KR20120107742A - Composition having effect on prevention and treatment of dry eye syndrome - Google Patents

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김재찬
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Abstract

PURPOSE: A composition containing chitin-derived carboxymethyl chitosan is provided to suppress inflammation and apoptosis after xeroma and to promote goblet cell regeneration. CONSTITUTION: A composition for preventing and treating xeroma contaisn carboxymethyl chitosan(CMC) as an active ingredient. The CMC is a polysaccharide derived from chitin. The composition enhances the thickness of the conjunctiva and cornea and reduces the number of inflammatory cells. A pharmaceutical composition for preventing and treating xeroma contains the composition containing CMC. A composition is a topical application formulation such as eye drops, ointment, gel, or lotion.

Description

안구건조증 예방 및 치료용 조성물 {Composition having effect on prevention and treatment of Dry Eye Syndrome}Composition having effect on prevention and treatment of Dry Eye Syndrome}

본 발명은 안구건조증 예방 및 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 키틴에서 유래된 카복시메틸 키토산을 유효성분으로 함유하는 안구건조증 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for preventing and treating dry eye syndrome, and more particularly, to a composition for preventing and treating dry eye syndrome containing carboxymethyl chitosan derived from chitin as an active ingredient.

안구건조증(Dry eye syndrome)은 일반적으로 유행하는 각결막(ocular surface) 질환이다. 미국에서는 50세 이상의 인구 중 약 500 만명이 중증 건성안을 갖고 있는 것으로 평가되고 있다 [Schaumberg et al., Prevalence of dry eye syndrome among US women. Am J Ophthalmol 2003; 136(2): 318-326]. 상하안검 사이(interpalpebral)의 각결막(ocular surface)이 손상되어 유발되며, 안구가 불편해지는 증상과 관련이 있다. 국립 안과 연구소(national eye institute; NEI)/산업 워크샵(Industry Workshop)은 건성안 상태를 수성 결핍(aqueous deficient) 및 지질 결핍(evaporative; lipid deficient)의 두 가지로 분류 하였다 [Lemp MA., Report of the National Eye Institute/Industry workshop on clinical trials in dry eyes. CLAO J 1995; 21: 221232]. 안구의 눈물막(tear film)은 단백질층(innermost protein layer), 수성층(intermediate aqueous layer) 및 지질층(outer lipid layer)의 세 층의 구조로 구성되어 있다고 생각되며 [Holly FJ and Lemp MA., Tear physiology and dry eyes. Surv Ophthalmol. 1977; 22: 6987], 실제로 눈물막 내에서 구성 성분의 변화는 각결막을 건조하게 하는 안구건조증을 발생시킬 수 있다. 안구건조증은 악화 인자(exacerbating factor)의 회피, 눈꺼풀 위생(eyelid hygiene), 눈물 보충(tear supplementation), 분비 촉진(secretagogues), 눈물점 마개(punctual plug), 항-염증제(anti-inflammatory agent), 안구건조증 환자용 특수 안경(moisture chamber) 및 침샘 자가이식(salivary gland autotransplantation)과 같은 환경적인 관리를 포함하는 비약물학적(nonpharmacologic) 치료 및 약물학적(pharmacologic) 치료로 관리할 수 있다 [Behrens et al., Dysfunctional tear syndrome study group. Dysfunctional tear syndrome: a Delphi approach to treatment recommendations. Cornea 2006; 25(8): 900-907]. 상기와 같이 이용가능한 사항들이 많음에도 불구하고, 현재 안구건조증을 위한 이상적인 치료는 없다.Dry eye syndrome is a commonly encountered ocular surface disease. In the United States, about 5 million people over the age of 50 are estimated to have severe dry eyes [Schaumberg et al., Prevalence of dry eye syndrome among US women. Am J Ophthalmol 2003; 136 (2): 318-326. It is caused by damage to the ocular surface between the upper and lower eyelids and is associated with symptoms of eye discomfort. The National Eye Institute (NEI) / Industry Workshop classified dry eye conditions into two categories: aqueous deficient and evaporative (lipid deficient) [Lemp MA., Report of the National Eye Institute / Industry workshop on clinical trials in dry eyes. CLAO J 1995; 21: 221232. The tear film of the eye is thought to be composed of three layers: the innermost protein layer, the intermediate aqueous layer, and the outer lipid layer [Holly FJ and Lemp MA., Tear]. physiology and dry eyes. Surv Ophthalmol . 1977; 22: 6987], in fact, changes in the constituents within the tear film can lead to dry eye syndrome that causes the cornea to dry out. Dry eye syndrome can be used to avoid exacerbating factors, eyelid hygiene, tear supplementation, secretagogues, punctual plugs, anti-inflammatory agents, Non-pharmacologic and pharmacologic treatments, including environmental management such as moisture chambers and salivary gland autotransplantation for dry eye patients, can be administered [Behrens et al. , Dysfunctional tear syndrome study group. Dysfunctional tear syndrome: a Delphi approach to treatment recommendations. Cornea 2006; 25 (8): 900-907. Despite the many available items above, there is currently no ideal treatment for dry eye syndrome.

한편, 심한 안구건조증 또는 건성 각결막염(keratoconjunctivitis sicca; KCS)에 대해 신뢰할 수 있는 실험 모델을 개발하기 위해 많은 노력과 자원을 소진해 왔다. 이에, 동물 모델로서는 일부 성공을 이뤘지만, 인간 조건(human condition)의 안정적인 만성 모델은 아직 보고된 바가 없다 [Barabino S and Dana MR., Animal models of dry eye: a critical assessment of opportunities and limitations. Invest Ophthalmol Vis Sci 2004; 45: 16411646, Dursun et al., A mouse model of keratoconjunctivitis sicca. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43: 632638]. 또한 현재 이용가능한 모델은 질병의 짧은 기간, 관련된 전신 부작용, 수술의 어려움 및 KCS의 불완전한 발달과 같은 문제점이 있다 [Suwan-apichon et al., Botulinum toxin B-induced mouse model of keratoconjunctivitis sicca. Invest Ophthalmol Vis Sci 2006; 47(1): 133-9].On the other hand, much effort and resources have been spent to develop reliable experimental models for severe dry eye or keratoconjunctivitis sicca (KCS). Thus, although some success has been achieved with animal models, no stable chronic models of human conditions have been reported [Barabino S and Dana MR., Animal models of dry eye: a critical assessment of opportunities and limitations. Invest Ophthalmol Vis Sci 2004; 45: 16411646, Dursun et al., A mouse model of keratoconjunctivitis sicca. Invest Ophthalmol Vis Sci 2002; 43: 632638. The currently available models also have problems such as short duration of disease, related systemic side effects, difficulty in surgery and incomplete development of KCS [Suwan-apichon et al., Botulinum toxin B-induced mouse model of keratoconjunctivitis sicca. Invest Ophthalmol Vis Sci 2006; 47 (1): 133-9].

