KR20140045893A - 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 ｉｌ-6 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 IL-6 매개성 질환 의심 개체에 투여하는 단계를 포함하는, IL-6 매개성 질환의 치료 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물 및 의약외품 조성물에 관한 것이다.
Description
본 발명은 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 상기 조성물을 IL-6 매개성 질환 의심 개체에 투여하는 단계를 포함하는, IL-6 매개성 질환의 치료 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물, 의약외품 조성물, 사료 첨가제 또는 음용수 첨가제에 관한 것이다.
인터류킨-6(IL-6)는 B 세포 자극 인자 2(BSF2) 또는 인터페론-2(IFN-2)로도 불리는 사이토카인으로, B 임파구의 활성화에 관여하는 분화인자로 발견되었다. 그 후, 여러 가지 세포의 기능에 영향을 미치는 다기능 사이토카인이라는 것이 밝혀졌다. IL-6는 세포막 위에 두 종류의 단백질을 매개로 그 생물학적 활성을 전달한다. 하나는 IL-6가 결합하는 단백질인 IL-6 수용체로, IL-6 수용체는 세포막을 관통하여 발현되어 있으며 약 80kDa의 분자량을 가지는 막결합형 단백질이다. 다른 하나는, 비리간드 결합성의 시그날 전달에 속하는 약 130kDa의 분자량을 가지는 막단백질 gp130이다. IL-6와 IL-6 수용체는 IL-6/IL-6 수용체 복합체를 형성하고, 이어서 gp130과 결합한다. 이러한 리간드와 수용체들의 결합 후, 세포 내에서는 JAK2(Janus Kinase 2)가 인산전이반응(transphosphorylation)에 의해 활성화된다. 활성화된 JAK2에 의해 수용체 세포질 도메인(cytoplasmic domains)의 여러 타이로신 잔기(tyrosine residues)가 인산화(phosphorylation)되고, 이것은 SH2나 다른 인산타이로신 결합 모티프(phosphotyrosine binding motif)를 가지고 있는 STAT3(signal transducers and activators of transcription 3)와 같은 세포질 내 단백질의 도킹 사이트(docking site) 역할을 하게 된다. 수용체의 세포질 도메인(cytoplasmic domain)에 결합한 STAT3는 JAK2에 의해 인산화가 된 후 수용체에서 떨어져 나오며, 이러한 활성화된 STAT3들은 세포질 내에 서로서로 결합하여 호모다이머(homodimer) 또는 헤테로다이머(heterodimer)를 이룬 후 핵 내로 들어가 목적 유전자의 인식 서열(recognition sequence)에 결합하여 전사를 증가시킨다.
이러한 IL-6에 의해 유도되는 신호전달체계와 염증성 질환, 자가면역질환 및 골다공증에 대한 관련성에 대하여 다양한 연구가 진행되어 왔다. 이에, 염증성, 자가면역질환 및 골다공증의 치료를 위해서 IL-6에 의해 유도되는 신호전달체계를 억제시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 현재 IL-6의 신호전달체계의 억제에 대하여 항 IL-6 R 항체(anti-IL-6 receptor antibody)를 이용한 것이 가장 많이 알려져 있다. 상기 항 IL-6 R 항체를 이용한 류마티스성 관절염에 대한 활액 세포 성장 억제제(국제특허공개 제96/011020호), 항 IL-6 R 항체를 이용한 형질구 증가증, 초면역 글로불린 혈증, 빈혈, 신염, 악액질, 류마티스성 관절염, 목축업자 질병 및 맥관증식신염과 같은 IL-6 산물에 기인하는 질병의 치료 등이 이미 알려진 바 있다(국제공개특허 제96/012503호). 또한, 항 IL-6 R 항체는 다발성 경화증, 포도막염, 만성 갑상선염, 지연성 과민증 및 아토피성 피부염과 같은 민감성 T 세포 관련 질병(국제특허공개공보 제98/042377호), 전신성 에리테마토스의 치료, 크론병의 치료(국제특허공개공보 제99/047170호), 췌장염의 치료(국제특허공개공보 제00/010607호), 건선의 치료(국제특허공개공보 제02/034292호) 및 연소성 만성 관절염의 치료(국제특허공개공보 제02/080969호)에 적용될 수 있음이 보고되었다. 그러나, 상기 항 IL-6 R 항체의 경우 개체 내에 도입되는 경우 외래 단백질로서 인지될 수 있는 부분인 에피토프를 가질 수 있으므로, 치료제로서 사용될 경우 여전히 면역원성으로 작용하는 단점이 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 면역체계에 인지되지 않는 단백질이 아닌 작은 분자 화합물(small molecule compound)을 이용하여 IL-6에 의해 매개되는 질병의 치료제를 개발하기 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다.
STAT3(signal transducers and activators of transcription 3)는 류마티스성 관절염을 포함한 자가면역질환 또는 골다공증에 있어 NF-κB와는 또 다른 하나의 중요한 전사인자로서 역할을 하는 것이 알려져 있다. 특히, STAT3는 사이토카인인 IL-6에 의해서 활성화되는 것이 잘 알려져 있으며, 표피 성장 인자(Epidermal growth factor, EGF)에도 활성화되는 것으로 알려져있다. 최근, 골다공증과 IL-6와의 연관성에 대한 연구결과가 많이 보고되고 있으며, 특히 IL-6에 의해 유도되는 STAT3 활성이 파골세포의 분화와 뼈 생성에 중요한 역할을 한다는 것이 동물모델을 통하여 입증된바 있으며(Bone 2006, 39, 505-512), STAT3 결핍 마우스(STAT3-deficient mice)의 경우, 골밀도 및 골부피가 감소되어 있으며, 골다공증에 부정적인 영향을 미치는 파골세포 수의 증가가 관찰되었다(BBRC 2005, 328, 800-807). 반면, IL-6에 의해 유도되는 STAT3의 인산화를 저해하는 화합물인 마딘돌린 A(madindoline A)를 폐경기 골다공증 실험을 위한 동물모델인 OVX 마우스에 처리하면 뼈의 재흡수를 저해하는 활성이 나타났으며(PNAS, 2002, 99(23), 14728-14733), IL-6-/- 마우스 모델에서는 에스트로겐 고갈에 따른 뼈 손실과 파골세포의 전구체 수 증가 등의 변화가 나타나지 않았다(EMBO J 1994, 13, 1189-1196). 상기와 같은 사실은 IL-6가 특히, STAT3의 인산화를 통하여 뼈의 형성 및 재흡수에 중요하게 작용함을 나타내는 것이다.
