KR20170040824A - 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물, 이를 포함하는 약학 조성물 및 건강식품 - Google Patents

식품 알레르기 개선용 알로에 조성물, 이를 포함하는 약학 조성물 및 건강식품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물, 이를 포함하는 약학 조성물 및 건강식품에 관한 것이며, 보다 상세하게는 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 함유함으로써 식품 알레르기 반응을 억제할 수 있는 알로에 조성물에 관한 것이다.

Description

식품 알레르기 개선용 알로에 조성물, 이를 포함하는 약학 조성물 및 건강식품{ALOE COMPOSITION FOR FOOD ALLERGY IMPROVEMENT AND HEALTH FOOD COMPRISING THE SAME}
본 발명은 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물, 이를 포함하는 약학 조성물 및 건강식품에 관한 것이며, 보다 상세하게는 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 함유함으로써 식품 알레르기 반응을 억제할 수 있는 알로에 조성물에 관한 것이다.
알레르기(allergy)란 생물체가 어떤 외래성 물질과 접하였을 때 항원항체반응에 의하여 생체 내에 유발되는 급격한 반응 능력의 변화를 말한다.
구체적으로, 생체는 이종물질에 대해서는 그 항원에 특이적으로 반응하는 항체와 림프구를 생산하고, 재차 항원과 접하면 여러 가지 면역반응을 일으키는데, 이 면역응답 또는 면역반응은 생체의 자기 보존을 위한 중요한 방어메커니즘의 하나이다.
이 때, 보통 생체에 대해 보호적으로 작용하지만 때로는 이 매커니즘이 생체에 불리하게 작용하여 장애를 일으키는 경우 이를 알레르기라고 한다.
최근 소득수준의 향상과 더불어 식습관의 변화, 위생의 청결화, 공해의 심화 등으로 인하여 알레르기는 날로 증가하는 추세를 보이고 있어 전 국민의 20-25%가 아토피피부염(AD), 천식, 비염 등의 증상을 가지고 있다. 이는 삶의 질을 현격히 저하시킴으로써 심각한 사회문제를 여기하고 있다.
한편, 식품 알레르기는 최근 10년 동안 선진국에서는 약 3-6%의 어린이들에게서 발병되며 증가하는 추세를 보이고 있다. 식품 알레르기는 소화관을 통해 체내에 들어 온 식품에 대하여 발생하는 것으로, 특히 달걀흰자, 우유, 새우 등에 의해 일어나기 쉽다.
식품에 따라서는 항원항체반응(抗原抗體反應), 즉 알레르기 반응을 중간에 거치지 않고, 그 식품에 함유된 화학물질의 직접작용에 의하여 알레르기 모양의 증세를 나타내는 수가 있는데, 이와 같은 식품을 가성(假性) 알러젠이라 한다.
알레르기 환자의 경우 식품알러젠이 소화되지 않은 상태로 침투하게 되며, 이러한 알러젠의 장내 흡수가 식품 알레르기 발증의 첫 단계라 할 수 있다.
현재 대부분의 알레르기 치료는 그 원인을 없애기보다는 증상을 완화하는 방향으로 연구가 진행되고 있다. 우리나라에서는 알레르기의 치료 및 예방에 식품과 천연물이 한방과 민간요법으로 사용되어 왔다. 이러한 연구들은 주로 빈랑자, 지모, 호로파 등의 한약재 및 약초들의 탈과립 억제 활성을 평가한 결과이다.
