KR20150068186A - Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene - Google Patents

Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene Download PDF

Info

Publication number
KR20150068186A
KR20150068186A KR1020130154096A KR20130154096A KR20150068186A KR 20150068186 A KR20150068186 A KR 20150068186A KR 1020130154096 A KR1020130154096 A KR 1020130154096A KR 20130154096 A KR20130154096 A KR 20130154096A KR 20150068186 A KR20150068186 A KR 20150068186A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
tuberculosis
pharmaceutical composition
cells
present
azoenes
Prior art date
Application number
KR1020130154096A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
송창화
최지애
조수나
안종석
김보연
장재혁
배은영
Original Assignee
충남대학교산학협력단
한국생명공학연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 충남대학교산학협력단, 한국생명공학연구원 filed Critical 충남대학교산학협력단
Priority to KR1020130154096A priority Critical patent/KR20150068186A/en
Publication of KR20150068186A publication Critical patent/KR20150068186A/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/095Sulfur, selenium, or tellurium compounds, e.g. thiols
    • A61K31/10Sulfides; Sulfoxides; Sulfones
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/18Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/88Liliopsida (monocotyledons)
    • A61K36/896Liliaceae (Lily family), e.g. daylily, plantain lily, Hyacinth or narcissus
    • A61K36/8962Allium, e.g. garden onion, leek, garlic or chives

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Botany (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Acyclic And Carbocyclic Compounds In Medicinal Compositions (AREA)

Abstract

The present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating tuberculosis, which contains ajoene as an active ingredient. According to the present invention, ajoene, if applied to a cell which is infected with Mycobacterium tuberculosis, is able to induce phosphorylation of CHOP, Bip/GRP78 and eIF2α or to induce an endoplasmic reticulum stress by increasing active oxygen. The increased endoplasmic reticulum stress can induce an apoptosis of infected cells, thereby inhibiting the growth of Mycobacterium tuberculosis. Accordingly, an ajoene compound of the present invention can be used as a more effective therapeutic agent for treating tuberculosis.

Description

아조엔을 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 조성물 {Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene}[0001] The present invention relates to a composition for preventing or treating tuberculosis containing azoenes,

본 발명은 아조엔을 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 상세하게는 결핵균에 감염된 세포의 세포자멸사를 유도하는 아조엔(ajoene)을 유효성분으로 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
The present invention relates to a composition for preventing or treating tuberculosis containing azoenes, and more particularly to a composition for preventing or treating tuberculosis containing azoenes which induce apoptosis of cells infected with Mycobacterium tuberculosis as an active ingredient .

2010년 세계보건 기구의 자료를 기준으로 볼 때 연간 약 880만 명의 결핵환자가 발생하였다. 우리나라 역시 인구의 약 30%가 결핵에 감염되어 있는 것으로 보고되고 있으며, 새로운 환자의 수 역시 증가하는 추세이다. 후진국병이라는 인식과는 다르게 우리나라는 OECD 가입국 중 사망률과 발병률에서 모두 1위를 차지하는 불명예를 안고 있다(질병관리본부. 2011. 결핵환자신고현황연보). 결해균에 감염되면 대부분의 경우 감염자의 5 내지 10% 만이 결핵으로 발병하게 된다. 결핵의 예방을 위해서 약독화된 우형결핵균(Mycobacterium bovis BCG)을 사용하고 있으며 최근 증가하는 다제내성 결핵균과 슈퍼 결핵균의 출현으로 새로운 항결핵제와 예방백신의 개발에 대한 연구가 요구되며, 관련 연구가 꾸준히 진행중임에도 불구하고 지구상의 결핵의 완전한 퇴치는 이루어지지 않고 있다(Somoskovi A, et al., Respiratory research. 2001;2(3):164-168). 또한, 호흡기로 감염된 결핵균이 탐식된 후 숙주의 방어면역체계가 효과적으로 반응하지 못하면 결핵균은 대식세포 안에서 잔존, 증식하게 된다(van Crevel R, et al., Clinical microbiology reviews. Apr 2002;15(2):294-309).Based on data from the World Health Organization in 2010, there were approximately 8.8 million patients with tuberculosis per year. In Korea, about 30% of the population is reported to be infected with tuberculosis, and the number of new patients is also increasing. Unlike the recognition that it is a disease of the backward country, Korea has the disgrace that it occupies the first place in both the mortality rate and the incidence rate among the OECD member countries (Disease Control Headquarters. In most cases, only 5-10% of infected people will develop tuberculosis. The use of attenuated Mycobacterium bovis BCG for the prevention of tuberculosis and the recent emergence of multidrug-resistant Mycobacterium tuberculosis and super Mycobacterium tuberculosis require research on the development of new anti-tuberculosis drugs and preventive vaccines. (Somoskovia A, et al., Respiratory research . 2001; 2 (3): 164-168). In addition, if the host's defense immune system fails to respond effectively to respiratory-infected tubercle bacilli, the tubercle bacilli will remain and proliferate in macrophages (Van Crevel R, et al., Clinical microbiology reviews . : 294-309).

예전부터 항진균성, 항바이러스성, 항세균성 효과를 나타내는 여러 가지 천연물들이 보고되고 있으며, 꿀벌에 의해 만들어지는 프로폴리스 (Propolis)를 대표적인 예로 들 수 있다. 프로폴리스의 에탄올 추출물은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)의 증식을 강력하게 억제하며 다약제 내성을 가진 마이코박테리아(Mycobacteria)의 치료에 있어서 약물치료의 상승작용을 한다는 보고가 있으며, 나팔꽃 종류 중 하나인 Ipomoea leptophylla에서 추출한 수지배당체(Resin glycoside) 역시 항결핵 효과가 확인되었다(Barnes CC, et al., Journal of natural products. Nov 2003;66(11):1457-1462).Several natural products have been reported from the past that exhibit antifungal, antiviral, and antibacterial effects. Propolis, made by bees, is a typical example. The ethanol extracts of propolis were staphylococcus ( Staphylococcus aureus ) and the synergistic action of drug therapy in the treatment of multidrug resistant Mycobacteria ( Ipomoea) , one of morning glory species, Resin glycosides extracted from leptophylla have also been shown to have anti-TB effects (Barnes CC, et al., Journal of natural products . Nov 2003; 66 (11): 1457-1462).

마늘은 2000년 전 중국의 의학고서에 그 약효가 기록되어 있을 뿐만 아니라 이집트에서도 많은 질병에 사용되어 왔다. 아조엔(Ajoene)은 마늘 추출물 중의 하나로 E-아조엔과 Z-아조엔 이성질체가 알려져 있다(Kaschula CH, et al., BioFactors. Jan-Feb 2010;36(1):78-85). Garlic has been used in many diseases in Egypt as well as its medicinal effect in Chinese medicine books 2000 years ago. Ajoene is one of the garlic extracts known as E-azoenes and Z-azo enantiomers (Kaschula CH, et al., BioFactors . Jan-Feb 2010; 36 (1): 78-85).

