KR20140038898A - 메트포민을 유효성분으로 함유하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메트포민을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물 또는 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체는 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상과 같이 유지 시키는 효과가 우수하고, IL-17 및 TNF-a의 활성을 억제 또는 감소시키는 효과가 우수하며, IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키는 효과가 우수하여 염증성 장질환 포함 자가면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.

Description

메트포민을 유효성분으로 함유하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물{Composition for preventing or treating inflammatory bowel disease comprising metformin as an active ingredient}

본 발명은 메트포민을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

염증성 장질환(inflammatory bowel disease)은 장에 만성적인 원인 불명의 염증을 일으키는 질환으로 궤양성 대장염과 크론병으로 나눌 수 있다. 궤양성 대장염은 대장의 점막에 짓무름(미란)이나 궤양이 연속적으로 형성되는 질환으로 혈변, 점혈변, 설사, 복통이 일어나고, 중증인 경우에는 발열, 체중감소, 빈혈 등의 전신성 증상이 나타난다. 또한, 크론병은 입에서 항문에 이르는 소화관의 임의 부위에 궤양 등의 병변이 비연속적으로 발생하는 질환으로서, 복통, 설사, 혈변과 더불어, 중증의 경우에는 발열, 체중감소, 전신 권태감, 빈혈 등의 증상이 나타난다. 궤양성 대장염 및 크론병 모두 일시적으로 증상이 좋아지다가 재발이 반복되는 만성 난치성 질환이다. 염증성 장 질환의 발생 원인이나 병태생리에 대해서는 아직까지 명확히 알려져 있지 않지만, 유전적 요인, 장내 세균이나 음식물 등의 환경적 요인, 면역학적 요인 등이 복합적으로 발생기전에 관여하리라 추정되고 있다.

종래, 궤양성 대장염 및 크론병의 발생율은 서양인에게 높다고 알려져 있었으나, 최근 식습관 등 생활 습관의 변화로 인해 우리나라를 비롯한 동양에서도 환자수가 급증하고 있다. 그럼에도 불구하고 원인이 불분명한 이유 등으로 근본적 치료법은 아직 확립되어 있지 않아 완전한 치료를 목표로 하는 것이 아니라 증상의 진행을 지연 및 완화시키고, 이러한 상태를 가능한 한 장기간 유지하는 약제가 사용되고 있는 실정이다. 이러한 대중요법을 위한 약제로서는 주로 아미노살리실산 제제, 부신피질 스테로이제, 면역억제제, TNF-a단일클론항체 등이 사용되고 있지만, 다양한 부작용이 보고되고 있다. 예를 들어, 아미노살리실산 제제로서 자주 사용하는 설파살라진은 구역질, 구토, 식욕부진, 발진, 두통, 간장해, 백혈구 감소, 이상 적혈구, 단백뇨, 설사 등의 부작용이 보고되고 있다. 부신피질 스테로이드제인 프레드니솔론은 경구투여, 관장, 좌약, 정맥 주사 등으로 사용되지만 위궤양이나 장기 사용에 의한 대퇴 골두 괴사 등 부작용이 강하다. TNF-a 단일클론항체인 Infliximab는 1998년 미국 FDA로부터 크론병 치료제로 허가를 받은 후 크론병 환자들을 치료하기 위해 사용되었으나, 범혈구 감소, 약물유발 낭창, B형 간염/결핵 재활성 등의 부작용이 나타나고 있다. 또한 미국 FDA는 Infliximab와 다른 종양괴사인자(Tumor Necrosis Factor, TNF) 저해제들을 사용하는 경우 림프종과 다른 암의 위험이 증가될 수 있음을 의사들에게 경고하고 있다.

따라서, 현재 사용하고 있는 염증성 장질환 치료제보다 우수한 효과, 안전하고 부작용이 적은 새로운 염증성 장질환 치료제 개발이 절실히 요구된다.

한국공개특허 제2012-0017465호 한국공개특허 제1995-7002117호

이에 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물 또는 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체가 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상 상태와 같이 유지 시키고, IL-17 및 TNF-a의 활성을 억제 또는 감소시키며, IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키는 활성이 있다는 것을 규명함으로써 염증성 장질환의 예방 또는 치료제로 사용할 수 있음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.

