KR102661179B1

KR102661179B1 - 락토바실러스 플란타룸 유래 소포 및 이의 용도

Info

Publication number: KR102661179B1
Application number: KR1020210140918A
Authority: KR
Inventors: 김윤근
Original assignee: 주식회사 엠디헬스케어
Priority date: 2021-06-03
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2024-04-29
Also published as: KR20220163838A; KR20220163842A; KR102661178B1; KR20220163845A; KR20220163843A; KR20220163833A

Abstract

본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포 및 이의 용도에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 면역 질환 또는 대사 질환의 예방, 개선, 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명자들은 면역 질환 또는 대사 질환 모델에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 투여하였을 때 병원성 원인 인자에 의한 면역기능 및 대사산물에 의한 대사기능 장애가 효율적으로 억제됨을 확인하였는 바, 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 면역 질환 또는 대사 질환을 예방, 증상 개선, 또는 치료하기 위한 의약품 또는 건강기능식품 등의 개발에 유용하게 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

락토바실러스 플란타룸 유래 소포 및 이의 용도{Extracellular Vesicles Derived from Lactobacillus plantarum and use thereof}

본 발명은 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 면역기능 및 대사기능 장애에 의한 면역질환 또는 대사질환의 예방, 개선, 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

21세기에 들어서면서 과거 전염병으로 인식되던 급성 감염성 질환의 중요성은 감소된 반면, 우리 몸의 주요 장기에 발생하는 면역기능 및 대사기능 장애로 인한 만성질환이 삶의 질 감소와 인간 수명을 결정하는 주요 질환으로 질병 패턴이 바뀌었다. 이러한 질병 패턴의 변화는 식이 패턴의 변화와 밀접한 관련이 있는데, 과거에 영양 상태가 부족했던 시절에는 급성 감염성 질환이 주요 사망원인이었지만, 최근 영양이 풍부해지면서 영양 과잉으로 발생하는 대사기능 장애와 관련된 만성질환이 주요한 문제가 되고 있다.

영양 과잉으로 인한 대사기능 장애의 결과로 지방이 정상적으로 저장되는 장소인 지방조직뿐만 아니라 혈관, 심장, 간, 신장, 근육 등에 축적되면서 지방 독성 (lipotoxicity)이 초래되고, 이로 인해 대사질환이 발생한다. 즉, 탄수화물 또는 지질 대사 장애에 의해 혈중 지질과 지방산이 증가하고, 세포 내에 지방산이 많아지면서 지방산에 의한 염증반응이 발생하게 되며, 염증반응은 세포 노화와 사멸을 일으켜 심혈관, 간, 신장, 근육, 뇌 등의 장기의 기능 장애가 발생하게 된다. 이러한 병인에 의해 발생하는 질환으로 동맥경화증, 대사증후군, 심부전 등의 심혈관질환, 비알코올성 지방간염, 간경변 등의 간질환, 만성 신증, 신부전 등의 신장질환, 통풍, 근감소증, 골다공증 등의 근골격계질환, 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 퇴행성 뇌질환 등이 포함된다.

면역(immunity)은 생물학적, 화학적, 물리적, 정신적 스트레스에 대한 세포의 방어기작으로, 선천면역(innate immunity)과 후천면역(adaptive immunity)을 통해 일어나게 된다. 최근 면역기능이 세포의 대사기능과 밀접히 연관되어 있음이 밝혀졌는데, 대사기능 장애에 의한 면역기능 장애의 병인과 관련해서 세포질 내 지방산, 요산 등의 대사산물이 위험 신호로 작용하여 세포질 내에 존재하는 패턴인식수용체(pattern recognition receptor)인 NLRP(Nucleotide-binding oligomerization domain)에 의해 인지된다. 이는 인플라마좀을 형성하여 세포사멸을 유도함과 동시에 염증성 매개체를 분비하여 염증세포 침윤을 유도한다는 사실이 알려져 있다.

한편, 인체에 공생하는 미생물은 100조에 이르러 인간 세포보다 많으며, 미생물의 유전자수는 인간 유전자수의 100배가 넘는 것으로 알려지고 있다. 미생물총(microbiota 혹은 microbiome)은 주어진 거주지에 존재하는 진정세균(bacteria), 고세균(archaea), 진핵생물(eukarya)을 포함한 미생물 군집(microbial community)을 말한다.

우리 몸에 공생하는 세균 및 주변 환경에 존재하는 세균은 다른 세포로의 유전자, 저분자화합물, 단백질 등의 정보를 교환하기 위하여 나노미터 크기의 소포(vesicle)를 분비한다. 점막은 200 나노미터(nm) 크기 이상의 입자는 통과할 수 없는 물리적인 방어막을 형성하여 점막에 공생하는 세균인 경우에는 점막을 통과하지 못하지만, 세균 유래 소포는 크기가 200 나노미터 크기 이하라서 비교적 자유롭게 점막을 통하여 상피세포를 통과하여 우리 몸에 흡수된다. 이와 같이, 세균 유래 소포는 세균에서 분비된 것이지만, 세균과 구성 성분, 체내 흡수율, 부작용 위험성 등이 서로 상이하며, 이로 인하여 세균 유래 소포를 사용하는 것은 살아있는 세균을 사용하는 것과는 전혀 상이하거나 현저한 효과를 나타낸다.

국소적으로 분비된 세균 유래 소포는 점막의 상피세포를 통해 흡수되어 국소 염증반응을 유도할 뿐만 아니라, 상피세포를 통과한 소포는 림프관을 통해 전신적으로 흡수되어 각 장기로 분포하고, 분포된 장기에서 대사기능과 면역기능을 조절한다. 예를 들어, 대장균(Eshcherichia coli)와 같은 병원성 그람음성세균에서 유래하는 소포는 병원성 나노 입자로서 국소적으로 대장염이나 식중독 등을 일으키고, 혈관으로 흡수된 경우에는 혈관 내피세포에 흡수되어 염증반응을 유도하여 전신적인 염증반응 및 혈액응고를 촉진시키고, 또한 인슐린이 작용하는 근육세포 등에 흡수되어 인슐린 저항성과 당뇨병 등과 같은 대사질환을 유발한다. 반면, 유익한 세균에서 유래하는 소포는 병원성 소포에 의한 면역기능 및 대사기능 이상을 조절하여 질병을 조절할 수 있다.

락토바실러스 속 세균은 유산을 분비하는 대표적인 유익균으로 알려져 있다. 이중, 락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum)은 그람양성 간균으로서 혐기성 환경뿐만 아니라 호기성 환경에서도 잘 자라고, 질, 구강, 피부, 장 등에 공생하는 세균이다. 또한 발효과정에서도 중요한 세균으로 알려져 있다. 락토바실러스 플란타룸과 같은 그람양성균(gram-positive bacteria) 유래 소포는 세균 유래 단백질, 대사체 및 핵산 외에도 세균의 세포벽 구성성분인 펩티도글리칸(peptidoglycan)과 리포테이코산(lipoteichoic acid)을 가지고 있다.

그러나, 락토바실러스 플란타룸에서 분비되는 소포가 면역기능 및 대사기능 장애에 의해 발생하는 질환의 예방, 또는 치료에 응용된 사례는 보고된 바가 없다.

Choi YW et al., Gutmicrobe-derived extracellular vesicles induce insulin resistance, thereby impairing glucose metabolism in skeletal muscle. Scientific Reports, 2015.

본 발명자들은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포가 면역기능 및 대사기능 장애에 의한 면역질환 또는 대사질환의 치료 효과가 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

이에, 본 발명의 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 함유하는, 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 함유하는, 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 면역 질환 또는 대사 질환 치료용 약물전달용 조성물을 제공하는 것이다.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명자들은 다양한 실험을 통해 효과를 확인하였다. 보다 자세하게는, 락토바실러스 플란타룸 세균을 배양하여 배양액에서 소포를 분리하여 경구로 마우스에 투여하였을 때, 상기 소포가 위장관을 통해 흡수되어 폐, 간, 신장, 뇌 등의 장기로 분포하였다. 또한, 상피세포에 상기 소포를 처리하였을 때, 생물학적 병원성 인자에 의한 세포사멸을 용량 의존적으로 억제하였다. 또한, 설탕(수크로즈)을 섭취하였을 때 특정 세균이 생성되는 비정상적인 대사산물인 덱스트란으로 유도된 대장염 마우스 모델에 상기 소포를 경구로 투여하였을 때 대장의 해부학적인 변화가 유의하게 억제되었다. 또한, 신경세포에 상기 소포를 투여하였을 때, 스트레스 호르몬에 의해 억제되는 신경영양인자(neurotrophic factor) 유전자의 발현을 유의하게 증가시켰다. 또한, 스트레스 호르몬에 의해 억제되는 항노화 관련 핵심 유전자인 Sirt 1의 발현을 유의하게 증가시켰다. 또한, ATP 생성이 잘 일어나지 않는 스트레스(metabolic stress) 상황에서 이를 극복하는 핵심 신호인 AMPK (AMP-activated kinase) 활성화를 상기 소포가 증가시킴을 확인하였다.