방부제(preservative)는 안과 용제(ophthalmic preparation)의 중요한 구성 요소로서, 항균 활성(antimicrobial activity)을 제공하고 활성 약물의 분해를 보호한다. 그러나, 장기간 사용시 방부제의 세포 독성 효과가 현저하게 나타난다. 녹내장(glaucoma) 및 각결막(ocular surface) 질환을 위한 안과 용제에서 가장 일반적인 방부제는 benzalkonium chloride(BAC)이며, 국소 multidose 액제에서 0.01%(range, 0.004 ~ 0.02 %)의 농도로 사용되고 있다. BAC는 제4급 암모늄 화합물이며, 눈물막의 건조 촉진, 기존 건성안의 악화 및 각막(cornea)과 결막(conjunctiva)을 침범하는 것으로 알려져 있다. 또한 역학 자료(epidemiologic data)에서는 건성안의 증상 및 징후는 BAC-보존된 약물을 사용하였을 때 더욱 유행된다고 나타났다 [Xiong et al., A rabbit dry eye model induced by topical medication of a preservative benzalkonium chloride. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008; 49(5): 1850-6].Preservatives are an important component of ophthalmic preparations, providing antimicrobial activity and protecting the degradation of active drugs. However, the cytotoxic effect of the preservatives is prominent with prolonged use. The most common preservative in ophthalmic solvents for glaucoma and ocular surface diseases is benzalkonium chloride (BAC), which is used at a concentration of 0.01% (range, 0.004 to 0.02%) in topical multidose solutions. BAC is a quaternary ammonium compound and is known to accelerate the drying of the tear film, exacerbation of existing dry eye, and invasion of the cornea and conjunctiva. Epidemiologic data also showed that dry eye symptoms and signs were more prevalent when BAC-preserved drugs were used [Xiong et al., A rabbit dry eye model induced by topical medication of a preservative benzalkonium chloride. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008; 49 (5): 1850-6].

카복시메틸 키토산(carboxymethyl chitosan; CMC)은 키틴(chitin)으로부터 유래된 폴리사카라이드(polysaccharide)이며, 각막 간질성(corneal stromal) 세포외 기질(extracellular matrix)의 주요 성분인 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycan)과 구조적으로 유사한 특성을 갖는다. CMC는 생물학적 접착(bioadhesion), 낮은 독성(low toxicity), 항산화(antioxidant) 및 우수한 생체적합성(biocompatibility)과 같은 많은 유리한 생물학적 특성을 보인다. 또한 물리 화학적 특성도 갖으며, 이는 안구 약물전달 매개물의 제조를 위한 독특한 소재로 만들 수 있다. CMC를 기초로한 안과 제제는 각막 이전에서 약물의 보존 기간을 상당히 증가시켰으며, 또한 CMC를 낮은 농도로 국소 적용할 경우에도 항균성 및 항진균성 효과를 보였다 [Hongyok et al., Effect of chitosan-N-acetylcysteine conjugate in a mouse model of botulinum toxin B-induced dry eye. Arch Ophthalmol 2009; 127(4): 525-32].Carboxymethyl chitosan (CMC) is a polysaccharide derived from chitin and is glycosaminoglycan, a major component of the corneal stromal extracellular matrix. Structurally similar to). CMC exhibits many advantageous biological properties such as bioadhesion, low toxicity, antioxidant and good biocompatibility. It also has physicochemical properties, which can make it a unique material for the manufacture of ocular drug delivery mediators. Ophthalmic preparations based on CMC significantly increased the shelf life of the drug prior to the cornea and showed antimicrobial and antifungal effects even when topically applying CMC at low concentrations [Hongyok et al., Effect of chitosan-N]. -acetylcysteine conjugate in a mouse model of botulinum toxin B-induced dry eye. Arch Ophthalmol 2009; 127 (4): 525-32].

이에, 본 발명자들은 상기 종래기술들의 문제점들을 극복하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 카복시메틸 키토산(CMC)를 함유하는 조성물을 안구건조증 동물 모델에 국소 투여하는 경우, 각막 및 결막의 상피 세포 두께를 증가시키고, 염증 및 세포자멸사(apoptosis) 반응에 양성인 세포의 수를 감소시키며, 눈물량을 정상 범위로 회복시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
Accordingly, the present inventors have made diligent research efforts to overcome the problems of the prior arts. As a result, when topically administering a composition containing carboxymethyl chitosan (CMC) to the dry eye animal model, the epithelial cell thickness of the cornea and conjunctiva is increased. To reduce the number of cells positive for inflammatory and apoptosis responses, it was confirmed that the tear amount can be restored to the normal range, the present invention was completed.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 안구건조증 예방 및 치료 효과를 갖는 카복시메틸 키토산(CMC)를 유효성분으로 함유하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물을 제공하는데 있다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a composition for treating and preventing dry eye syndrome containing carboxymethyl chitosan (CMC) as an active ingredient having a dry eye preventive and therapeutic effect.

본 발명의 다른 목적은 상기 조성물을 함유하는 안구건조증 치료 및 예방용 약제학적 조성물을 제공하는데 있다.
Another object of the present invention to provide a pharmaceutical composition for treating and preventing dry eye syndrome containing the composition.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 카복시메틸 키토산(carboxymethyl chitosan; CMC)을 유효성분으로 함유하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a composition for treating and preventing dry eye syndrome containing carboxymethyl chitosan (CMC) as an active ingredient.

상기 용어 “안구건조증(건성안)”은 눈물량 감소ㆍ결핍 또는 과다한 증발에 의해 상하안검 사이(interpalpebral)의 각결막(ocular surface)에 손상(염증 포함)을 유발하고 눈의 불편감을 나타내는 눈물막의 장애를 의미한다 [The definition and classification of dry eye disease: report of the Definition and Classification Subcommittee of the International Dry Eye WorkShop (2007). Ocul Surf. 2007 Apr;5(2):75-92. Review].The term “dry eye” (dry eye) is a disorder of the tear film that causes damage (including inflammation) to the ocular surface of the interpalpebral by the reduction or lack of tears or excessive evaporation. The definition and classification of dry eye disease: report of the Definition and Classification Subcommittee of the International Dry Eye WorkShop (2007). Ocul Surf . 2007 Apr; 5 (2): 75-92. Review].

본 발명의 조성물에 있어서, 상기 카복시메틸 키토산(CMC)은 키틴(chitin)으로부터 유래된 폴리사카라이드(polysaccharide)인 것을 특징으로 한다.In the composition of the present invention, the carboxymethyl chitosan (CMC) is characterized in that the polysaccharide (polysaccharide) derived from chitin (chitin).

상기 CMC는 세포외 기질의 주요 성분인 글리코사미노글리칸(glycosaminoglycan)과 구조적으로 유사한 특성을 갖으며, 생물학적 접착(bioadhesion), 낮은 독성(low toxicity), 항산화(antioxidant) 및 우수한 생체적합성(biocompatibility)과 같은 많은 유리한 생물학적 특성으로 인해 안구 약물전달 매개물의 소재로서 이용될 수 있다.The CMC is structurally similar to glycosaminoglycan, which is a major component of the extracellular matrix, and has bioadhesion, low toxicity, antioxidant, and good biocompatibility. Many advantageous biological properties, such as), can be used as a material for ocular drug delivery mediators.

본 발명의 상기 CMC를 유효성분으로 함유하는 조성물은 각막 및 결막의 상피 두께를 증가시키고, 염증 세포의 수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.The composition containing the CMC of the present invention as an active ingredient is characterized by increasing the epithelial thickness of the cornea and conjunctiva, and reducing the number of inflammatory cells.