이에 본 발명자들은 IL-6에 의해 활성화되는 STAT3 경로를 표적으로 하여 IL-6 매개성 질환에 치료 효과가 있는 천연물을 찾기 위하여 예의 노력한 결과, 마치현 추출물 및 이의 분획물이 STAT3의 전사활성 및 인산화를 저해하여 IL-6에 의하여 매개되는 신호전달체계를 효과적으로 저해시키고, 특히, 파골세포의 분화 및 골 흡수를 효과적으로 저해하는 활성을 가짐을 확인하고, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 약학적 조성물을 IL-6 매개성 질환 의심 개체에 투여하는 단계를 포함하는, IL-6 매개성 질환의 치료방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 사료 첨가제 또는 음용수 첨가제를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 하나의 양태로서, 본 발명은 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에서 용어, "마치현(Portulaca oleracea L.)"은 파지식물문 쌍떡잎식물강 쇠비름과 쇠비름속에 속하는 한해살이풀로서, 쇠비름, 오행초, 장명채, 마치채 등으로도 불린다. 약리학적 활성에 있어, 상기 마치현은 해독, 이뇨 및 이질에 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 마치현 추출물 또는 이의 분획물이 IL-6 매개성 질환, 특히 염증성 질환, 자가면역질환 및 골 대사성 질환에서의 치료 용도에 대해서는 알려진 바 없으며, 본 발명자들에 의하여 최초로 규명되었다. 본 발명에서 마치현은 상업적으로 판매되는 것을 구입하거나, 자연에서 채취 또는 재배된 것을 사용할 수 있다.
본 발명에서 용어, "마치현 추출물"은 마치현을 추출하여 수득한 추출물을 의미한다. 상기 마치현 추출물은 마치현 분쇄물을 건조 중량의 약 2 내지 20배, 바람직하게는 약 3 내지 5배에 달하는 부피의 물, 메탄올, 에탄올 및 부탄올 등과 같은 탄소수 1(C1) 내지 6(C6)의 알코올의 극성 용매, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올의 극성 용매 또는 이들의 약 1:0.1 내지 1:10의 혼합비를 갖는 혼합용매를 용출 용매로써 사용하고, 추출 온도는 20℃ 내지 100℃, 바람직하게는 실온에서, 추출 기간은 약 12시간 내지 4일, 바람직하게는 3일 동안 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 추출방법을 사용하여 추출할 수 있으나, IL-6 매개성 질환의 치료 활성이 있는 물질을 추출하는 방법이라면 제한없이 이용될 수 있다. 바람직하게는 냉침추출로 1회 내지 5회 연속 추출하여 감압여과하고, 그 여과추출물을 진공회전농축기로 20℃ 내지 100℃, 더 바람직하게는 실온에서 감압 농축하여 물, 저급 알콜 또는 이들의 혼합용매에 가용한 마치현 조추출물을 수득한 결과물이 될 수 있으나, 본 발명의 IL-6 매개성 질환의 치료 효과를 나타낼 수 있는 한, 이에 제한되지는 않고, 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 또는 이들의 조정제물 또는 정제물을 모두 포함한다. 상기 마치현 추출물은 천연, 잡종, 변종식물의 다양한 기관으로부터 추출될 수 있고, 예를 들어, 뿌리, 지상부, 줄기, 잎, 꽃, 열매의 몸통, 열매의 껍질뿐만 아니라 식물 조직 배양물로부터 추출 가능하다. 본 발명의 일 실시예에서는 분말화된 마치현에 에탄올을 넣고 7일간 냉침추출하였다(실시예 1).
본 발명에서 용어, "분획물"은 다양한 구성성분을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 그룹을 분리하는 분획방법에 의하여 얻어진 결과물을 의미한다. 본 발명의 마치현 분획물은 마치현 추출물을 물로 현탁한 후, 헥산, 에틸아세테이트와 같은 비극성 용매를 사용하여 분획함으로써 극성 용매 분획물과 비극성 용매 분획물을 각각 수득할 수 있다. 구체적으로, 마치현 조추출물을 증류수에 현탁한 후, 현탁액의 약 1 내지 100배, 바람직하게는 약 1 내지 5배 부피의 헥산 및 에틸아세테이트와 같은 비극성 용매를 가하여 1회 내지 10회, 바람직하게는 2회 내지 5회에 걸쳐 비극성 용매 가용층을 추출, 분리하여 수득할 수 있다. 또한 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있다(Harborne J.B. Phytochemical methods: A guide to modern techniques of plant analysis, 3rd Ed. p6-7, 1998). 보다 구체적으로, 상기 마치현 조추출물을 물에 현탁한 후, 동량의 n-헥산 및 에틸아세테이트 용매를 이용하여 연속 추출로 마치현 각 용매 가용 추출물을 수득할 수 있고, 더욱 구체적으로는 마치현 조추출물을 물에 현탁한 후, 동량의 n-헥산을 혼합한 후 분획하여 n-헥산 가용성 분획물 및 수가용성 분획물을 수득할 수 있으며, 이 수가용성 분획물에 에틸아세테이트를 가하여 에틸아세테이트 가용성 분획물 및 수가용성 분획물을 수득할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 마치현 조추출물을 물에 현탁하여, 물 분획물, 헥산 분획물 및 에틸아세테이트 분획물을 수득하였다(실시예1-2).
본 발명의 마치현 추출물 및 이의 분획물은 STAT3(signal transducers and activators of transcription 3) 저해 활성을 나타내어, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 치료에 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명에서 용어, "IL-6 매개성 질환"은 IL-6에 의한 신호전달경로가 활성화되어 발명하는 질환을 총칭하는 의미로서, 구체적으로 IL-6에 의하여 STAT3가 인산화되어 활성화됨에 따라 발병하는 질병을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 IL-6 매개성 질환은 본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물에 의하여 예방 또는 치료될 수 있는 질환이라면 제한없이 포함하며, 그 예로 염증성 질환, 자가면역질환 또는 골 대사성 질환일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, IL-6는 gp130, gp80과 같은 수용체에 결합하여, STAT3 단백질의 인산화를 가져오고, 이에 의해 활성화된 STAT3 단백질은 핵 내로 들어가 표적 유전자를 발현시킴을 통하여 자가면역질환, 염증성 질환 또는 골 대사성 질환의 발병 또는 진행을 가져올 수 있다.
본 발명에서 용어, "염증성 질환"은 염증을 주병변으로 하는 질병을 총칭하는 것으로, 본 발명의 목적상 상기 IL-6에 의해 활성화된 STAT3에 의하여 매개되는 염증성 질환을 의미할 수 있다. 상기 염증성 질환의 예로 염증성 장질환, 형질구 증가증, 초면역 글로불린 혈증, 신염, 악액질, 목축업자 질병, 맥관증식신염, 다발성 경화증, 포도막염, 만성 갑상선염, 지연과민증, 알레르기, 접촉피부염, 크론병, 통풍, 연소성 특발성 위축증 또는 알쯔하이머가 있으나, 이에 제한되지 않는다. 염증성 질환에서 활성화된 STAT3 단백질은 주요 전사인자로 작용하여 염증성 질환의 발병 및 진행을 가져오므로, STAT3 단백질의 활성화를 효과적으로 저해하는 본 발명의 조성물은 염증성 질환의 예방 및 치료에 있어 유용하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 용어, "자가면역질환"은 병적인 개체의 자체 항원에 대한 면역 반응이 직간접적인 원인으로 나타나는 질환을 총칭하는 의미로서, 본 발명의 목적상 상기 IL-6에 의하여 활성화된 STAT3에 의하여 매개되는 자가면역질환을 의미할 수 있다. 상기 자가면역질환은 이에 제한되지 않으나, 자가 면역 췌장염, 천식, 아토피성 피부염, 전신성 에리테마토스 또는 건선일 수 있다.
