KR19990034091A - 감귤류 과피 추출액을 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-오르토-아실트랜스퍼레이즈 저해제 조성물 - Google Patents
감귤류 과피 추출액을 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-오르토-아실트랜스퍼레이즈 저해제 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 감귤류 과피의 추출액을 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈(acyl CoA: cholesterol-o-acyltransferase, ACAT) 활성 저해제 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 조성물은 의약용 및 식품용 조성물을 포함한다. 본 발명의 조성물은 동물체내의 ACAT 활성을 저해하여 혈중 저밀도 지단백질(LDL) 콜레스테롤을 감소시키므로 각종 심혈관계 질환의 예방 및 치료제로서 유용하게 사용될 수 있다.
Description
감귤류 과피 추출액을 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈(ACAT) 저해제 조성물에 관한 것이다.
관상동맥성 심혈관 질환은 현재 모든 사망원인의 30% 이상을 차지하고 있으며 미국, 유럽 등 선진국에서는 심각한 문제가 되고 있다. 한편 개발도상국에서도 식생활의 서구화, 운동부족 등의 영향을 받아 심장병이 증가하고 있는 추세에 있다. 혈중 콜레스테롤의 양이 높을 경우 혈관벽에 지방과 더불어 대식세포(macrophage), 포말세포(foam cell) 등이 생성 침착되고 플라크(plaque)를 형성하여 혈액순환을 저해하는 동맥경화증세가 오기 쉬운 것으로 알려져 있다(Ross, R., Nature, 362, 801-809(1993)). 혈중 콜레스테롤의 양을 줄이는 방법으로는 콜레스테롤의 흡수를 억제하는 방법이 있다. ACAT는 인체조직 속에서 콜레스테롤을 콜레스테릴 에스터로 전환시켜주는 효소이다. 실험적이나 임상학적인 동맥경화 현상에서 대식세포(macrophage)나 평활근(smooth muscle) 세포 유래 포말세포들의 형성은 아주 중요한 인자이다. 포말세포들은 ACAT 작용에 의해 형성되고 혈액 속의 LDL에 의해 운반되는 콜레스테롤 에스터를 많이 함유하고 있다. 동맥 혈관 벽에 있는 포말세포들은 ACAT 활성의 증가와 더불어 발견되는 경우가 많기 때문에, ACAT 저해제는 동맥경화 예방제가 될 가능성이 높다. 또한 간 속의 ACAT 활성을 저해 할 경우 혈액속에 유통되는 LDL-콜레스테롤 수준을 낮출 수 있을 것이다(Witiak, D. T. and D. R. Feller(eds), Anti lipidemic Drugs: Medicinal, Chemical, and Bichemical Aspects, Elsevier, pp159-195(1991)).
혈중 콜레스테롤의 양을 줄이는 다른 방법으로는 지단백질간에 콜레스테롤 전이를 매개하는 콜레스테롤 에스터 전달 단백질(cholesterol ester transferprotein, CETP)의 작용을 억제하거나 간에서 콜레스테롤 생합성에 관련하는 효소인 3-하이드록시-3-메틸글루타릴 조효소 A(H㎎-CoA) 환원효소의 작용을 억제하는 방법이다. 본 발명자들은 비교적 안전할 것으로 생각되는 생약재, 식품재료, 과채류등에 풍부한 물질들의 약리활성물질 탐색연구를 수행하였다.
감귤류에는 헤스페리딘(hesperidin), 나린진(naringin) 등 바이오플라보노이드(bioflavonoid)가 많이 존재한다는 것이 널리 알려져 있다. 오렌지, 귤, 유자등에는 헤스페리딘이 더 많으며 자몽, 레몬 등에는 나린진이 많은 것으로 알려져있다. 감귤류에 존재하는 바이오플라보노이드에 관한 최근 연구에 의하면 오래전에 밝혀진 산화방지제(antioxidant) 작용 이외에 항암활성(V. Felica et al., nutr. Cancer, 26, 167-181(1996)), 항바이러스 활성(T. N. Kaul et a/., J. Med. Virol., 15, 71-79(1985)), 항 궤양 작용(M. J. Martin-Carero et al., Antiulcer effect of naringin on gastric lesions induced by alcohol in rats(1994), Pharmacology(Basel)), 항염증 및 진통작용(E. M. Galati et al., Farmaco., 40, 709-712(1994)), 항세균작용(A. S. Ramaswamy et al., Ind. J. Exp. Biol., 10, 72-73(1972))등이 있다는 연구결과가 알려져 있다.
