KR20120002367A - 비오카닌 에이를 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비오카닌 A 또는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물을 제공하며, 상기 본 발명에 의하면 인슐린신호전달경로인 PI3 키나아제 경로의 타겟분자에는 영향을 미치지 않으면서, AMPK의 인산화를 농도 의존적으로 증가시키며, 또한 PPAR-감마의 전사활성도를 증가시켜 항당뇨 활성을 갖는 새로운 항당뇨용 조성물로서 제공될 수 있다.

Description

비오카닌 에이를 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물{ANTI DIABETES COMPOSITION COMPRISING BIOCHANIN A AS ACTIVE INGREDIENT}

본 발명은 항당뇨용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인슐린신호전달경로인 PI3 키나아제 경로의 타겟분자에는 영향을 미치지 않으면서, AMPK(AMP-activated protein kinase)의 인산화를 농도 의존적으로 증가시키며, 또한 PPAR-γ(Peroxisome proliferator-activated receptor gamma)의 전사활성도를 증가시켜 항당뇨 활성을 갖는 새로운 항당뇨용 조성물에 관한 것이다.

당뇨병은 인슐린량의 부족으로 정상인보다 혈액 중의 포도당(혈당) 농도가 높아져 소변으로 포도당이 배출되는 만성질환으로, 췌장의 랑게르한스섬의 B 세포에서 분비되는 인슐린의 부족, 뇌하수체전엽ㆍ부신ㆍ갑상선 등의 내분비선 기능항진, 중추신경 특히 시상하부의 병변 등을 원인으로 들 수 있는데, 이들 인자가 합쳐져서 발병하는 것으로 생각되고 있다.

당뇨병의 초기 주요 증세는 다뇨, 갈증, 나른함, 다식 및 체중감소 등이 있는데, 만성적인 고혈당을 적절히 치료하지 않으면 대혈관합병증, 미세혈관합병증, 당뇨병성 신경병증 및 신장 질환과 같은 합병증을 야기하게 된다.

이러한 당뇨병을 예방 또는 치료하는 방법으로 인슐린이나 경구 혈당 강하제의 투여가 이루어지고 있는데, 경제적 부담과 더불어 부작용의 위험도 수반하고 있기 때문에 근래에 와서는 천연식물 등의 약리물질을 이용한 식이요법 및 자연 요법이 시도되고 있다. 하지만 이 중 상당수는 과학적 근거가 희박하여 실질적으로 항당뇨 효과가 있는지 의심스러운 경우가 많아 항당뇨 효과를 갖는 새로운 물질개발에 대한 연구노력이 시급한 실정이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술이 가지는 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 그 목적은 인슐린신호전달경로인 PI3 키나아제 경로의 타겟분자에는 영향을 미치지 않으면서, AMPK의 인산화를 농도 의존적으로 증가시키며, 또한 PPAR-감마의 전사활성도를 증가시켜 항당뇨 활성을 갖는 새로운 항당뇨용 조성물을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.

(1) 비오카닌 A 또는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물.

(2) 비오카닌 A 또는 약리학적으로 허용되는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 당뇨병 예방 및 치료용 약제학적 조성물.

(3) 비오카닌 A 또는 식품학적으로 허용되는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 당뇨병 예방 및 치료용 식품 조성물.

(4) 제 1항에 있어서,

비오카닌 A 또는 이의 염은 1 내지 10 중량% 함유된 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.

(5) 제 1항에 있어서,

AMPK의 인산화를 농도의존적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.

(6) 제 1항에 있어서,

PPAR-감마의 전사활성화도를 농도의존적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.

(7) 제 1항에 있어서,

염은 산부가염인 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.

본 발명에 의한 조성물은 인슐린신호전달경로인 PI3 키나아제 경로의 타겟분자에는 영향을 미치지 않으면서, AMPK의 인산화를 농도 의존적으로 증가시키며, 또한 PPAR-감마의 전사활성도를 증가시켜 항당뇨 활성을 갖는 새로운 항당뇨용 조성물로서 제공될 수 있다.

도 1a, b는 비오카닌 A의 AMPK 인산화에 대한 영향을 평가하기 위해 실험한 결과를 나타낸다.
도 2는 비오카닌 A의 PPAR-감마 전사활성에 대한 영향을 평가한 실험결과를 나타낸다.
도 3은 비오카닌 A의 포도당 유입에 대한 영향을 평가한 실험결과를 나타낸다.

본 발명은 비오카닌 A 또는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물을 제공한다.

비오카닌 A는 하기 화학식으로 표시되어지는 O-메틸화된 이소플라본으로, 플라보노이드로 알려진 피토케미칼의 군에 속하는 천연의 유기화합물로서, 대두, 알팔파 싹, 땅콩, 병아리콩 및 다른 콩과식물에서 분리되어질 수 있다.

이하 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 의하면, 상기 화학식으로 표시되는 비오카닌 A 또는 이의 염은 항당뇨활성의 타겟인 AMPK의 인산화 및 PPAR-감마의 전사활성화도를 농도의존적으로 증가시키는 것으로 확인되어 당뇨의 예방 및 치료를 위한 조성물로서 유용한다.

