KR20160024463A - Pharmaceutical composition comprising compounds for inhibiting differentiation and formation of osteoclast - Google Patents

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KR20160024463A KR1020140111208A KR20140111208A KR20160024463A KR 20160024463 A KR20160024463 A KR 20160024463A KR 1020140111208 A KR1020140111208 A KR 1020140111208A KR 20140111208 A KR20140111208 A KR 20140111208A KR 20160024463 A KR20160024463 A KR 20160024463A
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Abstract

The present invention relates to a pharmaceutical composition containing a compound or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the compound inhibits osteoclast production and differentiation into osteoclast. The pharmaceutical composition containing, as an active ingredient, the compound or the pharmaceutically acceptable salt thereof can be used as a treating agent for metabolic bone diseases such as periodontal diseases, inflammatory abnormal resorption of alve olar bone, inflammatory bone resorption diseases, bone metastatic cancer, solid cancer bony metastases, musculoskeletal complications caused by solid cancer bony metastasis, hypercalcemia due to malignant tumor, multiple myeloma, primary bone tumor, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, and Paget′s disease.

Description

파골세포 분화 및 생성 억제 효과를 갖는 화합물을 함유하는 약학적 조성물{Pharmaceutical composition comprising compounds for inhibiting differentiation and formation of osteoclast}[0001] The present invention relates to a pharmaceutical composition containing compounds having osteoclast differentiation and production inhibitory effects,

본 발명은 파골세포 생성 억제 및 파골세포로의 분화 억제 효과를 갖는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함하는 약학적 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 약학적 조성물은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)과 같은 골대사성 질환의 치료제로 사용될 수 있다.
The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a compound having an osteoclastogenesis inhibitory effect and an osteoclast differentiation inhibitory effect or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof is effective The pharmaceutical composition containing the pharmaceutical composition of the present invention can be used for the treatment of periodontal disease, inflammatory alveolar bone disorder, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor bone metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, Can be used as a therapeutic agent for bone metabolic diseases such as multiple myeloma, primary bone tumor, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, and Paget's disease.

뼈는 사람의 골격을 이루는 가장 단단한 조직으로서, 인체의 연조직과 체중을 지탱해주고 내부기관을 둘러싸서 내부 장기를 외부의 충격으로부터 보호하는 기능을 한다. 또한 근육이나 장기를 구조적으로 지탱할 뿐만 아니라 체내의 칼슘이나 다른 필수 무기질 즉 인이나 마그네슘과 같은 물질을 저장하는 인체의 중요한 부분 중 하나이다. 따라서 성장이 끝난 성인의 뼈는 오래된 뼈는 제거하고 새로운 뼈로 대체하는 생성과 흡수 과정을 역동적, 지속적으로 반복 재생하면서 균형을 유지하게 되는데, 이를 골재형성(bone remodeling)이라고 하며, 골재형성에는 뼈를 생성하는 조골세포(osteoblast) 및 뼈를 파괴하는 파골세포(osteoclast)가 관여한다. 조골세포는 RANKL(receptor activator of nuclear factor-κB ligand), 및 그의 유도 수용체인 OPG(osteoprotegerin)과 같은 물질의 분비를 통해 골흡수를 담당하는 파골세포의 분화를 조절함으로써 체내의 골 항상성을 유지하는데, 보다 구체적으로는 RANKL이 파골 전구세포 표면 수용체인 RANK에 결합하면 파골 전구 세포가 파골세포로 성숙화되어 골흡수가 일어나며, OPG가 RANKL과 결합하면 RANKL과 RANK간 결합이 차단되어 파골세포의 형성이 억제된다.The bone is the hardest tissue that forms the skeleton of a person. It functions to support the soft tissue and body weight of the human body and surrounds the internal organs to protect the internal organs from external impact. It is also an important part of the body that not only supports the muscles or organs but also stores calcium or other essential minerals, such as phosphorus or magnesium, in the body. Therefore, the bone of the grown adult maintains the balance while dynamically and continuously repeating the generation and absorption process of removing the old bone and replacing it with the new bone. This is called bone remodeling, and bone formation Osteoblasts and osteoclasts that destroy bone are involved. Osteoblasts maintain bone homeostasis by regulating the differentiation of osteoclasts responsible for bone resorption through the secretion of RANKL (receptor activator of nuclear factor-κB ligand) and its inducible receptor, OPG (osteoprotegerin) . More specifically, when RANKL binds to RANK, which is an osteoclast precursor cell surface receptor, osteoclast precursor cells mature into osteoclasts and bone resorption occurs. When OPG binds to RANKL, binding between RANKL and RANK is blocked, .

전구세포로부터 형성되는 파골세포는 오래된 뼈를 흡수 또는 파괴하며, 뼈에 축적된 소량의 칼슘을 혈류로 방출시켜 신체기능 유지에 사용한다. 이러한 대사는 물리적 영향, 호르몬 체계 및 국소 인자에 의해 조절되는데, 여러 요인에 의해 골 흡수가 골 형성을 초과하여 골 량(bone mass)이 한계 이하로 감소하게 되면 각종 골질환이 발생한다. The osteoclast formed from the precursor cells absorbs or destroys the old bone and releases a small amount of calcium accumulated in the bone into the blood stream to maintain the body function. Such metabolism is regulated by physical effects, hormonal system and local factors. Various bone diseases occur when bone absorption exceeds bone formation and bone mass falls below the limit due to various factors.

골다공증(osteoporosis)은 뼈의 질량이 일정 수준 이하로 감소하고 뼈 조직의 미세구조의 퇴화로 골절 위험이 지속적으로 증가하는 질환으로 뼈를 구성하는 미네랄(특히 칼슘)과 기질이 감소한 상태이며, 골재형성의 균형이 깨져서 파골작용이 조골작용보다 증가 된 상태에서 발생한다. Osteoporosis is a condition in which the bone mass is reduced to a certain level and the microstructure of the bone tissue is degenerated to continuously increase the risk of fracture. It is a state in which the minerals (especially calcium) and the matrix constituting the bone are decreased, And the osteoclastic action occurs in a state where the osteoclast action is increased.

골관절염은 골과 연골을 침범하는 관절염의 가장 일반적인 형태로서, 염증반응에 의해 파골세포의 분화를 과도하게 촉진하게 된다. 이는 IL-1, TNF-α, MMP와 같은 골흡수 활성화 인자의 발현을 증가시켜 결국 골손실과 연골손상을 유도한다. Osteoarthritis is the most common form of arthritis involving bone and cartilage, and inflammatory reactions overexpress osteoclast differentiation. This increases the expression of bone resorption activating factors such as IL-1, TNF-α, and MMP, leading to bone loss and cartilage damage.

암세포의 골전이는 유방암, 전립선암 또는 다발성 골수종의 경우 빈번하게 발생하는데, 특히 골 용해성 골전이(osteolytic metastasis)는 유방암 세포 등이 파골세포를 활성화시킴으로써 일어나는 것으로 알려져 있다. 활성화 된 파골세포는 뼈 주위의 미세 환경의 균형을 파괴시켜 골용해 및 이로 인한 병적 골절, 백혈구 감소증, 뼈의 기형, 고칼슘혈증, 통증, 신경압박 증후군 등, 뼈와 관련된 질환을 발생시킨다.Bone metastasis of cancer cells frequently occurs in breast cancer, prostate cancer or multiple myeloma. Especially, osteolytic metastasis is known to be caused by activation of osteoclast cells such as breast cancer cells. Activated osteoclasts destroy the balance of the microenvironment around the bone, resulting in bone-related diseases such as osteolysis and resulting pathological fractures, leukopenia, bone malformations, hypercalcemia, pain and neuropsychiatric syndrome.

현재 사용되는 대표적인 뼈 질환 치료제로는 조기 유방암 환자의 뼈 전이 및 골다공증을 치료하는 노바티스사의 졸레드론산(zoledronic acid)이 있다. 졸레드론산은 비스포스포네이트 (bisphosphonate) 계열의 화합물로 금속 파이프의 부식 방지 등에 쓰이던 파이로포스페이트 (pyrophosphate)를 변형한 구조이다.A representative bone disease treatment agent currently used is Novartis's zoledronic acid, which treats bone metastasis and osteoporosis in early breast cancer patients. Zoledronic acid is a bisphosphonate-based compound that is modified to pyrophosphate, which is used for corrosion prevention of metal pipes.