한편, 소포체(endoplasmic reticulum, ER)는 분비 또는 세포 단백질이 합성되는 세포 소기관으로, 단백질의 당화(glycosylation), 이황화결합(disulfide bonds), 접힘 및 조립 등의 기능을 한다. 영양 결핍, 산화환원 균형의 변화, 칼슘이온 항상성 붕괴, 단백질 번역 후 변형 또는 단순한 분비 단백질 합성의 증가 등에 의해 소포체가 단백질 접힘 기능을 제대로 하지 못하고 소포체 내 비정상적인 단백질이 축적되는 상황을 소포체 스트레스라 하며, 이러한 스트레스를 해소하기 위한 반응을 미 접힘 단백질 반응(unfolded protein response, UPR)이라 한다. 이러한 미 접힘 단백질 반응에 의해 단백질 합성이 억제되어 소포체 내에 축적되는 것을 막아준다(Kaufman RJ. The Journal of clinical investigation. Nov 2002;110(10):1389-1398). 이와 같은 기능은 미 접힘 단백질의 축적을 막고 소포체의 항상성을 유지하기 위해서 소포체 샤페론 단백질을 유도하여 세포 생존에 유리하게 한다(Rath E, et al., European journal of nutrition. Jun 2011;50(4):219-233). 소포체의 미 접힘 단백질 반응에는 PERK(Pancreatic ER kinase), IRE1(Inositol-requiring enzyme 1), 그리고 ATF6(Activating transcription factor 6) 등의 분자들이 필수적으로 작용한다. PERK와 IRE1은 이화합체반응(Dimerization)에 의해 해방되고, 활성화되어 하위신호경로를 활성화하며, ATF6는 소포체에서 방출되어 골지체(Golgi body)로 이동하여 잘림을 통한 활성화가 이루어짐으로써 소포체의 미 접힘 단백질 반응에 관여한다(Rutkowski DT, et al., PLoS biology. Nov 2006;4(11):e374). 하지만 이러한 소포체의 스트레스가 장기적으로 지속되거나 과도하게 일어나게 되면 미토콘드리아 의존적(Mitochondria dependent) 또는 미토콘드리아 비의존적(Mitochondria independent)인 세포자멸사 경로를 통한 세포의 사멸을 일으킨다(Szegezdi E, et al., EMBO reports. Sep 2006;7(9):880-885). 최근 이러한 소포체 스트레스는 염증과도 많은 관련이 있다고 알려져 있다. 염증은 사이토카인이나 케모카인 등과 같은 많은 양의 단백질 생성이 특징이며, 소포체의 미 접힘 단백질 반응은 NF-κB(Nuclear Factor-Kappa B), JNK(c-Jun N-terminal kinases), TLR(Toll like receptor)을 매개로 하는 활성산소종(Reactive oxygen, ROS)의 생성 등과 같은 염증 유발성 경로와 직접적으로 상호작용한다(Deng J, et al., Molecular and cellular biology. Dec 2004;24(23):10161-10168). On the other hand, the endoplasmic reticulum (ER) is a cell organelle in which secretion or cell protein is synthesized, and functions as glycosylation, disulfide bonds, folding and assembly of proteins. The situation in which abnormal proteins accumulate in the endoplasmic reticulum due to insufficient protein folding function due to nutritional deficiency, changes in redox balance, calcium ion homeostatic degradation, post-translational modification or simple secretory protein synthesis is called " The response to this stress is called the unfolded protein response (UPR). This unfolded protein reaction inhibits protein synthesis and accumulation in the endoplasmic reticulum (Kaufman RJ. The Journal of clinical investigation . Nov 2002; 110 (10): 1389-1398). This function leads to the survival of cells by inducing the vesicle chaperone protein to prevent the accumulation of unfolded proteins and to maintain the homeostasis of the endoplasmic reticulum (Rath E, et al., European journal of nutrition . Jun 2011; 50 (4): 219-233). Molecules such as PERK (Pancreatic ER kinase), IRE1 (Inositol-requiring enzyme 1), and ATF6 (Activating transcription factor 6) are essential for the unfolded protein reaction of the endoplasmic reticulum. PERK and IRE1 are released by dimerization and are activated to activate the lower signal pathway. ATF6 is released from the endoplasmic reticulum and migrates to the Golgi body, which is activated through cleavage. Thus, the unfolded protein of the endoplasmic reticulum (Rutkowski DT, et al., PLoS biology . Nov 2006; 4 (11): e374). However, long-term sustained or excessive stress of these endoplasmic reticulum causes death through mitochondria-dependent or mitochondrial independent apoptosis pathways (Szegezdi E, et al., EMBO reports . Sep 2006; 7 (9): 880-885). Recently, it has been known that the endoplasmic reticulum stress is also related to inflammation. Inflammation is characterized by the production of large quantities of proteins such as cytokines and chemokines, and the unfolded protein response of the endoplasmic reticulum (NF-κB), JNK (c-Jun N-terminal kinases) receptors such as the production of reactive oxygen species (ROS) mediated by receptors (Deng J, et al., Molecular and cellular biology . Dec 2004; 24 (23): 10161-10168).

본 발명자들은 마늘 추출물에 함유되어 있는 아조엔 화합물이 결핵균에 감염된 세포에서 소포체 스트레스를 유도함으로써 결핵균의 증식을 억제할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
The inventors of the present invention confirmed that the azoene compound contained in the garlic extract can inhibit the growth of Mycobacterium tuberculosis by inducing the stress of the endoplasmic reticulum in the cells infected with the Mycobacterium tuberculosis.

따라서 본 발명은 결핵균에 감염된 세포의 세포자멸사를 유도하여 결핵균의 증식을 억제하는 아조엔을 함유하는 결핵 치료용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a composition for treatment of tuberculosis containing azoin that inhibits the proliferation of Mycobacterium tuberculosis by inducing apoptosis of cells infected with Mycobacterium tuberculosis.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 아조엔(ajoene) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating tuberculosis containing an ajoene or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.

본 발명의 일실시예에서, 상기 아조엔은 마늘로부터 분리되거나 유기합성에 의하여 제조될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the azoenes can be separated from garlic or can be prepared by organic synthesis.

본 발명의 일실시예에서, 상기 아조엔은 결핵균에 감염된 대식세포의 세포자멸사(apoptosis)를 유도함으로써 결핵균의 증식을 억제할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the azoenes may inhibit the proliferation of Mycobacterium tuberculosis by inducing apoptosis of macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis.

본 발명의 일실시예에서, 상기 세포자멸사는 대식세포에서 소포체 스트레스를 통해 유도될 수 있다.In one embodiment of the invention, the apoptosis can be induced through macrophage stress in macrophages.

본 발명의 일실시예에서, 상기 소포체 스트레스는 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화, 및/또는 활성산소의 증가를 통해 유도될 수 있다.In one embodiment of the present invention, said endoplasmic reticulum stress may be induced through phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2a, and / or increase of reactive oxygen species.

본 발명의 일실시예에서, 상기 아조엔은 세포 내에 존재하는 결핵균의 생존율을 감소시킬 수 있다.In one embodiment of the present invention, the azoenes may reduce the survival rate of mycobacteria existing in the cells.

본 발명의 일실시예에서, 상기 결핵은 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 또는 척추 결핵일 수 있다.
In one embodiment of the present invention, the tuberculosis is selected from the group consisting of tuberculosis, skin tuberculosis, adrenal tuberculosis, renal tuberculosis, tuberculosis tuberculosis, lymphatic tuberculosis, laryngeal tuberculosis, middle ear tuberculosis, intestinal tuberculosis, multidrug-resistant tuberculosis, Tuberculosis, lymphadenopathy, pulmonary hypertension, breast tuberculosis or spinal tuberculosis.

본 발명에 따르면, 아조엔은 결핵균에 감염된 세포에 처리 시 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화, 및/또는 활성산소의 증가를 통해 소포체 스트레스를 유도할 수 있고, 증가된 소포체 스트레스는 감염 세포의 세포자멸사를 유도하여 결핵균의 증식을 억제할 수 있다. 따라서 본 발명의 아조엔 화합물은 보다 효과적인 결핵 치료제로 사용될 수 있다.
According to the present invention, azoin can induce endoplasmic reticulum through phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2a, and / or increase of reactive oxygen during treatment of cells infected with Mycobacterium tuberculosis, It is possible to induce apoptosis and inhibit proliferation of Mycobacterium tuberculosis. Therefore, the azone compound of the present invention can be used as a more effective therapeutic agent for tuberculosis.