따라서, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 함유하는, 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예에서, 상기 면역 질환 또는 대사 질환은 위염(gastritis), 소화성궤양(peptic ulcer), 셀리악병(celiac disease), 및 염증성 대장염(inflammatory bowel disease)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 위장질환;

치은염(gingivitis), 치주염(periodonditis), 및 충치(caries)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 구강질환;

캔디다질염(candida vaginitis), 위축성질염(atrophic vaginitis), 세균성 질염(bacterial vaginitis or vaginosis), 및 트리코모나스질염(trichomonas vaginitis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 여성질 질환;

비알코올성 지방간염(non-alcoholic steatohepatitis, NASH), 알코올성 지방간염(alcoholic steatohepatitis), 간경변(liver cirrhosis), 담도염(cholangitis), 담낭염(cholecystitis), 및 췌장염(pancreatitis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 간-담도-췌장질환;

만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary disease), 간질성폐렴(chronic interstitial pneumonitis), 폐기종(emphysema), 기관지폐이형성증(bronchopulmonary dysplasia), 및 특발성폐섬유화증(idiopathic pulmoniary fibrosis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 폐질환;

고인슐린혈증, 이상지질혈증, 부정맥, 동맥경화증(atherosclerosis), 협심증(angina), 대사증후군(metabolic syndrome), 심근경색(myocardial infarction), 뇌졸중(stroke), 및 심근병증(cardiomyopathy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 심혈관질환;

사구체신염(glomerulonephritis), 및 만성신증(chronic nephropathy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 신장질환;

긴장감퇴증(atony), 근위축증(muscular artrophy), 근이영양증(muscular dystrophy), 근무력증, 악액질(cachexia), 통풍(Gout), 근감소증(sarcopenia), 골다공증(osteoporosis), 파제트병(Paget's disease), 류마티스관절염(rheumatoid arthritis), 및 골관절염(osteoarthritis)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 근골격계질환; 및

경도인지장애 (mild cognitive impairment), 치매 (dementia), 알츠하이머병 (Alzheimer’s disease), 파킨슨병 (Parkinson’s disease), 헌팅톤병 (Huntington’s disease), 루게릭병 (Amyotrophic lateral sclerosis, ALS), 바튼병 (Batten disease), 컨스-세이어증후군 (Kearns-Sayre syndrome, KSS), 만성 진행성 외안근마비 (chronic progressive external ophthalmoplegia, CPEO), 멜라스증후군 (mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes, MELAS), MERRF증후군 (myoclonic epilepsy with ragged-red fibers, MERRF), NARP증후군 (neurogenic weakness with ataxia and retinitis pigmentosa, NARP), 레이증후군 (Leigh syndrome, LS), MIRAS증후군 (mitochondrial recessive ataxia syndrome), 루이소체치매(Dementia with Lewy Bodies, DLB), 다발성경색치매(Multi-Infarct Dementia, MID), 전두측두엽변성증(frontotemporal lobar degeneration, FTLD), 픽병(Pick's disease), 피질기조퇴행(Corticobasal degeneration, CBD), 퇴행성핵상마비(progressive supranuclear palsy, PSP), 황반변성(age-related macular degeneration, AMD), 후각장애(dysosmia), 청각장애(deafness), 및 당뇨병성망막증(diabetic retinopathy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 신경질환으로 이루어진 군으로부터 선택된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 소포는 평균 직경이 10 내지 1000 nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 소포는 락토바실러스 플란타룸 배양액에서 분리되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 소포는 락토바실러스 플란타룸을 첨가하여 제조한 식품에서 분리되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 소포는 락토바실러스 플란타룸에서 자연적으로 또는 인공적으로 분비되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 피부 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 면역 질환 또는 대사 질환 치료용 약물전달용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구현예로, 상기 식품 조성물은 건강기능성 식품 조성물일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 치료방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 조성물의 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 치료용도를 제공한다.

또한, 본 발명은 면역 질환 또는 대사 질환 치료용 약제 제조를 위한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 용도를 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 노화의 예방 또는 치료방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 조성물의 노화의 예방 또는 치료용도를 제공한다.

또한, 본 발명은 노화 치료용 약제 제조를 위한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 용도를 제공한다.

본 발명자들은 락토바실러스 플란타룸 세균 유래 소포가 위장관을 통해 흡수되어 혈관을 통해 폐, 간, 신장, 뇌 등의 장기로 분포되며, 병원성 원인 인자에 의한 세포사멸을 용량 의존적으로 억제하며, 병원성 인자에 의한 염증성 매개체 분비를 용량 의존적으로 억제하며, 대장염 마우스 모델에서 대장염 발생을 유의하게 억제하며, 대사 스트레에 대한 세포의 항상성을 증가시키는 AMPK (AMP-activated kinase) 신호를 활성화시킬 뿐만 아니라, 신경영양인자(neurotrophic factor) 발현 및 노화를 억제하는 핵심 단백질인 SIRT 유전자의 발현을 유의하게 증가시킴을 확인하였는 바, 본 발명에 따른 락토바실러스 플란타룸 유래 소포는 면역 질환 또는 대사 질환을 예방, 증상 개선, 또는 치료하기 위한 의약품 또는 건강기능식품 등의 개발에 유용하게 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 질환을 치료하기 위한 약물전달시스템으로서 유용하게 이용될 수 있을 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 마우스에 락토바실러스 플란타룸(L. plantarum) 세균 유래 소포를 경구로 투여한 결과, whole body image (a) 및 시간별로 장기를 적출하여 각 장기에서의 형광의 세기 (b)를 측정한 사진이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원성 세균인 황색포도상구균 유래 소포(Sa EV)(a)에 의한 피부 상피세포의 사멸 정도 및 락토바실러스 플란타룸 세균 유래 소포 (Lp EV)(b)에 의한 피부 상피세포의 사멸 정도를 나타낸 것이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 병원성 세균인 황색포도상구균 유래 소포(Sa EV)에 의한 피부 상피세포 사멸에 대한 락토바실러스 플란타룸 세균 유래 소포 (Lp EV)의 치료 효과를 나타낸 것으로, 도 3a는 Sa EV를 처리하기 전에, 도 3b는 Sa EV와 동시에 락토바실러스 플란타룸 세균 유래 소포 (Lp EV)를 처리한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 설탕(수크로즈)을 섭취하였을 때 특정 세균에 의해 체내에서 생성되는 비정상 대사산물인 덱스트란(2.5% DSS)을 경구로 투여하여 유도된 대장염 마우스 모델에서 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 경구로 투여한 후 치료 효과를 확인하기 위한 실험 프토토콜이다.
도 5a는 대장염 마우스 모델에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(L. plantarum)를 경구로 직접 투여한 후, 대장의 해부학적 변화를 나타낸 것이며, 도 5b는 투여에 따른 대표적인 변화 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 스트레스 호르몬인 부신피질 호르몬(glucocorticoid hormone, GC)을 처리하여 신경영양인자의 발현을 억제시킨 신경세포 모델에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(L-EV)를 동시에 투여하였을 때 신경영양인자의 발현을 평가한 것이다.
도 7은 스트레스 호르몬인 부신피질 호르몬(glucocorticoid hormone, GC)을 처리하여 노화를 촉진시킨 신경세포 모델에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(L-EV)를 동시에 투여하였을 때 항노화 관련 유전자의 발현을 평가한 것이다.
도 8은 근육세포에 인슐린, 메트포민, 또는 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(Lp EV)를 처리하여 AMPK 신호의 활성화 정도를 평가한 것이다.
도 9a 및 도 9b는 병원성 인자인 대장균(E. coli) 유래 소포에 의한 염증성 매개체(IL-6 및 TNF-α) 분비에 대하여 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(Lp EV)의 억제 효과를 나타낸 것이다.

본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포 및 이의 용도에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명자들은 락토바실러스 플란타룸 세균을 배양하여 배양액에서 소포를 분리하여 경구로 마우스에 투여하였을 때, 상기 소포가 위장관을 통해 흡수되어 혈관을 통해 폐, 간, 신장, 뇌 등의 장기로 분포함을 확인하였다(실시예 2 참조).

또한, 상피세포에 상기 소포를 처리하였을 때, 생물학적 병원성 인자인 황색포도상구균 유래 소포에 의한 세포사멸을 용량 의존적으로 억제함을 확인하였다(실시예 3 참조).

또한, 설탕(수크로즈)의 비정상적인 대사산물인 덱스트란 섭취에 의해 유도된 대장염 마우스 모델에 상기 소포를 경구로 투여하였을 때 염증에 의한 해부학적 변화가 유의하게 억제됨을 확인하였다(실시예 4 참조).

또한, 신경세포에 상기 소포를 투여하였을 때, 스트레스 호르몬에 의해 억제되는 신경영양인자(neurotrophic factor) 유전자의 발현 및 노화를 억제하는 핵심 유전자인 Sirt 1의 발현을 유의하게 증가시킴을 확인하였다(실시예 5 참조).

또한, 근육세포에 상기 소포를 투여하였을 때, 항노화 약물인 메트포민과 유사하게 대사기능 장애를 억제하는 핵심 신호인 AMPK의 인산화를 증가시킴을 확인하였다(실시예 6 참조).

또한, 염증세포에 상기 소포를 투여하였을 때, 병원성 인자에 의한 염증성 매개체(IL-6 및 TNF-α) 분비를 용량 의존적으로 억제함을 확인하였다(실시예 7 참조).

이에, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

본 발명에서 사용되는 용어, “세포외 소포(Extracellular vesicle)” 또는 “소포(Vesicle)”란, 다양한 세균에서 분비되는 나노 크기의 막으로 된 구조물을 의미하며, 예를 들어, 내독소(lipopolysaccharide), 독성 단백질 및 세균 DNA와 RNA도 가지고 있는 대장균과 같은 그람음성균(gram-negative bacteria) 유래 소포 또는 외막 소포체(outer membrane vesicles, OMVs) 및 단백질과 핵산 외에도 세균의 세포벽 구성성분인 펩티도글리칸(peptidoglycan)과 리포테이코산(lipoteichoic acid)도 가지고 있는 마이크로코커스 세균과 같은 그람양성균(gram-positive bacteria) 유래 소포 등이 있다.

본 발명에서는, 상기 소포는 락토바실러스 플란타룸으로부터 자연적으로 분비되거나, 인공적으로 생산된 막으로 된 모든 구조물을 총칭한다.