약물 동력학적인 측면에서 고찰해 볼 때 P-O-P의 구조를 갖는 파이로포스페이트는 포스페이트로 쉽게 가수분해되는 반면, 비스포스포네이트는 P-C-P 구조를 가지고 있어 가수분해가 되지 않아 상대적으로 긴 반감기를 갖는다. 비스포스포네이트는 파골 세포를 억제하여 골 흡수를 줄이는 골다공증 치료제로 사용되는데, 대부분의 비스포스포네이트는 구조상 매우 친수성이어서 흡수율이 떨어지기 때문에 정맥주사용으로 만들어진다. 비스포스포네이트는 골 형성이 활발하게 이루어지는 골 표면에 부착하여 파골세포의 성숙을 억제하고 골 흡수를 막는다. 또한 골 흡수가 이루어지는 부위로의 파골 세포 이동을 억제하고, 골 흡수를 촉진하는 사이토카인의 생성을 감소시킨다. 이 외에도 골 기질에서의 종양세포 침습을 막거나 종양세포 사멸 유도 등의 작용을 한다.From the pharmacokinetic point of view, pyrophosphate having a structure of P-O-P is easily hydrolyzed to a phosphate, whereas bisphosphonate has a relatively long half-life because it has a P-C-P structure and is not hydrolyzed. Bisphosphonates are used to treat osteoporosis, which inhibits osteoclasts and reduces bone resorption. Most bisphosphonates are made from intravenous use because they are very hydrophilic in structure and poorly absorbed. Bisphosphonate attaches to the bony surface where bone formation is active and inhibits osteoclast maturation and prevents bone resorption. It also inhibits osteoclast migration to sites where bone resorption takes place and reduces the production of cytokines that promote bone resorption. In addition, it inhibits tumor cell invasion in bone matrix or induces tumor cell death.

비스포스포네이트의 부작용인 뇌졸중 및 심방세동 이외에 가장 큰 문제로 대두되는 것은 비스포스포네이트 유도성 악골 괴사(Bisphosphonates induced osteonecrosis of the jaws, BIONJ)인데, BIONJ의 정확한 기전은 아직 알려지지 않았다. BIONJ는 악골이 괴사되어 턱뼈나 치근이 외부로 드러나게 되는 질환이다. 뼈 조직은 반복적인 골 흡수와 형성 과정을 통하여 그 항상성이 유지되는데 (즉, Bone Remodeling), 파골 세포가 먼저 활성화되어 골 흡수가 일어난 뒤, 그 부위에 조골세포가 활성화되어 골 형성이 이루어진다. 비스포스포네이트에 의해 파골세포 성숙이 억제되면 골 흡수가 억제되고 그로 인하여 조골세포에 의한 골 형성 또한 일어나지 않아서 뼈의 재생이 이루어지지 않고, 이로 인하여 미세 손상과 골절이 누적되게 된다. 비스포스포네이트는 잇몸의 점막을 손상시켜 치근이 드러나게 할 뿐 아니라, 특히 저작운동이 잦은 턱뼈의 경우 일반 골에 비해 골 교체율을 10배 이상 높이므로 비스포스포네이트에 의한 영향이 크다. 또한 비스포스포네이트의 혈관 억제작용으로 충분한 혈류 공급을 막음으로써 BIONJ 유발 가능성을 증대시킨다.Bisphosphonates induced osteonecrosis of the jaws (BIONJ) is the most serious problem other than stroke and atrial fibrillation, which are side effects of bisphosphonates. BIONJ is a disease in which the jaw and root are exposed to the outside due to necrosis of the jaw. Bone tissue maintains its homeostasis through repetitive bone resorption and formation processes (ie, Bone Remodeling), where osteoclasts are first activated, resulting in bone resorption, where osteoblast cells are activated to form bone. Inhibition of osteoclast maturation by bisphosphonate inhibits bone resorption and osteoblast-induced osteogenesis does not result in regeneration of bone, resulting in accumulation of micro-injuries and fractures. Bisphosphonate not only exposes the root gum by damaging the mucous membrane of the gum, but also has a greater effect of bisphosphonate, especially in the case of jaws with frequent masticatory movements, since it has a tenfold higher bone turnover rate than normal bone. In addition, the vasopressin action of bisphosphonate prevents the supply of sufficient blood flow to increase the possibility of BIONJ induction.

또한, 골질환 치료제로 널리 사용되는 칼슘보강제는 부갑상선 호르몬의 분비를 억제하며 골흡수에 의한 골량 감소를 방지하나, 골량 유지의 개인 차이가 심한 것으로 알려져 있으며, 에스트로겐이나 칼시토닌을 이용한 호르몬 요법의 경우 골밀도를 증가시키고 직장암의 발생을 감소시킨다는 보고, 유방암, 심근경색, 정맥 혈전증 등의 부작용이 보고된 바 있다.In addition, calcium supplementation, which is widely used as a bone disease treatment agent, inhibits the secretion of parathyroid hormone and prevents bone loss due to bone resorption. However, it is known that individual differences in bone mass maintenance are severe. In the case of hormone therapy using estrogen or calcitonin, And decreased the incidence of rectal cancer, and side effects such as breast cancer, myocardial infarction, and venous thrombosis have been reported.

이에 본 발명자는 뼈의 대사성 질환 치료제를 연구하던 중 본 발명에 따른 화합물이 파골세포의 생성 및 파골세포의 분화를 강력히 억제한다는 점을 규명함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. Accordingly, the present inventors have completed the present invention by studying the inventive compound for inhibiting osteoclastogenesis and osteoclast differentiation while studying a therapeutic agent for bone metabolic diseases.

화합물이 파골세포의 생성 및 파골세포의 분화를 강력히 억제한다는 점을 규명함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
And that the compound strongly inhibits osteoclast formation and osteoclast differentiation, thereby completing the present invention.

한국공개특허 2013-0060775호;Korean Laid-Open Patent Publication No. 2013-0060775; 한국등록특허 740,565호;Korean Registered Patent No. 740,565; 한국등록특허 718,490호;Korean Patent No. 718,490; 한국공개특허 2010-0113417호.Korean Patent Publication No. 2010-0113417.

Yamaguchi A. et al., Tanpakushitsu Kakusan Koso., 50(6Suppl):664-669(2005);Yamaguchi A. et al., Tanpakushitsu Kakusan Koso., 50 (6Suppl): 664-669 (2005); Takayanagi H. Nat Rev Immunol. 2007 Apr;7(4):292-304;Takayanagi H. Nat Rev Immunol. 2007 Apr; 7 (4): 292-304; Cohen-Solal M. et al., Therapie., 58:391-393(2003);Cohen-Solal M. et al., Therapie., 58: 391-393 (2003); Theill LE. Et al., Annu Rev Immunol., 20:795-823(2002); Wagner EF. et al., Curr Opin Genet Dev., 11:527-532(2001);Theill LE. Et al., Annu Rev Immunol., 20: 795-823 (2002); Wagner EF. et al., Curr Opin Genet. Dev., 11: 527-532 (2001); William J. et al., Nature., 423:337342(2003);William J. et al., Nature., 423: 337342 (2003); Kozlow W. et al., J Mammary Gland Biol Neoplasia., 10(2):169-180(2005);Kozlow W. et al., J Mammary Gland Biol Neoplasia., 10 (2): 169-180 (2005); Boyde A. et al., Scan Electron Microsc., 4:1537-1554(1986);Boyde A. et al., Scan Electron Microsc., 4: 1537-1554 (1986); Roodman GD., N Engl J Med., 350:1655-1664(2004);Roodman GD., N Engl J Med., 350: 1655-1664 (2004); Iqbal MM., South Med J., 93(1):2-18(2000);Iqbal MM., South Med. J., 93 (1): 2-18 (2000); Nelson, H.D et al., JAMA, 288:872-881, 2002; Lemay, A., J.Obstet. Bynaecol. Can., 24:711-7152-3.Nelson, H. D. et al., JAMA, 288: 872-881, 2002; Lemay, A., J. Obstet. Bynaecol. Can., 24: 711-7152-3.

본 발명은 파골세포 생성 억제 및 파골세포 분화 억제 활성을 나타내는 화합물 및 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 약학적 조성물을 제공함으로써, 골대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하고자 한다.
The present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating bone metabolic diseases by providing a pharmaceutical composition containing as an active ingredient a compound that exhibits osteoclastogenesis inhibition and osteoclast differentiation inhibitory activity and a pharmaceutically acceptable salt thereof I want to.

본 발명은 하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 제공함으로써, 상기 과제를 해결하였다:The present invention solves this problem by providing a compound of formula (Ia) or (Ib) or a pharmaceutically acceptable salt thereof:

[화학식 Ia](Ia)

Figure pat00001
Figure pat00001

[화학식 Ib](Ib)

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 식에서,In this formula,

R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.
R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.

