KR20010077797A - 위장 질환 개선을 위한 천연 항균물질 조성물 - Google Patents

Abstract

(1) 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

위장 질환 개선을 위한 천연 항균물질 조성물에 관한 것이다.

(2) 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

위궤양, 십이지장궤양과 같은 위장 질환은 헬리코박터 파이로리라고 하는 세균이 주요한 원인으로 밝혀져 있다. 위장질환을 치료하기 위해 사용되는 항생제는 효과적으로 헬리코박터 파이로리의 생육을 억제하지만 장기간 사용하기 어렵고, 항생제 오남용 및 항생제 내성의 위험을 가지고 있다. 위장질환은 또한 일단 치료가 되었다 하여도 헬리코박터 파이로리에의해 쉽게 재발하기 때문에 궤양의 치료가 쉽지 않은게 오늘의 현실이다. 박테리오신은 미생물이 생산하는 천연 항균 물질로 천연적 단백질성분이기 때문에 인체내 축적되지 않는 장점을 가지고 있다.

본 발명은 유산균이 생산하는 천연 항균물질인 박테리오신이 갖는 헬리코박터 파이로리 생육 억제효과를 이용하여 위장질환 개선 및 치료에 효과적인 천연항균 물질 조성물을 제공하고자 한다.

(3) 발명의 해결방법의 요지

본 발명은 박테리오신 생산 균주 배양액 0.01-10.0중량% 또는 이 균주들이 생산하는 박테리오신 0.1-300ppm을 함유하는 것을 특징으로하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물을 제공하는 것으로, 보다 특별하게는 락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164(동일 출원인에 의해 대한민국 특허청에계류중인 특허출원 제 98-40669호의 기탁번호 제 KFCC 11047호의 균주) 균주의 배양조성물 0.01-10.0중량% 또는 이 균주들이 생산하는 박테리오신 0.1-300ppm을 함유하는 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물 및 그 제조방법을 제공한다.

(4) 발명의 중요한 용도

본 발명에 의한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물은 헬리코박터 파이로리 세균에 의해 야기되는 위장질환을 개선 또는 치료할 수 있는 건강보조식품 또는 의약품 제제로서 사용될 수 있다.

Description

위장 질환 개선을 위한 천연 항균물질 조성물{A natural antimicrobial agents for the improvement of gastrointestinal disease.}

본 발명은 식품의 보존 또는 생물제어제로 사용이 가능한 천연 항균물질인 박테리오신(bacteriocin)을 이용하여 위장 질환을 개선하는 효과에 관한 것이다. 박테리오신이란 물질은 데이비스(Davis) 등이 1925년 에스셰리시아 콜라이(Escherichia coli)로부터 미생물의 생장을 억제하는 단백질 물질을 발견하고 이 단백질을 콜리신(colicin)으로 명명한 이후 여러 연구자에 의하여 비슷한 형태의 단백질성 물질로 보고되어 왔다. 이 박테리오신들은 한결같이 항균물질 생산균주 자신과 계통·혈통학적으로 근접한 균종으로 제한된 좁은 항균 범위를 나타내며, 항생물질과 유사한 특징을 가지고 있다.

박테리오신 분자는 단백질로 이루어져 있기 때문에 인체에 섭취되는 즉시 소화기관의 단백질 가수분해효소에 의해 분해됨으로써 인체에 무독성이고 잔류성이 없다는 측면에서 식품의 새로운 생물보존제 또는 발효식품의 생물제어제로 그 효용이 크게 기대되고 있다.

유산균(lactic acid bacteria)은 탄수화물을 혐기적으로 이용하여 젖산을 생산하는 미생물로 자연계에 널리 분포하는 미생물이다. 유산균은 이들의 대사산물인 여러 종류의 유기산에 의해 pH를 감소시키면서 식품의 보존성을 증진시키는데, 젖산 및 초산과 같은 유기산은 대부분의 미생물에 대하여 살균작용(bactericidal)이 있기 때문이다. 또한 유기산 이외에 과산화수소 및 이들이 생산하는 박테리오신이 보존성에 관여한다. 유산균이 생산하는 가장 널리 알려진 공지의 박테리오신인 나이신(nisin)은 광범위한 항균 범위 때문에 오래 전부터 사용이 허용되어 왔으며, 미국에서도 1988년 식품의약안전본부(FDA)가 그라스(GRAS, generally recognized as safe) 식품 첨가물로 인정하게 되었다.

