KR20070052211A

KR20070052211A - 글라브리딘을 유효성분으로 함유하는 질환 증후군 예방 및치료용 조성물

Info

Publication number: KR20070052211A
Application number: KR1020060112676A
Authority: KR
Inventors: 박명규; 유상구
Original assignee: 주식회사 엠디바이오알파
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2006-11-15
Publication date: 2007-05-21
Also published as: WO2007058480A1

Abstract

본 발명은 질환 증후군 질환의 치료 및 예방에 약리학적 효능을 갖는 물질로서 하기 화학식 1로 표시되는 글라브리딘 및 글라브리딘 유도체를 유효성분으로 함유함으로써, AMPK(AMP-activated protein kinase)에 대해 우수한 활성을 나타내어 비만, 당뇨, 당뇨합병증, 지방간, 고혈압, 지질이상증, 동맥경화, 심혈관계 질환, 미토콘드리아 기능이상 질환, 퇴행성 질환 등의 질환 증후군의 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.

(1)

상기 식에서, R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기이다:

Description

글라브리딘을 유효성분으로 함유하는 질환 증후군 예방 및 치료용 조성물 {Composition Having Effect On Treatment and Prevention Of Diseases syndrome treatment with Glabridin}

도 1은 글라브리딘이 근육세포주인 C2C12 세포주에 처리한 후 AMPK 효소의 활성정도를 대조군과 비교한 막대그래프이다;

도 2는 글라브리딘이 C57BL/6 쥐에서 AMPK 및 ACC 인산화에 미치는 영향을 나타낸 도면이다;

도 3은 글라브리딘을 비만 모델 동물인 성숙한 ob/ob 마우스에 30일간 투여한 후 체중 변화를 비교한 그래프이다;

도 4는 글라브리딘 투여에 의한 혈중 지질, 염증인자 및 포도당의 농도의 변화를 나타낸 그래프이다;

도 5는 비만쥐의 간조직에서의 글라브리딘 영향을 나타낸 현미경 사진이다;

도 6은 글라브리딘이 미토콘드리아의 생합성에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다;

도 7은 글라브리딘 투여에 따른 간조직의 미토콘드리아의 증가 및 개선을 나타낸 현미경 사진이다;

도 8은 글라브리딘이 고혈압 질환동물에서 혈압조절에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다;

도 9는 글라브리딘이 1형 당뇨질환동물모델에서 혈당조절을 나타낸 그래프이다;

도 10은 글라브리딘이 백내장의 예방에 미치는 영향을 나타낸 그래프이고, 도 11은 글라브리딘 투여군과 대조군의 백내장의 정도 차이를 나타낸 사진이다;

도 12는 글라브리딘이 2형 당뇨모델에서 혈당조절에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다;

도 13은 글라브리딘이 알코올성지방간 동물모델에서 알코올성 지방간에 미치는 영향을 나타낸 지방염색 사진이다;

도 14는 알코올성 지방간 쥐 모델에서 글라브리딘 투여 후 혈중에서 지질관련 지표물질의 변화를 나타낸 그래프이다;

도 15는 자발적 이동과 활동능력에 미치는 글라브리딘의 영향을 나타낸 그래프이다;

도 16은 지구력 증강에 미치는 영향을 나타낸 글라브리딘의 영향을 나타낸 그래프이다.

본 발명은 글라브리딘을 유효성분으로 함유하는 질환 증후군 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 글라브리딘 및 글라브리딘 유도체를 유효성분으로 함유함으로써, AMPK(AMP-activated protein kinase)에 대해 우수한 활성을 나타내는 질환 증후군, 즉, 비만, 당뇨, 당뇨합병증, 지방간, 고혈압, 지질이상증, 동맥경화, 심혈관계 질환, 미토콘드리아 기능이상 질환, 퇴행성 질환 등의 에너지 과잉의 문제로 인하여 발생될 수 있는 모든 질환의 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.

최근의 경제발전에 따른 생활수준의 향상으로 위생환경이 개선되고 인스턴트 음식물의 잦은 섭취와 육식 위주의 식생활 변화는 체내에 과다한 열량 에너지의 축적을 유발한다. 그러나, 이러한 현대인의 식생활 변화는 운동부족 인한 열량 에너지 소모의 감소까지 더해져 비만인구의 빠른 증가경향을 보이고 있다.

이처럼, 체내에 과다하게 축적된 열량 에너지는 비만뿐 아니라 다양한 질병 형태로 나타나는 바, 당뇨병, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 기능이상으로 인한 질환 등이 그것이다.

비만이란 체지방량이 표준체중보다 비정상적으로 증가된 상태로 소비된 칼로리보다 섭취된 칼로리가 많을 경우 여분의 칼로리가 지방조직으로 몸속에 축적돼 생기는 질환을 뜻한다. 이러한 비만은 단순히 외형상의 문제뿐 아니라, 비만이 지속됨으로써 여러 가지 질환, 즉, 고혈압, 당뇨, 고지혈증, 관상동맥질환 등과 같은 성인성 질병을 비롯하여 유방암, 자궁암 및 대장암 등을 야기하는 것으로 보고되면 서 이제는 치명적인 질병 중 하나로 취급되고 있다(J. Biol. Chem., 273, 32487 32490 (1998); Nature, 404, 652 660 (2000)).

구체적으로, 비만으로 인한 합병증은 고혈압, 심근경색, 정맥류증, 폐색전증, 관상동맥질환, 뇌출혈, 치매, 파킨슨, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 뇌졸중, 암(자궁, 유방, 전립선, 대장암 등), 심장병, 담낭질환, 수면 중 무호흡, 관절염, 불임증, 정맥궤양, 돌연사, 지방간, 비대심장 근육병증, 혈전색전증, 식도염, 복벽 탈장, 요실금, 심혈관질환, 고혈압, 내분비 질환 등이다(obesity research vol.12(8), 2004, 1197-1211).

당뇨병이란 유전적 또는 환경적 요인으로 발병되는 전신적인 대사질환의 일종으로 체내에 인슐린의 절대적 또는 상대적인 부족으로 인하여 야기되는 질병으로 혈중의 당 농도가 비정상적으로 높아진 상태를 말한다. 당뇨병 합병증으로는 저혈당증, 케톤산증, 고삼투압성 혼수, 대혈관 합병증, 당뇨병성 망막증, 당뇨병성 신경병증, 당뇨병성신증 등이 있다.

대사증후군(Metabolic Syndrome)이란 고중성지방혈증, 고혈압, 당대사 이상, 혈액응고 이상 및 비만과 같은 위험인자가 함께 나타나는 증후군을 지칭한다. 2001년에 공표된 미국 NCEP(National Cholesterol Education Program)의 ATP III에 따르면, 허리둘레가 남자 40인치(102 cm), 여자 35인치(88 cm) 이상인 복부 비만, 중성지방(triglycerides) 150 mg/dL 이상, HDL 콜레스테롤이 남자 40 mg/dL, 여자 50 mg/dL 이하, 혈압 130/85 mmHg 이상, 공복혈당(fasting glucose)이 110 mg/dL 이상 등의 다섯 가지 위험인자 중 한 환자가 세 개 이상을 나타낼 경우 대사증후군 으로 판정하게 된다.