알로에는 식물학상으로 백합과의 알로에 속 다년생 초본으로, 원생지는 아프리카로서 현재는 열대와 온대지방에 폭넓게 자생하고 있으며, 세계적인 약용식물이 되었다. 알로에는 독성과 부작용이 없을 뿐만 아니라 여러 가지 병증을 치유하면서 각종 성인병, X선 조사부 작용 등의 문제점을 해결해 주고 있다. 알로에는 세계적으로 약 600여종이 분포되어 있으며, 현재 많이 이용되고 있는 알로에는 알로에 베라(Aloe vera Linne, Aloe bradesis Miller)와 알로에 아보레센스(Aloe arborescens)등이며 알로에의 액즙(겔) 성분을 활용하기 위해서는 주로 알로에 베라 종이 사용된다. 알로에 베라 겔은 면역작용을 조절하는 다당체를 함유하고 있다. 알로에 베라 겔에 함유된 에이스만난(acemannan)은 대표적인 면역조절 다당체로서 길이가 다른 아세틸레이티드갈락토만난 (β-(1,4)-linked-acetylated galactomannan)이다. 에이스만난은 동물암모델에서 항암작용을 가지며, 레트로바이러스 모델에서 항바이러스작용을 가지고, 만성알코올성 간질환에 대한 보호작용을 가진다. 에이스만난의 항암, 항바이러스 작용은 면역 조절을 바탕으로 한다. 이러한 에이스만난의 면역조절작용은 대식세포 또는 수지상세포와 같은 항원제시세포(APC)의 활성화시키는 것이다. 에이스만난는 대식세포의 인터루킨-1(IL-1), IL-6, TNF-α(Tumor necrosis factor-α, NO(nitric oxide) 등 염증성 사이토카인 생산을 활성화시킨다. 더하여 에이스만난은 미성숙한 수지상세포의 유전자 표현과 기능적 성숙을 유도한다.
알로에 베라 겔의 평균 다당체 분자량은 2 MDa 또는 그 이상이다. 점성질의 알로에 베라 겔을 효소처리하면 분자량이 줄고, 점성이 감소하여 산업적 생산이 용이하게 된다. 효소처리한 알로에 베라 겔은 알로에 다당체를 크기를 줄여 5 내지 400kDa 분자량을 갖게 하며, 이와 같은 방법으로 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)는 천연 알로에 다당체보다 면역조절활성이 뛰어나다.
본 발명은 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 주 원료로서 사용하여, 식품 알레르기에 따라 발현되는 증상을 억제할 수 있는 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 함유하는 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 알로에 다당체는 IgE 및 IgG1 항체의 발현 및 IL-4 사이토카인의 발현을 억제하여 식품 알레르기 반응을 약화시킬 수 있다.
상기 조성물의 총 중량에 대하여, 상기 알로에 다당체는 10 내지 25중량%로 포함될 수 있는 바, 상기 범위로 유효 함량을 포함함으로써 알레르기 개선에 효과적이고, 특히 식품 알레르기 반응 억제에 효과가 있다.
또한, 상기 조성물의 1회 투여량은 200 내지 400 mg/day의 저용량이거나, 800 내지 1000 mg/day로 고용량일 수 있어, 알레르기 질환의 경과 및 종류에 따라 용량을 조절하여 투여함으로써 증상을 완화시킬 수 있다.
본 발명은 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 알로에 다당체를 주 원료로서 함유하는 조성물을 제공함으로써 식품 알레르기를 효과적으로 개선할 수 있고 특히, IgE 및 IgG1 항체의 발현 및 IL-4 사이토카인의 발현을 억제하여 식품 알레르기 질환을 완화시킬 수 있다.
도 1은 경로별 식품 알레르기 질환 유발 정도와 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
도 2는 경로별 식품 알레르기 질환 유발 정도와 알로에 다당체의 전신적 아나필락시스 증상 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
도 3는 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 설사 유발 정도와 알로에 다당체의 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
도 4는 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 TH2 type 사이토카인의 발현 경향을 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
도 5는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
도 6는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 전신성 아나필락시스 증상 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
도 7는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 설사 발병률 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
도 8는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 OVA-특이적 IgE 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
도 9는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 OVA-특이적 IgG1 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
도 10는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 IL-4 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
본 발명을 더 쉽게 이해하기 위해 편의상 특정 용어를 본원에 정의한다. 본원에서 달리 정의하지 않는 한, 본 발명에 사용된 과학 용어 및 기술 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미를 가질 것이다. 또한, 문맥상 특별히 지정하지 않는 한, 단수 형태의 용어는 그것의 복수 형태도 포함하는 것이며, 복수 형태의 용어는 그것의 단수 형태도 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 함유하는 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물을 제공한다.
본원에서 사용되는 용어 "식품 알레르기 개선"은 대상에게 투여됨으로써 식품에 의해 유도되는 알레르기 반응을 억제하거나 완화하는 것을 의미한다. 여기서, "대상"은 사람을 제외한 포유동물(예를 들어, 쥐, 개, 돼지 등)이거나 사람일 수 있다.
상기 알로에 다당체는 알로에 베라 겔로부터 수득될 수 있다.