본 연구팀은 감귤류의 과일중에 있는 바이오플라보노이드가 인체에 유익한 많은 종류의 활성을 가지고 있는 것을 안 후, 이들이 동맥경화증에 관련된 콜레스테롤 대사 특히 콜레스테롤 생합성 관련 효소(예컨대, H㎎-CoA 환원효소)나 콜레스테롤 흡수에 관련된 효소(예컨대, ACAT 또는 CETP) 등의 활성과 관련이 있는지를 확인하고자 연구를 계속한 결과, 감귤류 과피의 알콜 추출액이 ACAT 활성올 억제한다는 사실을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 감귤류 과피 추출액을 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈(ACAT) 활성 저해용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 감귤류 과피 추출액을 포함하는 ACAT 활성 저해용 식품 또는 음료 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명에서는 감귤류 과피 추출액을 활성 성분으로서 약학적으로 허용되는 담체와 함께 포함하는 아실 코에이: 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈(ACAT) 활성저해용 약학 조성물이 제공된다. 또한, 감귤류 과피 추출액을 포함하는 ACAT 저해용 식품 조성물 및 음료 조성물이 제공된다.
본 발명에서 감귤류란 탕헤르오렌지(tangerine), 오렌지, 레몬, 그레이프프루트, 유자 또는 탱자 등을 말한다. 감귤류에 들이있는 플라보노이드는 과일의 성숙기에 따라 또는 과일의 종류에 따라 각각 활성 성분의 비율이 변할 수 있으며, 이들의 추출 방법은 메르크 인덱스(Merck Index) 등의 문헌 및 특허 등에 다수 공개되어 있다.
즉, 감귤류의 껍질을 물로 깨끗이 씻고 그늘 상태의 상온에서 건조한 후, 0 내지 95%의 알콜, 예를 들어, 95% 에탄올, 또는 물을 가하고, 5℃-140℃ 온도 범위에서 활성물질을 추출할 수 있다. 추출시 유기용매를 사용할 경우에는, 독성물질이 추출액에 혼입될 수 있어 결과적으로 추출액을 의약품이나 식품 용도로 사용하기에 부적합하게 되므로, 유기용매는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 일반적으로, 물 또는 알콜을 이용하여 감귤류의 과피를 추출할 경우, 반응 시간, 반응 온도, 알콜 농도, 과일의 종류, 과일의 성숙도 등에 따라 추출액의 조성이 변할 수 있다.
상기와 같이 얻은 감귤류 과피 추출액은 ACAT 활성을 저해하며, 쥐의 혈중콜레스테롤 감소현상도 일부는 ACAT활성 저하에 기인한다고 볼 수 있다. 또한, 감귤류 추출액중의 활성성분인 헤스페리딘과 나린진을 혼합한 복합제도 ACAT 활성을 강력히 저해한다. 현재까지 연구된 독성시험 결과, 감귤류 과피추출액은 1000㎎/kg의 용량으로 쥐에게 경구투여하였을 때 독성이 거의 없는 것으로 밝혀졌다.
또한, 감귤류 과피 추출액은 간을 비롯한 장기의 기능에 어떠한 부작용도 나타내지 않는다.
ACAT의 활성을 저해하기 위하여, 감귤류 과피 추출액, 이의 농축액 또는 건조 분말을 유효성분으로서 약제학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 ACAT 활성 저해제 조성물을 제조할 수 있다. 이 약학 조성물은 통상적으로 사용되는 부형제, 붕해제, 감미제, 활택제, 향미제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 통상적인 방법에 의해 정제, 캅셀제, 산제, 과립, 현탁제, 유화제, 시럽제, 액제 또는 비경구 투여용제제와 같은 단위 투여형 또는 수회 투여형 약제학적 제제로 제형화될 수 있다.
본 발명의 감귤류 과피 추출액을 유효성분으로 함유하는 ACAT 저해제 조성물은 목적하는 바에 따라 비경구 투여하거나 경구 투여할 수 있으며, 하루에 체중 1kg당 0.01 내지 10g, 바람직하게는 1 내지 5g의 양을 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 특정 환자에 대한 투여용량 수준은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여 방법, 배설율, 질환의 중증도 등에 따라 변화될 수 있다.
본 발명의 감귤류 과피 추출액은 또한 ACAT 활성을 억제할 목적으로 식품 또는 음료에 처가될 수 있다. 건강보조식품용 개발을 위하여 본 발명의 감귤류 과피 추출액을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 육류, 음료수, 초코렛, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류, 알콜음료류, 비타민 복합제, 건강보조식품류 등이 있다.
