KR20130045770A - 포볼 타입의 디테르펜 화합물 및 이를 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동 유래 포볼 타입의 디테르펜 화합물 및 이를 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동(Aleurites fordii)의 잎으로부터 분리된 신규한 포볼 타입의 디테르펜 화합물, 및 상기 신규 화합물 또는 이외의 다른 유동 유래 포볼 타입의 디테르펜 화합물을 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물 및 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품에 관한 것이다.

Description

포볼 타입의 디테르펜 화합물 및 이를 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물{Phorbol type diterpene compound and a pharmaceutical composition for treatment and prevention of virus infection comprising the same}
본 발명은 유동 유래 포볼 타입의 디테르펜 화합물 및 이를 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유동(Aleurites fordii)의 잎으로부터 분리된 신규한 포볼 타입의 디테르펜 화합물, 및 상기 신규 화합물 또는 이외의 다른 유동 유래 포볼 타입의 디테르펜 화합물을 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물 및 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품에 관한 것이다.
면역 세포에서의 인터페론-γ(IFN-γ) 생산은 바이러스 및 박테리아 감염에 대한 초기 자체 방어 및 종양 제어에 있어 중요한 단계이다(Biron, C. A. et al., Annu. Rev . Immunol . 1999, 17, 189-220). IFN-γ는 일반적으로 면역 반응의 조절시 효과 세포로서 작용하는, 자연 살해(NK) 및 자연 살해 T(NKT) 세포에서 생산된다(Schoenborn, J. R. et al., Adv . Immunol . 2007, 96, 41-101). IFN-γ 발현은 전-염증 상태와 특히 관련이 있다. 방어 시스템의 사이토카인 IFN-γ의 생물학적 역할은 잘 알려져 있으며 바이러스 복제 및 면역자극의 직접적인 억제 모두에 관련이 있다(Gessani, S. et al., Cytokine & Growth F. R. 1998, 9, 117-123; Goodbourn, S. et al., J. Gen . Virol . 2000, 81, 2341-2364).
소득수준 향상, 인구의 고령화, 만성질환 관련 의약품에 대한 수요증가, 수명증가 등으로 인하여 전 세계적으로 의약품 시장이 성장하고 있는 가운데, 바이오 의약품의 연구 개발이 국내외 제약 산업에서 증대되고 있다. 그 가운데 전 인류의 숙제인 에이즈 치료제 개발 및 간질환 인플루엔자 질환 치료제 개발의 기초가 되는 항바이러스 치료제 관련 연구 및 이를 활용한 치료제 개발, 의료기술 및 삶의 질 향상 기술개발에 대한 요구가 증대되고 있다.
바이러스란 세균보다 작아서 세균여과기(0.22um)로도 걸러질 수 없는 작은 입자(평균 0.1um 이하)로, 생존에 필요한 물질로 핵산(DNA 또는 RNA)과 소수의 단백질만을 가지고 있어 숙주에 의존하여 살아가는 생명체이다. 바이러스로 인해 야기되는 질환에 대한 치료제로, 체내에 침입한 바이러스의 작용을 약하게 하거나 소멸하게 하는 약을 항바이러스 치료제라 한다.
현재 바이러스 감염증에 대한 치료법은 백신에 의한 면역요법이 주축을 이루고 있다. 구체적으로, 트라코마, 제4성병(성병)등 클라미디아(대형 바이러스)에 의한 감염증 치료제로 테트라시클린, 클로람페니콜이 있고, 인플루엔자A형 바이러스에 대한 예방제로 아만타딘이 있으며, 헤르페스 각막염에 대한 예방제로 IDU(이독스우리딘) 점안제가 개발되었으며, 단순 헤르페스 뇌염(뇌염)이나 면역억제제로서 피다라빈/아시클로빌이 주목받고 있으며, 특히 인터페론은 바이러스 감염증에 대해 가장 유망시되는 약제로, 현재 그 유용성이 검토되고 있다.
최근에 건강문제를 다루거나 예방하는데 있어, 천연물질을 선호하는 인구가 전 세계적으로 증가하고 있다. 이러한 추세는 제약회사로 하여금 식물에서 추출한 새로운 항미생물제 생산에 영향을 미치고 있다. 이에 따라 세계적으로 수 천여종의 식물자원으로부터 새로운 항바이러스 소재를 탐색하기 위한 연구가 꾸준히 이루어지고 있으며, 또한 항바이러스 활성을 가진 플라보노이드, 테르페노이드, 리그난, 설파이드, 폴리페놀류, 쿠마린, 사포닌, 알카로이드, 폴리인, 티오펜, 단백질과 펩타이드 등 매우 다양한 피토케미칼들이 동정되어 왔다. 일반적인 용도의 식용허브, 향신료 및 허브차의 몇몇 휘발성 정유들 또한 높은 수준의 항바이러스 활성을 나타내고 있다. 그러나 위에 언급한 약간의 화합물군을 제외하고는 대부분의 항바이러스 활성을 지닌 약용식물 활성물질의 연구는 시작단계에 불과한 실정이다.