인슐린 저항성이란 인슐린이 체내에서 정상적으로 분비됨에도 불구하고, 그들이 수행하는 "포도당을 세포 내로 공급하는 작용"이 제대로 일어나지 못하는 현상을 의미하는 바, 혈액 중의 포도당은 세포 내로 들어가지 못해 고혈당 증세를 보이게 되고, 세포는 세포대로 포도당이 부족해 정상 기능을 수행하지 못하므로, 결국 대사증후군 증상이 나타나게 되는 것이다.

퇴행(degeneration)이란 병리학적 소견에서 유래된 용어로서 "산소 소모량이 감소되는 경우"를 의미하는 바, 세포내에서 산소를 이용해서 에너지를 생성하는 소기관인 미토콘드리아 기능이상이 노화와 관련된 퇴행성 질환을 뜻한다. 이와 관련하여, 알츠하이머, 파킨슨 질환, huntington 질환과 같은 신경퇴행성 질환 등이 있다(생화학. 분자생물학소식, 2004, 11(2), 16-22).

미토콘드리아 기능이상(mitochondria dysfunction)으로 인한 질병은 미토콘드리아 막전위 이상으로 인한 팽윤, 활성산소종, 또는 자유라디칼 등에 의한 산화적 스트레스로 인한 기능이상, 유전적 요인으로 인한 기능이상, 그리고 미토콘드리아의 에너지 생성을 위한 산화적 인산화 기능의 결함으로 인한 질환 등이 포함될 수 있는데, 상기 원인으로 인한 질병은 다발성경화증, 뇌척수염, 뇌신경근염, 말초신경변증, 라이증후군, 프리드리히 보행실조, 알퍼증후군, MELAS, 편두통, 정신병, 우울증, 발작과 치매, 중풍성 에피소드, 시신경위축, 시신경병증, 망막색소변성, 백내장, 고알도스테론혈증, 부갑상선기능저하증, 근육병증, 근육위축, 미오글로빈뇨, 근육긴장저해, 근육통, 운동내성저하, 세뇨관증, 신부전, 간부전, 간기능부전, 간비대, 철적혈구빈혈, 호중성백혈구 감소증, 저혈소판증, 설사, 융모위축, 다발성구토, 연하곤란, 변비, 감각신경난청, 간질, 정신지체, 간질, 알츠하이머, 파킨슨, 헌팅턴 질환 등이 발생할 수 있다 (미국 특허등록 제6,183,948호, 한국 특허출원공개 제2004-7005109호, Journal of clinical investigation 111, 303-312, 2003, Mitochondria 74, 1188-1199, 2003, Biochimica et Biophysica acta 1658(2004) 80-88 참조).

상기에서 언급된 비만, 당뇨, 대사증후군, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 기능이상으로 인한 질환 등을 총칭하여 "질환 증후군"으로 본 발명에서는 명명한다. 따라서, 본 발명에서의 질환 증후군은 체내에 과다하게 축적된 열량 에너지로 인해 나타나는 이러한 질환들을 의미한다.

이러한 질환 증후군의 증상 개선을 위한 최선의 방법은 운동, 식이제한 및 체중 감량인 것으로 알려지고 있다. 상기 질환 증후군에 효과를 발휘하는 방법들의 공통점은, 에너지 대사를 촉진시켜 체내에 있는 잉여의 에너지를 최대한 소비하여 축적되지 않도록 하는 것이다. 이러한 잉여의 에너지를 효과적으로 소진시키는 방법이 상기 질환 증후군 치료의 방법이 될 것으로 판단된다. 잉여의 에너지를 효과적으로 제거하기 위해서는 대사의 활성을 높이는 것이 필수적인 것으로 판단되며, 이를 위해서는 지방합성 억제, 당신생 억제, 당소비 촉진, 지방산화 촉진 및 에너지 대사의 핵심인 미토콘드리아의 생성 촉진 및 활성화에 관여하는 인자들을 총체적으로 활성화시키는 것이 필수적일 것으로 판단된다.

상기 질환 증후군을 치료하기 위한 표적은 거의 알려지지 않았고, 단지 개별 적인 질환을 치료하기 위한 표적단백질 또는 유전자들은 많이 알려져 있으며, 이를 통해 질환을 예방하거나 치료할 수 있는 방법들이 제시되고 있다. 그러나, 아직까지 비만, 당뇨를 포함한 대사증후군 등의 개별적 질환의 치료조차 획기적으로 개선되고 있지 못한 상황이다. 질환 치료를 위한 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 아직도 에너지 과잉 및 노화로 인하여 초래되는 다양한 질환들을 치료할 수 있는 적절한 약물이 개발되지 못하고 있음이 현실이다.

이와 관련하여, 질환 증후군 치료를 위한 많은 연구 중의 하나로서, 에너지 대사 및 산화환원 상태의 불균형 제어에 관한 연구가 있다. 대부분의 비만, 당뇨, 대사성 질환, 퇴행성 질환 및 미토콘드리아 기능이상으로 인한 질병, 즉, 질환 증후군을 포함한 많은 질환들이 에너지 대사 및 산화환원 상태의 불균형에서 시작되는 바, 이의 가장 중요한 원인은, 산화 환원 반응의 조효소인 NAD(P)H의 과다에 의한 에너지 과잉으로부터 모든 질환이 출발된다고 보고, 이를 제어하는 방법이 검토되고 있다.

또한, AMP-activated protein kinase (AMPK)를 이용하여 근육 조직의 에너지 대사를 높여 비만 등의 질환 증후군을 예방 및 치료하는 방법이 있다. 근육조직은 심장과 함께 지방산을 에너지로 사용하는 대표적인 조직으로 생체내의 에너지 대사의 중요한 역할을 하고 있으며, 근육조직의 에너지 대사 비율을 높임으로써 비만을 억제하거나 예방할 수 있는 다양한 약물의 개발이 시도되고 있는 바, 특히 최근에는 AMP-activated protein kinase (AMPK)가 근육조직에서 탄수화물 및 지방 대사의 중추적 역할을 하고 있다는 사실이 발표됨에 따라, AMPK가 에너지 대사 조절을 통 한 비만 억제를 위한 목표 물질로 인식되고 있다.

이러한, AMPK가 활성화됨으로 인하여 하위기전에서 조절되는 인자 및 발현 현상을 보면 다음과 같다.

1. 당대사 관련

근육조직 및 심장근육에서 AMPK는 근육수축을 촉진시켜 포도당의 흡수를 촉진시키는데, 이는 인슐린의 작용과 상관없이 GLUT1을 활성화시키거나 GLUT4의 혈장막으로의 이동을 유도하여 포도당의 세포 안으로의 전달을 증가시킨다(Arch. Biochem. Biophys. 380, 347-352, 2000, J. Appl. Physiol. 91, 1073-1083, 2001). 포도당의 흡수를 증가시킨 후 AMPK는 hexokinase를 활성화시켜 당대사과정의 흐름(flux)을 증가시킴과 동시에 글리코겐의 합성을 억제한다. 허혈성 상태에 있는 심장근육조직에서 AMPK는 PFK-2(6-phosphofructo-2-kinase)를 인산화를 통해 활성화시켜 결과적으로 일련의 대사를 활성화시켜 당대사의 흐름을 증가시키는 것으로 알려져 있다(curr. Biol. 10, 1247-1255, 2000). 또한, 간에서의 AMPK 활성화는 간세포로부터 포도당의 방출을 억제한다. 한편, 포도당 신생효소인 PEPCK (phosphoenolpyruvate carboxykinase)와 glucose-6-phosphatase 효소의 활성이 AMPK에 의하여 저해되는 것으로 확인되었으며(diabetes 49, 896-903, 2000), 이는 인슐린과 상관없이 AMPK가 간에서의 포도당의 방출을 억제하여 혈당조절에 관여함을 나타내는 것이다.