따라서 본 발명의 목적은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 TNF-a 차단제를 추가로 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 이타너셉트(etanercept)를 추가로 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상과 같이 유지하는 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 IL-17의 활성을 억제 또는 감소시키고, IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키며, TNF-a의 발현을 억제 또는 감소시킬 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 염증성 장질환은 크론병, 베체트병에 수반되는 장 병변, 궤양성 대장염, 출혈성 직장 궤양 및 회장 낭염으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.

본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물 또는 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체는 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상 상태와 같이 유지 시키는 효과가 우수하고, IL-17 및 TNF-a의 활성을 억제 또는 감소시키는 효과가 우수하며, IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키는 효과가 우수하여 염증성 장질환 포함 자가면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물로 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 염증성 장질환 유도 동물 모델군, 염증성 장 질환 유도 동물 모델에 메트포민을 투여한 군으로 실험동물을 구분하여 실험동물의 무게 및 생존률을 측정한 결과를 나타낸 결과이다.
도 2는 염증성 장질환 유도 동물 모델군, 염증성 장 질환 유도 동물 모델에 메트포민을 투여한 군으로 실험동물을 구분하여 소장의 두께 및 대장의 길이를 측정한 결과이다.
도 3은 대조군으로 염증성 장질환 유도 동물군, 염증성 장질환 마우스의 비장세포에 메트포민 처리군, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 처리군, 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 처리한 군으로 나누어 소장의 두께 및 대장의 길이를 측정한 결과이다.
도 4A는 정상군 마우스의 비장세포에 메트포민 처리군, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 처리군, 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 처리한 군으로 나누어 세포독성이 있는지 여부를 MTT assay를 통해 분석한 결과이다.
도 4B 및 도 4C는 정상군 마우스의 비장세포에 메트포민 처리군, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 처리군, 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 처리한 군으로 나누어 염증성 사이토카인 발현 정도를 ELISA 기법으로 측정한 결과이다.
도 5는 정상군 마우스의 비장세포에 메트포민 처리군, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 처리군, 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 처리한 군의 각 세포를 수집하여 FITC 파장대를 가지는 ROS 항체와 세포를 반응시키고 유세포기(FACs)로 측정한 결과이다.
도 6은 메트포민에 의한 염증성 장질환 군의 대장 조직 및 대장 세포에서 에서 염증성 사이토카인 조절을 측정한 결과이다.
도 7은 메트포민에 의한 염증성 장질환 군의 림프노트 조직 및 세포에서 염증성 사이토카인 조절을 측정한 결과이다.
도 8은 메트포민에 의한 염증성 장질환 군의 비장 조직 에서 Treg/Th17 세포 조절 효과를 나타낸 결과이다.
도 9는 IBD 질환 군에서 비장 조직 및 세포에서 p-STAT3, p-STAT5, pAMPK 조절을 나타낸 결과이다.
도 10은 메트포민에 의한 대장 암세포주에서 염증성 사이토카인 조절 효과를 나타낸 결과이다.

본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체가 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상상태와 같이 유지 시키는 효과가 우수하고, IL-17 및 TNF-a의 활성을 억제 또는 감소시키는 효과가 우수하며, IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키는 효과가 우수함을 최초로 규명하였으며, 따라서 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물을 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물로 제공함에 그 특징이 있다.

본 발명자들은 염증성 장질환을 예방 또는 치료할 수 있는 새로운 화합물을 연구하던 중, 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물에 주목하였는데 메트포민은 당뇨병 치료효과가 있다고 알려진 바 있다. 또한, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 염증성 장질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용에 대해서는 전혀 언급된 바가 없다.

