KR102556835B1

KR102556835B1 - 어수리 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물

Info

Publication number: KR102556835B1
Application number: KR1020200144100A
Authority: KR
Inventors: 정진부
Original assignee: 안동대학교 산학협력단
Priority date: 2020-11-02
Filing date: 2020-11-02
Publication date: 2023-07-17
Anticipated expiration: 2040-11-02
Also published as: KR20220059016A

Abstract

본 발명은 어수리 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 어수리 추출물은 면역증진인자인 산화질소 (NO)의 생성을 증가시키고, iNOS, COX-2, IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 발현을 증가시켜 대식세포의 식세포작용을 증가시켜 면역증진 효과를 유도하고 세포 독성을 유발시키지 않아 체내 안정하므로 면역증진을 위한 건강기능식품으로의 활용이 가능하다. 또한 상기 어수리 추출물은 CEBP-α의 분해를 유도하여 지방전구세포의 분화를 억제하고, CEBP-α, PPARγ, Perilipin-1, Adiponectin, FABP4, FAS, ACC 등의 발현을 억제하여 지방세포의 지질축적을 억제하여 TG(Triacylglycerol)의 함량을 낮춤으로서 항비만 활성을 보여 비만 예방 또는 개선용 조성물로 용이하게 이용할 수 있다.

Description

어수리 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물 {Composition comprising extract of Heracleum moellendorffii for immune-enhancement and anti-obesity}

본 발명은 어수리(Heracleum moellendorffii) 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물에 관한 것이다.

면역계는 자연저항, 비특이성 면역체계 및 특이성 면역체계로 구분할 수 있다. 자연저항(1차 방어선)이란 미생물을 위시한 모든 침입자들을 그들의 종류에 관계없이 막아내는 해부생리학적 요소들을 말하며, 비특이적 면역(2차 방어선)은 자연저항을 돌파하여 체내로 들어온 침입자들을 제거하는 식세포로 구성된 방어체계를, 그리고 특이성 면역계(3차 방어선)는 림프구들로 구성된 면역체계를 말하는데, 이중 특이성 면역계는 기억능 및 자기와 비자기를 구분할 수 있는 능력을 지닌 고도로 발달한 면역체계이다. 또한, 백혈구는 2차 또는 3차 방어선을 구성하여 1차 방어선을 돌파하여 체내에 들어온 이물을 담당하게 되며, 세균, 바이러스 감염 또는 염증 반응 시, 대식세포 및 림프구 활성의 조절은 의약품의 치료 효과 결정에 있어서 중추적인 역할을 한다.

대식세포(Macrophage)는 다양한 기능을 가진 세포로 산화적 스트레스 상황에서 여러 가지 사이토카인(cytokine)과 일산화산소(NO)를 생성하여 면역체계에서 중요한 역할을 한다. 특히 대식세포에서 리포 다당류(Lipopolysaccharide; LPS), 사이토카인, TNF-α와 같은 자극에 의해 발현되는 iNOS는 장시간 동안 다량의 NO를 생산하여, NFκB 활성을 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 활성화된 대식세포에 의한 슈퍼옥사이드 음이온(superoxide anion, O₂ ^-), 과산화수소(hydrogen peroxide, H2O2)와 같은 활성산소종(reactive oxygens pecies; ROS) 및 일산화질소(nitric oxide, NO)의 생산은 비특이적 면역에 있어서 중요한 세포독성 및 세포활성억제기작이다. 또한, 대식세포는 항원을 제시하거나(antigen-presenting), 종양을 없애거나(tumoricidal) 미생물 세포를 죽이는(microbicidal) 세포로서, 세포매개(cell-mediated) 또는 체액성 면역(humoral immunity)에 중심적인 역할을 하는 조절세포로, 활성화된 대식세포에서 생산되는 NO는 비특이적 숙주방어기작인 대식작용을 하고, 세균 및 암세포의 증식억제 활성을 보인다. 뿐만 아니라 대식세포는 많은 라이소솜을 가지고 있고 이들은 산성가수분해효소와 과산화효소를 함유하고 있다. 또한 유리면과 플라스틱 표면에 강하게 부착하는 성질이 있으며 미생물이나 종양세포 등을 활발하게 탐식한다. 또한 대식세포는 IFN-γ등의 사이토카인 수용체를 가지고 있다. 이들은 보체성분, 인터페론, 인터루킨-1 및 종양괴사인자 같은 사이토카인을 생산하며 T-세포로부터 생산되는 여러 가지 사이토카인에 의해 기능이 증강될 수 있다. 따라서 현재 전 세계적으로 면역력 증강을 통해 건강을 증진시키고자 많은 연구가 진행되고 있고, 최근에는 합성화합물에 대한 부작용 문제점들이 대두되고 있어 천연물로부터 면역증강을 효과적으로 도출할 수 있는 소재의 개발에 연구가 집중되고 있다.