본 발명에서 용어, "골 대사성 질환"은 조골세포 및 파골세포의 불균형으로 인해 유발되는 골 관련 질환을 의미한다. 이러한 질환의 예로는 과도한 파골세포의 골 흡수에 의한 골다공증(osteoprosis), 관절염(arthritis), 치주질환(periodontal disease), 골절 또는 파제트병(Paget disease) 등과 같은 병리학적 골 질환으로 골 파괴를 촉진하는 질환이 포함되나, 상기 골 대사성 질환에 한정되는 것은 아니다.
그 중, "골다공증"은 뼈의 양이 감소하고 질적인 변화로 인해 뼈의 강도가 약해져서 골절이 일어날 가능성이 높은 상태를 의미한다. 뼈는 인체 내 여러 기관들을 보호하고 칼슘과 같은 체내에 필요한 물질들을 보관하는 저장소로서 기능하며, 뼈 조직에 존재하는 뼈를 분해하는 파골세포(osteoclast) 및 뼈를 생성하는 조골세포(osteoblast) 간의 균형에 이어 항상성이 유지된다. 골다공증의 경우에는 두 세포 활성이 균형이 깨지게 되면서 파골세포에 의한 지나친 뼈의 파괴가 일어나 발병 및 진행된다. 골다공증에서 주요한 분자로는 RANKL(receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)이 있으며, RANKL이 이의 수용체에 결합하여 다양한 전사인자를 활성화시켜 파골세포의 분화를 촉진시키며, 특히, IL-6는 RANKL에 의해 매개되는 파골세포 분화를 촉진시키는 것으로 알려져 있다(Kim K et al., J Immunol. 2007 May 1;178(9):5588-94.). 따라서, IL-6에 의해 활성화되는 신호전달을 억제시키고, 파골세포의 분화를 억제시켜 파골세포에 의한 뼈의 파괴를 감소시킬 수 있는 물질의 경우 골다공증의 치료제로서 이용될 수 있다. 본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화 억제를 효과적으로 억제시키며 골 흡수를 저해하여 골 밀도 등을 효과적으로 회복시키므로, 골다공증의 예방 또는 치료에 유용하게 이용될 수 있다.
상기 "관절염"은 하나 이상의 관절 부위에 염증을 수반하는 관절 질환을 의미한다. 상기 관절염의 일반적인 형태는 관절을 보고하고 있는 연골의 점진적인 손상이나 퇴행성 변화로 인해 관절을 이루는 뼈와 인대에 손상이 일어나서 염증과 통증이 생기는, 골 관절염(osteoarthritis)이다. 본 발명의 목적상 상기 관절염은 관절 부위에 뼈 손실을 수반하는 질환으로, 그 종류가 특별히 이에 제한되지는 않으나, 골관절염 또는 류마티스 관절염일 수 있다.
상기 "치주질환"은 세균에 의해 야기되는 치아지지 조직의 염증상태를 말하며, 치은염 및 치주염으로 분리할 수 있다. 발병원인은 불량한 구강 위생상태로 인한 구강 세균이 치면 세균막을 형성하는 데 있다. 치면 세균막이란 침에 있는 끈끈한 물질을 접착제로 이용하여 세균이 치아 표면에 달라붙은 후 증식한 세균덩어리를 말한다. 치면 세균막은 그냥 방치해 두면, 염증이 생겨 가끔 잇몸에서 피가 나고, 구취가 나는 경우가 있으며 이러한 증상을 치은염이라고 한다. 치은염이 더 진행되면, 치아와 잇몸 사이의 벌어진 틈이 더 깊어져서 치주낭이 생기고, 여기에 치주질환을 일으키는 세균들이 번식하여 치주염이 발생 된다. 치주염이 진행되면 칫솔질과 같은 약한 자극에도 잇몸에서 피가 나기도 하며 붓고, 종종 급성염증으로 변화되어 통증을 유발한다. 이러한 염증은 골을 만드는 기능은 저하시키고, 골을 흡수하는 작용이 높아져서 치조골이 점점 낮아지게 되어 치조골이 파괴되고 결국 치아를 상실하게 된다.
상기 "골절"은 뼈나 골단판 또는 관절면의 연속성이 비정상적으로 끊어진 상태로, 뼈의 깨짐을 일컫는다. 골절을 유발하는 원인으로는 교통사고 등의 외상, 산업장애에서 일어나는 안전사고, 골다공증, 골암, 대사이상증 등의 질병으로 인한 뼈의 변화 및 스포츠나 하중으로 인한 반복적인 뼈에 대한 스트레스 등이 있다. 또한, 골절 상태는 골절선(골 절단에 의해 발생된 뼈 끝단을 따른 선)에 근거하여, 균열 골절, 그린스틱(greenstick) 골절, 횡상 골절, 사상 골절, 나선상 골절, 분절 골절, 분쇄골절, 견열 골절, 압박 골절, 함몰 골절 등으로 분류된다.
상기 "파제트 병"은 골 재형성이 과도하게 항진되어 광범위한 부위의 골격계가 침범되는 국소성 골 질환을 의미한다. 파제트병의 병리학적인 기전은 뼈를 청소하는 기능을 가진 파골 세포에 의한 골 흡수의 과다한 증가와 이에 따른 보상작용으로 뼈를 만드는 기능을 가진 조골 세포에 의한 새로운 골 형성의 증가가 결합된 것으로 알려져 있으며, 또한, 골 파제트병에서 새롭게 형성된 뼈는 구조적으로 무질서하고 뼈 변형과 골절에 매우 취약한 상태로 알려져 있다.
상기와 같은 골 대사성 질환의 예방 또는 치료에 있어, 본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 파골세포의 분화를 억제하며, 파골세포의 골 흡수를 저해하는 활성을 나타내므로 상기 질환들에 대해 예방 또는 치료 효과를 가져올 수 있다.
본 발명에서 용어, "예방"은 상기 조성물의 투여에 의해 IL-6 매개 질환을 억제하거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미하며, "치료"는 상기 조성물의 투여에 의해 IL-6 매개 질환에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형체 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있다. 이때, 상기 조성물에 포함되는 마치현 추출물 또는 이의 분획물의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 조성물 총 중량에 대하여 0.0001 중량% 내지 10 중량%로, 바람직하게는 0.001 중량% 내지 1 중량%를 포함할 수 있다.