본 발명은 파골세포 생성 억제 및 파골세포로의 분화 억제 효과를 갖는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함하는 약학적 조성물에 관한 것으로서, 본 발명의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염은 파골세포 생성을 억제하는 효과 및 파골세포 분화를 억제하는 효과가 우수하다. 따라서 본 발명에 따른 약학적 조성물은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)과 같은 골대사성 질환의 치료제로 매우 유용하다.
The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a compound having an effect of inhibiting osteoclastogenesis and inhibiting osteoclast differentiation, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, wherein the compound of the present invention, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, It has excellent effect of inhibiting cell formation and inhibiting osteoclast differentiation. Accordingly, the pharmaceutical composition according to the present invention is useful as a pharmaceutical composition for treating periodontal disease, inflammatory alveolar bone disease, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, Metabolic diseases such as multiple myeloma, primary bone tumors, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, and Paget's disease.

도 1은 다양한 농도의 시아니딘-3-글루코사이드, 시아니딘 클로라이드 및 쿠로마닌 클로라이드를 처리하여 세포독성을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 시아니딘-3-글루코사이드, 시아니딘 클로라이드 및 쿠로마닌 클로라이드가 파골세포의 분화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 BMMs에 M-CSF와 RANKL을 처리하여 파골세포로의 분화를 유도시킨 후 파골세포 분화능을 측정한 결과를 도시한 것이다.
도 3은 시아니딘-3-글루코사이드가 전구세포인 BMMs의 파골세포로의 분화를 억제함을 재확인하기 위하여 파골세포 분화과정에 발현되는 분화 표지 인자들의 발현을 real-time PCR로 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 BMM에 시아니딘-3-글루코사이드를 전처리하고 RANKL을 처리하여 시간에 따른 MAPK(ERK, JNK, p38)와 Iκbα의 활성을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 시아니딘-3-글루코사이드가 파골세포 분화에서 중요한 전사인자인 c-Fos와 NFATc1의 발현에 미치는 영향을 조사하기 위하여, BMMs을 M-CSF와 RANKL을 처리하여 분화를 유도시키면서 시아니딘-3-글루코사이드를 처리하였을 때의 발현양을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
Figure 1 shows the results of cytotoxicity measurements of cyanidin-3-glucoside, cyanidin chloride and coumarinin chloride at various concentrations.
FIG. 2 shows the effect of cyanidin-3-glucoside, cyanidin chloride and coumarinin chloride on osteoclast differentiation. BMMs were treated with M-CSF and RANKL to induce osteoclast differentiation, And the results of measurement of cell differentiation ability are shown.
FIG. 3 shows the results of real-time PCR measurement of the expression of differentiation markers expressed in the osteoclast differentiation process to reaffirm that cyanidin-3-glucoside inhibits the differentiation of BMMs, which are precursor cells, into osteoclasts will be.
FIG. 4 shows the results of measuring the activity of MAPK (ERK, JNK, p38) and Iκbα over time by pretreating cyanidin-3-glucoside with BMM and treating RANKL with time.
FIG. 5 shows the effect of cyanidin-3-glucoside on the expression of c-Fos and NFATc1, important transcription factors in osteoclast differentiation, by inducing differentiation by treating BMMs with M-CSF and RANKL, 3-glucoside was treated, and the results are shown.

본 발명은 파골세포 생성 억제 및 파골세포로의 분화 억제 효과를 갖는 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 포함하는 약학적 조성물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 본 발명은 하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다:
The present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a compound having an osteoclastogenesis inhibitory effect and an osteoclast differentiation inhibitory effect, or a pharmaceutically acceptable salt thereof. More particularly, the present invention relates to a pharmaceutical composition comprising a compound of the formula (Ia) or Or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient. The present invention also provides a pharmaceutical composition for preventing or treating bone metabolic diseases,

[화학식 Ia](Ia)

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 Ib](Ib)

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 식에서,In this formula,

R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.

본 발명에 따른 일 양태에서 화학식 Ia에서, R1, R2, R3 및, R4는 모두 하이드록시이거나; R1, R2 및 R4가 하이드록시이고, R3는 수소일 수 있다.In an embodiment in accordance with the invention, in formula Ia, R 1 , R 2 , R 3 And R < 4 > are both hydroxy; R 1 , R 2 and R 4 may be hydroxy and R 3 may be hydrogen.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1, R2 및 R3는 모두 하이드록시이거나(델피니딘-3-글루코사이드, delphinidin-3-glucoside); R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소이거나(시아니딘-3-글루코사이드, cyanidin-3-glucoside); 또는 R1은 메톡시이고, R2 및 R3는 하이드록시인 화합물(페투니딘-3-글루코사이드, petunidin-3-glucoside)일 수 있다. In one embodiment according to the present invention, in formula Ib, R 1 , R 2 and R 3 are both hydroxy (delphinidin-3-glucoside); R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen (cyanidin-3-glucoside); Or R < 1 > is methoxy, R < 2 & And R 3 is a compound that is hydroxy (petunidin-3-glucoside).

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소인 화합물일 수 있다.In one embodiment according to the present invention, in formula Ib, R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen.

본 발명에 따른 일 양태에서, 골대사성 질환은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 질병일 수 있고, 보다 구체적으로 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환 또는 염증성 뼈흡수 질환일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니고 파골세포의 생성 및 파골세포 분화 억제 효능에 기인하여 예방 또는 치료할 수 있는 질환이 모두 포함될 수 있다. In one aspect of the invention, the bone metabolic disease is selected from the group consisting of periodontal disease, inflammatory alveolar bone disorder, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, And may be any disease selected from the group consisting of hypercalcemia, multiple myeloma, primary bone tumor, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, Paget's disease, and more specifically, periodontal disease, Inflammatory alveolar bone disorder, or inflammatory bone resorption disease. However, the present invention is not limited thereto, and may include all diseases that can be prevented or treated due to osteoclast generation and osteoclast differentiation inhibitory activity.

상기 화합물이 약제학적으로 허용되는 염의 형태로 사용되는 경우, 유효성분인 화합물에 관하여 존재하는 염 중에서 골대사성 질환 예방 또는 치료제로서 사용되는 경우 허용되는 염을 선택할 수 있다.When the compound is used in the form of a pharmaceutically acceptable salt, an acceptable salt can be selected when it is used as a prophylactic or therapeutic agent for bone metabolic diseases in a salt present relative to an active ingredient.

상기 염으로는, 이로 제한되는 것은 아니나, 약제학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 사용될 수 있다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약제학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, 하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.Such salts include, but are not limited to, acid addition salts formed with pharmaceutically acceptable free acids. Acid addition salts include those derived from inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrobromic acid, hydroiodic acid, nitrous acid or phosphorous acid, and aliphatic mono- and dicarboxylates, phenyl-substituted alkanoates, hydroxyalkanoates, Dioleate, aromatic acid, aliphatic and aromatic sulfonic acids. Such pharmaceutically innocuous salts include, but are not limited to, sulfate, pyrosulfate, bisulfate, sulfite, bisulfite, nitrate, phosphate, monohydrogenphosphate, dihydrogenphosphate, metaphosphate, pyrophosphate chloride, bromide, Butyrate, caprate, heptanoate, propiolate, oxalate, malonate, succinate, succinate, maleic anhydride, maleic anhydride, , Sebacate, fumarate, maleate, butyne-1,4-dioate, hexane-1,6-dioate, benzoate, chlorobenzoate, methylbenzoate, dinitrobenzoate, hydroxybenzoate, Methoxybenzoate, phthalate, terephthalate, benzenesulfonate, toluene sulfonate, chlorobenzene But are not limited to, phenates, xylenesulfonates, phenylacetates, phenylpropionates, phenylbutyrates, citrates, lactates, hydroxybutyrates, glycolates, maleates, tartrates, methanesulfonates, propanesulfonates, naphthalene- Naphthalene-2-sulfonate, or mandelate.

본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 상기 화합물들을 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다.The acid addition salts according to the invention may be prepared by conventional methods, for example by dissolving the compounds in an excess of an aqueous acid solution and precipitating the salts using a water-miscible organic solvent such as methanol, ethanol, acetone or acetonitrile .

또한, 본 발명의 상기 화합물들은 염기를 사용하여 약제학적으로 허용 가능한 금속염의 형태로 만들어 사용할 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 또한, 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.In addition, the compounds of the present invention can be used in the form of a pharmaceutically acceptable metal salt using a base. The alkali metal or alkaline earth metal salt is obtained, for example, by dissolving the compound in an excess amount of an alkali metal hydroxide or an alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the insoluble compound salt, and evaporating and drying the filtrate. At this time, it is preferable for the metal salt to produce sodium, potassium or calcium salt. In addition, the corresponding silver salt is obtained by reacting an alkali metal or alkaline earth metal salt with a suitable silver salt (e.g., silver nitrate).

