KR20180041062A - 갈색 지방화 유도용 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 특정 천연 식물 추출물, 더 구체적으로는 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도용 조성물 및 이의 방법에 관한 것이다.

Description

갈색 지방화 유도용 조성물{Composition for inducing brown fat cells}
본 발명은 특정 천연 식물 추출물, 더 구체적으로는 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도용 조성물 및 이의 방법에 관한 것이다.
비만이란 단순히 체중이 많이 나가는 것을 의미하기보다 '체내에 과다하게 많은 양의 체지방이 쌓여 있는 상태'를 말한다. 즉, 근육량이 많고, 체지방의 증가는 없는 드문 경우에는 체중이 많이 나가더라도 비만이라고 할 수 없으며, 또한 전신의 체지방 축적보다는 '복부 비만'이 중요하다는 사실이 알려지게 되었고, 최근에는 피하지방보다는 복강 내 내장지방의 축적이 중요한 의미를 갖는다는 연구 결과들이 축적되면서 '내장지방형 비만'이라는 용어도 사용되고 있다.
1996년 세계보건기구가 '비만은 장기 치료가 필요한 질병'으로 규정한 이래로 현재 21세기 인류가 극복해야 할 중요한 질병 중 하나로 여겨지고 있다.
비만은 만성적으로 섭취하는 영양분에 비해 에너지소비가 적을 때 여분의 에너지가 체지방의 형태로 축적되는 현상으로, 먹는 것에 비해 활동이 부족할 때 생기는 것이다. 그러나 이러한 단순한 개념에도 불구하고, 다양한 신경내분비학적 물질들과 에너지 대사에 관련되는 여러요소들의 이상이 유전적 또는 현상적으로 아주 복잡하게 연관되어 나타난다. 불규칙한 식습관, 과다한 음식 섭취, 운동부족, 내분비계통 질환, 유전적 요인, 정신적 요인 및 약물 등이 현실적인 원인이 될 수 있다.
비만의 증상은 겉으로 드러나는 현상과 숨찬 증상, 관절통 이외에도 심혈관 질환, 고혈압, 고인슐린혈증 등과 같은 각종 합병증에 의해 매우 다양한 증상들이 나타날 수 있으며, 더욱 심각하게는 사망의 위험도 높일 수 있다.
체내의 지방세포는 백색 지방조직(White adipose tissue, WAT)과 갈색 지방조직(Brown adipose tissue, BAT)으로 나뉜다. 백색 지방세포는 피하, 내장주위 등 몸 전체에 폭넓게 분포하며 몸 세포의 1%를 차지하고 있고, 이 백색 지방세포의 수는 한번 증가하면 거의 감소하지 않은 채 에너지의 과잉 섭취에 따라 세포 내에 축적되어 비대해진다. 반면, 갈색 지방조직은 목 주위, 겨드랑이 밑, 견갑골 주위, 심장, 신장에 존재하며 많은 양의 미토콘드리아를 함유하고 있어 갈색을 띠고, 산열작용을 하는 것으로 알려져 있다. 특히, UCP(uncoupling protein)는 갈색지방조직의 미토콘드리아에서만 존재하는 단백질로, 남은 에너지를 열로 변환시켜 방출하는 역할을 한다. UCP1은 갈색 지방세포 특이적으로 발현이 되며 미토콘드리아 내막에 위치하며, 미토콘드리아에서 산화적 인산화에 의한 ATP 합성을 감소시킴과 동시에 열을 발생시킨다. 즉, 백색 지방세포와는 달리 지방의 연소 작용이 일어난다.
생체조직 내에 축적되어 있는 지방을 산화시켜 열을 생성시키는 기능을 가지는 갈색지방조직은 환경 기온에 반응한다. 추운 환경에서는 갈색 지방조직의 수와 양이 증가하고, 더운 환경에서는 갈색 지방조직이 감소한다. 한 실험 결과에 의하면, 갈색지방조직 내의 UCP 단백질은 동물을 자연 상태의 온도에서 키웠을 때 빠른 속도록 퇴화되다가 추위에 노출되었을 때에 다시 증가하는 것이 관찰되었다.
갈색 지방조직의 활발한 에너지 대사능이 여러 연구를 통해 증명되었고, 따라서 갈색지방 활성화를 통한 에너지 소비, 궁극적으로 비만치료 표적기관으로 이용 가능성이 크게 주목을 받고 있다.
갈색 지방 연구에 있어서 무엇보다도 중요한 현상은 지방 저장형 백색 지방이 지방 연소형 갈색지방으로 전이될 수 있다는 것이다. 이는 백색 지방의 갈색지방화(browning of white adipose tissue)라 불리며, 베이지 지방세포(Beige adipocyte, brown in white)라는 새로운 세포 타입의 기원 및 정체성을 밝힘으로써 이들 세포의 비만치료를 위한 임상학적 확대 응용이 기대되고 있다. 백색 지방의 갈색지방화는 아드레너직 수용체 효현제를 이용하여 1970년대 이후로 꾸준히 연구 되었으며, 특히 지방조직에 특이하게 발현하는 베타3 아드레너직 수용체의 발견과 더불어 분자적 수준의 연구가 본격화된 바 있다. 최근 들어 아드레너직 수용체를 경유하지 않은 갈색 지방화 유도물질에 대한 국내외 연구가 활발히 진행되어 새로운 개념의 비만 치료제 연구에 희소식이 될 것으로 예상된다.
한편, 현재 사용되는 비만 치료제는 중추신경계에 작용하여 식욕에 영향을 주는 약제, 중추 신경계 혹은 말초에 작용하는 열 생성 촉진제 및 위장관에 작용하여 흡수를 저해시키는 약제로 구분할 수 있다.
중추신경계에 작용하여 식욕에 영향을 주는 약제 대부분은 주로 뇌의 식욕조절 신경전도 물질인 노르에피네프린, 세로토닌, 도파민 등의 효용을 증가시켜 식욕억제를 유발한다. 하지만 불면, 입마름, 변비, 도취감, 빈맥, 고혈압 등의 부작용이 발생할 수 있으며, 아직 장기간의 안정성은 확립되어있지 않다.
영양분 흡수 억제 약물은 중성지방과 유사한 구조를 가지고 있어 장내에서 위장관 리파제와 결합하여 식사를 통해 섭취한 지방이 장내에서 흡수될 수 있는 유리지방산과 monoacylglycerol 형태로 가수분해되는 것을 방해하여 섭취한 지방의 소화와 흡수를 억제하는 작용을 하지만, 변절박증, 대변실금, 지방변 및 대변 횟수 증가 등의 부작용이 있다.
내인성 카나비노이드 수용체 대항제는 섭식 자극 중추인 melanocortin과 mesolimbic 경로를 포함한 중추신경계 내의 여러 식욕부진 및 식욕유발 경로와 상호작용을 하여 식욕을 조절한다고 알려져 있으며, 빈번한 부작용으로는 구역, 현기증, 설사 및 불면증 등이 있고, 특히 우울증 혹은 불안 등의 정신과적인 질환 및 간 기능장애 등이 있었던 환자에게 사용은 각별한 주의가 필요로 한다.
상기의 여러 가지 비만 치료제가 존재함에도 불구하고 현저히 뚜렷한 비만 치료 효과를 보이는 약물은 없으며, 상당수의 비만 치료제가 식욕억제, 장내 지방흡수 억제 등의 부수적인 요인들을 치료하는 것에 지나지 않으며, 지방 세포 내의 지방 축적 방지 또는 열량소모 등의 근본적인 문제 해결을 할 수 있는 약물에 대한 연구는 아직 미비한 실정이다.
이에, 본 발명자들은 일반 합성약품이나 호르몬제 등에 비해 부작용이 적고, 생체에 독성이 적은 천연 식물 소재를 활용하여 부작용을 초래하지 않으며, 비만 또는 대사성 질환 예방, 치료 및 예방에 효과적인 천연 식물 추출물 유래 조성물을 개발하기 위하여 예의 노력한 결과, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유 각각의 추출물이 백색 지방세포를 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화를 유도하며, UCP-1 단백질 활성을 증가시키는 효과가 있음을 발견하고, 본 발명을 완성하였다.
1. 한국 공개특허 특2003-0084026 2. 한국 공개특허 10-2006-0007105
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본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 백색 지방세포에 처리하는 단계를 포함하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선을 위한 약학 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선을 위한 건강기능 식품 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는, 백색 지방세포의 갈색지방화 유도용 조성물을 제공한다.
이때, 상기 금모구척은 금모구척(金毛狗脊), 부개(扶盖), 백지(百枝), 구청(狗靑), 구척(苟脊), 강려, 부근(扶筋)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 상기 반하는 반하(半下), 지문(地文), 수옥(水玉), 수전(守田), 시고(示姑), 양안반하(羊眼半夏), 끼무릇으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다. 또한, 상기 천초는 조피나무, 초피(花椒), 제피, 젠피, 천초(川椒), 대초(大椒), 진초(秦椒), 촉초(蜀椒), 남초(南椒), 파초(巴椒)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있고, 상기 자소엽은 자소엽(紫蘇葉), 소엽(蘇葉), 자소(紫蘇), 차조기, 차즈기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있으며, 상기 오수유는 오수유(吳茱萸), 당수유(唐茱萸), 약수유(藥茱萸)나무, 오유(吳萸)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종일 수 있다.
상기 추출물은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 조추출물, 극성용매 가용 추출물 또는 비극성용매 가용 추출물일 수 있으며, 조추출물은 정제수를 포함한 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 용매로부터 가용한 추출물이 바람직하고, 상기 극성용매 가용 추출물은 물, 에탄올, 부탄올 또는 이등의 혼합용매로부터 선택되어진 용매로부터 가용한 추출물이 바람직하며, 상기 비극성용매 가용 추출물은 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄 또는 에틸아세테이트에 가용한 추출물이 바람직하다.
특히, 본 발명의 추출물은 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 사용하여 추출하는 것이 더욱 바람직하고, 열수 추출물 또는 에탄올 추출물인 것이 가장 바람직하며, 특히는 50~100%의 에탄올추출물일 수 있다.
본 발명의 추출물은 UCP-1(uncoupling protein-1)의 발현을 증가시켜 백색 지방세포의 갈색지방화를 유도할 수 있을 것이다.
상기 UCP-1(uncoupling protein-1)은 갈색 지방조직의 미토콘드리아에서만 존재하는 단백질로, 남은 에너지를 열로 변환시켜 방출하는 역할을 한다. UCP1은 갈색지방세포 특이적으로 발현이 되며 미토콘드리아 내막에 위치하며, 미토콘드리아에서 산화적 인산화에 의한 ATP 합성을 감소시킴과 동시에 열을 발생시킨다. 또한, 베이지 지방세포는 건강에 유해한 백색 지방세포에서 운동이나 추위 등의 자극에 의해 유도되며 백색 지방세포의 형질은 감소되나 갈색 지방세포의 특징을 갖게 되어 UCP-1의 발현을 증가하는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 다른 구체예로서, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물을 백색 지방세포에 처리하는 단계를 포함하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도방법을 제공한다.
또한, 본 발명을 다른 구체예로서, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선을 위한 약학 조성물을 제공한다.
상기의 비만은 살이 쪄서 몸이 뚱뚱한 것으로 체내에 지방조직이 과다한 상태를 말하며, 상기의 대사성 질환은 몸의 각 기관의 신진대사가 원활하지 못하여 나타나는 질병으로, 주요 증상은 혈당 대사이상으로 인한 당뇨병, 지질대사(lipid metabolism) 이상으로 인한 중성지방 증가, 고밀도 콜레스테롤, 나트륨 성분 증가로 인한 고혈압, 요산 증가로 인한 통풍(痛風) 등이 있다.