이러한 공지의 나이신에 대하여 킬리이트화제, 계면활성제를 포함하는 조성물을 이용하여 살균제로 사용하거나 혹은 나이신과 스태피로코커스 미생물이 생산하는 리소스타틴과 같은 박테리오신을 이용하여 살균제로 사용하는 보고가 있었다. 또한 일부 연구자들에 의하면 충치균 원인물질인 스트렙토코커스 뮤탄스균을 억제하는 효과를 이용하여 박테리오신을 이용한 구강 위생용 양치 조성물로 개발한 실례가 있다.

한편 위궤양, 십이지장궤양과 같은 소화성 위장 질환은 오늘날 스트레스와 환경오염으로 면역기능이 약해진 현대인들에게 쉽게 볼 수 있는 질환이 되었으며, 한국인의 경우 외국에 비해 그 빈도가 훨씬 높아 10세 이상의 사람에게서 70-80% 이상 이 질환을 가지고 있거나 과거에 가졌다는 보고가 있다. 이러한 위장 질환이 가지는 특징의 하나는 한번 궤양이 발생되면 치료를 하여도 쉽게 재발된다는 것이며, 재발율이 90%에 달한다는 보고도 있다. 이러한 이유는 궤양을 일으키는 주원인이 헬리코박테 파이로리(Helicobacter pylori)라고 하는 그람 음성 세균에 의해 발생되며, 이러한 세균의 완치가 어렵고 또한 쉽게 세균의 증식에 의해 재발되기 때문에 궤양의 치료가 쉽지 않은게 오늘의 현실이다.

헬리코박터 파이로리는 위, 십이지장에 주로 서식하는 세균으로서 특징적으로 우레아제(urease)를 분비한다. 임상적으로도 이 세균의 존재 유무를 확인하기 위하여 urease 활성 유무를 측정하여 헬리코박테 파이로리 균의 존재 유무를 확인하는 방법을 사용하고 있으며, 측정용 kit가 상용화되어 판매되고 있다.

헬리코박터 파이로리의 감염에 의해 위염, 위궤양 등의 위장질환이 일어난다는 것은 여러 가지 측면에서 확인이 되고 있다. 즉, 헬리코박터 파이로리에 감염된 위장질환 환자의 경우 비감염된 환자에 비해 암모니아 농도가 높다는 보고가 있다. 이 암모니아는 위점막을 알칼리화시켜 위내강의 위산이 상피세포내로 역류하게되고, 이에 따라 위점막 손상이 생겨 위궤양을 촉발하게 된다. 또한 우레아제에 의해 생성된 암모니아가 직접 세포 독성을 나타내어 위점막의 손상을 가져오기도 한다. 그리고 생성된 암모니아에 의해 위 유문부 점막에서 가스트린의 생성이 촉진되고 이에따라 세포에서의 위산 분비가 과잉되게 되어 위궤양이 촉발 되는 것이다.

소화성 궤양을 치료하기 위해 제약학적으로는 Cimetidine, Ranitidine 같은 H₂수용체 길항제를 사용하거나 Aluminum 제제, Sucralfate, 프로스타글란딘, Bismuth 제제 등과 같이 위액분비를 억제하거나 호르몬, 면역계 자극 혹은 중탄산 이온으로 중화시키는 것과 같은 방법을 사용하고 있다. 또한 궤양성 질환의 원인 혹은 재발성 질환의 주원인이 되는 세균인 헬리코박터 파이로리를 직접 제거하기위하여 Metronidazole, Amoxicillin, Clarithromycin 등과 같은 항생제를 병행하여 사용하고 있다.