도 1은 대식세포에 감염된 결핵균에 대한 아조엔의 세포 내 결핵균 증식억제 효과를 나타낸 도면이다.
도 2는 결핵균에 감염된 대식세포에 아조엔 처리 시 세포자멸사를 유도함을 설명하는 도면이다.
도 3은 대식세포에 아조엔 처리 시 소포체 스트레스와 관련된 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화를 확인한 도면이다.
도 4는 대식세포에 아조엔 처리 시 소포체 스트레스를 유도하는 활성산소의 생성을 확인한 도면이다.
FIG. 1 is a graph showing the inhibitory effect of azoin against intracellular mycobacterial cells on macrophage-infected M. tuberculosis.
FIG. 2 is a diagram illustrating that apoptosis is induced upon treatment with azoenes in macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis.
FIG. 3 is a graph showing the phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2? Associated with endoplasmic reticulum stress upon treatment with azoenes in macrophages.
FIG. 4 is a graph showing the production of reactive oxygen species that induces endoplasmic reticulum stress upon treatment with azoenes in macrophages.

본 발명은 아조엔(ajoene)을 유효성분으로 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating tuberculosis containing azoene as an active ingredient.

본 발명의 약학 조성물에서, 유효성분으로 이용되는 아조엔은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시된다.In the pharmaceutical composition of the present invention, the azoenes used as the active ingredient are represented by the following formula (1) or (2).

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

본 발명에서, 상기 아조엔(Ajoene)은 E-ajoene(화학식 1)과 Z-ajoene(화학식 2)의 두 가지 이성질체로 구성되어 있으며 분쇄하거나 으깬 마늘로부터 분리 가능한 화합물이다. 마늘로부터 아조엔이 생성되는 과정은, 마늘의 액포에 저장된 알리나제(alliinase)가 조직이 파괴될 때 유리되어 알리인을 알릴술펜산(allylsulfenic acid)으로 변환하고 이 두 분자로부터 알리신이 생성된다. 알리신은 설폭사이드 재배열(sulfoxide rearrangement)에 의해 안정한 화합물인 아조엔으로 변환된다.In the present invention, the azoene is a compound which is composed of two isomers of E-ajoene (Formula 1) and Z-ajoene (Formula 2) and can be separated from ground or crushed garlic. In the process of producing azoin from garlic, the alliinase stored in the garlic vacuole is liberated when the tissue is destroyed, converting the allyl to allylsulfenic acid and producing allysine from these two molecules. Allysine is converted to a stable compound azoenes by sulfoxide rearrangement.

본 발명에서 사용되는 아조엔은 공지의 방법에 의하여 마늘로부터 분리하거나 또는 합성에 의하여 수득할 수 있다. 예를 들어 헌터 등 [Bioorg Med Chem Lett., 2008, 18:5277-5279]에 기재된 방법에 의하여 합성할 수 있으며, 다음과 같은 방법에 의하여 마늘로부터 생성 분리할 수 있다.The azoenes used in the present invention can be isolated from garlic by a known method or can be obtained by synthesis. For example, Hunter et al. [ Bioorg Med Chem Lett ., 2008, 18: 5277-5279], and can be produced and separated from garlic by the following method.

구체적으로, 예를 들어 다음과 같은 공정을 통하여 제조가 가능하다. 으깨거나 분쇄한 마늘 또는 이를 여과한 여과액을 상온 또는 37℃에서 12 시간 이상 방치하여 마늘의 알리인이 알리신을 거쳐 아조엔으로 생성되도록 한 후, 메탄올이나 에탄올과 같은 극성용매를 가하여 1시간 내지 7일, 바람직하게는 24시간 내지 72시간 동안, 10 내지 100℃로 추출하여 감압농축한다. 농축물을 물에 분산시키고, 디에틸에테르와 같은 용매로 분획화한다. 얻어진 분획으로부터 실리카겔크로마토그래피를 통하여 아조엔이 풍부한 분획을 수득하고, 추가의 크로마토그래피를 실시하여 순수한 아조엔을 분리할 수 있다.Specifically, for example, the following process is possible. The ground or garnished garlic or the filtrate obtained by filtration is allowed to stand at room temperature or at 37 ° C for 12 hours or longer to allow the alginin of garlic to pass through the allysine to form azoenes. Then, a polar solvent such as methanol or ethanol is added thereto, For 7 days, preferably 24 hours to 72 hours, at 10 to 100 DEG C, and the mixture is concentrated under reduced pressure. The concentrate is dispersed in water and fractionated with a solvent such as diethyl ether. From the obtained fractions, an azone-enriched fraction can be obtained through silica gel chromatography, and further chromatography can be carried out to separate pure azoenes.

또한 본 발명에 사용된 아조엔은 통상적인 방법으로 순수하게 정제된 형태의 화합물로서 상업적으로 구입하여 사용할 수도 있다.
The azoenes used in the present invention may also be commercially purchased and used as purely purified forms of compounds by conventional methods.

본 발명의 약학 조성물에서, 상기 아조엔은 결핵균에 감염된 대식세포의 세포자멸사(apoptosis)를 유도함으로써 결핵균의 증식을 억제하는 것을 특징으로 한다. 특히 상기 세포자멸사는 대식세포에서 소포체 스트레스를 통해 유도될 수 있는데 상기 소포체 스트레스는 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화, 및/또는 활성산소(reactive oxygen species)의 증가를 통해 유도될 수 있다. In the pharmaceutical composition of the present invention, the azoin inhibits the proliferation of Mycobacterium tuberculosis by inducing apoptosis of macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis. In particular, apoptosis may be induced through macrophage stress in macrophages, which can be induced through the phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2a, and / or the increase of reactive oxygen species.

본 발명의 구현예에 따르면, 결핵균에 감염된 대식세포에서 아조엔 처리를 통해 세포자멸사를 유도함으로써 결핵균의 증식을 억제하는 효과가 확인되었다(도 1 참조). 또한 아조엔은 결핵균에 감염된 세포 내에 존재하는 결핵균의 생존율을 감소시키는 것으로 확인되었다(도 2 참조). 따라서 본 발명의 아조엔을 함유하는 약학 조성물은 결핵균의 생존율을 감소시키거나 결핵균에 감염된 세포의 사멸을 통해 결핵의 예방 또는 치료에 효과적으로 적용될 수 있음을 알 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the effect of inhibiting proliferation of Mycobacterium tuberculosis was confirmed by inducing apoptosis through treatment with azoenes in macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis (see Fig. 1). It has also been found that azoin reduces the survival rate of Mycobacterium tuberculosis bacteria present in cells infected with Mycobacterium tuberculosis (see Fig. 2). Therefore, it can be understood that the pharmaceutical composition containing azoenes of the present invention can be effectively applied to prevent or treat tuberculosis through reduction of the survival rate of Mycobacterium tuberculosis or death of cells infected with Mycobacterium tuberculosis.

본 발명의 다른 구현예에 따르면, 아조엔 처리로 인한 결핵균에 감염된 대식세포의 세포자멸사는 소포체 스트레스의 증가로 인해 유도되는 것으로 확인되었으며, 이러한 소포체 스트레스는 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화의 증가에 의해 유도되는 것을 확인하였다(도 3 참조). 또한 소포체 스트레스를 유도하는 중요한 요소 중 하나인 활성산소가 아조엔 처리로 인해 발생함을 밝혀내었다(도 4 참조).According to another embodiment of the present invention, apoptosis of macrophages infected with M. tuberculosis due to treatment with azoenes has been shown to be induced by an increase in endoplasmic reticulum stress, and this endoplasmic reticulum stress increases the phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2? (See Fig. 3). Also, it has been found that active oxygen, one of the important factors inducing ER stress, is caused by azoene treatment (see FIG. 4).