이하 본 발명을 다음과 같은 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 다음의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이것들 만으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 감귤류로부터 바이오플라보노이드의 추출
한국 제주도에서 생산된 한국산 감귤 껍질을 세척하고 상온에서 건조하여 건조 중량 6.7kg의 잔피를 얻었다. 여기에 80ℓ의 95% 에탄올을 첨가하여 상온에서 24 시간 보관한 후 여과하여 추출액 및 고상 잔류물을 얻었다. 고상 잔류물을 동일한 방법으로 2회 더 추출하였다. 수득된 추출액을 합하고 대용량 증발기(EYELA Rotary vacuum evaporator N-11)로 감압하에 농축하여 1.7kg의 농축된 추출액을 얻었다. 이 추출액의 밀도(d)는 1.3g/㎖ 이었다.
상기와 같이 얻어진 과피 추출액의 성분을 조사하기 위하여 다음과 같은 조건으로 HPLC 분석을 실시하였다. 농축된 추출액을 DMSO/MeOH(1:1(v/v)) 혼합용매를 이용하여 10㎎/㎖의 농도가 되도록 희석하였다. 생성된 용액 100㎕를 0.01 M 인산/메탄올(70:30v/v)) 혼합용매로 미리 평형화된 페노메넥스 프로디지(Phenomenex Prodigy) 컬럼(5μ ODS(3) 100Å(250×4.6㎜))이 장착된 HPLC에 주입하였다. 0.01M 인산/메탄올(70:30(v/v)) 혼합용매를 사용하여 55분동안 메탄올의 농도를 45%까지 점진적으로 증가시키면서 0.6㎖/분의 유속으로 용출시켰다.
순수한 헤스페리딘과 나린진(Sigma Co.)을 DMSO/MeOH(1:1(v/v))의 용매에 용해시켜 1㎎/㎖ 농도로 만든 용액 100㎕를 표준물질로서 사용하였다. 용출물을 280nm에서 검출하고, 표준물질과 과피추출액의 HPLC 프로필(profile)의 면적비교 분석에 의해 함량을 계산한 결과, 과피추출 농축액 kg 당 헤스페리딘 5,950㎎, 나린진 280㎎이 포함되어 있었다.
또한, 표준 식품분석 방법으로 감귤 과피 추출액의 성분을 분석하였다. 분석 방법은 수분 함량은 105℃에서 건조법으로, 조 단백은 젤달(Kjeldahl) 법으로, 조 지방은 삭스렛(Soxhlet) 법으로, 유리당은 버트랜드(Bertrand) 법으로, 조 회분은 550-600℃에서 태움으로써, 그리고, 헤스페리딘과 나린진은 HPLC 법으로 각각 분석하였다. 그 결과, 감귤 과피 추출액이 다음의 표 1과 같은 조성을 갖는 것을 확인하였다.
실시예 2 : 실험동물의 식이 조성과 알콜에 의한 귤피추출액의 동물투여실험
2주령의 스프라그 다울리(Sprague-Dawley) 흰쥐 30마리를 충북 음성군의 대한실험 동물센터로부터 구입하여 1주간 제일제당 실험동물 사료로 사육하고, 4주령(체중: 90∼110g)이 되었을 때, 난괴법(randomized block design)에 의해 3 개의 그룹으로 나누었다. 세 그룹의 쥐들에게 각각 세가지의 서로 다른 고콜레스테롤식이, 즉, 정상식이(AIN-76 실험동물 식이)에 1% 콜레스테롤(대조군); 1% 콜레스테롤 및 0.05% 헤스페리딘+ 0.05% 나린진(헤스페리딘+나린진 군); 그리고 0.1% 귤피 추출액(귤피 추출액 군)이 각각 함유된 식이를 섭취시켰다. 세 그룹에게 섭취시킨 식이의 소성은 하기 표 2에 나타나 있다.
* 0.1% 헤스페리딘 상당량
모든 식이들은 고콜레스테롤식이(1%, wt/wt)에 해당하고, 헤스페리딘 및 나린진은 미국의 시그마사(Sigma Chemical company, St. Louis, Mo)로부터 구입하였으며, 실험용 흰쥐의 실험실 식이인 AIN-76 식이 조성 중 셀룰로즈, 미네랄 혼합물 및 비타민 혼합물 성분은 미국의 테크라드 프리미어사(TEKLAD premier, Madison, Wisconsin)로부터 구입하였다.