유동(Aleurites fordii)은 쌍떡잎식물 쥐손이풀목 대극과(Euphorbiaceae)의 낙엽교목으로 학명은 알레우리테스 포르디이(Aleurites fordii)이고, 흔히 기름오동나무(Tung oil tree)라고도 한다. 중국이 원산지이며, 이의 열매, 잎 및 뿌리는 동양 전통의학에서 인후염, 호흡기 질환, 변비 및 분리를 치료하는데 사용되었다(Pencreach G. et al., Anal . Biochem ., 2002, 303, 17-24; Ito Y. et al., Cancer Lett ., 1983, 18, 87-95).
유동(A. fordii)의 화학성분연구를 통해 디테르페노이드 에스테르, 스테롤, 탄닌, 오일 및 쿠마린과 같은 수많은 화합물을 얻었다(Fozdar B.I. et al., Phytochemistry, 1989, 9, 2459-2461; Lee Y.C. et al., J. Am . Pharmaceut . Assoc., 1959, 3, 162-165; Xie Y.F. et al., Zhongguo Tianran Yaowu, 2010, 8, 264-266). 이들 중에서, 유동의 잎으로부터 분리한 포볼 에스테르계 화합물인 12-O-헥사데카노일-16-히드록시포볼-13-아세테이트(HHPA)에 대해 살어 효과(piscicidal effect) 및 엡스타인-바 바이러스(Epstein-Barr virus) 활성화와 같은 몇몇의 생물학적 활성이 보고된 바 있다(Hirota M. et al., Agri . Bio . Chem ., 1979, 43, 2523-2529). 그러나, 바이러스 감염 질환의 치료 용도에 대해서 보고된 바는 없다.
이러한 배경하에서, 본 발명자는 천연물 유래의 항바이러스 활성을 나타내는 물질을 동정하기 위하여 예의 노력한 결과, 유동의 잎으로부터 새로운 포볼 에스테르 화합물인 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-16-히드록시포볼-13-아세테이트와 더불어 4개의 공지 포볼 에스테르 화합물을 분리한 후 상기 화합물들이 NK92 세포 내의, 바이러스에 대한 선천 및 획득 면역과 세포간 박테리아 감염에 중요한 사이토카인인 인터페론 감마(IFN-γ) 생산을 증가시킴을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 인터페론 감마 생산 증강용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 약학적으로 유효한 양으로 바이러스 감염질환의 발병 또는 발병가능성이 있는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 바이러스 감염 질환의 예방 또는 치료방법을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
본 발명에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 화합물 1로 나타내었으며, 이의 명칭은 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-16-히드록시포볼-13-아세테이트이다.
상기 화합물 1은 포볼 타입의 디테르펜 화합물로서, 본 발명자들이 유동(Aleurites fordii)의 잎 부위로부터 분리한 신규 물질이다. 상기 화합물 1은 세포의 인터페론 감마 생산을 촉진 또는 증가시키는 활성을 나타낼 수 있다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물을 제공한다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 식에서,
R1은 CH2OH 또는 CH3이고,
R2는 CH3 또는 CH2OH이다.
본 발명에서, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 포볼 타입의 디테르펜 화합물은 유동(Aleurites fordii), 바람직하게는 유동의 잎 부위로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 유동(Aleurites fordii)으로부터 분리된 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물뿐만 아니라, 화학적 방법으로 합성한 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 및 이의 약학적으로 허용되는 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 가능한 용매화물, 수화물 또는 라세미체를 모두 포함한다.