본 발명에서 "알로에"는 아프리카에 200~250종 이상이 나는 것으로, 잎은 80~100cm 정도로 다육질의 줄기와 잎을 가지고, 잎가에는 가시모양의 거치가 있고, 잎의 끝은 뾰족하며 로켓 모양이고, 녹색의 잎에는 흰 점무늬가 있으며, 꽃은 가을에 수상화서로 달린 식물이다.
알로에 베라에서 채취한 액즙(겔)은 주스 등의 음료에 사용된다. 약용 알로에는 잎의 기부를 잘라 황색수액층의 물질을 추출한다. 황색수액층의 안트라퀴논계열 화합물은 강력한 하제로 약용으로 쓰인다.
겔 상의 물질은 뛰어난 치유물질로 알려져 있으며, 알로에 다당체는 면역기능 강화 역할을 한다. 국소적으로 피부 재생을 촉진하고, 통증을 완화시키는 작용이 있으므로 좌상, 피부 궤양, 화상, 햇볕에 그을린 피부 등의 치료에 탁월한 효과가 있다.
잎의 내부에 있는 겔 상태의 물질은 건성 피부를 보호하는 데 뛰어난 효과가 있으며, 채취한 뒤 오래 방치하면 좋지 않으므로 바로 사용하는 것이 좋다.
구체적으로, 상기 알로에 다당체는 IgE 및 IgG1 항체의 발현을 억제할 수 있다.
lgE란, 면역글로불린 E인 감작 항체로서, 비만세포(肥滿細胞)나 혈중의 호염기구(好鹽基球)등에 친화성을 가지므로 이들에 부착된 IgE 항체와 그것에 대응하는 알러젠이 반응하여 염증반응을 일으킨다.
즉, IgE는 아나필락시스(anaphylaxis, 과민증, 항원항체 반응이 미치는 영향으로 생체가 심한 특징이 있는 증상을 보인다.)를 일으키는 항체이다.
IgG1은 면역글로불린 G 클래스의 일종으로, 역시 아나필락시스를 매개하는 항체로 알레르기 반응과 연관이 있는 항체이다.
또한, 상기 알로에 다당체는 IL-4 사이토카인의 발현을 억제할 수 있다.
IL-4(interleukin 4)은 T계열의 헬퍼세포2(TH2 cell)에 의해 만들어지는 사이토 카인으로, 면역글로불린인 IgE의 발현 및 B 세포의 증식에 관여하고, T 계열의 헬퍼세포2의 분화와도 밀접한 관련이 있다.
본 발명에 따른 알로에 조성물은 상기 IgE, IgG1 및 IL-4에 대하여 감소능을 가짐으로써 알레르기 질환의 예방 및 치료에 효과적이다.
구체적으로, 본 발명의 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물은 200 내지 400kDa의 분자량, 50kDa 내지 200kDa의 분자량 및 5 내지 50kDa의 분자량을 갖는 알로에 다당체를 각각 1: 1~7: 1~80의 비율로 함유할 수 있다.
상기 범위의 분자량을 갖는 알로에 다당체를 10 내지 25 중량%로 함유하는 조성물은 보다 효과적으로 알레르기 반응 개선 시킬 수 있으며, 보다 바람직하게는 식품 알레르기 질환 억제에 매우 적합하다.
또한, 상기 조성물은 증상에 따라 저용량 또는 고용량으로 대상에게 투여함으로써, 식품 알레르기 반응을 보다 효과적으로 완화할 수 있다.
의 1회 투여량은 250 내지 292 mg/kg의 저용량 또는 790 내지 836 mg/kg의 고용량일 수 있다. 또한, 이를 일일당 투여량으로 환산하면 200 내지 400 mg/day, 바람직하게는 300 mg/day의 저용량 또는 800 내지 1000 mg/day, 바람직하게는 900 mg/day의 고용량일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 알로에 다당체는 알로에 겔 즙을 효소 가수분해하고, 탈색 및 여과 후 건조시켜 제조할 수 있다.
즉, 본 발명에 따른 알로에 조성물은 저분자량 알로에 다당체를 포함함으로써 항알레르기 효과가 우수하고, 이를 이용하여 알레르기 개선용 식품, 약제 및 화장품 등을 제조할 수 있다.
