KR20180073103A - 인삼추출물을 포함하는 환경호르몬에 의한 독성 방어용 조성물 - Google Patents

인삼추출물을 포함하는 환경호르몬에 의한 독성 방어용 조성물 Download PDF

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Abstract

내분비계장애물질은 생식기관 및 면역기능과 신경계에 악영향을 끼치며 발암가능성도 있다. Bisphenol A는 환경호르몬의 하나로 에스트로겐 활성을 가지는 화학물질로 잘 알려진 내분비계장애물질이며 플라스틱과 에폭시 수지의 생산과정에 폭넓게 사용되고 있다.. 본 연구에서 이 연구결과 Bisphenol A의 유해한 영향을 생쥐로부터 유래된 신경줄기세포와 임신된 모체의 태자를 동물모델로 사용하여 인삼의 신경줄기세포 보호효과를 확인하였다.

Description

인삼추출물을 포함하는 환경호르몬에 의한 독성 방어용 조성물 {Composition comprising the extract of ginseng for preventing the toxicity of Endocrine Disruptors}
본 발명은 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 및 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
환경호르몬인 비스페놀은 작용기전은 화학적인 구조 특성과 밀접한 관계를 가지고 있으며 구조에 따라서는 성장기초기에 신경전달 물질의 변화와 같은 신경내분비계 장애를 유도하여 신경계 독성을 유발하는 특성을 가지고 있다(Safe, 1994). 다이옥신, PCB 및 이와 관련된 구조를 가진 화합물들은 인체의 모유에서 다량 발견되었으며 경우에 따라서는 젖먹이 아기가 성인의 50 배정도 더 노출되므로 신생아가 특수 위해성 특성이 있다. 위해성 집단임을 WHO가 최근 보고한 바 있다(WHO, 1996). 모유의 PCB 및 다이옥신 검출은 우리나라의 식약청에서도 최근 보고한 바 있어 이들 화합물에 대한 성장기 신경 내분비 장애 연구가 어느 때보다도 절실히 요구되는 현실이다. 이들 화합물들은 역학조사 결과 임신 중 노출된 태아의 경우 성장과정에서 청각장애, 기억 및 학습의 장애, 운동 신경 장애 등이 관련되어 있는 것으로 보고 된 바 있다(Vreugdenhil et al., 1999). 특히 신경 세포의 성장 및 발달은 early developmental age에 심각한 영향을 받을 수 있으므로 생후 시기별 신경 독성의 marker를 찾는 일에 많은 관심이 집중되고 있다. 환경호르몬은 우리 주변에 널리 퍼져 있고 먹이사슬을 통해 체내에도 축적되어 인체의 위해성이 우려되는 대표적인 환경오염물질이다. 다이옥신은 산업화 과정에서 극미량이 불순물로 발생하는 반면 비스페놀은 지난 수십 년간 수십만 톤이 생산되어 산업용 제재로 널리 사용되어왔으며 과거에 생산된 산업제품으로부터도 지속적인 환경오염을 일으키는 물질이다(Safe, 1994). 동물 실험 등을 통하여 환경호르몬은 두뇌의 갑상선 호르몬 및 신경전달물질의 조절을 교란시켜 정상적인 두뇌의 발달에 장애를 일으키며 행동발달장애, 인식장애, 기억장애 등 지적 발달에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 특히, 이러한 독성은 태아 상태나 출생 초기의 노출과 관련이 높아 신경세포의 발달이 활발한 태아 또는 영아의 두뇌에 큰 영향을 주는 것으로 알려져 있다(Kodavanti et al., 1993; Kodavanti et al.,1996; Yang and Kodavanti, 2001). Bisphenol A는 에폭시 수지와 폴리카보네이트 플라스틱의 제조에 널리 사용된다. 이들 플라스틱제품은 많은 식품과 음료의 포장제로 사용되며 수지는 캔용기, 병뚜껑, 상수관 같은 금속제품을 코팅하는 락커(lacquer)로 이용되고 있다. 비스페놀의 처리는 신경줄기세포의 증식을 저해하였으며 특히 고농도의 비스페놀은 신경줄기세포에 세포독성을 나타내었다. 또한 고농도의 비스페놀에 노출된 신경줄기세포에서 활성산소종이 급증하는 것이 관찰되었는데 이는 산화스트레스와 관련한 세포독성을 시사한다
해마신경 재생성은 스트레스와 같은 외부적 환경요인에 의하여 영향 받으며 스트레스 호르몬인 glucocorticoid와 신경줄기세포의 신경재생성 손상과의 연관성이 제시되었다. 인삼의 전신작용이 시상하부-뇌하수체-부신피질 축에 작용하며, 인삼주사 시 뇌간의 세로토닌(serotonin: 5-HT)의 분비에 부분적으로 영향을 주며 이는 인삼이 우울증과 관련이 높은 시상하부-뇌하수체-부신피질 축과 카테콜아민/교감신경계의 활성에 영향을 주는 것을 시사한다.
고려인삼 (panax ginseng C.A. Meyer)은 오갈피나무과(Araliaceae)의 인삼 속에 속하는 다년생 초본류로서 주요 생리활성 성분으로는 사포닌, 페놀성 성분, 폴리아세틸렌 성분, 알칼로이드 성분, 다당체 등이 알려져 있다2). 인삼의 페놀성 성분들은 노화억제에 유효성분으로 10여종 이상의 항산화성, 페놀성 물질들이 밝혀졌고, 이들은 고혈압억제, 항암, 항산화, 미백활성 등의 생리활성으로도 알려져 있으며, 또한 다양한 스트레스에 대해 비특이적으로 육체적, 정신적 안정 상태를 유지시킨다. 고려 인삼의 항 스트레스 효과는 격한 운동7-8), 수영9), 또는 저온에서 수영 고정화등과 같은 육체적 스트레스 조건 에서 혈액 중의 특정 성분이나 효소활성 및 행동 관찰을 측정함으로써 그 효과가 입증되었다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 인삼 추출물을 포함하는 비스페놀 A로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물, 및 인삼 추출물을 포함하는 비스페놀 A로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물의 제공을 목적으로 한다.