본 발명의 구체적인 실시예에서는, 안구건조증을 유발시킨 시험 동물에 본 발명의 CMC 조성물을 국소 투여하는 경우 각막 및 결막의 상피 두께를 유의적으로 증가시키는 것을 확인하였으며, 염증 세포의 수도 대조군에 비해 감소되는 것을 확인하였다. 뿐만 아니라 상기 CMC 조성물의 효과는 시판중인 히알산(HA) 용액에 비해 더 효과적임을 확인하였다 (실시예 2 및 도 4, 5 참조).In a specific embodiment of the present invention, the topical administration of the CMC composition of the present invention to the test animal causing dry eye was confirmed to significantly increase the epithelial thickness of the cornea and conjunctiva, the number of inflammatory cells was reduced compared to the control group. It confirmed that it became. In addition, the effect of the CMC composition was confirmed to be more effective than the commercially available hyalic acid (HA) solution (see Example 2 and FIGS. 4 and 5).

본 발명의 조성물은 각막 및 결막 상피 세포에서 세포자멸사에 관련되는 caspase-3- 및 PARP 양성 세포수를 감소시키고, 각막 기질 및 결막 점막에서 염증성 사이토카인인 TNF-α 양성 세포수를 감소시키는 것을 특징으로 한다.The composition of the present invention is characterized by reducing the number of caspase-3- and PARP positive cells involved in apoptosis in corneal and conjunctival epithelial cells and reducing the number of inflammatory cytokines, TNF-α positive cells in corneal stroma and conjunctival mucosa. It is done.

구체적인 실시예를 통해, 본 발명에 따른 CMC 조성물이 안구건조증 유발된 시험 동물에서 각막 및 결막 상피 세포의 caspase-3 및 PARP 양성 세포의 수를 감소시키고, 또한 각막 기질 및 결막 점막에서 TNF-α 양성 세포의 수도 감소시키는 것을 확인하였다 (실시예 2 및 도 6 ~ 8 참조).Through specific examples, the CMC composition according to the present invention reduces the number of caspase-3 and PARP positive cells of corneal and conjunctival epithelial cells in dry eye induced test animals, and also TNF-α positive in corneal stroma and conjunctival mucosa. It was confirmed that the number of cells was also reduced (see Example 2 and FIGS. 6 to 8).

세포가 손상을 받아 생기는 세포자멸사(apoptosis)의 과정에서 나타나는 변화들 중 caspase-3의 발현 및 PARP의 발현의 증가가 관찰된다. 이에, BAC를 각결막에 처치하는 경우 세포자멸사가 발생하는 것을 알 수 있으며, 이러한 세포자멸사 과정의 한부분에서 나타나는 caspase-3와 PARP 양성 세포의 수가 본 발명의 CMC 조성물을 처리하는 경우 감소되는 것을 확인하였다. 따라서 본 발명의 CMC 조성물은 세포 손상시 나타나는 세포자멸사에 대한 보호 효과 또는 감소 효과를 가지고 있음을 알 수 있다. 또한 BAC를 각결막에 처치했을 때 염증의 발생이 연관되는지를 알아보기 위해 대표적인 염증성 사이토카인인 TNF-α 면역 염색을 실시한 결과, BAC 처치에 의해 안구건조증을 유발시켰을 때 TNF-α 양성 세포수가 관찰되었으며, 여기에 본 발명의 CMC 조성물을 처리하는 경우 그 수가 감소되었다. 따라서 본 발명의 CMC 조성물은 BAC에 의한 조직의 손상이나 유발된 염증 반응을 감소시킴을 알 수 있다.An increase in caspase-3 expression and PARP expression is observed among the changes that occur in the process of apoptosis caused by cell damage. Therefore, it can be seen that apoptosis occurs when BAC is treated in the conjunctiva, and the number of caspase-3 and PARP positive cells that appear in one part of the apoptosis process is decreased when the CMC composition of the present invention is treated. Confirmed. Therefore, it can be seen that the CMC composition of the present invention has a protective effect or a reducing effect on apoptosis that appears upon cell damage. In addition, TNF-α immunostaining, a representative inflammatory cytokine, was performed to determine whether inflammation occurred when BAC was applied to the conjunctiva, and TNF-α-positive cell counts were observed when dry eye syndrome was induced by BAC treatment. And the number was reduced when treating the CMC composition of the present invention. Therefore, it can be seen that the CMC composition of the present invention reduces tissue damage or induced inflammatory response by BAC.

상기 “각막 상피(corneal epithelium)”는 각막의 최상층을 구성하며, 5 내지 6의 세포층으로 이루어져 있는 조직을 의미한다. 각막 상피를 구성하는 세포는 주변부의 줄기세포로부터 기저 세포(base cell)가 생성되어 중심부로 이동한 후 5-7일 후에 탈리된다.The "corneal epithelium" refers to a tissue consisting of 5 to 6 cell layers that constitute the top layer of the cornea. The cells constituting the corneal epithelium are detached 5-7 days after the base cell is formed from the stem cells of the periphery and moves to the center.

상기 “결막 상피(conjunctiva epithelium)”는 결막의 최상층을 구성하는 세포로서 결막 상피에는 점막(mucin)을 분비하는 술잔 세포(goblet cell)가 존재한다. 상기 결막 상피내 술잔 세포에서 분비하는 점액 성분은 눈물층의 세가지 성분 중 단백질 층을 구성하여 각막이 건조해지지 않게 하는 중요한 역할을 한다.The "conjunctiva epithelium" is a cell constituting the uppermost layer of the conjunctiva, the goblet cells secreting mucin (mucin) is present in the conjunctival epithelium. The mucous component secreted from the goblet cells in the conjunctival epithelium constitutes a protein layer of the three components of the tear layer to play an important role in preventing the cornea from drying out.

상기와 같이 정상적으로 눈물의 분비가 증가되고, 각막 및 결막의 기능이 정상적으로 회복되면 안구건조증을 치료할 수 있음은 이미 공지되어 있으므로 [Nakamura et al., Protective effect of D-beta-hydroxybutyrate on corneal epithelia in dry eye conditions through suppression of apoptosis. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2003 Nov;44(11):4682-8. PubMed PMID: 14578386.; Aragona et al., Long term treatment with sodium hyaluronate-containing artificial tears reduces ocular surface damage in patients with dry eye. Br J Ophthalmol. 2002 Feb;86(2):181-4. PubMed PMID: 11815344., PubMed Central PMCID: PMC1771021], 본 발명의 CMC 조성물은 안구건조증을 치료 및 예방하는 데에 사용될 수 있을 것이다.
As described above, it is known that dry eye can be treated if tear secretion is normally increased and cornea and conjunctiva function normally. [Nakamura et al., Protective effect of D-beta-hydroxybutyrate on corneal epithelia in dry eye conditions through suppression of apoptosis. Invest Ophthalmol Vis Sci . 2003 Nov; 44 (11): 4682-8. PubMed PMID: 14578386 .; Aragona et al., Long term treatment with sodium hyaluronate-containing artificial tears reduces ocular surface damage in patients with dry eye. Br J Ophthalmol . 2002 Feb; 86 (2): 181-4. PubMed PMID: 11815344., PubMed Central PMCID: PMC1771021], CMC compositions of the invention may be used to treat and prevent dry eye syndrome.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 상기 카복시메틸 키토산(CMC)을 유효성분으로 함유하는 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 안구건조증 치료 및 예방용 약제학적 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating and preventing dry eye syndrome, comprising a composition containing the carboxymethyl chitosan (CMC) as an active ingredient.