본 발명에서 용어, "예방"이란 조성물의 투여에 의해 바이러스 감염 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 용어, "치료"란 조성물의 투여에 의해 바이러스 감염에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서, 상기 바이러스 감염 질환은 인플루엔자바이러스(influenza virus), 신종 인플루엔자A 바이러스(Influenza A virus subtype H1N1), 조류인플루엔자바이러스(avian influenza virus), 리노바이러스(rhinovirus), 아데노바이러스(adenovirus), 코로나바이러스(coronavirus), 파라인플루엔자바이러스(parainfluenza virus), 호흡기 합포체 바이러스(respiratory syncytial virus), 포진 바이러스(Herpesvirus, HSV), 후천성 면역결핍 증후군 바이러스(human immunodeficiency virus, HIV), 로타바이러스(rotavirus) 및 간염바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이러스에 의해 감염되는 질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 바이러스 감염 질환은 로타바이러스감염증, 아데노바이러스감염증, 독감, 감기, 인후염, 기관지염, 폐렴, 조류독감, 결막염, 뇌염, 후천성면역결핍증, 간염 및 중증급성호흡기증후군(SARS)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이러스 감염 질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이와 같은 바이러스는 인터페론-γ에 의해 치료가 가능하며, 본 발명의 일 구현예에 따르면 상기 화합물들은 인터페론-γ의 생산을 증가시키는 것을 확인하여, 상기 화합물들이 바이러스 감염 치료에 효과가 있다는 것을 확인하였다.
본 발명의 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물은 약학적으로 허용 가능한 염의 형태일 수 있으며, 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 상기 화학식 2, 3 또는 4의 화합물을 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다.
또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속 염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 또한, 이에 대응하는 은 염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 음염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.
본 발명의 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 상기 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테로 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명은 본 발명의 조성물을 약학적으로 유효한 양으로 바이러스 감염질환의 발병 또는 발병가능성이 있는 개체에게 투여하는 단계를 포함하는 바이러스 감염 질환의 예방 또는 치료방법을 제공한다.
본 발명에서 용어, "개체"란 바이러스에 이미 감염되었거나 감염될 수 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미하고 본 발명의 조성물을 개체에게 투여함으로써, 상기 질환을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.
본 발명의 조성물을 기존의 바이러스 감염 질환의 치료제와 병행하여 투여할 수 있다. 상기 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 용어 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 감염된 바이러스 종류, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물은 바이러스 감염의 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 호르몬 치료, 약물 치료및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에서는 유동으로부터 하기 화학식 2로 표시되는 화합물, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 분리 동정하였다.
[화학식 2]
Figure pat00005
[화학식 3]
Figure pat00006
[화학식 4]
Figure pat00007
상기 식에서,
R1은 CH2OH 또는 CH3이고,
R2는 CH3 또는 CH2OH이다.
본 발명에서는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 R1이 CH2OH인 경우 화합물 1로, R1이 CH3인 경우 화합물 2로 나타내었으며, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 R2가 CH3인 경우 화합물 3으로, R2가 CH2OH인 경우 화합물 4로 나타내었고, 화학식 4로 표시되는 화합물은 화합물 5로 나타내었다.
상기 화합물 1의 명칭은 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-16-히드록시포볼-13-아세테이트, 화합물 2의 명칭은 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-포볼-13-아세테이트, 화합물 3의 명칭은 12-O-헥사데카노일-포볼-13-아세테이트, 화합물 4의 명칭은 12-O-헥사데카노일-16-히드록시포볼-13-아세테이트, 화합물 5의 명칭은 12-O-헥사데카노일-4-데옥시-4α-16-히드록시포볼-13-아세테이트이다.
본 발명의 실시예에서는 NK92 세포에서의 IFN-γ 발현에 대한 상기 화합물들(1-5)의 영향을 ELISA 분석을 이용하여 조사하여 화합물 1-5가 NK92 세포에서 IFN-γ 생산을 유도할 수 있음을 확인하였다(도 7 및 도 8). 이러한 결과는 본 발명에서 동정한 화합물 1-5가 세포의 IFN-γ 생산을 촉진 또는 증가시킴으로써 유용한 항바이러스제로 사용될 수 있음을 나타낸다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공한다. 즉, 상기 화학식 2 내지 4의 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 식품에 첨가할 수 있다.
본 발명에서, "예방"이란 건강기능식품의 섭취에 의해 바이러스 감염 질환에 의한 증상을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미하며, "개선"이란 건강기능식품의 섭취에 의해 바이러스 감염 질환에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 보든 행위를 의미한다.
본 발명의 건강기능식품은 건강 기능성 식품, 영양 보조제, 영양제, 파머푸드(pharmafood), 건강 식품, 뉴트라슈티칼(nutraceutical), 디자이너 푸드, 식품 첨가제, 사료첨가제 등의 모든 형태에 해당한다.
상기 화학식 2 내지 4의 화합물 또는 이의 식품적으로 허용가능한 염을 건강기능식품의 첨가물로 사용할 경우, 상기 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방 또는 개선적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
상기 외에 본 발명의 건강기능식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 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.