또한, 본 발명의 다른 구체예로서, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선을 위한 건강기능 식품 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 포함하는 조성물은 열량소모의 열 발생시 주요한 역할을 하는 UCP-1의 발현을 증가시킴으로, 백색 지방세포의 갈색 지방화를 유도하고, 세포독성이 거의 없으므로, 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선을 위한 의약품, 가공식품, 기능성 식품, 식품첨가제, 기능성 음료, 및 음료 첨가제 등의 조성물의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.
도 1은 금모구척 추출물의 세포 안전성(MTT 분석)을 나타낸 그래프이다.
도 2는 금모구척 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기 감소를 보여주는 세포 사진이다.
도 3는 금모구척 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 갈색 지방화 유도 효과를 확인하기 위한 바이오 마커인 UCP-1의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 4은 반하 추출물의 세포 안전성(MTT 분석)을 나타낸 그래프이다.
도 5는 반하 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기 감소를 보여주는 세포 사진이다.
도 6는 반하 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 갈색 지방화 유도 효과를 확인하기 위한 바이오 마커인 UCP-1의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 7은 천초 추출물의 세포 안전성(MTT 분석)을 나타낸 그래프이다.
도 8는 천초 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기 감소를 보여주는 세포 사진이다.
도 9는 천초 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 갈색 지방화 유도 효과를 확인하기 위한 바이오 마커인 UCP-1의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 10은 자소엽 추출물의 세포 안전성(MTT 분석)을 나타낸 그래프이다.
도 11는 자소엽 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기 감소를 보여주는 세포 사진이다.
도 12는 자소엽 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 갈색 지방화 유도 효과를 확인하기 위한 바이오 마커인 UCP-1의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 13은 오수유 추출물의 세포 안전성(MTT 분석)을 나타낸 그래프이다.
도 14는 오수유 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기 감소를 보여주는 세포 사진이다.
도 15는 오수유 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 갈색 지방화 유도 효과를 확인하기 위한 바이오 마커인 UCP-1의 발현을 나타낸 그래프이다.
도 16은 각 OBET 시료에 의한 비만 개선 효과를 확인하기 위한 체중 변화를 나타낸 그래프이다.
도 17은 각 OBET 시료에 의한 각 조직의 지방 무게 감소를 나타낸 그래프로, (a)는 지방의 무게 비교; (b)는 조직의 무게 비교를 보여준다.
도 18은 각 OBET 시료에 의한 지방 무게(fat mass) 및 제지방 무게(fat free mass)를 나타낸 그래프로, (a)는 지방 무게; (b)는 제지방 무게를 보여준다.
도 19는 각 OBET 시료에 의한 각 조직의 크기를 측정한 이미지이다.
도 20은 각 OBET 시료에 의한 혈당 변화를 확인한 그래프로, (a)는 혈중 글루코스의 농도 변화; (b)는 OGTT 측정결과; (c)는 글루코스 내성을 비교한 그래프이다.
도 21은 각 OBET 시료에 의한 사료 섭취량을 비교한 그래프이다.
도 22는 각 OBET 시료에 의한 심부 체온(core temperature)를 측정하여 비교한 그래프이다.
도 23은 각 OBET 시료에 의한 에너지 소모(energy expenditure) 변화를 나타낸 그래프로, (a)는 에너지 소모 변화; (b)는 VO2, VCO2의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 24는 각 OBET 시료에 의한 갈색 지방화 마커 mRNA 및 단백질의 발현을 확인한 결과로, (a)는 갈색 지방화 마커 mRNA 발현을 비교한 그래프; (b)는 갈색 지방화 마커 단백질의 발현을 확인한 웨스턴 블랏의 결과이다.
본 발명에서 사용되는 용어에 대한 정의는 이하와 같다.
"추출물"은 생약을 적절한 침출액으로 짜내고 침출액을 증발시켜 농축한 제제를 의미하는 것으로, 이에 제한되지는 않으나, 추출처리에 의해 얻어지는 추출액, 추출액의 희석액 또는 농축액, 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 이들의 조정제물 또는 정제물일 수 있다. 본 발명에서는 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 조추출물, 극성용매 가용추출물 또는 비극성용매 가용 추출물일 수 있다. 추출물은 당업계에 공지된 일반적인 추출방법, 분리 및 정제방법을 이용하여 제조할 수 있다. 상기 추출방법으로는, 이에 제한되지는 않으나, 바람직하게 열탕 추출, 열수 추출, 냉침 추출, 환류 냉각 추출 또는 초음파 추출 등의 방법을 사용할 수 있다. 본 발명의 명세서에서는 분획물 또한 상기 추출물에 포함된다.
"조추출물"은 정제수를 포함한 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 용매, 바람직하게는 물 및 에탄올 혼합용매, 보다 바람직하게는 50~100% 에탄올에 가용한 추출물을 포함한다.
"극성용매 가용 추출물"은 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택되어진 용매, 바람직하게는 물 또는 에탄올에 가용한 추출물을 포함한다.
"비극성용매 가용 추출물"은 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 또는 에틸아세테이트, 바람직하게는 헥산, 디클로로메탄 또는 에틸아세테이트, 보다 바람직하게는, 헥산 또는 에틸아세테이트 용매에 가용한 추출물을 포함한다.
"담체(carrier)"는 세포 또는 조직 내로의 화합물의 부가를 용이하게 하는 화합물로 정의된다. 예를 들어, 디메틸술폭사이드(DMSO)는 생물체의 세포 또는 조직 내로의 많은 유기 화합물들의 투입을 용이하게 하는 통상 사용되는 담체이다.
"희석제(diluent)"는 대상 화합물의 생물학적 활성 형태를 안정화시킬 뿐만 아니라, 화합물을 용해 시키는 물에서 희석되는 화합물로 정의된다. 버퍼 용액에 용해되어 있는 염은 당해 분야에서 희석제로 사용된다. 통상 사용되는 버퍼 용액은 포스페이트 버퍼 식염수이며, 이는 인간 용액의 염 상태를 모방하고 있기 때문이다. 버퍼 염은 낮은 농도에서 용액의 pH를 제어할 수 있기 때문에, 버퍼 희석제가 화합물의 생물학적 활성을 변형하는 일은 드물다.
"대상" 또는 "환자"는 인간, 소, 개, 기니피그, 토끼, 닭, 곤충 등을 포함하여 치료가 요구되는 임의의 단일 개체를 의미하며, 또한, 임의의 질병 임상 소견을 보이지 않는 임상 연구 시험에 참여한 임의의 대상 또는 역학 연구에 참여한 대상 또는 대조군으로 사용된 대상이 대상에 포함된다.
"조직 또는 세포 샘플"은 대상 또는 환자의 조직으로부터 얻은 유사한 세포의 집합체를 의미한다. 조직 또는 세포 샘플의 공급원은 신선한, 동결된 및/또는 보존된 장기 또는 조직 샘플 또는 생검 또는 흡인물로부터의 고형 조직; 혈액 또는 임의의 혈액 구성분; 대상의 임신 또는 발생의 임의의 시점의 세포일 수 있다. 조직 샘플은 또한 1차 또는 배양 세포 또는 세포주일 수 있다.
"비만(obesity)"은 체지방이 과도한 상태를 말하는 것으로, 임상적으로 체질량지수가 한국의 경우 25, 세계보건기구(WHO)에 의하면 30 이상인 경우를 의미한다. 이때 체질량지수(body mass index; BMI)는 신장의 제곱에 대한 체중(kg/m2)으로 계산된다. 일반적으로 체중이 정상치보다 높은 경우를 의미하지만 체중이 많이 나가지 않더라도 몸의 구성성분 중 체지방의 비율이 높은 경우 비만이라고 진단하며, 성인과 어린이 모두에서 발병하는 질환이다.
"항비만(anti-obesity)"라는 용어를 비만 예방, 치료 또는 개선을 모두 포함하는 의미로 사용한다.
"지방 세포" 또는 "아디포스 세포"라는 용어는 백색 지방세포, 베이지 지방세포 및 갈색 지방세포 둘 모두를 포함한다. "갈색 지방세포" 및 "갈색 아디포스 세포"라는 용어는 상호교환 가능하게 사용된다. "동맥-유래 세포" 및 "지방세포 전구세포"라는 용어는 갈색 지방세포-유사 세포로 분화하도록 증식 및 유도될 수 있는 세포를 말한다. 지방 세포 전구 세포는 동맥-유래 세포, 예를 들어 내유 동맥 세포 (iMAC), 및 갈색 지방세포-유사 세포를 생성하도록 분화될 수 있는 다른 세포를 포함하지만, 이에 한정되지 않는다.
"증식하다", "증식" 또는 "증식되다"라는 용어는 "확장하다", "확장" 또는 "확장되다"라는 단어와 상호교환 가능하게 사용될 수 있다.
"투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 본 발명의 약학적 조성물을 제공하는 것을 의미한다.
"분화하다" 및 "분화"라는 용어는 상대적으로 특수하지 않은 세포 (예를 들어, 미분화 세포, 예를 들어 다계열-유도성 세포)가 성숙 세포의 특징적인 특수한 구조적 및/또는 기능적 특징을 획득하는 과정을 말한다. 전형적으로, 분화 동안, 세포 구조는 변경되며, 조직-특이적 단백질이 나타난다. "지방세포 형성적 분화"는 미분화 세포가 지방 세포, 예를 들어 갈색 지방 세포의 특징적인 하나 이상의 특성 (예를 들어, 형태적, 생화학적 또는 기능적 특성)을 획득하는 과정이다. 당업자라면 "갈색 지방세포-유사 세포"가 MSC, 지방 세포 전구 세포, 전지방세포 및 동맥-유래 세포로부터 유래된 갈색 지방 세포를 포함함을 알 것이다.
"갈색 지방세포화"라는 용어는 지방 저장형 백색 지방이 지방 연소형 갈색 지방으로의 전이 또는 분화하는 과정 및 얻어진 갈색 지방의 특성을 가지는 세포를 포함하는 것을 말한다. "전이"는 물질이 하나의 상태에서 다른 상태로 변화하는 현상으로, 백색 지방세포가 갈색 지방세포의 특성을 획득하여 갈색 지방세포화 되는 것을 포함한다. 본 발명에서의 "백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용"이라는 의미는 백색 지방세포가 갈색 지방세포만이 가지는 특징적인 구조 및/또는 기능을 획득하도록 하는 용도를 의미하는 것으로, 비갈색 또는 비베이지 지방세포가 갈색 또는 베이지 지방세포화되도록 하는 용도를 포함한다.
"바이오마커", "표면 마커" 및 "마커"라는 용어는 상호교환 가능하게 사용되며, 세포의 표면 상에서 발현되는 단백질, 당단백질, 수용체 또는 다른 분자를 말하는데, 이는 세포의 확인을 돕는 역할을 한다. 일반적으로 세포 표면 마커는 당업자에 의해 공지된 종래의 방법으로 검출될 수 있다. 세포 표면 마커의 검출 방법의 구체적인, 비제한적인 예로는 면역조직화학법 (immunohistochemistry), 형광 활성화 세포 분류법 (fluorescence activated cell sorting; FACS), 또는 효소적 분석법이 있다.
"유효량"은, 이롭거나 바람직한 임상적 또는 생화학적 결과에 영향을 주는 적절한 양이다. 유효량은 한번 또는 그 이상 투여될 수 있다. 본 발명의 목적을 위하여, 유효량은 질병 상태의 진행을 일시적으로 완화, 개선, 안정화, 되돌림, 속도를 늦춤 또는 지연시키는데 적절한 양이다. 만약, 수혜동물이 조성물의 투여에 견딜 수 있거나, 조성물의 그 동물에의 투여가 적합한 경우라면, 조성물은 "약학적으로 또는 생리학적으로 허용 가능함"을 나타낸다. 투여된 양이 생리학적으로 중요한 경우에는 상기 제제는 "치료학적으로 유효량"으로 투여되었다고 말할 수 있다. 상기 제제의 존재가 수혜 환자의 생리학적으로 검출 가능한 변화를 초래한 경우라면 상기 제제는 생리학적으로 의미가 있다.
