KR20130076579A - Betulinic acid and its derivatives with anti-hyperglycemic activity and compositions comprising the same - Google Patents

Betulinic acid and its derivatives with anti-hyperglycemic activity and compositions comprising the same Download PDF

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KR20130076579A
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김종배
김규대
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정주성
송태준
김영훈
안효선
정승필
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한동대학교 산학협력단
주식회사 미슬바이오텍
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Abstract

PURPOSE: Betulinic acid and a derivative thereof are provided to induce anti-diabetic activity through intraperitoneal administration or oral administration, to be used as a functional food or a food additive, and to be formulated in a composition for oral administration and injection. CONSTITUTION: Betulinic acid of chemical formulas 1-3 or a derivative thereof has anti-diabetic activity. A pharmaceutical composition for preventing or treating diabetes contains betulinic acid or the derivative thereof as an active ingredient. A functional health food composition for treating diabetes contains betulinic acid or the derivative thereof as an active ingredient. A pharmaceutical composition contains betulinic acid and other carrier or excipient, and is provided in the form of a tablet, a pill, a granule, a liquid, and a capsule.

Description

항당뇨 활성을 갖는 베툴린 산과 그 유도체 및 이를 포함하는 조성물 {Betulinic acid and its derivatives with anti-hyperglycemic activity and compositions comprising the same}Betulinic acid and its derivatives having antidiabetic activity and compositions comprising same {Betulinic acid and its derivatives with anti-hyperglycemic activity and compositions comprising the same}

본 발명은 항당뇨 활성을 갖는 베툴린 산(Betulinic acid: BA)과 그 유도체 및 이를 포함하는 조성물에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 베툴린 산과 그 유도체의 항당뇨 활성을 밝히고, 상기 화합물을 유효성분으로 항당뇨용 약학 조성물 및 기능성 건강식품 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to betulinic acid (Betulinic acid: BA) having an antidiabetic activity, a derivative thereof, and a composition comprising the same, and more particularly, to reveal the antidiabetic activity of betulinic acid and its derivatives, It relates to an antidiabetic pharmaceutical composition and functional health food composition.

현대 사회에서는 환경오염 및 노년인구의 증가 등의 이유로 각종 질병 발생률이 증가되고 있으며, 그 중에서도 40대 중반 이후에 주로 발생하는 성인병 및 퇴행성 질환은 매우 높은 증가 추세를 보인다. 대한민국의 경우 단일 질병 중 다양한 부위에서 발생하는 암이 가장 높은 사망률을 차지하며, 심혈관 질환 및 뇌졸중, 고지혈증, 고혈압, 동맥경화, 당뇨, 퇴행성관절염 등이 그 뒤를 잇고 있다. 한편 경제 발전에 의한 소득 수준 향상과 생활 수준 향상에 의하여 개인 건강에 대한 관심이 지속적으로 높아지고 있으며, 특히 성인병과 관련하여 예방 및 치료를 위하여 건강 유지법, 건강식품 및 건강보조식품, 예방 의약품 등이 각광을 받고 있다. 이러한 성인병 중 고혈압, 동맥경화, 심장병, 뇌졸중 등은 대표적인 순환계 질병으로 치료약이 다수 개발되었음에도 불구하고 아직 완치를 보장하는 약은 없다. 또한 당뇨병을 비롯한 이들 심혈관계 질환은 그 자체로 사망의 직접적인 원인이 되기보다는 합병증 등으로 생명을 위협하는 경우가 많으므로, 이들 질병의 예방을 위하여는 중년 이후의 건강유지가 실로 중요한 요소라 할 수 있다.In modern society, the incidence rate of various diseases is increasing due to environmental pollution and the increase of the elderly population. Among them, adult diseases and degenerative diseases that occur mainly in the mid 40s show a very high trend. In Korea, cancer occurring in various parts of a single disease accounts for the highest mortality rate, followed by cardiovascular disease and stroke, hyperlipidemia, hypertension, arteriosclerosis, diabetes, and degenerative arthritis. On the other hand, interest in personal health continues to increase as income levels and living standards increase due to economic development.In particular, health maintenance laws, health foods and supplements, and preventive medicines are spotlighted for prevention and treatment in relation to adult diseases. Is getting. Among these diseases, hypertension, arteriosclerosis, heart disease, stroke, etc. are representative circulatory diseases, but there are no drugs that guarantee cure even though many therapeutic drugs have been developed. In addition, these cardiovascular diseases, including diabetes, are often life-threatening with complications rather than direct causes of death. Therefore, maintaining the health after the middle age is an important factor for preventing these diseases. have.

