KR20130136053A

KR20130136053A - Anti-obesity composition comprising fucosterol

Info

Publication number: KR20130136053A
Application number: KR1020120059581A
Authority: KR
Inventors: 황재관; 오가희; 김명석
Original assignee: 연세대학교 산학협력단
Priority date: 2012-06-04
Filing date: 2012-06-04
Publication date: 2013-12-12

Abstract

The present invention relates to a use of fucosterol, more specifically an anti-obesity composition comprising fucosterol. The fucosterol improves the lipogenesis control and heating activity for providing an excellent effect in anti-obesity. [Reference numerals] (AA) Fucosterol (쨉M)

Description

Anti-obesity Composition Comprising Fucosterol

본 발명은 퓨코스테롤의 신규 용도에 관한 것으로 보다 상세하게는 퓨코스테롤을 유효성분으로 함유하는 항비만 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a novel use of fucosterol, and more particularly to an anti-obesity composition containing the fucosterol as an active ingredient.

세계보건기구(the World Health Organization; WHO)의 비만보고서에 의하면 세계적으로 10억 명의 과체중 인구 중 비만인구는 3억 명으로 추산되고 있다. 비만은 환경적인 요인, 개인생활 습관 및 유전적인 요인 등에 의해 발생되며, 에너지 사용의 불균형으로 초래되는 질환이다. 이러한 비만은 인슐린 저항성, 제2형 당뇨병, 고혈압 및 지방간 등 심각한 대사 질환에 원인이 됨으로써 그 어느 때 보다도 높은 관심으로 세계 각국에서 연구가 진행되고 있는 실정이다 (J. Nat. Med. 65(1): 73-80, 2011, Pharmacol. Ther. 131(3): 295-308, 2011).Obesity reports from the World Health Organization (WHO) estimate that over one billion overweight people in the world are obese at 300 million. Obesity is caused by environmental factors, personal lifestyle and genetic factors, and is a disease caused by an imbalance in energy use. Obesity is a cause of serious metabolic diseases such as insulin resistance, type 2 diabetes, hypertension, and fatty liver, and is being studied in countries around the world with more attention than ever before (J. Nat. Med. 65 (1)). : 73-80, 2011, Pharmacol. Ther. 131 (3): 295-308, 2011).

지방 조직(adipose tissue)은 에너지를 저장하는 기관으로, 과잉된 에너지 섭취는 지방세포의 분화를 촉진하고 체내 저장 지방량을 증가시켜 비만의 직접적인 원인이 된다. Adipose tissue is an organ that stores energy, and excessive energy intake promotes differentiation of fat cells and increases the amount of stored fat in the body, which is a direct cause of obesity.

지방세포분화는 지방전구세포(preadipocyte)가 증식 및 분화되는 과정을 거쳐 성숙한 지방세포(adipocyte)로 되는 과정을 의미하며, 이 과정에서 지질 축적, 호르몬에 관여하는 지방합성(lipogenesis)에 관여하는 FAS(fatty acid synthase) 및 ACC(acetyl-CoA carboxylase)발현이 변화된다. 이러한 유전자 발현은 PPAR(peroxisome proliferator-activated receptor ), C/EBPs(CCAAT/enhancer binding proteins)와 SREBP1c(sterol regulatory element binding protein 1c)라고 불리는 전사인자에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 이들 전사인자는 지방세포의 분화 과정 중 각기 다른 시점에서 발현이 유도되며, 서로 상호작용을 통하여 여러 지방세포 특이 유전자들의 발현을 조절하여 지방세포 분화를 점진적으로 유도해 나간다 (J. Agri. Food Chem. 60(4): 1094-1101, 2012, Nutr. Metab. 6(20): 1-10, 2009). Adipocyte differentiation refers to the process of proliferation and differentiation of preadipocytes into mature adipocytes, in which FAS is involved in lipid accumulation and lipogenesis, which is involved in hormones. (fatty acid synthase) and acetyl-CoA carboxylase (ACC) expression is altered. These gene expressions are known to be regulated by transcription factors called peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs), CCAAT / enhancer binding proteins (C / EBPs) and sterol regulatory element binding protein 1c (SREBP1c). These transcription factors are induced at different times during the differentiation of adipocytes, and gradually induce adipocyte differentiation by controlling the expression of several adipocyte-specific genes through interaction with each other (J. Agri. Food Chem). 60 (4): 1094-1101, 2012, Nutr. Metab. 6 (20): 1-10, 2009).