"치료하는"이란 용어는, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미한다. 본원에서 사용된 바와 같이, '치료'란 용어는 '치료하는'이 상기와 같이 정의될 때 치료하는 행위를 말한다.
"예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만의 발병을 억제 또는 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 비만의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
"건강 기능식품"이란, 일반 식품에 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 첨가함으로써 일반 식품의 기능성을 향상시킨 식품을 의미한다. 기능성은 물성 및 생리기능성으로 대별될 수 있는데, 본 발명의 추출물을 일반식품에 첨가할 경우, 일반 식품의 물성 및 생리기능성이 향상될 것이고, 본 발명은 이러한 향상된 기능의 식품을 포괄적으로 '건강 기능식품'이라 정의한다.
"약"이라는 것은 참조 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이에 대해 30, 25, 20, 25, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 또는 1% 정도로 변하는 양, 수준, 값, 수, 빈도, 퍼센트, 치수, 크기, 양, 중량 또는 길이를 의미한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에서는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 개재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 도입된다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 특정 천연 식물 추출물 용도에 관한 것으로, 특정 천연 식물 추출물이 내포하고 있는 특정 생리활성 및 기능의 발휘에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명에서 천연 식물로 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 조성물과 제조방법 및 그 용도에 관한 것으로, 이러한 추출물이 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화(전이)를 유도하고 촉진하는 기능에 관한 것이다. 그리고 이러한 기능에 의해 갈색 지방 분화 마커인 UCP1의 발현을 증가시키고 백색 지방의 축적을 감소시킨다.
유효식물
금모구척
구척은 열대지방에서 서식하는 금모구척(Cibotium barometzJ. Smith)으로, 뿌리줄기를 약용으로 사용하며, 구척과(Dicksoniaceae)에 속한다.
금모구척(金毛狗脊)은 부개(扶盖), 백지(百枝), 구청(狗靑), 구척(苟脊), 강려, 부근(扶筋)으로도 불린다.
한방 문헌에 근거하여 민간에서는 구척이 근골을 강하게 해주는 효능이 있는 것으로 기록되어 있으며 구전되어 전해지는데 금모구척의 성분으로는 오니틴(onitin), 오니틴 4-O-베타-디-알로피라노시드(onitin 4-O-β-D-allopyranoside), 오니틴 4-O-베타-디-글루고피라노시드(onitin 4-O-β-D-glucopyranoside), 프테로신 알(pterosin R ; 4-deoxy, 4-chloro-onitin)이 알려져 있으며 오니틴은 평활근 이완작용이 있는 것으로 밝혀져 있다.
또한, 약 30%의 전분과 아스피디올(aspidiol), 탄닌(tannin) 등이 있으며, 약리작용으로는 심근의 혈류량 증가 와 지혈작용 등이 보고되어 있다.
본 발명의 일 태양으로, 상기 금모구척 추출물 또는 분획물을 이용한다.
상기 추출물 또는 분획물은 상기 금모구척의 다양한 부위로부터 추출 또는 분획될 수 있다.
상기 금모구척 분획물은 금모구척 추출물을 유기용매를 이용해 비극성에서 극성으로 분획하는 과정을 통해 각 용매 분획물로서 얻을 수 있다. 분획하기 위한 적절한 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
반하
반하(半夏)는 천남성과의 여러해살이풀로 학명은 Pinellia ternata이며, 끼무릇이라고도 부른다. 한국 각처의 밭에서 나는 여러해살이풀로서 땅 속에 공 모양의 덩이줄기가 있으며, 잎은 뿌리에서 나온 긴 잎자루 끝에 달리며, 잎몸이 3개의 작은 잎으로 나뉘어 있는데, 작은 잎은 긴 타원형으로 길이는 5-10cm 정도이다. 꽃줄기는 높이가 25-35cm 정도이다. 불염포는 길이 5-6cm 정도인데, 중간부분 아래는 말려서 통 모양이 되며 녹색 또는 자색을 띤다. 한편, 육수꽃차례의 아랫부분은 불염포와 합쳐져 있어 한쪽 부분에만 암꽃이 빽빽하게 달린다. 반면, 가운데 부분에는 수꽃이 몰려 달리며, 그 위쪽은 꽃이 달리지 않고 길이 약 8cm 정도의 길쭉한 부속체가 된다. 꽃덮이는 없고, 수꽃에는 2개의 수술대가 없는 꽃밥이 있다. 씨방은 1개의 방을 가지며, 안에는 1개의 밑씨가 만들어진다.
반하(半下)의 이명은 반하(半下), 지문(地文), 수옥(水玉), 수전(守田), 시고(示姑), 양안반하(羊眼半夏)이며, 끼무릇으로도 불린다.
반하에는 정유, 베타 시토스테롤과 배당체, 콜린, 글루콘산, 아스파라긴산, 아르기닌, 리진, 포도당, 람노즈 등이 있고 기름과 1.9%의 화분(마그네슘 약 49%, 칼시움 약 15%), 프로토아네모닌과 비슷한 점막자극물질, 휘발성알칼로이드, 0.002%의 에페드린이 있다. 뿌리껍질에는 아린 맛이 있는 호모겐티산이 있다.
반하는 위염과 위궤양에 효과가 있는 약초로, 속이 더부룩하고 매스껍거나 토할 때 반하 달인 물을 먹으면 위장에 좋다고 알려져 있으며, 가래가 끓거나 기침이 심한 경우에도 효과가 있다고 전해진다. 약리작용으로 거담, 진해, 구토진정, 규폐증 예방, 항암작용 등이 보고되었다.
반면에 반하는 맵고 쓰며 독이 있는 약초이기 때문에 독이 있는 날 것으로 섭취하는 것은 위험하며, 특히 어린아이나 아기를 가진 산모는 복용해서는 안되고, 또한 약재로 만들 때에도 채취한 뿌리를 햇빛이나 불에 말려서 소금물에 일정 시간 담가서 쓰고 맵고 아린 맛을 제거한 후 사용해야 한다.
본 발명의 일 태양으로, 상기 반하 추출물 또는 분획물을 이용한다.
상기 추출물 또는 분획물은 상기 반하의 다양한 부위로부터 추출 또는 분획될 수 있다.
상기 반하 분획물은 반하 추출물을 유기용매를 이용해 비극성에서 극성으로 분획하는 과정을 통해 각 용매 분획물로서 얻을 수 있다. 분획하기 위한 적절한 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
천초
천초(川椒)는 운향과에 속하는 식물로, 조피나무, 초피(花椒)라고도 하며 지역에 따라 제피, 젠피 등으로도 부른다. 천초(川椒), 대초(大椒), 진초(秦椒), 촉초(蜀椒), 남초(南椒), 파초(巴椒) 등으로도 불린다. 천초는 우리나라의 중남부 지역, 중국의 남부에서 주로 나고 8-10월경 채취한다.
동의보감에서 천초는 그 성질이 맵고, 독이 있으며, 속을 따뜻하게 하며 피부에 죽은 살, 한습비로 아픈 것을 낫게 하며, 한랭기운을 없애 주고 귀주, 고독(蠱毒)을 낫게 하며, 벌레독이나 생선독을 없애며 치통을 멈추고 성기능을 높이며 음낭에서 땀나는 것을 멈추게 하고, 또한 허리와 무릎을 덥게 하며 오줌횟수를 줄이고 기를 내려가게 한다고 기술하고 있다.
천초은 온중지통(溫中止痛), 지사(止瀉), 살충(殺蟲)의 효능을 보인다. 천초는 비위(脾胃)에 찬 기운으로 인한 복통, 구토, 설사를 일으킬 때 사용하며, 치통에 달인 물로 양치질을 하거나 환부에 붙여서 치료하고, 폐신(肺腎)이 허약하고 차서 천식을 일으키거나 요통과 다리가 얼음장같이 찬 증상에도 쓰인다. 또한, 살충작용이 있어 회충을 구제하고, 옴이나 버짐, 부인의 음부가려움증, 남자의 음낭습진 등에 달인 물로 환부를 세척하여 증상을 완화시키고, 종자(초목)는 이뇨작용이 있으므로 몸이 부었을 때 쓰이며, 천식을 가라 앉힌다.
천초의 약리작용으로는 국부마취작용, 장관연동작용, 향균 작용 등이 보고되었다.
또한, 천초의 새 잎은 채취하여 음지에서 말린 다음 국 등의 음식에 넣어서 먹고 열매와 종자는 가을에 채취하여 가루를 내어 향신료로 사용한다. 한국에서는 추어탕이나 매운탕과 같은 어탕의 비린내를 없애기 위해 천초 열매 껍질을 사용한다. 뿐만 아니라 사천요리, 귀주요리 등의 중화 요리와 티벳 요리에서도 향신료로 널리 사용된다. 또한 과피를 식물성 기름에 담가 성분을 용출시키는 것을 ‘화쟈이오유’(花椒油)라고 하며 조미료로 사용된다.
본 발명의 일 태양으로, 상기 천초 추출물 또는 분획물을 이용한다.
상기 추출물 또는 분획물은 상기 천초의 다양한 부위로부터 추출 또는 분획될 수 있다.
상기 천초 분획물은 천초 추출물을 유기용매를 이용해 비극성에서 극성으로 분획하는 과정을 통해 각 용매 분획물로서 얻을 수 있다. 분획하기 위한 적절한 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
자소엽
자소엽은 깻잎과 같은 꿀풀과에 속하는 한해살이 식물로, 한방에서 약재로 이용되고 어린 잎과 열매는 식용으로 이용된다. 줄기는 곧게 서고 높이가 20∼80cm이며 단면이 사각형이고 자줏빛이 돌며 향기가 있다. 한방에서는 잎을 소엽, 종자를 자소자(紫蘇子)라고 하여 발한·진해·건위·이뇨·진정 및 진통제로 사용한다. 생선이나 게를 먹고 식중독에 걸렸을 때 잎의 생즙을 마시거나 잎을 삶아서 먹는다.
자소엽의 주요성분은 비타민K(680mg/100g 자소엽), 나이아신(비타민B3), 칼륨, 철, 마그네슘, 아연 등의 비타민과 미네랄을 포함하며, 안토시아닌계 색소, 베타카로틴류 색소 등의 플라로보노이드와 페릴알데히드, L-리모넨, 알파-피넨, 쿠믹산, 페릴알코올 등의 방향성 정유 성분 및 EPA의 불포화지방산이 포함된다.
자소엽(紫蘇葉)의 이명은 자소엽(紫蘇葉), 소엽(蘇葉), 자소(紫蘇), 차조기, 차즈기이며, 차조기 잎 말린 것을 자소엽이라 칭한다.
동의보감에 기록된 자소엽은 맛이 맵고 성질이 따뜻해서 몸의 냉기를 없애주고 찬 기운으로 생기는 감기에 좋다고 되어있다. 또한 소화와 비위를 좋게 하고 입맛을 돋우며, 혈액순환을 좋게 하고 몸을 따뜻하게 하여 땀을 잘나게 해준다.