당뇨병은 췌장의 베타세포에서 분비되는 인슐린의 부족 또는 작용의 이상이 원인이 되어 혈당치가 상승하고 영양소가 원활하게 이용되지 못하게 되는 질병으로, 혈당이 소변으로 배설되거나 혈액 중의 콜레스테롤 혹은 중성지방으로 바뀌는 질병이다. 당뇨병에 걸리게 되면 체내에서 필요로 하는 만큼의 인슐린을 만들지 못하거나 생산된 인슐린이 체내에서 제대로 작용하지 못해서 혈당치가 높아지면서 소변으로 여분의 당이 배설되어 기운이 없어지고 쉽게 피로를 느끼게 되는 증상을 유발한다. 우리나라 성인 중 약 5 %가 당뇨병 환자인 것으로 알려져 있으며 이러한 당뇨병은 치료를 제대로 하지 않을 경우 당뇨병성 망막증이나 당뇨병성 신증과 혈관장애, 신경장애 및 동맥경화 등의 합병증들을 유발한다. 이러한 합병증은 국내 전체 사망원인 중 세 번째를 차지하고 있어 심각한 문제가 되고 있다.Diabetes mellitus is a disease caused by the lack of insulin secreted by the pancreatic beta cells or abnormal action, causing blood sugar levels to rise and nutrients not to be used smoothly. Blood sugar is excreted in the urine or converted into cholesterol or triglycerides in the blood. to be. Diabetes does not produce as much insulin as the body needs, or the produced insulin does not work properly in the body, causing blood sugar levels to rise, causing excess sugar to be excreted in the urine, resulting in loss of energy and fatigue. do. It is known that about 5% of Korean adults are diabetic patients. Diabetes mellitus causes complications such as diabetic retinopathy or diabetic nephropathy, vascular disorders, neurological disorders and arteriosclerosis if not treated properly. These complications are the third leading cause of death in Korea and are a serious problem.

당뇨병에 있어서는 이미 치료를 목적으로 하는 약제가 개발되어 있는데 일종의 자가면역질환인 인슐린 의존성 당뇨병(type 1 diabetes mellitus; insulin-depent diabetes mellitus (IDDM))에 대해서는 인슐린 제제가 유효하며, 인슐린 비의존성 당뇨병(type 2 diabetes mellitus; non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM))에는 sulphonylurease (tolbutamide, chloropropamide, glibenclamide 등)과 biguanides (metformin)계의 약제가 현재 사용되고 있다. 하지만 당뇨병은 이러한 약제 사용과 더불어서 식이요법, 재수화 요법(rehydration therapy) 등을 병용하는 것이 필수적이다, 당뇨병의 악화를 막기 위해서는 식사조절과 체중관리 등 일상적인 생활 속에서 주의를 필요로 한다. 그러므로 일상적인 식사와 동일하게 자연스럽게 섭취함으로서 예방효과를 비롯하여 치료에도 유효한 작용을 갖는 기능성 식품의 개발이 절실하다고 할 수 있다.In diabetes, drugs for the purpose of treatment have already been developed. Insulin preparations are effective for insulin-depent diabetes mellitus (IDDM), a type of autoimmune disease. Type 2 diabetes mellitus; non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM) currently uses sulphonylurease (tolbutamide, chloropropamide, glibenclamide, etc.) and biguanides (metformin). However, diabetes mellitus, along with the use of diet and rehydration therapy (rehydration therapy) is essential, in order to prevent the exacerbation of diabetes requires careful attention in daily life such as diet control and weight management. Therefore, it can be said that the development of a functional food having an effective effect in the treatment as well as the preventive effect by ingesting naturally as in the normal meal.