2. 미토콘드리아의 생성 ( biogenesis )

미토콘드리아의 중요한 기능 중의 하나는 포도당 또는 지방산과 같은 연료 대사물로부터 나온 에너지를 ATP로 전환시키는 산화 인산화 공정을 수행하는 것이다. 이러한 미토콘드리아의 기능에 이상이 발생되면 노화와 관련된 퇴행성 질환, 즉 당뇨병, 심혈관계 질환, 파킨슨병 및 치매 등의 발병기전에 관여하는 것으로 알려져 있다(curr.Opin. CellBiol. 15, 706-716, 2003). Peterson 등은(science 300, 1140-1142, 2003) 미토콘드리아의 산화 인산화 기능이 나이든 사람에게서 약 40% 정도 저하되어 있음을 보고하여, 미토콘드리아의 기능 감소가 인슐린 저항성증의 발병원인이 될 가능성을 제시하였다. 이들은 또한, 당뇨병이 발병하기 전부터 말초혈액 미토콘드리아 DNA 양의 감소가 나타남을 확인하였다(diabetes Res. Clin. Pract. 42, 161-167, 1998). 근육에서의 미토콘드리아의 생성(biogenesis)에는 지속적인 에너지 고갈과 운동에 의해 근육세포의 산화적 인산화의 대사 활성 능력이 증가하는 순응반응에 의하여 촉진되는 것으로 알려지고 있다. Zong 등(Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 99, 15983-15987, 2002)은 AMPK를 유전적으로 불활성화시킨 유전자 마우스를 이용하여 지속적인 에너지 고갈을 유도하는 환경하에서 근육세포에서의 미토콘드리아의 생성(biogenesis)을 위해서 AMPK가 필요하다는 것을 보여 주었다. 또한, Putman 등은(J. Physiol. 551, 169-178, 2003) 지속적인 운동과 연관되어 AMPK가 미토콘드리아의 부피 증가에 관여한다는 가정을 증명하였다

한편, AMPK는 미토콘드리아의 생성(biogenesis)에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 PGC-1α의 유전자발현을 증가시키는 것으로 확인되었다 (Endocr. Rev. 24, 78-90, 2003). Raynald 등(Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 281, 1340, 2001)은 지속적인 AMPK의 활성화가 NRF-1 활성화 및 미토콘드리아 생성에 중요한 역할을 한다고 보고하였다. nuclear respiratory factor-1(NRF-1)은 미토콘드리아의 호흡계 관련 단백질의 전사(transcription) 뿐만 아니라, 미토콘드리아의 전사 및 복제에 필수적인 유전자로 에너지 스트레스에 대한 반응으로 근육세포에서 산화능력을 증가시키는데 중요한 역할을 한다. 따라서, NRF-1은 궁극적으로 미토콘드리아의 생성을 증가 시키는데 관여한다.

AMPK 활성화에 의해, UCP(E2-EPF ubiquitin carrier protein, UCP)-3의 mRNA 양, 단백질 양, 및 미토콘드리아의 부피 증가와 더불어 증가하는 것으로 알려진 구연산염 생성효소(citrate synthase)와 3-하이드록실아실-CoA 탈수소효소(3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase)의 효소 활성이 증가하는 것으로 알려져 있다 (J. Physiol. 551, 169-178, 2003).

3. 지방대사 조절

지방대사에 관여하는 기작을 보면 AMPK는 acetyl-CoA carboxylase의 인산화를 유도하여 지방합성을 억제하며, 따라서 지방합성의 중간체이며 CPT I(carnitine palmitoyltransferase I)의 저해제인 malonyl-CoA의 세포내의 농도를 낮추어 지방산화를 촉진시키는 것으로 알려져 있다. CPT I은 지방산이 미토콘드리아로 들어가서 지방을 산화시키는 공정에 필수적인 효소로서, 세포내의 malonyl-CoA의 농도에 의하여 조절을 받는 것으로 알려져 있다. 또한, AMPK는 콜레스테롤과 triacylglycerol의 합성에 관여하는 HMG-CoA reductase와 GPAT(glycerol phosphate acyl transferase)의 인산화를 통하여 활성을 억제하는 것으로 알려지고 있다(J. Biol. Chem. 277, 32571-32577, 2002, J. Appl. Physiol. 92, 2475-2482, 2002). 한편, 간에서의 AMPK 활성화는 ChREBP(carbohydrate-response-element-binding protein)의 인산화를 통해 pyruvate kinase, fatty acid synthase 및 ACC의 활성을 저해하는 것으로 밝혀졌다(J. Biol. Chem. 277, 3829-3835, 2002). 지방세포의 분화에 중요한 역할을 하는 스테롤 조절원소 결합 단백질(sterol-regulated-element binding protein-1(SREBP-1)) 역시 AMPK에 의하여 활성이 저해되어 지방세포의 분화가 억제된다.

4. 단백질합성 조절

AMPK는 단백질 합성 과정 중 결절성 경화증 착물(Tuberous sclerosis complex(TSC))를 활성화시켜 mTOR 및 p70S6K를 저해시켜 단백질의 합성을 억제하거나, elongation factor-2kinase의 활성화 및 eEF2의 인산화에 의한 불활성화를 통해 translation elongation을 저해한다. eEF2 kinase는 AMPK의 직접적인 기질인 것으로 밝혀졌다(J. Biol. Chem. 278, 41970-41976, 2003).

상술한 바와 같이, 대사관련 활성인자들이 in vitro 및 in vivo에서 당, 단백질, 지방 등의 에너지 대사에서 중추적인 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, Kahn Group에 의해 2002년 Nature지에 AMPK가 인체의 에너지 균형을 유지하며, 효 소의 활성화 약물로서 비만 및 당뇨 치료의 획기적인 신약으로 개발될 것이라는 전망이 보고되었고, 최근 2004년 Kahn Group은 뇌하수체에서 AMPK가 식욕 억제와 증가를 조절(control)하여 체내 에너지 균형을 유지시킴을 밝혔다. Neil 등(Nature drug discovery, 3(April), 340, 2004)은 AMPK 및 Malonyl-CoA가 대사 증후군 치료의 표적물질이라고 주장하였으며, 대사증후군을 갖는 환자들은 인슐린 저항성, 비만, 고혈압, 지질이상증, 췌장베타세포의 기능이상, 제2형 당뇨병, 그리고 동맥경화 전조 등으로 특징지을 수 있다고 하였다. 상기와 같은 다양한 이상 증상을 연결하는 공통적인 특징은 AMPK와 Malonyl-CoA의 에너지레벨 감지와 신호전달네트워크의 조절이상에 의한 것으로 추정하였다. 이러한 조절이상(dysregulation)이 비정상적인 지방의 축적, 세포기능이상 그리고 궁극적으로는 질병의 원인이 되는 세포의 지방대사 조절이상으로 유도된다고 제시하였다. 또한, AMPK를 활성화시키는 인자 또는 Malonyl-CoA를 낮추는 인자가 이러한 비정상적인 질환 및 증후군을 회복시키거나 발병을 예방할 수 있다는 증거들을 제시하였다.