자소엽은 기침, 가래, 만성기관지염을 완화하는데 도움을 주며, 오한과 발열 등의 감기 증상에도 효능이 있고, 자소엽에 함유된 페릴알데이드 등의 방향성 정유 성분은 항균, 방부 작용이 있어 식중독을 예방하는 효과가 있다. 또한 자소엽에는 염증을 억제하는 비타민K의 함량이 풍부하여 염증개선 작용을 한다고 알려져 있어 알레르기, 아토피, 피부염 등을 개선시키며, EPA성분(오메가3, 불포화지방산) 등 자소엽의 성분들이 전체적인 몸의 면연력을 정상화시킨다고 알려져 있다. 자소엽의 풍부한 비타민과 미네랄 성분은 탈모 개선에 도움을 주며, 자소엽, 어송초, 녹차를 같이 이용하면 탈모를 예방하고 발모를 촉진하는데 도움을 준다고 알려져 있다.
본 발명의 일 태양으로, 상기 자소엽 추출물 또는 분획물을 이용한다.
상기 추출물 또는 분획물은 상기 자소엽의 다양한 부위로부터 추출 또는 분획될 수 있다.
상기 자소엽 분획물은 자소엽 추출물을 유기용매를 이용해 비극성에서 극성으로 분획하는 과정을 통해 각 용매 분획물로서 얻을 수 있다. 분획하기 위한 적절한 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
오수유
오수유(吳茱萸)는 운향과에 속하는 낙엽소교목으로 학명은 Evodiae Fructus이다. 잎은 마주나고 우상 복엽이며, 작은 잎은 타원형이고 뒷면에 털이 있다. 5~6월에 녹색을 띤 누런색의 꽃이 산방(房) 화서로 가지 끝에 피고 열매는 삭과(果)로 가을에 익는데 향기가 있고 맵고, 열매는 약용한다. 중국 중서부가 원산지로 경상북도 경주에 분포한다. 오수유는 당수유(唐茱萸), 약수유(藥茱萸)나무, 오유(吳萸)로도 불린다.
오수유 열매에 정유 약 2%를 함유하며, 정유의 주성분은 에보덴, 알칼로이드인 에보디아민, 히드록시에보디아민, 루테카르핀, 쓴 맛 물질인 리모딘(에보딘), 에보돌이 있고, 기름 25%의 주성분은 오수유산이다.
오수유 열매의 달임약이나 추출액은 실험동물의 진통작용이 있고, 호흡을 가쁘게 하고 경관동맥의 혈류를 일시적으로 빠르게 한다. 이러한 진통작용과 약한 체온 상승작용, 혈류를 빠르게 하는 작용은 알칼로이드인 루테카르핀과 에보디아민의 작용으로 추정된다.
몸을 따뜻하게 하는 대표적인 한약재 중 하나인 오수유는 인체의 몸통 부위를 따뜻하게 하며 통증을 완화시키고 기를 소통시키며 습을 말리는 효능이 있다. 주로 간과 위가 차가워서 그 탁한 기운이 아래로 내려가지 못하고 위로 올라가서 생기는 두통, 찬 기운으로 인한 옆구리 통증, 구토, 치통 및 습진 등을 치료한다. 황련과 같이 사용하면 위기가 위로 치솟아 생긴 구토 등에 효과를 나타내며 건강과 같이 사용하면 신체를 따뜻하게 하는 효능이 증가한다. 구토를 그치게 하는데 오수유, 황련, 건강 등이 많이 사용되는데 오수유는 간의 차가운 기운이 위로 전달되어 생긴 구토증상에 황련은 위열로 인한 구토 증상에, 건강은 위가 차가워서 생긴 구토 증상으로 나누어 사용한다.
하지만 오수유는 독성이 있으므로 과량을 복용하거나 오랫동안 복용하면 부작용이 있으므로 가공된 것을 복용하거나 복용량, 복용기간 등을 고려하여 사용해야 한다.
본 발명의 일 태양으로, 상기 오수유 추출물 또는 분획물을 이용한다.
상기 추출물 또는 분획물은 상기 오수유의 다양한 부위로부터 추출 또는 분획될 수 있다.
상기 오수유 분획물은 오수유 추출물을 유기용매를 이용해 비극성에서 극성으로 분획하는 과정을 통해 각 용매 분획물로서 얻을 수 있다. 분획하기 위한 적절한 용매로는 물, 에탄올, 메탄올, 헥산, 클로로포름, 디클로로메탄, 에틸아세테이트, 부탄올 또는 이들의 혼합용매일 수 있다.
추출물제조
본 발명의 추출물은 당업계에 알려진 방법, 이의 변형된 방법 또는 본 발명에 의한 방법으로 제조하여 사용될 수 있다.
예컨대, 냉침추출, 열수추출, 초음파 추출, 환류냉각 추출 또는 가열 추출법으로 추출할 수 있으며, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 본 발명의 추출물은 열수추출 또는 환류냉각 추출을 통해 추출할 수 있으며, 1회 내지 10회, 1회 내지 8회 또는 1회 내지 6회 반복 추출할 수 있다.
또한 상기 추출물 또는 분획물을 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말상태로 제조할 수 있다. 또한 상기 추출물 또는 분획물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography), 박층크로마토그래피(thin layer chromatography), 고성능 액체 크로마토그래피(high preformance liquid chromatography) 등과 같은 다양한 크로마토그래피를 이용하여 추가로 정제된 분획으로도 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물은 추출, 분획 또는 정제의 각 단계에서 얻어지는 모든 추출액, 분획 및 정제물, 그들의 희석액, 농축액 또는 건조물을 모두 포함하는 개념이다.
일 구체예로서, 이하와 같은 방법으로 제조할 수 있다.
i) 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상에 추출용매를 가하여 추출하는 단계;
ii) 단계 i)의 추출물을 여과하는 단계;
iii) 단계 ii)의 여과한 추출물을 건조하는 단계.
i) 에서, 추출용매로는 당업계에서 허용되는 용매라면 어느 것을 사용해도 무방하며, 물 또는 유기용매를 사용할 수 있다. 상기 추출용매는 물, 알코올 또는 이들의 혼합물을 사용하는 덧이 바람직하다. 상기 알코올로는 C1 내지 C4 저급 알코올을 이용하는 것이 바람직하며, 저급 알코올로는 에탄올을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.
예를 들어, 정제수, 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol), 부탄올(butanol) 등을 포함하는 탄소수 1 내지 4의 알코올, 아세톤(acetone), 에테르(ether), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 헥산(hexane) 및 시클로헥산(cyclohexane) 등의 각종 용매를 단독으로 혹은 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
상기 추출용매는 예를 들어, 50~100%, 50~95%, 50~90%, 50~85%, 50~80%, 50~75%, 50~70%, 50~65%, 또는 50~60% 농도로 사용할 수 있다. 바람직하게는 50~60% 농도로 사용할 수 있다.
추출방법으로는 진탕추출, Soxhlet 추출 또는 환류 추출을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 추출용매를 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상 분량에 1 내지 10배 첨가하여 추출하는 것이 바람직하다. 추출온도는 20 내지 120℃인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 추출시간은 비제한적으로 1 내지 20시간, 바람직하게는 1 내지 15시간, 더욱 바람직하게는 1 내지 6시간일 수 있다.
상기 방법에 있어서, 단계 iii)의 건조 방법으로는 감압건조, 진공건조, 비등 건조, 분무건조 또는 동결건조를 포함한다.
구체적인 일 예로서, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 제조하는 경우, 총 중량의 약 1 내지 30배 부피량, 바람직하게는 5 내지 15배 부피량 (w/v%)의 정제수를 포함한 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 용매, 바람직하게는 물 및 에탄올 혼합용매, 예를 들어, 50% ~ 100% 에탄올을 가하여, 약 20 내지 120℃, 바람직하게는 60 내지 100℃에서 1 내지 15시간, 바람직하게는 1 내지 6시간 동안 냉침추출, 열수추출, 초음파 추출, 환류추출, 또는 가열추출법 등의 추출방법으로, 바람직하게는 환류추출법으로 추출한 후 여과하고 건조하여 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 조추출물을 얻을 수 있다.
다른 일 예로서, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 제조하는 경우, 각 중량의 약 1 내지 30배 부피량, 바람직하게는 5 내지 15배 부피량 (w/v%)의 정제수를 포함한 물, 메탄올, 에탄올, 부탄올 등의 탄소수 1 내지 4의 저급알코올 또는 이들의 혼합용매로부터 선택된 용매, 바람직하게는 물 및 에탄올 혼합용매, 바람직하게는 50~100% 에탄올을 가하여, 약 20 내지 120℃, 바람직하게는 60 내지 100℃에서 1 내지 15시간, 바람직하게는 1 내지 6시간 동안 냉침추출, 열수추출, 초음파 추출, 환류추출, 또는 가열추출법 등의 추출방법으로, 바람직하게는 환류추출법으로 각각 추출한 후 여과하고, 건조하여 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상 조추출물을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유 각각의 에탄올 추출물을 수득하였다.
선택적으로, 본 발명의 추출물은 금모구척, 반하, 오수유, 자소엽, 천초, 건강, 목향, 가자, 백작약, 시호, 승마, 대황, 검인, 후박, 육계, 사인, 백출, 의이인 등으로 구성된 군에서 선택되는 1 이상의 물질의 추출물을 추가로 더 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 제조하는 방법을 포함한다.
상기 제조방법은 그것의 예시적인 방법에 지나지 않으며, 당해 분양의 기술에 근간한 다양한 방법들에 의해 적절히 변형시켜 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명에 따른 비-예시된 추출방법은 당분야의 숙련가에게 명백한 변형에 의해 성공적으로 수행될 수 있다.
본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명에 따른 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물의 제조를 위한 구체적인 반응조건 등을 추후 설명하는 실시예들을 통해 확인할 수 있으므로, 그에 대한 자세한 설명은 생략한다.
갈색 지방 분화 유도 기능
본 발명은 상기 제조한 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물의 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도 기능에 관한 것이다.
지방세포는 크게 백색지방, 갈색 지방세포 및 베이지 지방세포로 분류된다.
백색지방세포는 중성지방의 큰 지방구에 저장되어 주로 복부에서 많이 발견되며, 건강에 부정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
반면, 갈색지방은 백색 지방세포에 비해 많은 미토콘드리아와 작은 크기의 지방구를 함유하고 있으며 열 발생을 통한 체온유지와 적절한 운동에 의해 유도될 수 있다고 보고되고 있다. 갈색 지방이 갈색을 띠는 이유는 다량의 미토콘드리아를 보유함으로써 다량의 사이토크롬을 보유하기 때문이다(사이토크롬의 헴그룹은 가시광선을 강력하게 흡수한다).
갈색 지방의 미토콘드리아의 내막에는 써모제닌(thermogenin)(uncoupling protein)이라는 독특한 단백질이 존재하는데, 이 단백질은 수소를 F0F1복합체를 경유하지 않고 미토콘드리아의 기질로 통과시킨다. 따라서, 산화에너지는 ATP의 생성에 이용되지 않고 열로 방출되어 체온을 유지하는 데 사용된다. 동면동물도 갈색 지방의 미토콘드리아를 이용하여 동면기간 동안 체온을 유지한다(Lehninger: Principles of Biochemistry Ch. 19).
또한, 갈색지방에서는 UCP-1(uncoupling protein-1) 단백질이 많이 발현되며, 이는 지방세포에서 열량의 저장이 아닌 열량 소모로 열 발생에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다.
갈색 지방과 더불어 베이지 지방세포 또한 중요한 지방세포로 인식되고 있다. 베이지색 지방세포는 유전적으로 백색지방과 갈색지방의 중간으로 UCP1의 발생을 증가시키는 큰 능력을 갖고 있으며, 그것은 고전적인 갈색지방에 필적할 만한 레벨로까지 에너지 연소성능을 높여줄 수 있다. 이러한 베이지색 지방세포의 에너지 연소성능은, 호르몬의 아이리신(irisin)에 의해 스위치가 켜지는데, 아이리신은 운동 중의 근육에서 분비되고, 운동을 하는 것의 이익에 관여한다
인간에게서 발견되는 유익한 갈색지방세포는 대부분 베이지 지방세포로 알려짐에 따라 건강에 해로운 백색 지방세포를 건강에 상대적으로 유익한 베이지 지방세포로의 전환 또는 분화 유도 촉진에 의해 비만환자에게 과도하게 축적된 중성지방을 줄일 수 있다.