하지만 이러한 위액분비 억제제 혹은 항생제와 같은 제약제제를 통하여 여러 부작용이 나타날 수 있다. 설사, 소화불량, 장관운동 감소 외에도 불안, 우울, 환각 등과 같은 부작용이 보고되고 있으며, 신장기능 억제, 조혈장애와 같은 심각한 경우에 이르기도 한다. 더구나 재발성이 높은 위장 질환을 적절히 대응하기 위해서 장기적으로 복용하기에는 항생제 내성과 같은 많은 문제점을 가지고 있는 것이다.

최근에는 이러한 제약제제의 부작용을 극복하고자 알로에, 백출, 창출, 양배추 등과 같은 여러 식물성 추출물, 한방학적 약초제 등을 사용하고 있으나 단순 추출물에 따른 특정 물질 확인이 불분명하는 등 과학적 배경이 부족한 면이 없지 않다.

따라서 본 발명에서는 유산균이 생산하는 천연 항균물질인 박테리오신이 효과적으로 위장 질환의 원인이 되는 헬리코박터 파이로리균을 억제하는 것을 확인하였으며, 이의 적절한 조성을 통하여 위장질환 개선과 함께 장기간 복용하여도 부작용이 없는 조성물을 제조하게 되었다. 이에따라 유산균이 생산하는 박테리오신이 포함된 배양물을 0.01-10.0중량% 함유하는 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물을 최종 제공하고자 하는 것이다.

보다 상세히 설명하자면, 본 발명의 목적은 박테리오신 생산 균주 배양액 0.01-10.0중량% 또는 이 균주들이 생산하는 박테리오신 0.1-300ppm, 보다 특별하게는 락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164(동일 출원인에 의해 대한민국 특허청에 계류중인 특허출원 제 98-40669호의 기탁번호 제 KFCC 11047호의 균주) 배양액 0.01-10.0중량% 또는 이 균주들이 생산하는 박테리오신 0.1-300ppm을 함유하는 위장질환 개선을 위한 천연 항균물질 조성물을 제공하는 것이다. 본 조성물의 주요 성분인 락토코커스 락티스 서브시피시스 락티스 A164가 생산하는 박테리오신은 기 출원한 특허자료에서 밝혔듯이, 기존의 공지의 박테리오신인 나이신 혹은 나이신 생산 균주와 비교하여 그 항균활성이 우월한 점을 확인한 바 있으며, 특히 헬리코박터 파이로리 균에 대하여도 동일하게 비교 우위의 항균활성을 확인하였다.

본 발명에 따른 조성물에는 항균효과의 높이기 위하여 첨가물로 사용 가능한 천연 항균물질 혹은 항생물질을 혼합 함유할 수 있다. 천연 항균물질에는 자몽종자추출물, 키토산, 차나무추출물(tea tree oil), 녹차추출물 등이 있으며, 박테리오신 유효 함유량 범위내에서 5-50중량% 함유될 수 있다. 또한 헬리코박터 파이로리를 억제하기 위하여 사용하는 항생물질인 Metronidazole, Amoxicillin, Clarithromycin 등을 박테리오신 유효 함유량 범위내에서 5-50중량% 함량으로 혼합하여 제조함으로써 항생제 사용량을 줄여 항생제 복용에 따른 부작용을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명에 의한 박테리오신 조성물이 위장관내에서 효율적으로 작용하기 위하여 제약학적으로 공지된 허용 가능한 담체 혹은 기재를 이용하여 과립, 캡슐, 태블릿, 시럽, 액상 형태로 조성물을 제조하는 것을 포함할 수 있다.

이제, 다음의 실시예로서 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하나, 단지 예시하기 위한 것으로 본 발명을 한정하는 것은 아니며, 본 발명의 범주안에서 기술된 첨가물의 각종 변형을 시도할 수 있다.