분화된 지방세포는 세포질 내에 중성지방을 저장하게 되는데, AMPK(AMP-activated protein kinase)의 활성화는 당수송(glucose transport) 및 지방산 산화와 같은 에너지 생산을 증가시키는 신호전달과정을 촉진시키며, 이러한 과정 중에서 생산된 에너지를 신체적 운동과 발열작용(thermogenesis)에 의해 소비한다. 발열작용은 미토콘드리아 내 막에 존재하는 UCPs(uncoupling proteins)이 관여하는데, 이는 지방조직 및 근육에 존재하여 신체 에너지 항상성을 조절하는 역할을 하고 있다. 이러한 유전자는 PPAR 및 PGC-1(peroxisome proliferator-activated receptor coactivator-1)의 전사인자에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다 (Pediatr. Cardiol. 32(3): 323-328, 2011).Differentiated adipocytes store triglycerides in the cytoplasm. Activation of AMP-activated protein kinase (AMPK) promotes signaling processes that increase energy production, such as glucose transport and fatty acid oxidation. The energy produced by the liver is consumed by physical exercise and therogenesis. The exothermic action is associated with uncoupling proteins (UCPs), which are present in the mitochondrial membranes, which are present in adipose tissues and muscles that regulate body energy homeostasis. Such genes are known to be regulated by transcription factors of PPAR and peroxisome proliferator-activated receptor coactivator-1 (Pediatr. Cardiol. 32 (3): 323-328, 2011).

현재까지 미국 FDA에서 승인을 받고, 국내외에서 판매되는 항비만 의약품 중에는 시부트라민(sibutramine)이 주원료인 리덕틸(Reductil^TM, 한국애보트사, 한국)과 올리스타트(orlistat)를 주원료로 하는 제니칼(Xenical^TM, 한국로슈제약회사, 한국)이 있으며, 이는 각각 식욕저하 및 지방흡수를 저해하는 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 두통, 불면, 변비, 심장질환 및 순환기계 등의 부작용과 함께 그 효능의 지속성이 낮다 (World J. Diabetes 2(2): 19-23, 2011, Diabetes Metab. J. 36(1): 13-25, 2012). 따라서 이러한 화학적 합성품이 아닌 식물 추출물과 같이 부작용은 적으면서 안전성이 높은 천연물을 이용한 항비만 원료를 개발하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. Among the anti-obesity drugs that have been approved by the US FDA and sold at home and abroad, sibutramine is the main ingredient, Reductil ^TM (Abbott Korea, Korea) and Orlistat (Xenical ^TM) . Roche Pharmaceutical Co., Ltd., Korea), which is known to have an effect of inhibiting appetite and fat absorption, respectively. However, its efficacy is low, with side effects such as headache, insomnia, constipation, heart disease and circulatory system (World J. Diabetes 2 (2): 19-23, 2011, Diabetes Metab. J. 36 (1): 13 -25, 2012). Therefore, studies are being actively conducted to develop anti-obesity raw materials using high-safety natural products with little side effects, such as plant extracts, which are not chemical compounds.