갈색지방에 있어서 무엇보다도 중요한 현상은 지방 저장형 백색지방이 지방 연소형 갈색지방으로 전이될 수 있다는 것이다. 이는 백색지방의 갈색지방화(browning of white adipose tissue)라 불리며, 베이지 지방세포(Beige adipocyte, Brown in White)로의 전이를 포함한다. 이러한 갈색지방으로의 전이는 이들 지방세포의 비만치료를 위한 중요한 열쇠가 된다.
그리고, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물은 이러한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화(전이)를 유도한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 추출물을 백색 지방세포에 처리하여 백색 지방세포의 지방구의 크기 감소를 확인하였을 뿐만 아니라, 열량소모를 위한 열 발생에 주요역할을 하는 UCP-1의 발현을 증가시키는 기능을 확인하였다. 즉, 본 발명의 추출물은 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로 분화(전이)시키는 효과를 보유한다.
상기 UCP-1은 미토콘드리아 트랜스포터 단백질로서 갈색 지방세포에서 많이 발현되며, 지방세포에서 열량 소모로 열 발생에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 또한, 베이지 지방세포는 건강에 유해한 백색지방세포에서 운동이나 추위 등의 자극에 의해 유도되며 백색 지방세포의 형질은 감소되나 갈색 지방세포의 특징을 갖게 되어 UCP-1의 발현을 증가하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 백색 지방세포에서 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화를 확인하는데 UCP-1이 중요한 바이오 마커라고 할 수 있다.
그러므로, 일 관점에서, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물 또는 이를 유효성분으로 포함하는, "백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물" 및 이의 이용에 관한 것이다.
또한, 유사한 관점에서, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물 또는 이를 유효성분으로 포함하는 상기 조성물을 백색 지방세포에 처리하는 단계를 포함하는, 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도 방법에 관한 것이다.
비만 및 대사성 질환
또한, 본 발명은 상기 제조한 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물의 비만 및/또는 대사성 질환의 예방, 치료 및/또는 개선 기능에 관한 것이다.
본 발명에서 비만은 일반적으로 체내에 지방 조직이 과다한 상태인 것을 의미하며, 음식물로 섭취한 에너지가 신체활동 등으로 소비한 에너지와 균형을 이루지 못하여 잉여의 에너지가 체지방으로 축적되는 현상이다. 오랜 시간에 걸쳐 에너지 불균형에 의해 체지방이 비정상적으로 많아지면 당뇨병, 고지혈증, 심장병, 뇌졸증, 동맥경화증, 지방간 등의 각종 대사성 질환과 성인병이 유발될 수 있다.
상기 비만은 형태학적으로 볼 때 체내 지방 세포의 크기 증가(hypertrophy) 또는 수의 증가(hyperplasia)에 의해 초래된다.
비만은 내분비적인 요인, 유전적인 요인, 사회 환경적 요인 등에 의해 대사 과정의 불균형이 발생하는 경우, 체내에 과잉된 에너지가 지방으로 축적됨으로써 야기되는 피하지방 조직의 이상 비대화에 기인한다. 지방조직의 비대화는 지방세포의 크기가 커지거나(지방세포의 비대화) 그 수가 증가하는(지방세포 과형성) 현상으로, 이는 국소 정맥-림프 체계의 정체에도 영향을 미쳐 진피-피하 조직의 혈관조직 질환도 유발할 수 있다.
비만환자에게 과도하게 축적된 중성지방은 지방조직뿐 아니라, 간이나 근육에 저장되어 인슐린 저항성을 유도한다. 따라서, 과도하게 저장된 중성지방의 소모가 근본적인 비만과 이에 따른 대사질환의 예방 및 치료가 될 수 있다.
상기 비만 또는 대사성 질환으로는, 이에 제한되는 것은 아니나, 대사증후군, 고트리글리세라이드혈증, 고밀도 지질 혈증, 저밀도 지질 혈증, 협심증, 심근경색, 성기능부전증, 수면무호흡증, 월경전 증후군, 스트레스성 뇨실금을 포함하는 뇨실금, 과행동장애, 만성 피로 증후군, 골관절염, 체중 증가와 관련된 암, 기립성 저혈압, 폐고혈압, 월경장애, 당뇨병, 고혈압, 손상된 내당력, 관상동맥혈전증, 졸증, 우울증, 불안증, 정신병, 지연성 운동장애, 약물중독, 약물 남용, 인지장애, 알츠하이머병, 뇌허혈, 강박성 행동, 공황발작, 사회공포증, 대식증, 아테롬성동맥경화증, 담석증과 같은 담낭 질병, 식욕부진, 다낭성 난소 질환과 같은 생식장애,감염, 정맥류성 정맥, 표피증식 및 습진과 같은 피부병, 인슐린 저항성, 만성 동맥폐색증, 정형외과적 상해, 혈전색전증, 심장질환, 비뇨기질환, 지질증후군, 과혈당증 및 스트레스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 비만 관련 질환을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물 및 이의 이용은 대상에 있어서 전체 에너지 소비를 증가시키도록 갈색 지방 조직(brown adipose tissue; BAT) 세포의 수를 증대시킴으로써 대사성 장애를 치료하는 기작을 제공할 수 있다.
본 발명의 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물은 체내 지방 흡수율을 저하시키는 한편, 지방세포에 축적된 중성지방의 함량을 감소시킴으로써 비만 관련 질환의 예방, 개선 또는 치료 효과를 달성할 수 있다.
체내 T3와의 반응
특히, 본 발명의 추출물은 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도를 촉진시키기 위해, 체내에서의 삼요드티로닌(triiodothyronine, T3)과 반응하여 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도 기능이 더욱 향상된다.
삼요드티로닌(triiodothyronine, T3)은 C15H12I3NO4 화학식을 가지는 (2S)-2-amino-3- [4-(4-hydroxy-3-iodo-phenoxy)- 3,5-diiodo-phenyl]propanoic acid 인, 갑상선호르몬의 일종이다.
갑상샘 호르몬은 몸의 대사과정을 촉진시켜 모든 기관이나 장기들의 기능이 적절히 이루어지도록 하며, 열을 발생시켜 체온이 적절히 유지되도록 한다. 사람이 건강하게 활동하기 위해서 몸의 각 부분이 그 고유의 기능이 잘 발휘해야 하며 이를 위해서는 에너지가 필요하며, 에너지는 음식물로 섭취한 영양소를 분해하여 얻는데 이 모든 과정을 대사하고 한다. 갑상샘 호르몬은 이러한 대사과정을 촉진시켜 에너지 만드는 역할을 담당하고 그 결과 열을 발생시킨다.
갑상샘 호르몬은 크게 삼요드티로닌(triiodothyronine, T3)와 티록신(thyroxine, T4) 두 종류로 나뉘며, 갑상선에서 주로 티록신이 분비되고, 이렇게 분비된 티록신은 간과 신장에 있는 효소의 작용으로 요오드 4개 중 바깥쪽의 요오드 하나를 제거하여 삼요드티로닌로 바뀐다.
삼요드티로닌은 기초 대사량을 증가시켜 체내 산소와 에너지 소비를 증가시키는 작용을 한다. 개인마다 삶을 유지하는데 필요한 최소 칼로리를 기초 대사량이라 한다. 삼요드티로닌은 비장과 고환을 제외한 신체 대부분의 조직에서 Na+/K+-ATPase의 생성을 증가시켜 ATP의 소비를 가능하게 돕는 중요한 역할을 한다. 또한 콜레스테롤의 분해 및 LDL 수용체의 발현을 증가시켜 지방분해를 촉진한다. 연구에 따르면 타이로이드의 활성과 지방무게 및 체질량지수(body mass index, BMI)와 관련이 있음이 보고되어 있다.
본 발명에서는 상기 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상 추출물과 삼요드티로닌(T3)을 조합하여 실험한 결과, 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도 기능이 더욱 향상됨을 확인하였다.
그러므로, 본 발명의 추출물은 그 단독의 투여만으로도 인간 체내에서 갑상샘 호르몬과 반응하여 목적하는 효과를 더욱 높은 효율로 달성할 수 있고, 또한, 별도로 삼요드티로닌(T3) 화합물을 함께 조합하여 투여하여 그 기능을 높일 수도 있다.
상기 삼요드티로닌(T3) 화합물들은, 화합물 그 자체, 약제학적으로 허용되는 그것의 염, 수화물, 용매화물, 이성질체 및 프로드럭을 모두 포함하는 개념으로 사용된다. 본 발명의 삼요드티로닌(T3) 호르몬은 동물 유래의 모든 삼요드티로닌(T3) 물질을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 금모구척 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 효과를 확인하고자 UCP-1의 발현을 확인한 결과, 금모구척 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 금모구척 추출물을 처리한 실험군에서 UCP-1의 발현이 약 4배정도 증가하는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서, 삼요드티로닌(T3)을 함유하는 반하 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 효과를 확인하고자 UCP-1의 발현을 확인한 결과, 삼요드티로닌(T3) 단독 또는 삼요드티로닌(T3) 하 반하 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 실험군에서 UCP-1의 발현이 약 9.5배 정도 증가하는 것을 확인하였다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서, 삼요드티로닌(T3)을 함유하는 천초 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 효과를 확인하고자 UCP-1의 발현을 확인한 결과, 삼요드티로닌(T3) 단독 또는 삼요드티로닌(T3) 하 천초 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 실험군에서 UCP-1의 발현이 약 8배 정도 증가하는 것을 확인하였다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서, 삼요드티로닌(T3)을 함유하는 자소엽 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 효과를 확인하고자 UCP-1의 발현을 확인한 결과, 삼요드티로닌(T3) 단독 또는 삼요드티로닌(T3) 하 자소엽 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 실험군에서 UCP-1의 발현이 약 7.7배 정도 증가하는 것을 확인하였다.
본 발명의 또 다른 일 실시예에서, 오수유 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포 또는 베이지 지방세포로의 분화 효과를 확인하고자 UCP-1의 발현을 확인한 결과, 오수유 추출물을 처리하지 않은 대조군에 비해 오수유 추출물을 처리한 실험군에서 UCP-1의 발현이 약 3.5배정도 증가하는 것을 확인하였다.
이처럼, 본 발명에서 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 이용한 비만 또는 대사성 질환의 치료, 예방, 개선에 관한 것으로, 구체적으로는 비만에 원인이 되는 백색 지방세포를 갈색(혹은 베이지) 지방세포로의 전환 또는 분화 유도를 촉진하는 항비만을 위한 신 소재의 개발 및 이의 용도에 관한 것을 모두 포함한다.
그러므로, 일 관점에서, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도용 조성물에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 갈색 지방화 유도용 조성물을 백색 지방세포에 처리하는 단계를 포함하는, 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도방법을 제공한다.
약학적 조성물
본 발명의 일 구체예로서, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도용 조성물을 비만 또는 대사성 질환에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 비만 또는 대사성 질환에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 치료 및 예방 방법을 제공한다.
본 발명의 상기 추출물을 함유하는 비만 또는 대사성 질환의 예방 및 치료를 위한 약학적 조성물은, 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물을 0.01 내지 50 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 상기 혼합 추출물은 10~500 ㎍/ml, 가장 바람직하게는 10~100 ㎍/ml 농도로 사용한다.
