KR20120053012A - 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 에리쓰리톨의 용도 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포유동물에서의 SOD2 효소의 상향조절 및 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 에리쓰리톨의 용도에 관한 것이다. 더 구체적으로, 에리쓰리톨은 내피 기능장애 발생 및 관련된 혈관확장 감소를 보호하고, 에리쓰리톨은 용혈성 혈관수축을 보호한다.

Description

고혈압의 예방 또는 치료를 위한 에리쓰리톨의 용도{USE OF ERYTHRITOL FOR THE PREVENTION OR TREATMENT OF HYPERTENSION}

관련 분야에 대한 상호 참조

본 출원은 2009년 7월 27일자에 출원되고 발명의 명칭이 "ERYTHRITOL IS A SWEET ANTIOXIDANT"인 미국 가출원 제61/228,803호 및 2009년 7월 27일자에 출원되고 발명의 명칭이 "USE OF ERYTHRITOL FOR THE PREVENTION OR TREATMENT OF HYPERTENSION"인 제61/228,785호의 이익을 주장하고, 이들은 그 전문이 본원에 참조문헌으로 포함된다.

기술 분야

본 발명은 포유동물에서의 SOD2 효소의 상향조절 및 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 에리쓰리톨의 용도에 관한 것이다. 더 구체적으로, 에리쓰리톨은 내피 기능장애 발생 및 관련된 혈관확장 감소를 보호하고, 에리쓰리톨은 용혈성 혈관수축을 보호한다.

고혈압 또는 높은 혈압은 동맥에서의 혈압이 만성적으로 상승된 상태이다. 매 심박동에 의해, 심장은 동맥을 통해 신체의 나머지로 혈액을 펌프질한다. 혈압은 혈관벽에 가해지는 혈액의 힘이다. 혈압이 너무 높은 경우, 심장은 펌프질하기 위해 더 힘들게 일해야 하고, 이는 심장 마비, 노졸중, 심부전, 동맥류 또는 신부전과 같은 심각한 질병 및 장기 손상을 야기할 수 있다.

고혈압의 상태와 관련된 인자로는 흡연, 비만 또는 과체중, 당뇨병, 좌식 생활방식, 신체 활동 부족, 대사 증후군, 과도한 염 섭취, 불충분한 칼슘, 칼륨 및 마그네슘 섭취, 비타민 D 결핍증, 과도한 알콜 섭취, 스트레스, 노화, 경구 항피임제를 비롯한 약물, 고혈압의 유전력 및 가족력, 만성 신장 질환, 부신 및 갑상선 장애 또는 특정 암 유형을 들 수 있지만, 이들로 제한되지는 않는다. 이 인자의 대부분은 혈압 증가를 야기하는 2가지 메커니즘: (1) 내피 기능장애 발생 및 (2) 적혈구 용혈 중 하나 또는 둘 다를 포함한다.

내피 기능장애(ED; endothelial dysfunction)는 혈관확장 감소, 전염증성 상태 및 프로트롬빈 특성에 대한 내피 작용의 이동을 특징으로 하는 심혈관 질환의 가장 초기의 임상적으로 검출가능한 단계이다. ED는 고혈압, 관상 동맥 질환, 만성 심부전, 말초 동맥 질환, 죽상동맥경화증, 당뇨병, 대사 증후군, 비만, 염증 및 만성 신부전에 기여한다.

전체 순환 계통은 혈관 내피 세포(EC)의 단일 상피 유사 층에 의해 연결된다(Pober et al., 2009). EC가 장기 시스템 및 혈관 유형(예를 들면, 동맥, 세동맥, 모세관, 세정맥, 정맥) 둘 다에 의해 해부 위치에 따라 변하는 특징을 나타내지만, 모든 EC는 다른 세포 유형으로부터 이들을 구별시키고 이들이 중요한 항상성 기능을 수행하도록 하는 공통의 특징을 공유한다. 중요한 항상성 기능으로는 혈액 유동 유지, 혈류 조절, 조직과 거대분자 및 유체 교환의 조절, 백혈구 활성화 예방 및 병원균에 대한 면역 감시 보조를 들 수 있다. 손상 또는 세포사는 이러한 작용의 수행을 손상시키거나 막아, 기능장애를 야기한다. 대부분의 내피 세포사는 카스파제 활성화를 포함하는 아폽토시스성이지만, 비아폽토시스성 세포사 반응이 또한 기재되어 있다. 내피 손상 또는 세포사를 야기할 수 있는 자극으로는 환경 스트레스, 예컨대 산화 스트레스, 소포체 스트레스, 대사 스트레스 및 유전자독성 스트레스, 또한 선천성 및 후천성 면역계에 의해 손상 경로를 들 수 있다.