한편, 체지방이 건강에 유해한 영향을 미칠 정도로 과도하게 축적된 상태를 비만이라고 한다. 음식으로 섭취한 열량이 신체활동으로 소비하는 열량보다 많을 때 체지방으로 축적되는데, 남자는 체지방이 체중의 25% 이상일 때, 여자는 체중의 30% 이상일 때를 비만이라고 한다. 비만은 체내에 지방이 과다축적 되어있는 상태로서 외관상의 문제뿐 아니라 각종 성인병을 유발시키는 위험인자이다. 비만은 지방간, 고지혈증, 골관절염, 담석증, 고혈압, 당뇨병, 심혈관계 질환 등의 발생요인이다. 또한, 남성은 전립선암, 직장암 및 대장암이 비만과 관련이 있으며, 여성은 유방암, 난소암 및 자궁암이 비만과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 특히 비만은 심장질환의 중요 위험요소로, 심장의 구조와 기능에 큰 영향을 미칠 수 있음이 보고 되고 있으며, 소아기에 비만할수록 심부전증의 위험이 급상승하는 것으로 알려짐에 따라 건강관리에 있어 비만을 해결하는 것이 중요한 문제로 대두되고 있다. 비만의 원인은 시상하부의 기능 및 에너지 대사의 이상과 같은 질환과 유전적인 요인이 있으나, 대부분의 비만은 과도한 영양섭취와 신체 활동량의 감소로 인한 생활습관으로 발생한다. 최근에는 서구적인 식생활 패턴과 생활의 편리화로 인하여 즉석 식품의 섭취가 증가하고 운동부족을 야기하여 비만의 발병율이 계속적으로 증가하는 추세이며, 이러한 추세가 시간이 지날수록 더욱 심해질 것이라고 전망되고 있다. 최근 사회적으로 비만을 질병으로 인식함으로써, 다양한 제약 회사에서 비만을 치료하는 약물 개발에 박차를 가하고 있다. 지방 흡수 저해제인 제니칼(Xenical TM, 로슈제약회사, 스위스)은 세계적으로 가장 많이 사용되는 비만 치료제 중 하나이다. 제니칼의 성분이 오르리스타트(orlistat)는 소화된 지방과 결합해 장내에서의 흡수를 억제해 식사 중 지방 성분의 일부를 그대로 배설시키는 작용을 한다. 그밖에 개발된 약물로는 포만감을 증진시키는 리덕틸(Reductil TM, 애보트사, 미국)이나, 엑소리제(Exolise TM, 아토파마, 프랑스) 등이 있다. 그러나 상기 상업화된 약물들은 간손상, 위장 출혈, 취장염, 신장 결석을 비롯한 부작용이 보고되고 있으며, 심장질환, 호흡기 질환, 신경계 질환을 발생할 위험이 있다. 따라서 현재 상업화된 비만 치료제를 사용하는 경우 상기와 같은 안정성 등의 문제로 인해 부작용이 적으면서 비만 개선 효과가 우수한 소재의 개발이 요구된다.

어수리(Heracleum moellendorffii)는 쌍떡잎식물 산형화목 미나리과의 여러해살이풀로서, 한국, 일본, 중국에서 자생하며, 산과 들에서 자란다. 줄기는 곧게 서고 높이가 70~150cm이며 속이 빈 원기둥 모양이고 세로로 줄이 있으며 거친 털이 있고 굵은 가지가 갈라진다. 잎은 어긋나고 3~5개의 작은잎으로 구성된 깃꼴겹잎이며 털이 있고 줄기 위로 올라갈수록 잎자루가 짧아지며 밑 부분이 넓어 줄기를 감싼다. 끝에 달린 작은잎은 심장 모양이고 3개로 갈라지며, 옆에 달린 작은잎은 넓은 달걀 모양 또는 삼각형이고 길이가 7~20cm이며 2~3개로 갈라지고 가장자리에 깊이 패어 들어간 톱니가 있다. 꽃은 7~8월에 흰색으로 피고 가지와 줄기 끝에 복산형꽃차례을 이루며 달린다. 꽃차례는 20~30개의 꽃자루가 다시 작은꽃자루로 갈라져서 각각 25~30개의 꽃이 달린 모양이고, 가장자리에 달린 꽃이 가운데에 달린 꽃보다 크다. 꽃잎은 6개이고 크기가 서로 다른데, 바깥쪽의 꽃잎이 안쪽 꽃잎보다 크다. 열매는 분과(분열과에서 갈라진 각 열매)이고 길이 7mm의 편평한 달걀을 거꾸로 세운 모양이며 윗부분에 독특한 무늬가 있다. 어수리의 어린순을 나물로 먹는다.

이에 본 발명자들은 어수리 추출물이 갖는 다양한 생리활성을 연구하던 중, 상기 어수리 추출물이 비만억제 및 면역증진 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 등록특허 제10-2099147호 (발명의 명칭 : 어수리 지하부 및 사상자 혼합 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만의 예방, 개선 또는 치료용 조성물, 출원인 : 임홍빈, 등록일 : 2020년04월03일)

본 발명의 목적은 어수리(Heracleum moellendorffii) 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물을 제공하는 데에 있다.

본 발명은 어수리(Heracleum moellendorffii) 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진용 또는 항비만용 조성물에 관한 것이다.