상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있으며, 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.
본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여할 수 있다.
본 발명에서 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, 질환의 종류, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 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 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물 형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 1일 0.0001 내지 100mg/kg으로, 바람직하게는 0.001 내지 100mg/kg으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 조성물은 쥐, 가축, 인간 등의 다양한 포유동물에 다양한 경로로 투여할 수 있으며, 투여의 방식은 당업계의 통상적인 방법이라면 제한없이 포함하며, 예를 들어, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있다.
또한, 상기 약학적 조성물은 IL-6 매개성 질환의 예방 또는 치료가 필요한 개체라면 그 종류에 관계없이 적용될 수 있는 것으로, 동물을 대상으로 한 동물 의약품으로도 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 대표적인 마치현의 추출물 또는 분획물인, 마치현의 에탄올 추출물, 이의 헥산, 에틸아세테이트 분획물 및 헥산 분획물에 대한 크로마토그래피 분획이 IL-6에 의해 유도되는 STAT3 활성을 효과적으로 억제하며(도 1 내지 3), 세포 독성을 보이지 않음을 확인하였다(도 4). 또한, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물, 헥산 분획물 및 에틸아세테이트 분획물이 효과적으로 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화를 억제시키는 것을 확인하였다(도 5 및 6). 또한, 마치현 에탄올 추출물에 의한 파골세포 분화 억제 작용 기전을 확인한 결과, 마치현 에탄올 추출물은 RANKL에 의해 발현이 유도되는 전사인자인 c-Fos와 NFATc1의 mRNA 발현을 농도 의존적으로 억제시켰으며, 또한 파골세포의 분화에서 중요한 유전자인 TRAP과 OSCAR의 mRNA 발현도 마치현 에탄올 추출물에 의해 효과적으로 억제시키는 결과를 나타내었다(도 7). 또한, 파골세포의 분화과정에서 RANKL의 하위신호전달자인 MAPK(p38, JNK, ERK)와 AKT, 그리고 IκB가 인산화되는 것으로 알려져 있어, 상기 경로에 미치는 영향을 확인한 결과, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물은 RANKL에 의해 유도되는 AKT와 IκB의 인산화를 억제하나 MAPK(p38, JNK, ERK)의 인산화 활성에는 영향을 주지 않았다(도 8). 또한, 마치현 에탄올 추출물은 50 ㎍/㎖ 농도에서 파골세포의 분화뿐만 아니라 파골세포의 골 흡수 작용 또한 억제하였고(도 9), 또한, LPS-유도 골흡수 마우스 동물모델에서 마치현 에탄올 추출물이 뼈의 손실을 억제하고, 지주 골량, 지주 공간면적, 지주 골수 모두를 개선시키는 우수한 효과를 나타내었다(도 10). 이러한 결과로부터 본 발명의 마치현 추출물 및 이의 분획물은 IL-6에 의해 매개되는 질환, 예컨대, 염증성 질환, 자가면역질환 또는 골 대사성 질환의 예방 또는 치료에 효과적으로 사용할 수 있음을 알 수 있고, 특히 파골세포의 분화 및 이의 골 흡수 작용을 억제하므로, 파골세포의 과도한 작용에 의해 골 손실이 야기되는 다양한 골 대사성 질환의 치료에 적용할 수 있음을 시사하였다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 상기 조성물을 IL-6 매개 질환 의심 개체에 투여하는 단계를 포함하는, IL-6 매개 질환의 치료 방법을 제공한다.
상기 조성물, IL-6 매개 질환 및 치료에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
구체적으로, 본 발명의 치료 방법은 상기 약학적 조성물을 약학적 유효량으로 IL-6 매개 질환 의심 개체 내에 투여하는 것을 포함한다. 상기 개체는 개, 소, 말, 토끼, 마우스, 랫트, 닭 또는 인간을 포함하는 포유류 전체를 의미하나, 상기 예에 의해 본 발명의 포유류가 한정되는 것은 아니다. 상기 약학적 조성물은 비 경구, 피하, 복강 내, 폐 내 및 비강 내로 투여될 수 있고, 국부적 치료를 위해, 필요하다면 병변 내 투여를 포함하는 적합한 방법에 의하여 투여될 수 있다. 본 발명의 상기 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
상기 마치현, 추출물, 분획물 및 IL-6 매개성 질환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
구체적으로, 본 발명의 추출물 또는 분획물을 STAT3 매개 질환의 예방 또는 개선을 목적으로, 바람직하게는 자가면역질환, 염증성 질환 또는 골다공증의 예방 또는 개선을 목적으로 식품 조성물에 첨가할 수 있다.
본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 추출물 또는 이의 분획물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정할 수 있다.
본 발명의 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합제 등이 있고, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함할 수 있으며, 동물을 위한 사료로 이용되는 식품을 포함한다.
상기 외에 본 발명의 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄 산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 또한, 상기 식품은 공지의 제조방법에 따라 정제, 과립, 분말, 캅셀, 액상의 용액 및 환 등의 제형으로도 제조될 수 있다. 본 발명에 의한 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 것 이외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 여러가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가성분으로 포함할 수 있다.
또 다른 양태로서, 본 발명은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물을 제공한다.
상기 마치현, 이의 추출물, 분획물 및 IL-6 매개성 질환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
구체적으로, 본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 의약외품 조성물에 첨가할 수 있다.
본 발명에서 용어, "의약외품"은 사람이나 동물의 질병을 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용되는 섬유, 고무제품 또는 이와 유사한 것, 인체에 대한 작용이 약하거나 인체에 직접 작용하지 아니며, 기구 또는 기계가 아닌 것과 이와 유사한 것, 감염 예방을 위하여 살균, 살충 및 이와 유사한 용도로 사용되는 제제 중 하나에 해당하는 물품으로서, 사람이나 동물의 질병을 진단, 치료, 경감, 처치 또는 예방할 목적으로 사용하는 물품 중 기구, 기계 또는 장치가 아닌 것 및 사람이나 동물의 구조와 기능에 약리학적 영향을 줄 목적으로 사용하는 물품 중 기구, 기계 또는 장치가 아닌 것을 제외한 물품을 의미하며, 피부 외용제 및 개인위생용품도 포함한다.
본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 의약외품 조성물에 첨가할 경우, 상기 추출물 또는 분획물을 그대로 첨가하거나 다른 의약외품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효 성분의 혼합량은 사용 목적에 따라 적합하게 결정할 수 있다.
상기 피부외용제는 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 연고제, 로션제, 스프레이제, 패취제, 크림제, 산제, 현탁제, 겔제 또는 젤의 형태로 제조되어 사용될 수 있다. 상기 개인위생용품에는 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 비누, 화장품, 물티슈, 휴지, 샴푸, 피부 크림, 얼굴 크림, 치약, 립스틱, 향수, 메이크업, 파운데이션, 볼터치, 마스카라, 아이섀도우, 선스크린 로션, 모발 손질 제품, 에어프레쉬너 겔 또는 세정 겔일 수 있다. 또한, 본 발명의 의약외품 조성물의 또 다른 예로 소독청결제, 샤워폼, 가그린, 물티슈, 세제비누, 핸드워시, 가습기 충진제, 마스크, 연고제 또는 필터충진제가 있다.