용혈은 고혈압, 빈혈에서 보이는 혈관내 용혈, 미세혈관병 용혈 빈혈, 낫모양 세포 질환, 발작성 야간 혈색소뇨증, 지중해 빈혈 및 유전성 구상적혈구증과 같은 심각한 질환의 요소이다. 용혈 관련 고혈압은 여러 메커니즘을 통해 야기될 수 있다. 혈장으로의 적혈구 내용물의 방출을 통한 혈관수축에 의해 주로 즉각적으로 야기된다. 추가로, 혈장으로의 특이적으로 가용성인 헤모글로빈 및 아르기나제의 방출은 고혈압의 임상적인 발생과 관련되는 내피 기능장애의 상태 및 산화질소 결핍증을 야기한다. 다른 메커니즘은 손상된 적혈구로부터 혈장으로의 아데노신 데아미나제의 방출 및 아데노신 데아미나제에 의한 아데노신의 이노신으로의 대사 전환, 이에 따른 세포외 아데노신 수치의 감소와 관련된다. 아데노신은, 주로 아데노신 A2A 수용체의 활성화를 통해, 용혈성 혈관병증 및 고혈압 위험을 감소시키는 다양한 생물학적 반응을 매개한다. 아데노신의 혈관 보호 효과는 손상된 적혈구로부터 방출된 아데노신 데아미나제에 의해 심각하게 감소한다.

내피 기능장애 또는 적혈구의 용혈에 대한 임의의 보호는 고혈압 발생 위험의 감소 또는 이의 치료를 도울 것이다.

본 발명은 세포에서의 SOD2 발현이 에리쓰리톨에의 노출을 통해 극적으로 상향조절된다는 새롭고 예상치못한 발견을 중심으로 한다. 에리쓰리톨은 세포 자신의 항산화제 기계를 활성화한다. 이러한 활성화는 또는 상향조절은 내피에 보호 효과를 제공하여 내피 기능장애 및 용혈을 방지한다. 내피 기능장애와 용혈 사이의 인과 관계는 당해 분야에서 널리 입증되었다. 따라서, 고혈압을 치료 또는 예방하기 위해 에리쓰리톨의 이 SOD2 상향조절 효과를 이용할 수 있다.

본 발명은 동물 또는 인간에서 SOD2 발현을 자극하는 제품 또는 조성물의 제조를 위한 에리쓰리톨의 용도에 관한 것이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 예방 또는 치료하고자 하는 질환은 내피 기능장애 및 내피 기능장애성 고혈압이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 예방 또는 치료하고자 하는 질환은 적혈구 용혈 및 용혈성 고혈압이다.

특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 동물 또는 인간에서의 고혈압의 예방 또는 치료를 목표로 한다.

본 발명은 유효량의 에리쓰리톨을 동물 또는 인간에게 투여함으로써 고혈압을 치료하는 방법을 포함한다. 또한, 본 발명은 유효량의 에리쓰리톨을 동물 또는 인간에게 투여함으로써 내피 기능장애를 예방 또는 치료하는 방법을 포함한다. 셋째로, 본 발명은 또한 유효량의 에리쓰리톨을 동물 또는 인간에게 투여함으로써 고혈당증의 합병증을 치료하는 방법을 포함한다.

바람직한 실시양태에서, 상기 언급된 제품 또는 조성물을 경구 투여한다.

게다가, 제품 또는 조성물을 예컨대 정제, 캡슐제, 현탁제, 액제, 산제 또는 에멀션 형태의 약학 제품 또는 조성물로서 제제화할 수 있다. 특히, 제품 또는 조성물을 고혈압 보호제로서 에리쓰리톨 보충 음료 또는 식품 형태로 제제화할 수 있다.

도 1은 정상 혈당 랫트(폐쇄 원형), 에리쓰리톨을 섭취한 정상 혈당 랫트(1 g/㎏/일, 개방 원형) 및 당뇨병 랫트(삼각형)의 카바콜 농도-반응 곡선을 보여준다.
도 2는 당뇨병 랫트(폐쇄 원형) 및 에리쓰리톨을 섭취한 당뇨병 랫트(1 g/㎏/일, 개방 원형)의 카바콜 농도-반응 곡선을 보여준다.
도 3은 AAPH 유발 용혈에 미치는 에리쓰리톨(0∼50 mM)의 효과를 보여준다. 데이터점은 3개의 독립 실험의 평균이다. 곡선을 작도한다(3개의 매개변수 S자형). 에리쓰리톨 농도는 독립적으로 곡선을 오른쪽으로 이동하였다.
도 4는 에리쓰리톨이 망간 슈퍼옥사이드 디스무타제(SOD2) 전사를 증가시키는 내피 세포에 미치는 효과를 보여준다. 배양된 인간 탯줄 정맥 내피 세포(CRL-1730, ATCC로부터 구입 가능)를 에리쓰리톨과 표준 조건(5 mM, 24 시간) 하에 배양하였다. 에리쓰리톨에 대한 노출은 qPCR에 의해 결정된 SOD2 발현의 9.4 배 증가를 유도 또는 자극하였다.

본 발명은 (1) 에리쓰리톨 투여가 중요한 항산화제 효소인 망간 슈퍼옥사이드 디스무타제(SOD2)의 발현을 상당히 증가시킨다는 것; 및 (2) 에리쓰리톨이 적혈구의 용혈을 지연시키고 감소시킬 수 있다는 것의 새로운 발견에 기초한다. 이러한 발견 둘 다 고혈압 및 이와 관련된 합병증 또는 질환의 장기간 예방 또는 치료에 대한 치료학적 전략을 제공한다.