본 발명의 상기 약제학적 조성물은 국소 적용(topical application) 제형인 것을 특징으로 한다.The pharmaceutical composition of the present invention is characterized in that it is a topical application formulation.

본 발명의 약제학적 조성물은 상기 유효성분인 카복시메틸 키토산(CMC) 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함한다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.The pharmaceutical composition of the present invention includes a pharmaceutically acceptable carrier in addition to the carboxymethyl chitosan (CMC), the active ingredient. Pharmaceutically acceptable carriers included in the pharmaceutical compositions of the present invention are those commonly used in the preparation, such as lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, Calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like It doesn't happen. In addition to the above components, the pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a humectant, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifier, a suspending agent, a preservative, and the like. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 질병 증상의 정도, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하며, 보통으로 숙련된 의사는 목적하는 치료에 효과적인 투여량을 용이하게 결정 및 처방할 수 있다. 한편, 본 발명의 약제학적 조성물의 투여량은 바람직하게는 1일 당 0.001-2000 mg/kg(체중)이다.Suitable dosages of the pharmaceutical compositions of the invention vary depending on factors such as the formulation method, mode of administration, age, weight, sex of the patient, degree of disease symptom, food, time of administration, route of administration, rate of excretion and response to reaction. In general, the skilled practitioner can readily determine and prescribe a dosage effective for the desired treatment. On the other hand, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is preferably 0.001-2000 mg / kg body weight per day.

본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있고, 비경구로 투여되는 경우, 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여 등으로 투여할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물은 적용되는 질환의 종류에 따라, 투여경로가 결정되는 것이 바람직하다. 본 발명의 약제학적 조성물에서 유효성분인 카복시메틸 키토산(CMC)은 체내에서 용이하게 분해되므로, 상기 조성물은 상피에 직접적으로 투여될 수 있는 국소 적용(topical application)의 투여방식이 바람직하다.The pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally, and when administered parenterally, may be administered by intravenous infusion, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, transdermal administration, or the like. It is preferable that the route of administration of the pharmaceutical composition of the present invention is determined according to the type of the disease to be applied. Since carboxymethyl chitosan (CMC), an active ingredient in the pharmaceutical composition of the present invention, is easily degraded in the body, a topical application mode of administration in which the composition can be directly administered to the epithelium is preferred.

본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.The pharmaceutical compositions of the present invention may be prepared in unit dosage form by formulating with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to methods which can be easily carried out by those skilled in the art. Or may be prepared by incorporation into a multi-dose container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

본 발명의 약제학적 조성물에 있어서, 상기 국소 적용(topical application) 제형은 점안제, 크림제, 연고제, 겔제, 또는 로션제인 것을 특징으로 한다.
In the pharmaceutical composition of the present invention, the topical application formulation is an eye drop, cream, ointment, gel, or lotion.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 안구건조증 예방 및 치료 물질의 스크리닝 방법을 제공한다:According to one aspect of the invention, the invention provides a method for screening dry eye prophylaxis and treatment material comprising the following steps:

a) 시험 동물에 임의의 약제를 국소 적용하는 단계; 및a) topically applying any agent to the test animal; And

b) 상기 임의의 약제를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 각막 상피 및 결막 상피에서 caspase-3 및 PARP 양성 세포 수가 감소되는지 또는 각막 기질 및 결막 점막에서 TNF-α 양성 세포 수가 감소되는지 여부를 결정하는 단계, 여기서 상기 세포의 수가 감소되면 안구건조증 예방 및 치료 물질로 동정한다.b) determining whether caspase-3 and PARP positive cell numbers in corneal epithelial and conjunctival epithelium are reduced or TNF-α positive cell numbers in corneal stroma and conjunctival mucosa compared to control without any of the above agents. When the number of cells is reduced, it is identified as a material for preventing and treating dry eye syndrome.

보다 바람직하게는, 상기 세포 감소 이외에도 감소한 눈물량의 회복, 각막 손상시 나타나는 플루오레세인, 로즈뱅갈 염색 부위의 감소 여부를 결정하는 것을 더 포함할 수 있다.
More preferably, in addition to the reduction of the cells may further include determining whether to reduce the amount of tear reduction, fluorescein, rose bangal staining site that appears upon corneal injury.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 CMC를 함유하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물은 기존의 시판용 히알산 용액과 비교하여 안구건조증에 대한 치료효과가 우수하다. 보다 구체적으로, 안구건조증을 유발시킨 시험 동물에 본 발명의 CMC 조성물을 처리하는 경우, 안구건조증 유발 후 나타나는 염증 반응 및 세포자멸 반응을 억제하였으며, 각막과 결막의 손상된 상피 세포의 회복을 촉진시켰을 뿐만 아니라, 결막의 점액을 분비하는 술잔 세포(goblet cell)의 재생을 촉진하였다. 또한 안구건조증에 의해 감소된 눈물량을 정상 범위의 눈물량으로 회복시키는 결과를 나타내었다. 따라서, 시판용인 히알산 용액과 비교하여 그 효과가 전혀 뒤떨어지지 않으며, 다소 우수한 생체 효과를 나타내는 카복시메틸 키토산의 건성안 점안 치료제로서의 가능성 매우 높다고 사료된다. 그러므로, 본 발명에 따른 카복시메틸 키토산 조성물을 이용한 안구건조증 치료제가 상품화에 성공한다면, 전 세계 안구건조증 치료제 수요에 의해 국내 경제 활성화 및 관련 제약 산업의 성장이 예상되며, 안구건조에 의해 발병되는 여러 안질환 및 시력저하에 의해 파급되는 경제적 손실을 방지하고, 궁극적으로 인간의 편안한 생활 유지에 기여할 것으로 사료된다.
As described above, according to the present invention, the composition for treating and preventing dry eye syndrome containing CMC has an excellent therapeutic effect against dry eye compared to conventional commercial hyalic acid solutions. More specifically, when the CMC composition of the present invention was treated in a test animal that caused dry eye syndrome, it inhibited the inflammatory and apoptotic reactions occurring after dry eye induction, and promoted recovery of damaged epithelial cells of the cornea and conjunctiva. Rather, it promoted the regeneration of goblet cells that secrete the mucus of the conjunctiva. In addition, the tear volume reduced by dry eye syndrome was restored to the normal tear range. Therefore, compared with the commercially available hyalic acid solution, the effect is not inferior at all, and it is considered that carboxymethyl chitosan, which shows a somewhat superior biological effect, is very likely as a therapeutic agent for dry eye drops. Therefore, if the dry eye treatment using the carboxymethyl chitosan composition according to the present invention is successfully commercialized, domestic economic activation and related pharmaceutical industry growth is expected by the demand for dry eye treatment worldwide, and various eye diseases caused by dry eye are expected. It is expected to prevent economic loss caused by disease and decreased vision and ultimately contribute to maintaining a comfortable life of human.