상기 본 발명의 약학적 조성물은 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 상기 조성물은 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 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 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 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention may include a pharmaceutically acceptable carrier. The composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier may be of various forms, whether oral or parenteral. In the case of formulation, a diluent or excipient such as a filler, an extender, a binder, a wetting agent, a disintegrant, or a surfactant is usually used. Solid formulations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, which may contain at least one excipient such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose, gelatin, . In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate, talc, and the like may also be used. Liquid preparations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, syrups and the like. Various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives and the like may be included in addition to water and liquid paraffin, which are simple diluents commonly used. have. Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, and suppositories. Propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like can be used as the non-aqueous solvent and suspension agent. Examples of the suppository base include witepsol, macrogol, tween 61, cacao paper, laurin, glycerogelatin and the like.

본 발명에 따른 일 양태에서, 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염은 약물 전달 시스템(drug delivery system)에 탑재하거나 또는 이로 코팅하여 골대사성 질환 예방, 개선 또는 치료에 사용할 수 있다. 예를 들어 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 서방형 약물전달체에 탑재 또는 코팅하여 골대사성 질환의 예방, 개선 또는 치료 목적으로 사용할 수 있고, 보다 구체적으로는 치과용 임플란트체에 탑재 또는 코팅하여 치주 질환 치료제로 사용할 수 있다.In one aspect according to the present invention, the compound of formula (Ia) or (Ib) or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be used in a drug delivery system for the prevention, amelioration or treatment of bone metabolic diseases have. For example, a compound of the formula (Ia) or (Ib) or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be used for the purpose of preventing, ameliorating or treating a bone metabolic disease by loading or coating the sustained-release drug delivery system. More specifically, It can be used as a therapeutic agent for periodontal disease.

상기 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다.The pharmaceutical composition may be in the form of tablets, pills, powders, granules, capsules, suspensions, solutions, emulsions, syrups, sterilized aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, freeze- It can have one formulation.

상기 본 발명의 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다.The composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount.

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, 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. 그러나, 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염은 1일 1 내지 200 mg/kg으로, 바람직하게는 10 내지 100 mg/kg으로 투여할 수 있다.The term "pharmaceutically effective amount " as used herein means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment, and the effective dose level will vary depending on the species and severity, age, sex, , Sensitivity to the drug, time of administration, route of administration and rate of release, duration of treatment, factors including co-administered drugs, and other factors well known in the medical arts. However, for a desired effect, the compound of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be administered at 1 to 200 mg / kg, preferably 10 to 100 mg / kg, per day.

본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 골대사성 질환 치료제와 병용하여 투여될 수 있고, 종래의 치료제와 순차적으로 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.The composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents for bone metabolic diseases, and may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents. And can be administered singly or multiply. It is important to take into account all of the above factors and to administer the amount in which the maximum effect can be obtained in a minimal amount without adverse effect, and can be easily determined by those skilled in the art.

본 발명에서 용어, "개체"란 파골세포 생성 및/또는 분화 억제 활성을 통해 예방 또는 치료할 수 있는 질환이 이미 발병되었거나, 발병될 수 있는 인간을 포함한 모든 동물을 의미하고 본 발명의 화합물을 포함하는 조성물을 개체에게 투여함으로써, 상기 질환을 효과적으로 예방 및 치료할 수 있다.The term "individual" in the present invention means all animals, including humans, who have already developed or are capable of developing a disease that can be prevented or treated through osteoclast generation and / or differentiation inhibitory activity, By administering the composition to a subject, the disease can be effectively prevented and treated.

상기 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
The route of administration of the composition may be administered via any conventional route so long as it can reach the target tissue. The composition of the present invention may be administered intraperitoneally, intravenously, intramuscularly, subcutaneously, intradermally, orally, intranasally, intrapulmonarily, or rectally, though it is not intended to be limited thereto. The composition may also be administered by any device capable of transferring the active agent to the target cell.

본 발명은 또한 하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다:
The present invention also There is provided a food composition for preventing or ameliorating a metabolic disease comprising a compound of the formula (Ia) or (Ib) or a salt thereof as an active ingredient:

[화학식 Ia](Ia)

Figure pat00005
Figure pat00005

[화학식 Ib](Ib)

Figure pat00006
Figure pat00006

상기 식에서,In this formula,

R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.

본 발명에 따른 일 양태에서 화학식 Ia에서, R1, R2, R3 및, R4는 모두 하이드록시이거나; R1, R2 및 R4가 하이드록시이고, R3는 수소일 수 있다.In an embodiment in accordance with the invention, in formula Ia, R 1 , R 2 , R 3 And R < 4 > are both hydroxy; R 1 , R 2 and R 4 may be hydroxy and R 3 may be hydrogen.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1, R2 및 R3는 모두 하이드록시이거나(델피니딘-3-글루코사이드, delphinidin-3-glucoside); R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소이거나(시아니딘-3-글루코사이드, cyanidin-3-glucoside); 또는 R1은 메톡시이고, R2 및 R3는 하이드록시인 화합물(페투니딘-3-글루코사이드, petunidin-3-glucoside)일 수 있다. In one aspect according to the present invention, in Formula Ib, ROne, R2 And R3Are all hydroxy (delphinidin-3-glucoside); ROne And R2Are each hydroxy and R3Is hydrogen (cyanidin-3-glucoside); Or ROneIs methoxy, R2 And R3May be a compound (petunidin-3-glucoside).

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소인 화합물일 수 있다.In one embodiment according to the present invention, in formula Ib, R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen.

본 발명은 또한 하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 골대사성 질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다:
The present invention also There is provided a health functional food composition for preventing or ameliorating a metabolic disease comprising a compound of the formula (Ia) or (Ib) or a salt thereof as an active ingredient:

[화학식 Ia](Ia)

Figure pat00007
Figure pat00007

[화학식 Ib](Ib)

Figure pat00008
Figure pat00008

상기 식에서, R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.

본 발명에 따른 일 양태에서 화학식 Ia에서, R1, R2, R3 및, R4는 모두 하이드록시이거나; R1, R2 및 R4가 하이드록시이고, R3는 수소일 수 있다.In an embodiment in accordance with the invention, in formula Ia, R 1 , R 2 , R 3 And R < 4 > are both hydroxy; R 1 , R 2 and R 4 may be hydroxy and R 3 may be hydrogen.

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1, R2 및 R3는 모두 하이드록시이거나(델피니딘-3-글루코사이드, delphinidin-3-glucoside); R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소이거나(시아니딘-3-글루코사이드, cyanidin-3-glucoside); 또는 R1은 메톡시이고, R2 및 R3는 하이드록시인 화합물(페투니딘-3-글루코사이드, petunidin-3-glucoside)일 수 있다. In one embodiment according to the present invention, in formula Ib, R 1 , R 2 and R 3 are both hydroxy (delphinidin-3-glucoside); R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen (cyanidin-3-glucoside); Or R < 1 > is methoxy, R < 2 & And R 3 is a compound that is hydroxy (petunidin-3-glucoside).

본 발명에 따른 일 양태에서, 상기 화학식 Ib에서, R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소인 화합물일 수 있다.In one embodiment according to the present invention, in formula Ib, R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen.

본 발명에 따른 일 양태에서, 골대사성 질환은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 어느 하나의 질병일 수 있고, 보다 구체적으로 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환 또는 염증성 뼈흡수 질환일 수 있으나, 이로 한정되는 것은 아니고 파골세포의 생성 및 파골세포 분화 억제 효능에 기인하여 예방 또는 개선할 수 있는 질환이 모두 포함될 수 있다.In one aspect of the invention, the bone metabolic disease is selected from the group consisting of periodontal disease, inflammatory alveolar bone disorder, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, And may be any disease selected from the group consisting of hypercalcemia, multiple myeloma, primary bone tumor, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, Paget's disease, and more specifically, periodontal disease, Inflammatory alveolar bone disease or inflammatory bone resorption disease, but the present invention is not limited thereto, and it may include all diseases that can be prevented or improved due to osteoclast generation and osteoclast differentiation inhibitory activity.

본 발명에 따른 식품 또는 건강기능식품은 상기 화학식 Ia 또는 화학식Ib의 화합물 또는 이의 염 형태의 성분을 포함하되, 적절한 식품보조첨가제가 포함될 수 있다.The food or health functional food according to the present invention comprises a compound of the formula (Ia) or (Ib) or salt thereof in the form of a suitable food supplementary additive.