염증성 장질환의 원인은 아직 구체적으로 밝혀진 바 없으나 장의 면역기능과 관련이 있을 것으로 생각되어 지고 있으며 그밖에도 유전적 요인, 장내 미생물의 감염설, 정신적 요인, 기타 여러 요인들이 복합적으로 관계하리라고 여겨지고 있다. 염증성 장질환의 병태생리는 비특이적인 염증단계반응을 개시(initiation, induction), 영속화(perpetuation) 및 증폭(amplification) 시키는 과정으로 나누어 볼 수 있으며, 증폭과정은 면역조절의 결함 때문에 적절하게 감소되지 않은 염증반응이 조직손상과 임상증상을 일으키게 되는 과정을 일컫는다. 염증의 개시 및 지속은 독립적일 수 있으며, 여러 면역조절 이상이 유사한 결과를 초래할 수 있는데, 조직 손상을 일으키는 비 특이적인 최종경로는 공통되기 때문이다. 활성화된 T림프구에서는 면역반응을 조절하는 사이토카인(cytokine)이 분비되며 작용에 따라 T-helper 1(IL-12, interferon-)와 T-helper 2(IL-4, IL-5, IL-10, IL-13)로 나눌 수 있다. Th1은 세포 면역반응을 조절하고, Th2는 체액성 면역 반응을 조절한다. IL-12는 단핵구, B림프구 등에서 분비되어 IFN- 생성을 촉진하며 Th1 반응을 조절한다. 최근 궤양성 대장염은 Th2 반응으로 유발되는 질환이며, 크론병은 Th1 반응이 유발되는 질환이라는 가설이 제기되었다. 한편, 미국 보건성(National Institutes of Health)의 Arian Laurence 박사 연구팀은 T세포에서 전사인자인 STAT3 유전자를 제거하면 IL-17 생산이 방해를 받고 IL-2 결함과 연관된 자가 면역이 완화된다고 발표하여(Nature Immunology 2011, 12 (3):247) 인터루킨 2(Interleukin 2, IL-2)가 인간 자가 면역 질환과 연관된 사이토카인이고 IL-17 생산을 제한함을 알 수 있었다.

이에 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물이 염증성 사이토카인을 억제하며 실제로 염증성 장질환의 치료에 유효한지를 조사하였는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 염증성 장 질환 유도 동물 모델군, 염증성 장 질환 유도 동물 모델에 메트포민을 투여한 군 두 그룹으로 나누고, 메트포민을 투여한 군은 질환 유도 3일 후부터 메트포민(metformin)을 5mg의 농도로 경구 투여한 뒤, 실험동물의 무게 및 생존률을 측정한 결과, 대조군인 염증성 장 질환 유도 동물 모델 대비 메트포민이 투여된 군에서 몸무게가 증가되는 것으로 나타났고(도 1a 및 도 1b 참조), 높은 생존률을 보임을 나타냈다(도 1c 참조). 조직적 소견에서도 대조군인 염증성 장 질환 유도 동물 모델의 소장은 메트포민 처리군 보다 가늘어 진 것을 관찰할 수 있었고, 특히 대장의 경우 그 길이가 짧아 진 것을 관찰할 수 있었다(도 2 참조).

이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)는 일종의 면역억제제로서 TNF(Tumor Necrotic Factor)라는 물질의 길항제이며, 류마티스 관절염, 건선, 강직성 척추염 및 염증성 장질환의 치료에 흔히 사용되는 약물이다.

이에 본 발명에서는 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 부작용을 없애고, 효능을 극대화하기 위한 방법으로 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)를 메트포민(metformin) 화합물과 함께 처리할 경우 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 단독 처리군에 비해 소장의 두께가 더욱더 두꺼워져(도 3 참조) 염증성 장질환의 치료에 효과가 있으며, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 복합체에서 엔브렐과 메트포민 단독 처리군에 비해 IL-17과 TNF-a의 발현을 더욱 현저하게 억제하고, IFNr는 증가시킴을 알 수 있었다(도 4 참조).

나아가 본 발명자들은 본 발명의 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체에 다양한 자가면역의 염증 반응에 중요한 요소로 작용한다고 알려진 ROS를 차단할 수 있는지를 확인하기 위하여 정상군 마우스 비장세포에 메트포민, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 단독 처리와 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민의 복합체를 처리한 후 각 세포를 수집하여 FITC 파장대를 가지는 ROS 항체와 세포를 반응시키고 유세포기(FACs)를 이용하여 측정한 결과, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 단독 처리에서는 ROS 억제 효과가 없으나 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 복합체에서는 ROS를 유의적으로 억제할 수 있음이 나타났다(도 5 참조).

따라서 본 발명자들은 상기 결과를 통해 메트포민 화합물 또는 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민의 복합체가 염증성 장질환을 효과적으로 억제할 수 있으며 나아가 자가면역질환의 치료에도 사용할 수 있음을 알 수 있었다.