또한, Roger 등은 뇌하수체에서 AMPK의 활성을 낮추어 malonyl-CoA 함량을 증가시켜 식욕을 조절함으로써, 표적으로서 비만조절이 가능함을 제시하였으며(Cell, 117, 145-151, 2004), 알파리포익산이 뇌하수체에서 AMPK 활성을 억제하여 식욕조절을 통하여 비만을 치료할 수 있음을 제시하였다(Nature medicine, 13(June), 2004). 한편, 뇌하수체가 아닌 근육조직에서는 AMPK를 활성화시켜 지방대사를 촉진시키며, 특히 지방세포에서 UCP-1을 활성화시켜 에너지소비를 촉진시켜 비만치료에 유효한 것으로 보고하였다.

Diraison 등(Diabetes 53, S84-91, 2004)은 췌장세포에서 AMPK의 활성화에 의해 식욕조절 펩타이드 YY의 발현량이 4배 증가하는 것으로 보고하여, AMPK에 의하여 뇌하수체가 아닌 조직에서 식욕조절이 또한 이루어질 수 있음을 보고하였다.

Nandakumar 등(progress in lipid research 42, 238-256, 2003)은 허혈성 심장질환에서 AMPK가 지방 및 당 대사의 조절을 통하여 허혈성재관류상해(ischemia reperfusion injuries)를 치료하는 표적이 될 수 있다고 제시하였다. Min 등(Am. J. Physiol. Gastrointest Liver Physiol 287, G1-6, 2004)은 AMPK가 알코올성 지방간 조절에 유효한 것으로 보고하였다.

Genevieve 등(J. Biol. Chem. 279, 20767-74, 2004)은 AMPK를 활성화시켜 비만관련 당뇨질환을 포함한 만성적인 염증상태 또는 엔도톡신 쇼크에서 염증매개체인 iNOS 효소의 활성을 저해함으로 새로운 인슐린 민감도를 높이는 기작의 약물 개발에 유효하다고 보고하였다. 한편, iNOS의 활성을 저해함으로 패혈증과 같은 질환, 다발성경화증(multiple sclerosis), 심근경색, 염증성장질환 및 췌장베타세포의 이상기능 등의 임상에 적용 가능할 것으로 보고하였다. Zing-ping 등(FEBS Letters 443, 285-289, 1999)은 AMPK가 쥐의 근육 및 심장세포에서 칼슘-칼모듈린(ca-calmodulin)의 존재 하에 내피세포의 NO synthase 인산화를 통하여 활성화시킨다고 보고하였다. 이는 협심증을 포함한 심장질환에 AMPK가 관여하는 것을 뜻한다.

Lubna 등(AM. J. Physiol. cell. Physiol. 286, C1410-1416, 2004)은 미오사이트 증가 인자2(Myocyte Enhancer Factor2(MEF2))가 골격근육 세포의 분화에 중요 한 역할을 하는 전사인자로서 AMPK에 의하여 근육세포에서 활성화 된다고 보고하였다.

Javier 등(Genes & Develop. 2004)은 에너지 이용을 제한함으로 수명이 연장된다고 하였는데, 이는 생체 내의 AMP/ATP의 비율이 증가하여 AMP에 의하여 AMPK의 α2가 활성화되어 수명의 연장에 관여한다고 보고하였다. 따라서, 수명연장과 에너지 레벨 및 인슐린유사 신호 정보 사이의 관계를 감지하는 센서로서 AMPK가 작용할 수 있음을 보고하였다.

AMPK의 활성화로 인하여 조절되는 비만관련 대사를 보면 지방세포분화억제, 지방합성관련 효소 및 유전자의 조절(acetylco-A carboxylase I, II), 미토콘드리아 발생(biogenesis)의 활성화(PGC-1α), 열생성유전자의 활성화(UCP-2, 3), Diacylglycerol acyltransferase(DGAT) 활성억제 등 에너지와 관련된 대사의 조절에 중심적인 역할을 하고 있는 것으로 알려지고 있다.

또한, 최근에 계속적으로 발표되는 있는 연구 결과에 따르면, AMPK 효소 활성화는 단순 비만 치료뿐만 아니라 당뇨, 고혈압, 고지혈증 등 심장질환과 지방간 및 항염증 등 비만과 직접적인 관련을 갖는 질병의 치료는 물론, 근력과 지구력강화, 항산화 기전 등 항노화 작용까지 있음이 분자 생물학적 연구를 통해 보고되고 있다.

이러한 사실들에 기초하여, 본 발명자들은 AMPK를 활성화시키는 약물이 질환증후군 질환의 치료에 유효할 것으로 판단하여 AMPK를 활성화시키는 약물을 검색하였으며, 글라브리딘 및 유도체들이 질환증후군에 유효한 성분임을 확인하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래개술의 문제점과 과거로부터 요청되어온 기술적 과제를 해결하는 것을 목적으로 한다.

본 출원의 발명자들은 심도있는 연구와 다양한 실험을 거듭한 끝에, 글라브리딘 및 유도체들의 조성물을 사용하여 근육세포에서 AMPK효소를 활성화시킴으로써, 체내에 과다하게 축적된 열량 에너지로 인해 나타나는 비만 및 당뇨를 포함한 질환 증후군의 예방 및 치료에 효과가 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

따라서, 본 발명은 하기 화학식 1의 글라브리딘(glabridin) 및/또는 글라브리딘 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 질환 증후군 예방 및/또는 치료용 조성물을 제공한다.

(1)

상기 식에서,

R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.

본 발명에서 상기 질환 증후군은 체내에 과다하게 축적된 열량 에너지로 인해 나타나는 질환으로서, 예를 들어, 비만, 당뇨, 당뇨합병증, 지방간, 고혈압, 지질이상증, 동맥경화, 심혈관계 질환, 미토콘드리아 기능이상 질환, 퇴행성 질환, 운동능력 향상, 또는 지구력 증강 등일 수 있다.

본 발명의 조성물에서 유효성분으로 사용되는 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체는 바람직하게는 생약제인 감초로부터 주원료로 추출할 수 있다.

이러한 감초 식물에는 유럽감초(Glycyrrhiza glabra), 만주감초(G. uralensis), 시베리아산(G. glabra var. glandulifera), 개감초(G. pallidiflora) 등이 있으며, 기타 동속식물(콩과 Leguminosae)의 뿌리와 주피를 그대로(껍질이 붙어 있는 감초) 또는 주피를 제거(껍질 벗긴 감초)한 것을 감초식물로 사용하기도 한다.