SOD2는 미토콘드리아에 국한된 항산화제 효소이지만, 세포외 공간으로 방출될 수 있다. SOD2는, 시토졸에서 발견되고(SOD1), 세포외에서 발견되는(SOD3) 다른 SOD와 같이, 슈퍼옥사이드 라디칼을 과산화수소 및 산소로 전환하여, 슈퍼옥사이드 라디칼의 독성 효과를 제한한다. 이 라디칼은 지질 과산화를 야기할 수 있고, 산화질소와 반응하여 반응성 퍼옥시니트라이트를 형성하고 이에 따라 혈관이완제 산화질소를 혈관독성 퍼옥시니트라이트로 전환할 수 있다. 고혈압의 발병과정에서 내피 세포 내 및 주위에서의 슈퍼옥사이드 라디칼의 중요한 역할이 거의 20년 동안 인지되어 왔다. SOD2 발현 및 활성은 폐동맥 고혈압에서 감소하는 것으로 알려져 있다. 혈관 산화 스트레스가 또한 당뇨병과 고혈압 사이의 공통 연관으로서 확인되었다. 고혈압(의 발병과정)에서 슈퍼옥사이드 라디칼의 역할 및 슈퍼옥사이드 디스무타제의 항고혈압성 작용에 대한 여러 선행의 관찰과 함께, 에리쓰리톨이 내피 세포에서 SOD2 발현을 자극한다는 본 발명자들의 발견은, 에리쓰리톨이 고혈압의 예방 및 약화 및 용혈의 예방에 사용될 수 있다는 것을 명확히 나타낸다. 따라서, 본 발명은 내피 기능장애 및 고혈압의 예방 또는 치료용 제품 또는 조성물의 제조를 위한 에리쓰리톨의 용도에 관한 것이다.

따라서, SOD2 효소의 상향조절은 당뇨병 랫트의 혈관 평활근의 손상된 또는 약화된 내피 의존 이완을 정상 혈당 랫트에서 발견되는 것과 실질적으로 동일한 수준으로 복구하고, 에리쓰리톨은 적혈구의 용혈을 지연시키고 감소시킬 수 있다. 따라서, SOD2 발현 증가는 정상 내피 기능, 혈관 긴장 및 정상 혈압을 유지하는 것을 돕는다.

에리쓰리톨은 멜론 및 복숭아에서 적은 분량으로 존재하고 과자류, 츄잉 검, 음료 및 제과 제품에서 비칼로리 치아 건강 벌크 감미료로서 사용하기 위해 많은 분량으로 현재 생산되는 폴리올(1,2,3,4-부탄테트롤)이다. 에리쓰리톨은 혈중 인슐린 또는 포도당 수치에 영향을 미치지 않아서, 이것은 고혈당증을 앓는 환자, 특히 당뇨병 환자에 대한 유용하고 안전한 식품 성분이 된다. 추가로, 에리쓰리톨은 장관으로부터 신속히 및 실제로 완전히 흡수되고 신체의 막을 통해 통과할 수 있어서, 본원에 기재된 이의 고혈압 보호 효과를 발휘하는 데 필요한 적절한 전신 농도에 도달하기 쉽게 된다. 추가로, 광범위한 임상 시험은 많은 분량의 섭취 후에도 에리쓰리톨이 매우 내약성이고, 소화 부작용을 갖지 않는다는 것을 보여준다. 예를 들면, 50 그램 이하의 에리쓰리톨의 일시 용량 및 80 그램 이하의 에리쓰리톨의 1일 용량은 매우 내약성인 것으로 나타났다.

본 발명에 있어서, "질환"이란 용어는 특징적인 세트의 증상 및 징후로 나타나는 동물 또는 인간의 임의의 일부, 장기 또는 시스템 또는 이들의 조합의 정상 구조 또는 기능으로부터의 임의의 이탈 또는 이의 중단을 의미하는 것으로 의도되며, 이의 병인론, 병리학 및 예후는 공지되어 있거나 공지되어 있지 않다. 본원에서 사용되는 "동물"이란 용어는 인간을 제외한 포유동물, 예컨대 말과, 돼지과, 소과, 쥐과, 개과 또는 고양이과 종의 구성원을 포함한다.

본 발명에 따르면, "고혈당증"이란 용어는 과도한 양의 포도당이 혈액 혈청 중에 존재하는 상태를 의미한다. 생리학적 혈중 포도당 수치는 약 5 내지 7 mmol/ℓ이다. 10 mmol/ℓ 이상(또는 만성적으로 7 mmol/ℓ 초과)의 혈당 수치가 고혈당증인 것으로 생각된다. 비정상적으로 높은 혈중 포도당 수치는 당뇨병, 특히 Ⅰ형 또는 Ⅱ형 당뇨병, 아드레날린과잉증, 뇌하수체기능항진증, 방종양성 증후군, 베타 차단제, 티아자이드 이뇨제, 코티코스테로이드, 니아신, 펜타미딘, 특정한 프로테아제 억제제, L-아스파라기나제, 몇몇 항정신제와 같은 특정 의약에 의한 치료, 췌장 질환, 심근 경색, 노졸중 또는 다른 신경 질환, 신부전, 간부전, 말단비대증, 쿠싱 증후군, 크롬친화세포종, 갑상선 기능 항진증, 글루카곤종, 아밀로이드증(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 다양한 원인에 기여한다.