본 발명에서 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 식품 또는 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물 (전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.The term "food-aid additive " in the present invention means a component which can be added to foods in a supplementary manner, and it can be appropriately selected and used by those skilled in the art as added to produce food or health functional food of each formulation. Examples of food-aid additives include flavors such as various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic flavors and natural flavors, colorants and fillers, pectic acid and its salts, alginic acid and its salts, organic acids, , a pH adjusting agent, a stabilizer, a preservative, a glycerin, an alcohol, and a carbonating agent used in a carbonated drink. However, the types of the food auxiliary additives of the present invention are not limited by these examples.

본 발명에서 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 기능성이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 골대사성 질환의 예방 또는 개선을 위한 보조제로 섭취가 가능하다.The term "health functional food" in the present invention refers to a food prepared and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids and circles by using raw materials and components having useful functions in the human body. Here, the term "functionality" means that the structure and function of the human body are controlled to obtain nutritional effects or effects useful for health use such as physiological actions. The health functional food of the present invention can be prepared by a method commonly used in the art and can be prepared by adding raw materials and ingredients that are conventionally added in the art. In addition, unlike general medicines, there is an advantage that there are no side effects that may occur when a medicine is taken for a long time by using food as a raw material, and it is excellent in portability, and the health functional food of the present invention is an auxiliary agent for prevention or improvement of bone metabolic diseases It is possible to ingest.

유효 성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품의 제조 시에 본 발명의 화학식 1의 화합물 또는 이의 염은 원료 조성물 중 1 ~ 10 중량%, 바람직하게는 5 ~ 10중량%의 양으로 첨가된다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로도 사용될 수 있다.The amount of the active ingredient to be mixed can be suitably determined according to the intended use (prevention, health or therapeutic treatment). Generally, the compound of the formula (I) of the present invention or a salt thereof is added in an amount of 1 to 10% by weight, preferably 5 to 10% by weight, of the raw material composition. However, in the case of long-term ingestion intended for health and hygiene purposes or for the purpose of controlling health, the amount can also be used in the above-mentioned range.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제, 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함한다.There is no particular limitation on the kind of the food. Examples of foods to which the above substances can be added include drinks, tea, drinks, alcoholic drinks and vitamin complexes, meat, sausages, bread, chocolates, candies, snacks, confectionery, pizza, ramen noodles, Dairy products, various soups, etc., and includes all the health foods in the ordinary sense.

본 발명의 건강식품 조성물은 통상의 식품과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 수크로스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 g 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 바람직하게는 약 0.02 ~ 0.03 g 이다.
The health food composition of the present invention may contain various flavors or natural carbohydrates as an additional ingredient as well as ordinary foods. The above-mentioned natural carbohydrates are sugar saccharides such as monosaccharides such as glucose and fructose, disaccharides such as maltose and sucrose, polysaccharides such as dextrin and cyclodextrin, and xylitol, sorbitol and erythritol. Examples of sweeteners include natural sweeteners such as tau martin and stevia extract, synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame, and the like. The ratio of the natural carbohydrate is generally about 0.01 to 0.04 g, preferably about 0.02 to 0.03 g per 100 g of the composition of the present invention.

이하 본 발명을 실시예 및 실험예를 통해 보다 상세히 설명한다. 하기 실시예 및 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이고, 본 발명의 권리범위를 이로 한정하는 것을 의도하지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Experimental Examples. The following examples and experimental examples are provided to aid understanding of the present invention and are not intended to limit the scope of the present invention thereto.

< 실험재료 및 방법 ><Materials and Methods>

실험동물Experimental animal

파골세포 분화 및 다른 여타 실험에 사용된 생쥐는 6-8주령의 C57BL/6J 이며 한국 오리엔트 바이오 ㈜ (Orient Bio Inc., SeungNam, Korea)에서 구입하였다.
Mice used for osteoclast differentiation and other experiments were 6-8 weeks old C57BL / 6J and purchased from Orient Bio Inc. (SeungNam, Korea).

실험 시약Experimental reagent

시아니딘-3-글루코사이드 (cyanidin-3-glucoside, C3G)는 노르웨이에 있는 Polyphenols Laboratories AS (www.polyphenols.com)사에서 구입하였으며, 구입 후 0.1% DMSO (Dimethyl sulfoxide) 용액에 녹여 사용하였다. 시아니딘 클로라이드 및 쿠로마닌 클로라이드는 Sigma사에서 구입하여 사용하였다(각각 cat#79457 및 cat#52976). 세포 배양 배지와 소태아혈청(Fetal bovine serum, FBS) 및 세포 배양에 필요한 재료는 Hyclone (미국) 사에서 구입하였다. 대장균에서 발현시켜 분리한 재조합 RANKL (Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand)은 전남대학교 의과대학 김낙성 교수가 제공해 주었고, 재조합 M-CSF (macrophage colony-stimulating factor)는 한국한의학 연구소 김태수 박사가 제공해 주었다. p-ERK, p-JNK, p-p38, p-IκBα, ERK, JNK, p38 및 IκBα 에 특이적인 항체는 미국 Cell Signaling Technology 사에서 구입하였다. NFATc1 과 c-Fos 에 대한 항체는 미국 Santa Cruz Biotechnology 사로부터 구입하였다. 실험에 사용된 모든 화학약품들은 미국 Sigma 사로부터 구입하였다.
Cyanidin-3-glucoside (C3G) was purchased from Polyphenols Laboratories AS ( www.polyphenols.com ) in Norway and dissolved in 0.1% DMSO (dimethyl sulfoxide) solution after the purchase. Cyanidin chloride and coumarinin chloride were purchased from Sigma (cat # 79457 and cat # 52976, respectively). Cell culture medium, fetal bovine serum (FBS), and materials required for cell culture were purchased from Hyclone (USA). Recombinant RANKL (Receptor activator of nuclear factor kappa-B ligand) isolated from Escherichia coli was provided by Professor Kim, Nano-Sung of Chonnam National University Medical School, and recombinant M-CSF (macrophage colony-stimulating factor) . Antibodies specific for p-ERK, p-JNK, p-p38, p-IκBα, ERK, JNK, p38 and IκBα were purchased from Cell Signaling Technology, USA. Antibodies against NFATc1 and c-Fos were purchased from Santa Cruz Biotechnology, USA. All chemicals used in the experiments were purchased from Sigma, USA.

BMMsBMMs (전구세포) 준비 ( (Precursor cells) preparation PreparationPreparation ofof BMMsBMMs ( ( precursor전구체 cellscells ofof osteoclastosteoclast ))))

6-8주령의 수컷 C57BL/6J 생쥐의 대퇴골에서 골수세포 (bone marrow cells)을 분리하여 10% FBS 와 항생제 (penicillin+streptomycin) 가 포함된 α-MEM (α-minimum essential medium) 배지에 30 ng/ml의 대식세포 증식 자극인자(macrophage colony-stimulating factor, M-CSF)를 넣고 37℃ 5% CO2 조건의 배양기에서 3일 동안 배양하였다. 3일 후 부유하는 세포는 제거하고 배양 접시에 붙어 있는 세포에 트립신(trypsin)을 처리하여 분리하였다. 이 세포들을 골수세포 유래 대식세포(bone marrow-derived macrophages, BMMs)로 하고 파골세포의 전구세포로 사용하였다.
Bone marrow cells were isolated from the femur of 6-8 week old male C57BL / 6J mice and cultured in α-MEM (α-minimal essential medium) medium containing 10% FBS and antibiotics (penicillin + streptomycin) / ml of macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) was added to the cells and incubated for 3 days in an incubator at 37 ° C and 5% CO 2 . After 3 days, the floating cells were removed and the cells attached to the culture dish were separated by treatment with trypsin. These cells were used as bone marrow-derived macrophages (BMMs) and precursor cells of osteoclasts.

통계분석 (Statistical Analysis StatisticalStatistical AnalysisAnalysis ))

아래 실험예의 실험결과들은 Student's two-tailed t-test를 이용하여 분석되었고 mean ± SD 값으로 표시되었다. P 값이 < 0.05 경우 통계적으로 유의하다고 간주하였다. 모든 실험은 최소한 3번을 반복하였고, 대표적인 결과를 표시하였다.
Experimental results in the following experimental examples were analyzed using Student's two-tailed t-test and expressed as mean ± SD. P <0.05 was considered statistically significant. All experiments were repeated at least 3 times, and representative results were shown.