상기 글라브리딘 유도체 성분의 예로는, 글라브렌(glabrene), 히스파글라브리딘 A(Hispaglabridin), 히스파글라브린딘 B(Hispaglabridin), 4'-0-메틸글라브리딘(4'-0-methylglabridin), 2'-0-메틸글라브리딘(2'-0-methylglabridin), 2',4'-0-메틸글라브리딘(2',4'-0-methylglabridin), 3'-하이드록실-4'0-메틸글라브리딘(3'-hydroxy-4'0-methylglabridin) 등을 들 수 있고, 본 발명에 따른 조성물에는 이들 성분들이 단독으로는 또는 둘 이상의 혼합물의 형태로 포함될 수 있다.

상기 글라브리딘이 함유되어 있는 감초는 주로 항산화작용, 미백작용, 항염증작용 등에 유효한 것으로 알려져 있으며, 이러한 감초에 대해 지금까지 밝혀진 생리활성은 다음과 같다.

감초는 여러 가지 극성약이나 독성약에 대한 길항작용을 하여 극약이나 독약으로 인한 약물중독을 치료하고, 세균으로 인한 독에도 중화작용 및 해독작용을 하며, 모든 약의 독을 풀어주는 중화 및 완화 작용을 하므로, 한방 처방에서는 필수불가결한 요소로 인식되고 있다. 또한, 감초는 부신피질호르몬처럼 조절작용도 있어 급박한 증상을 완화시키는 것으로, 근육의 긴장으로 인한 동통이나 신경의 긴장을 풀어주는 작용을 하며, 글리시리진(Glycyrrhizin)이 항알러지 작용을 하며, 위궤양, 십이지장궤양에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

Minepei Kuroda 등(bioorganic & medicinal chemistry letters 13 (2003) 4267-4272)은 PPAR-γ를 활성화시키는 약물로 감초성분의 하나인 글리시린(glycyrin)을 사용하여 혈당조절에 유효한 것으로 보고하였다. Toshio FUKAI 등(Fitoterapia 74 (2003) 624-629)은 감초의 글라브리딘이 유리기 소거기능을 통해 신장질환에 유효한 것으로 보고하였다. Ute M. kent 등(drug metabolism and disposition 30(6) 709-715, 2002)은 감초의 글라브리딘이 사람의 cytochrome P450의 활성을 저해하는 것으로 보고하였다. 그러나, 어느 경우에도 본 발명에서와 같이 AMPK 활성 증진에 따른 질환증후군 질환의 예방 및 치료에 대해 개시 내지 암시하지 못하고 있다.

본 발명자들은 글라브리딘 및 글라브리딘 유도체들이 근육조직에서 탄수화물 및 지방 대사의 중추적 역할을 하는 AMPK 효소를 활성화시켜 비만 등의 질환 증후군을 예방 및 치료 치료할 수 있음을 새로이 발견하였으며, 이러한 사실은 이후 실험예들을 통해서도 확인된다. 구체적으로, 본 발명자들은 생리활성이 부여된 글라 브리딘이 근육세포(C2C12)에서 AMPK 효소의 활성에 대해 측정하였으며, 그 결과 AMPK효소가 우수한 활성을 보임을 확인하였다.

상기 질환 증후군의 예로서, 글라브리딘은 AMPK 효소를 활성화시켜 지방산화를 촉진시킴으로써, 체내 축적되는 여분의 에너지를 감소시켜 비만을 치유할 수 있다. 이러한 사실은, 본 발명자들이 실시한 랩틴(leptin) 유전자의 결손으로 인하여 식욕조절 능력을 상실한 비만당뇨모델인 ob/ob 쥐에 글라브리딘을 투여한 실험에서, AMPK 효소가 우수한 활성 효과를 보임으로써, 쥐에서 비만 예방 및 치료 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

따라서, 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들이 유효성분으로 함유되어 있는 질환증후군 예방 및 치료 조성물은 AMPK 효소의 활성화를 통해 질환증후군을 예방 및 치료할 수 있음으로 인하여 질환증후군과 관련된 각종 질병에 대한 다양한 약제로의 개발이 가능하리라 사료된다.

상기 유효성분인 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들의 함량은 상기 조성물의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있으며, 바람직하게는 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.

본 발명에 따른 질환증후군 예방 및 치료 조성물은 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 유효성분으로 함유하고, 여기에 약제학적으로 허용 가능한 담체와 함께 필요에 따라 질환증후군 예방 및 치료제로 제조할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 질환증후군 예방 및 치료제의 약학적 조성물은 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 유효 성분으로 함유한다. 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들은 임상 투여 시에 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 즉, 본 발명의 조성물은 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제 및 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구 투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제 및 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들에 적어도 하나 또는 그 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스, 락토오스 및 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 및 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제가 포함된다. 비수성용제와 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween)61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤 및 젤라틴 등이 사용될 수 있다.

투약 단위는, 예를 들면 개별 투약량의 1, 2, 3 또는 4 배를 함유하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4 배를 함유할 수 있다. 개별 투약량은 바람직하기로는 유효 약물이 1 회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1 일 투여량의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4 배에 해당한다. 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들의 유효용량은 농도 의존적이나 바람직하게는 0.1 mg 내지 1,000 mg/kg이고, 더욱 바람직하게는 0.4 내지 500 mg/kg이며, 하루 1 - 6 회 투여할 수 있다. 따라서, 바람직하게는 성인 체중 1 kg 당 0.1 ~ 6,000 mg/day, 더욱 바람직하게는 0.4 ~ 4200 mg/day, 특히 바람직하게는 0.4 ~ 700 mg/day 범위로 투여될 수 있다.

또한, 본 발명은 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 유효성분으로 함유하는 질환증후군 예방 및 치료용 건강 및 기능성식품 조성물을 제공한다. 본 명세서에서 건강 및 기능성식품이란 일반 식품에 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 첨가함으로써 일반 식품의 기능을 향상시킨 식품이며, 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 일반식품에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조할 수 있다. 이를 섭취할 경우, 건강상 특정한 효과를 가져오고, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하였기 때문에, 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다.

본 발명의 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 식품 첨가물로 사용할 경우에는, 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 그대로 첨가하거나, 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용하거나, 그 외의 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 혼합한 식품 또는 음료의 제조 시에는, 원료의 전체중량에 대하여 0.0001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 건강식품은 상기 약학적 조성물로 이용하는 경우는 측정된 독성 범위내의 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 함유되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 분유, 선식, 생식, 유산균 발효유, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있다. 구체적으로, 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 함유하는 건강 식품으로는 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 주성분으로 만든 즙, 차, 젤리, 쥬스 등의 건강식품 및 기호품을 들 수 있으며, 부종, 신장염, 요도염 등을 목적으로 하는 민간요법제 등을 들 수 있다.

본 발명의 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 화장품 원료로 사용할 경우 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 그대로 첨가하거나 다른 화장품 성분과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들을 이용한 화장품 제조시에 원료의 전체중량에 대하여 0.0001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 화장품으로는 스킨, 로션, 크림, 팩 및 색조화장품 등에 적용할 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체들은 건조약제 또는 생약제인 감초를 주원료로 하여 추출하거나 유기화학적으로 합성할 수 있다.

감초로부터의 추출방법으로는 a) 물 또는 유기용매로 추출하여 조 추출액을 얻는 단계, b) 상기 조 추출물을 여과한 후 (감압)농축하는 단계, 및 c) 선택적으로, 용매를 제거하는 단계를 포함하는 것으로 구성되어 있다.