상기 어수리 추출물은 어수리의 뿌리 추출물일 수 있다. 또한, 상기 어수리 추출물은 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용액을 용매로 하여 추출한 것일 수 있으며, 어수리를 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용액에 첨가하여 1~5일간 20~30℃에서 교반한 후 여과한 여과액일 수 있다. 바람직하게는 어수리를 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용액에 첨가하여 3~5일간 20~30℃에서 교반한 후 여과한 여과액일 수 있고, 가장 바람직하게는 어수리를 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용액에 첨가하여 5일간 25℃에서 교반한 후 여과한 여과액일 수 있다. 상기 어수리 추출물은 면역증강용 및 항비만용 조성물로 이용되기 위해 유효농도 50~200㎍/㎖로 처리되는 것이 좋으며, 바람직하게는 100~200㎍/㎖, 더 바람직하게는 200㎍/㎖으로 처리될 수 있다. 상기 C1~C4 알코올은 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 및 이소부탄올로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.

상기 여과액은 건조하여 분말화할 수 있으며, 동결건조, 열풍건조, 분무건조 등의 통상적인 건조법을 통해 분말화될 수 있다. 상기 어수리 추출물은 유효농도 50~200㎍/㎖로 처리되는 것이 좋으며, 바람직하게는 100~200㎍/㎖, 더 바람직하게는 200㎍/㎖으로 처리될 수 있다.

또한, 당분야의 통상적인 방법으로서 상기 어수리의 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용액 추출물을 물에 녹인 후에 n-헥산, 메틸렌클로라이드, 아세톤, 클로로포름, 에틸아세테이트 및 n-부탄올로 이루어진 군 중에서 선택되는 1종 이상의 용매를 사용하여 추가적으로 분획하여 분획물로 제조할 수 있다.

또다른 방법으로는, 어수리를 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출 농축하여 얻은 어수리 추출물에, 물을 가하여 현탁한 후, 바람직하게는 어수리 추출물의 중량의 1~1000배, 더 바람직하게는 1~500배, 가장 바람직하게는 1~50배의 물을 가하여 현탁한 후, 상기 현탁물에 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 및, 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 가하여 얻은 어수리 분획물로 제조할 수 있다. 상기 어수리 분획물은 바람직하게는, 어수리를 물, C1~C4 알코올 또는 이들의 혼합용매로 추출 농축하여 얻은 어수리 추출물을 물에 현탁한 후 헥산과 혼합하여 얻은 헥산층의 농축물, 상기 헥산층을 제거하고 남은 잔사(물층)에 클로로포름을 혼합하여 얻은 클로로포름층의 농축물, 또는 상기 클로로포름층을 제거하고 남은 잔사(물층)에 에틸아세테이트를 혼합하여 얻은 에틸아세테이트층의 농축물, 상기 에틸아세테이트층을 제거하고 남은 잔사(물층)에 부탄올을 혼합하여 얻은 부탄올층의 농축물, 또는 상기 부탄올층을 제거하고 남은 잔사(물층)의 농축물일 수 있다. 한편, 이 외의 분획조건은 제한되지는 않으나, 상기 어수리 추출물에 어수리 추출물의 중량의 1~50배의 물을 가하여 현탁물을 제조한 후, 상기 물과 동량의 헥산, 클로로포름, 에틸아세테이트, 및, 부탄올로 이루어진 군에서 선택되는 용매를 가하여 분획할 수 있다. 또한, 헥산층을 제거한 후 남은 잔사에 클로로포름을 가하고, 클로로포름층을 제거하고 남은 잔사에 에틸아세테이트를 가하고, 에틸아세테이트를 제거하고 남은 잔사에 부탄올을 가할 때에도, 단계적으로 이루어 질 때도 역시 잔사와 동량의 각 용매(클로로포름, 에틸아세테이트 또는 부탄올)를 순차적으로 가하여 분획할 수 있다.

상기 어수리 추출물의 추출시 사용하는 용매로는 유기용매보다는 물을 사용하는 것이 더 바람직하다.

상기 어수리 추출물 또는 분획물의 추출용 기기로는 통상의 추출기기, 초음파분쇄추출기 또는 분획기를 이용할 수 있다. 이렇게 제조된 어수리 추출물은 열풍건조, 감압건조 또는 동결건조하여 용매를 제거할 수 있다. 또한, 상기 어수리 추출물 또는 분획물은 컬럼크로마토그래피를 이용하여 정제하여 사용할 수 있다.

상기 어수리 추출물은 상법에 따라, 유기용매(알코올, 에테르, 아세톤 등)에 의한 추출, 헥산과 물의 분배, 컬럼크로마토그래피에 의한 방법 등, 식물체 성분의 분리 추출에 이용되는 공지의 방법을 단독 또는 적합하게 조합한 방법을 이용하여 분획 또는 정제하여 사용할 수 있다.

상기 크로마토그래피는 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography), 엘에이취-20 컬럼 크로마토그래피(LH-20 column chromatography), 이온교환수지 크로마토그래피(ion exchange resin chromatography), 중압 액체 크로마토그래피(medium pressure liquid chromatography), 박층 크로마토그래피(TLC; thin layer chromatography), 실리카겔 진공 액체 크로마토그래피(silica gel vacuum liquid chromatography) 및 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography) 중에서 선택될 수 있다.