이와 관련하여, 세포의 스트레스를 일으키는 여러 가지 원인들에 의해 세포 소기관인 소포체 내에 미접힘 단백질의 축적이 증가하게 되면 소포체의 단백질 접힘 기능의 조절이 원활하지 못하게 되고 unfolded response (UPR)이 일어나게 된다. 상기 Bip/GRP78은 소포체에 존재하는 샤페론 분자로서 단백질 접힘을 돕기 위해 미접힘 단백질과 결합하며 초기 소포체 스트레스 반응 시 발현량이 증가한다. 상기 eIF2α의 인산화는 단백질 합성의 전이과정을 감소시켜 새로운 단백질의 생성의 감소를 가져와 소포체의 단백질 축적 과부하를 줄이기 위해 작동한다. eIF2α의 인산화는 결핵균의 세포내 생존에 매우 중요한 역할을 하는 것으로도 본 발명자들이 보고한 바 있다 (Lim YJ et al., PLoS One 2011). 초기 미접힘 단백질의 축적으로 시작된 UPR이 적절히 해결되지 못하여 과도한 소포체 스트레스 반응이 유도되면 소포체 스트레스 신호전달의 하위 분자인 CHOP의 발현 등에 의해 세포자멸사가 유도되는데 CHOP 단백질의 발현에 의해 세포내 결핵균 생존에도 영향을 미치는 것으로 알려져 있다 (Lim YJ et al., PLoS One, 2011).In this regard, the accumulation of unfolded proteins in the cell organellar endoplasmic reticulum due to various causes of cell stress causes the unfolded response (UPR) of the endoplasmic reticulum to fail to regulate the protein folding function. The Bip / GRP78 is a chaperone molecule present in the endoplasmic reticulum and binds to the unfolded protein to help protein folding, which increases the expression level during the initial endoplasmic reticulum stress response. The phosphorylation of eIF2a reduces the transcriptional process of protein synthesis and reduces the production of new proteins Bring to work to reduce protein accumulation overload of the endoplasmic reticulum. The present inventors have also reported that phosphorylation of eIF2? plays a very important role in the cell survival of Mycobacterium tuberculosis (Lim YJ et al., PLoS One 2011). When the UPR initiated by accumulation of the early unfolded protein is not adequately resolved, induction of excessive ER stress response induces apoptosis by the expression of CHOP, a sub-molecule of ER stress signal. By the expression of CHOP protein, (Lim YJ et al., PLoS One, 2011).

따라서 본 발명의 약학 조성물은 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵과 같은 결핵의 치료에 이용될 수 있다.
Accordingly, the pharmaceutical composition of the present invention can be used for the treatment of tuberculosis, skin tuberculosis, adrenal tuberculosis, renal tuberculosis, epididymal tuberculosis, lymphatic tuberculosis, laryngeal tuberculosis, middle ear tuberculosis, intestinal tuberculosis, multidrug-resistant tuberculosis, pulmonary tuberculosis, , Pulmonary hypertension, breast tuberculosis and spinal tuberculosis.

본 발명의 유효성분인 아조엔이 약학 조성물로 제조되는 경우, 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 본 발명의 약학 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토오스, 덱스트로스, 수크로오스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스, 물, 시럽, 메틸셀룰로오스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. When the azo compound, which is an active ingredient of the present invention, is manufactured from a pharmaceutical composition, it may contain a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutically acceptable carrier to be contained in the pharmaceutical composition of the present invention is one usually used in the present invention and may be selected from lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate , Microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, cellulose, water, syrup, methylcellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, no.

본 발명의 약학 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc., in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remington ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).

본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 경피 투여, 점막 투여 및 점안 투여 등으로 투여할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally, and in the case of parenteral administration, it can be administered by intravenous infusion, subcutaneous injection, muscle injection, intraperitoneal injection, percutaneous administration, mucosal administration, and topical administration.

본 발명의 약학 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여 방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 바람직하게는, 본 발명의 약학 조성물의 투여량은 성인 기준으로 0.0001 내지 100 mg/kg(체중)이다.A suitable dose of the pharmaceutical composition of the present invention may be variously prescribed by factors such as the formulation method, the administration method, the age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate and responsiveness of the patient . Preferably, the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention is 0.0001 to 100 mg / kg (body weight) on an adult basis.

본 발명의 약학 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
The pharmaceutical composition of the present invention may be prepared in a unit dosage form by formulating it with a pharmaceutically acceptable carrier or excipient according to a method which can be easily carried out by those having ordinary skill in the art to which the present invention belongs Into a capacity container. The formulations may be in the form of solutions, suspensions, syrups or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples. However, these examples are intended to further illustrate the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples.

실시예Example 1. 세포 배양 1. Cell culture

마우스 유래 대식세포주인 Raw 264.7 세포를 10% FBS와 페니실린(penicillin; 100 IU/㎖), 스트렙토마이신(streptomycin; 100 ㎍/㎖)이 포함된 DMEM(Dulbecco's modified eagle's medium)으로 배양하였다. 세포(1×105 cell/㎖)는 부착시키기 위해 12-웰 플레이트(polypropylene tissue culture plate)에 분주하여 37℃, 5% CO2 배양기에서 18시간 정도 배양 후 실험에 사용하였다. 마우스 골수 유래 대식세포(bone marrow-drived macrophage, BMDM)는 6-8주령 C57BL/6 마우스의 대퇴골과 경골에서 분리하여 M-CSF(macrophage colony-stimulating factor; 25 ㎍/㎖, R&D)를 포함한 배지에서 4일 동안 분화시킨 후 실험에 사용하였다.
The mouse-derived macrophage cell line, Raw 264.7 cells, was cultured in DMEM (Dulbecco's modified eagle's medium) containing 10% FBS, penicillin (100 IU / ml) and streptomycin (100 μg / ml). Cells (1 × 10 5 cells / ml) were plated on a polypropylene tissue culture plate for attachment and cultured for 18 hours at 37 ° C in a 5% CO 2 incubator. Bone marrow-drived macrophages (BMDM) were isolated from the femur and tibia of 6-8 week-old C57BL / 6 mice and cultured in medium containing M-CSF (macrophage colony-stimulating factor; 25 / / For 4 days.