상기 유기용매의 바람직한 예로는 메탄올, 에탄올 등의 저급알코올, 아세톤 등을 들 수 있다.

예를 들어, 우선 감초를 먼저 아세톤으로 추출하여 감압 농축한 후, 메틸렌 클로라이드로 재추출하여 얻어진 농축 용액을 실리카 칼럼 크로마토그래피로 정제함으로써 순수한 글라브리딘을 얻을 수 있다.

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상술하지만, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범주가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 글라브리딘의 분리

감초(Glycyrrhiza glabra)로부터 글라브리딘의 회수는 ㈜대평으로부터 부분 정제된 글라브리딘을 구입하여 순수정제 하여 사용하였다. 순수하게 정제된 글라브리딘의 NMR 결과는 다음과 같다.

NMR and Mass Data for Glabridin

1H-NMR(CDCl3, 300.40MHz): δ 6.95(d, 1H), 6.82(d, 1H), 6.65(d, 1H), 6.38(dd, 1H), 6.37(d, 1H), 6.31(d, 1H), 5.56(d, 1H), 5.20(b, 2H), 4.37(m, 1H), 4.02(t, 1H), 3.48(m, 1H), 2.97(dd, 1H), 2.85(m, 1H), 1.43(s, 3H), 1.41(s, 3H).

13C-NMR(CDCl3, 75.45MHz): δ 155.25, 154.44, 151.91, 149.75, 129.18, 128.95, 128.41, 120.01, 116.95, 114.32, 109.93, 108.73, 107.98, 103.11, 75.62, 70.00, 31.70, 30.61, 27.79, 27.55.

Mass(ApCI) m/z 325(M+1).

실시예 2 : AMPK 효소의 활성 측정

근육세포인 C2C12 세포를 10% bovine calf serum이 들어있는 DMEM에서 세포배양 하였다. 세포밀도가 약 85 ~ 90% 가량 되면 1% 우아혈청(bovine calf serum) 배양액으로 치환하여 세포분화를 유도하였다. AMPK 의 효소 활성 측정은 C2C12 세포를 파쇄(lysis)시켜 단백질 추출물을 얻은 후, 최종농도가 30% 되도록 암모니움 설페이트를 넣고 단백질을 침전시켰다. 단백질 침전물을 버퍼(62.5 mM Hepes, pH 7.2, 62.5 mM NaCl, 62.5 mM NaF, 1.25 mM Na pyrophosphate, 1.25 mM EDTA, 1 mM DTT, 0.1 mM PMSF, 200 200 uM AMP)에 녹인 후 200 uM SAMS peptide (HMRSAMSGLHLVKRR: acetyl-CoA carboxylase의 AMPK phophorylation 부위로서 밑줄친 세린(serine) 잔기가 인산화 자리)와 [γ-32P]ATP를 첨가하여 10 분간 30℃에서 반응시킨 후, p81 phosphocellulose paper에 반응용액을 spotting 하였다. p81 용지를 3% 인산용액으로 세척한 후 radioactivity를 측정하였으며, 매 조건마다 SAMS peptide 가 들어있지 않은 반응을 수행하여 기본값을 뺐다.

도 1은 글라브리딘이 근육세포주인 C2C12 세포주에 처리한 후 AMPK 효소의 활성정도를 대조군과 비교한 막대그래프이다. 도 1 에서 보는 바와 같이, 글라브리딘을 근육 세포주에 C2C12에 처리한 결과, AMPK 효소의 활성이 증가하는 것으로 나타났다.

실시예 3: 글라브리딘이 C57BL/6 쥐에서 AMPK & ACC(acetyl-CoA carboxylase) 인산화에 미치는 영향

글라브리딘의 항비만 효과를 알아보기 위해서, 150 mg/kg의 농도로 비만 쥐에 구강을 통해 매일 투여한 후 간조직에서 에너지대사 및 지방합성에 중요한 역할을 하는 AMPK 와 ACC의 인산화에 미치는 영향을 검토하였다.

그 결과, 글라브리딘이 C57BL/6 쥐에서 AMPK 및 ACC 인산화에 미치는 영향을 나타낸 도면인 도 2에서 보는 바와 같이, AMPK 활성화제인 글라브리딘이 C57BL/6 쥐의 간조직에서 AMPK와 ACC의 인산화에 영향을 주는 것을 western을 통해 확인하였다. 따라서, 인산화된 AMPK는 에너지 관련 대사를 활성화시킬 것으로 판단되며 AMPK의 활성화에 의하여 영향을 받는 ACC는 인산화가 됨으로 지방합성 활성이 억제되어 비만억제를 포함한 지질대사에 영향을 미칠 것으로 판단된다.

실시예 4: 비만 모델 동물인 Lep ob / Lep ob 쥐에서 비만 예방 및 치료효과 검정

C57BL/6JL Lep ob / Lep ob 웅성 쥐는 렙틴 유전자의 돌연변이에 의하여 렙틴의 분비가 저하되어 식욕이 조절되지 않아 지속적으로 음식을 과도하게 섭취하게 된다. 그 결과, 지방이 체내에 과도하게 축적되며 혈당이 상승하게 되는데, 출생 후 약 10 ~ 11주 정도가 되면 체중이 대략 50 g 내외가 된다.

따라서 비만예방 및 치료효과를 알아보기 위하여 체중이 50 g 정도 되는 성숙한 Lep ob / Lep ob 웅성 마우스를 각 군 당 10 마리씩을 대상으로 하였다. 실험군 당 10 마리씩으로 하여 각각 글라브리딘 75 mg/kg/day 및 150 mg/kg/day 농도로 30일 동안 투여하였다. 대조군 10 마리의 경우에는 글라브리딘 대신 vehicle만을 투여하였다. 실험군과 대조군의 투여기간에 따른 체중의 변화를 측정하여 분석한 결과, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 대조군의 체중과 비교하여 글라브리딘을 투여한 실험군의 체중이 농도 의존적으로 유의적인 체중 감소 효과가 있음을 확인하였다.

실시예 5: 글라브리딘 투여에 의한 혈중 지질, 간 염증인자 및 포도당 농도의 변화

10 주령된 C57BL/6J ob/ob mice 수컷을 온도 22±2℃, 습도 55±5％ 환경의 사육실에서 오전 8 시와 오후 8 시를 기준으로 하여 12 시간 주기로 명암을 바꾸어 주며 5일에 적응기간을 가졌다. 사료는 고형사료(5053, Labdiet)를 급여하였다.

대조군과 글라브리딘(200 mg/kg) 두 군으로 나눴으며, 샘플은 경구 투여하였다. C57BL/6J ob/ob 마우스에 구강으로 8 주간 대조군과 함께 200 mg/kg의 양으로 글라브리딘을 투여하였고 8주 후에 혈청을 뽑아 중성지방, 콜레스테롤, GOT, GPT 및 포도당 양을 측정하여 도 4에 나타내었다.

도 4에서 보는 바와 같이, 대조군에 비해 글라브리딘 투여군은 중성지방, 콜레스테롤, GOT 그리고 GPT 등이 현저한 감소를 보였다.