상기 소포는 락토바실러스 플란타룸 배양과정에서 열처리, 고압처리 하거나, 상기 세균 배양액을 원심분리, 초고속 원심분리, 고압처리, 압출, 초음파분해, 세포 용해, 균질화, 냉동-해동, 전기천공, 기계적 분해, 화학물질 처리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 및 모세관 전기영동으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 방법을 사용하여 분리할 수 있다. 또한, 불순물의 제거를 위한 세척, 수득된 소포의 농축 등의 과정을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 락토바실러스 플란타룸의 배양액 또는 발효식품에서 소포를 분리하는 방법은 소포를 포함한다면, 특별히 제한되지 않는다. 예컨대 원심분리, 초고속 원심분리, 필터에 의한 여과, 겔 여과 크로마토그래피, 프리-플로우 전기영동, 또는 모세관 전기영동 등의 방법, 및 이들의 조합을 이용하여 소포를 분리할 수 있으며, 또한 불순물의 제거를 위한 세척, 수득된 소포의 농축 등의 과정을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 상기 소포는 락토바실러스 플란타룸의 배양액 또는 락토바실러스 플란타룸을 첨가하여 제조한 식품에서 분리될 수 있으며, 락토바실러스 플란타룸으로부터 자연적으로 또는 인공적으로 분비된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 방법에 의하여 분리된 소포는 평균 직경이 10~1000 nm, 10~900 nm, 10~800 nm, 10~700 nm, 10~600 nm, 10~500 nm, 10~400 nm, 10~300 nm, 10~200 nm, 10~100 nm, 10~90 nm, 10~80 nm, 10~70 nm, 10~60 nm, 10~50 nm, 10~40 nm, 또는 20~40 nm 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 사용되는 용어 "유효성분으로 포함하는"이란 상기 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 효능 또는 활성을 달성하는데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어, “면역 질환 또는 대사 질환(immune disease or metabolic disease)”이란, 생체 내에서의 면역기능 및 대사기능 장애에 의해 발생하는 질환을 총칭한다. 일반적으로 면역 질환은 병원성 원인 인자에 의해 염증이 발생하고, 이의 결과로 세포사멸 및 염증성 매개체에 의한 염증세포 침윤이 유도된다. 또한, 대사 질환은 체내에서 생산된 병원성 대사산물에 의해 염증이 발생하거나 대사 스트레스가 초래되어 세포가 노화되거나 사멸되어 발생한다.

상기 면역 질환 또는 대사 질환은 면역기능 또는 대사기능 장애에 의한 질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 면역 질환 또는 대사 질환은 위염(gastritis), 소화성궤양(peptic ulcer), 셀리악병(celiac disease), 및 염증성 대장염(inflammatory bowel disease)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 위장질환;

경도인지장애 (mild cognitive impairment), 치매 (dementia), 알츠하이머병 (Alzheimer’s disease), 파킨슨병 (Parkinson’s disease), 헌팅톤병 (Huntington’s disease), 루게릭병 (Amyotrophic lateral sclerosis, ALS), 바튼병 (Batten disease), 컨스-세이어증후군 (Kearns-Sayre syndrome, KSS), 만성 진행성 외안근마비 (chronic progressive external ophthalmoplegia, CPEO), 멜라스증후군 (mitochondrial encephalomyopathy with lactic acidosis and stroke-like episodes, MELAS), MERRF증후군 (myoclonic epilepsy with ragged-red fibers, MERRF), NARP증후군 (neurogenic weakness with ataxia and retinitis pigmentosa, NARP), 레이증후군 (Leigh syndrome, LS), MIRAS증후군 (mitochondrial recessive ataxia syndrome), 루이소체치매(Dementia with Lewy Bodies, DLB), 다발성경색치매(Multi-Infarct Dementia, MID), 전두측두엽변성증(frontotemporal lobar degeneration, FTLD), 픽병(Pick's disease), 피질기조퇴행(Corticobasal degeneration, CBD), 퇴행성핵상마비(progressive supranuclear palsy, PSP), 황반변성(age-related macular degeneration, AMD), 후각장애(dysosmia), 청각장애(deafness), 및 당뇨병성망막증(diabetic retinopathy)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 신경질환 등이 있다.

본 발명의 조성물 내의 상기 소포의 함량은 질환의 증상, 증상의 진행 정도, 환자의 상태 등에 따라서 적절히 조절 가능하며, 예컨대, 전체 조성물 중량을 기준으로 0.0001 내지 99.9중량%, 또는 0.001 내지 50중량%일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 함량비는 용매를 제거한 건조량을 기준으로 한 값이다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 상기 부형제는 예를 들어, 희석제, 결합제, 붕해제, 활택제, 흡착제, 보습제, 필름-코팅 물질, 및 제어방출첨가제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 서방형 과립제, 장용과립제, 액제, 점안제, 엘실릭제, 유제, 현탁액제, 주정제, 트로키제, 방향수제, 리모나아데제, 정제, 서방형정제, 장용정제, 설하정, 경질캅셀제, 연질캅셀제, 서방캅셀제, 장용캅셀제, 환제, 틴크제, 연조엑스제, 건조엑스제, 유동엑스제, 주사제, 캡슐제, 관류액, 경고제, 로션제, 파스타제, 분무제, 흡입제, 패취제, 멸균주사용액, 또는에어로졸 등의 외용제 등의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 상기 외용제는 크림, 젤, 패치, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 또는 카타플라스마제 등의 제형을 가질 수 있다.

본 발명에 따른 약학적 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 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.

본 발명에 따른 정제, 산제, 과립제, 캡슐제, 환제, 트로키제의 첨가제로 옥수수전분, 감자전분, 밀전분, 유당, 백당, 포도당, 과당, 디-만니톨, 침강탄산칼슘, 합성규산알루미늄, 인산일수소칼슘, 황산칼슘, 염화나트륨, 탄산수소나트륨, 정제 라놀린, 미결정셀룰로오스, 덱스트린, 알긴산나트륨, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 카올린, 요소, 콜로이드성실리카겔, 히드록시프로필스타치, 히드록시프로필메칠셀룰로오스(HPMC) 1928, HPMC 2208, HPMC 2906, HPMC 2910, 프로필렌글리콜, 카제인, 젖산칼슘, 프리모젤 등 부형제; 젤라틴, 아라비아고무, 에탄올, 한천가루, 초산프탈산셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스칼슘, 포도당, 정제수, 카제인나트륨, 글리세린, 스테아린산, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 메칠셀룰로오스나트륨, 메칠셀룰로오스, 미결정셀룰로오스, 덱스트린, 히드록시셀룰로오스, 히드록시프로필스타치, 히드록시메칠셀룰로오스, 정제쉘락, 전분호, 히드록시프로필셀룰로오스, 히드록시프로필메칠셀룰로오스, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈 등의 결합제가 사용될 수 있으며, 히드록시프로필메칠셀룰로오스, 옥수수전분, 한천가루, 메칠셀룰로오스, 벤토나이트, 히드록시프로필스타치, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 알긴산나트륨, 카르복시메칠셀룰로오스칼슘, 구연산칼슘, 라우릴황산나트륨, 무수규산, 1-히드록시프로필셀룰로오스, 덱스트란, 이온교환수지, 초산폴리비닐, 포름알데히드처리 카제인 및 젤라틴, 알긴산, 아밀로오스, 구아르고무(Guar gum), 중조, 폴리비닐피롤리돈, 인산칼슘, 겔화전분, 아라비아고무, 아밀로펙틴, 펙틴, 폴리인산나트륨, 에칠셀룰로오스, 백당, 규산마그네슘알루미늄, 디-소르비톨액, 경질무수규산 등 붕해제; 스테아린산칼슘, 스테아린산마그네슘, 스테아린산, 수소화식물유(Hydrogenated vegetable oil), 탈크, 석송자, 카올린, 바셀린, 스테아린산나트륨, 카카오지, 살리실산나트륨, 살리실산마그네슘, 폴리에칠렌글리콜 4000, PEG 6000, 유동파라핀, 수소첨가대두유(Lubri wax), 스테아린산알루미늄, 스테아린산아연, 라우릴황산나트륨, 산화마그네슘, 마크로골(Macrogol), 합성규산알루미늄, 무수규산, 고급지방산, 고급알코올, 실리콘유, 파라핀유, 폴리에칠렌글리콜지방산에테르, 전분, 염화나트륨, 초산나트륨, 올레인산나트륨, dl-로이신, 경질무수규산 등의 활택제;가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 액제의 첨가제로는 물, 묽은 염산, 묽은 황산, 구연산나트륨, 모노스테아린산슈크로스류, 폴리옥시에칠렌소르비톨지방산에스텔류(트윈에스텔), 폴리옥시에칠렌모노알킬에텔류, 라놀린에텔류, 라놀린에스텔류, 초산, 염산, 암모니아수, 탄산암모늄, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 프롤아민, 폴리비닐피롤리돈, 에칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 시럽제에는 백당의 용액, 다른 당류 혹은 감미제 등이 사용될 수 있으며, 필요에 따라 방향제, 착색제, 보존제, 안정제, 현탁화제, 유화제, 점조제 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 유제에는 정제수가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 유화제, 보존제, 안정제, 방향제 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 현탁제에는 아카시아, 트라가칸타, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스나트륨, 미결정셀룰로오스, 알긴산나트륨, 히드록시프로필메칠셀룰로오스(HPMC), HPMC 1828, HPMC 2906, HPMC 2910 등 현탁화제가 사용될 수 있으며, 필요에 따라 계면활성제, 보존제, 안정제, 착색제, 방향제가 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 주사제에는 주사용 증류수, 0.9%염화나트륨주사액, 링겔주사액, 덱스트로스주사액, 덱스트로스+염화나트륨주사액, 피이지(PEG), 락테이티드 링겔주사액, 에탄올, 프로필렌글리콜, 비휘발성유-참기름, 면실유, 낙화생유, 콩기름, 옥수수기름, 올레인산에칠, 미리스트산 이소프로필, 안식향산벤젠과 같은 용제; 안식향산나트륨, 살리실산나트륨, 초산나트륨, 요소, 우레탄, 모노에칠아세트아마이드, 부타졸리딘, 프로필렌글리콜, 트윈류, 니정틴산아미드, 헥사민, 디메칠아세트아마이드와 같은 용해보조제; 약산 및 그 염(초산과 초산나트륨), 약염기 및 그 염(암모니아 및 초산암모니움), 유기화합물, 단백질, 알부민, 펩톤, 검류와 같은 완충제; 염화나트륨과 같은 등장화제; 중아황산나트륨(NaHSO₃) 이산화탄소가스, 메타중아황산나트륨(Na₂S₂O₅), 아황산나트륨(Na₂SO₃), 질소가스(N₂), 에칠렌디아민테트라초산과 같은 안정제; 소디움비설파이드 0.1%, 소디움포름알데히드 설폭실레이트, 치오우레아, 에칠렌디아민테트라초산디나트륨, 아세톤소디움비설파이트와 같은 황산화제; 벤질알코올, 클로로부탄올, 염산프로카인, 포도당, 글루콘산칼슘과 같은 무통화제; 시엠시나트륨, 알긴산나트륨, 트윈 80, 모노스테아린산알루미늄과 같은 현탁화제를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 좌제에는 카카오지, 라놀린, 위텝솔, 폴리에틸렌글리콜, 글리세로젤라틴, 메칠셀룰로오스, 카르복시메칠셀룰로오스, 스테아린산과 올레인산의 혼합물, 수바날(Subanal), 면실유, 낙화생유, 야자유, 카카오버터+콜레스테롤, 레시틴, 라네트왁스, 모노스테아린산글리세롤, 트윈 또는 스판, 임하우젠(Imhausen), 모놀렌(모노스테아린산프로필렌글리콜), 글리세린, 아뎁스솔리두스(Adeps solidus), 부티룸 태고-G(Buytyrum Tego-G), 세베스파마 16(Cebes Pharma 16), 헥사라이드베이스 95, 코토마(Cotomar), 히드록코테 SP, S-70-XXA, S-70-XX75(S-70-XX95), 히드록코테(Hydrokote) 25, 히드록코테 711, 이드로포스탈(Idropostal), 마사에스트라리움(Massa estrarium, A, AS, B, C, D, E, I, T), 마사-MF, 마수폴, 마수폴-15, 네오수포스탈-엔, 파라마운드-B, 수포시로(OSI, OSIX, A, B, C, D, H, L), 좌제기제 IV 타입(AB, B, A, BC, BBG, E, BGF, C, D, 299), 수포스탈(N, Es), 웨코비(W, R, S, M ,Fs), 테제스터 트리글리세라이드 기제(TG-95, MA, 57)와 같은 기제가 사용될 수 있다.