본 발명 내에서 사용되는 "예방"이란 용어는 (ⅰ) 질환에 대한 소인을 갖지만 아직은 그 질환을 앓는 것으로 진단되지 않은 동물 또는 인간의 질환의 발생을 회피하는 임의의 활성 및 (ⅱ) 초기 질환 검출을 목표로 하여, 질환 진행 및 증상 출현을 방지하기 위한 중재에 대한 기회를 증가시키는 임의의 활성을 포함한다. 추가로, 본원에서 사용되는 "치료"란 용어는 (ⅰ) 질환을 억제함으로써 질환을 보호하는, 즉 질환 발생을 저지하는 임의의 활성 및 (ⅱ) 질환을 경감시키는, 즉 질환의 회귀 또는 소실을 발생시키는 임의의 활성을 포괄한다.

예방 또는 치료를 필요로 하는 피험체는 포유동물 피험체, 즉 인간 또는, 가정 및 농장 동물, 및 동물원, 스포츠 또는 애완 동물, 예컨대 개, 고양이, 소, 양, 돼지, 염소, 토끼 등을 비롯한 포유동물로 분류된 임의의 다른 동물이다. 바람직하게는, 예방 또는 치료를 필요로 하는 피험체는 인간이다.

본 발명의 바람직한 실시양태에서, 예방 또는 치료하고자 하는 질환은 내피 기능장애 및 내피 기능장애성 고혈압이다.

본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 예방 또는 치료하고자 하는 질환은 적혈구 용혈 또는 용혈성 고혈압이다.

본 발명에 있어서, "내피 기능장애"란 용어는 내피에 의해 매개되는 평활근 혈관확장 또는 이완의 손상, 약화 또는 심지어 손실을 일반적으로 특징으로 하는 상태를 의미한다. "내피"는 혈관의 내면을 따라 늘어선 내피 세포 층을 의미하며, 혈관벽과 내강 내 순환 혈액 사이의 계면을 구성한다. 따라서, 내피 기능장애란 용어는 다른 말로 내피 의존 혈관확장제 역량 감소를 의미한다. "내피 기능장애"란 용어의 바람직한 의미에 따르면, 아세틸콜린 또는 다른 M₃ 수용체 효능제에 대한 관상 순환 및 말초 순환의 내피 의존 혈관확장제 역량 감소가 의도된다.

특히 바람직한 실시양태에서, 본 발명은 당뇨병과 관련된 고혈압의 예방 또는 치료에 관한 것이다. "당뇨병과 관련된"이란 표현은 특히 "당뇨병에 의해 야기되는"을 포함하는 것으로 의도된다. 에리쓰리톨은 동물 또는 인간의 고혈압의 예방 또는 치료에 특히 유용하다. 본 발명에 따르면, 제품 또는 조성물을 다양한 경로에 의해 투여할 수 있다. 투여 경로는 특별히 제한되지 않고, 제조 형태 및 예방 또는 치료하고자 하는 동물 또는 인간의 상태, 예컨대 연령, 성별 및 질환 정도에 의해 결정된다. 예를 들면, 제품 또는 조성물을 경구로, 비경구로, 피하로, 정맥내로, 근육내로, 흡입 스프레이로, 국소로, 직장으로, 비강으로, 협측으로, 질내로 또는 경피로 투여할 수 있다. 에리쓰리톨이 장관에서 신속히 및 실제로 완전히 흡수되므로, 바람직한 투여 경로는 경구이다.

본 발명의 제품 또는 조성물을 가장 바람직하게는 만성적으로 상승된 혈중 포도당 수치로 고통받는 인간 또는 동물의 소집단을 표적으로 하는 음료, 식품 또는 임의의 다른 경구로 사용되는 제품 형태로 제제화한다. 본원에서 사용되는 "음료"란 용어는 주로 물로 이루어지는 동물 또는 인간 섭취를 위해 특별히 제조되는 음료를 의미한다. 본 발명 내에 사용되는 음료의 예로는 기존의 또는 새로 개발된 청량 음료, 유제 음료, 과즙 음료 및 이들의 혼합물을 포함한다. 본원에서 사용되는 "식품"이란 용어는 동물 또는 인간이 소화하도록 의도되는 음료를 제외한 임의의 기존의 또는 새로 개발된 식품을 포함한다.