또 하나의 양태로서, 본 발명은 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는, IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선용 사료 첨가제 또는 음용수 첨가제를 제공한다.
상기 마치현, 이의 추출물, 분획물 및 IL-6 매개성 질환에 대해서는 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명에서 용어, "사료 첨가제"는 영양적 또는 특정 목적을 위하여 동물을 대상으로 하는 사료에 미량으로 첨가되는 물질을 총칭하는 것으로, 본 발명에서는 IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 첨가되는 물질을 의미한다. 여기서, 동물이란 가축 및 애완동물을 포함하는 개념이다.
본 발명의 사료첨가제에는 품질 저하를 방지하기 위해 첨가되는 결착제, 유화제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있고, 효용 증대를 위하여 첨가되는 아미노산제, 비타민제, 효소제, 생균제, 향미제, 비단백태 질소화합물, 규산염제, 완충제, 착색제, 추출제, 올리고당 등을 추가로 포함할 수 있으며, 그 외에도 사료 혼합제 등을 추가로 포함할 수 있으며, 이에 한정된 것은 아니다.
본 발명에서 용어, "음용수 첨가제"는 영양적 또는 특정 목적을 위하여 동물을 대상으로 하는 음용수에 미량으로 첨가되는 물질을 총칭하는 것으로, 본 발명에서는 IL-6 매개성 질환의 예방 또는 개선을 목적으로 첨가되는 물질을 의미한다. 여기서, 동물이란 가축 및 애완동물을 포함하는 개념이다.
본 발명의 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 오랫동안 천연약재로 사용되어온 천연물에서 유래되어 부작용이 없으면서도, IL-6에 의한 신호전달을 효과적으로 저해시키고 파골세포의 분화를 효과적으로 억제하므로, 상기 마치현 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 본 발명의 조성물은 IL-6 매개성 질환, 예컨대 염증성 질환, 자가면역질환 또는 골다공증의 예방 또는 치료에 있어 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은, 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물의 IL-6 유도 루시퍼라제의 발현 저해활성을 나타낸 도이다.
도 2는, 마치현 에틸아세테이트 분획물로부터 얻은 1차 컬럼크로마토그래피 분획의 IL-6 유도 루시퍼라제의 발현 저해활성을 나타낸 도이다.
도 3은, 마치현 에탄올 추출물의 IL-6 유도 STAT3 인산화 저해 활성을 웨스턴 블롯으로 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는, 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물의 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는, 마치현 에탄올 추출물의 RANKL 유도 파골세포 분화 억제활성을 나타낸 도이다.
도 6은, 마치현 헥산, 에틸아세테이트 및 물 분획물의 RANKL 유도 파골세포 분화 억제활성을 나타낸 도이다.
도 7은, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물이 RANKL 유도 파골세포의 분화에 필요한 유전자들의 mRNA 발현을 억제하는 것을 보여주는 도이다.
도 8은, 마치현 에탄올 추출물이 RANKL의 하위신호전달기전인 AKT와 IκB의 인산화 기전을 억제하여 파골세포의 분화를 억제한다는 것을 보여주는 도이다.
도 9는, 마치현 에탄올 추출물이 파골세포의 골 흡수를 저해하는 활성을 보여주는 도이다.
도 10은, 마치현 에탄올 추출물이 LPS-유도 골 흡수 동물모델에서 골다공증 치료 효과를 보여주는 도이다.
도 2는, 마치현 에틸아세테이트 분획물로부터 얻은 1차 컬럼크로마토그래피 분획의 IL-6 유도 루시퍼라제의 발현 저해활성을 나타낸 도이다.
도 3은, 마치현 에탄올 추출물의 IL-6 유도 STAT3 인산화 저해 활성을 웨스턴 블롯으로 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 4는, 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물의 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는, 마치현 에탄올 추출물의 RANKL 유도 파골세포 분화 억제활성을 나타낸 도이다.
도 6은, 마치현 헥산, 에틸아세테이트 및 물 분획물의 RANKL 유도 파골세포 분화 억제활성을 나타낸 도이다.
도 7은, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물이 RANKL 유도 파골세포의 분화에 필요한 유전자들의 mRNA 발현을 억제하는 것을 보여주는 도이다.
도 8은, 마치현 에탄올 추출물이 RANKL의 하위신호전달기전인 AKT와 IκB의 인산화 기전을 억제하여 파골세포의 분화를 억제한다는 것을 보여주는 도이다.
도 9는, 마치현 에탄올 추출물이 파골세포의 골 흡수를 저해하는 활성을 보여주는 도이다.
도 10은, 마치현 에탄올 추출물이 LPS-유도 골 흡수 동물모델에서 골다공증 치료 효과를 보여주는 도이다.
이하, 본 발명을 하기 실시예 및 실험예에서 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 이들에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예
:
마치현
추출물 및 이의
분획물의
제조
실시예
1-1:
마치현
추출물의 제조
마치현은 물로 깨끗이 세척하여 그늘에서 건조한 후, 와링 브랜드로 분말화 시켰다. 분말화된 마치현 12㎏을 에탄올 80ℓ에 넣고 실온에서 7일간 냉침 추출한 후, 여지(와트만사, 미국)로 감압 여과한 다음, 여과 추출물을 진공회전농축기로 실온에서 에탄올 용매를 제거하고, 추출된 잔사로서 마치현 조추출물 612g을 수득하였다.
실시예 1-2: 마치현 분획물 및 1차 컬럼 크로마토그래피 분획( fraction )의 제조
상기 조추출물에서 활성 분획물을 분리하기 위하여, 마치현 조추출물을 물 1 ℓ에 현탁시킨 후, 동량의 헥산을 가하여 혼합하여 분획하고, 이 과정을 3회 반복하여 수가용성 분획물 1ℓ 및 헥산 가용성 분획물 3ℓ를 얻었다. 이 헥산 가용성 분획물을 감압농축하여 헥산 가용 추출물 176g을 수득하였다.
상기 수가용성 분획물 1ℓ에 에틸아세테이트를 가하여 혼합하여 분획하고, 이 과정을 3회 반복하여 수가용성 분획물 1ℓ 및 에틸아세테이트 가용성 분획물 3ℓ를 얻은 후, 에틸아세테이트 가용성 분획물을 감압농축하여 에틸아세테이트 가용 추출물 381g을 수득하였고, 남은 수가용성 분획물을 감압농축하여 201g을 수득하였으며 이를 물 분획물로 사용하였다.