본 발명의 알로에 조성물을 함유하는 화합물 또는 약학적으로 허용 가능한 그의 염은 약학 조성물, 다양한 기능성　식품　및 건강기능성식품의 제조시　식품의 주성분 또는 첨가제 및 보조제로 사용될 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "약학적으로 허용 가능한"은 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 다른 문제 또는 합병증 없이 합리적인 이득/위험비에 비례하도록 인간 및 동물의 조직과의 접촉에 사용하기에 적합한 정상적인 의학적 판단의 범위 내의 본 발명의 알로에 다당체를 포함하는 조성물 및/또는 제제 형태를 의미한다.
본원 발명에 따른 알로에 조성물로 생성된 약제는 하기와 같이 고체 및/또는 액체 형태로 투여하기 위해 제제의 형태로 제조될 수 있다:
(1) 경구 투여, 예를 들어, 용액(수용성 또는 비수용성 용액 또는 현탁액), 정제, 볼러스, 분말, 과립, 페이스트; (2) 예를 들어, 피하, 근내 또는 정맥내 주사에 의한 비경구 투여, 예를 들어, 멸균액 또는 현탁액; (3) 국소 적용, 예를 들어, 피부에 적용되는 크림, 연고 또는 스프레이; (4) 직장내, 예를 들어, 페서리, 크림 또는 폼; 또는 (5) 에어로졸, 예를 들어, 본원의 화합물 또는 조성물을 포함하는 수용성 에어로졸, 리포좀 제제 또는 고체 입자.
또한, 본 발명의 알로에 다당체를 첨가할 수 있는　식품으로는, 각종　식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽제, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강기능성　식품류 등이 있다.
구체적으로, 본 발명의 상기 추출물은 천식 또는　알레르기　질환의 예방을 목적으로　식품　또는 음료에 첨가될 수 있다.
본 발명의 건강 음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등의 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등의 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다.
상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.
이 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
또한, 본 발명의 알로에 조성물은 독성 및 부작용은 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
<실험 방법>
1. 시약 및 재료
5 주령의 female BALB/c 마우스는 Orient bio (Gyeonggi-do, Korea)에서 구입하였고, Ovalbumin과 Aluminum hydroxide는 Sigma-Aldrich korea LTD. (Gyeonggi-do, Korea)에서 구입하였으며, 콜레라 톡신 (Cholera toxin)은 List Biological Labs, Inc. (California, USA)에서 구입하여 실험을 수행하였다. 식품 알레르기 질환동물 모델 사육은 SPF (Specific Pathogen Free) 조건하에 수행되었다.
또한, 본 연구에 사용한 알로에 조성물 시료는 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides) 함량이 18.4%이다.
2. 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 마우스 모델 제작 및 알로에 다당체 투여 방법 선정
1) 경구 유도 식품 알레르기 모델
5 주령의 female BALB/c 마우스를 SPF 조건하에 1주간 순화시킨 후, 마리 당 각각 1 mg Ovalbumin (OVA)과 10 μg cholera toxin (CT)을 0, 7일차에 total volume 200 ?l씩 총 2회 경구 투여하여 감작(sensitization) 시켰다. 감작 14일차부터 21일차까지 10 mg OVA과 10 μg CT을 총 4회 경구 투여하여 부스팅(boosting)을 진행하였다. 최초 감작 후 28일차에 마리 당 50 mg의 OVA을 경구로 투여하여 질환을 유도(challenge) 하였다.
알로에 다당체 투여는 저용량 투여군(272 mg / kg - 다당체 함량 50 mg / kg )과 고용량 투여군(812 mg / kg - 다당체 함량 150 mg / kg )으로 나누어 수행하였고, 알로에 다당체 투여는 OVA 유도 식품 알레르기 마우스 모델 제작 과정 동안 매일 저용량군, 고용량군으로 구분하여 0일차부터 28일간 마리 당 200 ?l씩 매일 경구 투여를 수행하였다.
하기 표 1에 실험 대상 그룹을 분류하여 나타내었다.
1차 실험: n = 12
그룹 1 정상 마우스
그룹 2 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 3 저용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 4 고용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
2) 복강 유도 식품 알레르기 모델
경구 유도 식품 알레르기 모델과 동일하게 5 주령의 female BALB/c 마우스를 SPF 조건하에 1주간 순화시킨 후, 마리 당 각각 10 μg ovalbumin (OVA)과 1 mg Aluminum hydroxide (Alum)을 0, 7일차에 total volume 100 ?l씩 총 2회 복강 투여하여 감작 (sensitization) 하였다. 감작 14일차부터 21일차까지 10 mg OVA을 총 4회 경구 투여하여 부스팅(boosting)을 진행 하였다. 최초 감작 후 28일차에 마리 당 50mg의 OVA을 경구로 투여하여 질환을 유도(challenge) 하였다.