그러므로 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 메트포민(metformin) 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 화학식1로 표시되는 화합물은 염, 바람직하게는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 상기 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하며, 상기 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있다. 상기 유기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 구연산, 초산, 젖산, 주석산, 말레인산, 푸마르산, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 트리플로오로아세트산, 벤조산, 글루콘산, 메타술폰산, 글리콜산, 숙신산, 4-톨루엔술폰산, 글루탐산 및 아스파르트산을 포함한다. 또한 상기 무기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 염산, 브롬산, 황산 및 인산을 포함한다.

본 발명에 따른 화합물은 천연으로부터 분리되거나 당업계에 공지된 화학적 합성법으로 제조된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 "염증성 장질환"은 장에 발생하는 원인 불명의 만성적인 염증을 뜻하며, 통상적으로 특발성 염증성 장질환인 궤양성 대장염과 크론병을 지칭하지만 우리나라에 비교적 흔한 장형 베체트병도 이에 속한다고 할 수 있다. 넓은 의미로는 세균성, 바이러스성, 아메바성, 결핵성 장염 등의 감염성 장염과 허혈성 장질환, 방사선 장염 등의 모든 장에 발생하는 염증성 질환을 통칭하기도 한다.

그러므로 본 발명에 따른 상기 조성물은 염증성 장질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물로 사용될 수 있다.

상기 치료란, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미하며, 본원에서 사용된 상기 치료란 용어는 치료하는이 상기와 같이 정의될 때 치료하는 행위를 말한다. 따라서 포유동물에 있어서 염증성 장질환의 치료 또는 치료요법은 하기의 하나 이상을 포함할 수 있다:

(1) 염증성 장질환의 성장을 저해함, 즉, 그 발달을 저지시킴,

(2) 염증성 장질환의 확산을 예방함, 즉, 전이를 예방함,

(3) 염증성 장질환을 경감시킴.

(4) 염증성 장질환의 재발을 예방함, 및

(5) 염증성 장질환의 증상을 완화함(palliating)

본 발명에 따른 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물은 약학적으로 유효한 양의 화학식1로 표시되는 화합물 또는 그의 염을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 염증성 장질환의 증상을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말한다.

본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염의 약학적으로 유효한 양은 0.5 ~ 100 mg/day/체중kg, 바람직하게는 0.5 ~ 5 mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 염증성 장질환 증상의 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.

또한, 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 활성 성분의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있고, 본 발명에 따른 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물은 염증성 장질환의 증상을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수 있다.

따라서 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염을 유효성분으로 함유하는 조성물을 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 약제를 제공할 수 있으며, 나아가 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환 치료용 조성물을 제공할 수 있다.

한편, 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염을 유효성분으로 함유하는 염증성 장질환의 증상을 개선 또는 예방할 수 있는 식품용 조성물을 제공할 수 있으며, 본 발명에 따른 상기 식품용 조성물은 염증성 장질환 증상의 개선 또는 예방에 효과가 있는 식품, 예컨대, 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품 또는 음료로 용이하게 활용할 수 있다.

본원에서 상기 식품이란, 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 것을 말한다.

본원발명에 따른 상기 식품용 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본원발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 빵류, 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 캔디류, 쵸코렛류, 껌류, 아이스크림류, 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 구체적으로는 건강 기능성 식품일 수 있다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 본원발명에서 상기음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함한다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 면역질환 증상의 개선 또는 예방용 조성물을 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

나아가 상기 기술한 것 이외에 본원발명의 염증성 장질환 증상의 개선 또는 예방을 위한 식품용 조성물을 함유하는 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있으며, 상기 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

본원발명의 식품용 조성물을 함유하는 식품에 있어서, 상기 본 발명에 따른 조성물의 양은 전체 식품 중량의 0.001중량% 내지 90중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량% 내지 40중량%로 포함할 수 있고, 음료의 경우, 100ml를 기준으로 0.001g 내지 2g, 바람직하게는 0.01g 내지 0.1g의 비율로 포함할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로 사용될 수 있으므로 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1>

염증성 장 질환 동물 모델 제작

본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin)이 염증성 장 질환을 치료할 수 있는지를 확인하기 위하여, 먼저 염증성 장 질환 유도 동물모델을 제작하였다. 시험동물은 C57BL/6(H-2kb) 마우스를 사용하였으며, 염증성 장질환 유도 동물모델을 제조하기 위해, 마우스에 3.5% 덱스트란 설페이트 소듐(dextran sulfate sodium, DSS) 물을 1주일간 음용하게 하여 염증성 장 질환 유도 동물 모델을 제작였다.