모든 식이군의 쥐들에게 6주동안 해당 식이를 물과 함께 자유로이 섭취하도록 하였으며, 식이섭취량을 매일 기록하고 7일마다 체중을 측정하였다. 동물사육이 종료된 후 사육일지의 자료를 분석한 결과, 식이 섭취량과 체중증가에 있어서는 3개군간 유의적인 차이가 없었으며 정상적인 성장을 보였다.
실시예 3 : 실험동물의 혈중 총콜레스테롤, HDL-콜레스테롤 및 중성 지질 함량측정
감귤류 과피 추출액의 투여가 흰쥐의 혈중 콜레스테를 및 중성지질 함량에 미치는 영향을 다음과 같이 조사하였다.
세 식이군의 쥐들로부터 혈액 시료를 채취하고, 이로부터 덱스트란-설페이트를 포함한 HDL-콜레스테롤 시약(Sigma Chemical Co. Cat. No. 352-3)을 이용하여 혈장 HDL 분획을 분리하였다. 총 콜레스테롤과 HDL-콜레스테롤 농도는 시그마사의 총 콜레스테롤 키트(Cat. No. 352-100)를 사용한 효소발색법(Allain et al., Clin. Chem., 20, 470-475(1974))에 의해 측정하였다. 중성 지질 농도는 시그마 진단 키트(Cat. No. 339-50)를 사용하여 측정하였다(Bucolo, G. and David, H., Clin. Chem., 19, 476-482(1973)). 그 결과는 하기 표 3에 나타나 있는데, 혈장 총 콜레스테롤 농도는 감귤 과피 추출액 투여군에서 대조군에 비해 36% 감소하였고, 헤스페리딘 + 나린진 투여군에서는 대조군에 비해 37% 감소하였다.
실시예 4 : 감귤류 과피 추출액 및 헤스페리딘+나린진 복합체 투여가 ACAT 효소 활성에 미치는 영향 측정
(단계 1) 마이크로좀의 제조
세 그룹의 흰쥐들을 회생시켜 간을 적출하였다. 1g의 간 조직을 5㎖의 용액 1(0.1 M 인산칼륨(매 7.4), 0.1mM EDTA 및 10mM β-머캅토에탄올)을 이용하여 균질화하였다. 이 균질액을 4℃에서 3,000xg로 15분 동안 원심분리하였다. 상층액을 새로운 튜브로 옮기고, 4℃에서 15,000xg로 15분 동안 다시 원심분리하였다. 상층액을 5㎖ 초원심분리 튜브(Beckman)로 옮기고, 4℃에서 100,000xg로 1 시간동안 원심분리하였다. 상층액을 버리고, 펠렛을 3㎖의 용액 1 로 현탁시킨 후, 이 용액을 4℃에서 100,000xg로 1 시간 동안 원심분리하였다. 상층액을 버리고, 펠렛을 1㎖의 용액 1 로 현탁시켰다. 현탁액중의 단백질 농도를 로우리(Lowry)등의 방법으로 측정하고, 단백질 농도를 4 내지 8㎎/㎖로 조절하였다. 이 현탁액을 딥 프리저(deep freezer)에 보관하였다.
(단계 2) ACAT 활성 측정
아세톤에 1㎎/㎖의 농도로 용해된 콜레스테롤 용액 6.67㎕를 아세톤중의 10% 트리톤(Triton) WR-1339 6㎕와 혼합하고, 질소가스를 이용하여 아세톤을 증발시킨 후, 10㎖ 부피당 300㎎의 콜레스테롤이 포함되도록 증류수를 가했다.
10㎕의 상기에서 얻은 콜레스테롤 수용액, 10㎕의 1M 인산 칼륨(pH 7.4), 5㎕의 0.6mM 우 혈청 알부민(BSA), 10㎕의 단계 1에서 얻은 마이크로좀 및 55㎕의 증류수를 혼합하였다(총 90㎕). 혼합물을 37℃에서 30분 동안 수욕(waterbath)에서 예비 반응시켰다.
방사능 표지된 올레일-CoA와 올레일-CoA를 혼합하여 제조된 10㎕의 올레일-CoA 용액(0.3㎎/㎖)을 예비 반응된 혼합물에 가하고, 생성된 혼합물을 37℃에서 30 분동안 수욕에서 반응시켰다. 여기에 500㎕의 이소프로판올: 헵탄=4:1(v/v) 용액, 300㎕의 헵탄 및 200㎕ 의 0.1M 인산 칼륨(pH 7.4)을 가하고, 볼텍스(vortex)로 격렬하게 혼합한 후, 상온에서 2분 동안 방치하였다.
200㎕의 상층액을 신틸레이션 병에 넣고, 신틸레이션 액(Lumac사 제품) 4㎖을 섞어 신틸레이션 계수기(scintillation counter)로 방사선량을 측정하였다.