알로에 다당체 투여군은 경구 유도 식품 알레르기 모델과 동일하며, 알로에 다당체 투여는 OVA 유도 식품 알레르기 마우스 모델 제작 과정동안 매일 저용량군, 고용량군으로 각각 day 0부터 매일 28일간 마리 당 200 ?l씩 경구 투여 하였다. 모든 마우스 실험은 SPF 조건에서 수행하였다.
하기 표 2에 실험 대상 그룹을 분류하여 나타내었다.
1차 실험: n = 4
그룹 1' 정상 마우스
그룹 2' OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 3' 저용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 4' 고용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
3. 알레르기 유도 저체온증 평가 및 임상학적 전신적 아나필락시스 증상 평가 방법
28일차에 OVA 매개의 식품 알레르기 유도후, 1시간 동안 디지털 체온계 TESTO 925(Testo AG, Germany)를 사용하여 직장체온 변화를 측정하였다.
또한 아나필락시스 증상 평가는 하기 표 3 같은 기준으로 질환점수를 부여하였다.
0 아무런 증상 없음 (자유롭게 뛰어 다님)
1 코와 머리 주위를 긁거나 문지름
2 눈과 입 주위가 부품, 활성 떨어짐, 설사
3 숨을 헐떡임, 힘든 호흡, 입과 꼬리의 청색증
4 자극 후 활성(반응) 없음, 경련, 떨림
5 죽음
4. 염증성 사이토카인 ( cytokines ) 및 OVA -특이적 항체 ELISA 분석 방법
OVA 유도 식품 알레르기 모델을 통해 얻은 마우스로부터 혈청을 분리하여 주요 TH1/TH2 사이토카인인 IFN-γ와 IL-4의 Capture antibody 및 OVA을 96 well plate에 well당 50 μg/100 ㎕로 4°C에서 overnight으로 배양하였다. 각각의 well에 200 ㎕씩 블록킹 버퍼(blocking buffer) (10% FBS in PBS)로 상온에서 1 시간 동안 배양하고 희석된 마우스 혈청 100 ㎕를 각각의 well에 첨가하여 2 시간 동안 상온에서 반응시켰다. 바이오티닐 안티-폴리크로날 타겟 항체(biotinylated anti-polyclonal target antibody) 및 OVA- 특이적 항체 분석에는 biotin-labeled rat anti-mouse IgE, IgG1 항체 (50 ng/ml) 100 ㎕를 각각의 well에 넣어주고 1 시간 동안 상온에서 배양하였다. 그리고 streptavidin-HRP를 100 ㎕ 넣어 30 분간 배양하여 발색시약(tetramethylbenzidine (TMB; BioSource) solution)을 통해 발색 후, 정지 솔루션(stop solution)으로 반응 정지 후, ELISA 리더 기기를 사용하여 흡광도 450nm에서 OD 값을 측정하였다.
<실험 결과>
1차 실험
1. 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 모델 제작 및 알레르기 유도 경로별 알로에 다당체의 식품 알레르기 억제효과 비교
OVA 유도 식품알레르기 모델 유발 시, 감작 단계에서 0일차와 7일차에 경구로 OVA를 투여 한 군과 복강을 통해 OVA를 투여 한 군 간의 식품 알레르기 유발 정도 및 알로에 다당체의 알레르기 유도 저체온증에 대한 억제 효과를 비교하였다.
(1) 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 직장체온 측정을 통한 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과
도 1은 경로별 식품 알레르기 질환 유발 정도와 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
감작된 마우스에 OVA 유도를 통한 전신성 아나필락시스가 유발되면 1~20 여분 내에 알레르기로 인한 급격한 저체온 증상이 나타나게 된다. 체온변화가 없는 대조군(정상 마우스, 그룹 1 및 그룹 1')에 비해 OVA를 처치한 실험군(OVA 유도 식품 알레르기 마우스, 그룹 2 및 그룹 2')에서 경구투여 및 복강투여로 감작한 군 모두 저체온 증상이 나타났다.
경구투여 군에 비하여 복강투여 군이 정상 체온에 비해 아나필락시스를 유도하였을 때 체온의 감소 폭이 좀 더 크게 나타났으며, 알로에 다당체 농도에 따른 시간대별 저체온증 억제효과가 보다 확연히 나타났다.