그밖에 본 발명의 건강기능식품은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
상기 바이러스 감염 질환은 상기에서 설명한 바와 같다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 인터페론 감마 생산 증강용 조성물을 제공한다.
상기 인터페론 감마 생산 증강용 조성물은 약학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있으며, 약학적으로 허용가능한 담체는 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 실시예에서는 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물을 NK92 세포에 처리한 결과, 상기 NK92 세포에서의 IFN-γ 발현이 증가하였음을 확인하였다(도 7 및 도 8). 따라서, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염은 세포, 바람직하게는 NK 세포의 IFN-γ 생산을 증가시킴으로써, 궁극적으로 바이러스 감염 질환의 예방 및 치료에 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명은 유동(Aleurites fordii)의 잎 부위로부터 분리한 포볼 타입의 신규한 디테르펜 화합물을 제공하고, 상기 신규 화합물을 포함하는 유동 유래 포볼 타입의 디테르펜계 화합물들은 NK 세포에서 IFN-γ 생산을 유도하는 활성을 나타내므로 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방을 위하여 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 화합물 1의 고해상도 전기분무 이온화 질량 스펙트럼(HRESIMS)을 나타낸다.
도 2는 화합물 1의 1H 스펙트럼을 나타낸다.
도 3은 화합물 1의 13C 스펙트럼을 나타낸다.
도 4는 화합물 1의 DEPT 스펙트럼을 나타낸다.
도 5는 화합물 1의 HMBC (H→C) 상관관계 및 COSY (H-H) 상관관계를 나타낸다.
도 6은 화합물 5의 1H-1H 코지 스펙트럼을 나타낸다.
도 7 및 도 8은 인간 자연 살해세포(NK92)에서의 IFN-γ 생산에 대한 각각 다른 농도의 화합물 1-5의 영향을 나타내는 그래프이다. 이때 각각의 본 발명 화합물과 함께, 유동 메탄올 추출물(Total), 원화(Daphne genkwa) 메탄올 추출물(P10), 겐과다프닌(genkwadaphnin)(GD), 유안후아신(yuanhuacine)(YH) 및 포볼 12-미리스테이트 13-아세테이트 (PMA)를 양성 대조군으로 사용하였다. 각각의 값은 3회 배양에 대한 평균 ± 표준편차값이다.
이하, 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 효과를 보다 더 구체적으로 설명하고자 하나, 이들 실시예는 본 발명의 예시적인 기재일뿐 본 발명의 범위가 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 재료 및 방법
일반적인 실험 과정
광학적 회전은 Jasco P2000 편광계(Jasco corporation, Japan)로 측정하였다. UV 데이터는 UV-VIS 분광기 2400(Shimadzu Co. Ltd., Japan) 상에서 얻었으며, NMR 스펙트럼은 내부 표준물질로서 테트라메틸실란을 사용하여 Varian UNITY 400(Varian, Inc., Palo Alto, CA) 상에서 기록하였다. HRESIMS는 Waters Q-Tof Premier 분광기(Micromass UK Ltd., Manchester, UK) 분광기 상에서 수행하였다. 실리카 겔(230-400 메쉬, SiliCycle Inc., Quebec, Canada), RP-C18 (Cosmosil 75C18-PREP, Kyoto, Japan), 세파덱스 LH-20 (25-100 ㎛, Sigma-Aldrich, Steinheim, Germany)를 이용하여 컬럼 크로마토그래피를 수행하였다. TLC는 프리코팅된 Kiesel-gel 60 F254 (0.25 mm, Merck, Darmstadt, Germany) 및 Kiesel-gel 60 RP-18F254s (0.25 mm, Merck, Steinheim, Germany) 상에서 수행하였다.
식물 재료
유동(Aleurites fordii)의 잎은 제주도 서귀포에서 채취한 것을 사용하였다.
세포 배양
NK92 세포(인간 NK 림프종)를 American Type Culture Collection으로부터 입수하였다. NK92 세포를 20% 우태아 혈청(Invitrogen), 2 mM L-글루타메이트, 100 mg/mL 페니실린 및 100 mg/mL 스트렙토마이신(Invitrogen)을 함유하는 α-MEM (Invitrogen, 미국) 중에서 유지시킨 다음, 100 U/mL IL-2 (Peprotech, 미국)로 보충하였다. NK92 세포 배양을 5% CO2 습도 대기로 37 ℃ 배양기 내에서 수행하였다. 인간 IFN-γ의 양을 분석 키트(Endogen, Woburn, 미국)를 이용하여 공급자의 프로토콜에 따라 분석하였다.