또한, 본 발명은 어수리 추출물을 함유하는 면역증진 및 항비만용 약학 조성물을 제공한다. 상기 어수리 추출물은 본 발명의 약학 조성물에 0.001~100 중량%로 하여 첨가될 수 있다.

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. 상기 약학 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. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 어수리 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.

본 발명의 약학 조성물의 투여량은 치료받을 대상의 연령, 성별, 체중과, 치료할 특정 질환 또는 병리 상태, 질환 또는 병리 상태의 심각도, 투여경로 및 처방자의 판단에 따라 달라질 것이다. 이러한 인자에 기초한 투여량 결정은 당업자의 수준 내에 있으며, 일반적으로 투여량은 0.01㎎/㎏/일 내지 대략 2000㎎/㎏/일의 범위이다. 더 바람직한 투여량은 1㎎/㎏/일 내지 500㎎/㎏/일이다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 약학 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관내 주사에 의해 투여될 수 있다. 본 발명의 추출물은 독성 및 부작용이 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용시에도 안심하고 사용할 수 있는 약제이다.

또한, 본 발명은 어수리 추출물 및 식품학적으로 허용 가능한 식품보조 첨가제를 포함하는 면역증진 및 항비만용 건강기능식품을 제공한다. 상기 어수리 추출물은 본 발명의 건강기능식품에 0.001~100 중량%로 하여 첨가될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품은 정제, 캡슐제, 환제 또는 액제 등의 형태를 포함하며, 본 발명의 추출물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 드링크제, 육류, 소세지, 빵, 캔디류, 스넥류, 면류, 아이스크림, 유제품, 스프, 이온음료, 음료수, 알코올 음료, 껌, 차 및 비타민 복합제 등이 있다.

본 발명은 어수리 추출물을 유효성분으로 포함하는 면역증진 및 항비만용 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 어수리 추출물은 면역증진인자인 산화질소 (NO)의 생성을 증가시키고, iNOS, COX-2, IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 발현을 증가시켜 대식세포의 식세포작용을 증가시켜 면역증진 효과를 유도하고 세포 독성을 유발시키지 않아 체내 안정하므로 면역증진을 위한 건강기능식품으로의 활용이 가능하다. 또한 상기 어수리 추출물은 CEBP-α의 분해를 유도하여 지방전구세포의 분화를 억제하고, CEBP-α, PPARγ, Perilipin-1, Adiponectin, FABP4, FAS, ACC 등의 발현을 억제하여 지방세포의 지질축적을 억제하여 TG(Triacylglycerol)의 함량을 낮춤으로서 항비만 활성을 보여 비만 예방 또는 개선용 조성물로 용이하게 이용할 수 있다.

도 1은 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 세포독성을 확인한 결과를 나타낸다.
도 2는 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 면역증진 유도인자인 산화질소(NO) 억제 효능을 확인한 결과를 나타낸다.
도 3은 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 면역증진 유도인자 iNOS, IL-1β, IL-6, IL-12, TNF-α 및 MCP-1 발현 촉진 효능을 확인한 결과를 나타낸다.
도 4는 어수리 뿌리 추출물(HMR)이 농도 의존적으로 유도하는 대식세포의 식세포 작용을 확인한 결과를 나타낸다.
도 5는 어수리 뿌리 추출물(HMR)과 잎 추출물(HML)의 면역증진 유도인자인 NO의 생성결과와, iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 확인한 결과를 나타낸다.
도 6은 추출시간을 달리하여 제조한 어수리 뿌리 추출물의 면역증진 유도인자인 NO의 생성결과와, iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 확인한 결과를 나타낸다.
도 7은 추출용매를 달리하여 제조한 어수리 뿌리 추출물의 면역증진 유도인자인 NO의 생성결과와, iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 확인한 결과를 나타낸다.
도 8은 어수리 뿌리 추출물의 지질축적 영향을 확인하기 위한 오일레드 O 실험 결과와 TG(Triglyceride) 측정결과를 나타낸다.
도 9는 어수리 뿌리 추출물의 지질축적관련 단백질 발현량을 확인한 결과를 나타낸다.
도 10은 어수리 뿌리 추출물의 지방세포 분화과정에서 처리시간 의존적으로 지질축적 억제 효과, TG함량 억제 효과, 지질축적관련 단백질의 발현 억제 효과를 확인한 결과를 나타낸다.
도 11은 어수리 뿌리 추출물이 지방전구세포 분화관련 인자 중 CEBP-α의 단백질 및 mRNA의 발현에 끼치는 영향을 확인한 결과를 나타낸다.
도 12는 어수리 뿌리 추출물의 처리시점을 분화 전/후로 다르게 하여, 어수리 뿌리 추출물이 지방세포의 세포 생육에 미치는 영향을 평가한 결과를 나타낸다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 내용이 철저하고 완전해지도록, 당업자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제공하는 것이다.

<실시예 1: 어수리 추출물의 제조>

어수리 뿌리 추출물과 잎 추출물을 다음과 같은 과정을 통해 제조하였다. 우선 경북 영주에서 자생하는 어수리 뿌리와 잎을 각각 증류수로 깨끗이 씻고 동결건조한 다음, 건조 분쇄물 10 g에 대해 20배 부피에 해당 하는 물을 첨가하고 상온인 25℃에서 1일 내지 5일간 교반하여 어수리 뿌리 추출물과 잎 추출물을 각각 수득하였다. 이후 추출물을 여과한 후, 동결건조하여 최종 어수리 뿌리 추출물(HMR)과 물 추출물(HML)을 수득하였다.