(2) 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 전신성 아나필락시스 증상에 대한 알로에 다당체의 억제효과
도 2는 경로별 식품 알레르기 질환 유발 정도와 알로에 다당체의 전신적 아나필락시스 증상 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
마리 당 50 mg의 OVA를 과량 투여하여 질환을 유도시킨 후, 1시간 동안 10분 간격으로 증상을 육안으로 관찰 해 보았을 때, 그룹 1 및 1'에 비해 그룹 2 및 2'의 전신적 아나필락시스 증상은 경구투여로 감작한 군(a)과 복강투여로 감작한 군(b) 모두 나타났으며, 복강투여로 감작한 군에서 알로에 다당체 투여 효과가 좀 더 뚜렷하게 나타났다.
(3) 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 설사( diarrhea ) 유발 증상 억제효과
도 3는 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 설사 유발 정도와 알로에 다당체의 억제 효과를 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
마리 당 50 mg의 OVA를 과량 투여하여 질환을 유도시킨 후, 1시간 동안 설사 발병률도 함께 관찰 하였다.
경구투여로 감작한 군은 그룹 2에서 설사 발병률이 80%정도로 나타났으며 그룹 3(알로에 다당체를 저용량 투여)에서 큰 차이가 나지는 않았지만 설사 발병률이 감소하였고 그룹 4(알로에 다당체를 고용량 투여)에서는 50%정도로 설사 발병률이 절반으로 감소하였다(a).
복강투여로 감작한 군은 그룹 1'에 비해 그룹 2'에서 100%의 설사 발병률을 보였고, 그룹 3'(알로에 다당체 저용량 투여)에서는 차이를 보이지 않았으나 그룹 4'(알로에 다당체 고용량 투여)에서 실험군에서 그룹 2'에 비해 설사 발병률이 30% 미만으로 큰 효과를 보이는 것으로 나타났다(b).
(4) 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 T H 2 type 사이토카인 발현 비교
도 4는 경로별 식품 알레르기 질환모델에서 TH2 type 사이토카인의 발현 경향을 나타내는 그래프로, (a)는 경구 투여로 감작한 군이고, (b)는 복강 투여로 감작한 군이다.
TH2 type 사이토카인인 IL-4의 발현을 혈청 내에서 확인 해 보았을 때, 경구투여로 감작한 군(a)과 복강투여로 감작한 군(b) 모두 군 간 유의적인 경향은 보이지 않았지만, 복강투여로 감작한 군에서 그룹 1'(정상 마우스)에 비해 그룹 2'(OVA 유도 식품 알레르기 마우스)에서 IL-4 농도의 변화가 관찰되었다.
이러한 1차 실험 결과를 통하여, 복강 투여로 감작시켜 난황단백 (OVA) 유도 식품 알레르기 질환모델에서 더 확실한 실험 효과를 관찰할 수 있을 것으로 예상되어, 복강 투여 모델에서 알로에 다당체의 효과를 관찰하였다.
2차 실험
2. 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 모델에서 알로에 다당체 투여 유무 및 농도에 따른 직장 내 온도 변화와 전신적 아나필락시스 증상 평가
1차 실험결과를 통해 감작 시에 경구 투여로 진행하는 것 보다 복강 투여로 진행하는 것이 OVA 유도적 식품 알레르기 유도 및 알로에 다당체의 효과를 확인하는 데에 더 효과적이라고 판단하여, 2차 실험은 복강 투여로 감작하여 실험을 진행하였다.
5 주령의 BALB/c mouse를 1주간 순화시킨 후 사용하였고, 마리 당 10 μg ovalbumin (OVA)과 1 mg Aluminum hydroxide (Alum)을 0, 7일차에 총 부피(total volume) 100 ?l씩 총 2회 복강 투여하여 감작(sensitization)시켰다. 감작 14일차부터 21일차까지 10 mg OVA을 총 4회 경구 투여하여 부스팅(boosting)을 진행하였다. 최초 감작 후 28일차에 마리 당 50 mg의 OVA을 경구로 과량 투여하여 질환을 유도(challenge) 하였다.
하기 표 4에 실험 대상 그룹을 분류하여 나타내었다.