실시예 2: 추출 및 분리
대기 중에서 건조시킨 유동(A. fordii)의 잎 2.9kg을 분쇄한 후 상온에서 3회 MeOH로 추출하여 449.6g의 고체 추출물을 얻었다. 상기 MeOH 추출물을 H2O 중에 현탁시킨 다음 n-헥산, EtOAc, 및 n-BuOH로 연속적으로 분배시켜 각각 96.3g, 53.9g 및 85.9g의 잔사물을 얻었다. 상기 헥산 추출물이 다른 용매 추출물에 비해 IFN-γ 유도 활성이 더 큰 것으로 나타났다. 이에 상기 헥산 추출물을 헥산/EtOAc (50:1-1:5)을 용리액으로 사용하여 실리카 겔(230-400 메쉬) 상에서 컬럼 크로마토그래피(CC)를 실시한 다음, CHCl3/MeOH (10:1-1:1)을 사용하여 다시 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피를 실시하여 38개 분획물(LH1-LH38)을 얻었다. 활성 분획 LH30 및 LH31은 TLC 크로마토그램 상에서 유사한 것으로 나타나 함께 혼합한 다음, MeOH-H2O (45:55 내지 90:10)의 단계적인 농도구배 혼합물을 용리액으로 사용하여 RP-C18 (75C18-PREP)의 중압 액체 크로마토그래피(MPLC) 컬럼 상에서 크로마토그래피를 수행하여 21개 하위분획(LH3031-1 내지 LH3031-21)을 얻었다. 분획 LH3031-20 (30mg)에 대하여 헥산/EtOAc (2.5:1)를 이용하여 추가로 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 화합물 2 (2.6mg) 및 화합물 3 (13mg)을 얻었다. 활성 분획 LH34 및 LH35의 조합인, 분획 LH3435에 대하여 CHCl3/MeOH (50:1, 20:1)을 이용하여 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 하위분획 LH3435-1 내지 LH3435-11을 얻었다. 분획 LH3435-7 (1.2g)에 대하여 헥산/CH2Cl2/MeOH (10:10:1)을 용리액으로 사용하여 세파덱스 LH20 컬럼 크로마토그래피를 이용하여 추가로 분획하여 하위분획 LH3435-7-1 내지 LH3435-7-8을 얻었다. 그 다음 LH3435-7-2 (784mg)를 CHCl3/아세톤 (5:1, 4:1)의 농도구배 용매를 이용하여 실리카 겔 컬럼 크로마토그래피 상에서 다시 크로마토그래피를 수행하여 화합물 1 (39.8mg) 및 화합물 4 (278mg)를 얻었다. 분획 N3435-3 (50.1mg)에 대하여 헥산/CH2Cl2/MeOH (10:10:1)을 용리액으로 이용하여 세파덱스 LH20 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 4개의 하위분획 LH3435-3-1 내지 LH3435-3-4를 얻었다. 그 다음 LH3435-3-2 (30mg)를 CHCl3/아세톤 (2:1)을 이용하여 예비 박막 크로마토그래피(PLC)를 수행하여 LH-3-2-P를 얻고, 예비 HPLC (C18, 5um, 92% ACN)를 통해 추가로 정제하여 화합물 5 (6.0mg)를 얻었다.
실시예 3: 화합물 동정
화합물 1은 흰색의 비결정질 고체로서 분리되었다. 이의 고해상도 전기분무 이온화 질량 스펙트럼(HRESIMS)에 나타난 673.3953 [M-H]-의 분자 이온 피크를 통해 분자식은 C38H58O10인 것으로 확인되었다(도 1). 화합물 1의 1H, 13C 및 DEPT 스펙트럼은 2개의 이중 결합, 4개의 카보닐기, 5개의 메틸기, 2개의 산소화된 메틸렌기, 5개의 메틴기 및 4개의 4급 탄소(3개의 산소화된)를 나타내었다(도 2 내지 도 4). 1H 스펙트럼의 δH 1.24의 커다란 넓은 피크를 통해 이 화합물 내에 탄소의 장사슬 단위가 존재함을 알 수 있었다. HMBC 스펙트럼에서, 6.86 (H-5)의 올레핀 프로톤 δH 가 δC 61.3 (C-20)의 산소화된 탄소 및 δC 205.1 (C-3) 및 202.6 (C-7)의 2개의 카보닐기와 상관관계를 보였으며, 7.61 (H-1)의 또 다른 올레핀 프로톤 δH 는 10.6 (C-19)의 메틸기 및 205.1 (C-3)의 카보닐기와 공명을 나타냈다. 이는 이러한 화합물 내에 2개의 α,β-불포화 케톤 골격이 존재함을 나타내며, 이들이 서로 멀리 있지 않음을 나타낸다. 또한 δH 3.83 (H-16) 및 δC 18.4 (C-17) 사이에 시그널이 존재하나, 2개의 단일항 프로톤이, 프로톤이 이중항으로 나타나는 C-14, 및 C-15 (4급 탄소)와 각각 상관관계를 가졌다. 이는 이러한 탄소가 gem-이중치환-시클로프로판 부분을 구성한다는 점을 나타낸다. 또한, 2개의 카보닐기가 δC 173.5 및 174.4에서 나타났다. 상기 첫 번째 피크는 δH 5.45 (H-12), δH 2.30 및 1.60의 프로톤과 상관관계를 보였으나, 두 번째 피크는 δH 2.15 (H-22)의 단일항 메틸과의 접촉 가능성을 나타내었다. 이를 통해 δC 174.4의 탄소가 아세테이트기에 속하며, 다른 하나는 질량 분광학에서 확인된 16-탄소 에스테르 사슬의 구성 요소임을 알 수 있었다. 상기 화합물 1의 HMBC (H→C) 상관관계 및 COSY (H-H) 상관관계를 도 5에 나타내었다.