본 발명에 따른 항당뇨 조성물은 상기 비오카닌 A 또는 이의 염이 전체 중량 대비 1 내지 10 중량% 함유된 것을 특징으로 한다. 만일 1중량% 미만으로 첨가되면 항당뇨 활성을 기대하기 곤란하고, 10 중량%를 초과하면 초과에 따른 상승효과의 기대가 어렵고 부작용이 우려되어 바람직하지 않다.

상기 본 발명에 따른 비오카닌 A 또는 이의 염으로는 약학적으로 허용가능한 유리산에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면 화합물을 과량의 산 수용액에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다. 동몰량의 화합물 및 물 중의 산 또는 알코올 (예, 글리콜 모노메틸에테르)을 가열하고 이어서 상기 혼합물을 증발시켜서 건조시키거나, 또는 석출된 염을 흡인 여과시킬 수 있다.

이 때, 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 인산, 황산, 질산, 주석산 등을 사용할 수 있고 유기산으로는 메탄술폰산, p -톨루엔술폰산, 아세트산, 트리플루오로아세트산, 시트르산, 말레인산, 숙신산, 옥살산, 벤조산, 타르타르산, 푸마르산, 만데르산, 프로피온산, 구연산, 젖산, 글리콜산, 글루콘산, 갈락투론산, 글루탐산, 글루타르산, 글루쿠론산, 아스파르트산, 아스코르브산, 카본산, 바닐릭산, 하이드로 아이오딕산 등을 사용할 수 있다.

또한 염기를 사용하여 약리학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속염은, 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물염을 여과한 후 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로서는 특히 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하며, 또한 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리토 금속염을 적당한 은염 (예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.

본 발명에 따른 항당뇨용 조성물은 정제, 레커칠된 정제, 당 코팅된 정제, 경질 및 연질 캡슐, 용액, 에멀젼 또는 현탁액의 형태로서 경구적으로 투여될 수 있다. 이러한 형태의 제제는 비경구적으로도 투여될 수 있다. 또한 예를 들어, 좌약의 형태로 직장으로 투여되거나, 주사액의 형태로 비경구적으로도 투여될 수 있다. 활성성분은 위와 같은 경구 또는 비경구 투여제의 제형으로 각 활성 성분 모두를 함유하는 형태로 제형화되거나, 함께 또는 순차적으로 투여될 수 있는 단일 물질의 특별한 조합으로 개별적으로 투여될 수도 있다. 정제, 래커칠된 정제, 당 코팅된 정제 및 캡슐을 제조하기 위하여, 약제학적으로 불활성인 무기 또는 유기 부형제가 본 발명의 제형을 위해 첨가될 수 있다. 이러한 부형제로는 락토스, 옥수수전분 또는 이들의 유도체, 활석, 스테아르산 또는 이들의 염을 들 수 있다. 상기 캡슐에 적합한 부형제로는 식물성유, 왁스, 지방, 반고체 또는 액체 폴리올을 들 수 있다. 용액 및 시럽을 제조하는데 적절한 부형제는 예를 들어, 물, 폴리올, 수크로스, 전화당글루코스 등이다. 주사액에 적합한 부형제로는 물, 알코올, 글리세롤, 식물성유를 들 수 있다. 좌약에 적합한 부형제로는 천연유 또는 경화유, 왁스, 지방, 반액체 또는 액체의 폴리올을 들 수 있다.

또한 본 발명에 따른 제형은 필요에 따라 방부제, 용해제, 안정화제, 습윤제, 유화제, 감미제, 착색제, 향미제, 삼투압 조절제, 완충제, 코팅제 및/또는 산화방지제를 추가로 함유할 수 있다.

본 발명에서 비오카닌 A 또는 이의 염의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 본 발명의 경우 1일 0.0001 내지 100mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋으며, 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 비오카닌 A 또는 이의 염을 포함하는 식품조성물을 포함한다. 상기 화합물을 첨가할 수 있는 식품으로는, 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등이 있다. 이 때, 식품 또는 음료 중의 상기 화합물의 양은 일반적으로 본 발명의 건강보조식품 조성물의 경우는 전체 식품 중량의 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물에는 100 ㎖를 기준으로 1 내지 25 g, 바람직하게는 2 내지 15 g의 비율로 가할 수 있다. 본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 화합물들을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리스리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등), 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.

상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 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 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부당 0 내지 약 30 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하 본 발명의 내용을 실시예를 참조하여 보다 구체적으로 설명하고자 하나 이들 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위해 제시된 것일 뿐 본 발명의 권리범위가 이에 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니될 것이다.

[실시예 1] 비오카닌 A의 AMPK 인산화에 대한 영향평가

비오카닌 A는 sigma (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다. C2C12 근육세포를 American Type Culture Collection (ATCC; Manassas, VA, USA)로부터 구입하였다. 소태아혈청(FBS)과 Dulbecco's modified Eagle's medium (DMEM)은 웰진 (Daegu, South Korea)에서 구입하였다. 포스포-AMPK Thr172, 포스포-ACC Ser79 항체, 포스포-Akt, 포스포-GSK-베타는 Cell Signaling Technology (Danvers, MA, USA)로부터 구입하였다. β-액틴 항체는 Sigma-Aldrich (St. Louis, Mo, USA)로부터 구입하였다. Horseradish peroxidase-conjugated 2차 항체는 Santa Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA)로부터 구입하였다.