실험예Experimental Example 1. 세포 독성 측정 ( 1. Cytotoxicity measurement ( CellCell viabilityviability assayassay ))

C3G가 파골세포의 증식에 미치는 영향을 측정하기 위하여 세포 독성 측정 실험을 시행하였다. 한국 잇츠바이오 (Itsbio, Korea)사에서 구입한 EZ-Cytox Enhanced Cell Viability Assay Kit를 사용하여 제조사의 지시대로 파골세포 증식에서의 시아니딘-3-글루코사이드(Cyanidin-3-glucoside)의 세포독성을 측정하였다. To determine the effect of C3G on osteoclast proliferation, cytotoxicity assay was performed. Using the EZ-Cytox Enhanced Cell Viability Assay Kit purchased from Itsbio Korea, the cytotoxicity of cyanidin-3-glucoside in osteoclast proliferation was measured according to the manufacturer's instructions Respectively.

파골세포 전구세포로 사용된 BMMs을 96 well culture plate에 1 × 104 cells/well 의 농도로 세포를 주입하고 M-CSF와 RANKL 존재 하에서 다양한 농도의 C3G를 처리하여 3일 동안 배양하였다(도 1a 참조). 또는 M-CSF와 RANKL 존재 하에서 100 uM의 C3G를 처리하여 4일 동안 배양하였고 매일 생존력(viability)을 측정하였다(도 1b 참조). 처리한 세포를 EZ-Cytox reagent를 처리하고 37℃에서 4시간 동안 배양하였다. 4시간 후 ELISA reader (Sunrise™, Tecan, Switzerland)를 이용하여 450nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포독성 측정결과는 시료의 흡광도를 대조군 (0 uM C3G)의 흡광도에 대한 백분율로 나타내었다.BMMs used as osteoclast precursor cells were injected at a concentration of 1 × 10 4 cells / well in a 96-well culture plate and cultured for 3 days at various concentrations of C3G in the presence of M-CSF and RANKL Reference). Or 100 μM of C3G in the presence of M-CSF and RANKL was cultured for 4 days and the viability was measured daily (see FIG. 1b). The treated cells were treated with EZ-Cytox reagent and cultured at 37 ° C for 4 hours. After 4 hours, absorbance was measured at 450 nm using an ELISA reader (Sunrise (TM), Tecan, Switzerland). The cytotoxicity results were expressed as a percentage of the absorbance of the control (0 uM C3G) in the sample.

다양한 농도의 C3G를 3일 동안 처리하여 세포독성을 측정한 결과 실험에 사용한 200 uM까지의 농도에서 C3G를 처리하지 않은 대조군과 거의 동일한 세포 증식 결과를 보였다(도 1a).As a result of measuring the cytotoxicity by treating C3G at various concentrations for 3 days, the cell proliferation was almost the same as the control group not treated with C3G at the concentration up to 200 uM used in the experiment (FIG. 1A).

또한 100 uM의 C3G를 4일 동안 처리하여 세포를 배양했을 때 배양기간 동안 세포 증식은 C3G를 처리하지 않은 대조군과 비교해 볼 때 유의적 차이를 보이지 않았다(도 1b). 따라서 200 uM 농도 이하의 C3G에서는 세포독성이 없는 것을 알 수 있다.In addition, when cells were treated with 100 uM of C3G for 4 days, the cell proliferation during the incubation period did not show a significant difference when compared with the control without C3G treatment (Fig. 1B). Therefore, it can be seen that C3G having a concentration of 200 μM or less has no cytotoxicity.

상기와 동일한 방법으로 시아니딘 클로라이드 화합물의 세포 독성 측정 실험을 수행한 결과, 세포 독성이 거의 나타나지 않았으며, 그 결과는 도 1c 및 도 1d에 나타낸 바와 같다.
As a result of the cytotoxicity measurement test of the cyanidin chloride compound in the same manner as described above, cytotoxicity was hardly observed, and the results are as shown in Fig. 1C and Fig. 1D.

실험예Experimental Example 2.  2. InIn vitrovitro 파골세포 분화 측정 Osteoclast differentiation measurement

C3G가 파골세포의 분화에 미치는 영향을 알아보기 위하여 C3G를 처리하여 파골세포 분화를 측정하였다. 6-8 주령의 생쥐의 경골(tibiae)과 대퇴골(femur)로부터 골수세포를 분리한 다음 10% FBS가 든 α-MEM 배지에 M-CSF (30 ng/ml)을 처리하여 3일 동안 배양시켰다. 3일 후 부착된 세포인 골수세포 유래 대식세포(BMMs)를 회수하여 파골세포의 전구세포로 사용하였다. 파골세포를 생성시키기 위하여 BMMs을 M-CSF (30 ng/ml)와 RANKL (100 ng/ml)이 든 배지에서 4일 동안 배양시켰다. 매 3일 마다 M-CSF와 RANKL이 든 새로운 배지로 바꾸어 주었다. 실험에 따라서는 이 배양 기간 동안 100 uM의 C3G를 처리하기도 하였다. 배양된 세포를 10% 포말린(formalin) 용액으로 고정시키고 pNPP (para-nitrophenyl phosphate, Sigma, USA) 용액을 첨가하여 TRAP (tartrate resistant acidic phosphatase) 활성을 측정 (TRAP solution assay) 하였다. 활성은 ELISA reader를 이용하여 405nm의 흡광도를 측정하여 표시하였다. TRAP solution assay는 배양접시(culture plate)에 존재하는 TRAP을 발현하는 단핵, 이핵 또는 다핵 파골세포(mono-, di-, multinuclear osteoclast)의 전체 TRAP 활성을 측정할 수 있다. 그 다음 세포를 증류수로 씻어내고 직접 파골세포를 염색할 수 있는 TRAP 염색액을 분주하여 파골세포를 염색시키고 현미경으로 관찰하였다. 핵이 3개 이상인 TRAP 양성 다핵 세포(TRAP+ multinuclear cells)를 성체 파골세포(mature osteoclast)로 간주하고 현미경하에서 그 수를 측정하였다.To investigate the effect of C3G on osteoclast differentiation, osteoclast differentiation was measured by treatment with C3G. Bone marrow cells were separated from the tibiae and femur of 6-8 weeks old mice and then treated with M-CSF (30 ng / ml) in α-MEM medium containing 10% FBS for 3 days . Three days later, bone marrow cell-derived macrophages (BMMs), which were attached cells, were recovered and used as precursor cells of osteoclasts. BMMs were cultured for 4 days in media containing M-CSF (30 ng / ml) and RANKL (100 ng / ml) to produce osteoclasts. Every 3 days, we replaced it with a new badge with M-CSF and RANKL. Depending on the experiment, 100 μM of C3G was also treated during this incubation period. The cultured cells were fixed with 10% formalin solution and TRAP (tartrate resistant acidic phosphatase) activity was measured by TRAP solution assay by adding p NPP (para-nitrophenyl phosphate, Sigma, USA) solution. The activity was measured by measuring the absorbance at 405 nm using an ELISA reader. The TRAP solution assay can measure the total TRAP activity of monocytes, mononuclear cells, di- and multinuclear osteoclasts expressing TRAP present on a culture plate. The cells were then rinsed with distilled water and the osteoclasts were stained with TRAP staining solution for direct osteoclast staining and observed with a microscope. TRAP + multinuclear cells with more than 3 nuclei were regarded as adult osteoclasts and their number was measured under a microscope.

C3G가 파골세포의 분화에 미치는 영향을 조사하기 위해 BMMs에 M-CSF (30 ng/ml)와 RANKL (100 ng/ml)을 처리하여 파골세포로의 분화를 유도시킨 후 TRAP solution assay와 TRAP 염색법을 이용하여 파골세포 분화능을 측정한 결과 도 2a 및 2b에서 보듯이 TRAP 염색을 실시한 결과 M-CSF와 RANKL 만 처리한 대조군에서는 TRAP 양성 다핵 파골세포(TRAP+ multinuclear osteoclast, MNCs)가 많이 생성되었지만, C3G를 처리한 실험군에서는 C3G 농도에 의존적으로 TRAP 양성 다핵 파골세포의 수가 감소되었다. 또한 전체 TRAP 활성을 측정하는 TRAP solution assay 결과 TRAP 염색 결과와 마찬가지로 C3G 농도에 의존적으로 전체 TRAP 활성이 감소함을 알 수 있었다(도 2c). 이러한 결과로부터 C3G에 의해 전구세포인 BMMs이 TRAP 양성 파골세포로의 분화를 억제하고 TRAP 양성 다핵 성체 파골세포의 생성을 억제하는 효과를 보임을 확인할 수 있었다.To investigate the effect of C3G on osteoclast differentiation, BMMs were treated with M-CSF (30 ng / ml) and RANKL (100 ng / ml) to induce differentiation into osteoclasts, followed by TRAP solution assay and TRAP staining (TRAP + multinuclear osteoclast, MNCs) in the control group treated with only M-CSF and RANKL. However, as shown in FIGS. 2A and 2B, TRAP-positive multinuclear osteoclasts (MNCs) In the C3G treated group, the number of TRAP-positive polynuclear osteoclasts was decreased depending on the C3G concentration. As a result of TRAP solution assay for measuring total TRAP activity, it was found that the total TRAP activity was decreased depending on the C3G concentration as in the TRAP staining (Fig. 2C). These results demonstrate that C3G inhibits the differentiation of BMMs into TRAP - positive osteoclasts and suppresses the production of TRAP - positive polynuclear osteoclasts.