에리쓰리톨은 예컨대 특정한 기존의 또는 새로 개발된 음료 또는 식품과 에리쓰리톨과의 간단한 혼합에 의해 식품, 음료 또는 다른 경구로 사용되는 제품에 용이하게 혼입될 수 있다는 이점을 갖는다. 상기 본원에서 기재된 바대로, 에리쓰리톨은 장관으로부터 신속히 및 실제로 완전히 흡수되므로 특히 음료 및 식품에 혼입하기에 적합하고, 많은 분량의 섭취 후에도 매우 내약성이고 소화 부작용을 갖지 않는다. 또한, 에리쓰리톨은 전신으로 대사되지 않고 이에 따라 본 특허 출원의 대상인 이의 생체내 유리한 효과를 계속해서 발휘할 수 있다. 에리쓰리톨을 투여한 지 약 3 일 후 뇨로 에리쓰리톨 배출이 완료된다.

본 발명의 제품 또는 조성물을 또한 인간 또는 동물 섭취를 위한 약학 제품 또는 조성물 형태로 제제화할 수 있다. 본원에서 사용되는 "약학 제품 또는 조성물"이란 용어는 환자에게 적절하게 투여될 때 원하는 치료학적 효과를 유도할 수 있고, 증강된 이동, 전달, 내약성 등을 제공하기 위해 약학 제제에 일반적으로 혼입되는 생리학적으로 허용되는 담체, 희석제 및 다른 물질로부터 선택되는 하나 이상의 널리 공지된 물질과 에리쓰리톨 및 임의로 다른 활성 성분을 혼합함으로써 제제화되는 화학 제품 또는 조성물을 의미한다. 또한, 항산화제, 분산제, 유화제, 항료, 감미료, 착색제 및 보존제와 같은 화합물이 또한 약학 제품 또는 조성물 중에 포함될 수 있다.

본 발명의 약학 제품 또는 조성물의 적합한 형태로는 예를 들면 고체 형태, 예컨대 산제, 정제, 환제, 캡슐, 샤세제, 좌제 및 과립제, 및 액체 형태, 예컨대 액제, 시럽제, 현탁제 및 에멀션을 들 수 있다. 약학 제품 또는 조성물의 적절한 형태는 주로 투여 경로, 원하는 방출 프로파일 및 다른 인자, 예컨대 활성 물질 및 약학 부형제의 불상용성에 의해 지도된다. 약학 제제의 당업자는 일상적인 방식으로 공지된 물질 및 공정 매개변수를 참조하여 형태 및 제조 방법을 선택할 수 있을 것이다. 경구 투여의 경우, 예를 들면, 정제는 폴리올, 락테이트 및 옥수수 전분 및/또는 활택제(예: 스테아르산마그네슘)(이들로 제한되지는 않음)와 같은 담체를 포함할 수 있다. 추가로, 캡슐은 폴리올, 락테이트 및 건조 옥수수 전분(이들로 제한되지는 않음)을 비롯한 희석제를 포함할 수 있다. 더욱이, 수용액 또는 현탁액은 유화제 및 현탁제를 포함할 수 있다.

에리쓰리톨은 대략 50 그램 이하의 단일 용량 및 80 그램 이하의 1일 용량으로 매우 내약석인 것으로 알려져 있다. 이러한 내약성 수준으로 인해, 에리쓰리톨의 긍정적인 효과가 동물 또는 인간의 체중 1 킬로그램당 1 ㎎ 내지 2500 ㎎의 1일 용량의 넓은 범위에 걸쳐 확인되는 것으로 예상된다. 바람직한 용량으로는 체중 1 킬로그램당 2 ㎎ 내지 1000 ㎎을 들 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 에리쓰리톨 함유 제품 또는 조성물은 단위 용량 형태이다. 이러한 형태에서, 제품 또는 조성물을 적절한 분량의 에리쓰리톨을 포함하는 단위 용량으로 세분한다. 단위 용량의 에리쓰리톨의 분량은 10 ㎎ 내지 50,000 ㎎, 바람직하게는 1,000 ㎎ 내지 25,000 ㎎로 변할 수 있다. 이러한 수준의 용량은 특정 식품, 음료 또는 과자류 제품의 경구 섭취를 통해 성취하기 쉽게 된다. 예를 들면, 10% 에리쓰리톨을 포함하는 요거트 200 그램은 용이하게 20 그램 용량을 제공할 것이다. 에리쓰리톨을 포함하고 각각 0.5 내지 5 그램 범위인 작은 딱딱한 사탕 또는 정제를 제조할 수 있다. 음료는 통상적으로 0.5% 내지 20% 에리쓰리톨을 포함할 수 있고 편리하게 1 내지 40 그램의 단일 용량을 제공할 것이다.

특정 동물 또는 인간에 대한 특정한 1일 용량은 동물 또는 인간의 연령, 체중, 일반 건강, 성별 및 식이 및 투여 형태 및 시간을 비롯한 다양한 인자에 따라 변할 것이다. 적절한 용량 수준을 결정하는 고려사항은 당업자에게 널리 공지되어 있다.

본 발명에 따르면, 고혈압 및 이에 의해 야기되는 질환의 예방 또는 치료를 수행하는 데 필요한 바대로, 투여 시기 및 순서를 조절하는 임의의 투여 요법을 이용하고 반복할 수 있다. 추가로, 본 발명의 에리쓰리톨 함유 제품 또는 조성물을 하나 이상의 추가의 활성 물질과 병용 투여할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 본 발명의 제품 또는 조성물은 하나 이상의 추가의 활성 물질을 포함할 수 있다.