또한 같은 조건으로 에탄올과 메탄올을 이용하여 각 용매에 대한 추출물을 제조하였다.

한편, 이후의 실험에서 추출물 제조시의 추출시간을 특별히 기재하지 않은 시료는 5일(5D) 동안 추출한 것이며, 용매 조건도 특별히 제시하지 않을 경우, 물 추출물인 경우를 뜻한다.

<실시예 2: 어수리 뿌리 추출물의 세포독성 분석>

상기 실시예 1에서 수득한 본 발명의 어수리 뿌리 추출물이 세포에 대한 독성이 있는지 확인하기 위하여 in vitro 내에서 세포독성 여부를 분석하였다.

이를 위해 murine macrophage 세포주인 RAW 264.7 세포를 KCLB에서 분양받아 사용하였는데, 세포배양용 플라스크(flask)에 세포를 분주한 후, DMEM 배지에 10% FBS(fetal bovine serum) 및 1% penicillin-streptomycin (10,000U/ml)을 첨가하고 37℃, 5% CO₂ 95% 습도조건이 유지되는 배양기에서 배양하여 사용하였다. 세포독성 평가는 MTT 분석법을 사용하였는데 상기 방법은 대사 과정이 온전한 세포의 미토콘드리아 내의 탈수소효소가 노란색 수용성 tetrazoliumsalt [3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2-5-diphenyltetrazolium bromide] (MTT)를 비수용성의 짙은 자주색 MTT formazan 결정으로 환원시키는 원리를 이용한 것으로서, 상기 결정에 대해 적절한 파장 (주로 500-600 nm)에서 흡광도를 측정하여 세포독성을 평가하는 방법이다.

먼저, RAW 264.7 세포를 1×10⁵cells/well의 농도로 96well에 분주 후 24시간 동안 배양 후, 실시예 1에서 제조한 어수리 뿌리 추출물을 각각 12.5, 25, 50 ㎍/mL의 농도로 처리하고 24시간 배양 후 1 mg/mL 농도의 MTT를 넣고 2시간 동안 37℃ 배양기에서 반응시킨 후 DMSO(dimethyl sulfoxide)를 넣어 microplate reader를 이용하여 570 nm에서 흡광도를 측정하였다.

이에 대한 결과는 도 1에 나타내었는데, 도 1의 결과를 통해 어수리 뿌리 추출물(HMR)이 세포독성을 나타내지 않는 안전한 조성물임을 확인할 수 있다.

<실시예 3: 어수리 뿌리 추출물의 산화질소 (NO) 생성능 분석>

염증성 매개 물질에 노출된 세포에 의해서 생성된 NO의 생성은 생체 방어와 자유기에 의해 유발된 조직 손상에 기여한다고 알려져 있으며 다양한 염증성 질환이 발병하게 되면 증가하는 것으로 알려져 있다. 이에 상기 실시예 2에서 사용한 세포실험군을 대상으로 세포 상등액을 수집한 후, 면역세포 활성에 따라 세포 상등액으로 분비되는 물질 중 NO(Nitric Oxide)의 양을 확인하였다.

NO 활성도는 대사산물인 nitrate (NO₃ ^-)와 nitrite (NO₂ ^-)의 생성 농도를 Griess 반응을 통해 확인하였는데, 구체적으로 RAW 264.7 세포를 1×10⁵cells/well의 농도로 96well에 분주 후 24시간 동안 배양한 다음, 실시예 1의 어수리 뿌리 추출물을 0, 12.5, 25, 50 ㎍/mL의 농도로 처리하고, 37℃, 5% CO₂의 조건에서 24시간 배양하였다. 이후 세포 상등액과 세포 상등액 동량에 해당하는 griess 시약을 첨가하여 15분 반응시키고 microplate reader를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 도 2에 그 결과를 나타내었다.

도 2를 참고하면, 면역증진 유도인자인 산화질소 (NO)는 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 농도에 의존적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다.

<실시예 4: 어수리 뿌리 추출물의 면역증진인자인 iNOS, COX-2, IL-1β, IL-6 및 TNF-α의 유전자 발현 촉진능 분석>

RAW264.7 세포에 어수리 뿌리 추출물을 처리하고 24시간 배양하여 면역증진인자인 iNOS (inducible nitric oxide synthase), COX-2 (Cyclooxygenase-2), IL-1β (Interluekin 1 beta), IL-6 (Interleukin 6) 및 TNF-α(Tumor necrosis factor alpha)의 발현 변화를 RT-PCT에 의해 정량하였다. 이를 위하여 어수리 뿌리 추출물이 처리된 RAW264.7 세포로부터 TRIzol (Invitrogen, San Diego, CA, UsA) 용액을 이용하여 제조사의 매뉴얼에 따라 RNA를 분리하였다. 분리된 RNA로부터 dNTP, oligo dT primer, buffer, dithiothreitol, Superscript II reverse transcriptase 및 RNase inhibitor를 이용하여 cDNA를 합성하였다. 면역증진 유도에 관여하는 유전자는 합성된 cDNA로부터 하기 표 1의 프라이머를 사용하여 PCR 증폭하였다. PCR 증폭은 95℃에서 30초, 58~60℃에서 30초, 72℃에서 30초의 반응을 30 cycles 이상 반복하였다. 이를 통한 mRNA 정량 결과는 도 3에 나타내었다.