[실시예 1]

[박테리오신 배양액의 헬리코박터 파이로리균 억제효과]

실험에 사용한 헬리코박터 파이로리 ATCC 43579, ATCC 4867, DSM 10242, DSM 9691 및 십이지장 궤양환자의 생검조직에서부터 공지의 방법(카톨릭대학 의학부 논문집, 44집, 3호 739(1991))과 같이 분리한 헬리코박터 파이로리 HP24, HP37, HP54 균에 대하여 항균시험을 각각 측정하였다. 헬리코박터 파이로리 균의 배양은 공지의 방법, 즉 37℃, 미세 호기조건에서 브루셀라 배지 등을 사용하여 배양하였다. 박테리오신 배양액은 기 공지한 방법과 같이 락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164(동일 출원인에 의해 대한민국 특허청에 계류중인 특허출원 제 98-40669호의 기탁번호 제 KFCC 11047호의 균주) 배양(배양 16시간) 여액을 무균 여과하여 제조하였다. 상기한 헬리코박터 파이로리를 전배양하여 만든 스타터를 헬리코박터 파이로리 배지에 5.0중량%로 접종한 다음, 박테리오신 배양액을 배지대비 중량% 농도별로 첨가하여 배양 3시간 이후에 균수와 비교하였다.

표 1에서 보는바와 같이, 박테리오신 배양액을 첨가하지 않은 것과 비교하여 첨가군은 헬리코박터 파이로리 표준 균주뿐만 아니라 임상 분리균에 대하여 모두 억제효과를 나타내는 것을 확인하였으며, 헬리코박터 파이로리균은 증식하지 못하고 사멸되는 것을 알 수 있었다.

박테리오신의 이러한 사멸효과를 이용하여 헬리코박터 파이로리가 원인이 되는 위장 질환에 대하여 좋은 치료제로 사용할 수 있음을 확인하였다.

[실시예 2]

[박테리오신 조성물 제조]

락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164 배양액(박테리오신 함유 배양액)을 이용하여 다양한 형태로 박테리오신 조성물을 제조하였다. 즉, 공지의 박테리오신 정제방법을 이용하여 순수 정제하여 획득한 박테리오신 조성물(조성물 a), 배양액을 10,000rpm에서 10분간 원심여과하여 균체를 제거한 다음 배양여액을 공지의 방법과 같이 동결건조하여 얻은 분말 박테리오신 조성물(조성물 b), 배양액을 균체가 포함된 상태로 직접 동결건조하여 얻은 분말 박테리오신 조성물(조성물 c),공지의 분무건조 방법(예를 들어 바인더로서 탈지분유를 사용)을 사용하여, 배양액중에서 균체를 제거한 상태 혹은 균체를 포함한 상태로 분무건조하여 획득한 각각의 분말 박테리오신 조성물(조성물 d, 조성물 e)을 제조하였다.

표 2에서는 상기 각각의 조성물에 대한 성분 함량을 기재하였다.

¹⁾정제된 박테리오신 분말을 의미한다.

²⁾유산균이 생산하는 배양산물로서, 젖산 같은 유기산류 및 배지성분을 의미한다.

[실시예 3]

[박테리오신 조성물에 의한 헬리코박터 파이로리균 억제효과]

상기의 헬리코박터 파이로리 표준균주와 임상분리균 중에서 상대적으로 내성이 큰 대표균주 2개에 대하여 박테리오신 조성물의 억제실험을 실시하였다. 즉 각각의 분말 조성물을 박테리오신 함량대비로 멸균수에 녹인 다음 실시예 1과 동일한 방법으로 생육억제 정도를 확인하였다.

표 3과 표 4에서 보는바와 같이, 헬리코박터 파이로리 DSM10242 균주와 HP54 균주 각각에 대하여 박테리오신 조성물이 효과적으로 생육을 억제하는 것을 확인하였다.

각각의 박테리오신 조성물을 박테리오신 함량대비로 투여한 결과 박테리오신함량 0.1ppm에서 효과를 확인하였고, 1ppm 이상에서는 뚜렷한 억제효과를 확인할 수 있었다. 즉, 이러한 박테리오신 조성물을 이용하여 헬리코박터 파이로리균의 생육의 억제가 가능함으로써 위장질환 치료를 위한 적절한 조성물로 이용할 수 있음을 확인하였다.