경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다.

경구 투여를 위한 액상제제로는 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, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 프로필렌글리콜 (propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에 통상의 기술자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구 복용, 피하 주사, 복강 투여, 정맥 주사, 근육 주사, 척수 주위 공간(경막내) 주사, 설하 투여, 볼점막 투여, 직장 내 삽입, 질 내 삽입, 안구 투여, 귀 투여, 비강 투여, 흡입, 입 또는 코를 통한 분무, 피부 투여, 경피 투여 등에 따라 투여될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 치료할 질환, 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 질환의 중등도 등의 여러 관련 인자와 함께 활성성분인 약물의 종류에 따라 결정된다. 구체적으로, 본 발명에 따른 조성물의 유효량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1 kg 당 0.001 내지 150 mg, 바람직하게는 0.01 내지 100 mg을 매일 또는 격일 투여하거나 1일 1 내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명에서 “개체”란 질병의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 쥐(rat), 개, 고양이, 말, 및 소 등의 포유류일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 “투여”란 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.

본 발명에서 “예방”이란 목적하는 질환의 발병을 억제하거나 지연시키는 모든 행위를 의미하고, “치료”란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 목적하는 질환과 그에 따른 대사 이상 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미하며, “개선”이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 목적하는 질환과 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 감소시키는 모든 행위를 의미한다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 면역 질환 또는 대사 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

상기 식품 조성물은 건강기능성 식품 조성물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 상기 소포를 식품 첨가물로 사용할 경우, 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시 본 발명의 소포는 원료에 대하여 15 중량% 이하, 또는 10 중량% 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.

본 발명에 따른 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당 및 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스 및 수크로오스와 같은 디사카라이드, 덱스트린 및 시클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 및 자일리톨, 소르비톨 및 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL당 일반적으로 약 0.01-0.20g, 또는 약 0.04-0.10g 이다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01-0.20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는 노화 또는 노화관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 노화 예방 또는 개선용 화장료 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 “노화”란 시간이 지남에 따라 일어나는 신체의 모든 생리적 변화를 통칭하는 것으로 개체에 따라 수많은 요인에 의해 매우 다양하게 일어나는 생명 현상을 의미한다. 노화 현상을 구체적으로 살펴보면 각 구성 기관 및 조직의 기능 변화가 일어나는 것으로, 개체의 노화는 결국 그 개체를 구성하는 세포들의 노화에 기인한다. 본 발명에서, 상기 노화는 상기 노화는 뇌, 간, 폐, 신장, 근육, 피부 또는 이들 장기의 세포 노화일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 화장료 조성물의 제형은 스킨로션, 스킨소프너, 스킨토너, 아스트린젠트, 로션, 밀크로션, 모이스쳐 로션, 영양로션, 맛사지크림, 영양크림, 미스트, 모이스쳐 크림, 핸드크림, 핸드로션, 파운데이션, 에센스, 영양에센스, 팩, 비누, 클렌징폼, 클렌징로션, 클렌징크림, 클렌징오일, 클렌징밤, 바디로션 또는 바디클렌저의 형태일 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물은 수용성 비타민, 유용성 비타민, 고분자 펩티드, 고분자 다당, 및 스핑고 지질로 이루어진 군에서 선택된 조성물을 더 포함할 수 있다.

수용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 예를 들어 비타민 B1, 비타민 B2, 비타민 B6, 피리독신, 염산피리독신, 비타민 B12, 판토텐산, 니코틴산, 니코틴산아미드, 엽산, 비타민 C, 비타민 H 등을 들 수 있으며, 그들의 염 (티아민염산염, 아스코르빈산나트륨염 등)이나 유도체 (아스코르빈산-2-인산나트륨염, 아스코르빈산-2-인산마그네슘염 등)도 본 발명에서 사용할 수 있는 수용성 비타민에 포함된다. 수용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 수득할 수 있다.

유용성 비타민으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 예를 들어 비타민 A, 카로틴, 비타민 D2, 비타민 D3, 비타민 E (d1-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤, d-알파 토코페롤) 등을 들 수 있으며, 그들의 유도체 (팔미틴산아스코르빈, 스테아르산아스코르빈, 디팔미틴산아스코르빈, 아세트산dl-알파 토코페롤, 니코틴산dl-알파 토코페롤비타민 E, DL-판토테닐알코올, D-판토테닐알코올, 판토테닐에틸에테르 등) 등도 본 발명에서 사용되는 유용성 비타민에 포함된다. 유용성 비타민은 미생물 변환법, 미생물의 배양물로부터의 정제법, 효소 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 취득할 수 있다.

고분자 펩티드로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 예를 들어 콜라겐, 가수 분해 콜라겐, 젤라틴, 엘라스틴, 가수 분해 엘라스틴, 케라틴 등을 들 수 있다. 고분자 펩티드는 미생물의 배양액으로부터의 정제법, 효소법 또는 화학 합성법 등의 통상의 방법에 의해 정제 취득할 수 있으며, 또는 통상 돼지나 소 등의 진피, 누에의 견섬유 등의 천연물로부터 정제하여 사용할 수 있다.

고분자 다당으로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 예를 들어 히드록시에틸셀룰로오스, 크산탄검, 히알루론산나트륨, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 (나트륨염 등) 등을 들 수 있다. 예를 들어, 콘드로이틴 황산 또는 그 염 등은 통상 포유 동물이나 어류로부터 정제하여 사용할 수 있다.

스핑고 지질로서는 화장품에 배합 가능한 것이라면 어떠한 것이라도 되지만, 예를 들어 세라미드, 피토스핑고신, 스핑고당지질 등을 들 수 있다. 스핑고 지질은 통상 포유류, 어류, 패류, 효모 또는 식물 등으로부터 통상의 방법에 의해 정제하거나 화학 합성법에 의해 취득할 수 있다.

본 발명의 화장료 조성물에는 상기 필수 성분과 더불어 필요에 따라 통상 화장품에 배합되는 다른 성분을 배합해도 된다.

이외에 첨가해도 되는 배합 성분으로서는 유지 성분, 보습제, 에몰리엔트제, 계면 활성제, 유기 및 무기 안료, 유기 분체, 자외선 흡수제, 방부제, 살균제, 산화 방지제, 식물 추출물, pH 조정제, 알콜, 색소, 향료, 혈행 촉진제, 냉감제, 제한(制汗)제, 정제수 등을 들 수 있다.

유지 성분으로서는 에스테르계 유지, 탄화수소계 유지, 실리콘계 유지, 불소계 유지, 동물 유지, 식물 유지 등을 들 수 있다.