베툴린산 또는 베툴린산 유도체와 관련하여, 대한민국 공개특허 제1020070093573호 (공개일: 2007.09.19, 등록특허 제1007636200000호, 등록일: 2007.09.27) '산조인 추출물 또는 베툴린산을 유효성분으로 함유하는 성장호르몬 분비촉진용 조성물'에는 베툴린산의 성장호르몬 분비촉진 용도가 기재되어 있고,Regarding betulinic acid or betulinic acid derivatives, Korean Patent Publication No. 1020070093573 (Published: 2007.09.19, Registered Patent No. 1007636200000, Registered: 2007.09.27) 'Growth Hormone containing Sanjoin Extract or Betulinic Acid as an active ingredient The composition for promoting secretion 'describes the use of promoting the secretion of growth hormone of betulinic acid,

대한민국 공개특허 제1020020092908호 (공개일: 2002.12.12, 등록특허 제1006181000000호, 등록일: 2006.08.23) '항맥관형성 활성을 가지는 새로운 베툴린산 유도체,이러한 유도체의 제조 방법 및 종양 관련 맥관형성증의 치료를 위한 이들의 용도'에는 베툴린산 유도체의 종양 관련 맥관형성증 치료 용도가 기재되어 있으며, Republic of Korea Patent Application Publication No. 1020020092908 (Published: 2002.12.12, Registered Patent No. 1006181000000, Registered: 2006.08.23) 'New betulinic acid derivatives having anti-angiogenic activity, methods of preparing such derivatives and tumor-associated angiogenesis Their use for treatment 'describes the use of betulinic acid derivatives for the treatment of tumor-associated angiogenesis,

대한민국 공개특허 제1020010080507호 (공개일: 2001.08.22, 특허출원 제10-2001-7006315호, 출원일: 2001.05.18) '신규한 베툴린산 유도체, 그의 제조 방법 및 암 성장억제제로서의 그의 용도'에는 베툴린산 유도체의 암성장 억제 용도가 기재되어 있으나, 베툴린산 또는 그 유도체의 항당뇨 활성에 대하여는 암시 또는 시사된 바가 없다. Republic of Korea Patent Publication No. 1020010080507 (published: 2001.08.22, Patent Application No. 10-2001-7006315, Filed: 2001.05.18) 'Betulinic acid derivatives, methods for their preparation and their use as cancer growth inhibitors' Although the use of lean acid derivatives for inhibiting cancer growth has been described, there is no suggestion or suggestion regarding the antidiabetic activity of betulinic acid or its derivatives.

본 발명자들은 베툴린 산과 그 유도체가 당뇨의 증상완화에 탁월한 효과를 나타내는 것을 발견하여 베툴린 산과 그 유도체가 당뇨병의 예방 및 치료에 사용할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
The present inventors have found that betulinic acid and its derivatives have an excellent effect on alleviating the symptoms of diabetes, and concluded that betulinic acid and its derivatives can be used for the prevention and treatment of diabetes.

1. 대한민국 공개특허 제1020070093573호1. Republic of Korea Patent Publication No. 1020070093573 2. 대한민국 공개특허 제1020020092908호2. Republic of Korea Patent Publication No. 1020020092908 3. 대한민국 공개특허 제1020010080507호3. Republic of Korea Patent Publication No. 1020010080507

본 발명의 목적은 베툴린 산과 그 유도체의 항당뇨 효능과 이용 방안을 제공하는데 있으며, 또한 본 발명은 일반 및 건강식품 등에 폭넓게 사용할 수 있고 경구투여를 통한 약학적 조성물로도 투여할 수 있어 당뇨병의 치료 및 건강보조식품 등의 원료를 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide antidiabetic efficacy and utilization of betulin acid and its derivatives, and the present invention can be widely used in general and health foods, and also can be administered as a pharmaceutical composition through oral administration. To provide raw materials such as therapeutic and health supplements.

본 발명은 베툴린산 및 그 유도체의 항당뇨 활성에 관한 것이다.The present invention relates to the antidiabetic activity of betulinic acid and its derivatives.