도 1은 안구건조증 동물 모델 그룹들의 STT 변화를 측정한 결과이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리, HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리, CMC 그룹; 0.5% CMC 처리 (*(p<0.05), **(p<0.001)는 대조군과 유의한 차이를 나타냄을 의미한다).
도 2는 안구건조증 동물 모델 그룹들의 플루오레세인 값(fluorescein score) 변화를 측정한 결과이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리, HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리, CMC 그룹; 0.5% CMC 처리 (**(p<0.001)는 대조군과 유의한 차이를 나타냄을 의미한다).
도 3은 안구건조증 동물 모델 그룹들의 로즈 벵갈 값(Rose bengal score) 변화를 측정한 결과이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리, HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리, CMC 그룹; 0.5% CMC 처리 (**(p<0.001)는 대조군과 유의한 차이를 나타냄을 의미한다).
도 4는 안구건조증 동물 모델 그룹들의 조직병리학 테스트 결과(각막)를 나타낸 것이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리(A ~ C), HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리(D ~ F), CMC 그룹; 0.5% CMC 처리(G ~ I) (Scale bars = 80 μm, Dot arrow는 측정된 상피 두께를 나타낸 것이며, arrow는 측정된 전체 각막 두께를 나타낸 것이다).
도 5는 안구건조증 동물 모델 그룹들의 조직병리학 테스트 결과(결막)를 나타낸 것이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리(A ~ C), HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리(D ~ F), CMC 그룹; 0.5% CMC 처리(G ~ I) (Scale bars = 80 μm, arrow는 측정된 상피 두께를 나타낸 것이다).
도 6은 안구건조증 동물 모델 그룹들의 면역조직병리학 테스트 결과를 나타낸 것으로, 각막 및 결막 상피 세포에서 검출된 caspase-3 양성 세포 수의 변화를 나타낸 것이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리(A 및 B), HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리(C 및 D), CMC 그룹; 0.5% CMC 처리(E 및 F) (Scale bars = 80 μm).
도 7은 안구건조증 동물 모델 그룹들의 면역조직병리학 테스트 결과를 나타낸 것으로, 각막 및 결막 상피 세포에서 검출된 PARP 양성 세포 수의 변화를 나타낸 것이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리(A 및 B), HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리(C 및 D), CMC 그룹; 0.5% CMC 처리(E 및 F) (Scale bars = 80 μm).
도 8은 안구건조증 동물 모델 그룹들의 면역조직병리학 테스트 결과를 나타낸 것으로, 각막 기질(cornea stroma) 및 결막 점막(conjunctiva lamina propria)에서 검출된 TNF-α양성세포 수의 변화를 나타낸 것이다: 대조군(control); 멸균 증류수 처리(A 및 B), HA 그룹; 0.1% sodium hyaluronate 처리(C 및 D), CMC 그룹; 0.5% CMC 처리(E 및 F) (Scale bars = 80 μm).
Figure 1 shows the results of measuring the STT change in dry eye animal model groups: control; Sterile distilled water treatment, HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment, CMC group; 0.5% CMC treatment (* (p <0.05), ** (p <0.001) means significant difference from control).
Figure 2 is the result of measuring the change in the fluorescein score (fluorescein score) of dry eye animal model groups: control; Sterile distilled water treatment, HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment, CMC group; 0.5% CMC treatment (** (p <0.001) means significant difference from control).
Figure 3 is the result of measuring the change in Rose bengal score of dry eye animal model groups: control; Sterile distilled water treatment, HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment, CMC group; 0.5% CMC treatment (** (p <0.001) means significant difference from control).
4 shows histopathological test results (corneas) of dry eye animal model groups: control; Sterile distilled water treatment (A-C), HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment (D-F), CMC group; 0.5% CMC treatment (G to I) (Scale bars = 80 μm, Dot arrow represents measured epithelial thickness, arrow represents measured total corneal thickness).
Figure 5 shows histopathology test results (conjunctival) of dry eye animal model groups: control; Sterile distilled water treatment (A-C), HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment (D-F), CMC group; 0.5% CMC treatment (G to I) (Scale bars = 80 μm, arrow indicates measured epithelial thickness).
Figure 6 shows the immunohistopathology test results of dry eye animal model groups, showing the change in the number of caspase-3 positive cells detected in corneal and conjunctival epithelial cells: control; Sterile distilled water treatment (A and B), HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment (C and D), CMC group; 0.5% CMC treatment (E and F) (Scale bars = 80 μm).
Figure 7 shows the immunohistopathology test results of dry eye animal model groups, showing the change in the number of PARP positive cells detected in corneal and conjunctival epithelial cells: control; Sterile distilled water treatment (A and B), HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment (C and D), CMC group; 0.5% CMC treatment (E and F) (Scale bars = 80 μm).
Figure 8 shows the immunohistopathology test results of dry eye animal model groups, showing the change in the number of TNF-α positive cells detected in cornea stroma and conjunctiva lamina propria: control ); Sterile distilled water treatment (A and B), HA group; 0.1% sodium hyaluronate treatment (C and D), CMC group; 0.5% CMC treatment (E and F) (Scale bars = 80 μm).

이하, 실시 예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 예시하기 위한 것이므로, 본 발명의 범위가 이들 실시 예에 의해 제한되는 것으로 해석되지는 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the following examples. Since these examples are only for illustrating the present invention, the scope of the present invention is not to be construed as being limited by these examples.

실시예Example 1. 안구건조증 동물 모델 제작 1. Production of dry eye animal model

무게 8.7±1.9 kg, 나이 18.2±2.8 months인 15 마리의 건강한 Beagle dogs(adult male)를 이용하였으며, 각각의 시험 동물을 상온(20-25 ℃), 상대 습도 40-45 % 및 12시간 명암 주기(light-dark cycle)의 조건으로 표준화된 우리(cage)에서 사육하였으며, 표준 식단과 수돗물(tap water)을 공급하였다. 상기 모든 실험 동물들의 관리 및 취급은 안과 및 비전 연구에서 동물의 이용을 위한 ARVO(Association for Research in Vision and Ophthalmology) 방식을 준수하여 수행하였으며, 또한 경북대학교 실험 동물 윤리위원회의 승인을 받았다. 상기 15 마리의 Beagle dogs를 각 5 마리씩 구성되도록 세 그룹(대조군, HA군, CMC군)으로 나누었으며, 각 동물들의 한쪽 눈을 무작위로 선택하였다. 안구건조증 동물 모델은 하기의 단계에 따라 모든 그룹에서 유발시켰다.Fifteen healthy Beagle dogs (adult males) weighing 8.7 ± 1.9 kg and 18.2 ± 2.8 months of age were used. Each test animal was subjected to ambient temperature (20-25 ° C.), 40-45% relative humidity, and a 12 hour light cycle. Breeding in cages standardized under light-dark cycle conditions, they provided a standard diet and tap water. Care and handling of all the experimental animals was performed in accordance with the Association for Research in Vision and Ophthalmology (ARVO) method for the use of animals in ophthalmology and vision research, and also approved by Kyungpook National University Experimental Animal Ethics Committee. The 15 Beagle dogs were divided into three groups (control group, HA group, and CMC group) to be composed of 5 animals each, and one eye of each animal was randomly selected. Dry eye animal models were induced in all groups according to the following steps.