< 실시예 2>

메트포민에 의한 염증성 장질환 치료 효과

본 발명자들은 실험동물을 염증성 장 질환 유도 동물 모델군, 염증성 장 질환 유도 동물 모델에 메트포민을 투여한 군 두 그룹으로 나누고, 메트포민을 투여한 군은 질환 유도 3일 후부터 메트포민(metformin)을 5mg의 농도로 경구 투여하였다.

이 두 군을 대상으로 실험동물의 무게 및 생존률을 측정한 결과, 대조군인 염증성 장 질환 유도 동물 모델 대비 메트포민이 투여된 군에서 몸무게가 25~30% 가량 증가된 것을 알 수 있었고(도 1a 및 도 1b 참조), 낮은 생존률을 보인 대조군에 비해 메트포민이 투여된 군에서 100%의 생존률을 보임을 알 수 있었다(도 1c 참조).

또한, 조직적 소견에서 대조군인 염증성 장 질환 유도 동물 모델의 소장은 메트포민 처리군 보다 가늘어 진 것을 관찰할 수 있었고, 특히 대장의 경우 그 길이가 짧아진 것을 관찰할 수 있었다(도 2 참조).

따라서, 본 발명의 메트포민은 염증성 장질환의 예방 및 치료에 효과가 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 3>

메트포민과 이타너셉트의 병용처리에 따른 염증성 장질환 치료효과 분석

본 발명자들은 염증성 장질환의 효과적인 치료 방법으로서, 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 병용처리에 따른 염증성 장질환의 치료 효과를 분석하기 위해, 대조군으로 상기 실시예 1의 실험동물을 사용하였고, 질환 유도 3일 후부터 메트포민(metformin)을 5mg의 농도로 경구 투여한 메트포민 군, 질환 유도 3일 후부터 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 100ug를 피하로 투여한 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 군, 질환 유도 3일 후부터 메트포민(metformin)과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 투여한 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체 군을 대상으로 소장의 두께 및 대장의 길이를 측정하였다.

그 결과, 대조군과 비교하여 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 처리 군에서 소장의 두께가 증가됨을 알 수 있었고 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체 군에서 소장의 두께는 더욱 더 증가되었음을 알 수 있었다(도 3 참조).

< 실시예 4>

메트포민과 이타너셉트의 병용처리에 따른 염증성 사이토카인 억제 효과 분석

본 발명자들은 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민(metformin)의 사이토카인 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 정상군 마우스 비장세포에 메트포민, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 및 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 복합체를 처리하였다. 먼저, 이들 시료들의 독성 효과를 관찰한 결과 본 발명에서 처리한 농도에서는 독성효과가 없음을 알 수 있었고(도 4 참조), 각 시료 처리 3일 후 수집한 배양액으로부터 IL-17, IFNr, IL-10을 ELISA 기법을 이용하여 측정하였다.

그 결과, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 모두 IL-17의 발현을 억제하는 효과가 있었으며 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민을 복합적으로 처리하였을 때 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 단독 처리에 비해 IL-17의 발현을 더욱 현저하게 억제함을 알 수 있었다. 반면, IFNr는 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민을 복합적으로 처리하였을 때 증가되는 양상을 보였고, IL-10의 발현에는 영향을 주지 않았으며, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민의 복합처리는 TNF-a 차단제로 알려진 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 보다 TNF-a의 발현을 현저하게 억제함을 알 수 있었다(도 4b 및 도 4c 참조).

따라서, 본 발명의 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민의 복합체는 IL-17을 억제 조절하고, IFNr를 활성화 시킬 수 있어 염증성 장질환을 포함하는 IL-17 활성과 매개된 자가면역질환에도 응용 가능함을 확인하였다.

< 실시예 5>

메트포민과 이타너셉트의 병용처리에 따른 항산화 효과 분석

산화적 스트레스는 다양한 자가면역의 염증 반응에 중요한 요소로 작용한다고 알려져 있다. 따라서 본 발명의 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체가 산화적 스트레스 인자인 ROS를 차단할 수 있는지를 확인하기 위하여, 정상군 마우스 비장세포에 메트포민, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐) 및 메트포민과 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)의 복합체를 처리한 뒤 3일 후 각 세포를 수집하여 FITC 파장대를 가지는 ROS 항체와 세포를 반응시키고 유세포기(FACs)를 이용하여 측정하였다.