2차 실험: n = 12
그룹 1" 정상 마우스
그룹 2" OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 3" 저용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
그룹 4" 고용량 알로에 다당체가 투여된 OVA 유도 식품 알레르기 마우스
질환 유도 후 1시간 동안 10분 간격으로 직장 온도 측정 및 육안으로 증상을 관찰하였다.
(1) 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 질환모델에서 직장체온 측정을 통한 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과
도 5는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 저체온증 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
감작된 마우스에 OVA 유도를 통한 전신성 아나필락시스가 유발되고 1~20 여분 내에 알레르기로 인한 급격한 저체온 증상이 나타났다. 1차 실험결과(a)와 유사하게 군 당 마리수를 늘려 진행 한 2차 실험결과(b)에서 OVA 유도 식품 알레르기가 유발 된 그룹 2"은 그룹 1"에 비해 급격히 체온이 감소하였다가 서서히 회복되는 것을 볼 수 있었고, 알로에 다당체를 저용량으로 투여한 그룹 3"은 체온 감소폭도 적고 빨리 회복되는 것을 관찰할 수 있었으며, 고용량으로 투여한 그룹 4"은 OVA 유도를 시행하여도 체온 변화가 크게 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다.
1,2차 실험결과를 종합해 본 결과, 알로에 다당체의 복용 농도에 의존적으로 저체온증 억제 효과가 나타나는 것을 확인하였다.
(2) 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 질환모델에서 전신성 아나필락시스 증상에 대한 알로에 다당체의 억제효과
도 6는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 전신성 아나필락시스 증상 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
마리 당 50 mg의 OVA를 과량 투여한 후, 전신성 아나필락시스 증상의 변화를 육안으로 관찰했다. 확인 결과, 1차 실험결과(a)와 유사하게 군 당 마리수를 늘려 진행 한 2차 실험결과(b)에서 OVA 유도 식품 알레르기가 유발 된 그룹 2"은 그룹 2'에 비해 활동량이 감소하고 시간이 지날수록 무기력해지며 청색증이 나타나고 호흡이 가빠지는 현상을 관찰할 수 있었다. 또한, 알로에 다당체 투여 용량에 따른 효과의 차이도 좀 더 명확하게 관찰할 수 있었다. 알로에 다당체를 저용량으로 투여한 그룹은 활동량이 떨어지고 눈과 입 주변을 긁는 정도의 현상만을 나타내었고, 고용량으로 투여한 그룹은 활동량에 큰 변화는 나타나지 않았으며 눈과 입 주변을 긁는 정도의 최소한의 현상만을 나타내는 것을 확인할 수 있었음(b).
1, 2차 실험결과를 종합해 본 결과, 알로에 다당체의 복용 농도에 의존적으로 전신성 아나필락시스 증상을 억제하는 효과가 나타나는 것을 확인하였음(c).
3. 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 모델에서 알로에 다당체 투여 유무 및 농도에 따른 설사 ( Diarrhea ) 발병률 확인
도 7는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 설사 발병률 억제 효과를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
마리 당 50 mg의 OVA를 과량 투여한 후, 설사 발병률을 육안으로 관찰해 보았다. 그룹 2'과 알로에 다당체를 저용량으로 복용한 그룹 3'에서 모두 100%의 설사 발병률을 보인 1차 실험결과(a)와 유사하게 군 당 마리수를 늘려 진행 한 2차 실험결과에서 OVA 유도 식품 알레르기가 유발된 그룹 2"은 그룹 1"에 비해 설사 발병률이 80%이상 나타났다. 그리고 알로에 다당체를 저용량으로 투여한 그룹 3"은 설사 발병률이 40% 미만으로 저용량에서도 유의적인 효과가 있음을 관찰할 수 있었으며, 고용량 투여 그룹 4" 에서는 설사 발병률이 나타나지 않아 알로에 다당체 투여의 확실한 효과를 확인할 수 있었음(b).
1,2차 실험결과를 종합해 본 결과, 이 결과로 인하여, 알로에 다당체의 복용이 농도 의존적으로 설사 발병률에 있어 탁월한 효과를 나타냄을 확인할 수 있었음(c).
