KR102596021B1 - 커피, 커피추출물 및 부산물을 유효성분으로 포함하는 암의 전이 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 커피, 커피추출물 및 부산물을 유효성분으로 포함하는 암의 전이 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로 암 전이 억제, 암 생장 억제 및 VCAM1 단백질 발현 억제능을 가져 암 예방 또는 치료에 사용할 수 있다.

Description

커피, 커피추출물 및 부산물을 유효성분으로 포함하는 암의 전이 예방, 개선 또는 치료용 조성물 {Composition for preventing, improving or treating metastasis of cancer comprising coffee, coffee extract and byproduct as effective components}

본 발명은 커피, 커피추출물 및 부산물을 유효성분으로 포함하는 암의 전이 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

전이 (Metastasis)는 암의 많은 성질 중에서는 가장 대표적이고 임상적으로 중요한 특성이다. 암 환자의 대부분이 전이가 일어나며, 암 환자 사망원인의 90%가 전이이다. 임상적으로 암 전이는 말기 암 환자에서 발견되지만, 전이가 일어나지 않은 많은 암 환자의 혈액에서도 많은 암세포들이 혈액 내에서 순환하고 있음이 발견되었고, 이는 세포수준에서의 암의 전이는 매우 이른 시기에 시작되는 것이 밝혀졌다. 또한, 암세포의 특성과 조직의 환경이 전이에 결정적인 영향을 미친다는 것이 밝혀지면서, 특정 암세포가 특정장기로 시딩 (Seed)되고 성장 (Soil) 하는 것이 전이의 한 이론이 되었다. 따라서 전이의 예방은 암치료에 있어서 가장 중요한 타깃이지만, 그동안 의학에서는 조기진단, 조기제거 및 효과적인 암 제거 혹은 축소에 목표를 맞추었고, 암전이 조절·억제를 목표로 한 천연물 연구는 매우 적었다. 또한 암 자체 (Tumor)를 대상으로 하는 것이 아닌, 암을 품고 있는 신체환경 (Host micro-environment)를 조절하는 것이 암전이 예방에 새로운 전략으로 떠오르고 있다.

커피는 전 세계에서 가장 인기 있는 음료 중 하나이며, 전 세계에서 매일 22억 5천만 컵 이상 소비 되고 있다. 또한 커피는 인간관계를 유지하고 잠을 깰 수 있는 도구로서 다양한 콩 종류와 로스팅 방법은 인간의 삶에서 하나의 단수한 상품을 넘어서는 문화가 되고 있다. 암에 대한 커피의 약리적 특성은 많이 보고되었지만, 그 데이터들은 여전히 상충적이다.

이에, 본 발명자는 암 전이의 예방, 개선 또는 치료용 소재를 개발하기 위한 연구를 수행하여 본 발명을 완성하였다.

KR10-2020-0029187A

본 발명의 일 목적은 커피를 유효성분으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양상은 커피를 유효성분으로 하는 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구체예로 상기 커피는 커피 원두, 커피 추출물, 커피 분획물, 추출 또는 분획 부산물 중 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명에서 "추출물"은, 상기 커피원두의 추출처리에 의하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.

본 발명에서 "분획물"은 다양한 구성성분을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 그룹을 분리하는 분획방법에 의하여 얻어진 결과물을 의미한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 커피 추출물을 n-헥산, 에틸아세테이트 등의 용매를 이용한 용매 분획방법으로 분획한 결과물일 수 있으며, 극성 용매 분획물과 비극성 용매 분획물을 모두 포함하고, 구체적으로는 헥산 분획물, 에틸아세테이트 분획물 및 물 분획물 등이 모두 사용될 수 있다.

본 발명에서 "추출 또는 분획 부산물"은 전술한 커피 원두 추출물의 제조과정 또는 커피 분획물의 제조과정에서 제조된 커피 원두 추출물 또는 커피 분획물을 제외하고 남은 물질을 의미한다.

본 발명에서 상기 커피는 구체적으로 커피 추출물, 더욱 구체적으로는 커피 물 추출물 및/또는 이의 건조물, 가장 구체적으로는 커피 열수 추출물의 동결건조물일 수 있다.