베툴린산(IUPAC 명칭: (3β)-3-Hydroxy-lup-20(29)-en-28-oic acid)은 하기 화학식 1을 갖는다. Betulinic acid (IUPAC name: (3β) -3-Hydroxy-lup-20 (29) -en-28-oic acid) has the following formula (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

또한, 본 발명에 따른 베툴린산 유도체는 하기 화학식 2 또는 화학식 3을 갖는다: In addition, the betulinic acid derivative according to the present invention has the following general formula (2) or (3):

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

상기 화학식 2의 화합물은 C33H48N2O2 식을 가지며 504.75 분자량을 갖고, 화학식 3의 화합물은 C33H46N2O2 식을 가지며 502.73 분자량을 갖는다.The compound of Formula 2 has a C 33 H 48 N 2 O 2 formula and has a molecular weight of 504.75, and the compound of Formula 3 has a C 33 H 46 N 2 O 2 formula and has a molecular weight of 502.73.

본 발명에 따르면, 상기 화학식 1 내지 3의 화합물은 항당뇨 활성을 가짐을 특징으로 한다. According to the present invention, the compounds of Formulas 1 to 3 are characterized by having antidiabetic activity.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 화학식 1 내지 3의 화합물을 유효성분으로 포함하는 항당뇨용 약학 조성물 또는 항당뇨용 기능성 건강식품 조성물이 제공된다.In addition, according to the present invention, there is provided an antidiabetic pharmaceutical composition or an antidiabetic functional health food composition comprising the compound of Formulas 1 to 3 as an active ingredient.

본 발명에 있어서, “유효성분”이라 함은 내재된 약리작용에 의해 그 의약품의 효능 및 효과를 직접 또는 간접적으로 발현한다고 기대되는 물질 또는 물질군(약리학적 활성성분 등이 밝혀지지 않은 생약 등을 포함한다)으로서 주성분을 포함하는 것을 의미한다.In the present invention, the term "active ingredient" refers to a substance or a group of substances (a pharmacologically active ingredient or the like, which is expected to express directly or indirectly the efficacy and effect of the drug by intrinsic pharmacological action. It means containing a main component).

상기 기능성 식품조성물은 베툴린 산 외에 식품 제조 시 허용 가능성 첨가물을 혼합하거나, 기타 활성성분을 포함하여 당업자에게 자명한 통상의 형태(과자, 음료 등)로 제공될 수 있다.The functional food composition may be provided in a conventional form (cookies, beverages, etc.) that will be apparent to those skilled in the art, including, but not limited to, betulinic acid, and acceptable admixtures in food preparation.

본원에서 정의되는 “기능성 건강식품”은 건강기능식품에 관한 법률 제 6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미한다. 또한 “기능성”이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다."Functional health food" as defined herein means food manufactured and processed using raw materials or ingredients with functional properties useful to the human body according to Act No. 6727 of the Health Functional Food Act. In addition, the term "functionality" means ingestion for the purpose of gaining useful fruit for health use such as nutrient control or physiological action on the structure and function of the human body.

또한 상기 약학 조성물은 베툴린 산을 함유하고, 다른 담체 또는 부형제를 함유하여 정제, 환, 과립, 액상, 캡슐 등 당업자에게 자명한 형태로 제공될 수 있다.
In addition, the pharmaceutical composition may contain betulinic acid and other carriers or excipients, and may be provided in a form obvious to those skilled in the art such as tablets, pills, granules, liquids, capsules, and the like.

본 발명에 따르면, 베툴린 산과 그 유도체는 포도당 내성을 억제하여 항당뇨 활성을 갖는다. 본 발명의 베툴린 산과 그 유도체는 복강투여 뿐만 아니라 경구투여되어 항당뇨 활성을 유도할 수 있으므로 기능성 식품 또는 식품 첨가물로 이용될 수 있으며, 특히 경구 투여용 조성물로 뿐만 아니라 주사용 조성물로도 제형화가 가능한 이점을 갖는다.
According to the present invention, betulinic acid and its derivatives have antidiabetic activity by inhibiting glucose tolerance. Betulinic acid and its derivatives of the present invention can be used as a functional food or food additives as well as intraperitoneal administration as well as oral administration to induce antidiabetic activity, and especially formulated as an injectable composition as well as an injectable composition. Has the possible advantages.

