 결과이다.
도 17은 <화학식 4> 에 해당하는 화합물의 1H NMR 스펙트럼 결과이다.
도 18은 <화학식 4> 에 해당하는 화합물의 COSY 스펙트럼 결과이다.
도 19은 <화학식 4> 에 해당하는 화합물의 DEPT90 스펙트럼 결과이다.
도 20는 <화학식 4> 에 해당하는 화합물의 DEPT135 스펙트럼 결과이다.
도 21은 <화학식 1> 내지 <화학식 4>에 해당하는 화합물의 뇌신경세포(SH-SY5Y)의 보호 활성 실험 결과이다.
도 22은 <화학식 1> 내지 <화학식 4>에 해당하는 화합물의 뇌신경세포(PC12)의 보호 활성 실험 결과이다.
도 23은 칠해목 분획물의 뇌신경세포 보호 활성을 확인한 실험 결과이다 (EA: 에틸아세테이트 분획물).
이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 참조하여 설명한다. 그러나 본 발명의 범위가 이러한 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1> 칠해목 추출물에서 활성성분인 신규 화합물의 분리·동정
<실시예 1-1> 칠해목 추출물로부터 활성 화합물의 분리
건조된 칠해목(Ribes fasciculatum)의 잎 부위에 다양한 조건의 용매(물 또는 에탄올 30%, 70%, 100%)로 추출물을 제조하였으며 아래의 실험예와 동일한 방법을 이용하여 과산화수소를 처리한 SH-SY5Y세포와 PC12 세포에서 뇌신경세포 보호 활성을 확인하였다 (도 1). 도 1에서 확인되는 바와 같이, 30% 에탄올 용매를 이용하여 칠해목 추출물을 제조한 경우 가장 우수한 신경세포 보호 활성을 나타내었다.
칠해목 1.2Kg을 상기 실험 결과 가장 우수한 활성을 나타내었던 30% 에탄올로 추출하여, 추출물 303.5g을 얻었으며 이를 헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올로 분획하여 각각 1.5g, 4.0g, 28g, 23.5g, 246.5g의 분획물을 얻었다. 이 중 아래의 실험예와 동일한 방법으로 실험을 수행하여 우수한 뇌신경세포 보호활성을 나타낸 에틸아세테이트 분획물(도 23)을 대상으로 실리카겔 컬럼크로마토 그래피를 실시하여 11개의 소분획으로 나누었다. 소분획에서 화합물을 분리하였으며 해당 과정을 도식하여 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 소분획 중 fraction 7을 RP18 컬럼크로마토그래피를 실시하여 <화학식 1>의 화합물(이하, 화합물 1)을 얻었으며 fraction 8을 RP18 컬럼크로마토그래피를 실시하여 <화학식 2>의 화합물(이하, 화합물 2)을 얻었다. 또한 fraction 9을 RP18 컬럼크로마토그래피를 실시하여 화학식 3의 화합물(이하, 화합물 3)을 얻었으며 fraction 11을 RP18 컬럼크로마토그래피를 실시하여 화학식 4의 화합물(이하, 화합물 4)을 얻었다. 분리한 화합물의 구조결정은 NMR 분광데이타와 문헌 분석을 통해 결정하였으며 도 3 내지 도 20 에 나타내었다.
<실시예 1-2> 분리 화합물의 동정
상기 실시예 1-2에 따라 분리 정제된 화합물 1 내지 화합물 4의 구조를 동정하기 위하여 핵자기공명기(NMR, Bruker Co., Ascend III 700 MHz) 분석, COSY-NMR 분석, 질량분석(MS) 등을 수행하였다. 상기 화합물을 NMR 전용 Merck Co.에 DMSO-d 6 에 녹여 5mm의 NMR 튜브 내에 넣고, 수소 및 탄소 핵자기공명을 측정하였고, 각 용매의 피크를 내부 표준물질로 하거나 TMS(tetramethylsilane)의 피크를 기준으로 하여 측정하였다.
도 3 및 도 4의 NMR 분석 결과 등을 근거로 분리 정제된 화합물 1을 상기 <화학식 1>의 화합물인 quercetin-3-rhamnoside으로 동정하였고, 도 5 내지 도 9에 나타난 분석 결과를 근거로 분리 정제된 화합물 2을 상기 <화학식 2>의 화합물인 rugosaflavonoid C 로 동정하였다. 또한 도 10 내지 도 15의 NMR 분석 결과 등을 근거로 화합물 3을 상기 <화학식 3>의 화합물인 kaempferol-3-rhamnoside 로 동정하였으며 도 16 내지 도 20의 분석 결과를 근거로 상기 <화학식 4>의 화합물인 kaempferol 을 동정하였다.
<실험예> 칠해목 추출물 분리 화합물의 뇌신경세포 보호활성 확인
상기 실시예에서 분리한 화합물 1 내지 화합물 4의 뇌신경세포 보호활성을 확인하기 위하여 과산화수소 처리 신경세포에서 MTT법을 수행하였다.