본 발명의 일 구체예로 상기 암은 간암, 대장암 (MC38) 및 폐암, 췌장암, 유방암, 직장암, 전립선암, 갑상선암, 위암 중 어느 하나일 수 있고, 구체적으로는 간암일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

본 발명의 일 구체예로 상기 조성물은 암 전이 억제, 암 생장 억제 및 VCAM1 발현 억제능을 가진 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 투여 이후에 암의 발생 또는 전이를 억제할 수 있고 (실험예 2-1, 2-3), 암의 발생 또는 전이 이후에 상기 조성물의 투여로 암의 생장이 억제될 수 있으며 (실험예 2-2), 암의 전이와 관련된 VCAM1 단백질 및/또는 이의 mRNA 발현을 억제하여 암의 전이를 억제할 수 있다.

본 발명에 있어서, "예방"이란 상기 조성물의 투여로 암 세포의 전이, 생장을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 포함한다.

본 발명에 있어서, "치료"이란 상기 조성물의 투여로 암의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에 따른 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 상기 유효성분만으로도 구성될 수 있으나, 구체적으로는 보관 안정성, 제형으로의 가공성, 제품에서의 다른 성분과의 양립성 등을 향상시키기 위해 다양한 보조 첨가제를 더 포함할 수 있다. 사용되는 보조 첨가제는 그 기능에 따라, 계면활성제, 증강제, 점도 조절제, 착색제, 향미료 등 그 종류가 다양하며, 구체적으로 글리세린(Glycerin), 캐스터 오일(Caster oil), 글리신 (Glycine), 트윈(Tween), 덱스트린(Dextrin), 유기산(예를 들어, 락트산, 타르타르산, 아딥산, 숙신산, 시트르산, 아스코르브산, 글리콜산, 말산, 만델산, 아세트산, 소르브산, 벤조산, 및 살리실산), 항균 효소, 당, 당 알코올, 구아 검, 셀룰로오스 검, 실리콘 소포제, 인공 감미료 등이 있다.

본 발명에 따른 암 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양의 커피를 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다.

본 발명에서, 용어 "유효량(또는, 유효한 양)"은 바람직한 효과를 전달하기에는 매우 충분하지만 의학적 판단 범위 내에서 심각한 부작용을 충분히 방지할 정도로 적은 양을 의미한다. 본 발명의 조성물에 의하여 체내에 투여되는 커피의 양은 투여 경로, 투여 대상을 고려하여 적절하게 조정될 수 있다.

또한, 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다.

상기 약학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세결정성 셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 성분들 이외에 부형제, 희석제, 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여 방식으로 적용된다. 본 발명의 약학적 조성물은 하기의 다양한 경구 또는 비경구 투여 형태로 제형화할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

경구 투여용 제형으로는 예를 들면 정제, 환제, 경/연질 캅셀제, 액제, 현탁제, 유화제, 시럽제. 과립제, 엘릭시르제 등이 있는데, 이들 제형은 상기 유효성분 이외에 통상적으로 사용되는 충진제, 증량제, 습윤제, 붕해제, 활택제, 결합제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 1종 이상 사용할 수 있다. 붕해제로는 한천, 전분, 알긴산 또는 이의 나트륨염, 무수인산일수소 칼슘염 등이 사용될 수 있고, 활택제로는 실리카, 탈크, 스테아르산 또는 이의 마그네슘염 또는 칼슘염, 폴리에틸렌 글리콜 등이 사용될 수 있으며, 결합제로는 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 전분 페이스트, 젤라틴, 트라가칸스, 메틸셀룰로오스, 나트륨카복시메틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리딘, 저치환도 하이드록시프로필셀룰로오스 등이 사용될 수 있다. 이외에도 락토즈, 덱스트로오스, 수크로오스, 만니톨, 소르비톨, 셀룰로오스. 글리신 등을 희석제로 사용할 수 있으며, 경우에 따라서는 일반적으로 알려진 비등 혼합물, 흡수제, 착색제, 향미제, 감미제 등을 함께 사용할 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 대상 개체에 매일 일회 이상 투여될 수 있다. 단위 투여량은 사람 피험자 및 다른 포유동물을 위한 단위 투여에 적합하게 물리적으로 분리된 단위를 의미하며, 각 단위는 적절한 약학적 담체를 포함하며 치료 효과를 나타내는 본 발명의 배양 혼합물의 예정된 양을 함유한다.

본 발명의 일 구체예로 상기 조성물의 투여량은 체중 kg당 상기 커피가 0.1g 내지 2.5g인 것일 수 있으며, 구체적으로는 0.2 내지 2.3 g, 더욱 구체적으로는 2.0g이다. 그러나, 투여량은 환자의 장 질환의 심각도 및 사용되는 미생물과 보조 유효 성분에 따라 가변적이다. 또한, 일일 총 투여량을 여러 횟수로 분할하여 필요에 따라 연속적으로 투여할 수 있다.