도 1a는 베툴린산의 AMPK (아데노신 모노포스페이트-활성화 단백질 키나아제: Adenosine Monophosphate-activated Protein Kinase) 인산화 결과를 웨스턴 블롯팅으로 나타낸 사진이고, 도 1b는 화학식 2 및 화학식 3의 베툴린산 유도체의 인산화 결과를 웨스턴 블롯팅으로 나타낸 사진이다.
도 2는 당뇨 유발된 마우스에서 비처리, AICAR 처리, 베툴린산 처리 후에 인슐린 주사하고나서 초기 글루코즈 비율을 경시적으로 나타낸 그래프이다.
도 3은 NT(None Treated: 비처리), 겨우살이 추출물(KM110), 겨우살이의 클로로포름 추출물(CHE), 베툴린산(BA), AICAR, 라스베라톨(RSV)에 의한 마우스 근아세포 중 PGC-1α의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 4는 NT, KME(Korean Mistletoe Extract: 한국산 겨우살이 추출물), CHE, BA, RSV, AICAR에 의한 마우스 근아세포 중 GLUT4의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 5는 NT, NT+인슐린(insulin), NT+보르트만닌(Wortmannin), NT+인슐린+보르트만닌, CHE, CHE+인슐린, CHE+보르트만닌, CHE+인슐린+보르트만닌, 베툴린산, 베툴린산+인슐린, 베툴린산+보르트만닌, 베툴린산+인슐린+보르트만닌, AICAR, AICAR+인슐린, AICAR+보르트만닌, AICAR+인슐린+보르트만닌에 의한 마우스 근아세포 중 포도당 취득을 나타낸 그래프이다.
도 6은 베툴린산에 의한 C57BL/6 마우스 EDL 근육 중 AS160 인산화를 나타낸 사진이다.
도 7은 다양한 투여량의 NT, 베툴린산, KM110, AICAR, RSV, CHE에 의한 래트 췌장세포 중 인슐린 분비 증가를 나타낸 그래프이다.
FIG. 1A is a photograph showing Western blotting of AMPK (Adenosine Monophosphate-activated Protein Kinase) phosphorylation of betulinic acid, and FIG. 1B is a phosphorylation result of betulinic acid derivatives of Formulas 2 and 3 It is a photograph shown by Western blotting.
Figure 2 is a graph showing the initial glucose ratio over time after insulin injection after untreated, AICAR treated, betulinic acid treated in diabetic induced mice.
FIG. 3 shows PGC-1α in mouse myoblasts by NT (None Treated), mistletoe extract (KM110), mistletoe chloroform extract (CHE), betulinic acid (BA), AICAR, and rasveratol (RSV). It is a graph showing the expression.
Figure 4 is a graph showing the expression of GLUT4 in mouse myoblasts by NT, KME (Korean Mistletoe Extract), CHE, BA, RSV, AICAR.
5 shows NT, NT + insulin, NT + bortmannin, NT + insulin + bortmannin, CHE, CHE + insulin, CHE + bortmannin, CHE + insulin + bortmannin, betulinic acid, Glucose acquisition in mouse myoblasts by betulinic acid + insulin, betulinic acid + bortmannin, betulinic acid + insulin + bortmannin, AICAR, AICAR + insulin, AICAR + bortmannin, AICAR + insulin + bortmannin The graph shown.
6 is a photograph showing AS160 phosphorylation in C57BL / 6 mouse EDL muscle by betulinic acid.
Figure 7 is a graph showing increased insulin secretion in rat pancreatic cells by various doses of NT, betulinic acid, KM110, AICAR, RSV, CHE.

이하에서, 본 발명을 실시예에 따라 구체적으로 설명하지만, 하기 실시예는 본 발명의 예시를 목적으로 하는 것이며, 본 발명의 권리범위가 이에 한정되지 않음이 당업자들에게 명백히 이해될 것이다. Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the following examples are intended to illustrate the present invention, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereto.