단계 1: 4주 동안, 매일 네 번씩(four times) 0.4% BAC(Sigma Aldrich Co., St. Louis, Mo, USA) 안약을 동물들의 눈에 투여하였다. 0.4% BAC 안약 적용을 시작한지 14일 째에 안구건조 조건을 모든 동물들에 유발시켰다. 그 다음, 단계 2: 2주 동안 치료를 시작하였다. 대조군 그룹은 오직 멸균 증류수를 적용하였으며, HA 그룹은 0.1% 히알루론산 나트륨(sodium hyaluronate)(Lacure., Samil pharm. Co., Ltd. Kyunggi-do. Korea) 안약을 적용하였으며, CMC 그룹은 0.5% CMC(carboxymethyl chitosan)(Chitopol., Chembio. Co., Ltd. Chungchengbuk-do. Korea) 안약을 적용하였다. 상기 각 그룹에서 안약의 처리는 0.4% BAC를 각각 점적주입(instillation)한지 2 시간 후 적용하였다.
Step 1: Four weeks, four times daily, 0.4% BAC (Sigma Aldrich Co., St. Louis, Mo, USA) eye drops were administered to the eyes of animals. On day 14 of starting 0.4% BAC eye drops dry eye conditions were induced in all animals. Then, step 2: treatment was started for 2 weeks. In the control group, only sterile distilled water was applied, and in the HA group, 0.1% sodium hyaluronate (Lacure., Samil pharm. Co., Ltd. Kyunggi-do.Korea) eye drops were applied, and the CMC group was 0.5%. CMC (carboxymethyl chitosan) (Chitopol., Chembio. Co., Ltd. Chungchengbuk-do.Korea) eye drops were applied. Treatment of eye drops in each group was applied 2 hours after instillation of 0.4% BAC, respectively.

실시예Example 2. 안과 테스트 분석 및 결과 2. Ophthalmic Test Analysis and Results

상기 안구건조증 동물들의 눈은 맨눈(naked eye)으로 매일 검사하였으며, 안과 테스트(ophthalmological test)로서는 상기 단계 2의 0, 3, 7, 10 및 14일 째에 검사하였다. 식이 및 물은 시험 12 시간 전부터는 공급하지 않았다. 동물의 보정을 위해서는, medetomidine(Domitor., Orion corporation animal health., Finland, 20 mg/kg, IV) 및 ketamine(Ketamine., Yuhan Corp., Korea, 25 mg/kg, IV)을 모든 동물에 적용하였다.
The eyes of the dry eye animals were examined daily with naked eyes and as ophthalmological tests on days 0, 3, 7, 10 and 14 of step 2. Diet and water were not fed 12 hours before the test. For the calibration of animals, medetomidine (Domitor., Orion corporation animal health., Finland, 20 mg / kg, IV) and ketamine (Ketamine., Yuhan Corp., Korea, 25 mg / kg, IV) were applied to all animals. It was.

2-1. 수성 눈물(aqueous tear) 생산 측정2-1. Aqueous tear production measurement

STT(Schirmer tear test; 눈물 분비 검사)는 결막 자극(conjunctival stimulation) 및 기초 비-반사적 분비에 반응으로 분비된 눈물을 측정하여 수행하였다. 이는 Schimer strip을 이용하여 수행하였으며, 분비된 눈물은 0.5 mm 너비, 3.5 mm 길이의 여과지로 측정하였다. 상기 스트립(strip)은 1 분 동안 측면 안각(lateral canthus)에서 각결막(ocular surface) 내로 삽입하였다. 습한 부분(wet area)은 스트립에 각인된 범위에 따라 밀리미터로 측정하였다. 일반적으로 개의 정상 범위는 15 - 25 mm/min이며, 안구건조 상태일 때에는 10 mm/min 이하 이다.The Chirmer tear test (STT) was performed by measuring tears secreted in response to conjunctival stimulation and basal non-reflective secretion. This was performed using a schimer strip, and secreted tears were measured with a filter paper 0.5 mm wide and 3.5 mm long. The strip was inserted into the ocular surface at the lateral canthus for 1 minute. The wet area was measured in millimeters according to the extent stamped on the strip. Normally, the normal range of dogs is 15-25 mm / min and less than 10 mm / min when dry.

도 1에 나타낸 바와 같이, 카복시메틸 키토산(CMC)을 처리한 눈의 쉬르머 값(schirmer score)은 처리한지 7, 10 및 14일 째에 대조군(멸균 증류수만 처리) 보다 상당히 높은 값을 나타내었다 (p<0.05). 반면, CMC 그룹과 인공눈물(artificial tear) 처리한 그룹 사이의 이원분산분석(two-way ANOVA)에서는 상당한 차이가 나타나지 않았다. 처리한지 7, 10 및 14일 째 각 그룹의 평균 STT 값은 각각 대조군 10.40±1.140, 8.40±0.548 및 7.80±0.447, HA 처리 그룹은 12.60±4.037, 15.20±1.789 및 16.60±2.702, CMC 처리 그룹은 15.80±1.304, 16.20±0.837 및 20.00±1.871로 측정되었다.
As shown in FIG. 1, the Schirmer score of eyes treated with carboxymethyl chitosan (CMC) was significantly higher than the control (treated with sterile distilled water) on days 7, 10 and 14 of treatment. (p <0.05). On the other hand, there was no significant difference in two-way ANOVA between the CMC group and the artificial tear treated group. On day 7, 10 and 14 days of treatment, the mean STT value of each group was 10.40 ± 1.140, 8.40 ± 0.548 and 7.80 ± 0.447 of control group, 12.60 ± 4.037, 15.20 ± 1.789 and 16.60 ± 2.702 of HA treatment group, respectively. 15.80 ± 1.304, 16.20 ± 0.837 and 20.00 ± 1.871.

2-2. 각막 2-2. cornea 플루오레세인Fluororesin 염색( dyeing( CornealCorneal fluoresceinfluorescein stainingstaining ))

각막 플루오레세인 염색은 결막낭(conjunctival sac) 내로 1% 플루오레세인 나트륨(sodium fluorescein) 스트립의 국소 적용 1분 후 코발트 블루 라이트(cobalt blue light) 아래에서 세극등현미경(slit lamp microscope; SM-70N., Takagi Seiko. Co., Ltd. Nagano. Japan)을 이용하여 평가하였으며, 부착된 디지털 카메라(EOS450D., Cannon. co., Ltd. Tokyo. Japan)로 촬영하였다.Corneal fluorescein staining was performed with a slit lamp microscope (SM-70N) under cobalt blue light 1 minute after topical application of 1% sodium fluorescein strip into the conjunctival sac. , Takagi Seiko.Co., Ltd. Nagano.Japan) and evaluated using an attached digital camera (EOS450D., Cannon. Co., Ltd. Tokyo. Japan).

각막 플루오레세인 염색은 각막의 염색된 영역을 기준으로 등급계(grading system)로 분류되며, 0 ~ 4 등급으로 나뉜다. 점상 염색(punctuate staining)의 전체 영역은 점상 염색이 아닌 경우에 등급 0으로 지정되며, 1/8 또는 그 이하로 염색된 경우 등급 1로 지정된다. 등급 2는 1/4 또는 그 이하로 염색되는 경우, 등급 3은 1/2 또는 그 이하로 염색되는 경우, 등급 4는 1/2 이상 또는 전체 영역이 염색되는 경우이다.Corneal fluorescein staining is classified into a grading system based on the stained area of the cornea and is divided into 0-4 grades. The entire area of punctate staining is designated as Grade 0 if it is not dot staining and Grade 1 if stained to 1/8 or less. Grade 2 is dyed 1/4 or less, grade 3 is dyed 1/2 or less, grade 4 is dyed at least 1/2 or the entire area.