본 발명 암 예방 또는 치료용 조성물은 암 전이 억제, 암 생장 억제 및 VCAM1 단백질 발현 억제능을 가져 암 예방 또는 치료에 사용할 수 있다.

도 1은 실험예 1의 동물실험과정을 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2는 실험예 2-1의 결과로, 접종단계(대장암 간전이 전 2주간 커피투여)에서 3주 후 간에 전이된 암 조직을 나타낸 사진(A)과 그것을 수치화 한 그래프 (B, C)이다.
도 3은 실험예 2-2의 결과로, 성장단계(대장암 간전이 후 2주간 커피투여)에서 3주 후 간에 전이된 암 조직을 나타낸 사진(A)과 그것을 수치화 한 그래프 (B, C)이다.
도 4는 실험예 2-3의 결과로, 접종단계에서 1일 후 간에 전이된 암을 형광으로 나타낸 사진(A)와 그것을 수치화 한 그래프 (B, C)이다.
도 5는 실험예 2-4의 결과로, 암전이 촉진인자인 VCAM1의 단백질 발현을 형광으로 나타낸 사진 (A)과 그것을 수치화한 그래프 (B) 및 유전자 발현 (C)을 나타낸 그래프이다.

이하 하나 이상의 구체예를 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 하나 이상의 구체예를 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 커피의 준비 및 투여농도 결정

커피추출물은 네슬레 코리아로부터 제공받았다. 상기 추출물은 몇 개의 아라비카종과 로부스타종을 혼합하여 열탕 추출 후 동결건조 하여 만든 것이다. 커피의 투여량은 네슬레 코리아에서 판매하고 있는 커피스틱 (1.1g/1스틱)을 기준으로 하여 저함량 투여 (0.2g/kg)와 고함량 투여 (2g/kg)로 결정하였다. 투여량 계산식은 다음과 같다: 1.1g/60kg (성인 하루에 1스틱) x 12 (마우스 체표면적) / 60 (성인체중) = 약 0.2 g/kg (한잔, 저함량), 2 g/kg (열잔, 고함량).

실험예 1: 동물실험 계획 및 일정

C57BL/6 N type 마우스 (8주령, 수컷, 9~35 수)를 대한바이오링크 (ChungBuk, Korea)에서 구입하여 7일의 적응기간을 두고 22±2 ℃, 55±10% 상대습도 및 12시간 명암주기에서 고형사료(대한바이오링크)와 수돗물을 자유롭게 섭취하도록 하였다. 1주 적응 후 평균 체중 20±2 g의 마우스를 무작위로 다음과 같이 군을 나누었다; control, coffee 0.2g/kg 투여군, coffee 2g/kg 투여군. 이하 실험방법은 아래와 같다.

실험예 1-1. 접종단계 (Seeding Phase)

먼저, 각 마우스의 그룹에 따라 커피 0.2 g/kg, 2 g/kg 또는 control로 물을 14일 동안 경구투여 하였다. 후에 MC38 cell line (1x10⁵)은 마우스의 비장을 통해 간으로 주사 되었다. 투여 21일 후 마우스의 희생하여, 간에 자란 암의 크기와 숫자를 확인하였다 (도 1A).

실험예 1-2. 성장단계 (Soiling phase)

MC38 세포주 (1x10⁵)은 마우스의 비장을 통해 간으로 주사 되었다. 3일 후 각 마우스의 그룹에 따라 커피 0.2 g/kg, 2 g/kg 또는 control로 물을 14일 동안 경구투여 하였다. MC38 세포주 투여 21일 후 마우스를 희생하여, 간에 자란 암의 크기와 숫자를 확인하였다 (도 1B).

실험예 1-3. 암세포 접종단계에 대한 형광 추적 (Tracking analysis on cancer cell seeding)

먼저, 각 마우스의 그룹에 따라 커피 0.2 g/kg, 2 g/kg 또는 control로 물을 14일 동안 경구투여 하였다. 후에 형광 표시된 MC38 cell line (1x10⁵)은 마우스의 비장을 통해 간으로 주사 되었다. 투여 1일 후 마우스의 희생하여, 간에 있는 암세포 수를 형광현미경으로 관찰하였다 (도 1C).

실험예 1-4. 미세환경의 변화 (Change of micro-enviroments)

먼저, 각 마우스의 그룹에 따라 커피 0.2 g/kg, 2 g/kg 또는 control로 물을 14일 동안 경구투여 하였다. 후에 마우스의 희생하여, 혈액 및 간조직을 획득하였고, 이것들은 미세환경의 변화에 대한 평가도구로 사용되었다 (도 1D).