에스테르계 유지로서는 트리2-에틸헥산산글리세릴, 2-에틸헥산산세틸, 미리스틴산이소프로필, 미리스틴산부틸, 팔미틴산이소프로필, 스테아르산에틸, 팔미틴산옥틸, 이소스테아르산이소세틸, 스테아르산부틸, 리놀레산에틸, 리놀레산이소프로필, 올레인산에틸, 미리스틴산이소세틸, 미리스틴산이소스테아릴, 팔미틴산이소스테아릴, 미리스틴산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 세바신산디에틸, 아디핀산디이소프로필, 네오펜탄산이소알킬, 트리(카프릴, 카프린산)글리세릴, 트리2-에틸헥산산트리메틸롤프로판, 트리이소스테아르산트리메틸롤프로판, 테트라2-에틸헥산산펜타엘리슬리톨, 카프릴산세틸, 라우린산데실, 라우린산헥실, 미리스틴산데실, 미리스틴산미리스틸, 미리스틴산세틸, 스테아르산스테아릴, 올레인산데실, 리시노올레인산세틸, 라우린산이소스테아릴, 미리스틴산이소트리데실, 팔미틴산이소세틸, 스테아르산옥틸, 스테아르산이소세틸, 올레인산이소데실, 올레인산옥틸도데실, 리놀레산옥틸도데실, 이소스테아르산이소프로필, 2-에틸헥산산세토스테아릴, 2-에틸헥산산스테아릴, 이소스테아르산헥실, 디옥탄산에틸렌글리콜, 디올레인산에틸렌글리콜, 디카프린산프로필렌글리콜, 디(카프릴,카프린산)프로필렌글리콜, 디카프릴산프로필렌글리콜, 디카프린산네오펜틸글리콜, 디옥탄산네오펜틸글리콜, 트리카프릴산글리세릴, 트리운데실산글리세릴, 트리이소팔미틴산글리세릴, 트리이소스테아르산글리세릴, 네오펜탄산옥틸도데실, 옥탄산이소스테아릴, 이소노난산옥틸, 네오데칸산헥실데실, 네오데칸산옥틸도데실, 이소스테아르산이소세틸, 이소스테아르산이소스테아릴, 이소스테아르산옥틸데실, 폴리글리세린올레인산에스테르, 폴리글리세린이소스테아르산에스테르, 시트르산트리이소세틸, 시트르산트리이소알킬, 시트르산트리이소옥틸, 락트산라우릴, 락트산미리스틸, 락트산세틸, 락트산옥틸데실, 시트르산트리에틸, 시트르산아세틸트리에틸, 시트르산아세틸트리부틸, 시트르산트리옥틸, 말산디이소스테아릴, 히드록시스테아르산 2-에틸헥실, 숙신산디2-에틸헥실, 아디핀산디이소부틸, 세바신산디이소프로필, 세바신산디옥틸, 스테아르산콜레스테릴, 이소스테아르산콜레스테릴, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 올레인산콜레스테릴, 올레인산디히드로콜레스테릴, 이소스테아르산피트스테릴, 올레인산피트스테릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소세틸, 12-스테알로일히드록시스테아르산스테아릴, 12-스테알로일히드록시스테아르산이소스테아릴 등의 에스테르계 등을 들 수 있다.

탄화 수소계 유지로서는 스쿠알렌, 유동 파라핀, 알파-올레핀올리고머, 이소파라핀, 세레신, 파라핀, 유동 이소파라핀, 폴리부덴, 마이크로크리스탈린왁스, 와셀린 등의 탄화 수소계 유지 등을 들 수 있다.

실리콘계 유지로서는 폴리메틸실리콘, 메틸페닐실리콘, 메틸시클로폴리실록산, 옥타메틸폴리실록산, 데카메틸폴리실록산, 도데카메틸시클로실록산, 디메틸실록산ㆍ메틸세틸옥시실록산 공중합체, 디메틸실록산ㆍ메틸스테알록시실록산 공중합체, 알킬 변성 실리콘유, 아미노 변성 실리콘유 등을 들 수 있다.

불소계 유지로서는 퍼플루오로폴리에테르 등을 들 수 있다.

동물 또는 식물 유지로서는 아보카도유, 아르몬드유, 올리브유, 참깨유, 쌀겨유, 새플라워유, 대두유, 옥수수유, 유채유, 행인(杏仁)유, 팜핵유, 팜유, 피마자유, 해바라기유, 포도종자유, 면실유, 야자유, 쿠쿠이너트유, 소맥배아유, 쌀 배아유, 시아버터, 월견초유, 마커데이미아너트유, 메도홈유, 난황유, 우지(牛脂), 마유, 밍크유, 오렌지라피유, 호호바유, 캔데리러왁스, 카르나바왁스, 액상 라놀린, 경화피마자유 등의 동물 또는 식물 유지를 들 수 있다.

보습제로서는 수용성 저분자 보습제, 지용성 분자 보습제, 수용성 고분자, 지용성 고분자 등을 들 수 있다.

수용성 저분자 보습제로서는 세린, 글루타민, 솔비톨, 만니톨, 피롤리돈-카르복실산나트륨, 글리세린, 프로필렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜B(중합도 n = 2 이상), 폴리프로필렌글리콜(중합도 n = 2 이상), 폴리글리세린B(중합도 n = 2 이상), 락트산, 락트산염 등을 들 수 있다.

지용성 저분자 보습제로서는 콜레스테롤, 콜레스테롤에스테르 등을 들 수 있다.

수용성 고분자로서는 카르복시비닐폴리머, 폴리아스파라긴산염, 트라가칸트, 크산탄검, 메틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스, 수용성 키틴, 키토산, 덱스트린 등을 들 수 있다.

지용성 고분자로서는 폴리비닐피롤리돈ㆍ에이코센 공중합체, 폴리비닐피롤리돈ㆍ헥사데센 공중합체, 니트로셀룰로오스, 덱스트린지방산에스테르, 고분자 실리콘 등을 들 수 있다.

에몰리엔트제로서는 장쇄아실글루타민산콜레스테릴에스테르, 히드록시스테아르산콜레스테릴, 12-히드록시스테아르산, 스테아르산, 로진산, 라놀린지방산콜레스테릴에스테르 등을 들 수 있다.

계면 활성제로서는 비이온성 계면 활성제, 음이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.

비이온성 계면 활성제로서는 자기 유화형 모노스테아르산글리세린, 프로필렌글리콜지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리글리세린지방산에스테르, 솔비탄지방산에스테르, POE (폴리옥시에틸렌)솔비탄지방산에스테르, POE 솔비트지방산에스테르, POE 글리세린지방산에스테르, POE 알킬에테르, POE 지방산에스테르, POE 경화피마자유, POE 피마자유, POEㆍPOP (폴리옥시에틸렌ㆍ폴리옥시프로필렌) 공중합체, POEㆍPOP 알킬에테르, 폴리에테르변성실리콘, 라우린산알카놀아미드, 알킬아민옥시드, 수소첨가대두인지질 등을 들 수 있다.

음이온성 계면 활성제로서는 지방산비누, 알파-아실술폰산염, 알킬술폰산염, 알킬알릴술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬황산염, POE 알킬에테르황산염, 알킬아미드황산염, 알킬인산염, POE 알킬인산염, 알킬아미드인산염, 알킬로일알킬타우린염, N-아실아미노산염, POE 알킬에테르카르복실산염, 알킬술포숙신산염, 알킬술포아세트산나트륨, 아실화 가수분해 콜라겐펩티드염, 퍼플루오로알킬인산에스테르 등을 들 수 있다.

양이온성 계면 활성제로서는 염화알킬트리메틸암모늄, 염화스테아릴트리메틸암모늄, 브롬화스테아릴트리메틸암모늄, 염화세토스테아릴트리메틸암모늄, 염화디스테아릴디메틸암모늄, 염화스테아릴디메틸벤질암모늄, 브롬화베헤닐트리메틸암모늄, 염화벤잘코늄, 스테아르산디에틸아미노에틸아미드, 스테아르산디메틸아미노프로필아미드, 라놀린 유도체 제 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.

양성 계면 활성제로서는 카르복시베타인형, 아미드베타인형, 술포베타인형, 히드록시술포베타인형, 아미드술포베타인형, 포스포베타인형, 아미노카르복실산염형, 이미다졸린 유도체형, 아미드아민형 등의 양성 계면 활성제 등을 들 수 있다.

유기 및 무기 안료로서는 규산, 무수규산, 규산마그네슘, 탤크, 세리사이트, 마이카, 카올린, 벵갈라, 클레이, 벤토나이트, 티탄피막운모, 옥시염화비스무트, 산화지르코늄, 산화마그네슘, 산화아연, 산화티탄, 산화알루미늄, 황산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 산화철, 군청, 산화크롬, 수산화크롬, 칼라민 및 이들의 복합체등의 무기 안료; 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리우레탄, 비닐수지, 요소수지, 페놀수지, 불소수지, 규소수지, 아크릴수지, 멜라민수지, 에폭시수지, 폴리카보네이트수지, 디비닐벤젠ㆍ스티렌 공중합체, 실크파우더, 셀룰로오스, CI 피그먼트옐로우, CI 피그먼트오렌지 등의 유기 안료 및 이들의 무기 안료와 유기 안료의 복합 안료 등을 들 수 있다.

유기 분체로서는 스테아르산칼슘 등의 금속비누; 세틸린산아연나트륨, 라우릴린산아연, 라우릴린산칼슘 등의 알킬인산금속염 ; N-라우로일-베타-알라닌칼슘, N-라우로일-베타-알라닌아연, N-라우로일글리신칼슘 등의 아실아미노산 다가금속염 ; N-라우로일-타우린칼슘, N-팔미토일-타우린칼슘 등의 아미드술폰산 다가금속염 ; N-엡실론-라우로일-L-리진, N-엡실론-팔미토일리진, N-알파-파리토일올니틴, N-알파-라우로일아르기닌, N-알파-경화우지지방산아실아르기닌 등의 N-아실염기성아미노산 ; N-라우로일글리실글리신 등의 N-아실폴리펩티드 ; 알파-아미노카프릴산, 알파-아미노라우린산 등의 알파-아미노지방산 ; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리스티렌, 디비닐벤젠ㆍ스티렌 공중합체, 사불화에틸렌 등을 들 수 있다.