상기 데이터를 통해, 화합물 1의 탄소 골격이 포볼-타입 디테르펜으로 확인된 피멜리아 에론가타(Pimelea elongata) 유래의 12-O-데카노일포볼-13-아세테이트(Patricia Y.H. et al., J. Nat . Prod ., 2010, 73, 1907-1913)와 일부 유사함을 추측할 수 있었다. 화합물 2의 메틸 시그널 대신에 화합물 1에 히드록시메틸렌(C-16)이 존재하는 것을 제외하고는 화합물 1의 1H 및 13C-NMR 내의 모든 시그널은 유사하였다. 이러한 점에 근거하여, 화합물 1의 구조가 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-16-히드록시포볼-13-아세테이트임을 확인할 수 있었다.
화합물 2는 무색의 오일로서 얻어졌다. 이는 HRESIMS에서 분자식 C38H58O9에 해당하는 m/z 657.3969의 분자 이온 [M-H]-를 나타내었다. 화합물 1과 비교하여, 화합물 2의 1H 및 13C NMR 데이터는 C-16에서 메틸기 대신에 히드록시메틸렌으로 대체된 것을 제외하고는 화합물 1의 데이터와 동일하였다. 그러므로, 화합물 2의 구조는 12-O-헥사데카노일-7-옥소-5-엔-포볼-13-아세테이트임을 알 수 있었다. 이는 이전에 조구나무(Sapium sebiferum)로부터 분리된 화합물로 보고된 바 있으나(Ohigashi H. et al., Agri . Bio . Chem ., 1983, 7, 1617-1622), 이의 특성에 대해서는 보고된 바 없다.
화합물 3은 무색의 오일로서 얻어졌다. 이는 HRESIMS에서 분자식 C38H60O8에 해당하는 m/z 643.4244의 분자 이온 피크 [M-H]-를 나타내었다. 화합물 3의 1H 및 13C-NMR 시그널은 질량 분광법으로 확인된 16-탄소 에스테르 사슬의 차이만을 제외하고 12-O-데카노일포볼-13-아세테이트의 문헌 NMR 데이터와 일치하였다. 그러므로, 화합물 3은 12-O-헥사데카노일-포볼-13-아세테이트인 것으로 확인되었다.
화합물 4는 흰색의 비결정질 분말로서 분리되었다. 이는 HRESIMS에서 분자식 C38H60O9에 해당하는 m/z 659.4143의 분자 이온 피크 [M-H]-를 나타내었다. 화합물 4의 1H 및 13C NMR 스펙트럼은 C-16에서 메틸기가 히드록시메틸렌으로 대체된 것을 제외하고는 화합물 3의 스펙트럼과 실질적으로 동일한 시그널들을 포함하였다. 그러므로, 화합물 4의 구조는 12-O-헥사데카노일-16-히드록시포볼-13-아세테이트인 것으로 확인되었다.