본 발명을 이제 실시예 방식으로 기재하지만, 본 발명에서 제한을 부여하는 것으로 해석되어서는 안 된다.

실시예 1

하기에서, 본 발명의 발명자들은 생체내 실험에 의해 내피 기능장애성 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 에리쓰리톨의 용도를 입증하였다. 이 생체내 실험에서, 일반 식음수 또는 에리쓰리톨 보충 물을 투여받은 정상 혈당 또는 당뇨병 랫트의 내피 의존 평활근 이완을 연구하였다. 더 구체적으로, 내피 기능에 미치는 에리쓰리톨의 효과를 흉대동맥(대동맥 고리)의 섹션을 이용하여 장기 욕 내에서 결정하였다. α-아드레날린성 수용체 효능제인 페닐에프린(PE)으로 자극함으로써 수축을 이끌었다. 후속적으로, 무스카린 수용체 효능제 카바콜(CAR)에 의해 농도-반응 곡선을 결정함으로써 내피 의존 이완을 분석하였다. 마지막으로, NO를 방출하고 이에 따라 내피 NO 생성을 우회하는 화합물인 나트륨 니트로프루시드(SNP)의 첨가에 의해 최대 이완을 유발하였다.

당뇨병 랫트에서 혈관이완제 카바콜에 반응하여 내피 의존 이완이 현저히 약화된다는 것이 발견되었다. 에리쓰리톨 투여는 정상 혈당 랫트의 이완 반응과 실질적으로 동일한 CAR에 대한 이완 반응을 발생시켰다.

따라서, 하기 섹션에 추가로 설명되어 있는 수행된 생체내 실험은 당뇨병을 앓고 있는 동물 또는 인간과 같은 만성적으로 상승된 혈중 포도당 수치를 갖는 동물 또는 인간에게 적합한 투여 방식 및 양으로 에리쓰리톨을 투여함으로써 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 새로운 치료학적 전략의 확인을 나타낸다.

실험 절차

매사추세츠주 대학의 동물에 대한 윤리 위원회(Ethics Committee)의 승인에 의해 수행된 이 생체내 연구에서 20 마리의 Wistar 랫트(10 마리의 수컷, 10 마리의 암컷, 200 내지 250 g 체중)를 사용하였다. Charles River Nederland BV에 의해 랫트를 제공하였고, 이 랫트를 표준 조건 하에 유지시켰고, 여기서 표준 식품(Ssniff Spezialdiaten GmbH, 독일 수스트) 및 산성화 음료를 임의로 제공하였다. 당뇨병을 Hasselbaink 등의 프로토콜에 따라 유도하였고, 이에 따르면 랫트를 할로탄으로 마취시키고 그 후 꼬리 정맥에서의 정맥 주사를 통해 시트르산 완충제(100 mM, pH 4.5) 중의 70 ㎎/㎏ 스트렙토조토신(STZ)으로 치료하였다. 대조군에는 시트르산 완충제만을 투여하였다. 7 일 후, 혈중 포도당을 혈당측정기(Lifescan BV, 네덜란드 마스트리히트)로 측정하였다.

이렇게 얻은 10 마리의 당뇨병 랫트를 2개의 군: 21 일 동안 (1) 일반 식음수를 투여받는 당뇨병 랫트(D 군, N=5) 및 (2) 에리쓰리톨 보충 물을 투여받는 당뇨병 랫트(DE 군, N=5)로 나눴다. 10 마리의 비당뇨병 랫트를 또한 2개의 군: 21 일 동안 (1) 일반 식음수를 투여받는 정상 혈당 랫트(N 군, N=5) 및 (2) 에리쓰리톨 보충 물을 투여받은 정상 혈당 랫트(NE 군, N=5)로 나눴다. 각각의 개별 랫트가 마신 용액의 양을 모니터링하고, 각각의 NE 및 DE 랫트 군이 매일 체중 1 ㎏당 1 g의 에리쓰리톨을 섭취하도록 확실히 하기 위해 에리쓰리톨 용액의 농도를 매일 재조정하였다. 다른 군(N 및 D)에 일반 식음수를 임의로 제공하였다. 랫트의 체중 및 혈중 포도당 수치를 매주 측정하였다.

3 주 후, 랫트를 CO₂/O₂로 희생시키고 혈액을 정맥 천자로 신속히 수집하였다. 그 후, 대동맥의 가슴 부분을 절제하고 즉시 Krebs-Ringer 완충제(118 mM NaCl, 4.4 mM KCl, 2.5 mM CaCl₂, 1.2 mM KH₂PO₄, 1.2 mM MgSO₄, 10 mM 포도당 및 25 mM NaHCO₃) 중에 위치시키고 그 후 과도한 지방 및 연결 조직을 제거하였다. 대략 4 ㎜ 길이의 고리를 절단하고, Krebs-Ringer 완충제가 충전된 20 ㎖ 장기 욕 내에서 스테인레스 강철 후크 사이에 탑재하고, 37℃에서 유지시키고, 95% O2∼5% CO₂로 버블링하였다.