실시예 6: 비만 쥐의 간 조직에서의 글라브리딘 영향

실시예 4로부터 적출한 간을 조직학적으로 분석하여 대조군 그리고 글라브리딘을 투여한 비만쥐의 간에서의 지방 조직의 분포를 H/E 염색방법을 사용하여 지방의 분포를 확인하여 도 5에 나타내었다.

도 5에서 보는 바와 같이, 비만쥐 대조군에 비하여 글라브리딘을 투여한 군의 지방에서의 지방의 축적이 현저히 줄어들었음을 지방 조직의 지방 염색을 통하여 확인할 수 있었다. 따라서, 글라브리딘은 지방간의 예방, 치료 목적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

실시예 7: 글라브리딘이 미토콘드리아의 생합성( biogenesis )에 미치는 영향

글라브리딘 투여 후 에너지 소비에 관여하는 세포내 소기관인 미토콘드리아의 생합성의 증가유무를 확인하기 위해, PGC-1 alpha, NRF1, mtTFA, CPT1, AMPK alpha1 & AMPK alpha2 mRNA 정도를 실시간 정량 PCR를 이용해서 확인하였고, 그 결과를 도 6 및 도 7에 나타내었다.

도 6에서 도시되어 있는 바와 같이, 미토콘드리아 생합성에 관여하는 유전자의 정도가 늦은 시기에 대조군에 비해서 많이 증가되어 있는 것을 간 조직에서 확인하였다.

또한, 간조직의 미토콘드리아의 증가 및 개선을 나타낸 현미경 사진인 도 7에서 보는 바와 같이, 간조직의 전자 현미경 소견으로 대조군에 비해 지방 공포와 글리코겐 저장량이 현저하게 감소하였고, 미토콘드리아 모양이 정상으로 개선되었으며, 미토콘드리아 수가 유의하게 증가하였고, 소포체(endoplasmic reticulum)의 모양도 개선됨을 확인하였다. 따라서, 미토콘드리아의 수적 증가 및 기능 개선은 미토콘드리아의 기능 이상으로 인한 퇴행성 질환 및 유전적인 질환의 치료에 효과적일 것으로 판단된다.

실시예 8: 글라브리딘이 고혈압에 미치는 영향

6 주령 SHR rat 수컷을 온도 22±2℃, 습도 55±5％ 환경의 사육실에서 오전 8 시와 오후 8 시를 기준으로 하여 12 시간 주기로 명암을 바꾸어 주며 15 일의 적응 기간을 가졌다. 사료는 고형사료(5053, Labdiet)를 사용하였다. Vehicle, 글라브리딘 100 mg/kg, 및 150 mg/kg 의 3 군으로 나눴으며, 시료는 경구 투여하였다. 스페인 LSI LWTICA사 LE5002 Sphygmomanometer로 7 일 간격으로 혈압을 측정하였고, 그 결과를 도 8에 나타내었으며, 실험은 30 일간 진행 후 종료하였다.

도 8에서 보는 바와 같이, 글라브리딘 투여에 의하여 혈압이 유의적으로 조절됨을 확인할 수 있었다.

실시예 9: 글라브리딘이 1형 당뇨에 미치는 영향

6 주령 SD rats 수컷을 온도 22±2℃, 습도 55±5％ 환경의 사육실에서 오전 8 시와 오후 8 시를 기준으로 하여 12 시간 주기로 명암을 바꾸어 주며 7 일의 적응 기간을 가졌다. 사료는 고형사료(5053, Labdiet)를 사용하였다. 평균체중 200 ~ 220 g 인 동물을 선별하여 6 시간 절식 후, 0.1 M citrate buffer(ph 4.5)에 용해시킨 streptozotocin(STZ,sigma co.. USA, 30mg/kg)을 혈관주사 한 후, 대조군, Vehicle 및 글라브리딘(150 mg/kg) 3 군으로 나누어 10 일 후부터 시료를 경구 투여하였다. 실험은 1형 당뇨유발 후 28 일간 진행하였다. 그 결과를 도 9에 나타내었다.

도 9에서 보는 바와 같이, 글라브리딘이 1형 당뇨 질환모델에서 대조군 대비 유의적인 혈당조절이 이루어지고 있음을 확인할 수 있었다.

실시예 10: 글라브리딘의 백내장의 예방 및 치료효과

6 주령 SD rats 수컷을 온도 22±2℃, 습도 55±5％ 환경의 사육실에서 오전 8 시와 오후 8 시를 기준으로 하여 12 시간 주기로 명암을 바꾸어 주며 7 일의 적응 기간을 가졌다. 사료는 고형사료(5053, Labdiet)를 사용하였다. 평균체중 200 ~ 220 g인 동물을 선별하여 6 시간 동안 절식 후 0.1 M citrate buffer(ph 4.5)에 용해시킨 streptozotocin(STZ,sigma co.. USA, 30 mg/kg)을 혈관주사 한 후 대조군, Vehicle, 및 글라브리딘(150 mg/kg)의 3군으로 나누어 10 일 후부터 시료를 경구 투여하였다. 실험은 1형 당뇨유발 후 60일간 진행하였다. 백내장의 정도를 측정하기 위하여 슬릿램프(slitlamp)를 가지고 측정하였다. 0 ~ 5 의 등급으로 백내장의 정도를 분류하였다.

그 결과, 백내장 수치 및 백내장 비교 사진을 각각 나타내는 도 10 및 11에서 보는 바와 같이, 대조군에 비해 글라브리딘 투여군은 백내장의 유발을 효과적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다.

실시예 11: 글라브리딘이 2형 당뇨에 미치는 영향

찰스리버사 18 주령 2형 당뇨질환 동물인 ZDF rat수컷을 온도 22±2℃, 습도 55±5％ 환경의 사육실에서 오전 8 시와 오후 8 시를 기준으로 하여 12 시간 주기로 명암을 바꾸어 주며 5일의 적응기간을 가졌다. 사료는 고형사료(5053, Labdiet)를 사용하였다. 대조군 및 글라브리딘 두 군으로 나눴으며 글라브리딘 200 mg/kg을 경구투여하며 자유 급식하였다. 실험은 25 일간 진행 후 종료하였고, 그 결과를 도 12에 나타내었다.

도 12에서 보는 바와 같이, 대조군 대비 글라브리딘 투여군은 혈당이 효과적으로 조절됨을 확인할 수 있었다.

실시예 12: 글라브리딘에 의한 지방간 치료 효과

음용수에 에탄올을 섞어 알코올성 지방간을 갖은 쥐 모델을 확립한 후, 글라브리딘에 의한 지방간 개선 효과를 관찰하였다. 글라브리딘 투여 8주 후 간조직을 H/E 염색과 oil-Red O 염색을 시행하였다. 지방염색 사진 및 혈중에서 지질관련 지표물질의 변화를 각각 도 13 및 도 14에 나타내었다.

도 13에서 보는 바와 같이, 8 주 투여 후 lipid droplet의 현저한 감소가 관찰되었으며, 간조직에서 병적인 이상조직 소견을 관찰할 수 없었다. 알코올성 지방간 쥐 모델에서 글라브리딘 투여 후 혈중에서의 지질관련지표 물질 및 생화학지표들을 분석하였다.

도 14에서 보는 바와 같이, 염증의 지표인 GOT 및 GPT, 지질물질인 콜레스테롤 및 중성지방의 경우 수치가 vehicle 대비 유의적으로 감소하였음을 알 수 있었다.