그 결과, 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 단독 처리 군에서는 ROS 억제 효과가 없었으나 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민 복합체에서는 ROS를 유의적으로 억제함을 알 수 있었다(도 5 참조).

따라서 실시예 4와 실시예 5의 결과로 본 발명의 이타너셉트(etanercept, 제품명: 엔브렐)와 메트포민의 복합체는 염증성 장질환을 포함한 자가면역 질환에도 효과가 있음을 알 수 있었다.

< 실시예 6>

메트포민이 주입된 마우스의 대장에서 염증성 사이토카인 발현 분석

메트포민이 주입된 동물 마우스의 대장조직에서 발현되는 염증성 사이토카인을 조사하였으며, 대표 염증성 사이토카인 IL-6, IL-8, IL-17, TNF-a의 발현이 현저히 감소함을 조직 소견에서 보였다. 또한 대장 세포에서 염증성 사이토카인의 유전자 발현을 조사한 결과 조직 소견과 마찬가지로 염증성 사이토카인의 발현이 현저이 억제 되었다. 뿐만 아니라 항염증성 사이토카인 IL-10, TGF-b의 발현은 메트포민에 의해서 증가되었다. 이와 함께 조절 T 세포 인자 Foxp3도 증가 하였다(도 6참조).

< 실시예 7>

메트포민이 주입된 마우스의 림프노드에서 염증성 사이토카인 발현 분석

메트포민이 주입된 동물 마우스의 림프노드에서 발현되는 염증성 사이토카인을 조사하였으며, 대표 염증성 사이토카인 IL-17, IL-6, TNF-a, IL-21의 유전자 발현이 현저히 감소하였다(도 7참조).

< 실시예 8>

메트포민이 주입된 마우스의 비장조직에서 Th17 , 조절 Treg 세포 분석

메트포민이 주입된 동물 마우스의 비장조직에서 Th17 세포와 조절 Treg 세포의 발현을 조직 컨포칼 분석을 이용하여 조사하였으며, 메트포민이 주입된 동물의 비장조직에서 Th17 세포의 발현이 현저하게 억제 되었으며, Foxp3를 발현하는 조절 T 세포는 현저히 증가하였다(도 8참조).

< 실시예 9>

메트포민이 주입된 마우스의 비장조직에서 신호전달 분자의 분석

메트포민이 주입된 동물 마우스의 비장조직에서 메트포민에 의해서 조절되는 신호전달 분자를 조사하고자 조직 컨포칼을 진행하였으며, 메트포민이 주입된 비장조직에서 염증관련 STAT3, mTOR의 활성이 현저히 억제 되었으며, AMPK, STAT5의 활성된 세포가 증가됨을 확인하였다. 비장세포 단백질에서도 메트포민에 의해서 인산화된 STAT3 705, 727이 현저히 억제되었으며, 반면 활성된 AMPK는 증가하였다(도 9참조).

< 실시예 10>

사람 대장 세포주에서 메트포민에 의한 염증성 사이토카인 억제 분석

사람 대장 세포주에 메트포민을 처리한 후 염증성 사이토카인인 TNF-a, IL-8, IL-1b의 유전자 발현을 조사하였다. 이들 염증성 사이토카인의 발현은 메트포민 농 도의존적으로 억제되었다(도 10참조).

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물;
   화학식 1
   

   

   
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 TNF-a 차단제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 이타너셉트(etanercept)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 소장의 두께 및 대장의 길이를 정상상태와 같이 유지시키는 효과를 가지는 것을 특징으로 하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 IL-6, IL-8 및 IL-17의 활성을 억제 또는 감소시키고, IL-10, TGF-beta 및 IFNr의 활성을 촉진 또는 증가시키며, TNF-a의 발현을 억제 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물.
6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 염증성 장질환은 크론병, 베체트병에 수반되는 장 병변, 궤양성 대장염, 출혈성 직장 궤양 및 회장 낭염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 염증성 장질환의 예방 또는 치료용 조성물.

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