iNOS F	5'-ttgtgcatcgacctaggctggaa-3'
iNOS R	5'-gacctttcgcattagcatggaagc-3'

IL-1β F	5'-ggcaggcagtatcactcatt-3'
IL-1β R	5'-cccaaggccacaggtattt-3'

IL-6 F	5'-gaggataccactcccaacagacc-3'
IL-6 R	5'-aagtgcatcatcgttgttcataca-3'

IL-12 F	5'-aaccagacccgcccaagaac-3'
IL-12 R	5'-gatcctgagcttgcacgcaga-3'

TNF-α F	5'-tggaactggcagaagaggca-3'
TNF-α R	5'-tgctcctccacttggtggtt-3'

MCP-1 F	5'-ggaaaaatggatccacaccttgc-3'
MCP-1 R	5'-tctcttcctccaccaccatgcag-3'

GAPDH F	5'-ggactgtggtcatgagcccttcca-3'
GAPDH R	5'-actcacggcaaattcaacggcac-3'

도 3은 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 면역증진 유도인자 iNOS, IL-1β, IL-6, IL-12, TNF-α 및 MCP-1 발현 촉진 효능을 보여주는 전기영동 이미지(좌) 및 이를 수치화한 그래프(우)로, 어수리 뿌리 추출물의 처리에 따라 농도 의존적으로 면역증진 유도인자인 NOS, IL-1β, IL-6, IL-12, TNF-α 및 MCP-1의 발현이 증가함을 확인할 수 있다.

<실시예 5: 어수리 뿌리 추출물의 대식세포의 식세포 작용 촉진효능 분석>

RAW264.7 세포에 어수리 뿌리 추출물을 처리하고 24시간 배양하여 RAW264.7세포의 식세포 작용 촉진효능을 neutral red 염색을 통해 분석하였다. 이를 위하여, RAW264.7세포에 어수리 뿌리 추출물을 처리하고 24시간 배양 후, 세포 배양액을 제거하고 100 ㎕의 0.01% neutral red 염색시약을 처리하고 37℃, 5% CO₂의 조건에서 3시간 배양하였다. 3시간 후 1 X PBS (Phosphate buffered saline)로 5회 세척하였다. 세척 후 현미경으로 세포를 관찰하고 용출 버퍼 (50% ethanol + 50% acetic acid)로 neutral red를 용출하고 상등액을 microplate reader를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하여 도 4에 나타내었다.

도 4는 어수리 뿌리 추출물(HMR)의 식세포작용 촉진 효능을 보여주는 그래프(neutral red의 흡광도, 좌) 및 현미경 이미지(우)로, 어수리 뿌리 추출물의 처리에 따라 농도 의존적으로 대식세포의 식세포 작용이 촉진되었음을 확인할 수 있다.

<실시예 6: 어수리 뿌리와 잎 추출물의 대식세포의 면역증진인자 발현 유도 활성 비교>

RAW264.7 세포에 어수리 뿌리 추출물과 잎 추출물을 처리하고 24시간 배양하여 면역증진인자인 NO, iNOS, IL-1β 및 TNF-α의 생성 변화를 Griess 반응과 RT-PCR을 이용하여 확인하였다.

도 5는 어수리 뿌리 추출물(HMR)과 잎 추출물(HML)의 면역증진 유도인자인 NO의 생성결과(좌), iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 보여주는 RT-PCR의 전기영동 이미지(중앙) 및 상기 RT-PCR 결과를 수치화한 그래프(우)로서, 어수리 뿌리 추출물(HMR)이 잎 추출물(HML)보다 높은 활성을 나타내었다.

<실시예 7: 어수리 뿌리의 물추출 시간별 면역증진인자 생성 유도활성 비교>

RAW264.7 세포에 어수리 뿌리 추출물을 처리하고 24시간 배양하여 면역증진인자인 NO, iNOS, IL-1β 및 TNF-α의 생성 변화를 Griess 반응과 RT-PCR을 이용하여 확인하여 도 6에 나타내었다. 이 때 사용한 어수리 뿌리 추출물은 추출시간을 1일 내지 5일(1D 내지 5D)로 달리한 시료를 모두 사용하였다.

도 6은 추출시간을 달리하여 제조한 어수리 뿌리 추출물의 면역증진 유도인자인 NO의 생성결과(좌), iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 보여주는 RT-PCR의 전기영동 이미지(중앙) 및 상기 RT-PCR 결과를 수치화한 그래프(우)로서, 추출시간이 증가할수록 면역증진인자의 생성 유도 활성이 증가하였으며, 3일 이후로는 유사한 활성을 보였다.