상기와 동일한 방법으로 시아니딘 클로라이드 및 쿠로마닌 클로라이드가 파골세포 분화에 미치는 영향을 측정하였고, 실험결과는 도 2d 내지 도 2i에 나타낸 바와 같다.
The effect of cyanidin chloride and coumarinin chloride on osteoclast differentiation was measured in the same manner as above, and the results of the experiment are shown in Figs. 2d to 2i.

실험예Experimental Example 3. 실시간 정량 중합효소 연쇄반응( 3. Real-time quantitative polymerase chain reaction RealReal -- timetime quantitativequantitative PCRPCR (polymerase  polymerase chainchain reactionreaction ))))

C3G가 파골세포의 분화표지 인자(differentiation marker genes)의 발현에 미치는 영향을 알아보기 위하여 real-time PCR을 시행하였다. BMMs을 M-CSF와 RANKL이 있는 조건하에서 C3G를 처리하거나 처리하지 않고 4일 동안 배양하였다. 실험 결과에 나타낸 바와 같이 각 배양 날짜의 세포에 Trizol 용액(Invitrogen, USA)을 처리하여 전체 RNA (total RNA)를 추출하였다. 1 μg RNA를 제조사가 지시한 방법대로 random primer와 Maxima reverse transcriptase (Thermo Scientific, IL, USA) 를 이용하여 cDNA (complementary DNA)를 합성하였다. 합성한 cDNA와 veriQuest SYBR Green qPCR Master mix (Affymetrix, USA)를 혼합한 후 StepOnePlus™ Real-Time PCR Systems (Applied Biosystems, USA) 기기를 이용하여 real-time PCR을 수행하였다. GAPDH (Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase)를 이용하여 mRNA 농도를 표준화(normalization) 하였다. 이 실험에 사용된 primer 서열은 표 1에 표시하였다(표 1. real-time PCR에 사용된 프라이머의 뉴클레오티드 서열).To investigate the effect of C3G on the expression of differentiation marker genes in osteoclasts, real-time PCR was performed. BMMs were cultured for 4 days with or without C3G treatment under conditions with M-CSF and RANKL. As shown in the experimental results, total RNA (total RNA) was extracted from the cells of each culture date by treatment with Trizol solution (Invitrogen, USA). CDNA (complementary DNA) was synthesized using a random primer and Maxima reverse transcriptase (Thermo Scientific, IL, USA) according to the manufacturer's instructions. The synthesized cDNA was mixed with the dataQuest SYBR Green qPCR master mix (Affymetrix, USA) and real-time PCR was performed using the StepOnePlus ™ Real-Time PCR Systems (Applied Biosystems, USA). MRNA levels were normalized using GAPDH (Glyceraldehyde 3-phosphate dehydrogenase). The primer sequences used in this experiment are shown in Table 1. (Table 1. Nucleotide sequences of primers used in real-time PCR).

Figure pat00009
Figure pat00009

C3G가 전구세포인 BMMs의 파골세포로의 분화를 억제함을 다시 확인하기 위하여 파골세포 분화과정에 발현되는 분화 표지 인자들의 발현을 real-time PCR로 측정한 결과, 도 3에 보는 것처럼, Acp5 (Trap), Oscar , Atp6v0d2, Tm7sf4 (Dc - stamp), Cathepsin K (CtsK) 그리고 Nfatc1 유전자들의 발현 양이 C3G를 처리하지 않은 대조군에 비해 C3G를 처리한 실험군에서 현저히 감소함을 알 수 있었다. 이러한 결과는 C3G가 파골세포의 분화를 억제한다는 도 2의 결과를 다시 한 번 확인해 주는 것이다.
In order to confirm that C3G inhibits the differentiation of BMMs, which are precursor cells, into osteoclasts, the expression of differentiation markers expressed in osteoclast differentiation was measured by real-time PCR. As shown in Fig. 3, Acp5 The expression levels of CpG , Trap , Oscar , Atp6v0d2 , Tm7sf4 ( Dc - stamp ), Cathepsin K ( CtsK ) and Nfatc1 genes were significantly decreased in the C3G treated group compared to the control group not treated with C3G. These results confirm the results of FIG. 2 that C3G inhibits osteoclast differentiation.

실험예Experimental Example 4.  4. 웨스턴Western 블롯Blot 분석 analysis

C3G가 파골세포 분화의 신호전달 기전에 미치는 영향을 알아보기 위하여 단백질을 추출하여 특이 항체(specific antibody)를 이용하여 웨스턴 블롯(western blot) 분석을 시행하였다. To investigate the effect of C3G on signal transduction mechanism of osteoclast differentiation, proteins were extracted and subjected to western blot analysis using a specific antibody.

먼저 M-CSF (30 ng/ml)을 처리한 BMMs√(1 x 106 cell/well, 6 well culture plate)에 100 uM의 C3G을 전처리(preincubation)한 다음 RANKL (100 ng/ml)을 0, 5분, 15분, 30분, 60분 처리하여 MAPKs (mitogen-activated protein kinases)의 활성을 측정하였다. 처리한 세포를 인산완충액(phosphate buffered saline, PBS)으로 세척한 후 1 mM 페닐메틸설포닐 플루오라이드(phenylmethylsulfonyl fluoride, PMSF), 프로테아제-저해제 칵테일(protease-inhibitor cocktail, Roche, Germany)과 포스페이트 저해제 타블렛(phosphatase inhibitor tablets, Thermo Scientific, USA)이 첨가된 방사성면역침전분석법(Radioimmunoprecipitation Assay, RIPA) 완충액 (25 mM Tris-HCl, pH 7.6, 150 mM NaCl, 1% NP-40, 1% sodium deoxycholate, 0.1% SDS)을 이용하여 단백질을 추출하였다. 그 다음 세포 추출물(30 μg)을 SDS 젤 전기영동(sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis, SDS-PAGE) 하고 PVDF membranes (Amersham Hybond-P, GE-Healthcare Life Science, USA)에 단백질들을 부착시켰다. 그 다음 p-ERK, p-JNK, p-p38, p-Iκbα, ERK, JNK, p38, Iκbα, 그리고 Actin에 대한 특이항체들을 이용하여 웨스턴 블롯 분석을 실시하였다. First, 100 μM of C3G was preincubated in BMMs√ (1 × 10 6 cells / well, 6 well culture plate) treated with M-CSF (30 ng / ml) and RANKL (100 ng / ml) , 5 min, 15 min, 30 min, and 60 min to measure the activity of MAPKs (mitogen-activated protein kinases). The cells were washed with phosphate buffered saline (PBS), and then treated with 1 mM phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF), a protease-inhibitor cocktail (Roche, Germany) and a phosphate inhibitor tablet (RIPA) buffer (25 mM Tris-HCl, pH 7.6, 150 mM NaCl, 1% NP-40, 1% sodium deoxycholate, 0.1 mM) supplemented with phosphatase inhibitor tablets (Thermo Scientific, USA) % SDS). The cell extracts (30 μg) were then subjected to SDS gel electrophoresis (SDS-PAGE) and attached to PVDF membranes (Amersham Hybond-P, GE-Healthcare Life Science, USA). Western blot analysis was then performed using specific antibodies to p-ERK, p-JNK, p-p38, p-Iκbα, ERK, JNK, p38, Iκbα and Actin.

또한, 같은 방법을 통하여 실험결과에 표시된 시간에서 단백질들을 분리하여 파골세포 분화의 주요 전사인자인 c-Fos와 NFATc1의 발현을 각각의 특이항체를 이용하여 웨스턴 블롯 분석으로 그 발현을 측정하였다.
The expression of c-Fos and NFATc1, the major transcription factors of osteoclast differentiation, was measured by Western blot analysis using each specific antibody.