자외선 흡수제로서는 파라아미노벤조산, 파라아미노벤조산에틸, 파라아미노벤조산아밀, 파라아미노벤조산옥틸, 살리실산에틸렌글리콜, 살리신산페닐, 살리신산옥틸, 살리신산벤질, 살리신산부틸페닐, 살리신산호모멘틸, 계피산벤질, 파라메톡시계피산-2-에톡시에틸, 파라메톡시계피산옥틸, 디파라메톡시계피산모노-2-에틸헥산글리세릴, 파라메톡시계피산이소프로필, 디이소프로필ㆍ디이소프로필계피산에스테르 혼합물, 우로카닌산, 우로카닌산에틸, 히드록시메톡시벤조페논, 히드록시메톡시벤조페논술폰산 및 그 염, 디히드록시메톡시벤조페논, 디히드록시메톡시벤조페논디술폰산나트륨, 디히드록시벤조페논, 테트라히드록시벤조페논, 4-tert-부틸-4'-메톡시디벤조일메탄, 2,4,6-트리아닐리노-p-(카르보-2'-에틸헥실-1'-옥시)-1,3,5-트리아진, 2-(2-히드록시-5-메틸페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다.

살균제로서는 히노키티올, 트리클로산, 트리클로로히드록시디페닐에테르, 크로르헥시딘글루콘산염, 페녹시에탄올, 레조르신, 이소프로필메틸페놀, 아줄렌, 살리칠산, 진크필리티온, 염화벤잘코늄, 감광소 301 호, 모노니트로과이어콜나트륨, 운데시렌산 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는 부틸히드록시아니솔, 갈릭산프로필, 엘리소르빈산 등을 들 수 있다.

pH 조정제로서는 시트르산, 시트르산나트륨, 말산, 말산나트륨, 프말산, 프말산나트륨, 숙신산, 숙신산나트륨, 수산화나트륨, 인산일수소나트륨 등을 들 수 있다.

알코올로서는 세틸알코올 등의 고급 알코올을 들 수 있다.

또한, 이외에 첨가해도 되는 배합 성분은 이에 한정되는 것은 아니며, 또, 상기 어느 성분도 본 발명의 목적 및 효과를 손상시키지 않는 범위 내에서 배합 가능하지만, 총중량에 대하여 0.01-5% 중량 백분율 또는 0.01-3% 중량 백분율로 배합될 수 있다.

본 발명의 제형이 로션, 페이스트, 크림 또는 겔인 경우에는 담체 성분으로서 동물섬유, 식물섬유, 왁스, 파라핀, 전분, 트라칸트, 셀룰로오스 유도체, 폴리에틸렌 글리콜, 실리콘, 벤토나이트, 실리카, 탈크 또는 산화아연 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 파우더 또는 스프레이인 경우에는 담체 성분으로서 락토스, 탈크, 실리카, 알루미늄 히드록시드, 칼슘 실리케이트 또는 폴리아미드 파우더가 이용될 수 있고, 특히 스프레이인 경우에는 추가적으로 클로로플루오로히드로카본, 프로판/부탄 또는 디메틸 에테르와 같은 추진체를 포함할 수 있다.

본 발명의 제형이 용액 또는 유탁액의 경우에는 담체 성분으로서 용매, 용매화제 또는 유탁화제가 이용되고, 예컨대 물, 에탄올, 이소프로판올, 에틸 카보네이트, 에틸 아세테이트, 벤질 알코올, 벤질 벤조에이트, 프로필렌 글리콜, 1,3-부틸글리콜 오일, 글리세롤 지방족 에스테르, 폴리에틸렌 글리콜 또는 소르비탄의 지방산 에스테르가 있다.

본 발명의 제형이 현탁액인 경우에는 담체 성분으로서 물, 에탄올 또는 프로필렌 글리콜과 같은 액상 희석제, 에톡실화 이소스테아릴 알코올, 폴리옥시에틸렌 소르비톨 에스테르 및 폴리옥시에틸렌 소르비탄 에스테르와 같은 현탁제, 미소결정성 셀룰로오스, 알루미늄 메타히드록시드, 벤토나이트, 아가 또는 트라칸트 등이 이용될 수 있다.

본 발명의 제형이 계면-활성제 함유 클렌징인 경우에는 담체 성분으로서 지방족 알코올 설페이트, 지방족 알코올 에테르 설페이트, 설포숙신산 모노에스테르, 이세티오네이트, 이미다졸리늄 유도체, 메틸타우레이트, 사르코시네이트, 지방산 아미드 에테르 설페이트, 알킬아미도베타인, 지방족 알코올, 지방산 글리세리드, 지방산 디에탄올아미드, 식물성 유, 리놀린 유도체 또는 에톡실화 글리세롤 지방산 에스테르 등이 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 면역 질환 또는 대사 질환 치료용 약물전달용 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 사용되는 용어 “약물전달”이란 특정 장기, 조직, 세포 또는 세포소기관으로 약물을 전달하기 위하여 본 발명에 따른 조성물에 약물을 로딩하여 전달하는 모든 수단 또는 행위를 의미한다.

본 발명에서, 상기 약물전달용 조성물은 위, 소장, 대장, 폐, 간, 신장, 및 뇌로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 장기에 약물을 전달할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예 1. 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 분리

락토바실러스 플란타룸(Lactobacillus plantarum) 유래 소포(extracellular vesicle; EV)를 분리하기 위하여, 락토바실러스 플란타룸 균주를 MRS(de Man-Rogosa and Sharpe) 배지에 접종하고 37 ℃에서 200 rpm으로 흡광도(OD_600nm)가 1.0 내지 1.5가 될 때까지 배양한 후에, LB(Luria Bertani) 배지에 재접종하여 배양하였다. 이후 균체가 포함되어 있는 배양액을 회수하여 10,000 g로 4 ℃에서 20 분 동안 원심분리하여 균체를 제거된 상층액을 획득하였다. 획득된 상층액은 다시 0.22 μm의 필터에 여과시키고, 여과시킨 상층액은 100 kDa Pellicon 2 Cassette 필터 멤브레인(Merck Millipore)과 MasterFlex pump system(Cole-Parmer)을 이용하여 50 mL 이하의 부피로 농축하였다. 농축시킨 상층액은 다시 0.22 μm의 필터를 이용하여 여과시켜, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 분리하였다. 이하의 실시예에서는 분리된 상기 소포를 이용하여 실험을 진행하였다.

실시예 2. 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 약동학적 특성 확인

락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 경구로 투여하여 흡수 및 분포 양상 등의 약동학적 특성을 확인하기 위하여 다음과 같은 방법으로 체내 분포를 확인하였다.

형광체 Cy7으로 표지한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 마우스에 경구 투여하고 0, 1, 3, 6, 24, 또는 48시간 후에 여러 장기로 침윤된 양상을 평가하였다. 마우스 전체를 광학 영상장비(Davinch-Invivo Fluoro Chemi(western); Davinch-K)를 이용하여 형광 신호를 관찰하였다. 또한, 소포 투여 후 주요 장기로 분포 양상을 평가하기 위하여 뇌, 혈액, 심장, 폐, 간, 위, 비장, 소장, 대장, 신장을 채취하여 채취한 조직에서 광학 영상장비(Davinch-Invivo Fluoro Chemi(western); Davinch-K)를 이용하여 형광 신호를 관찰하였다.

도 1a에 나타난 바와 같이 소포 투여 후 1시간에 전신적으로 흡수되었고, 이는 투여 24시간까지 지속되었고, 48시간 이후에는 대부분 배설됨을 확인하였다.

또한, 도 1b에 나타낸 바와 같이 소포 투여 후 1시간 만에 위로 흡수되었고, 3시간 뒤에는 위, 소장, 대장, 폐에 분포하며, 투여 후 6시간 뒤에는 간, 신장, 및 뇌에도 분포하는 것을 확인하였다. 한편, 소포 투여 후 24시간 뒤까지 여러 장기에 분포가 지속되다가, 48시간 후에는 대부분 배설됨을 확인하였다.

실시예 3. 병원성 원인 인자에 의한 세포사멸에 대한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 세포사멸 억제 효과 확인

질병을 일으키는 생물학적 원인 인자는 세포의 패턴인식수용체(pattern recognition receptor, prr)에 의해 인지되어 인플라마좀(inflammasome)을 형성하고, 이를 통해 세포사멸(pyroptosis)을 유도할 뿐만 아니라 염증성 매개체를 통해 염증세포 침윤을 유도하여 세포사멸을 가속화시켜 장기의 기능 손상이 초래된다. 본 발명에서는 생물학적 원인 인자에 의한 세포사멸에 대한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효능을 평가하였다.

이를 위해 피부 상피세포(HaCaT cell)에 병원성 원인 인자인 황색포도상구균 유래 소포(Sa EV)와 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(Lp EV)를 농도별로 처리하여 상피세포의 사멸효과를 비교하였다.

그 결과, 도 2a에 나타난 바와 같이, 황색포도상구균 유래 소포의 용량 의존적으로 세포사멸이 유도되었다.

이에 반해, 도 2b에 나타난 바와 같이, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포에 의해서는 상피세포의 세포사멸이 유도되지 않았다.

도 3a에 나타난 바와 같이 황색포도상구균 유래 소포를 상피세포에 처리하기 전에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 처리하였을 때, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 투여 용량에 의존적으로 상피세포의 사멸이 억제되었다.