실시예Example 2.  2. 아조엔Azoen 화합물 compound

아조엔 화합물을 얻기 위하여 다음과 같은 방법으로 진행하였다. 먼저 분쇄한 마늘(Allium sativum L., Garlic)을 함량대비 10 배량의 알코올성 용매를 사용하여 활성물질이 용출할 수 있도록 5시간 동안 환류 추출한 후 상기 알코올성 용매 추출액을 감압 농축하였다. 농축된 분획을 50 배량의 증류수에 현탁하고 동량의 에틸아세테이트의 유기용매로 3회에 걸쳐 용매 분획하여 활성물질을 포함하는 조 추출물을 얻었다. 상기에서 얻어진 조 추출물의 활성물질을 분리하기 위해서 RP-18 컬럼을 전개용매 20% MeOH부터 100% MeOH까지 500 ml씩 용출시켜 용출액을 감압 농축하고 농축된 활성분획을 정제하기 위해 역상 C18 레진으로 충진한 컬럼(시세이도 캡셀 팩 역상 C18 컬럼; 10×250 mm 사이즈; 5 ㎛ 입자크기)을 이용한 HPLC를 용출용매로 30% MeOH-40% MeOH를 사용하고, 용출속도 1.8 ml/min로 실시하여 254 nm의 파장에서 흡광도를 측정하는 방법으로 Gp-2-3을 분리하였으며, 분리한 Gp-2-3의 화학 구조를 규명하기 위하여, 1H-NMR 스펙트럼 및 13C-NMR 스펙트럼을 측정하여 분석한 결과, 아조엔(Ajoene)임을 확인하였다. 추출된 아조엔은 각각 에탄올(Merck)과 DMSO(dimethyl sulfoxide; Bioniche Pharma)를 이용하여 용해하였으며, 10 ㎎/㎖의 농도로 준비한 후 각각 15㎕씩 분주한 다음 -20℃에서 보관하였다. 각각의 추출물들을 Raw 264.7 세포와 BMDM 세포에 적정 농도로 자극하여 실험에 사용하였으며, 음성대조군으로는 각각 용매로 사용된 DMSO와 에탄올을 각각의 추출물과 동일한 농도로 조절하여 사용하였다.
The azo compounds were prepared as follows. First, ground garlic (Allium sativum L., Garlic) was refluxed for 5 hours so that the active material could be eluted with 10 times the amount of alcoholic solvent, and then the alcoholic solvent extract was concentrated under reduced pressure. The concentrated fraction was suspended in 50-fold amount of distilled water and subjected to solvent fractionation three times with an equal amount of ethyl acetate as an organic solvent to obtain a crude extract containing the active substance. In order to separate the active substance of the crude extract obtained above, the RP-18 column was eluted with 500 ml of the developing solvent from 20% MeOH to 100% MeOH, and the eluate was concentrated under reduced pressure. To purify the concentrated active fraction, HPLC was carried out using 30% MeOH-40% MeOH as elution solvent on one column (Shiseido Capsule pack reverse phase C18 column; 10 x 250 mm size; particle size 5 μm) and elution rate of 1.8 ml / min to obtain 254 nm Gp-2-3 was isolated by measuring the absorbance at the wavelength of 1 GHz. To investigate the chemical structure of the separated Gp-2-3, 1 H-NMR spectra and 13 C-NMR spectra were measured and analyzed. As a result, (Ajoene). The extracted azoin was dissolved in ethanol (Merck) and DMSO (dimethyl sulfoxide, Bioniche Pharma), and each solution was prepared at a concentration of 10 mg / ml. Each extract was stimulated with Raw 264.7 cells and BMDM cells at an appropriate concentration, and DMSO and ethanol, which were used as solvents, were used as negative control, respectively.

실시예Example 3. 시료 및 약물 3. Samples and Drugs

소포체 스트레스 반응에 대한 양성대조군으로는 튜니카마이신(tunicamycin, TM; 500 ng/㎖, 6 hr)을 사용하였으며, 세포자멸사에 대한 양성대조군으로는 스타우로스포린(staurosporine; 500 nM, 6 hr)을 처리하여 준비하였다. 세포 내 활성산소 측정에 대한 양성대조군으로는 H2O2(1 mM, 30 min)를 사용하였다. 음성대조군으로는 각각 용매로 사용된 DMSO를 추출물과 동일한 농도로 조절하여 사용하였다.
Staurosporine (500 nM, 6 hr) was used as a positive control for apoptosis using tunicamycin (TM) (500 ng / ml, 6 hr) as a positive control for ER stress response. Lt; / RTI > H 2 O 2 (1 mM, 30 min) was used as a positive control for intracellular reactive oxygen measurement. As a negative control, DMSO used as a solvent was adjusted to the same concentration as the extract.

실시예Example 4. 결핵균 감염 4. Mycobacterial infections

감염실험에 사용할 균일한 결핵균 혼탁액은 다음과 같은 방법으로 준비하였다. 결핵균(Mycobacterium tuberculosis H37Rv, ATCC 27294)을 오가와(Ogawa) 배지에 접종하여 약 3주 동안 배양한 후 10% OADC(oleic acid, albumin, dextrose, actalase), 5% 글리세롤(glycerol), 0.05% Tween-80이 포함된 액체배지(Middlebrook 7H9 broth)로 옮겨 37℃, 약 7 주간 배양한 후, 5000 rpm, 30분간 원심분리하여 균체를 수집하였다. 4℃에서 인산완충용액(phosphate-buffered saline; PBS)을 이용하여 균체를 3회 세척하였다. 수집한 균체를 각각 50 ㎕씩 분주한 다음 -70℃에서 보관하였다.A homogeneous suspension of Mycobacterium tuberculosis used for infection experiments was prepared by the following method. After incubation for about 3 weeks, Mycobacterium tuberculosis H37Rv (ATCC 27294) was inoculated on Ogawa medium. After incubation for 3 weeks, 10% OADC (oleic acid, albumin, dextrose, actalase), 5% glycerol, 0.05% Tween- (Middlebrook 7H9 broth), and cultured at 37 DEG C for about 7 weeks. Then, the cells were collected by centrifugation at 5000 rpm for 30 minutes. Cells were washed three times with phosphate-buffered saline (PBS) at 4 ° C. 50 ㎕ each of the collected cells was dispensed, and then stored at -70 캜.

상기 방법으로 준비한 결핵균을 대식세포에 MOI(multiplication of infection)가 1:1이 되도록 균수를 조정하여 3시간 동안 감염시키고 인산완충용액으로 2회 세척하였다. 37℃, 5% CO2 배양기에서 적정시간 동안 배양 시킨 후, 세포 또는 상층액을 수집하여 실험에 사용하였다.
Mycobacteria prepared by the above method were infected with macrophages for 3 hours by adjusting the number of multiplication of infection (MOI) to 1: 1 and washed twice with phosphate buffer solution. After incubating for an appropriate time in a 5% CO 2 incubator at 37 ° C, cells or supernatants were collected and used in the experiments.

실시예Example 5. 세포 내 결핵균  5. Mycobacteria in the cell 생존능Survival 측정 Measure

세포 내 결핵균의 생존능을 확인하기 위하여, 상기 방법으로 감염된 세포를 적정시간 동안 배양한 후 배지를 제거하고 인산완충용액으로 2회 세척하였다. 200 ㎕의 멸균 증류수를 첨가하여 5분간 반응시켜서 세포 내 존재하는 결핵균의 방출을 유도하고, Middlebrook 7H10 고체배지에 접종하여 약 14일 동안 배양시킨 후 집락 수를 관찰함으로써 결핵균의 생존능을 측정하였다.
In order to confirm the viability of the Mycobacterium tuberculosis in the cells, the infected cells were cultured for the appropriate time by the above method, and then the medium was removed and washed twice with phosphate buffer solution. After 200 μl of sterile distilled water was added, the cells were allowed to react for 5 minutes to induce the release of Mycobacterium tuberculosis in the cells. After inoculation on a medium of Middlebrook 7H10 solid medium, the cells were cultured for about 14 days.

실시예Example 6.  6. 웨스턴Western 블롯Blot 분석 analysis

상기 방법으로 배양한 대식세포를 실험조건에 따라 처리 후 37℃, 5% CO2 배양기에서 배양하면서 시간대별로 13,000rpm에서 10초간 원심분리하여 세포만을 수집하여 웨스턴 블롯 분석(Western blot analysis) 실험을 수행하였다. The macrophages cultured in the above manner were treated according to the experimental conditions and cultured at 37 ° C in 5% CO 2 Western blot analysis was carried out by collecting only the cells by centrifuging at 13,000 rpm for 10 seconds during the incubation in the incubator.