퓨코스테롤은 해조류에 많이 함유되어 있는 물질로 한국, 중국, 일본 해안 및 아시아 해안 등지에 서식하는 해조류에서 많이 발견되고 있다. 퓨코스테롤의 지금까지 알려진 효능 및 효과는 항암작용(Pharmacogn. Mag. 8(29): 60-64, 2012), 항당뇨 작용(Arch. Pharm. Res. 27(11): 1120-1122, 2004), 항산화작용(Bioorg. Med. Chem. 17(5): 1963-1973, 2009), 혈중 지질 성분 개선(Biochem. Biophys. Res. Commun. 369(2): 363-368, 2008), 콜레스테롤 대사 개선(New Phytol. 183(2): 291-300, 2009), 항균(J. Pharm. Biomed. Anal. 51(2): 450-4555, 2010) 및 항곰팡이 효능(Nat. Prod. Res. 24(15): 1481-1487, 2010) 등이 알려져 있다.Fucosterol is a substance found in seaweed, and it is found in seaweeds in Korea, China, Japan and Asia. The known efficacy and effects of fucosterol are anticancer activity (Pharmacogn. Mag. 8 (29): 60-64, 2012), antidiabetic activity (Arch. Pharm. Res. 27 (11): 1120-1122, 2004 ), Antioxidant activity (Bioorg. Med. Chem. 17 (5): 1963-1973, 2009), improved blood lipid composition (Biochem. Biophys. Res. Commun. 369 (2): 363-368, 2008), cholesterol metabolism Improvement (New Phytol. 183 (2): 291-300, 2009), antibacterial (J. Pharm. Biomed. Anal. 51 (2): 450-4555, 2010) and antifungal efficacy (Nat. Prod. Res. 24 (15): 1481-1487, 2010).

최근 건강기능식품이나 천연물신약에 대한 소비자의 관심이 증대되고 동시에 해양자원 소재를 활용하는 많은 제품들이 출시되면서 해조류도 지방축적억제 효능을 가진 소재로 연구되고 있다. 하지만, 해조류의 주요성분 중에 하나인 퓨코스테롤에 의한 지방축적억제 효능에 대한 연구는 전문한 실정이다.Recently, as consumers' interest in health functional foods or natural new drugs is increasing, and many products using marine resources are released, seaweeds are also being researched as materials having an effect of inhibiting fat accumulation. However, studies on the efficacy of fat accumulation inhibition by fucosterol, one of the main ingredients of seaweed, have been specialized.

따라서 본 발명의 목적은 퓨코스테롤을 유효성분으로 함유하는 항비만용 조성물을 제공하는 데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide an anti-obesity composition containing a fucosterol as an active ingredient.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 하기 화학식1로 표시되는 퓨코스테롤을 함유하는 항비만 조성물을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an anti-obesity composition containing the fucosterol represented by the formula (1).

[화학식 1] [Formula 1]

본 발명의 조성물인 퓨코스테롤은 화학적 합성방법에 의하여 합성되거나 해조류로 부터 추출되어 분리된 것일 수 있다. The fucosterol composition of the present invention may be synthesized by a chemical synthesis method or may be separated from the algae extracted.

본 발명에서는 해조류의 유효성분 중에 하나인 퓨코스테롤이 지방합성 억제 및 발열작용을 증대를 통한 항비만에 우수한 효능을 갖는 조성물을 제공할 수 있는 효과가 있다.In the present invention, fucosterol, which is one of the active ingredients of seaweed, has an effect of providing a composition having excellent efficacy on anti-obesity through inhibiting fat synthesis and increasing exothermic action.

도 1은 3T3-L1 지방전구세포에서 퓨코스테롤의 지방생성 억제활성을 측정한 결과이다.
도 2는 지방전구세포인 3T3-L1에서 퓨코스테롤의 지방합성 전사인자인 PPAR 및 C/EBP와 지방생성 핵심적인 효소인 FAS 그리고 ACC의 감소를 측정한 결과이다.
도 3은 지방전구세포인 3T3-L1에서 퓨코스테롤의 열 발생기전에 관여하는 UCPs 증가를 측정한 결과이다.Figure 1 shows the results of measuring the adipogenic inhibitory activity of fucosterol in 3T3-L1 adipocytes.
Figure 2 is a result of measuring the reduction of the fat synthesis transcription factors PPAR and C / EBP of the fat precursor cells 3T3-L1 and the fat enzymes FAS and ACC in the fat precursor cells 3T3-L1.
Figure 3 is the result of measuring the increase in UCPs involved in the heat generation mechanism of fucosterol in the fat precursor cells 3T3-L1.