ACAT 효소 활성은 측정된 방사선량으로부터 시간당 방사선량을 계산하여 피코몰/분/㎎ 단백질 단위로 나타내었다.
표 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 0.1% 해스페리딘 상당량의 감귤 과피 추출액 투여시, 쥐의 간 속의 ACAT 활성도는 29% 감소하였다. 또한, 0.05% 헤스페리딘+ 0.05% 나린진 복합제 투여도 ACAT 활성을 23% 감소시켰다.
실시예 5 : 감귤 과피 추출액의 경구독성시험
7-8 주령의 특정 병원체 부재(specific pathogens free) ICR 마우스로서 체중 25-29g의 암컷 6마리와 체중 34-38g의 수컷 6마리를 온도 22±1℃, 습도 55±5%, 조명 12L/12D의 동물실내에서 사육하였다. 마우스는 실험에 사용되기 전 1주일 정도 순화시켰다. 실험동물용 사료((주)제일제당, 마우스 및 랫드용) 및 음수는 멸균한 후 공급하였으며 자유섭취시켰다.
실시예 1에서 제조된 감귤류 과피 추출액을 0.5% 트윈 80을 용매로 하여 100㎎/㎖ 농도로 조제한 후, 마우스 체중 20g 당 0.2㎖씩 경구투여하였다. 시료는 1회 경구투여하였으며 투여 후 10일 동안 다음과 같이 부작용 또는 치사 여부를 관찰하였다. 즉, 투여당일은 투여 후 1시간, 4시간, 8시간, 12시간 뒤에, 그리고 투여 익일부터 10일째까지는 매일 오전, 오후 1회 이상씩 일반증상의 변화 및 사망동물의 유무를 관찰하였다. 또한, 투여 10일째에 동물을 치사시켜 해부한 후 육안으로 내부 장기를 검사하였다. 투여당일부터 1일 간격으로 체중의 변화를 측정하여 약물에 의한 동물의 체중 감소 현상을 관찰하였다.
본 실험은 감귤류 추출액 시료에 대하여 경구경로에서의 급성독성의 정도를 파악함으로써 일반약리 및 약효시험에서의 가용 약용량에 대한 정보를 제공하고 독성에 대한 기초 자료를 도출함을 목적으로 실시하여 아래와 같은 결과를 얻었다.
급성 경구독성의 경우는 감귤 과피 추출액 1,000㎎/kg의 약용량에서 10일동안 치사동물이 관찰되지 않았다. 10일 후 생존동물에 대한 부검을 실시한 바, 특별한 병변 육안 소견이 없었으며, 투여 익일부터 10일간 어떠한 체중의 감소 없이 정상적인 체중의 증가가 관찰되었다.
결론적으로, 감귤 과피 추출액은 상기의 농도로 경구투여시 독성이 관찰되지 않았다.
하기 제제예는 본 발명의 제제를 예시하는 것일 뿐 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
제제예
다음의 성분들을 이용하여 경질 젤라틴 캅셀을 제조하였다:
양(㎎/캅셀)
활성 성분(감귤 과피 추출액) 20
건조 전분 160
스테아르산 마그네슘 20
총 200㎎
본 발명의 감귤류 과피의 추출액을 포함하는 ACAT 활성 저해제 조성물은 동물체내의 ACAT 활성을 저해하여 혈중 저밀도 지단백질(LDL) 콜레스테롤을 감소시키므로 각종 심혈관계 질환의 예방 및 치료제로서 유용하게 사용될 수 있다.
Claims (6)
- 활성성분으로서 유효량의 감귤류 과피 추출액을 약제학적으로 허용되는 담체와 함께 포함하는, 포유동물에서 아실 코에이: 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈(acyl CoA: cholesterol-o-acyltransferase(ACAT)) 활성 저해제 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 포유동물이 인간인 조성물.
- 제 1항에 있어서, 상기 감귤류가 탕헤르오렌지(tangerine), 오렌지, 레몬, 그레이프프루트, 유자 또는 탱자인 조성물.
- 제 2항에 있어서, 감귤류 과피 추출액의 유효량이 0.01 내지 10 g/kg 체중/일인 조성물.
- 유효량의 감귤류 과피 추출액을 포함하는, 아실 코에이 : 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈 활성 저해용 식품 조성물.
- 유효량의 감귤류 과피 추출액올 포함하는, 아실 코에이 : 콜레스테롤-o-아실트랜스퍼레이즈 활성 저해용 음료 조성물.
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