4. 난황단백 ( OVA ) 유도 식품 알레르기 모델에서 알로에 다당체 투여 유무 및 농도에 따른 혈청 내 OVA -특이적 Igs ( IgE , IgG1 )의 농도 비교
도 8는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 OVA-특이적 IgE 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
또한, 도 9는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 OVA-특이적 IgG1 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
IgE와 IgG1항체는 둘 다 마우스 모델에서 아나필락시스를 매개하는 것으로 알려져 있다. 그리하여, OVA 유도 식품 알레르기에서 알로에 다당체의 복용이 TH2 반응 항체인 IgE와 IgG1의 농도에 영향을 끼치는지 확인을 해 보았다. OVA 유도를 시행하고 1시간 후, 마우스의 피를 뽑아 혈청을 분리하고, 혈청 내 OVA-특이적 Igs의 농도를 확인해 본 결과, 1차 실험결과(a), (a)와 유사하게 2차 실험에서도 그룹 1"에 비해 그룹 2"에서 유의적으로 OVA-특이적 IgE와 IgG1 농도가 증가하였고 알로에 다당체의 농도에 따라 농도 의존적으로 유의성 있게 감소하는 현상을 확인하였다.
1,2차 실험 결과를 종합해 보았을 때 항원에 노출되어 증가한 OVA-특이적 Igs의 농도가 증가하여 식품 알레르기가 유발된 것을 알로에 다당체를 투여함으로 인해 OVA 유도 식품 알레르기 유발을 억제되는 효과가 있음을 입증하였다(c), (c).
5. OVA 유도 식품 알레르기 모델에서 알로에 다당체 투여 유무 및 농도에 따른 혈청 내 염증성 T H 1 ( IFN -γ) 및 T H 2 ( IL -4) 사이토카인 발현 비교 확인
TH2 사이토카인의 발현은 아나필락시스 발현에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져있다. 대표적인 TH2 사이토카인인 IL-4는 Mast cell의 증식과 활성화를 증대시키며 FcεRI 의 발현을 유발하고 과립 단백을 증가시키는 등 아나필락시스의 발현에 필수적인 역할을 한다고 알려져 있다. 따라서, OVA 유도 식품알레르기 모델의 발현 및 알로에 다당체의 억제효과를 확인하고자, 혈청 내 IL-4 발현을 확인하는 실험을 진행하였다.
도 10는 식품알레르기 질환모델에서 알로에 다당체의 농도별 투여에 따른 IL-4 농도를 나타낸 그래프로, (a)는 1차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이고, (b)는 2차 실험에 따른 실험 모델에 대한 결과이며, (c)는 1, 2차 실험 결과를 종합한 결과이다.
혈청 내 IL-4의 발현을 비교해 본 결과, 1차 실험당시에 그룹 1'에 비해 그룹 2'에서 IL-4의 농도가 증가하는 양상이 보이긴 하였으나 유의적인 경향을 확인하기 어려웠던 결과에 비해(a) 군 당 마리 수를 늘려 2차 실험을 진행해 보았을 때, 그룹 1"에 비해 IL-4의 농도가 그룹 2"에서 유의적으로 증가하였고, 알로에 다당체를 투여하였을 때, 발현이 농도 의존적으로 억제되는 결과를 얻을 수 있었다(b).
1, 2차 실험 결과를 토대로 OVA 유도 식품 알레르기가 발현되었을 때 증가한 IL-4의 농도가 알로에 다당체를 고용량으로 투여함으로 인해 유의적으로 그 농도가 감소하는 것으로 보아, 알로에 다당체가 TH2 사이토카인인 IL-4 발현 억제에 효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다 (c).

Claims (10)

  1. 5 내지 400kDa 분자량을 갖는 가공된 알로에 다당체(MAP, Modified Aloe Polysaccharides)를 함유하는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 알로에 다당체는 알로에 베라로부터 수득되는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 알로에 다당체는 IgE 및 IgG1 항체 및 IL-4 사이토카인의 발현을 억제하는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 알로에 다당체는 식품 알레르기 반응을 억제하는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    200 내지 400kDa의 분자량, 50kDa 내지 200kDa의 분자량 및 5 내지 50kDa의 분자량을 갖는 알로에 다당체를 각각 1: 1~7: 1~80의 비율로 함유하는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 총 중량에 대하여, 상기 알로에 다당체는 10 내지 25중량%로 포함되는,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 조성물의 1회 투여량은 200 내지 400 mg/day인,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 조성물의 1회 투여량은 800 내지 1000 mg/day인,
    식품 알레르기 개선용 알로에 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물을 포함하는 약학 조성물.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 식품 알레르기 개선용 알로에 조성물을 포함하는 건강 식품.
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