본 발명의 상기 추출물을 포함하는 약학적 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 추출물을 포함하는 조성물은 이미 사용되고 있는 스테로이드성 약물, 항히스타민제, 소염진통제 및 항생제 등의 약제와 함께 제제화하거나 병용하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 상기 추출물을 포함하는 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에서 바람직하게는 경구형 제형으로 제제할 수 있다.
본 발명의 추출물을 포함하는 조성물에 함유될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오즈(lactose), 덱스트로즈, 수크로스(sucrose), 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.
제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다.
경구 투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러가지 부형제, 예를 들면 습윤제,감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 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, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명 조성물의 투여법에 있어, 경구 투여 및 비경구 투여로 이용가능하며 특정하게 투여법을 한정하지 않으나, 바람직하게 경구 투여제로 사용한다.
본 발명 조성물의 사용량은 환자의 나이, 성별, 체중에 따라 달라질 수 있으나, 0.0001 내지 200mg/kg으로 투여할 수 있다. 또한 그 투여량은 투여경로, 질병의 정도, 성별, 체중, 나이 등에 따라서 증감될 수 있다. 따라서 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
상기 약학적 조성물은 쥐, 생쥐, 가축, 인간 등의 포유동물에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 정맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 구강, 심장내, 골수내, 경막내, 경피, 장관, 피하, 설하 또는 국소 투여할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 조성물의 약학적 투여 형태는 이들의 약학적 허용 가능한 염의 형태로도 사용될 수 있고, 또한 단독으로 또는 타 약학적 활성 화합물과 결합뿐만 아니라 적당한 집합으로 사용될 수 있다. 또한 본 발명의 약학적 조성물은 염증성 장질환 또는 관련 합병증의 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학치료 또는 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
건강기능 식품
한편, 본 발명은 다른 구체예로서, 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 치료 및 개선용 건강기능 식품에 관한 것이다.
기능성은 물성 및 생리기능성으로 대별될 수 있는데, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 일반식품에 첨가할 경우, 일반 식품의 물성 및 생리기능성이 향상될 것이다. 예를 들어, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물의 비만 또는 대사성 질환 예방, 치료 및 개선용 기능성 식품을 제조할 수 있다. 또한, 이를 이용한 기능성 강화식품 등을 제조할 수 있을 것이다.
즉, 본 발명의 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 함유하는 화합물 또는 약학적으로 허용 가능한 그의 염은 다양한 기능성 식품 및 건강기능성 식품의 제조시 식품의 주성분 또는 첨가제 및 보조제로 사용될 수 있다.
본 발명에서 상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없으며, 상기 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 각종 식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽제, 음료, 껌류, 초콜릿, 캔디류, 스넥류, 차, 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강식품을 모두 포함할 수 있다.
본 발명의 건강 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 추출물을 함유하는 것 외에 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 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.
상기 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.
체중감소용 조성물
또한, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물을 유효성분으로 포함하는 체중 감소용 조성물을 제공한다.
본 발명에 의한 체중 감소용 조성물은 의약 조성물일 수도 있고, 식품 조성물일 수도 있다. 약제학적 조성물로 제제화할 경우, 유효 성분에 악영향을 미치지 않는 한, 필요에 따라 의약에 사용되는 각종 보조제, 예컨대 담체나 기타 첨가제, 예컨대 안정제, 완화제, 유화제 등을 첨가할 수 있다. 제형으로는, 정제, 환제, 캅셀제, 과립제, 산제, 엑스제, 전제, 침제 등을 비롯하여 생약성분의 약제학적 제제에 적합한 어떠한 제형으로도 할 수 있다.
상기 추출물은 생약 성분이기 때문에, 독성 및 부작용은 거의 없으므로 예방 목적으로 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있다. 실시예에서, 본 발명의 추출물의 세포 안전성 시험에서 독성이 나타나지 않음을 확인하였다.
이처럼, 본 발명은 금모구척, 반하, 천초, 자소엽 및 오수유로 이루어진 군에서 선택된 1 이상의 추출물의 지방세포 내의 지방구의 크기 감소, 열량소모를 위한 열 발생시 중요한 UCP-1의 발현을 증가시킴으로 백색 지방세포의 갈색 지방화 유도 효능을 가지므로, 이를 이용하는 다양한 용도를 모두 포함한다.
실시예
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실험 재료
1. 재료
1) 세포 및 세포배양
Mouse embryo 3T3-L1 pre-adipocyte 세포주는 한국 세포주 은행(Korean Cell Line Bank)에서 구입하였으며, 세포배양에 사용된 Dulbecco's modified Eagle medium (DMEM)와 bovine calf serum (CS), antibiotics는 Gibco (Gaithersburg, MD, USA)에서 구입하였다.
2) 실험 동물
본 실험에 사용된 ob/ob 마우스(6주령, 수컷)는 한국 오리엔트바이오에서 구입하였으며, 사육실 환경조건은 온도 23±2℃, 상대습도 50±10%, 소음 60db 이하, 암모니아가스 20ppm 이하, 조명 150~300 Lxu, 조명시간 12시간 명암주기, 환기횟수 시간당 13~15회 등의 환경 범위 내에서 실험하였다.
3) 그 밖의 재료
RNA 추출은 TRi-zol (invitrogen, Groningen, Netherland)을, cDNA 합성 kit 는 Enzynomics (Daejeon, KOREA)의 Topscript RT DryMIX cDNA Synthesis 제품을 이용하였다. 또한, Real time RT PCR은 Takara (Shiga, Japan)의 cyber qPCR Mix와 Roche (Mannheim, Germany)의 LightCycler Capillaries를 이용하였으며, UCP-1, GAPDH primer는 Bioneer (Daejeon, KOREA)에서 구입하였다.
2. 시료 추출
10g의 시료(금모구척, 반하, 천초, 자소엽 또는 오수유)를 사용하여, 시료 중량의 10배의 양인 100ml의 50% 에탄올 수용액을 가하여 80℃에서 3시간 환류추출 하였으며, 수득한 추출액은 여과한 뒤 동결건조하여 분말상태로 냉장실에 보관하면서 본 실험의 시료로 사용하였다.
또한, 동물 실험을 위해, 금모구척, 자소엽 또는 오수유 각각 100g의 시료를 사용하여, 시료 중량의 10배의 양인 1000ml의 50% 에탄올 수용액을 가하여 80℃에서 3시간 환류추출하였다. 수득한 추출액은 여과한 뒤 농축하고, 농축된 시료를 정제수 500ml에 용해시킨 후 동량의 수포화 n-BuOH 500ml을 추가로 넣고 separatory funnel에서 용매분획을 실시하였다. 분획이 완료된 후 수층을 제거하고 상등액인 n-BuOH층을 모아 농축하였고, 농축 후 분말화하여 시료로 사용하였다. 동물실험을 위해 사용된 시료는 오수유 50% 에탄올 수용액 추출물을 OBET16, 오수유 n-BuOH 분획물을 OBET19, 금모구척 n-BuOH 분획물을 OBET20, 자소엽 n-BuOH 분획물을 OBET21로 명명하여 이후 실시예에 기재하였다.
실험 방법
1. 세포 배양
Mouse embryo 3T3-L1 세포는 10%의 calf serum (CS), 1% penicillin streptomycin을 첨가한 Dulbecco′smodified Eagle's medium (DMEM) 배지에서 37℃, 5% CO2에서 배양하였다.
2. 생존율 측정(MTT assay)
3T3-L1 pre-adipocyte세포주를 1×104 cell/100 μL로 96 well plate에 분주하여 24시간 배양 후, 다양한 추출물 시료를 농도별로 처리하여 48시간 배양하였다. 48시간 후 MTT (3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)) solution을 처리하여 4시간 배양 후, 570 nm에서 세포 생존율을 측정하였다.
3. 지방세포 분화 및 시료처리
1) White adipocyte(백색지방세포) 분화
3T3-L1 preadipocyte를 10% CS/DMEM에서 배양시켜100% confluent한 상태가 되었을 때 white adipocyte로 분화를 유도하였다. 즉 Day 0에 preadipocyte의 media (CS/DMEM)를 제거한 후, MDI (500 μM IBMX, 1 μM dexamethasone, 1 μg/ml insulin)를 포함한 10% FBS/DMEM media를 첨가하여 분화를 유도하였다. 2일 후 (Day 2)에 1 ug/ml insulin을 포함한 10% FBS/DMEM배지로 교환하였다. Day 4에 insulin을 첨가하지 않은 10% FBS/DMEM배지로 Day 8이 되는 시점까지 배양하였다. Day 8까지 이틀 간격으로 10% FBS/DMEM 배지로 교환하였다.
2) Beige adipocyte (Brown-like adipocyte; 베이지 지방세포)분화
White adipocyte로 완전히 분화된 세포를 beige adipocyte로 분화를 유도하였다. 상기의 방법에 의한 분화과정의 Day 8부터 이틀 간격으로 Day 16까지 양성대조군은 T3(50nM)가 포함된 10% FBS/DMEM 배지로 교환하여 분화를 유도하였고 추출물 시료는 T3가 포함된 군과 시료 단독 처리군으로 구성하여 배지 교체시기마다 50㎍/ml의 농도로 처리해 주었다.
3) 백색지방세포로부터 베이지지방세포로의 분화유도능 측정
제조된 상기 추출물에 대한 백색지방세포로부터 베이지지방세포로의 분화유도능을 확인하고자 상기 추출물을 백색지방세포에 처리하였다.
상기의 방법에 의한 백색지방세포 분화과정의 Day 8부터 이틀 간격으로 Day 16까지 T3 (50 nM)가 포함된 10% FBS/DMEM 배지로 교환하여 분화를 유도하였고 T3 처리군을 양성 대조군으로 사용하였다. 추출물 시료의 경우 T3가 포함된 군과 시료 단독 처리군으로 구성하여 배지 교체시기마다 50㎍/ml의 농도로 처리해 주었다 (Day 8에서 Day 16까지). 베이지 지방세포로의 분화능을 측정하기 위해 현미경상에서 지방구(lipid droplet)의 크기, 세포크기 등의 morphology를 확인하였다.
4. RT- PCR (Real time-Reverse Transcriptase Polymerase Chain Re-action) assay
제조된 상기 추출물의 베이지 지방세포 분화 유도에 따른 베이지 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 mRNA 발현의 변화를 RT-PCR (Real time-Reverse Transcriptase Polymerase Chain Re-action) assay 통해 확인하였다.
베이지지방세포로 분화가 끝난 세포로부터 Trizol을 이용하여 total RNA를 추출 하였다. 추출한 RNA를 Enzynomics의 Topscript RT DryMIX cDNA Synthesis kit를 이용하여 reverse transcription을 시켜 cDNA로 합성하였다. 이렇게 합성된 cDNA는 Takara의 cyber qPCR Mix와 UCP-1(Forward-ACT GCC ACA CCT CCA GTC AT, Reverse-CTT TGC CTC ACT CAG GAT TG), GAPDH(Forward-CTC AAC TAC ATG GTC TAC ATG TTC CA, Reverse-CCA TTC TCG GCC TTG ACT GT) primer와 함께 혼합하고 LightCycler (Roche Diagnostics Ltd. Rolkreuz. Switzerland) 장비를 이용하여 real time PCR 분석을 실시하였다. PCR 조건은 95℃에서 1분간 변성시킨 후 본 사이클에서 95℃ 15초, 55℃ 15초, 72℃ 20초의 조건으로 45 사이클로 진행하였다. UCP-1의 유전자를 증폭하기 위해 올리고핵산 primer 염기서열은 NCBI data base에 보고된 것을 기초로 Primer3 software를 이용하여 디자인하였다. UCP-1 mRNA 발현 정도는 housekeeping gene인 GAPDH로 표준화하였다.