<실시예 8: 어수리 뿌리의 추출 용매별 면역증진인자 생성 유도활성 비교>

RAW264.7 세포에 어수리 뿌리의 용매별 추출물을 처리하고 24시간 배양하여 면역증진인자인 NO, iNOS, IL-1β 및 TNF-α의 생성 변화를 Griess 반응과 RT-PCT에 의해 정량하여 도 7에 나타내었다.

도 7은 어수리 뿌리의 추출용매별 면역증진 유도인자 NO의 생성결과(좌), iNOS, IL-1β IL-6 및 TNF-α의 발현 유도활성을 보여주는 RT-PCR의 전기영동 이미지(중앙) 및 상기 RT-PCR 결과를 수치화한 그래프(우)로서, 어수리 뿌리의 물 추출물이 에탄올 추출물과 메탄올 추출물보다 현저하게 높은 활성을 나타낸다.

<실시예 9: 어수리 뿌리 추출물의 지질축적과 TG 억제활성>

지방전구세포인 3T3-L1 세포를 각 웰(well)당 1×10⁵ 개가 되도록 24웰 배양 플레이트에 분주하여 3일 동안 배양 후 DMI 배지(Adipogenic medium, MDI라 하기도 함)로 분화시켰다. MDI 배지는 10% FBS/DMEM에 0.5mM IBMX, 1μM 덱사메타손, 1㎍/㎖ 인슐린을 처리한 것을 사용하였다. 이 시점을 분화 0일로 하여 분화 2일 후에는 1㎍/㎖의 인슐린 배지로 교체하며 2일 배양 후에는 10% FBS 배지로 8일까지 유지하였다. 어수리 뿌리 추출물은 분화 0일 첨가하여 8일 동안 처리하였다.

분화 8일 경과 후 지방 세포 분화 정도 및 추출물에 의한 분화 억제 정도를 오일 레드 O 염색을 통해 분석하였다. 지방 세포 분화 및 어수리 뿌리 추출물 처리가 완료된 세포를 1× phosphate buffered saline(PBS)로 세척한 다음 10%(w/v) 포르말린을 넣고 1시간 동안 상온에서 고정하였다. 포르말린을 제거하고 60%(v/v) 이소프로판올로 세포가 배양된 각 웰을 씻어낸 후 후드에서 이소프로판올을 완전히 날려주었다. 건조된 세포 배양 웰에 오일 레드 O 용액을 넣고 10분 동안 방치 후 증류수로 씻어내어 현미경 촬영으로 지방 세포 분화를 확인하였다.

염색된 세포 배양 웰은 100% 이소프로판올을 넣고 녹여내어 500nm에서 흡광도를 측정하였다. 지방 세포 내의 TG(Triglyceride)의 양은 상업적으로 판매하는 TG 어세이 키트를 사용해서 측정하였다(Triglyceride Assay KitQuantification, ab65336).

도 8은 어수리 뿌리 추출물의 오일레드 O 실험에 따른 지질축적에 대한 세포 이미지와 세포 용출액의 흡광도 결과와, TG 측정에 따른 이의 합성 결과를 나타내는 그래프로 어수리 뿌리 추출물이 농도의존적으로 지질축적과 TG를 억제하는 것을 확인할 수 있다.

한편, 도 8부터는 각 상단에 MDI 배지 처리일을 분화 0일로 표기한 세포 배양 일정을 표기한다. 또한, 분화 일정 중, 추출물의 처리일정이 각각 다른 실험군은 DMI와 인슐인의 처리일이 공통되기에, 같은 일정표에 이를 표기하였다.

<실시예 10: 어수리 뿌리 물추출물의 지질축적관련 단백질 발현 억제활성>

지방전구세포인 3T3-L1 세포를 각 웰(well)당 1×10⁵ 개가 되도록 24웰 배양 플레이트에 분주하여 3일 동안 배양 후 MDI 배지로 분화시켰다. 이 시점을 분화 0일로 하여 분화 2일 후에는 1㎍/㎖의 인슐린 배지로 교체하며 2일 배양 후에는 10% FBS 배지로 8일까지 유지하였다. 어수리 뿌리 추출물은 분화 0일 첨가하여 8일 동안 처리하였다. 분화 8일 경과 후 세포를 회수하여 Western blot 분석을 통해 지질축적관련 단백질 발현을 조사하였다.

도 9는 어수리 뿌리 추출물의 지질축적관련 단백질 발현 조절을 보여주는 Western blot 결과 이미지(하단의 좌)와 이를 수치화하여 그래프화한 것(하단의 우)으로서, 어수리 뿌리 추출물은 농도의존적으로 지질축적과 TG를 억제하였다. 지방세포의 지질축적관련 단백질의 발현을 억제하는 것으로 나타났다.

<실시예 11: 어수리 뿌리 물추출물의 처리시간 별 지질축적관련 단백질 발현 억제활성>

어수리 뿌리 추출물을 실시예 9와 실시예 10과 같이 처리하되, 추출물을 세포에 처리하는 시간을 달리하여 실험을 실시하였다.