본 발명의 실시 예에 있어서, 퓨코스테롤은 시그마알드리치코리아에서 구입하였다(3-히드록시-5,24(28)-스티그마스타디엔, CAS Number: 17605-67-3, Empirical Formula: C₂₉H₄₈O, Molecular Weight: 412.69 g/mol).In an embodiment of the present invention, fucosterol was purchased from Sigma Aldrich Korea (3-hydroxy-5,24 (28) -sigmastadiene, CAS Number: 17605-67-3, Empirical Formula: C ₂₉ H ₄₈ O, Molecular Weight: 412.69 g / mol).

이하, 본 발명을 실시 예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following examples.

실시 예 1. 3T3-L1 지방전구세포에서 지방생성 억제활성 측정Example 1 Measurement of Adipogenesis Inhibitory Activity in 3T3-L1 Adipocytes

3T3-L1 지방전구세포를 10%의 송아지 혈청이 함유된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Media) 배지에서 배양한 후, 12-공 평판배양기(12-well microtiter plate)에 1,00,000 세포/ 공(well)이 되도록 넣는다. 90%까지 자란 후 2일 더 방치한 뒤 지방전구세포의 밀도가 100% 가량 되었을 때, dexamethasone, IBMX(3-isobutyl-1-methylxanthine), 인슐린이 든 배양액에 녹여진 퓨코스테롤을 각각 1, 3, 그리고 5 M농도로 지방전구세포에 처리하여 지방세포분화를 유도하였다. 이어 매 2일마다 세포 배양액을 10% 우태아 혈청과 0.1% 인슐린이 든 배양액에 상기와 마찬가지로 퓨코스테롤을 각각 1, 3, 그리고 5 M농도로 처리하여 대조군과 비교해 나간다. 10일 경과 후 오일 레드 오(oil red o) 염색법을 통하여 퓨코스테롤의 효능을 현미경 사진으로 촬영하였다. 3T3-L1 adipocytes were cultured in Dulbecco's Modified Eagle's Media (DMEM) medium containing 10% calf serum and then 1,00,000 cells / well in a 12-well microtiter plate. Put it in this way. When grown to 90% and left for 2 more days, when the density of fat precursor cells is about 100%, the fucosterol dissolved in dexamethasone, IBMX (3-isobutyl-1-methylxanthine), and insulin-containing medium is 1, Adipocyte differentiation was induced by treatment of adipocytes at 3 and 5 M concentrations. Then, every two days, the cell culture was treated with 1, 3, and 5 M concentrations of fucosterol in a culture solution containing 10% fetal calf serum and 0.1% insulin, respectively, as compared to the control group. After 10 days, the efficacy of fucosterol was microscopically photographed through oil red o staining.

그 결과 [도 1]에 나타낸 바와 같이 퓨코스테롤이 3T3-L1 지방전구세포에서 지방생성 억제를 통한 항비만 효과가 있음을 알 수 있다.
As a result, as shown in [FIG. 1], it can be seen that fusterol has an anti-obesity effect through adipogenesis inhibition in 3T3-L1 adipocytes.

실시 예 2. 3T3-L1 지방전구세포에서 퓨코스테롤 처리에 따른 지방합성 단백질 전사인자 감소와 그 신호전달의 다음 단계인 지방생성 RNA 발현 감소 효과 Example 2 Effect of Fucosterol Treatment on 3T3-L1 Adipose Progenitor Cells Decrease Liposynthetic Protein Transcription Factors and Reduce the Expression of Adipogenic RNA