본 실시예는 베툴린 산과 그 유도체를 마우스 근아세포에 처리하여 AMPK 인산화 작용을 실험하는 실험예 1, 베툴린 산이 당뇨가 유발된 마우스모델에서 인슐린 민감도에 미치는 영향을 측정하는 실험예 2, 베툴린 산을 포함하는 여러 AMPK 활성체가 PGC-1α 발현에 미치는 영향을 측정하는 실험예 3, 마우스 근아세포에 베툴린 산과 한국산 겨우살이 추출물이 GLUT4 발현에 미치는 영향을 측정하는 실험예 4, 마우스 근아세포에서 베툴린 산이 PI3K 비의존적 경로로 포도당을 취득한다는 것을 증명하는 실험예 5, 마우스 근아세포에서 베툴린 산이 AS160 발현에 미치는 영향을 측정하는 실험예 6, 그리고 래트 췌장세포에서 베툴린 산이 인슐린 분비에 미치는 영향을 측정하는 실험예 7로 구성되어 있다. 상기 실험예를 통하여 본 발명 베툴린 산의 항당뇨 효능을 평가하게 된다.
This Example is experimental Example 1, which experiments AMPK phosphorylation by treating betulin acid and its derivatives in mouse myoblasts, Experimental Example 2 for measuring the effect of betulin acid on insulin sensitivity in a diabetic mouse model Experimental Example 3 measuring the effect of various AMPK activators including acid on PGC-1α expression, Experimental Example 4 measuring the effect of betulin acid and Korean mistletoe extract on GLUT4 expression in mouse myoblasts, Experimental Example 5 demonstrating that tulinic acid acquires glucose by a PI3K independent pathway, Experimental Example 6 measuring the effect of betulinic acid on AS160 expression in mouse myoblasts, and the effect of betulinic acid on insulin secretion in rat pancreatic cells It consists of Experimental Example 7, which measures. Through the above experimental example to evaluate the anti-diabetic efficacy of the betulinic acid of the present invention.

실험예Experimental Example 1: 근육 세포에서  1: in muscle cells 베툴린Betulin 산과 그 유도체가  Acids and their derivatives AMPKAMPK 인산화에 미치는 영향 Effect on phosphorylation

베툴린산과 그 유도체의 AMPK 인산화에 의한 항당뇨 효능을 확인하기 위해 C2C12 세포(마우스 근아 세포)를 이용하였다. 베툴린산과 화학식 2, 3의 유도체를 각각 100 ug/ml 농도로 근육세포에 처리하여 30분, 1시간, 3시간, 6시간 후 인산화 정도를 인산화된 AMPK(p-AMPK)에 대해 특이성을 가지는 항체로 웨스턴 블롯팅하였다. 그 결과, 도 1a, 도 1b에서 나타난 바와 같이 강한 활성을 갖는 것으로 확인되었다.
C2C12 cells (mouse myoblasts) were used to confirm the antidiabetic effect of betulinic acid and its derivatives by AMPK phosphorylation. Betulinic acid and derivatives of Formulas 2 and 3, respectively, were treated with muscle at a concentration of 100 ug / ml and had specificity for phosphorylated AMPK (p-AMPK) after 30 minutes, 1 hour, 3 hours, and 6 hours. Western blotting with antibody. As a result, it was confirmed that it has a strong activity as shown in Figure 1a, Figure 1b.

실험예Experimental Example 2: 당뇨 유발 마우스에서  2: in diabetic-induced mice 베툴린Betulin 산이 인슐린 민감도에 미치는 영향 Effect of Acids on Insulin Sensitivity

베툴린 산이 인슐린 민감도에 미치는 영향을 확인하기 위해 70 mpk('mg per kg'을 나타내는 것으로, 피실험체의 체중 1kg당 70 mg의 절대량을 투여했다는 뜻으로, 무게가 20g인 마우스에 70 mpk로 투여했다는 것은 1.4 mg을 투여)의 알록산(alloxan)으로 당뇨가 유발된 마우스를 사용하였다. To determine the effect of betulinic acid on insulin sensitivity, 70 mpk (meaning 'mg per kg') means that 70 mg of absolute dose per kg of body weight of the subject was administered to 70 mpk in a 20-g mouse. Was used in mice induced with diabetes with alloxan).