상기 에틸아세테이트 분획물에 대하여 헥산과 에틸아세테이트, 그리고 에틸아세테이트와 메탄올의 혼합 용매를 사용하여 실리카겔 컬럼 크로마토그래피를 행하였다. 이때, 헥산과 에틸아세테이트는 100:0 내지 0:100(v/v)인 용매를, 에틸아세테이트와 메탄올은 100:0 내지 0:100(v/v)인 용매를 사용하였다. 각각의 용출 용매를 TLC(Thin-layer chromatography)로 분석한 후 12개의 소분획으로 나누고, 이를 감압 농축하여 에틸아세테이트 층 1차 컬럼 크로마토그래피 분획으로 사용하였다.
실험예
1:
마치현
추출물, 이의
분획물
및 1차
컬럼
크로마토그래피 분획의 IL-6에 의해 유도되는
STAT3
의 전사활성 억제 효과 확인
마치현 추출물, 이의 분획물 및 1차 컬럼 크로마토그래피 분획의 IL-6에 의해 유도되는 STAT3의 활성 억제 효과를 측정하기 위해 하기와 같은 실험을 수행하였다.
실험예
1-1: 형질전환체의 제조
Hep3B 세포 (ATCC HB-8064)에 STAT3에 의해 루시퍼라아제가 발현되는 pStat3-Luc, 및 pcDNA3.1(+)(Clontech laboratories, Palo Alto, CA)을 lipofectamin plus(Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)로 함께 형질감염시켰다. 형질감염 이틀 후부터 하이그로마이신(hygromycin)을 처리(100μg/㎖)하여 루시퍼라아제(luciferase)가 안정하게 발현되는 클론을 얻었다. 이 클론에서 루시퍼라아제가 안정하게 발현되는지는 루시퍼라아제 어세이를 통해 확인하였다.
실험예
1-2:
IL
-6 반응성
STAT3
리포터 유전자 검사
상기 형질감염된 세포를 DMEM 배지(GIBCO 119950965)로 무혈청 배양(serum starvation)하고 시료를 하기와 같이 1시간 처리한 후 10ng/㎖ IL-6(R&D system, USA)를 첨가하여 12시간 동안 배양하였다.
1: 음성대조군(비처리군);
2: 양성대조군(IL-6 10 ng/㎖);
3: 추출물 및 분획물(10, 30 및 60㎍/㎖), 1차 컬럼 크로마토그래피 분획(10 및 30μg/㎖)
상기 반응한 세포를 PBS로 세척하고 50㎕ 용해 완충용액(luciferase assay system, promega, USA)을 넣고 20분간 교반한 후, 30 내지 100㎕의 루시퍼라제 기질(luciferase assay system, promega, USA)을 넣고 발색정도를 루미노미터 (luminometer; EG&G BERTHOLD, USA)로 5분 안에 측정하였다.
그 결과, 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물 및 1차 컬럼 크로마토그래피 분획은 농도 의존적으로 STAT3 루시퍼라제 활성을 저해하는 효과를 나타내었다(도 1 및 2). 구체적으로, 마치현 에탄올 추출물의 경우, 10㎍/㎖, 30㎍/㎖ 및 60㎍/㎖에서 각각 43.5%, 84.2% 및 98.1%의 억제효과를 나타내었으며, 헥산 분획물의 경우, 10㎍/㎖, 30㎍/㎖ 및 60㎍/㎖에서 각각 90.1%, 99.3% 및 100.7%의 억제효과를 나타내었고, 에틸아세테이트 분획물의 경우, 10㎍/㎖, 30㎍/㎖ 및 60㎍/㎖에서 각각 66.5%, 98,8% 및 101.5%의 억제효과를 나타내었다(도 1).
에틸아세테이트 층의 1차 컬럼 크로마토그래피 분획의 경우, 헥산과 에틸아세테이트 분획 1(100:0(v/v))과 분획 2(100:1(v/v))는 30㎍/㎖ 농도에서 각각 98.3%와 102.4%의 높은 저해활성을 나타내었으며, 이 후 분획 3과 분획 4에서는 활성을 나타내지 않다가 분획 5(10:1(v/v))부터 다시 활성이 증가되는 것을 보였다. 특히 에틸아세테이트 100% 분획인 분획 9는 10㎍/㎖ 및 30㎍/㎖ 농도 모두에서 완벽한 저해활성을 보였다(도 2). 이 후 에틸아세테이트와 메탄올 분획에서도 STAT3 루시퍼라아제 저해활성이 보였다.
실험예
1-3:
IL
-6 유도
Stat3
인산화 저해활성 검정
6웰 플레이트에 5×105세포/웰로 Hep3B 및 U266 세포를 배양접시에 80%의 분포(Confluency)로 배양한 후, 무혈청 배지로 교환하여 추가로 12시간 배양하고 하기와 같이 시료를 60분간 처리하였다.
1: 음성대조군(비처리군);
2: 양성대조군(IL-6 10ng/㎖);
3: 추출물 (10, 30, 60㎍/㎖)
4: Genestein 처리군 (100μM)
그 다음, 10 ng/㎖ IL-6를 처리하여 20분간 반응한 뒤 40㎕ 용해 완충용액 (pH 8, 20mM Tris-HCl, 137mM NaCl, 10% 글리세롤, 1% Triton X-100, 1mM Na3VO4, 2mM EDTA, 1mM PMSF, 20mM 류펩틴(leupeptin), 20mg/㎖ 아포토닌(aprotonin); Sigma, USA)을 사용하여 세포를 용해시킨 후, 원심분리(13,000g, 15분)하여 단백질이 녹아있는 상등액을 수득하였다. 단백질의 농도는 DC 단백질 검사 키트(Bio-Rad, USA)를 이용하여 정량하였고, 4 내지 12% SDS 폴리아크릴아마이드 겔(SDS-PAGE)에 단백질을 로딩하여 175mA에서 2시간 동안 전기영동 하였다. 전기영동이 끝난 후 겔의 단백질을 PVDF 멤브레인(Westran S, pore size 0.2 ㎜; Whatman, USA)으로 35 V에서 90분 동안 전사시켰다. 전사된 멤브레인을 Tris-완충용액(T-TBS; 50mM Tri-HCl, pH 7.6, 150mM NaCl, 0.2% Tween-20, 5% skim milk; Sigma, USA)으로 상온에서 1시간 차단하고 T-TBS로 5번 세척하였다. 상기 멤브레인에 일차항체로 phospho-Stat3(1:1,000 희석)의 다중클론 항체를 4℃에서 12시간 동안 처리하였다. T-TBS로 5번 세척 후 이차항체로 HRP-결합 항-마우스 항체(1:5,000 희석)를 1시간 반응시켰다. 그 다음, T-TBS로 세척하고 암실에서 ECL 키트 (Amersham, USA)를 이용하여 필름을 현상시켰다. 상기 결과를 도 3에 나타내었다.
그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물은 IL-6 유도 Stat3 인산화 저해 활성을 나타내어, 상기 도 1 및 2에서 확인한 루시퍼라아제 어세이 결과와 부합하였다.