또한, 도 3b에 나타난 바와 같이 상피세포에 황색포도상구균 유래 소포를 투여함과 동시에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 처리하였을 때, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 처리 용량에 의존적으로 상피세포의 사멸이 억제되었다.

이상의 결과를 통해, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포에 의해 생물학적 병원성 인자에 의한 세포사멸이 유의하게 억제됨을 알 수 있었다.

실시예 4. 덱스트란 식이로 유도된 질환 마우스에서 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효과 확인

최근 식이 패턴의 변화와 함께 많은 사람이 설탕(수크로즈)가 다량으로 함유된 식이를 섭취하고 있다. 수크로즈를 섭취하였을 때 구강 내 덱스트란수크라아제(dextransucrase) 효소를 갖고 있는 특정 세균은 수크로즈를 원료로 덱스트란을 생성하게 된다. 수크로즈가 다량 함유된 식품을 섭취함으로써 생성된 덱스트란은 장에 있는 효소에 의해 소화되지 않고, 대장으로 이동하여 대장염을 일으키게 된다.

이에, 수크로즈에 의해 유도되는 대사기능 장애에 대한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효능을 평가하기 위하여, 2.5% DSS(dextran sulfate sodium)을 경구로 5일간 마우스(8주령 C57BL/6N male mouse)에 투여하여 대장염 모델을 만들었다(도 4 참조). 또한, DSS 투여와 함께 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(50 μg/mouse)를 5일까지는 매일, 이후에는 이틀에 한 번 투여한 후, 덱스트란 투여 10일째에 대장에 발생한 해부학적 변화를 평가하였다.

그 결과, 도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이, 대장염 마우스 모델의 대장 길이는 정상 마우스(control)의 대장 길이에 비해 유의하게 감소되었다. 또한, DSS를 투여한 마우스에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 투여한 경우에는 대장 길이가 정상 마우스 수준으로 회복되었다.

이상의 결과를 통해, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포가 수크로즈의 비정상적인 대사산물인 덱스트란에 의해 발생하는 대장염에 대한 해부학적인 변화를 유의하게 억제하고 개선하는 것을 알 수 있었다.

실시예 5. 신경 생성 관련 신경영양인자(neurotrophin) 유전자 발현에 미치는 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효과 확인

여러 정신적 스트레스에 신경 줄기세포 및 신경세포가 반복적으로 노출되는 경우, 신경 생성(neurogenesis) 능력이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 신경영양인자(neurotrophin)는 분화된 신경세포의 생존 및 기능뿐만 아니라, 신경 줄기세포의 발달에 핵심적인 역할을 하는 성장인자 단백질 군이다. 인간을 포함한 포유류의 뇌는 대개 태아 시기에 신경세포가 만들어지지만, 해마(hippocampus) 및 선조체(striatum) 영역에는 신경 줄기세포가 존재하여 성인기에도 신경 생성(adult neurogenesis)이 일어난다. 신경 줄기세포 및 신경세포의 생존 및 기능과 관련된 뉴로트로핀(neurotrophin)의 대표적인 예로는 BDNF(brain-derived neurotrophic factor), NT(neurotrophin)-3, NT4/5, NGF(nerve growth factor) 등이 있다. 이 중에서 BDNF는 중추신경계와 말초신경계에 존재하고, TrkB 수용체를 통해 뇌와 말초신경계에 존재하는 신경세포의 생존 및 시냅스 형성을 증가시킬 뿐 아니라, 신경 줄기세포의 증식 및 분화를 유도하는 단백질이다.

이에, 정신적 스트레스에 의한 신경 줄기세포 및 신경세포의 생존 및 기능에 미치는 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효과를 평가하기 위하여, Dulbecco’s modified Eagles (DMEM) 배지에서 해마 신경세포(HT22 cell)를 배양하였고, 부신피질호르몬(glucocorticoid, GC 400 ng/mL)을 투여하여 신경영양인자 유전자 발현을 억제시켰다. 또한, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(20 μg/mL)를 신경세포에 동시에 처리하여 치료 효능을 평가하였다. 유전자 발현을 평가하기 위한 방법으로서, 용해 버퍼(lysis buffer)를 이용해 세포를 용해시키고 유전자를 추출하였으며, RT-PCR를 사용하여 유전자 발현을 정량화하였다. 유전자 발현 정도는 total Bdnf(tBdnf), Bdnf1, Bdnf4, Ngf mRNA에 대해 특이적인 프라이머를 사용하여 평가하였다. 상기 프라이머의 구체적인 서열은 하기 표 1에 기재하였다. GC를 처리하지 않은 군을 CON으로 표시하였으며, 대조군 vehicle은 소포가 포함되지 않은 군을 나타낸다.

mRNA	sequence	서열번호
total Bdnf	F: TGGCTGACACTTTTGAGCAC	1
total Bdnf	R: GTTTGCGGCATCCAGGTAAT	2
Bdnf1	F: CCTGCATCTGTTGGGGAGAC	3
Bdnf1	R: GCCTTGTCCGTGGACGTTTA	4
Bdnf4	F: CAGAGCAGCTGCCTTGATGTT	5
Bdnf4	R: GCCTTGTCCGTGGACGTTTA	6
Ngf	F: AGCATTCCCTTGACACAG	7
Ngf	R: GGTCTACAGTGATGTTGC	8
Sirt1	F: GATCCTTCAGTGTCATGGTTC	9
Sirt1	R: ATGGCAAGTGGCTCATCA	10
Hdac2	F: GGGACAGGCTTGGTTGTTTC	11
Hdac2	R: GAGCATCAGCAATGGCAAGT	12
Creb1	F: GAGGCAGCAAGAGAATGTCG	13
Creb1	R: CCAGTCCATTCTCCACCGTA	14

그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이, 신경세포에 부신피질호르몬을 처리하였을 때는 tBdnf, Bdnf1, Bdnf4, 및 Ngf 유전자의 발현이 유의하게 억제되었다. 그에 반해, 부신피질호르몬에 의해 억제된 tBdnf, Bdnf1, Bdnf4, 및 Ngf 유전자 발현은 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 투여하였을 때 정상수준 및 그 이상으로 호전되었다.

이상의 결과를 통해, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포는 신경영양인자 유전자 발현을 증가시켜 신경 생성을 유도함을 알 수 있었다.

실시예 6. 노화 관련 유전자 발현에 대한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효과 확인

여러 스트레스에 반복적으로 노출 시, 세포 내에서는 산화 스트레스에 의해 유전자의 손상이 초래되고, 이에 대한 결과로 세포의 노화와 비정상적인 세포사멸이 초래된다. 시르투인(Sirtuin)은 스트레스 상황에서 세포의 손상에 따른 세포의 항상성을 유지하는 핵심적인 신호전달 단백질이다. 시르투인 단백질 중에서 시르투인 1(Sirt1)은 핵과 세포질에 존재하고, 히스톤 탈아세틸화 효소로서 스트레스에 따른 유전자 손상을 치료하여 세포의 생존을 증가시키는 항노화 단백질로 알려져 있다.

이에, 세포 노화에 대한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 치료 효과를 평가하기 위하여, 실시예 5에 기술된 방법으로 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 해마 신경세포(HT22 cell)에 처리한 후, 부신피질호르몬에 의해 억제되는 시트루인 유전자의 발현을 회복시키는지를 평가하였다. 유전자 발현 정도는 Sirt1, Hdac2(Histone Deacetylase 2), 또는 Creb1(CAMP Responsive Element Binding Protein 1)에 대한 특이적인 프라이머를 사용하여 평가하였다.

그 결과, 도 7에 나타난 바와 같이, 부신피질호르몬에 의해 신경세포에 Sirt1 유전자 발현이 유의하게 억제되었고, 이는 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 투여하였을 때 정상수준 이상으로 회복되었다. 이상의 결과를 통해 락토바실러스 플란타룸 유래 소포는 Sirt1 유전자 발현을 증가시켜 여러 가지 스트레스에 의한 유전자 손상에 의해 초래되는 세포 노화 및 세포 사멸을 억제함을 알 수 있다.

실시예 7. 대사 스트레스에 대한 세포의 항상성 유지에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 효과 확인

세포 노화는 반복적인 물리적, 화학적, 생물학적, 또는 정신적 스트레스에 의해 세포의 분열 능력이 소실되는 것으로 정의된다. 반복적인 스트레스에 의한 세포의 노화와 함께 세포 재생 능력이 떨어져서 노화 관련 질병이 발생한다. 특히 세포는 ATP 생성이 떨어지는 대사 스트레스 상황에서 세포 내 신호전달경로로서 AMPK(AMP-activated protein kinase) 단백질을 활성화하여 세포의 항상성(metabolic homeostasis)을 유도하고, 그에 따라 세포 노화 및 사멸을 억제하게 된다. 즉, AMPK 신호는 자가포식(autophagy) 등의 기전을 통해 에너지 고갈 시에 발생하는 대사 장애를 억제한다.