얻어진 세포에 50 mM Tris (pH 7.4), 150 mM NaCl, 1% NP-40, 0.5% 소듐 디옥시콜레이트(sodium deoxycholate), 2 mM 소듐 플로라이드(sodium fluoride), 2 mM EDTA, 0.1% SDS 및 단백질 분해효소 저해제 혼합물(protease inhibitor cocktail)이 포함된 RIPA 버퍼(radio-immunoprecipitation assay buffer)를 가하여 용해하였다. 이후 4℃, 13,000×g에서 10분간 원심분리한 후, 상층의 단백질을 수집하고 브래드포드(Bradford, 250 ㎕) 시약을 이용하여 단백질의 농도를 595 nm에서 측정하였고, 모든 샘플의 단백질 양을 20 내지 30 ㎍으로 정량하였다. To the obtained cells were added 50 mM Tris (pH 7.4), 150 mM NaCl, 1% NP-40, 0.5% sodium deoxycholate, 2 mM sodium fluoride, 2 mM EDTA, And dissolved in a RIPA buffer (radio-immunoprecipitation assay buffer) containing a protease inhibitor cocktail. After centrifugation at 13,000 × g for 10 minutes at 4 ° C., the protein in the upper layer was collected and the protein concentration was measured at 595 nm using a Bradford (250 μl) reagent. The protein amount of all samples was adjusted to 20 To 30 [mu] g.

샘플 버퍼와 RIPA 버퍼를 이용하여 총 용적량을 동일하게 만들어 준 후 95℃에서 10분간 가열하고 얼음 위에서 15분간 정치시켰다. 이를 12% 또는 15% SDS-PAGE 겔 상에서 80V에서 30분, 120V에서 1시간 30분 동안 전기영동을 수행하였다. 이 SDS-PAGE 겔은 PVDF 막(polyvinyl difluoride membrane)에 90V, 70분 조건으로 전이를 수행하였으며, 5% 탈지유(non-fat skim milk)가 포함된 TBS-T(tris-buffered saline tween; 20 mM tris, 137 mM sodium chloride, 0.1% tween-20, pH8.0)로 상온에서 1시간 동안 반응시켰다. The total volume was made equal using the sample buffer and the RIPA buffer, then heated at 95 ° C for 10 minutes and allowed to stand on ice for 15 minutes. Which was electrophoresed on a 12% or 15% SDS-PAGE gel at 80V for 30 minutes and at 120V for 1.5 hours. This SDS-PAGE gel was transferred to a PVDF membrane (polyvinyl difluoride membrane) under the condition of 90V for 70 minutes. TBS-T (tris-buffered saline tween; 20 mM tris, 137 mM sodium chloride, 0.1% tween-20, pH 8.0) for 1 hour at room temperature.

1차 항체 반응은 각각의 항체를 4℃에서 18시간 동안 반응시킨 후, TBS-T를 이용하여 10분씩 3 내지 6회 세척하였다. 2차 항체반응은 HRP(horseradish peroxidase)가 표지된 항-토끼 IgG(anti-rabbit IgG; Cell Signaling) 항체, 항-마우스 IgG(anti-mouse IgG; Calbiochem) 항체, 그리고 항-염소 IgG(anti-goat IgG; Santa Cruz Biotechnology) 항체를 5% 탈지유가 포함된 TBS-T로 2000배 희석하여 실온에서 1시간 동안 반응시킨 후, TBS-T를 이용하여 10분씩 3 내지 6회 세척하였다. 단백질 발현 밴드는 ECL(Amercham-Pharmacia) 용액으로 X-레이 필름에 감광시켜 검출하였다.
For the primary antibody reaction, each antibody was reacted at 4 ° C for 18 hours and then washed with TBS-T for 3 to 6 times for 10 minutes each. The secondary antibody reaction was performed using HRP (horseradish peroxidase) labeled anti-rabbit IgG (anti-rabbit IgG) antibody, anti-mouse IgG (anti-mouse IgG) goat IgG; Santa Cruz Biotechnology) antibody was diluted 2000-fold with TBS-T containing 5% skim milk, reacted at room temperature for 1 hour, and then washed 3 to 6 times with TBS-T for 10 minutes each. Protein expression bands were detected by exposure to X-ray film with ECL (Amercham-Pharmacia) solution.

실시예Example 7. 세포 내 활성산소의 측정 7. Measurement of active oxygen in the cell

세포 내 활성산소(ROS)의 생성 수준은 DHE(dihydroethidium) 분석법을 이용하여 측정하였다. 상기 방법에 따라 항원을 처리 후 대식세포를 적정시간 동안 배양한 후 DHE 2 μM로 37℃에서 30분 동안 염색하였다. HBSS(Hank's balanced salt solution)로 3번 세척한 후, 4% 파라포름알데하이드(paraformaldehyde)로 고정하고 FACS 시스템(FACS Canto II system; BD Biosciences, USA)를 이용해 활성산소가 생성되는 수준을 분석하였다.
The production level of intracellular reactive oxygen species (ROS) was measured using DHE (dihydroethidium) assay. After the antigens were treated according to the above method, macrophages were incubated for an appropriate period of time and stained with 2 μM of DHE at 37 ° C. for 30 minutes. The cells were washed three times with HBSS (Hank's balanced salt solution), fixed with 4% paraformaldehyde and analyzed for the level of active oxygen production using a FACS system (FACS Canto II system; BD Biosciences, USA).

실시예Example 8. 세포주기 분석을 이용한 세포 독성 측정 8. Cytotoxicity measurement using cell cycle analysis

아조엔(Ajoene)을 처리한 대식세포를 시간에 차이를 두고 배양한 후 수집하여 1500 rpm으로 5분간 원심분리 한 후, 인산염 완충용액으로 1회 세척하고 70% 에탄올로 얼음 위 어두운 곳에서 30분간 고정하였다. 인산염 완충용액으로 2회 세척하여 에탄올을 제거한 뒤 100 ㎍/㎖의 DNase-free RNase A (Sigma, St. Louis, MO, USA)가 들어간 인산염 완충용액으로 37℃에서 30분 동안 RNase를 활성화시키고 10 ㎍/㎖의 PI(propidium iodide; Sigma)로 상온에서 10분간 염색하였다. FACS 시스템을 이용하여 세포주기를 분석하였다. 시료 당 각 10,000개의 단일 세포를 분석하였다.Ajoene-treated macrophages were cultured at different time intervals, collected, centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes, washed once with phosphate buffer solution, and washed with 70% ethanol for 30 minutes in a dark place on ice Respectively. After washing the cells with phosphate buffered saline twice, ethanol was removed and the cells were incubated with phosphate buffered saline containing 100 μg / ml of DNase-free RNase A (Sigma, St. Louis, Mo., USA) And then stained with PI (propidium iodide; Sigma) at a room temperature for 10 minutes. The cell cycle was analyzed using a FACS system. Each 10,000 single cells per sample was analyzed.

통계적 분석(Statistical analysis ( StatisticalAnalysesStatisticalAnalyses ))

모든 실험은 독립적으로 3번씩 반복하여 유사한 결과를 얻었으며, 실험을 통해 얻어진 결과들은 평균 및 표준편차로 나타내었다. 통계적 유의성은 SPSS 통계 프로그램 (version 11.5, Chicago, IL)으로 Student's t-test 방법을 이용하여 검증하였다. p값이 0.05 이하를 나타내는 경우 통계적으로 유의하다고 분석하였다.
All experiments were repeated 3 times independently and similar results were obtained. The results obtained from the experiments were expressed as mean and standard deviation. Statistical significance was verified using Student's t- test with the SPSS statistical program (version 11.5, Chicago, IL). p <0.05 was considered statistically significant.

실험결과 1. Experimental Results 1. 아조엔은Azoen 대식세포 내 감염된 결핵균의 증식을 억제한다. It inhibits the proliferation of infected M. tuberculosis in macrophages.