화합물 5는 무색의 오일로서 얻어졌다. 이는 HRESIMS에서 분자식 C38H60O8에 해당하는 m/z 689.4296의 분자 이온 피크 [M+FA-H]-를 나타내었다. 이의 1H 및 13C NMR 스펙트럼 내의 시그널들은 δC 73.1(C-4)의 산소화된 4급 탄소가 δC 49.5의 3급 탄소로 환원된 것을 제외하고는 화합물 4의 시그널들과 일치하였다. 1H-1H 코지 스펙트럼(도 6)에서, δH 2.78 (H-4)의 프로톤은 δH 3.51 (H-10)의 프로톤과 상관관계를 가졌으며, C-4와 H1, H5 사이에 크로스-피크(cross-peak)가 있었다. 그러므로, 화합물 5의 구조는 12-O-헥사데카노일-4-데옥시-4α-16-히드록시포볼-13-아세테이트인 것으로 확인되었다.
화합물 1 내지 5의 물리화학적 특징 및 분광학적 데이터를 하기에 나타내었다:
12- O - 헥사데카노일 -7-옥소-5-엔-16- 히드록시포볼 -13-아세테이트(1): 흰색 비결정질 고체; [α] 20 D +10.7°(c 1.68, CHCl3); UV (EtOH) ; λmax (logε) 222 (2.84)nm; 1H 및 13C NMR 데이터, 하기 표 1 및 2 참조; HRESIMS m/z 673.3953 [M-H]- (calcd for C38H57O10, 673.3952).
12- O - 헥사데카노일 -7-옥소-5-엔-포볼-13-아세테이트(2): 무색 오일; [α] 20 D +41.5°(c 0.11, CHCl3); UV (EtOH) ; λmax (logε) 221 (2.46) nm; 1H 및 13C NMR 데이터, 하기 표 1 및 2 참조; HRESIMS m/z 657.3969 [M-H]- (calcd for C38H57O9, 657.4003).
12- O - 헥사데카노일 -포볼-13-아세테이트(3): 무색 오일; [α] 20 D +42.6°(c 0.21, CHCl3); UV (EtOH) ; λmax (logε) 202 (3.22), 228 (1.80)nm; 1H 및 13C NMR 데이터, 하기 표 1 및 2 참조; HRESIMS m/z 643.4244 [M-H]- (calcd for C38H59O8, 643.4210).
12- O - 헥사데카노일 -16- 히드록시포볼 -13-아세테이트(4): 비결정질 흰색 분말; [α] 20 D +61.06°(c 0.34, CHCl3); UV (EtOH) ; λmax (logε) 203 (3.32), 227 (1.92) nm; 1H 및 13C NMR 데이터, 하기 표 1 및 2 참조; HRESIMS m/z 659.4143 [M-H]- (calcd for C38H59O9, 659.4159).
12- O - 헥사데카노일 -4- 데옥시 -4α-16- 히드록시포볼 -13-아세테이트(5): 무색 오일; [α] 20 D -7.6°(c 0.45, CHCl3); UV (EtOH) ; λmax (logε) 232 (2.62) nm; 1H 및 13C NMR 데이터, 하기 표 1 및 2 참조; HRESIMS m/z 689.4296 [M-H]- (calcd for C39H61O10, 689.4265).
아울러, 상기 화합물 1 내지 5의 1H-NMR (400 MHz, CDCl3) 및 13C-NMR (100 MHz, CDCl3) 데이터를 하기 표 1 및 표 2에 각각 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00008

[표 2]
Figure pat00009

실시예 4: 본 발명 화합물들의 IFN -γ 생산 능력 및 세포 독성 조사
본 발명 화합물들의 IFN-γ 생산 능력을 하기와 같이 조사하였다. 아울러, 각각의 본 발명 화합물과 함께, 유동 메탄올 추출물(Total), 항인플루엔자 바이러스 활성이 보고된바(대한민국 특허출원 제10-2009-0034132호) 있는 원화(Daphne genkwa) 메탄올 추출물(P10), 겐과다프닌(genkwadaphnin)(GD), 유안후아신(yuanhuacine)(YH) 및 포볼 12-미리스테이트 13-아세테이트 (PMA)를 양성 대조군으로 사용하였다. 원화 메탄올 추출물은 경기도 용인에서 채취된 원화를 총 건조물 2 kg에 메탄올 4 ℓ를 가한 후, 상온에서 순환시키면서 24시간 동안 추출하여 여과 상층액을 회수한 다음, 이를 감압농축하여 얻었다.
먼저, IFN-γ의 검출을 위하여, 2 × 105 NK92 세포/mL를 48-웰 배양 플레이트에 접종하고, 20% FBS 및 IL-2를 함유하는 α-MEM 배지 중에서 상기 각각의 화합물 또는 추출물과 함께 12 시간 동안 배양시켰다. 배양 상등액 중에 분비된 IFN-γ를 ELISA 방법으로 분석하였다. 흡광도를 마이크로플레이트 리더 상에서 측정하고 모든 화합물 또는 추출물 처리 분석은 2회 반복으로 수행하였다. 화합물-처리된 NK92 세포의 세포 독성은 MTT 분석을 통해 평가하였다.