인슐린 처리 1시간 전에 베툴린 산 또는 AICAR (5-아미노-4-이미다졸카르복시아마이드리보시드)를 전처리 또는 비처리된 당뇨 유발 마우스에 인슐린을 투여하고 혈당을 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다. 200mpk 농도의 베툴린 산은 음성 대조군인 당뇨만 유발시킨 마우스의 혈당 강하 정도에 비해 현저한 차이를 보였으며 또 다른 음성 대조군인 인슐린만 처리한 그룹보다 높은 혈당 강하 효과를 보였다. 또한 양성 대조군으로 사용된 200mpk 농도의 AICAR와 유사하게 혈당 강하 효과를 보였다. 이는 베툴린 산이 인슐린의 민감성을 높여주어 혈당을 낮추는 효과를 가짐을 나타낸다.
Diabetes-induced mice pretreated or untreated with betulinic acid or AICAR (5-amino-4-imidazolecarboxamidiboside) 1 hour prior to insulin treatment were administered insulin and blood glucose was measured and the results are shown in FIG. 2. It was. Betulinic acid at 200mpk concentration was significantly different from the hypoglycemic level of diabetic mice that induced only the negative control group, and showed a higher hypoglycemic effect than the other group treated with insulin alone. In addition, it showed a hypoglycemic effect similar to AICAR of 200mpk concentration used as a positive control. This indicates that betulinic acid has an effect of lowering blood sugar by increasing insulin sensitivity.

실험예Experimental Example 3 :  3: AMPKAMPK 활성체가  Activator PGCPGC -1α 발현에 미치는 영향Effect on -1α Expression

베툴린 산이 인슐린 민감도와 관련이 있는 PGC-1α 발현에 미치는 영향을 조사하기 위하여 C2C12 세포를 사용하였다. 본 실험에서는 AMPK를 활성화시킴으로써 항당뇨 효능을 갖는 약물 AICAR, 적포도주와 포도껍질 속에 풍부한 레스베라톨(resveratrol), 겨우살이 추출물(KM110)과 이를 클로로포름으로 추출한 클로로폼 추출물(CHE)을 베툴린 산과 함께 사용하여 PGC-1α의 발현량을 조사하였다. 도 3에서 보이는 바와 같이 베툴린 산이 기존에 알려진 AICAR나 레스베라톨보다 더 강한 PGC-1α의 발현 효과를 나타내었다.
C2C12 cells were used to investigate the effects of betulinic acid on PGC-1α expression associated with insulin sensitivity. In this experiment, the drug AICAR with anti-diabetic effect by activating AMPK, resveratrol rich in red wine and grape skin, mistletoe extract (KM110) and chloroform extract (CHE) extracted from chloroform together with betulinic acid The expression level of PGC-1α was examined. As shown in FIG. 3, betulinic acid showed a stronger expression effect of PGC-1α than previously known AICAR or resveratrol.

실험예Experimental Example 4:  4: 근육세포에서In muscle cells 베툴린산과Betulinic acid 한국산 겨우살이 추출물이  Korean Mistletoe Extract GLUT4GLUT4 발현에 미치는 영향 Effect on expression

포도당이 대사되기 위해서는 혈액 내 포도당이 각 조직 내로 GLUT4에 의해 운반되어야 한다. 따라서 혈당조절에 GLUT4의 역할은 매우 중요한 의미를 갖는다. 도 4에 나타난 바와 같이 겨우살이 추출물들과 베툴린 산은 C2C12 세포에서 GLUT4 발현에 있어서 발현량이 AICAR보다는 상대적으로 낮게 나타났으나 항당뇨 효능이 잘 알려진 레스베라톨보다는 높게 나타났다.
To be metabolized, glucose in the blood must be transported by GLUT4 into each tissue. Therefore, GLUT4's role in glycemic control is very important. As shown in FIG. 4, mistletoe extracts and betulinic acid showed relatively lower expression levels than AICAR in GLUT4 expression in C2C12 cells, but higher anti-diabetic effects than well-known resveratol.

실험예Experimental Example 5:  5: 근육세포에서In muscle cells 베툴린Betulin 산이  Mountains PI3KPI3K 비의존적Independent 경로에 의한 포도당 취득( Glucose Acquisition by Pathway uptakeuptake )에 미치는 영향)