아조엔이 세포 내 결핵균의 증식을 조절하는지 알아보기 위하여, Raw 264.7 세포와 마우스 BMDMs 세포를 각각 준비하여 Mtb H37Rv로 3시간 동안 감염시킨 후 인산완충용액으로 세척하고 다양한 농도(1, 3, 5 ㎍/㎖)의 아조엔을 처리한 후 24시간 동안 세포를 배양하였다. 배양된 세포들을 수집한 후 Middlebrook 7H10 고체 배지에 접종하고 37℃에서 약 3주 동안 배양한 후 결핵균의 집락수를 계산하였다. Raw 264.7 cells and mouse BMDMs cells were prepared, and the cells were infected with Mtb H37Rv for 3 hours. Then, the cells were washed with phosphate buffer solution and incubated at various concentrations (1, 3, 5 μg / Ml) of azoin was treated and the cells were cultured for 24 hours. The cultured cells were collected, and the number of colonies of Mycobacterium tuberculosis was counted after inoculation into Middlebrook 7H10 solid medium and incubation at 37 ° C for about 3 weeks.

도 1은 대식세포에 감염된 결핵균에 대한 아조엔의 세포 내 결핵균 증식억제 효과를 나타낸 도면이다. 도 1에서 볼 수 있듯이, Raw 264.7 세포에 H37Rv만을 감염시킨 세포 내 결핵균 생존률(100%)을 기준으로 각각 아조엔 농도 1 ㎍/㎖에서는 64.6%, 3 ㎍/㎖에서는 51.2%, 5 ㎍/㎖에서는 41.0%의 생존율을 나타내었다. 일차 배양 세포인 BMDMs 세포에서도 동일한 실험을 수행했을 때 각각 아조엔 농도 1 ㎍/㎖에서는 77.7%, 3 ㎍/㎖에서는 68.4%, 5 ㎍/㎖에서는 74.3%의 세포 내 생존율을 나타내었다. 이 결과들로부터 마우스 대식세포에 대한 아조엔의 자극은 세포 내 결핵균의 생존을 감소시킨다는 것을 알 수 있었다.FIG. 1 is a graph showing the inhibitory effect of azoin against intracellular mycobacterial cells on macrophage-infected M. tuberculosis. As can be seen from FIG. 1, 64.6% at the concentration of 1 μg / ml of azoin, 51.2% at the concentration of 3 μg / ml, and 5 μg / ml at the concentration of 100% The survival rate was 41.0%. When BMDMs cells, primary cultured cells, were subjected to the same experiment, the cell survival rate was 77.7% at 1 ㎍ / ㎖, 68.4% at 3 ㎍ / ㎖ and 74.3% at 5 ㎍ / ㎖, respectively. These results indicate that the stimulation of azoenes against mouse macrophages reduces the survival of intracellular Mycobacterium tuberculosis.

이러한 결과는 아조엔 처리에 의해 세포 내 결핵균수가 유의하게 감소함을 나타내는 것이다. 비록 일차세포인 BMDM과 세포주인 Raw 264.7 세포의 감소에 대한 근소한 차이는 존재하나 두 가지 세포 타입 모두에서 결핵균의 수가 유의하게 감소하였다는 점에서 결핵 치료의 적용가능성을 나타내는 의미 있는 결과로 볼 수 있다.
These results indicate that the number of tubercle bacilli in the cells decreased significantly by treatment with azoenes. Although there is a slight difference in the reduction of BMDM and cell line Raw 264.7 cells, the number of Mycobacterium tuberculosis is significantly reduced in both cell types, .

실험결과 2. Results 2. 아조엔은Azoen 결핵균에 감염된 대식세포의  Of macrophage infected with M. tuberculosis 세포자멸사를Apoptosis 유도한다. .

세포 내 감염된 결핵균의 증식에 있어서 세포자멸사는 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 발명자들은 결핵균에 감염된 마우스 대식세포에 아조엔의 처리가 세포자멸사를 유도하는지를 확인하기 위하여, 세포주기 분석을 통하여 세포주기 중 sub-G1기에 해당하는 세포를 측정함으로써 세포자멸사 정도를 분석하였다. Apoptosis plays an important role in the proliferation of intracellular infected M. tuberculosis. Therefore, in order to confirm whether treatment with azoenes induces apoptosis in mouse macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis, the degree of apoptosis was analyzed by measuring cells corresponding to the sub-G1 phase in the cell cycle through cell cycle analysis.

도 2는 결핵균에 감염된 대식세포에 아조엔 처리 시 세포자멸사를 유도함을 설명하는 도면이다. Sub-G1기에 해당하는 세포 수는 아조엔의 농도에 따라 증가하였으며, 이는 아조엔을 단독으로 처리 했을 때 보다 결핵균에 감염시킨 후 아조엔을 처리한 세포에서 더욱 눈에 띄게 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 결핵균에 감염된 마우스 대식세포 내 아조엔의 처리는 세포자멸사를 유도함으로써 결핵균의 증식에 관여하는 것으로 판단할 수 있다.
FIG. 2 is a diagram illustrating that apoptosis is induced upon treatment with azoenes in macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis. The number of cells corresponding to the sub-G1 phase increased with the concentration of azoenes, which was more noticeable in the cells treated with azoenes after infection with M. tuberculosis than with azone alone . Therefore, treatment of azoenes in mouse macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis can be considered to be involved in the proliferation of Mycobacterium tuberculosis by inducing apoptosis.

실험결과 3. Experimental results 3. 아조엔은Azoen 소포체 스트레스를 효과적으로 유도한다. Effectively induces endoplasmic reticulum stress.

소포체 스트레스는 세포자멸사와 밀접하게 연관되어 있으며, 또한 결핵균에 대한 숙주의 방어기작의 하나로 알려져 있다. 따라서 아조엔이 소포체 스트레스를 유도하는지 확인하기 위해, 마우스 대식세포주인 Raw 264.7 세포와 BMDMs 세포를 대상으로 아조엔을 3 ㎍/㎖로 처리하였다. ER stress is closely related to apoptosis and is also known to be one of the host defense mechanisms against M. tuberculosis. Therefore, in order to confirm that azoenes induce ER stress, mouse macrophages Raw 264.7 cells and BMDMs cells were treated with 3 μg / ml of azoenes.

도 3은 대식세포에 아조엔 처리 시 소포체 스트레스와 관련된 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화를 확인한 도면이다. 도 3에서, 아조엔 자극 후 3시간부터 6시간까지 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화 역시 증가하는 것을 확인하였다. 따라서 아조엔의 자극은 마우스 대식세포주인 Raw264.7 세포(A)와 BMDM(B)에서도 소포체 스트레스를 유도한다는 것을 확인할 수 있었다.
FIG. 3 is a graph showing the phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2? Associated with endoplasmic reticulum stress upon treatment with azoenes in macrophages. In Fig. 3, phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2? Also increased from 3 hours to 6 hours after stimulation with azoin. Therefore, it was confirmed that the stimulation of azoenes induced ER stress in mouse macrophage cell line Raw264.7 cell (A) and BMDM (B).

실험결과 4. Results 4. 아조엔은Azoen 활성산소의 생성을 유도한다. Thereby inducing the production of active oxygen.

활성산소는 소포체 스트레스를 유도하는 중요한 요소 중 하나로 아조엔의 자극 후 발생되는 활성산소(ROS)의 생성을 확인하기 위하여, 아조엔(3 ㎍/㎖)으로 자극하고 15분부터 3시간까지 배양한 후 DHE (dihydroethidium)로 염색하여 유세포 분석기를 사용하여 활성산소의 생성수준을 측정하였다. The active oxygen is one of the important factors inducing the stress of the endoplasmic reticulum. The active oxygen is stimulated with azoene (3 μg / ml) and cultured for 15 minutes to 3 hours in order to confirm the generation of reactive oxygen species (ROS) After the cells were stained with DHE (dihydroethidium), the level of reactive oxygen species was measured using a flow cytometer.