일반적으로 파골세포가 분화될 때 RANKL에 의해 MAPK 신호가 활성화되고 Iκbα의 활성이 증가되는데, C3G에 의한 파골세포 분화 억제 기작을 자세히 조사하기 위하여 RANKL 처리에 의한 파골세포 내 신호전달을 조사하였고, 보다 구체적으로는 BMM에 C3G (100 μM)를 2시간 동안 전처리(preincubation)하고 RANKL (100 ng/ml)을 처리하여 시간에 따른 MAPK와 Iκbα의 활성을 측정한 결과 도 4에서 보는 것과 같이 C3G를 처리하지 않은 대조군에서는 모든 MAPKs (ERK, JNK, p38)의 인산화가 5분 안에 증가되어 활성화 됨을 알 수 있다. 그러나 C3G를 처리한 실험군에서는 ERK, JNK, p38 모두 대조군과 비교하여 활성화 정도가 감소 되었음을 확인할 수 있다. 그러나 Iκbα 의 활성은 대조군이나 실험군 모두 별 차이 없이 활성화됨을 관찰하였다. 이러한 결과는 C3G가 RANKL에 의해 유도되는 파골세포 분화에서 MAPKs 신호 전달을 억제하여 파골세포 생성을 억제함을 나타낸다.
In general, when osteoclasts are differentiated, MAPK signal is activated by RANKL and Iκbα activity is increased. To investigate the mechanism of C3G-induced osteoclast differentiation, intracellular signaling by RANKL treatment was investigated. Specifically, BMG was preincubated with C3G (100 μM) for 2 hours and treated with RANKL (100 ng / ml) to measure the activity of MAPK and Iκbα over time. As a result, C3G In the untreated control group, phosphorylation of all MAPKs (ERK, JNK, p38) was increased within 5 minutes and activated. However, in the experimental group treated with C3G, activation level of ERK, JNK, and p38 was decreased compared to the control group. However, the activity of Iκbα was observed to be activated in both control and experimental groups. These results indicate that C3G inhibits osteoclastogenesis by inhibiting MAPKs signaling in osteoclast differentiation induced by RANKL.

C3G가 파골세포 분화에서 가장 중요한 전사인자(transcription factor)인 c-Fos와 NFATc1의 발현에 어떠한 영향을 미치는지 조사하였으며 보다 구체적으로는 BMMs을 M-CSF와 RANKL을 처리하여 분화를 유도 시키면서 C3G (100 μM)를 처리하였다. 그 결과 도 5A에서 보는 봐와 같이 대조군에서는 RANKL 처리 6 시간 후부터 c-Fos의 발현양이 증가하여 24 시간 후 최대 발현양을 보였다. 그러나 C3G를 처리한 실험군에서는 대조군에 비해 c-Fos의 발현이 급격하게 감소함을 관찰하였다. 또한, NFATc1의 발현양 역시 대조군에 비해 C3G를 처리한 실험군에서 발현양이 감소함을 확인하였다(도 5B). 이러한 결과들로부터 C3G가 파골세포 분화의 주된 전사인자인 c-Fos와 NFATc1의 발현을 강력하게 억제함을 알 수 있었고, 또한 이러한 c-Fos와 NFATc1의 발현 억제는 MAPKs 활성 억제에 의해 이루어짐을 확인할 수 있었다.We investigated the effect of C3G on the expression of c-Fos and NFATc1, the most important transcription factors in osteoclast differentiation. More specifically, BMGs were treated with M-CSF and RANKL, mu M). As a result, as shown in FIG. 5A, the expression level of c-Fos increased from 6 hours after the RANKL treatment in the control group, and showed a maximum expression level after 24 hours. However, the expression of c-Fos in the C3G-treated experimental group was significantly lower than that of the control group. In addition, the expression level of NFATc1 was also decreased in the C3G-treated experimental group compared to the control group (FIG. 5B). These results demonstrate that C3G strongly inhibits the expression of c-Fos and NFATc1, the major transcription factors of osteoclast differentiation, and inhibits the expression of c-Fos and NFATc1 by inhibition of MAPKs activation I could.

Claims (10)

하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물, 또는 이의 약제학적으로 허용되는 염을 유효성분으로 함유하는 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
[화학식 Ia]
Figure pat00010

[화학식 Ib]
Figure pat00011

상기 식에서,
R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.
A pharmaceutical composition for preventing or treating bone metabolic diseases, comprising a compound of the formula (Ia) or (Ib) or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient:
(Ia)
Figure pat00010

(Ib)
Figure pat00011

In this formula,
R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.
제1항에 있어서,
화학식 Ia의 화합물인 경우,
R1, R2, R3 및, R4는 모두 하이드록시이거나;
R1, R2 및 R4가 하이드록시이고, R3는 수소인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The method according to claim 1,
In the case of compounds of formula (Ia)
R 1 , R 2 , R 3 And R &lt; 4 &gt; are both hydroxy;
A pharmaceutical composition for preventing or treating bone metabolic diseases, wherein R 1 , R 2 and R 4 are hydroxy and R 3 is hydrogen.
제1항에 있어서,
화학식 Ib의 화합물인 경우,
R1, R2 및 R3는 모두 하이드록시이거나;
R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소이거나; 또는
R1은 메톡시이고, R2 및 R3는 하이드록시인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The method according to claim 1,
In the case of a compound of formula (Ib)
R 1 , R 2 and R 3 are both hydroxy;
R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen; or
R 1 is methoxy, R 2 And R 3 is hydroxy characterized in that the, bone metabolic disorders, preventing or treating pharmaceutical composition.
제1항에 있어서,
화학식 Ib의 화합물인 경우,
R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The method according to claim 1,
In the case of a compound of formula (Ib)
R 1 and R 2 are each hydroxy, and R 3 is hydrogen.
제1항에 있어서,
골대사성 질환은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 골대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
The method according to claim 1,
Bone metabolic diseases include periodontal disease, inflammatory alveolar bone disease, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, hypercalcemia due to malignant tumors, multiple myeloma, primary osteoarthritis, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, and Paget's disease. &lt; Desc / Clms Page number 19 &gt;
하기 화학식 Ia 또는 화학식 Ib의 화합물, 또는 이의 염을 유효성분으로 함유하는 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물:
[화학식 Ia]
Figure pat00012

[화학식 Ib]
Figure pat00013

상기 식에서,
R1, R2, R3 및, R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록시 또는 메톡시이다.
A food composition for preventing or ameliorating a metabolic disease comprising a compound of the formula (Ia) or (Ib) or a salt thereof as an active ingredient:
(Ia)
Figure pat00012

(Ib)
Figure pat00013

In this formula,
R 1 , R 2 , R 3 And R 4 are each independently hydrogen, hydroxy or methoxy.
제6항에 있어서,
화학식 Ia의 화합물인 경우,
R1, R2, R3 및, R4는 모두 하이드록시이거나;
R1, R2 및 R4가 하이드록시이고, R3는 수소인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
The method according to claim 6,
In the case of a compound of formula (Ia)
R 1 , R 2 , R 3 And R &lt; 4 &gt; are both hydroxy;
R 1 , R 2 and R 4 are hydroxy, and R 3 is hydrogen.
제6항에 있어서,
화학식 Ib의 화합물인 경우,
R1, R2 및 R3는 모두 하이드록시이거나;
R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소이거나; 또는
R1은 메톡시이고, R2 및 R3는 하이드록시인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
The method according to claim 6,
In the case of a compound of formula (Ib)
R 1 , R 2 and R 3 are both hydroxy;
R 1 and R 2 are each hydroxy and R 3 is hydrogen; or
R 1 is methoxy, R 2 And R &lt; 3 &gt; is hydroxy.
제6항에 있어서,
화학식 Ib의 화합물인 경우,
R1 및 R2는 각각 하이드록시이고, R3는 수소인 것을 특징으로 하는, 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
The method according to claim 6,
In the case of a compound of formula (Ib)
R 1 and R 2 are each hydroxy, and R 3 is hydrogen.
제6항에 있어서,
골대사성 질환은 치주질환, 염증성 치조골 흡수질환, 염증성 뼈흡수 질환, 뼈전이암(bone metastatic cancer), 고형암 뼈전이, 고형암 뼈전이에 의한 근골격 합병증, 악성 종양으로 인한 과칼슘혈증, 다발성 골수종, 원발성(primary) 뼈종양, 골다공증, 류마티스성 관절염, 퇴행성 관절염, 및 파게트병(Paget's disease)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 골대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
The method according to claim 6,
Bone metabolic diseases include periodontal disease, inflammatory alveolar bone disease, inflammatory bone resorption disease, bone metastatic cancer, solid tumor metastasis, musculoskeletal complications due to solid tumor metastasis, hypercalcemia due to malignant tumors, multiple myeloma, primary bone tumors, osteoporosis, rheumatoid arthritis, degenerative arthritis, and Paget's disease. &lt; Desc / Clms Page number 19 &gt;
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