퓨코스테롤을 이용하여 3T3-L1 지방전구세포에서 지방합성 관련 RNA의 발현 감소를 알아보았다. 3T3-L1 지방전구세포를 10%의 송아지 혈청이 함유된 DMEM 배지에서 배양한 후, 6-공 평판배양기(6-well microtiter plate)에 50,000 세포/ 공(well)이 되도록 넣는다, 90%까지 자랐을 때 2일 더 방치한 뒤 지방전구세포의 밀도가 100% 가량 되었을 때, dexamethasone, IBMX, 인슐린이 든 배양액에 녹여진 퓨코스테롤을 각각 1, 3, 그리고 5 M농도로 지방전구세포에 처리하여 지방세포분화를 유도하였다. 이어 매 2일마다 세포 배양액을 10% 우태아 혈청과 0.1% 인슐린이 든 배양액에 상기와 마찬가지로 퓨코스테롤을 각각 1, 3, 그리고 5 M농도로 처리하여 대조군과 비교해 나간다. 8일 경과 후에 RNA를 수확하여 RT-PCR(reverse transcription-polymerase chain reaction)을 시행하였다. Fucosterol was used to determine the decreased expression of liposynthetic RNA in 3T3-L1 adipocytes. Incubate 3T3-L1 adipocytes in DMEM medium containing 10% calf serum and place in a 6-well microtiter plate at 50,000 cells / well, up to 90%. When left for another 2 days, when the density of the fat precursor cells is about 100%, defumetholone dissolved in the culture medium containing dexamethasone, IBMX, and insulin is treated with fat precursor cells at 1, 3, and 5 M concentrations, respectively. Adipocyte differentiation was induced. Then, every two days, the cell culture was treated with 1, 3, and 5 M concentrations of fucosterol in a culture solution containing 10% fetal calf serum and 0.1% insulin, respectively, as compared to the control group. After 8 days, RNA was harvested and subjected to reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR).

[도 2]에 나타낸 바와 같이 퓨코스테롤 처리에 따라 지방합성과정의 핵심 전사인자(PPAR 및 C/EBP)와 지방생성 관련 효소(FAS 및 ACC)의 발현이 감소한 것을 확인할 수 있었다. 따라서 퓨코스테롤 처리로 인해 3T3-L1 지방전구세포 내에서 지방합성과정 신호전달이 억제됨을 확인함으로써 항비만 효과가 뛰어남을 알 수 있다.
As shown in FIG. 2, it was confirmed that the expression of the core transcription factors (PPAR and C / EBP) and the lipogenesis related enzymes (FAS and ACC) in the liposynthesis process were reduced by the treatment of fucosterol. Therefore, it can be seen that the anti-obesity effect is excellent by confirming that the synthesis of fat synthesis process signaling in 3T3-L1 adipocytes is inhibited by the fucosterol treatment.

실시 예 3. 3T3-L1 지방전구세포에서 퓨코스테롤 처리에 따른 열 발생과 관련된 유전자의 RNA 발현 증진 효과Example 3 RNA Expression Enhancement Effects of Genes Associated with Heat Generation by Fucosterol Treatment in 3T3-L1 Adipocytes

퓨코스테롤을 이용하여 3T3-L1 지방전구세포에서 열 발생 관련 RNA 발현 증가를 알아보았다. 상기 실시 예2에서와 동일한 방법으로 분화한 세포로부터 총 RNA를 수확하여 역전사 시킨 후 RT-PCR을 수행하였다. Fucosterol was used to investigate the increase in heat expression-related RNA expression in 3T3-L1 adipocytes. RT-PCR was performed after total RNA was harvested and reverse transcribed from the cells differentiated in the same manner as in Example 2.

[도 3]에 나타낸 바와 같이 퓨코스테롤 처리에 따라 UCPs 발현 증가를 확인하였다. 따라서 퓨코스테롤 처리로 인해 3T3-L1 지방전구세포 내에서 열 발생기전 발현이 증가됨을 확인함으로써 항비만 효과가 뛰어남을 알 수 있다. As shown in FIG. 3, it was confirmed that the expression of UCPs was increased according to the fucosterol treatment. Therefore, it can be seen that the anti-obesity effect is excellent by confirming that the expression of heat generation mechanism is increased in 3T3-L1 adipocytes due to the treatment of fucosterol.

Claims

An anti-obesity composition characterized in that it contains fucosterol represented by the formula (1)
[Chemical Formula 1]

According to claim 1, wherein the composition containing the fucosterol as an active ingredient, characterized in that the inhibition of fat synthesis of fat cells

According to claim 1, wherein the composition containing the fucosterol as an active ingredient, characterized in that the heat generating mechanism by the UCPs activity of the adipocytes