[실시예 4]

[동물실험에 의한 위장질환 개선 효과]

위장질환 치료 및 개선 효과를 확인하기 위하여 마우스 모델을 이용하여 헬리코박터 파이로리균의 억제여부를 확인하였다. 마우스 모델은 인간에서 헬리코박터 파이로리에 대한 생체내 활성을 예견할 수 있으며, 젠크스[Antimicrobial agents and Chemotherapy, Apr, 777(1999)] 및 리 등의 문헌[Gastroenterology, 99, 1315(1990)] 등을 참조하여 실시하였다. 즉, 대한 실험동물 센터에서 구입한 Sprague-Dawley(SD) rat 숫컷(체중 90-100g)을 사용하여, 배양된 헬리코박터 파이로리 DSM 10242 0.5ml을 투입하여 감염시켰으며, 투입전 12시간을 절식시켰다. 1주일간 하루 3회에 걸쳐 감염시킨 다음, 마지막 투여이후 2주간 박테리오신 조성물 b를 10mg씩 투여하였다. 투여 3주 후에 랫트를 죽인후 위를 절제하였다. 위의 유문 동 부위로부터 전색부를 떼어내어, 잘게 다진 후 우레아제가 포함된 시약에 넣는다. 헬리코박터 파이로리가 존재하여 자색(알칼리성)으로 변하면 헬리코박터 파이로리 양성이고, 색상의 변화가 없으면 음성으로 판정하였다.

표 5에는 이러한 동물실험 결과를 표현하고 있는데, 실험에 사용한 랫트(10마리) 전체에서 헬리코박터 파이로리 음성으로 판정되었다.

이러한 결과는 본 발명에 의한 박테리오신 조성물이 효과적으로 헬리코박터 파이로리 균을 억제 혹은 사멸하는 기능을 가지고 있음을 증명한 것으로 판단된다. 또한 동물실험이 사람을 대상으로한 생체실험을 예견한다고 볼 때 효과적으로 헬리코박터 파이로리에 의해 야기되는 위장질환을 개선, 치료 가능할 것으로 판단되었다.

본 발명에 의해 개발된 박테리오신 천연항균 물질 조성물은 천연적 단백질 성분으로 장기간 섭취하여도 체내 안정성이 확보되어 있을 뿐만 아니라, 위장질환의 원인이되는 헬리코박터 파이로리 세균에 대해 효과적으로 억제할 수 있으므로 위장 질환 개선 및 치료제로서 이용할 수 있다.

Claims (5)

1. 박테리오신을 이용한 헬리코박터 파이로리균에 의해 야기되는 위장질환 개선을 위한 조성물로서, 상기 조성물은 박테리오신 생산 균주 배양액 0.01-10.0중량% 또는 이 균주들이 생산하는 박테리오신 0.1-300ppm을 함유하는 것을 특징으로하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 박테리오신 생산 균주는 락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164(동일 출원인에 의해 대한민국 특허청에 계류중인 특허출원 제 98-40669호의 기탁번호 제 KFCC 11047호의 균주) 균주인 것을 특징으로 하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 제약학적으로 허용 가능한 기재를 이용하여 분말, 과립, 캡슐, 태블릿, 시럽, 액상과 같은 형태중 어느 한 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물.
4. 정제수에 키토산, 차나무추출물, 녹차추출물, 자몽종자추출물 및 박테리오신 생산 균주 배양액 또는 이 균주가 생산하는 박테리오신을 혼합하여 공지의 방법으로 제조하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선을 위한 천연항균 물질 조성물의 제조방법으로서, 상기 박테리오신 생산균주 배양액은 0.01-10.0중량% 또는 상기 균주가 생산하는 박테리오신은 0.1-300ppm으로 함유되는 것을 특징으로 하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물
5. 제 4항에 있어서, 상기 박테리오신 생산 균주는 락토코커스 락티스 서브스피시스 락티스 A164 균주인 것을 특징으로 하는 박테리오신을 이용한 위장질환 개선 천연항균 물질 조성물의 제조방법.