도 4는 대식세포에 아조엔 처리 시 소포체 스트레스를 유도하는 활성산소의 생성을 확인한 도면이다. 도 4에서, 아조엔 자극에 의한 활성산소의 생산량은 아조엔 처리 후 15분부터 1시간까지 증가하였으며, 가장 높은 수준의 활성산소량을 나타낸 시기는 30분으로 음성대조군 (50.97%)과 비교해 98.89%로 약 1.9배 상승하였다. 이를 통하여 아조엔은 ROS의 생성을 증가하는 시키는 것을 알 수 있다.
FIG. 4 is a graph showing the production of reactive oxygen species that induces endoplasmic reticulum stress upon treatment with azoenes in macrophages. In Fig. 4, the production of active oxygen by azogenic stimulation increased from 15 minutes to 1 hour after treatment with azoenes, and the highest level of active oxygen was 30 minutes, which was 98.89% as compared with the negative control (50.97% To about 1.9 times. It can be seen that the azoenes increase the production of ROS.

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.The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than by the foregoing description, and all differences within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the present invention.

Claims (7)

아조엔(ajoene) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 함유하는 결핵 예방 또는 치료용 약학 조성물.
A pharmaceutical composition for preventing or treating tuberculosis containing as an active ingredient azone or a pharmaceutically acceptable salt thereof.
제1항에 있어서, 상기 아조엔은 마늘로부터 분리된 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
2. The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the azone is separated from garlic.
제1항에 있어서, 상기 아조엔은 결핵균에 감염된 대식세포의 세포자멸사(apoptosis)를 유도함으로써 결핵균의 증식을 억제하는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the azoin inhibits proliferation of Mycobacterium tuberculosis by inducing apoptosis of macrophages infected with Mycobacterium tuberculosis.
제3항에 있어서, 상기 세포자멸사는 대식세포에서 소포체 스트레스를 통해 유도되는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
The pharmaceutical composition according to claim 3, wherein the apoptosis is induced through macrophage stress in macrophages.
제4항에 있어서, 상기 소포체 스트레스는 CHOP, Bip/GRP78 및 eIF2α의 인산화, 또는 활성산소(reactive oxygen species)의 증가를 통해 유도되는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
5. The pharmaceutical composition according to claim 4, wherein said endoplasmic reticulum stress is induced through phosphorylation of CHOP, Bip / GRP78 and eIF2a, or increase of reactive oxygen species.
제1항에 있어서, 상기 아조엔은 세포 내 존재하는 결핵균의 생존율을 감소시키는 것을 특징으로 하는 약학 조성물.
2. The pharmaceutical composition according to claim 1, wherein the azoenes reduce the survival rate of mycobacteria existing in the cells.
제1항에 있어서, 상기 결핵은 안결핵, 피부 결핵, 부신 결핵, 신장결핵, 부고환 결핵, 림프선 결핵, 후두 결핵, 중이 결핵, 장결핵, 다제내성 결핵, 폐결핵, 담결핵, 골결핵, 인후결핵, 임파선 결핵, 폐허증, 유방 결핵 및 척추 결핵으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 결핵인 것을 특징으로 하는 약학 조성물.The method of claim 1, wherein the tuberculosis is selected from the group consisting of tuberculosis, skin tuberculosis, adrenal tuberculosis, renal tuberculosis, epidemic tuberculosis, lymphatic tuberculosis, laryngeal tuberculosis, middle ear tuberculosis, intestinal tuberculosis, multidrug-resistant tuberculosis, pulmonary tuberculosis, Wherein the tuberculosis is at least one selected from the group consisting of tuberculosis, lymphadenopathy, pulmonary hypertension, breast tuberculosis and spinal tuberculosis.
KR1020130154096A 2013-12-11 2013-12-11 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene KR20150068186A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154096A KR20150068186A (en) 2013-12-11 2013-12-11 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130154096A KR20150068186A (en) 2013-12-11 2013-12-11 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150068186A true KR20150068186A (en) 2015-06-19

Family

ID=53515810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130154096A KR20150068186A (en) 2013-12-11 2013-12-11 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20150068186A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101660356B1 (en) * 2015-06-25 2016-09-28 충남대학교산학협력단 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising BiP inducer
CN107397839A (en) * 2017-10-11 2017-11-28 蔡兴礼 A kind of Chinese medicine preparation for treating tuberculosis of lumbar spine
CN107617032A (en) * 2017-10-11 2018-01-23 蔡兴礼 Treat the medicine of tuberculosis of lumbar spine disease

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101660356B1 (en) * 2015-06-25 2016-09-28 충남대학교산학협력단 Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising BiP inducer
CN107397839A (en) * 2017-10-11 2017-11-28 蔡兴礼 A kind of Chinese medicine preparation for treating tuberculosis of lumbar spine
CN107617032A (en) * 2017-10-11 2018-01-23 蔡兴礼 Treat the medicine of tuberculosis of lumbar spine disease

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. Anti-inflammation action of xanthones from Swertia chirayita by regulating COX-2/NF-κB/MAPKs/Akt signaling pathways in RAW 264.7 macrophage cells
Antonisamy et al. Immunomodulatory, analgesic and antipyretic effects of violacein isolated from Chromobacterium violaceum
KR100663688B1 (en) Immunosuppressive agents
Wang et al. Gomisin A inhibits lipopolysaccharide-induced inflammatory responses in N9 microglia via blocking the NF-κB/MAPKs pathway
Guan et al. Salidroside attenuates LPS-induced pro-inflammatory cytokine responses and improves survival in murine endotoxemia
Ilangkovan et al. Immunosuppressive effects of the standardized extract of Phyllanthus amarus on cellular immune responses in Wistar-Kyoto rats
CN105535302B (en) Pharmaceutical composition and preparation method thereof
Cho et al. Allicin, a major component of garlic, inhibits apoptosis of macrophage in a depleted nutritional state
AU639343B2 (en) An antiviral composition
KR20150068186A (en) Compositions for preventing or treating tuberculosis comprising ajoene
KR101034624B1 (en) Chalcone compounds as activators of DDAH promoter from Glycyrrhiza uralensis and compositions for prevention and treatment of islet cellular apoptosis and diabetic nephropathy containing the same as an active ingredient
Liu et al. Pholidonone, an active stilbene derivative from Pholidota cantonensis, exhibits pro-apoptotic effect via induction of endoplasmic reticulum stress in human gastric cancer
KR20190113272A (en) Composition for treating, alleviating or preventing non-alcoholic fatty liver disease comprising rosa rugosa thunb extract
Hagihara et al. Gosha-jinki-Gan (GJG) shows anti-aging effects through suppression of TNF-α production by Chikusetsusaponin V
CN108785322A (en) Purposes of the Heiguteng exract C21 steroids in preparing IDO inhibitor
CN108785316A (en) Purposes of the cortex periplocae C21 steroids in preparing IDO inhibitor
CN108785318A (en) Purposes of the Phenylpropanoid Glycosides glycosides compound in preparing IDO inhibitor
KR102198964B1 (en) Composition comprising essential oil extract derived anthoxylum coreanum Nakaiis for prevention or treatment of allergic diseases
CN109620857B (en) Peanut coat active component and application thereof in preparation of anti-obesity and anti-diabetic drugs
KR20210094753A (en) Novel compound and uses of the same
Leung et al. Arylnaphthalene lignans from Taiwania cryptomerioides as novel blockers of voltage-gated K+ channels
CN108785321A (en) Purposes of the Heiguteng exract C21 steroids in preparing IDO inhibitor
KR101771679B1 (en) Pharmaceutical Composition for Improving, Preventing or Treating Degenerative Disease comprising Ginsenoside Rg18
CN115286679B (en) Ganoaplin A and Ganoaplin B, and pharmaceutical composition and application thereof
KR100760999B1 (en) Phellinus ribis extracts and chlorophellin compounds therefrom having PPAR? agonist activity

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application