등척력 변환기(Grass FT03)를 각각의 스트립에 부착하고, 그 후 안정시 긴장을 60 분 동안 1.0 g로 일정하게 재조정하였다. 조직 통합성을 페닐에프린(PE;10 μM) 및 카바콜(CAR; 100 μM)로 확인하고, 그 후 30 분 동안 세척 기간을 가졌다. 그 후, 대동맥 고리를 페닐에프린(10 μM)으로 준최대로 수축시켰다. 안정한 수축을 확립하였을 때, 카바콜 농도-반응 곡선(10 nM 내지 100 μM)를 기록하였다. 카바콜의 마지막 첨가 후 안정한 이완을 얻었을 때, 나트륨 니트로프루시드(SNP, 100 μM)를 장기 욕에 첨가하여 최대 이완을 유도하였다.

결과

스트렙토조토신(STZ) 치료 7 일 후 측정된 STZ 당뇨병 랫트의 혈중 포도당 수치가 대조군 랫트의 6.7±0.2 mM과 비교하여 25.0±1.4 mM으로 증가하였다. 페닐에프린(PE), 카바콜(CAR) 및 나트륨 니트로프루시드(SNP)에 대한 분리된 대동맥 고리의 반응을 측정함으로써 4개의 상이한 실험 군(N, NE, D 및 DE)의 내피 기능을 결정하였다. 결과가 표 1에 기재되어 있다.

표 1로부터 명확한 것처럼, 10 μM 페닐에프린은 모든 4개의 군으로부터의 대동맥 고리에서 동일한 수축을 발생시켰다. 그러나, 당뇨병 랫트(D 군)에서 혈관이완제 화합물 카바콜에 대한 반응은 현저히 약화되었다. 당뇨병 랫트로부터의 대동맥 고리의 전체 이완은 다른 군과 비교하여 더 작지 않았지만, NO 제공 화합물 SNP에 의해 더 큰 부분에 대해 유발되어야 했다. 이는 당뇨병 랫트에서 혈관 평활근의 이완제 역량이 영향을 받지 않는다는 것을 나타낸다. 비변경 전체 이완과 조합된 당뇨병 랫트에서의 카바콜에 대한 약화된 반응은 당뇨병 랫트의 내피가 손상되었고 이에 따라 최대 이완을 유도하기에 충분한 NO를 생성할 수 없다는 강한 증거를 제공한다.

놀랍게도, 에리쓰리톨을 섭취한 당뇨병 랫트(DE 군)에서, 내피는 온전하게 남아있고 카바콜에 대한 반응은 정상 혈당 랫트에서 관찰된 것과 동일하였다. 카바콜에 대한 이러한 비면역 부전 반응을 반영하는 것은, 에리쓰리톨 보충 당뇨병 랫트에서의 대동맥 분절의 전체 이완에 대해, 정상 혈당 랫트로부터의 대동맥 고리의 이완에서의 SNP의 기여와 유사한, 더 적은 SNP 기여이다.

게다가, 당뇨병 랫트(D), 정상 혈당 랫트(N) 및 에리쓰리톨 보충 정상 혈당 랫트(NE)의 카바콜 농도-반응 곡선이 도 1에 도시되어 있다. 도 1에서 볼 수 있는 것처럼, 에리쓰리톨 섭취는 정상 혈당 랫트에서의 농도-반응 곡선에 상당한 효과를 미치지 않았다. 반대로, 당뇨병 랫트(D)로부터의 대동맥 고리의 카바콜-반응 곡선은, 곡선이 오른쪽으로 이동하고 전체 이완이 감소하였다는 점에서, 정상 혈당 랫트(N) 및 에리쓰리톨 보충 정상 혈당 랫트(NE)로부터의 고리에 의해 얻은 곡선과 현저히 달랐다.

도 2에서, 당뇨병 랫트(D) 및 에리쓰리톨 섭취 당뇨병 랫트(DE)로부터의 카바콜 농도-반응 곡선이 제시되어 있다. DE 군의 랫트로부터의 대동맥 고리에서 카바콜에 대한 반응은 N 군 및 NE 군의 랫트의 대동맥 고리에서 발견된 것보다 높고 그것과 동일한 수준이었다. 이 결과는 에리쓰리톨이 당뇨병 랫트에서 내피 기능장애 발생을 방지하고 고혈압을 보호할 수 있다는 것을 보여준다.

실시예 2

이 제2 실시예에서, 본 발명은 실험실내 실험에서 적혈구의 용혈을 지연시키고 감소시키기 위한 에리쓰리톨의 용도를 입증하였다. 적혈구의 용혈을 지연시키고 감소시킴으로써, 용혈성 고혈압을 예방하거나, 감소하거나, 치료할 수 있다.