도 2에 나타낸 바와 같이, 처리한지 3, 7, 10 및 14일 째에 대조군(멸균 증류수만 처리)과 비교하여 CMC를 처리한 그룹의 플루오레세인 값(fluorescein score)이 상당히 감소되었다 (p<0.05). 그러나 CMC 그룹과 HA 그룹 사이에는 현저한 차이가 없었다. 처리한지 3, 7, 10 및 14일 째 각 그룹의 평균 각막 플루오레세인 염색 값은 각각 대조군 3.60±0.548, 4.00±0.000, 3.80±0.447 및 3.80±0.447, HA 처리 그룹은 2.40±0.548, 1.40±0.548, 1.10±0.547 및 0.80±0.273, CMC 처리 그룹은 2.00±0.000, 1.00±0.000, 0.80±0.273 및 0.70±0.273로 측정되었다.
As shown in FIG. 2, on days 3, 7, 10 and 14 of treatment, the fluorescein score of the group treated with CMC was significantly reduced compared to the control (treated with sterile distilled water only) (p < 0.05). However, there was no significant difference between the CMC group and the HA group. The mean corneal fluorescein staining values of each group at 3, 7, 10 and 14 days of treatment were 3.60 ± 0.548, 4.00 ± 0.000, 3.80 ± 0.447 and 3.80 ± 0.447 in the control group, and 2.40 ± 0.548, 1.40 ± in the HA treatment group, respectively. 0.548, 1.10 ± 0.547 and 0.80 ± 0.273, CMC treatment groups were measured as 2.00 ± 0.000, 1.00 ± 0.000, 0.80 ± 0.273 and 0.70 ± 0.273.

2-3. 각막 2-3. cornea 로즈rose 벵갈Bengal 염색( dyeing( CornealCorneal roserose bengalbengal stainingstaining ))

로즈 벵갈 염색은 결막낭(conjunctival sac) 내로 2 μl 1% 로즈 벵갈 용액의 국소 적용 1분 후 녹색 필터 라이트(green filter light) 아래에서 세극등현미경을 이용하여 평가하였으며, 디지털 카메라로 촬영하였다.Rose Bengal staining was evaluated using a slit lamp microscope under green filter light 1 minute after topical application of 2 μl 1% Rose Bengal solution into the conjunctival sac and photographed with a digital camera.

각결막(ocular surface)을 검사하고, Van Bijsterveld grading system으로 등급화 하였다. 상기 등급계는 각각의 눈에서 세 영역(비강(nasal), 측두(temporal) 안구 결막(bulbar conjunctiva) 및 각막(cornea))으로 나눈다. 로즈 벵갈 염색의 세기(intensity)는 각각의 영역에 대해 0 ~ 3 범위로 나뉜다. 각 눈에 대한 염색의 최대값은 사람의 경우 9이다. 그러나 본 발명에서는, 사람 눈과 개의 눈 사이에 외부 형태(external morphology)의 차이가 있기 때문에 단지 각막의 범위만을 평가하였다. 따라서, 본 발명에서 각 눈에 대한 염색의 최대값은 3으로 하였다.The ocular surface was examined and graded with a Van Bijsterveld grading system. The grading system is divided into three regions (nasal, temporal ocular conjunctiva and cornea) in each eye. The intensity of rose bengal staining is divided into a range of 0 to 3 for each region. The maximum value of staining for each eye is 9 for humans. However, in the present invention, only the extent of the cornea was evaluated because of the difference in external morphology between the human eye and the dog's eye. Therefore, the maximum value of staining for each eye in the present invention was set to 3.

도 3에 나타낸 바와 같이, 처리한지 7, 10 및 14일 째에 대조군(멸균 증류수만 처리)과 비교하여 CMC를 처리한 그룹의 로지 벵갈 염색 값이 상당히 감소되었다 (p<0.05). 뿐만 아니라, HA 그룹과 비교하는 경우에도 CMC 처리 그룹이 7일 째부터 더 감소되는 효과를 보였다. 처리한지 7, 10 및 14일 째 각 그룹의 평균 각막 로즈 벵갈 염색 값은 각각 대조군 3.00±0.000, 3.00±0.000 및 2.60±0.548, HA 처리 그룹은 2.20±0.447, 1.60±0.548 및 1.40±0.548, CMC 처리 그룹은 1.60±0.894, 1.20±0.447 및 1.00±0.000로 측정되었다.
As shown in FIG. 3, on day 7, 10 and 14 days of treatment, lodge bengal staining values of the group treated with CMC were significantly reduced (p <0.05) compared to the control (treated with sterile distilled water only). In addition, compared with the HA group, the CMC treatment group showed a further decrease effect from day 7. At 7, 10 and 14 days of treatment, the mean corneal rose bengal staining values of the control groups were 3.00 ± 0.000, 3.00 ± 0.000 and 2.60 ± 0.548, and 2.20 ± 0.447, 1.60 ± 0.548 and 1.40 ± 0.548, CMC for the HA treatment group, respectively. Treatment groups were measured as 1.60 ± 0.894, 1.20 ± 0.447 and 1.00 ± 0.000.

2-4. 조직병리학 검사(Histopathology test)2-4. Histopathology test

상기 단계 2가 완료된 때에 시험 동물들 정맥 내에 펜토바르비탈 나트륨(sodium pentobarbital)을 과량 투여(250 mg/kg 이상) 하여 안락사 시켰다. 이후 안구(eyeball)를 추출하여 데이비슨 솔루션(Davidson's solution; 37.5% ethanol, 12.5 acetic acid 및 25% formaldehyde)로 고정시키고, 눈꺼풀 결막(palpebral conjunctiva)은 동일한 위치에서 채취하여 10% 중성 완충 포르말린(neutral buffered formalin)으로 적어도 24시간 동안 고정시켰다. 이후, 파라핀(paraffin)으로 포매시키고(embadded), 각각의 각막 및 결막의 세 부분을 각각 2 ~ 3 μm 구획으로 절단할 수 있도록 파라핀 블록(paraffin block)에 탑재시켰으며, 이를 단일 슬라이드(single slide)에 놓았다. 점액(mucous)을 생산하는 술잔 세포(goblet cell)의 조직병리학(histopathology) 및 PAS(periodic acid Schiff) 염색을 위해, 상기 각각의 슬라이드를 헤마톡실린(hematoxylin) 및 에오신(eosin)으로 염색하였다. 조직학적(histological) 평가는 각막 또는 결막의 중앙 영역에서 수행하였다.At the completion of step 2, test animals were euthanized by overdose (250 mg / kg or more) of pentobarbital sodium. Eyeballs are then extracted and fixed with Davidson's solution (37.5% ethanol, 12.5 acetic acid and 25% formaldehyde), and the palpal conjunctiva is taken from the same location and 10% neutral buffered formalin (neutral buffered). formalin) for at least 24 hours. Subsequently, they were embedded with paraffin and mounted on a paraffin block to cut each of the three corneal and conjunctiva into 2-3 μm sections, each of which was a single slide. ). For histopathology and periodic acid Schiff (PAS) staining of goblet cells producing mucous, the respective slides were stained with hematoxylin and eosin. Histological evaluation was performed in the central area of the cornea or conjunctiva.