5. ob/ob 마우스 모델에서의 OBET20 효과 확인
ob/ob 마우스 (실험군당 8마리)에 OBET20을 경구투여하여 체중 감소의 유무를 확인하였다. OBET20을 400mpk로 8주간 경구투여하고 1주일 간격으로 체중, food intake, OGTT, ITT, 체온을 측정하였다. 8주간의 경구투여 후 마우스를 희생시켜 각각의 마우스에서 serum과 조직을 채취하고 조직의 무게를 미세저울로 측정하였다.
1) OGTT 측정
마우스를 실험 전 12시간 금식시킨 후, 글루코스(glucose) 2g/kg의 용량으로 경구투여한 후 0, 15, 30, 60, 120분에서 채혈한 후 혈중 글루코스 농도를 측정하였다.
2) ITT 측정
마우스를 실험 전 4시간 금식시킨 후, 0.75IU/kg의 인슐린을 복강 투여한 후 0, 15, 30, 60, 120분에서 채혈한 후 혈중 글루코스 농도를 측정하였다.
3) 체온 측정
마우스의 항문에 전자 체온계를 넣어 마우스의 체온의 변화를 측정하였다.
4) LAMS 장비(metabolic cage)를 이용한 에너지 소모(energy expenditure) 효과 분석
LAMS 장비(metabolic cage)를 이용하여 에너지 균형을 분석하였다. Minispec을 이용하여 body composition(whole body fat mass, fat free mass)을 분석하였다.
5) 혈중 FFA(Free Fatty Acid)와 TG(Triglyceride)의 측정
마우스에서 채취한 serum을 이용하여 FFA assay kit(Cell Biolabs, STA-618), TG assay kit(Cell Biolabs, STA-396)의 실험방법에 따라 측정하였다.
6. ob/ob 마우스 모델에서의 OBET20의 갈색 지방화(Fat browning) 효과 확인
본 발명의 금모구척 추출물인 OBET20의 갈색 지방세포 분화 유도에 따른 UCP-1의 발현 변화를 RT-PCR(Real time-Reverse Transcriptase Polymerase Chain Reaction) assay, 웨스턴 블랏(western blot)을 통해 확인하였다.
1) 갈색 지방화 마커인 UCP -1(uncoupling protein-1)의 mRNA 발현 증가 효과 확인
8주간 OBET20 투여가 끝난 후 피하지방(subcutaneous fat)에서 trizol을 이용하여 total RNA를 추출하였다. 추출한 RNA를 Enzynomics의 Topscript RT DryMIX cDNA Synthesis kit를 이용하여 reverse transcription을 시켜 cDNA로 합성하였다. 이렇게 합성된 cDNA는 Takara의 cyber qPCR Mix와 UCP-1(Forward-ACT GCC ACA CCT CCA GTC AT, Reverse-CTT TGC CTC ACT CAG GAT TG), GAPDH(Forward-CTC AAC TAC ATG GTC TAC ATG TTC CA, Reverse-CCA TTC TCG GCC TTG ACT GT) primer와 함께 혼합하고 LightCycler (Roche Diagnostics Ltd. Rolkreuz. Switzerland) 장비를 이용하여 real time PCR 분석을 실시하였다. PCR 조건은 95℃에서 1분간 변성시킨 후 본 사이클에서 95℃ 15초, 55℃ 15초, 72℃ 20초의 조건으로 45 사이클로 진행하였다. 표준분자의 유전자를 증폭하기 위해 올리고핵산 primer 염기서열은 NCBI data base에 보고된 것을 기초로 Primer3 software를 이용하여 디자인하였다. 그 모든 결과는 housekeeping gene인 GAPDH로 표준화하였다.
2) 갈색 지방화 마커 단백질의 발현 증가 효과
8주간의 OBET20 투여 후, 피하지방을 차가운 PBS로 두 번 씻어낸 후 protein lysis buffer로 단백질을 추출한 뒤 원심분리하여 상등액을 취하였다. 상등액을 bradford 방법을 사용하여 단백질 농도를 정량하여 동량의 단백질을 준비한 뒤 SDS-polyacrylamide gel에 전기영동 시킨 후 PVDF membrane으로 transfer 하였다. Transfer 된 PVDF membrane은 4% skim milk로 1시간동안 blocking 한 후, 1:1000의 비율로 갈색 지방화 관련 마커인 UCP-1, TMEM26, PRDM16 primary antibody를 4℃에서 overnight으로 반응시킨 후 TTBS로 10분 간격으로 3회 세척하였다. 1:2000의 비율로 희석한 secondary antibody를 2시간 동안 상온에서 반응시킨 뒤 다시 TTBS로 10분 간격으로 3회 씻어낸 후 ECL blotting reagent로 반응시키고, X-ray film에 노출시켜 발광 정도를 확인하였다.
실시예 1 : 금모구척 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도 효과
본 발명의 금모구척 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 1-1 : 금모구척 추출물에 의한 cell viability 측정
본 발명의 금모구척 추출물의 세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 상기 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 상기 금모구척 추출물의 세포 안전성을 확인할 수 있었다(도 1).
실시예 1-2 : 금모구척 추출물에 의한 백색 지방세포에서의 지방구 크기 감소 효과
본 발명의 금모구척 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 금모구척 추출물을 처리한 경우 대조군(미처리군)의 백색 지방세포의 지방구 크기보다 그 크기가 감소함을 확인할 수 있었고, 또한 양성 대조군인 삼요드티로닌(T3) 처리군과 비교하여도 그 지방구의 크기가 확연하게 감소하였음을 알 수 있었다(도 2). 이러한 결과를 통해서 금모구척 추출물이 백색 지방세포 내의 지방구의 크기를 현저하게 감소시킴으로 세포 내 지방 축적을 저해하는 효능을 가짐을 알 수 있었다.
실시예 1-3 : 금모구척 추출물에 의한 UCP -1(uncoupling protein-1)의 발현 증가 효과
본 발명의 금모구척 추출물의 갈색 지방세포 분화 유도에 따른 갈색 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 발현의 변화를 확인하였다. 그 결과, 금모구척 추출물을 단독 처리한 경우 UCP-1의 발현이 4.11배 증가하는 것을 확인할 수 있었고 T3를 함께 처리하였을 때 5.28배 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 3). 양성 대조군인 T3를 처리하였을 때는 3.89배의 UCP-1 발현 증가를 관찰하였고, 본 발명의 금모구척 추출물 처리군이 양성 대조군인 T3 처리군과 비교하여 UCP-1의 발현이 동등 이상 증가함을 확인하였고 T3와 함께 처리할 경우 각각 단독 처리하는 것에 비해 UCP-1의 발현을 증가시키는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여, 본 발명의 금모구척 추출물이 T3와 동등한 효능을 가지며 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도 효과를 보임을 알 수 있었다. 또한 T3와 함께할 경우에는 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도에 더욱 우수한 효과를 보임을 알 수 있었다.
실시예 2 : 반하 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도 효과
본 발명의 반하 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 2-1 : 반하 추출물에 의한 cell viability 측정
본 발명의 반하 추출물의 세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 상기 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 상기 반하 추출물의 세포 안전성을 확인 할 수 있었다(도 4).
실시예 2-2 : 반하 추출물에 의한 백색 지방세포에서의 지방구 크기 감소 효과
본 발명의 반하 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 반하 추출물을 처리한 경우 대조군(미처리군)의 백색 지방세포의 지방구 크기보다 그 크기가 확연하게 감소함을 확인할 수 있었고, T3를 단독으로 처리한 경우보다 우수한 세포 내 지방구 감소 효과를 확인할 수 있었다(도 5). 이러한 결과를 통해서 반하 추출물이 백색 지방세포 내의 지방구의 크기를 감소시킴으로 세포 내 지방 축적을 저해하는 효능을 가짐을 알 수 있었다.
실시예 2-3 : 반하 추출물에 의한 UCP -1(uncoupling protein-1)의 발현 증가 효과
본 발명의 반하 추출물의 갈색 지방화 유도에 따른 갈색 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 발현의 변화를 확인하였다. 그 결과, 반하 추출물을 처리한 경우 UCP-1의 발현이 9.51배 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 6). T3를 단독으로 처리한 경우 약 2.3배의 UCP-1 발현 증가를 관찰하였고, 이를 통해 반하 추출물 처리군이 T3 단일 처리군에 비해 UCP-1의 발현을 4 배이상 증가시킴을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여, 본 발명의 반하 추출물이 T3와 동등한 효능을 가지며 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도 효과를 보임을 알 수 있었다. 또한 T3와 함께할 경우에는 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도에 더욱 우수한 효과를 보임을 알 수 있었다.
실시예 3 : 천초 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도 효과
본 발명의 천초 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 3-1 : 천초 추출물에 의한 cell viability 측정
본 발명의 천초 추출물의 세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 상기 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 상기 천초 추출물의 세포 안전성을 확인할 수 있었다(도 7).
실시예 3-2 : 천초 추출물에 의한 백색 지방세포에서의 지방구 크기 감소 효과
본 발명의 천초 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 천초 추출물을 처리한 경우 대조군(미처리군)의 백색 지방세포의 지방구 크기보다 그 크기가 감소함을 확인할 수 있었고, T3를 단독으로 처리한 경우에도 비슷한 효과를 확인할 수 있었다(도 8). 이러한 결과를 통해서 천초 추출물이 백색 지방세포 내의 지방구의 크기를 감소시킴으로 세포 내 지방 축적을 저해하는 효능을 가짐을 알 수 있었다.
실시예 3-3 : 천초 추출물에 의한 UCP -1(uncoupling protein-1)의 발현 증가 효과
본 발명의 천초 추출물의 갈색 지방세포화 유도에 따른 갈색 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 발현의 변화를 확인하였다. 그 결과, 천초 추출물을 처리한 경우 UCP-1의 발현이 7.94배 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 9). T3를 단독으로 처리한 경우 3.51배의 UCP-1 발현 증가를 관찰하였고, 이를 통해 천초 추출물 처리군이 T3 단일 처리군에 비해 UCP-1의 발현을 두 배이상 증가시킴을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여, 본 발명의 천초 추출물이 T3와 동등한 효능을 가지며 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도 효과를 보임을 알 수 있었다. 또한 T3와 함께할 경우에는 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도에 더욱 우수한 효과를 보임을 알 수 있었다.
실시예 4 : 자소엽 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도 효과
본 발명의 자소엽 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 4-1 : 자소엽 추출물에 의한 cell viability 측정
본 발명의 자소엽 추출물의 세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 상기 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 상기 자소엽 추출물의 세포 안전성을 확인할 수 있었다(도 10).
실시예 4-2 : 자소엽 추출물에 의한 백색 지방세포에서의 지방구 크기 감소 효과
본 발명의 자소엽 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 자소엽 추출물을 처리한 경우 대조군(미처리군)의 백색 지방세포의 지방구 크기보다 그 크기가 감소함을 확인할 수 있었고, T3를 단독으로 처리한 경우보다 우수한 세포 내 지방구 감소 효과를 확인할 수 있었다(도 11). 이러한 결과를 통해서 자소엽 추출물이 백색 지방세포 내의 지방구의 크기를 감소시킴으로 세포 내 지방 축적을 저해하는 효능을 가짐을 알 수 있었다.
실시예 4-3 : 자소엽 추출물에 의한 UCP -1(uncoupling protein-1)의 발현 증가 효과
본 발명의 자소엽 추출물의 갈색 지방세포 분화 유도에 따른 갈색 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 발현의 변화를 확인하였다. 그 결과, 자소엽 추출물을 처리한 경우 UCP-1의 발현이 7.62배 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 12). T3를 단독으로 처리한 경우 2.53배의 UCP-1 발현 증가를 관찰하였고, 이를 통해 자소엽 추출물 처리군이 T3 단일 처리군에 비해 UCP-1의 발현을 2 배이상 증가시킴을 알 수 있었다. 이러한 결과를 통하여, 본 발명의 자소엽 추출물이 T3와 동등한 효능을 가지며 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도 효과를 보임을 알 수 있었다. 또한 T3와 함께할 경우에는 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도에 더욱 우수한 효과를 보임을 알 수 있었다.