그 결과를 도 7 및 도 8에 나타내었다.
도 7 및 도 8에서 보여주듯이, 화합물 1-5 모두가 NK92 세포에서 IFN-γ 생산을 유도하는 것으로 나타났다. 또한, IFN-γ 생산에 대한 각 화합물의 유효 투여량은 매우 다양하였다. 도 7을 통해, 64 nM의 화합물 1, 3 및 4가 동일한 투여량의 원화 메탄올 추출물(P10)에 비해 2~3배 이상 IFN-γ 생산에 대한 유의적인 효과를 가지는 것으로 나타났다. 아울러, 화합물 2 (1.6 μM) 및 5 (8 μM) 역시 NK92 세포 상에 처리되었을 때 IFN-γ 생산활성을 나타내었다. 도 8을 통해, 본 발명의 화합물 1이 40 nM 수준에서도 높은 IFN-γ 생산 활성을 나타내며, 4 nM의 화합물 3 및 4가 동일한 투여량의 포볼 12-미리스테이트 13-아세테이트(PMA)와 유사하거나 더욱 높은 IFN-γ 생산 활성을 가지는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 본 발명에서 유동(Aleurites fordii)의 잎으로부터 분리한 포볼 타입의 디테르펜 화합물들이 IFN-γ 유도제로써 유용하게 사용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염:
    [화학식 1]
    Figure pat00010

  2. 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 포함하는 바이러스 감염 질환의 치료 또는 예방용 약학적 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00011

    [화학식 3]
    Figure pat00012

    [화학식 4]
    Figure pat00013

    상기 식에서,
    R1은 CH2OH 또는 CH3이고,
    R2는 CH3 또는 CH2OH이다.
  3. 제2항에 있어서, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물은 세포의 인터페론 감마 생산 증강활성을 갖는 것인 조성물.
  4. 제2항에 있어서, 상기 바이러스 감염 질환은 인플루엔자바이러스(influenza virus), 신종 인플루엔자A 바이러스(Influenza A virus subtype H1N1), 조류인플루엔자바이러스(avian influenza virus), 리노바이러스(rhinovirus), 아데노바이러스(adenovirus), 코로나바이러스(coronavirus), 파라인플루엔자바이러스(parainfluenza virus), 호흡기 합포체 바이러스(respiratory syncytial virus), 포진 바이러스(Herpesvirus, HSV), 후천성 면역결핍 증후군 바이러스(human immunodeficiency virus, HIV), 로타바이러스(rotavirus) 및 간염바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이러스에 의해 감염되는 질환인 것인 조성물.
  5. 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 바이러스 감염 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품:
    [화학식 2]
    Figure pat00014

    [화학식 3]
    Figure pat00015

    [화학식 4]
    Figure pat00016

    상기 식에서,
    R1은 CH2OH 또는 CH3이고,
    R2는 CH3 또는 CH2OH이다.
  6. 제5항에 있어서, 상기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물은 인터페론 감마 생산 증강활성을 갖는 것인 건강기능식품.
  7. 제5항에 있어서, 상기 바이러스 감염 질환은 인플루엔자바이러스(influenza virus), 신종 인플루엔자A 바이러스(Influenza A virus subtype H1N1), 조류인플루엔자바이러스(avian influenza virus), 리노바이러스(rhinovirus), 아데노바이러스(adenovirus), 코로나바이러스(coronavirus), 파라인플루엔자바이러스(parainfluenza virus), 호흡기 합포체 바이러스(respiratory syncytial virus), 포진 바이러스(Herpesvirus, HSV), 후천성 면역결핍 증후군 바이러스(human immunodeficiency virus, HIV), 로타바이러스(rotavirus) 및 간염바이러스로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 바이러스에 의해 감염되는 질환인 것인 건강기능식품.
  8. 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 인터페론 감마 생산 증강용 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00017

    [화학식 3]
    Figure pat00018

    [화학식 4]
    Figure pat00019

    상기 식에서,
    R1은 CH2OH 또는 CH3이고,
    R2는 CH3 또는 CH2OH이다.
  9. 제8항에 있어서, 상기 조성물은 자연살해세포(Natural killer cell)의 인터페론 감마 생산을 증가시키는 것인 조성물.
  10. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항의 조성물을 개체에게 투여하는 단계를 포함하는, 인간을 제외한 동물의 바이러스 감염 질환의 치료방법.
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