이와 같이 처리시간별 지방세포의 지질축적에 대한 영향을 분석한 결과, 도 10의 결과와 같이, 어수리 뿌리 추출물은 처리시간 의존적으로 지질축적 억제 효과, TG함량 억제 효과, 지질축적관련 단백질의 발현 억제 효과가 나타났다(도 10 이후의 D2, D4 등은 추출물을 처리한 날짜, 도 6의 2D, 4D는 추출물 제조시의 추출날짜를 표기한 것으로 각 표기에 차이점이 있음)

본 결과에서 지방전구세포에서 지방세포로의 분화 후 8일째에 지방세포로 완전히 분화되었다고 할 수 있는데, 어수리 뿌리 추출물을 처리하였을 때도 지질축적 억제, TG함량 억제 그리고 지질축적관련 단백질의 발현이 억제되는 것으로 보아 지방세포의 지질축적 후기에도 항비만 활성이 있는 것이 입증된다.

<실시예 12: 어수리 뿌리 물추출물의 처리시간 별 지질축적관련 단백질 발현 억제활성>

어수리 뿌리 추출물이 지방세포의 지질축적 억제가 지방전구세포의 지방세포로의 분화에 기인하는 것인지 평가하기 위해, CEBP-α의 단백질 발현량을 확인하였다.

그 결과, 도 11과 같이, 어수리 뿌리 추출물은 지방전구세포 분화관련 인자 중 PPAR-γ의 단백질 수준과 유전자 발현 수준에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 그러나, CEBP-α의 단백질 수준은 감소시키나, 유전자의 발현에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 본 결과를 미루어 볼 때, 어수리 뿌리 추출물은 CEBP-α의 분해를 유도하는 것으로 가설된다. 이 가설을 증명하기 위해, 단백질 분해효소 억제제인 MG132를 활용하여 어수리 뿌리 추출물의 CEBP-α 분해 유도활성을 검증한 결과, MG132 처리가 없는 세포에서는 어수리 뿌리 추출물에 의해 CEBP-α가 분해되었으나, MG132가 처리된 세포에서는 어수리 뿌리 추출물에 의한 CEBP-α의 분해가 억제되는 것으로 나타났다. 본 결과를 미루어 볼 때, 어수리 뿌리 추출물은 CEBP-α의 분해를 유도하여 지방전구세포의 분화를 억제하는 것으로 판단된다.

<실시예 13: 어수리 뿌리 추출물의 지방세포 세포 생육 억제활성>

어수리 뿌리 추출물의 처리시점을 분화 전/후로 다르게 하여, 상기 추출물이 지방세포의 세포 생육에 미치는 영향을 평가한 결과를 트리판블루 용액의 세포수 측정법을 통해 확인하였다. 이에, 도 12와 같이 어수리 뿌리 추출물은 지방세포로 분화되지 않은 세포의 생육을 촉진시켰으나, 지방세포로 분화 그리고 지질이 축적된 상태에서는 세포의 생육을 억제하는 것으로 나타났다.

이와 같은 결과를 통해, 어수리 뿌리 추출물은 분화된 지방세포와 지질이 축적된 지방세포의 생육을 억제하여 항비만 활성을 가지는 것으로 판단된다.

<제제예 1. 약학적 제제>

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일) 200g을 락토오스 175.9g, 감자전분 180g 및 콜로이드성 규산 32g과 혼합하였다. 이 혼합물에 10% 젤라틴 용액을 첨가시킨 후, 분쇄해서 14 메쉬체를 통과시켰다. 이것을 건조시키고 여기에 감자전분 160g, 활석 50g 및 스테아린산 마그네슘 5g을 첨가해서 얻은 혼합물을 정제로 만들었다.

<제제예 2. 식품 제조>

제제예 2-1. 조리용 양념의 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일)을 조리용 양념에 1 중량%로 첨가하여 건강 증진용 조리용 양념을 제조하였다.

제제예 2-2. 밀가루 식품의 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일)을 밀가루에 0.1 중량%로 첨가하고, 이 혼합물을 이용하여 빵, 케이크, 쿠키, 크래커 및 면류를 제조하여 건강 증진용 식품을 제조하였다.

제제예 2-3. 스프 및 육즙(gravies)의 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일)을 스프 및 육즙에 0.1 중량%로 첨가하여 건강 증진용 수프 및 육즙을 제조하였다.

제제예 2-4. 유제품(dairy products)의 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일)을 우유에 0.1 중량%로 첨가하고, 상기 우유를 이용하여 버터 및 아이스크림과 같은 다양한 유제품을 제조하였다.

제제예 2-5. 야채주스 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일) 0.5g을 토마토주스 또는 당근주스 1,000㎖에 가하여 건강 증진용 야채주스를 제조하였다.

제제예 2-6. 과일주스 제조

본 발명의 어수리 뿌리의 물 추출물(추출조건 25℃, 5일) 0.1g을 사과주스 또는 포도주스 1,000㎖에 가하여 건강 증진용 과일주스를 제조하였다.

Claims

어수리(Heracleum moellendorffii) 뿌리를 물에 첨가하여 3~5일간 20~30℃에서 추출하여 얻은 어수리의 물 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 면역증진용 식품 조성물.
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어수리(Heracleum moellendorffii) 뿌리를 물에 첨가하여 3~5일간 20~30℃에서 추출하여 얻은 어수리의 물 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는 면역증진용 건강기능식품.
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