실험예 2: 동물실험에 따른 커피의 대장암 간전이 억제효과 확인

실험예 2-1. 접종단계에서 커피 전투여의 효과 확인

암세포가 투여되기 전 커피를 투여함으로써, 커피에 의해 간조직의 미세환경이 변화되고, 이에 대하여 얼마나 많은 암세포가 간조직에 이식되는지를 3주 후 간에 자란 암의 크기와 수를 통해 확인하였다.

구체적으로 실험예 1-1의 마우스 희생 후 간을 확보하여 무게를 재고, 간에 자란 종양의 수를 측정하였다.

그 결과, 간 무게에서 control군과 비교 했을 때, 0.2g/kg의 커피 전투여군은 간에서 자란 종양의 크기를 줄이지 못했지만, 2g/kg의 커피 전투여 군에서는 현저하게 종양의 크기가 감소되었다 (p < 0.01, 도 2B). 종양의 수 역시 control군과 비교 했을 때 2g/kg의 커피 전투여군에서 현저하게 줄었다 (p < 0.01, 도 2C). 위 결과들은 간의 사진으로 다시 확인되었다 (도 2A).

실험예 2-2. 성장단계에서 커피 후투여의 효과 확인

암세포가 간 조직으로 부착 후 얼마나 성장하는지 확인하였다.

구체적으로, 실험예 1-2의 마우스 희생 후 간을 확보하여 무게를 재고, 간에 자란 종양의 수를 측정하였다.

그 결과, 간 무게 및 간에 자란 종양의 수에서 control군과 비교 했을 때, 0.2g/kg과 2g/kg의 커피 후투여 군에서는 간에서 종양의 크기와 수를 줄이는 양상을 보였다 (p > 0.05, 도 3B, C). 위 결과들은 간의 사진으로 확인되었다 (도 3A).

실험예 2-3. 초기 접종단계에서 커피 전투여의 효과 확인

상기 실험예 2-1의 결과에 기초하여 커피에 의해 간조직의 미세환경이 변화되고, 이에 대하여 얼마나 많은 암세포가 간조직에 이식되는지를 접종 직후 간에 침투된 암세포의 수를 통해 확인하였다.

구체적으로, 실험예 1-3의 마우스를 희생 한 후 간의 사진을 확보하였다 (도 4A).

그 결과, control군과 비교 했을 때, 육안으로 관찰한 간에 침투된 암의 면적은 2g/kg의 커피 전투여 군에서 현저히 감소되었으며 (p < 0.01, 도 4B), 현미경으로 관찰한 형광표시된 세포의 수 역시 2 g/kg의 커피 전투여 군에서 현저히 감소하였다 (p < 0.01, 도 4C).

실험예 2-4. 초기 접종단계에서 커피 전투여에 따른 간의 단백질, 유전자 발현 확인

접종단계에서 암은 혈액에서 조직으로 이동하게 되는데, 이 때 혈관내피세포에서 부착분자를 발현하고 이 부착분자를 통해 암세포가 조직안으로 이동한다.

초기 접종단계에서 커피 전투여에 따른 상기한 부착분자중 하나인 vascular cell adhesion protein 1 (VCAM1)의 단백질과 유전자발현을 확인하였다.

구체적으로, 실험예 1-4에서 얻은 마우스 간의 VCAM1의 단백질 발현은 면역형광염색으로 확인 되었으며 (Red color, 도 5A), 이는 정량화되었다.

그 결과, control군과 비교 했을 때, 0.2g/kg의 커피 전투여 군은 VCAM1의 단백질발현을 줄이지 못했으나, 2g/kg의 커피 전투여 군에서는 현저히 감소시켰다 (p < 0.01, 도 5B). VCAM1의 mRNA발현 또한 2g/kg의 커피 전투여 군에서 현저히 감소되었다 (p < 0.01, 도 5C).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (5)

1. 커피를 유효성분으로 하는 전이성 간암 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
   상기 커피의 투여량은 상기 약학적 조성물이 투여되는 개체의 체중 kg당 1.7 내지 2.3g인 것이고,
   상기 조성물은, 상기 약학적 조성물이 투여되지 않는 개체 대비, 상기 약학적 조성물이 투여되는 개체의 간 조직의 VCAM1 유전자 및 VCAM1 단백질의 발현을 억제하는 것인, 약학적 조성물.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 커피는 커피 원두, 커피 추출물, 커피 분획물, 추출 또는 분획 부산물 중 어느 하나 이상인 약학적 조성물.
   
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