이에, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포(Lp EV)가 세포 내에서 AMPK 활성화를 통해 세포 노화에 영향을 미치는지 평가하기 위하여 실험을 수행하였다. in vitro에서 락토바실러스 플란타룸 유래 소포 처리 농도에 따른 AMPK 활성을 평가하기 위해, 근육세포(L6 myotube cell)에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 0, 0.1, 1, 또는 10 μg/ml의 농도로 1시간동안 처리하였다. 대조군으로 노화를 촉진하는 인슐린(insulin, 1 μM)과 노화를 억제하는 메트포민(metformin, 50 mM)을 사용하였다. 상기 약물을 세포에 처리한 후 AMPK 신호전달에서 중요한 지표인 pAMPK의 양 차이를 웨스턴 블롯으로 측정하였다. 먼저, 60 mm 세포배양 페트리디쉬에 세포를 2 x 10⁶ 개씩 분주한 DMEM 무혈청 배지를 넣어 2시간 동안 배양하였다. 이후, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 0, 0.1, 1, 10 μg/mL의 농도로 1시간 동안 처리하였으며, 비교군인 인슐린(1 uM)과 메트포민(50 mM) 또한 1시간 동안 처리하였다. 세포 용해 어세이를 진행하기 위해 샘플을 처리한 페트리디쉬를 얼음 위에 올려놓고 상층액을 흡입(suction)한 다음, 차가운 PBS 버퍼를 5 mL씩 넣고 2번 세척하였다. 용해 버퍼(Lysis buffer) 1 mL에 protease/phosphatase 억제제 10 uL를 넣고 잘 섞어준 뒤, 각 디쉬에 세포 용해 버퍼 100 μL씩을 떨어트려 5분간 얼음에서 인큐베이션하였다. 스크래퍼로 세포를 떼어낸 뒤, 1.5 mL 마이크로튜브에 옮겨 볼텍싱 및 얼음에서의 인큐베이션 과정을 각 1분씩 20분간 반복하였다. 이후, 14,000 rpm, 10분, 4℃ 조건으로 원심분리하였으며, 용해된 샘플 상층액을 새로운 1.5 mL 마이크로튜브 2개에 각각 5 μL, 70 μL씩 옮겼다. 5 μL를 옮긴 마이크로튜브는 -20℃에 보관하고, 70 μL를 옮긴 마이크로튜브에는 5X 샘플 버퍼를 16.5 μL 넣은 뒤 100℃에서 5분 동안 끓였다. 끓여진 샘플은 -20℃에 보관하였다. BCA 정량 분석을 진행하기 위해 용해된 샘플 상층액 5 μL씩을 넣은 1.5 mL 마이크로튜브는 상온에 꺼내어두고, 멸균 증류수 20 μL를 넣어 볼텍싱 한 후 스핀다운 하였다. 소 혈청 알부민(BSA)을 멸균 증류수에 2 mg/mL 농도로 녹인 뒤에 1/2씩 희석하여 2, 1, 0.5, 0.25, 0.125, 0.0625, 0.03125, 0 mg/mL 의 스톡을 제조하였다. 96 Well polystyrene 플레이트에 BSA 농도별로 25 μL씩 3개의 웰에 넣고, 용해된 샘플도 25 μL씩 한 개의 well에 넣어주었다. 8 mL의 BCA Protein Assay Reagent A와 160 μL의 BCA Protein Assay Reagent B를 섞어준 뒤, 200 μL씩 well에 넣어주었다. 37℃ 인큐베이터에서 30분간 반응시킨 뒤에 SpectraMax M3 microplate reader (Molecular Devices, USA)를 이용해 562 nm에서 흡광도를 측정하였다. 웨스턴 블롯을 위해 Tris-glycine SDS-폴리아크릴아마이드 겔 전기영동을 진행하는 과정에서 10% 겔을 제조하였으며, 각 샘플당 단백질 50 μg을 정량하여 로딩하였다. 니트로셀룰로스 막에 트랜스퍼한 뒤에는 5% skim milk로 차단하는 과정을 거쳐 AMPKα 항체는 1:400, phospho-AMPKα 항체는 1:400, β-actin 항체는 1:1,000 비율로 5% skim milk에 희석하여 막과 함께 밤새 섞어주었다. 1X PBST(0.05% tween-20이 들어있는 PBS) 용액으로 5분씩 세 번 씻어준 후, 항-rabbit IgG, HRP-linked 항체를 1:1,000 비율로 희석하여 1시간 동안 막과 섞어주었다. 1X PBST 용액으로 5분씩 세 번 씻어준 뒤, West-Q Chemiluminescent Substrate Kit의 solution A와 solution B를 1:1로 섞은 용액을 막에 충분히 뿌리고 Chemidoc 기기로 밴드를 확인하였다.

그 결과, 도 8에 나타난 바와 같이, AMPK의 인산화(pAMPK)가 대조 약물인 인슐린에 의해선 저해되었고, metformin에 의해선 증가되었다. 또한, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 처리한 경우에는 투여 농도에 의존적으로 pAMPK의 발현이 증가하였다.

이상의 결과를 통해 락토바실러스 플란타룸 유래 소포는 AMPK 신호 활성화를 통해 대사 스트레스에 대한 세포의 항상성을 증가시켜 세포의 생존능력을 항진시킴을 알 수 있다.

실시예 8. 병원성 인자에 의한 염증성 매개체 분비에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 효과 확인

락토바실러스 플란타룸 유래 소포의 염증반응 조절 효과를 확인하기 위하여, 마우스 대식세포주인 Raw 264.7에 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 0.01, 0.1, 및 1 μg/mL의 농도로 전처리하고 배양시킨 후에, 병원성 소포인 대장균 유래 소포 (E. coli EV)에 의해 자극된 대식세포에서 염증성 매개체인 IL-6 및 TNF-α의 분비량을 측정하였다. 보다 구체적으로, 48-웰 플레이트에 Raw 264.7 세포를 분주한 후에 DMEM 무혈청 배지로 희석한 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 처리하고 12 시간 동안 배양한 후, 다시 대장균 유래 소포 1 μg/mL의 농도로 처리한 후에 12 시간 동안 추가로 배양하였다. IL-6 및 TNF-α의 분비량을 상기 방법으로 얻은 배양액에서 ELISA 방법으로 측정하였다.

ELISA 분석을 위해, Capture 항체를 PBS에 희석시켜 96-well 폴리스티렌 플레이트에 작용 농도에 맞게 50 μl 씩 분주한 후 4 ℃에서 밤새 반응시켰다. 이후 PBST (0.05 % tween-20이 들어있는 PBS) 용액 100 μl로 두 번씩 씻어준 후, RD(1 % BSA 가 들어있는 PBST) 용액 100 μl을 분주하여 상온에서 1시간 동안 차단(blocking)한 후, 다시 PBST 100 μl로 두 번 씻어준 후, 샘플 및 standard를 농도에 맞게 50 μl씩 분주하고 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 다시 PBST 100 μl로 두 번 씻어준 후, detection 항체를 RD에 희석시켜 작용 농도에 맞게 50 μl씩 분주하여 상온에서 2시간 동안 반응시켰다. 그리고 다시 PBST 100 μl로 두 번 씻어준 후, Strpetavidin-HRP를 RD에 1/200으로 희석시켜 50 μl씩 분주하여 상온에서 30분간 반응시켰다. 마지막으로 PBST 100 μl로 세 번 씻어준 후, TMB 기질과 0.04 % 과산화수소수를 1:1 혼합한 용액 50 μl를 분주한 후 발색을 기다리다가 5분에서 20분 후 발색이 진행되었을 때, 1 M 황산용액을 50 μl씩 분주해 반응을 멈추고 Synergy™ HT multi-detection microplate reader(BioTek, USA)를 이용해 450 nm에서 흡광도를 측정하였다.

그 결과, 도 9a 및 도 9b에 나타난 바와 같이, 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 처리한 시료에서는 대장균 유래 소포에 의한 IL-6 및 TNF-α의 분비가 용량의존적으로 감소되는 것을 확인하였다. 상기 결과를 통하여, 병원성 세균 유래 소포에 의해 유도되는 염증반응을 락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 이용하여 효과적으로 억제시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

상기 진술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

<110> MD Healthcare Inc. <120> Extracellular Vesicles Derived from Lactobacillus plantarum and use thereof <130> MP21-115P2 <150> KR 10-2021-0072078 <151> 2021-06-03 <160> 14 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> total Bdnf_F <400> 1 tggctgacac ttttgagcac 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> total Bdnf_R <400> 2 gtttgcggca tccaggtaat 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bdnf1_F <400> 3 cctgcatctg ttggggagac 20 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bdnf1_R <400> 4 gccttgtccg tggacgttta 20 <210> 5 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bdnf4_F <400> 5 cagagcagct gccttgatgt t 21 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Bdnf4_R <400> 6 gccttgtccg tggacgttta 20 <210> 7 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Ngf_F <400> 7 agcattccct tgacacag 18 <210> 8 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Ngf_R <400> 8 ggtctacagt gatgttgc 18 <210> 9 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sirt1_F <400> 9 gatccttcag tgtcatggtt c 21 <210> 10 <211> 18 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Sirt1_R <400> 10 atggcaagtg gctcatca 18 <210> 11 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hdac2_F <400> 11 gggacaggct tggttgtttc 20 <210> 12 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Hdac2_R <400> 12 gagcatcagc aatggcaagt 20 <210> 13 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Creb1_F <400> 13 gaggcagcaa gagaatgtcg 20 <210> 14 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Creb1_R <400> 14 ccagtccatt ctccaccgta 20

Claims

락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 함유하는, 대사 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물로서,
상기 대사 질환은 위염(gastritis), 소화성궤양(peptic ulcer), 셀리악병(celiac disease), 및 염증성 대장염(inflammatory bowel disease)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 위장질환으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
삭제
제1항에 있어서,
상기 소포는 평균 직경이 10 내지 1000 nm인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸 배양액에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸을 첨가하여 제조한 식품에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
제1항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸에서 자연적으로 또는 인공적으로 분비되는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
락토바실러스 플란타룸 유래 소포를 유효성분으로 포함하는, 대사 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물로서,
상기 대사 질환은 위염(gastritis), 소화성궤양(peptic ulcer), 셀리악병(celiac disease), 및 염증성 대장염(inflammatory bowel disease)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 위장질환으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
삭제
제7항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸 배양액에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
제7항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸을 첨가하여 제조한 식품에서 분리되는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
제7항에 있어서,
상기 소포는 락토바실러스 플란타룸에서 자연적으로 또는 인공적으로 분비되는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
삭제
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