근육세포에 비오카닌 A를 25, 50, 100, 200uM로 처리 하고 3시간 후에 배지를 버린 후 세포를 PBS로 두 번 수세하였다. 그 후 라이시스버퍼 (50 mM Tris-HCl, 1% Tritol X-100, 0.5% 소듐 데옥시콜레이트, 150 mM NaCl, 1 mM EDTA, 1 mMPMSF, 1 mM 소듐 오르토바나데이트, 1 mM NaF, 및 0.2% 프로테아제 저해제 칵테일, pH 7.2)를 넣고 약 5분간 얼음에 배양시킨 후 14000 rpm에서 5분 동안 원심분리하고 상등액을 취해서 SDS 샘플완충액을 넣은 후 100℃에서 5분 동안 끓여서 단백질의 변성을 유도하였다.

그 후 10% SDS PAGE를 이용하여 단백질을 분리 한 후 나이트로셀룰로오즈막에 옮긴 후 웨스턴 블롯 분석을 각각의 포스포-AMPK, ACC, Akt, GSK-3베타 또는 베타 액틴 항체를 이용하여 실시하였다.

도 1a, b에 나타낸 바와 같이, 비오카닌 A는 항당뇨의 타겟인 AMPK의 인산화를 농도의존적으로 증가시키고, 반면 인슐린 신호전달경로인 PI3 키나아제 경로의 타겟분자에는 영향을 미치지 않는 것으로 확인되었다.

[실시예 2] 비오카닌 A의 PPAR-감마 전사활성에 대한 영향평가

PPAR-γ 전사활성 측정하기 위하여 다음과 같은 실험을 실시하였다. HEK293 (ATCC) 세포를 1㎍의 총 DNA (300 ng PPAR-γ를 위한 발현벡터, 300 ng RXRα, PPAR-response element (PPRE)를 함유한 루시퍼라제 리포터 벡터 300 ng, 및 β-갈락토시다제 100 ng)를 각각 슈퍼펙트 트렌스펙션 시약(Superfect Transfection Reagent) (Qiagen, 발렌시아, CA, 미국)를 이용하여 transiently transfection하였다. 18시간 지난 후, 세포에 로지글리타존 (a PPAR-γ 아고니스트) 단독 또는 비오카닌 A와 함께 24시간동안 처리하였다. 이때 로지글리타존은 양성대조군으로 사용하였다.

루시퍼라제 에세이 시스템 (프로메가, 메디슨, WI, 미국)을 가지고 그 후 세포를 라이시스한 후 루시퍼라제 리포터 유전자 분석을 루미네슨스 마이크로플레이트 리더 (LMaxⅡ384; Molecular Devices, 콩코드, 온타리오, 캐나다)를 이용하여 측정하였다. β-갈락토시다제 활성을 이용하여 정규화하였다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 비오카닌 A는 항당뇨의 또 다른 타겟인 PPAR-감마의 전사활성도 측정결과 양성대조구인 로지글리타존과 비슷한 수준으로 농도의존적으로 PPAR-감마의 전사활성을 증가시키는 것으로 확인되어 비오카닌 A가 항당뇨제로서 유용할 것임을 확인할 수 있다.

[실시예 3] 비오카닌 A의 포도당 유입에 따른 영향평가

세포내 포도당 유입에 미치는 영향을 분석하기 위하여 2-[N-(7-나이트로벤즈-2-옥사-1,3-다이아졸-4-일)아미노]-2-데옥시-D-글루코오즈 (2-NBDG) 분석을 실시하였다. C2C12 세포는 저농도 글루코오스 DMEM 배지로 4시간 동안 배양하였다. 그 후 각각의 샘플을 처리한 후 24시간동안 인큐베이터에 배양한 후 배지를 PBS로 3번 세척한 후 플레이트를 직접 플루오로미터 EX/EM=485/535에서 값을 측정하였다. 도 3에서 보는 바와 같이 비오카닌 A는 농도의존적으로 2-NBDG의 세포내 유입을 증가시키는 것으로 나타났다.

상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (7)

1. 비오카닌 A 또는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 항당뇨용 조성물.
2. 비오카닌 A 또는 약리학적으로 허용되는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 당뇨병 예방 및 치료용 약제학적 조성물.
3. 비오카닌 A 또는 식품학적으로 허용되는 이의 염을 활성성분으로 함유하는 당뇨병 예방 및 치료용 식품 조성물.
4. 제 1항에 있어서,
   비오카닌 A 또는 이의 염은 1 내지 10 중량% 함유된 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.
5. 제 1항에 있어서,
   AMPK의 인산화를 농도의존적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.
6. 제 1항에 있어서,
   PPAR-감마의 전사활성화도를 농도의존적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.
7. 제 1항에 있어서,
   염은 산부가염인 것을 특징으로 하는 항당뇨용 조성물.

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