인간신경모세포종인 SH-SY5Y세포는 10% (v/v) 소태아혈청(fetal bovine serum, FBS), 1% 페니실린/스트렙토마이신(penicillin/streptomycin), NaHCO3 (2 mg/ml) 및 15 mM 헤페스(hepes)가 포함된 동물세포배양 배지(DMEM 배지)에 5% CO2 배양기 내에서 37℃에서 배양 하였다. 배양된 SH-SY5Y 세포를 96 웰 플레이트에 5×104세포/웰(cell/well)을 시딩(seeding)한 후, 화합물 시료를 농도별(2, 10, 50 ㎍/ml)로 처리하고 37℃에서 24 시간 동안 배양하였다. PC12 세포는 10% 우태아 혈청, 1 mM의 피루브산 나트륨, 100 unit/L 페니실린 및 100 ㎎/L 스트렙토마이신이 첨가된 배지(GIBCO® RPMI Media 1640)에서 5% CO2가 공급되는 37℃ 조건으로 배양(Thermo Forma Direct Heat CO2 Incubator 311 model) 하였으며 96 웰 플레이트에 SH-SY5Y 세포와 동일한 조건으로 시료와 함께 추가 배양하였다. 이 후 뇌신경세포의 사멸을 유도하기 위해 SH-SY5Y세포 또는 PC12세포가 배양된 96웰 플에이트에 과산화수소 100uM을 1시간 처리하여 약 50%의 세포사멸을 유도 하였다.
과산화수소를 처리한 세포에서 화합물 1 내지 화합물 4에 의한 뇌신경세포 보호 효과는 MTT방법으로 측정하였다. MTT법은 세포의 미토콘드리아 내 효소인 succinate-dehydrogenase에 의해 MTT가 formazan으로 변하여 죽은 세포는 formazan생성을 줄어 들게 하는 원리를 이용하여 외부독성에 대한 세포 생존율을 흡광도 측정결과를 이용하여 나타내는 것이다. 구체적으로 96-well plate에 최종농도가 0.5 ㎎/㎖이 되도록 MTT (Sigma-Aldrich, cat.# M2128, USA) 용액을 각 well에 넣었다. 배양기에서 3시간 동안 반응시키고 배지와 MTT 용액을 제거한 후 DMSO를 넣어 교반하였다. 완전히 용해되었을 때 마이크로리더를 이용하여 540 ㎚에서 UV 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도를 이용하여 세포생존율(％)을 대조군(과산화수소만 처리한 군) 대한 백분율로 나타내었다 (도 21 및 도 22).
도 21을 참조하여 보면, SHSY5Y세포에서 화합물 1 내지 화합물 4는 모두 대조군보다 우수한 뇌신경세포 보호 활성을 나타내었으며 특히 화합물 1과 화합물 4가 가장 우수한 것으로 확인되었다.
또한 도 22에 나타난 바와 같이, PC12 세포에서도 모두 대조군보다 우수한 활성을 나타내었으며 그 중 화합물 4가 대조군(100%) 대비 약 150% 에 달하는 세포 생존율을 나타내었다.

Claims (9)

  1. 아래 <화학식 2>의 화합물을 유효성분으로 포함하는 인지능력 개선용 조성물.
    <화학식 2>
    Figure 112021044748699-pat00006

  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 약제학적 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 식품 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  4. 아래 <화학식 2>의 화합물을 유효성분으로 포함하는 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환의 개선용 조성물로서,
    상기 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환은 퇴행성 뇌질환이고,
    상기 퇴행성 뇌질환은 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅톤병, 다발성경화증 또는 근위축성 측삭 경화증인 조성물.
    <화학식 2>
    Figure 112021044748699-pat00010

  5. 제4항에 있어서,
    상기 조성물은 약제학적 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 조성물은 식품 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 아래 <화학식 2>의 화합물을 유효성분으로 포함하는 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환의 개선용 조성물로서,
    상기 뇌신경세포의 사멸을 수반하는 질환은 허혈성 뇌질환이고,
    상기 허혈성 뇌질환은 혈관성 치매인 조성물.
    <화학식 2>
    Figure 112021044748699-pat00014

  8. 제7항에 있어서,
    상기 조성물은 약제학적 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 조성물은 식품 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.

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