따라서, 상기와 같은 결과는 본 발명의 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물 및 1차 컬럼 크로마토그래피 분획이 IL-6에 의해 유도되는 STAT3 활성을 매우 효과적으로 저해시킬 수 있음을 나타내는 것으로, 상기 추출물, 분획물 등이 IL-6 매개 질병에 있어 효과적으로 사용될 수 있을 것임을 시사한다.
실험예
2:
마치현
추출물 및 이의
분획물의
세포 독성 확인 실험
본 발명의 마치현 추출물 및 이의 분획물을 처리하는 경우 세포 독성을 나타낼 수 있는지를 확인하기 위하여, 세포 독성 확인 실험을 수행하였다. 96웰 플레이트에 2×104 세포/웰로 Hep3B 세포를 넣고 24시간 배양한 후, 새로운 배지로 교환한다. 각각 웰에 마치현 에탄올 추출물, 헥산, 에틸아세테이트 및 물 분획물을 25㎍/㎖ 및 50㎍/㎖의 농도로 처리하고 48시간 배양한 후, WST-1 시약을 10㎕/웰 처리하고 4시간 동안 배양한다. 흡광도는 96웰 플레이트 리더를 이용하여 450nm에서 측정하였다.
그 결과, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물, 헥산, 에틸아세테이트 및 물 분획물은 25㎍/㎖ 및 50㎍/㎖의 농도에서 83% 이상의 생존율을 보여주어, 본 발명의 추출물 및 분획물이 세포 독성을 나타내지 않는 결과를 나타내었다(도 4).
실험예
3:
마치현
추출물 및
분획물의
RANKL
에 의해 유도되는 파골세포 분화 억제 효과
실험예 1을 통하여 본 발명의 마치현 추출물 및 이의 분획물이 IL-6에 의해 유도되는 STAT3의 활성을 효과적으로 저해시킬 수 있음을 확인하고, STAT3의 활성이 주요하게 관여하는 것으로 알려져 있는 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화를 억제시킬 수 있는지를 알아보기 위하여 하기와 같이 실험을 수행하였다.
실험예
3-1:
RANKL
유도 파골세포 분화 억제 효능 검사
구체적으로, 5주령 생쥐의 넓적다리뼈와 정강이뼈를 분리하고 뼈속질 공간을 1cc 주사기로 수세하여 골수세포를 얻었다. 분리된 골수세포는 10% FBS, 항생제, M-CSF(30ng/㎖)가 포함된 a-MEM(a-minimum essential medium) 배지에서 3일간 배양하였다. 3일 후, 부착된 세포를 포식세포(bone marrow macrophage, BMM)로 사용하였다. 포식세포는 M-CSF(30 ng/㎖)와 RANKL(50 ng/㎖)을 첨가하여 배양하고 마치현 추출물(50, 25 및 10㎍/㎖) 및 분획물(50㎍/㎖)을 처리하였다. 4일 후, 배양한 세포는 TRAP용액(Sigma Aldrich, USA)으로 염색하고 붉은색으로 염색된 세포를 분화된 뼈파골세포로 판단하였고 그 결과를 도 5 및 6에 나타내었다.
그 결과, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물, 헥산 및 에틸아세테이트 분획물은 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화를 효과적으로 억제하는 결과를 나타내었다(도 5 및 6).
실험예
3-2:
RANKL
에 의해 유도되는 파골세포의 분화에서 중요한 역할을 하는 유전자들의
mRNA
발현 분석
RANKL은 세포막의 RANK와 결합한 후 세포내 신호 전달 체계를 거쳐 전사인자인 c-Fos와 NFATc1의 발현을 촉진하고 파골세포의 지표인 TRAP 유전자의 발현을 유도시킨다. RANKL로 자극한 BMM에서 Real-time PCR 분석법에 의하여 c-Fos, NFATc1, TRAP, 그리고 OSCAR의 mRNA 발현을 정량하였다. 실험예 2-1과 같이 BMM을 준비한 후 마치현 에탄올 추출물(50㎍/㎖)을 1시간 동안 전처리하고 RANKL(100ng/㎖)을 첨가한 후 12, 24, 그리고 48시간 배양하였다. 배양 후 각각의 세포에서 TRIzol (Invitrogen) 용액으로 RNA를 분리하고 분리한 RNA 1㎍을 사용하여 cDNA를 합성하였다. 합성된 cDNA는 다음과 같은 프라이머를 사용하여 PCR 증폭하였다.
| 유전자 | 서열 | 서열번호 | |
| c-Fos |
sense | 5'- CTGGTGCAGCCCACTCTGGTC-3' | 1 |
| antisense | 5'- CTTTCAGCAGATTGGCAATCTC-3' | 2 | |
| NFATc1 |
sense | 5'- CAACGCCCTGACCACCGATAG-3' | 3 |
| antisense | 5'- GGCTGCCTTCCGTCTCATAGT-3' | 4 | |
| OSCAR |
sense | 5'-CTGCTGGTAACGGATCAGCTCCCCAGA-3' | 5 |
| antisense | 5'-CCAAGGAGCCAGAACCTTCGAAACT-3' | 6 | |
| TRAP |
sense | 5'-ACTTCCCCAGCCCTTACTAC-3' | 7 |
| antisense | 5'-TCAGCACATAGCCCACACCG-3' | 8 | |
| GAPDH |
sense | 5'-ACCACAGTCCATGCCATCAC-3' | 9 |
| antisense | 5'-TCCACCACCCTGTTGCTGTA-3' | 10 | |
PCR 분석 결과, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물이 파골세포의 분화에 중요한 유전자인 c-Fos, NFATc1, TRAP, 그리고 OSCAR의 mRNA 발현을 모두 효과적으로 억제함을 볼 수 있었다(도 7). 특히, 마치현 에탄올 추출물은 TRAP과 OSCAR의 mRNA 발현을 효과적으로 저해하는 결과를 나타내었다.
실험예
3-3:
RANKL
의 하위신호전달기전 활성 분석;
MAPK
,
AKT
, 그리고 IκB의 인산화 측정
실험예 3-1과 같이 BMM을 준비한 후 무혈청 배지로 교환해주었다.또한, 무혈청 배지에서 3시간 동안 배양한 후 마치현 에탄올 추출물을 각각의 농도별로 1시간 동안 전 처리하였다. 이후, RANKL(100ng/㎖)을 첨가하여 15분 자극한 후 각각의 세포를 모아서 실험예 1-3과 같은 방법으로 각 단백질의 인산화를 측정하였다.
그 결과, 마치현 에탄올 추출물은 RANKL에 의해 유도되는 AKT와 IκB의 인산화를 억제하나, MAPK(p38, JNK, ERK)의 인산화 활성에는 영향을 주지 않는 결과를 나타내었다(도 8).