실시예 13: 글라브리딘이 자발적 이동과 활동능력(spontaneous locomotor activity)에 미치는 영향

글라브리딘을 C57BL/6 비만 쥐에 투여하고, 3 시간 후 Versa MAX Activity Monitors & Analyzer(AccuSan Instruments, Columbus, OH)를 사용해서 자발적 이동과 활동능력을 측정하였다. 각 움직임을 측정하는 모니터는 41 cm x 41 cm Plexiglas chamber(높이 30 cm)로 x축 및 y축에 2.5 cm 간격으로 적외선이 장착되어 총 앞뒤로 16 주사선과 좌우 16 주사선이 배치되어 있다. 자발적이동(spontaneous locomotor)과 반복적인 행동(stereotypic)과 단순한 치장을 위한 발사용(grooming)을 구별하기 위한 기준으로 두 개의 다른 주사선을 연속적으로 간섭하는 것을 기준으로 하여 측정하였다. 글라브리딘 투여군, 부형제 투여군(vehicle) 및 대조군을 각각의 측정 장치에 넣고 7 시간 동안 활동성과 움직임을 측정하였다. 마우스는 새로운 환경의 변화에 익숙해지도록 측정 두 시간 전에 측정 장치 안에 넣어서 측정하였고, 그 결과를 도 15에 나타내었다.

도 15에서 보는 바와 같이, 부형제 투여군과 대조군에는 거의 차이가 없었으나, 글라브리딘 투여군의 경우 움직임과 활동성에 2배 이상의 유의적인 차이가 있음을 확인하였다.

실시예 14: 글라브리딘이 지구력 증강에 미치는 영향

수영을 통해 지구력의 차이를 측정하고자 하였다. 지름 9.5 cm, 높이 25 cm의 원통형 통에 물을 넣은 후 글라브리딘을 C57BL/6 비만 쥐에 투여하고 3 시간 후, 시료 투여군과 대조군 각각을 동시에 측정하고자 하는 원통형 통에 넣은 다음 각각의 지구력을 비교 측정하였고, 그 결과를 도 16에 나타내었다.

도 16에서 보는 바와 같이, 글라브리딘 투여군이 대조군에 비하여 단 1 회 투여에 의하여 2 배 가까운 수영 지속을 수행할 수 있는 것을 확인하였다.

실시예 15: 정제의 제조

글라브리딘 ------------------------------------------ 600 g

유청단백 -------------------------------------------- 240 g

결정셀룰로오스 ------------------------------------- 140 g

스테아르산 마그네슘 -------------------------------- 10 g

하이드록시프로필메칠셀룰로오스 --------------------- 10 g

실시예 16: 분말제의 제조

글라브리딘 ---------------------------------------- 10 g

대두분리단백 -------------------------------------- 50 g

카르복시 셀룰로오스 ------------------------------- 40 g

총량 ---------------------------------------------- 100 g

상기에서 나열된 성분들을 잘게 부숴 혼합하여 분말을 제조하였다. 젤라틴으로 이루어진 경질 캡슐에 분말 500 mg을 넣어 캡슐제를 제조하였다.

실시예 17: 글라브리딘의 우유에의 적용

우유 ----------------------------------------------- 99.9%

글라브리딘 ---------------------------------------- 1 g

실시예 18: 글라브리딘의 오렌지쥬스에의 적용

액상과당 ------------------------------------------ 5%

폴리덱스트로스 ------------------------------------ 1%

구연산 -------------------------------------------- 5%

비타민C ------------------------------------------- 0.02%

글라브리딘 ---------------------------------------- 0.1%

오렌지과즙 농축액 --------------------------------- 25%

물 ------------------------------------------------ 67%

실시예 19: 음료의 제조

젖산칼슘 ------------------------------------------ 50 ㎎

구연산 -------------------------------------------- 5 ㎎

니코틴산아미드 ------------------------------------ 10 ㎎

염산리보플라빈나트륨 ------------------------------ 3 ㎎

염산피리독신 -------------------------------------- 2 ㎎

아르기닌 ------------------------------------------ 30 ㎎

글라브리딘 ---------------------------------------- 100 ㎎

물 ------------------------------------------------ 200 ㎖

본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 글라브리딘 및 유도체들은 AMPK를 활성화시킴으로써, 비만, 당뇨, 당뇨합병증, 지방간, 고혈압, 지질이상증, 동맥경화, 심혈관계 질환, 미토콘드리아 기능이상 질환, 퇴행성 질환, 운동능력 향상, 지구력 증강 등의 질환 증후군을 예방하거나 치료할 수 있는 식품, 화장품 및 의약품 조성물로 개발될 수 있다.

Claims

하기 화학식 1의 글라브리딘 및 글라브리딘 유도체로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 유효성분으로 포함하는 질환 증후군의 예방 및/또는 치료용 조성물:

(1)

상기 식에서,

R 및 R1은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬이다.
제 1 항에 있어서, 상기 질환 증후군은 비만, 당뇨, 당뇨합병증, 지방간, 고혈압, 지질이상증, 동맥경화, 심혈관계 질환, 미토콘드리아 기능이상 질환, 퇴행성 질환, 운동능력 향상, 또는 지구력 증강인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 글라브리딘 또는 글라브리딘 유도체는 감초로부터 추출된 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 글라브리딘 유도체는 글라브렌(glabrene), 히스파글 라브리딘 A(Hispaglabridin), 히스파글라브린딘 B(Hispaglabridin), 4'-0-메틸글라브리딘(4'-0-methylglabridin), 2'-0-메틸글라브리딘(2'-0-methylglabridin), 2',4'-0-메틸글라브리딘(2',4'-0-methylglabridin), 및 3'-하이드록실-4'0-메틸글라브리딘(3'-hydroxy-4'0-methylglabridin)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 유효성분의 함량은 조성물 전체 중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 약제 조성물에는 약제학적으로 허용되는 부형제 및/또는 담체가 추가로 포함되는 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 조성물에는 하나 이상의 화장학적 또는 식품영양학적으로 허용되는 담체 또는 부형제가 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 약제 조성물.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나에 따른 약제 조성물을 포함하는 것으로 구성되어 있는 약학적 제제.
제 8 항에 있어서, 상기 제제는 경구 투여를 위한 고형의 제제로서 정제, 환 제, 산제, 과립제 및 캡슐제, 액상의 제제로서 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제, 비경구 투여를 위한 제제로서 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제 등으로 제조되는 것을 특징으로 하는 약학적 제제.
제 8 항에 있어서, 상기 제제는 활성 성분이 성인 체중 1 kg 당 0.1 ~ 6,000 mg/day 범위로 투여되는 것을 특징으로 하는 제제.
감초로부터 a) 물 또는 유기용매 추출하여 조 추출액을 얻는 단계, b) 상기 조 추출물을 여과한 후 (감압)농축하는 단계, 및 c) 선택적으로, 용매를 제거하는 단계를 포함하는, 제 1 항 중의 화학식 1의 물질을 포함하는 감초 추출물의 제조방법.
제 12 항에 있어서, 상기 감초는 건조약제 또는 생약제인 것을 특징으로 하는 제조방법.