혈당조절이 되기 위해선 세포가 포도당을 취득해야 하고 이에 반응하여 인슐린이 분비되어 자신의 수용체와 결합하고 이후 다양한 경로를 거쳐야 한다. 여러 경로가 있지만 일반적으로 PI3K 의존적 경로, 즉 PI3K 경로에 의해 일어나지만 PI3K 비의존적 경로에서도 일어날 수도 있다. 본 실험에서는 베툴린 산을 포함한 여러 시료들을 C2C12 세포에 처리하여 포도당 취득 정도를 3H로 인지된 2-deoxyglucose와 PI3K 억제제인 보르트만닌(wortmannin)으로 확인하여 도 5와 같은 결과를 얻었다. 본 결과를 통해 베툴린 산과 CHE는 AICAR처럼 PI3K 비의존적 경로에 의한 혈당조절이 이루어짐을 입증되었다.
In order to control blood glucose, cells must acquire glucose and in response, insulin is secreted to bind to its receptors and then through various pathways. There are several pathways but they are usually caused by PI3K-dependent pathways, that is, PI3K pathways, but can also occur in PI3K-independent pathways. In this experiment, various samples including betulinic acid were treated to C2C12 cells to confirm 2-deoxyglucose and PI3K inhibitor, buttmannin, which were recognized as 3 H, and obtained the results as shown in FIG. 5. The results suggest that betulinic acid and CHE may be induced by PI3K-independent pathways such as AICAR. It has been demonstrated that glycemic control is achieved.

실험예Experimental Example 6 :  6: AS160AS160 에 대한 For 베툴린산의Betulinic 영향 effect

항당뇨 효능을 갖는 AMPK 활성제 약물 AICAR는 AS160을 인산화시켜서 포도당을 취득한다. 이에 따라 베툴린 산이 AICAR처럼 AS160을 인산화 시키는 활성여부를 wortmannin 존재 하에 조사하여 도 6과 같은 결과를 얻었다. 나타난 바와 같이 베툴린 산은 AS160을 인산화 시켰으며 이는 PI3K 비의존적 경로에 의한 AS160을 인산화 시킴으로 항당뇨 효과를 보여주는 결과이다.
AMPK activator drug AICAR with antidiabetic efficacy phosphorylates AS160 to obtain glucose. Accordingly, betulinic acid was activated to phosphorylate AS160 like AICAR in the presence of wortmannin to obtain a result as shown in FIG. 6. As shown, betulinic acid phosphorylated AS160, which showed antidiabetic effect by phosphorylating AS160 by PI3K independent pathway.

실험예Experimental Example 7 :  7: 베툴린Betulin 산의 인슐린 분비에 미치는 영향 Effect of acid on insulin secretion

베툴린 산을 비롯하여 겨우살이 추출물 및 다른 약물들이 RINm5F 세포(래트 췌장 β세포)의 인슐린 분비에 미치는 영향을 조사하여 도 7과 같은 결과를 얻었다. 특히 한국산 겨우살이 추출물 CHE가 인슐린 분비를 현저히 증가시켰으며 또한 베툴린 산과 다른 약물들도 농도 의존적으로 증가시켰다, 이 결과는 한국산 겨우살이 추출물이나 베툴린 산이 AICAR나 레스베라톨처럼 인슐린 분비도 촉진함으로써 항당뇨 효과를 나타내는 예가 될 수 있다.
The effects of betulinic acid, mistletoe extract and other drugs on insulin secretion of RINm5F cells (rat pancreatic β-cells) were examined to obtain results as shown in FIG. 7. In particular, the Korean mistletoe extract CHE significantly increased insulin secretion, and betulinic acid and other drugs increased concentration-dependently. This result suggests that Korean mistletoe extract and betulinic acid promote insulin secretion like AICAR or resveratrol. This can be an example of the effect.

Claims (3)

항당뇨 활성을 가짐을 특징으로 하는 하기 화학식 1 내지 3의 베툴린산 또는 그 유도체:
화학식 1
Figure pat00004

화학식 2
Figure pat00005

화학식 3
Figure pat00006
Betulinic acid or a derivative thereof of Formulas 1 to 3 characterized by having antidiabetic activity:
Formula 1
Figure pat00004

Formula 2
Figure pat00005

(3)
Figure pat00006
청구항 1의 베툴린산 또는 그 유도체를 유효 성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 당뇨 예방 또는 치료용 약학 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating diabetes, comprising betulinic acid or a derivative thereof as an active ingredient. 청구항 1의 베툴린산 또는 그 유도체를 유효 성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 당뇨 증상 개선용 기능성 건강식품 조성물.
Functional health food composition for diabetic symptoms improvement comprising the betulinic acid or derivatives of claim 1 as an active ingredient.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP3730147A1 (en) * 2019-04-24 2020-10-28 Instytut Biotechnologii i Badan Medycznych "Biolamed" SP. Z O. O. Preparation with hypoglycemic effect

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