도 4에 보이는 바와 같이, 각막 상피(cornea epithelial) 손상 및 기질(stroma)에 침윤된 염증 세포 수는 대조군과 비교하여 HA 처리 그룹 및 CMC 처리 그룹에서 상당히 감소되었으며 (p<0.01), 또한 각막 상피의 두께도 대조군과 비교하여 HA, CMC 그룹 모두 현저하게 증가하였다. 그리고, 도 5에 나타낸 바와 같이 결막(conjunctiva)에서도 대조군과 비교하여 HA, CMC 그룹 모두에서 상피 두께가 증가되었으며, 점막(lamina propria)에 침윤된 염증 세포의 수는 감소하고 술잔 세포(goblet cell)의 수가 상기 두 그룹 모두에서 증가되었다 (p<0.01).
As shown in FIG. 4, cornea epithelial damage and the number of inflammatory cells infiltrated into the stroma were significantly reduced in the HA treated group and the CMC treated group compared to the control group (p <0.01), and also corneal epithelium The thickness of was significantly increased in both HA and CMC groups compared to the control. In addition, as shown in FIG. 5, the conjunctiva increased epithelial thickness in both HA and CMC groups compared to the control group, and the number of inflammatory cells infiltrated into the mucosa (lamina propria) decreased and goblet cells. The number of was increased in both groups (p <0.01).

2-5. 면역조직병리학 검사(Immunohistopathologic test)2-5. Immunohistopathologic test

시트레이트 버퍼 항원(citrate buffer antigen; epitope) 회복(retrieval) 전처리를 먼저 수행한 후, 준비된 각막 및 결막의 조직학적 파라핀 블럭을 deparaffinization시켰다. 간략히, 10 mM 시트레이트 버퍼(pH 6.0)가 함유된 염색 접시(staining dish)와 항온수조를 95 ~ 100 ℃가 될 때까지 미리 가열하고, 상기 염색 접시에 조직제작용 슬라이드를 담그고, 상기 염색 접시 위에 뚜껑을 느슨하게 놓았다. 상기 항온수조의 온도장치를 끄고, 20분 동안 인큐베이트하였다. 이후 상기 염색 접시를 상온 장소에 놓고, 슬라이드를 20분 동안 식혔다. 에피토프(epitope)를 회복시킨 후, 구획들을 면역염색 하였다.Citrate buffer antigen (epitoe) retrieval pretreatment was performed first, followed by deparaffinization of the histological paraffin blocks of the prepared cornea and conjunctiva. Briefly, a staining dish containing 10 mM citrate buffer (pH 6.0) and a constant temperature bath are pre-heated until they reach 95 to 100 ° C., soaking the tissue preparation slide in the staining dish, and The lid was loosely placed on top. The thermostat of the bath was turned off and incubated for 20 minutes. The dye dish was then placed at room temperature and the slides were allowed to cool for 20 minutes. After restoring the epitope, the compartments were immunostained.

도 6 및 7에 보이는 바와 같이, caspase-3 및 PARP 양성 세포 수가 대조군과 비교하여 HA 처리 그룹 및 CMC 처리 그룹의 각막 및 결막 상피 세포에서 상당히 감소되었으며 (p<0.01), 또한 도 8에 보이는 바와 같이, TNF-α 양성 세포 수가 대조군과 비교하여 HA, CMC 그룹의 각막 기질(cornea stroma) 및 결막 점막(conjunctiva lamina propria) 모두에서 현저하게 감소되었다 (p<0.01).As shown in FIGS. 6 and 7, the caspase-3 and PARP positive cell numbers were significantly reduced in corneal and conjunctival epithelial cells of HA and CMC treated groups compared to controls (p <0.01), as also shown in FIG. 8. Likewise, the number of TNF-α positive cells was significantly reduced in both cornea stroma and conjunctiva lamina propria of HA, CMC group compared to control group (p <0.01).

Claims (8)

카복시메틸 키토산(CMC)을 유효성분으로 함유하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물.
A composition for treating and preventing dry eye syndrome containing carboxymethyl chitosan (CMC) as an active ingredient.
제 1항에 있어서, 상기 카복시메틸 키토산(CMC)은 키틴(chitin)으로부터 유래된 폴리사카라이드(polysaccharide)인 것을 특징으로 하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물.
The method of claim 1, wherein the carboxymethyl chitosan (CMC) is a composition for treating and preventing dry eye, characterized in that the polysaccharide (polysaccharide) derived from chitin (chitin).
제 1항에 있어서, 상기 조성물은 각막 및 결막의 상피 두께를 증가시키고, 염증 세포의 수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물.
The composition of claim 1, wherein the composition increases epithelial thickness of the cornea and conjunctiva and reduces the number of inflammatory cells.
제 1항에 있어서, 상기 조성물은 각막 상피 및 결막 상피 세포에서 caspase-3 및 PARP 양성 세포 수를 감소시키고, 각막 기질 및 결막 점막에서 TNF-α 양성 세포 수를 감소시키는 것을 특징으로 하는 안구건조증 치료 및 예방용 조성물.
The method of claim 1, wherein the composition reduces the number of caspase-3 and PARP positive cells in corneal epithelial and conjunctival epithelial cells, and reduces the number of TNF-α positive cells in corneal stroma and conjunctival mucosa. And prophylactic compositions.
제 1항의 조성물을 함유하는 것을 특징으로 하는 안구건조증 치료 및 예방용 약제학적 조성물.
A pharmaceutical composition for treating and preventing dry eye, comprising the composition of claim 1.
제 5항에 있어서, 상기 조성물은 국소 적용(topical application) 제형인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
6. The pharmaceutical composition of claim 5, wherein the composition is a topical application formulation.
제 6항에 있어서, 국소 적용(topical application) 제형은 점안제, 크림제, 연고제, 겔제 또는 로션제인 것을 특징으로 하는 약제학적 조성물.
The pharmaceutical composition of claim 6, wherein the topical application formulation is an eye drop, cream, ointment, gel or lotion.
하기 단계를 포함하는 안구건조증 예방 및 치료 물질의 스크리닝 방법:
a) 시험 동물에 임의의 약제를 국소 적용하는 단계; 및
b) 상기 임의의 약제를 처리하지 않은 대조군과 비교하여 각막 상피 및 결막 상피에서 caspase-3 및 PARP 양성 세포 수가 감소되는지 또는 각막 기질 및 결막 점막에서 TNF-α 양성 세포 수가 감소되는지 여부를 결정하는 단계, 여기서 상기 세포의 수가 감소되면 안구건조증 예방 및 치료 물질로 동정한다.
A method for screening dry eye prophylaxis and treatment comprising the following steps:
a) topically applying any agent to the test animal; And
b) determining whether caspase-3 and PARP positive cell numbers in corneal epithelial and conjunctival epithelium are reduced or TNF-α positive cell numbers in corneal stroma and conjunctival mucosa compared to control without any of the above agents. When the number of cells is reduced, it is identified as a material for preventing and treating dry eye syndrome.
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