실험 절차

2,2'-아조비스-2-아미디노프로판 디하이드로클로라이드(AAPH) 유발 용혈에 미치는 에리쓰리톨의 효과를 Vosters & Neve에 따라 조사하였다. 적혈구 현탁액을 37℃에서 5 분 동안 에리쓰리톨(0∼50 mM)과 배양한 후, AAPH(50 mM)를 첨가하였다. 정기적인 시간 간격(0∼300 분)에서, 200 ㎕ 분취량을 취하고 2 ㎖ 0.9% NaCl 용액 중에 희석하였다. 헤모글로빈 결정을 위해 Hemoglobina TC^®(칼륨 헥소시아노퍼레이트(Ⅲ) 2.4 mM, 시안화칼륨 3 mM)로 샘플을 처리함으로써 용혈의 정도를 결정하였다. 혼합물의 흡광도를 540 nm에서 측정하였다. 200 ㎕ 분취량을 2 ㎖ 탈염수에 첨가함으로써 100% 용혈을 얻었다. (시험 샘플 중 용혈)-(100% 용혈) 비로부터 용혈의 백분율을 계산하였다. Window용 SigmaPlot 2001(SPSS Inc., Chicago, USA)로부터 3-매개변수 S자형 모델에 의해 데이터를 작도함으로써 각각의 농도에 대해 50% 용혈을 얻는 데 필요한 시간(t50)을 결정하였다.

결과

AAPH 유발 용혈에 미치는 에리쓰리톨(0∼50 mM)의 효과가 도 3에 도시되어 있다. 에리쓰리톨은 지체시간(용혈이 시작하기 전 걸리는 시간)의 농도 의존 증가를 발생시켰다. t50 또는 50% 용혈에 도달하는 데 걸리는 시간을 결정함으로써 지체시간을 정량화하였다. 에리쓰리톨은 용혈을 농도 의존 방식으로 억제하였고, 이로써 막 보호 특성을 입증하였다.

실시예 3

망간 슈퍼옥사이드 디스무타제 발현

에리쓰리톨에 대한 내피 세포의 노출은 망간 슈퍼옥사이드 디스무타제(SOD2) 전사를 증가시켰다(도 4). 배양된 인간 탯줄 정맥 내피 세포(CRL-1730, ATCC로부터 구입 가능)를 표준 조건 하에 에리쓰리톨(5 mM, 24 시간)과 배양하였다. 에리쓰리톨에 대한 노출은 qPCR에 의해 결정된 SOD2 발현의 9.4 배 증가를 유도 또는 자극하였다(도 4).

유전자 발현 분석

항온처리 후, RNA를 제조업자의 프로토콜에 따라 Qizaol 현탁 세포로부터 분리하고 나노액적을 이용하여 정량하였다. iScript^TM cDNA 합성 키트를 사용하여 cDNA로 역전사된 전체 RNA 중 500 ng을 사용하여 역전사 반응을 수행하였다. 다음에, Sensimix^TMPlus SYBR 및 플루오레세인, 5 ㎕ 희석(10배) cDNA 및 0.3 μM 프라이머를 25 ㎕의 전체 용적으로 사용하여 BioRad MyiQ iCyclerr Single Color RT-PCR 검출 시스템으로 실시간 PCR을 수행하였다. 다음과 같이 PCR을 수행하였다: 95℃에서 3 분 동안 변성, 그 후 15 초 동안 95℃ 및 45 초 동안 60℃의 40회 사이클. PCR 후, 생성물 확인 및 순도를 위해 용융 곡선(60∼95℃)을 생성하였다. β-액틴이 내부 대조군으로서 포함되었다. 프라이머 서열이 표 2에 도시되어 있다. 데이터를 MyIQ 소프트웨어 시스템(Biorad)을 사용하여 분석하고 2^{ㅿㅿ Ct} 방법을 이용하여 상대 유전자 발현(배수 변화)으로서 표현하였다.

Claims (10)

1. SOD2 발현을 자극하기 위한 제품 또는 조성물의 제조를 위한 에리쓰리톨의 용도.
2. 내피 기능장애 또는 용혈의 예방 또는 치료를 위한 제품 또는 조성물의 제조를 위한 에리쓰리톨의 용도.
3. 고혈압의 예방 또는 치료를 위한 제품 또는 조성물의 제조를 위한 에리쓰리톨의 용도.
4. 제3항에 있어서, 예방 또는 치료되는 고혈압은 내피 기능장애성 고혈압인 용도.
5. 제3항에 있어서, 예방 또는 치료되는 고혈압은 용혈성 고혈압인 용도.
6. 제2항에 있어서, 내피 기능장애는 고혈당증, 당뇨병, 대사 증후군, 심혈관 질환, 비만, 죽상동맥경화증 또는 염증과 관련되는 것인 용도.
7. 제2항에 있어서, 용혈은 관상 동맥 질환, 만성 심부전, 말초 동맥 질환, 죽상동맥경화증, 당뇨병, 대사 증후군, 비만, 염증 및 만성 신부전과 관련되는 것인 용도.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 제품 또는 조성물은 경구 투여되는 것인 용도.
9. 제8항에 있어서, 제품 또는 조성물은 음료 또는 식품인 용도.
10. 제8항에 있어서, 제품 또는 조성물은 약학 제품 또는 조성물인 용도.

Images