실험예
3-4: 골 흡수 검사
구체적으로, 조골세포는 생후 1일령 생쥐의 안와(calvaria)를 떼어서 0.1% 콜라게나아제(collagenase)와 0.2% 디스파아제(dispase)를 첨가한 후 추출된 세포를 10% FBS와 항생제(penicillin/streptomycin)가 들어있는 α-MEM 배양액에서 3일간 배양하여 얻었다. 골수세포와 조골세포를 콜라겐으로 코팅한 90-mm 배양 접시에 첨가하고 비타민 D3(10-8M)와 PGE2(10-6M)를 처리한 후 6일간 동조 배양하였다. 6일 후, 콜라게나아제를 이용하여 부착된 성숙 파골세포를 떼어낸 후 하이드록시아파타이트(hydroxyapatite)가 코팅된 48-웰 플레이트에 넣고 1시간 동안 배양하였다. 1시간 배양 후, 트립신을 처리하여 조골세포를 제거하고 순수 파골세포에 RANKL (100ng/㎖)을 처리하고 마치현 에탄올 추출물을 농도별로 처리해 24시간 배양했다. 파골세포는 0.1% Triton X-100을 처리해 제거하고 광학 현미경으로 촬영했다. 골 흡수 영역의 정량화는 Image Pro-plus program version, version. 4.0(Media Cybernetics)을 이용했다.
그 결과, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물이 50 ㎍/㎖의 농도에서 파골세포의 골 흡수 작용을 효과적으로 억제함을 볼 수 있었다(도 9).
실험예
3-5:
LPS
-유도 골 흡수 동물모델에서의 골다공증 치료 효과 검증
본 발명의 마치현 에탄올 추출물의 골다공증 치료 효과를 확인하기 위하여, 인간의 골다공증과 유사한 특징을 지닌 LPS-유도 골 흡수 마우스 모델을 이용하여 실험을 수행하였다. 구체적으로, LPS(리포폴리사카라이드)를 PBS에 녹여서 5mg/kg의 농도로 ICR 마우스의 복강에 4일간 매일 주사하였다. 마치현 에탄올 추출물을 PBS에 400 mg/kg로 녹여서 상기 마우스에 LPS 주사하기 하루 전부터 8일간 매일 1회씩 경구 투여하였다. 정상군과 대조군은 PBS를 경구 투여하면서 정상군의 경우 PBS를, 대조군의 경우 LPS를 복강 주사하였다. 실험기간 동안 마치현 에탄올 추출물은 어떠한 독성 신호도 나타내지 않았으며, 마우스의 이상도 관찰되지 않았다. 투여 종료 후, 마우스의 대퇴골을 분리하고 마이크로-CT(micro-CT)를 이용하여 대퇴골의 골 분석을 수행하였다. 골 분석은 지주 골량(BT/TV(%), 지주골 두께(Tb.Th), 지주 골수(Tb.N), 지주 간면적 측정(Tb.Sp)을 수행하였다.
그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 마치현 에탄올 추출물을 지속적으로 경구 투여하고 LPS를 주사한 군은 LPS만을 주사한 대조군에 비해 지주 골량, 지주 공간면적, 그리고 지주 골수의 3가지 지표에 있어서 모두 골다공증 치료 효과가 있는 결과를 나타내었다.
상기와 같은 결과들은, 마치현 추출물 또는 이의 분획물이 IL-6 매개 신호전달경로를 효과적으로 저해하여, IL-6 매개성 질환을 효과적으로 치료할 수 있음을 나타내는 것으로, 특히, 파골세포의 분화 및 골 흡수를 효과적으로 억제하여 대표적인 IL-6 매개성 질환인 골 대사성 질환을 효과적으로 치료할 수 있음을 시사하는 것이다.
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그 리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
<110> Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology
<120> A pharmaceutical composition for preventing or treating
IL-6-mediated disease, comprising extract or fraction of
Portulaca oleracea L.
<130> PA130875KR
<150> KR 10-2012-0112090
<151> 2012-10-09
<160> 10
<170> KopatentIn 2.0
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for c-Fos (sense)
<400> 1
ctggtgcagc ccactctggt c 21
<210> 2
<211> 22
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for c-Fos (antisense)
<400> 2
ctttcagcag attggcaatc tc 22
<210> 3
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for NFATc1 (sense)
<400> 3
caacgccctg accaccgata g 21
<210> 4
<211> 21
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for NFATc1 (antisense)
<400> 4
ggctgccttc cgtctcatag t 21
<210> 5
<211> 27
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for OSCAR (sense)
<400> 5
ctgctggtaa cggatcagct ccccaga 27
<210> 6
<211> 25
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for OSCAR (antisense)
<400> 6
ccaaggagcc agaaccttcg aaact 25
<210> 7
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for TRAP (sense)
<400> 7
acttccccag cccttactac 20
<210> 8
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for TRAP (antisense)
<400> 8
tcagcacata gcccacaccg 20
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for GAPDH (sense)
<400> 9
accacagtcc atgccatcac 20
<210> 10
<211> 20
<212> DNA
<213> Artificial Sequence
<220>
<223> Primer for GAPDH (antisense)
<400> 10
tccaccaccc tgttgctgta 20
Claims (14)
- 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 STAT3(signal transducers and activators of transcription 3) 저해 활성을 가지는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 마치현 추출물 또는 이의 분획물은 RANKL(Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)에 의해 유도되는 파골세포 분화 억제 활성을 가지는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 추출물은 마치현을 물, 탄소수 1 내지 6의 알코올 및 이들의 혼합 용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 추출하여 수득한 것인 조성물.
- 제4항에 있어서, 상기 알코올은 에탄올, 메탄올 및 부탄올로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 분획물은 마치현 추출물을 헥산, 에틸아세테이트, 물 및 이들의 혼합용매로 구성되는 군으로부터 선택되는 용매로 분획하여 수득한 것인 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 IL-6 매개성 질환은 염증성 질환, 자가면역질환 또는 골 대사성 질환인 것인 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 골 대사성 질환은 골다공증, 관절염, 치주질환, 골절 및 파제트병으로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 염증성 질환은 염증성 장질환, 형질구 증가증, 초면역 글로불린 혈증, 신염, 악액질, 목축업자 질병, 맥관증식신염, 다발성 경화증, 포도막염, 만성 갑상선염, 지연과민증, 알레르기, 접촉피부염, 크론병, 통풍, 연소성 특발성 위축증 및 알쯔하이머로 구성되는 군으로부터 선택되는 질환인 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 자가면역질환은 자가 면역 췌장염, 천식, 아토피성 피부염, 전신성 에리테마토스 및 건선으로 구성되는 군으로부터 선택되는 질환인 조성물.
- 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
- 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 개선용 의약외품 조성물.
- 마치현(Portulaca oleracea L.) 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 예방 또는 개선용 사료 첨가제 또는 음용수 첨가제.
- 제1항의 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, IL-6(interleukin-6) 매개성 질환의 치료 방법.
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