실시예 5 : 오수유 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도 효과
본 발명의 오수유 추출물에 의한 백색 지방세포의 갈색 지방세포화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 5-1 : 오수유 추출물에 의한 cell viability 측정
본 발명의 오수유 추출물의 세포의 생존율에 미치는 영향을 확인하기 위해 상기 추출물의 농도에 따른 MTT assay를 수행하였다. 그 결과, 상기 오수유 추출물의 세포 안전성을 확인 할 수 있었다(도 13).
실시예 5-2 : 오수유 추출물에 의한 백색 지방세포에서의 지방구 크기 감소 효과
본 발명의 오수유 추출물의 백색 지방세포의 지방구 크기에 미치는 영향을 확인하였다. 그 결과, 오수유 추출물을 처리한 경우 대조군(미처리군)의 백색 지방세포의 지방구 크기보다 그 크기가 감소함을 확인할 수 있었고, 또한 양성 대조군인 삼요드티로닌(T3) 처리군과 비교하여도 그 지방구의 크기가 확연하게 감소하였음을 알 수 있었다(도 14). 이러한 결과를 통해서 오수유 추출물이 백색 지방세포 내의 지방구의 크기를 현저하게 감소시킴으로 세포 내 지방 축적을 저해하는 효능을 가짐을 알 수 있었다.
실시예 5-3 : 오수유 추출물에 의한 UCP -1(uncoupling protein-1)의 발현 증가 효과
본 발명의 오수유 추출물의 갈색 지방세포 분화 유도에 따른 갈색 지방세포의 주요한 바이오 마커인 UCP-1의 발현의 변화를 확인하였다. 그 결과, 오수유 추출물을 처리한 경우 UCP-1의 발현이 3.48배 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 15). 양성 대조군인 삼요드티로닌(T3)을 처리하였을 때는 2.3배의 UCP-1 발현 증가를 관찰하였고, 본 발명의 오수유 추출물 처리군이 양성 대조군인 T3 처리군과 비교하여 UCP-1의 발현이 동등 이상 증가함을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여, 본 발명의 오수유 추출물이 T3와 동등한 효능을 가지며 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도 효과를 보임을 알 수 있었다. 또한 T3와 함께할 경우에는 백색 지방세포로부터 갈색 지방세포로의 분화 유도에 더욱 우수한 효과를 보임을 알 수 있었다.
실시예 6 : ob/ob 마우스 모델에서의 OBET 시료 효과 확인
본 발명의 OBET 시료(OBET16, OBET19, OBET20, OBET21)에 의한 ob/ob 마우스 모델에서의 체중 감소 및 갈색 지방화 유도효과를 확인하기 위해 하기의 시험을 수행하였다.
실시예 6-1. OBET 시료의 body weight 및 fat weight 변화에 대한 효과
본 발명의 OBET 시료가 비만 개선에 효과가 있는지 확인하였다. 이를 위해 OBET16, OBET19, OBET20, OBET21과 양성 대조군인 orlistat(OS)를 사용하였고, 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에 400 mpk 용량으로 2개월간 경구투여를 진행하였다. 그 결과, OBET20을 8주간 투여한 경우, 몸무게가 약 3.2% 감소하였으며, 혈중 글루코스는 채혈한 모든 시간에서 감소하였다(도 16).
또한, 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에 400 mpk 용량으로 2개월간 경구투여 후 조직의 무게 및 피하지방(subcutaneous fat)의 갈색 지방화 효과를 확인하였다. 그 결과, OBET20을 투여한 그룹에서 피하지방의 무게가 약 20.4% 감소하는 것을 확인할 수 있었다(도 17).
이와 더불어, Minispec을 활용한 noninvasive fat mass 측정결과에서도 일관되게 OBET20 투여군에서 fat mass의 감소가 관찰되었다(도 18, 도 19). 또한, 특정 부위로 지칭할 수 없지만 fat free mass도 OBET20 투여군에서 감소하는 것으로 측정되었다(도 18).
실시예 6-2. OBET 시료의 혈중 글루코스에 대한 효과
본 발명의 OBET 시료가 혈중 글루코스 농도의 조절 효과가 있는지 확인하였다. 이를 위해 OBET16, OBET19, OBET20, OBET21과 양성 대조군인 orlistat를 사용하였고, 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에 400 mpk 용량으로 8주간 매일 한번씩 경구로 투여하고 매주 한번씩 혈중 글루코스 농도를 측정하였다. 그 결과, OBET20 (400 mpk) 투여군에서 3주 투여시기부터 혈중 글루코스 농도가 유의적으로 감소하는 것이 확인되었고, 효과가 미약하긴 하지만 OBET21 투여군에서도 혈중 글루코스 농도가 감소하는 것으로 측정하였다(도 20).
또한, 8주 투여후 밤새 단식 후 글루코스 경구부하시험(oral glucose tolerance test, OGTT)를 수행한 결과, OBET20 및 OBET21 투여군에서 글루코스 내성(glucose tolerance)이 개선되는 것을 확인하였으며, 이는 인슐린 저항성을 개선한 결과로 해석할 수 있다(도 20).
2개월간 경구투여 후 조직의 무게 및 피하지방(subcutaneous fat)의 갈색 지방화 효과를 확인하였다. 그 결과, OBET20을 투여한 그룹에서 피하지방의 무게가 약 20.4% 감소하는 것을 확인할 수 있었다(도 17).
또한, 최근 연구에 따르면 백색 지방조직(WAT)의 갈색 지방화 전화의 80~90%가 피하지방에서 일어난다고 보고되고 있어 피하지방에서 갈색 지방화 관련 유전자의 mRNA와 단백질 발현을 확인하였다. 그 결과, OBET20을 경구투여한 그룹의 피하지방에서 갈색 지방화 관련 유전자들의 발현이 증가되는 것을 확인할 수 있었다. 특히, thermogenesis 인자인 UCP-1의 mRNA 양이 약 94.3% 증가하는 것을 확인할 수 있었다.
이러한 결과를 통해, OBET20은 피하지방에서 백색 지방조직(WAT)의 갈색 지방화를 유도함으로써 피하지방의 무게 감소와 비만 개선에 탁월한 효과를 보이는 것을 알 수 있었다.
실시예 6-3. OBET 시료의 사료 섭취 및 에너지 소모에 대한 효과
본 발명의 OBET시료가 음식 섭취 및 에너지 소모에 미치는 영향을 확인하였다. 이를 위해 OBET16, OBET19, OBET20, OBET21과 양성 대조군인 orlistat를 사용하였고, 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에 400 mpk 용량으로 8주간 매일 한번씩 경구로 투여하고 매주 한번씩 사료 섭취량을 측정하였다. 그 결과, 모든 OBET 투여군에서 사료 섭취에 대한 유의적인 효과는 없는 것으로 확인되었다(도 21). 이는 투여군에서 관찰된 체중감소효과가 사료 섭취량 감소가 아닌 에너지소비량 증가에 의한 것으로 사료된다.
따라서, thermogenesis 관련 효과를 평가하기 위해 매주 시료를 투여 후 실온에서 직장(rectum)에서의 심부 체온(core temperature)을 측정한 결과, OBET20을 투여한 그룹에서 체온이 약 1.5℃ 증가하는 것을 관찰할 수 있었으며(도 22), 이는 OBET20이 thermogenesis를 유도한다는 것을 유추할 수 있다.
또한, LAMS 장비(matabolic cage)와 minispec을 이용하여 에너지 소모를 분석하였다. 그 결과, 에너지 소모가 OBET20을 투여한 그룹에서 증가하는 것을 확인할 수 있었다(도 23).
실시예 6-4. OBET 시료의 갈색 지방화 효과
최근 연구에 따르면 백색 지방조직(WAT)의 갈색 지방화 전화의 80~90%가 피하지방에서 일어난다고 보고되고 있어 본 발명의 OBET시료가 갈색 지방화 효과가 있는지 확인하였다. 이를 위해 OBET16, OBET19, OBET20, OBET21과 양성 대조군인 orlistat를 사용하였고, 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에 400 mpk 용량으로 2 개월간 경구투여 후 피하지방조직에서 갈색 지방화 관련 유전자의 mRNA와 단백질의 발현을 확인하였다. 그 결과, OBET20 투여군에서 갈색 지방화의 대표적인 마커인 UCP-1, Cidea-1, PGC1b 등의 mRNA 발현이 현저히 증가한 것으로 확인되었으며(도 24), 특히, thermogenesis 인자인 UCP-1의 mRNA 양이 약 94.3% 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 갈색 지방화 마커의 단백질 발현을 측정한 결과 갈색 지방화 마커인 UCP-1, PRDM16, TMEM26의 발현이 증가함을 확인하였다(도 24).
이러한 결과를 통해, OBET20은 비만 동물 모델(ob/ob 마우스 모델)에서 피하지방의 갈색 지방화 유도와 그에 따른 thermogenesis와 에너지 소모를 증가시킴으로써 비만 개선에 탁월한 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.

Claims (11)

  1. 금모구척 추출물을 유효성분으로 포함하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 금모구척 추출물은 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 사용하여 추출하는 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물 또는 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 에탄올 추출물의 농도가 50%인 에탄올 추출물인 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 추출물은 반하, 천초, 자소엽, 오수유, 백작약, 시호, 승마, 목향 및 건강으로 구성된 군에서 선택된 1 이상 물질의 추출물을 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 금모구척 추출물은 UCP-1(uncoupling protein-1)의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 금모구척 추출물은 삼요드티로닌(T3)과 반응하여 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도능을 향상시키는 것을 특징으로 하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도용 조성물.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 백색 지방세포에 처리하는 단계를 포함하는, 백색 지방세포로부터 갈색 또는 베이지 지방세포로의 분화 유도방법.
  9. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 개선 및 치료용 약학 조성물.
  10. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항의 조성물을 유효성분으로 포함하는 비만 또는 대사성 질환의 예방, 개선 및 치료를 위한 건강기능 식품 조성물.
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 비만 또는 대사성 질환은
    대사증후군, 고트리글리세라이드혈증, 고밀도 지질 혈증, 저밀도 지질 혈증, 협심증, 심근경색, 성기능 부전증, 수면 무호흡증, 월경전 증후군, 스트레스성 뇨실금을 포함하는 뇨실금, 과행동장애, 만성 피로 증후군, 골관절염, 체중 증가와 관련된 암, 기립성 저혈압, 폐고혈압, 월경장애, 당뇨병, 고혈압, 손상된 내당력, 관상동맥혈전증, 졸증, 우울증, 불안증, 정신병, 지연성 운동장애, 약물중독, 약물남용, 인지장애, 알츠하이머병, 뇌허혈, 강박성 행동, 공황발작, 사회공포증, 대식증, 아테롬성 동맥경화증, 담석증과 같은 담낭 질병, 식욕부진, 다낭성 난소 질환과 같은 생식장애, 감염, 정맥류성 정맥, 표피증식 및 습진과 같은 피부병, 인슐린 저항성, 만성 동맥폐색증, 정형외과적 상해, 혈전색전증, 심장질환, 비뇨기질환, 지질증후군, 과혈당증 및 스트레스로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200060041A (ko) * 2018-11-22 2020-05-29 경희대학교 산학협력단 반하 추출물을 유효성분으로 포함하는 지방 분해용 조성물

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