인삼이 특정 신경 전달 물질들의 재흡수를 높은 효율로 방지하여 우울증, 정신 질환, 또는 신경병증 통증의 치료제 또는 예방제로 사용될 수 있으며, 신경병증성 통증에 대하여 높은 치료 효과 또는 예방 효과를 가지는 것을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.
상기 인삼 추출물은 물 또는 유기용매를 사용하여 추출할 수 있다.
상기 환경 호르몬은 비스페놀 A일 수 있다.
상기 신경병증성 통증은 말초 신경 손상, 중추 신경 손상 및 염증성 신경 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 신경 손상에 의해서 유도되는 것 일 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 또는 개선용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다.
상기 인삼 추출물은 물 또는 유기용매를 사용하여 추출할 수 있다.
상기 환경 호르몬은 비스페놀 A일 수 있다.
상기 신경병증성 통증은 말초 신경 손상, 중추 신경 손상 및 염증성 신경 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 신경 손상에 의해서 유도되는 일 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 인삼추출물은 소뇌과립층 세포에서 BPA의 독성인 세포의 이상증식을 저해하고, 생체내 실험(In vivo)에서 인삼추출물이 임신모체에 BPA에 의한 태자 해마의 신경손상을 저해함으로써 신경세포재생 효과를 나타내었고, 세포증식효과도 나타내는 인삼 추출물을 포함하는 조성물은 환경호르몬, 바람직하게는 BPA에 의한 독성의 치료 및 예방용 의약품 또는 건강기능식품으로 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 비스페놀과 양성대조군인 에스트라디올의 세포증식 효과를 나타낸 것이다.
도 2은 인삼 추출물 농도에 따른 PKC(protein kinase C-alpha) 발현 저해효과를 보여주는 것이다.
도 3은 인삼 추출물 농도에 따른 코르티코스테론(corticosterone, CORT) 발현 저해효과를 보여주는 것이다.
도 4는 임산 추출물 농도에 따른 임신모체의 비스페놀 A의 노출이 태자의 해마신경재생성에 미치는 효과를 나타낸 것이다.
상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 개량 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 및 개량 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
실시예 1. 인삼 추출물의 제조.
인삼 알코올 추출은 미리 선별하여 적절한 크기로 절단한 각각 1 kg의 약재를 100g을 70% 에탄올 10 L 와 혼합하고, 50℃에서 3 시간 동안 2회 초음파 처리하여 추출을 수행한 후, 여과하고(Whatman No. 2), 감압농축 하였다. 농축된 추출물을 동결 건조하여 최종 에탄올 추출물의 수득율은 각각27%, 인삼 추출물의 검증자료는 (KH 016) 인삼특작부 약용작물과에서 검증하였다. 수득된 건조분말을 본 발명의 생약 추출물로 사용하였다.
실시예 2. 비스페놀이 Neural Progenitor Cell(NPC)의 신경세포로의 분화에 미치는 영향
우울증 개선에 효과가 있는지 확인하기위해 실험동물모델을 통해 일차 신경교세포(primary neuronal cell: PNC)를 분리, 배양하여 BPA에 의한 일차 신경교세포이 증식 활성에 대한 효과를 측정하였다. 소뇌 과립층 신경세포 (cerebellar granule cell) 배양 생후 7일된 SD rat의 소뇌를 분리한 뒤 trypsin 처리하였다. 최종 세포농도가 1×106 cells/mL 되게 한 뒤 poly-L-lysine으로 처리된 12-well culture plate에 1.5 mL의 cell suspension을 넣었고 37°C, 5% CO2 incubator에서 배양하였다. 세포가 착상한 후 24~48 hr 지나서 non-neuronal cell의 성장을 억제하기 위하여 cytosine arabinoside (5 μM)을 투여했다(Kodavanti and Tilson, 1997). 7일간 배양한 후 내분비 장애물질에 노출시켰다. 12-well culture plate에서 7일간 배양된 세포를 Locke's buffer로 세척한 후 Bisphenol A와 양성대조군인 Estradiol의 세포증식 효과를 실험하였다(도 1). 하지만 다른배지를 사용한 신경줄기세포의 실험결과가 일반 FBS를 사용한 이전의 결과와는 큰 차이가 없었다. 이는 FBS에 함유되어 있는 다양한 호르몬에 의하여 Bisphenol A의 효과가 영향을 미칠 가능성을 재확인하는 연구결과다 실험대상물질과 2 Nm [3H]PDBu를 함유하는 Locke's buffer으로 15분간 배양하였다. 배양액을 제거하고 완충액으로 3회 세척한 후 0.1 M NaOH 1 mL로 혼탁 시킨 다음 0.7mL을 9mL의 Ultima gold에 섞어 scintillation spectroscopy로 방사능을 측정하였다.
실시예3. PKC(protein kinase C-alpha)의 측정
PKC의 변화는 성장기 신경세포에서 신호전달기작의 변화에 많은 영향을 미치므로 이를 예방하거나 차단할 수 있는 물질을 구현하는 것이 중요하다. 특히, PKC(protein kinase C-alpha)는 다양한 세포에서 신경전달 및 세포외유출(exocytosis), 세포 이동, 근육 수축, 세포의 성장등을 포함한 생리적 작용에 중요한 역할을 담당하는 단백 인산화 효소(protein phosphorylating enzyme)이며 암세포의 성장과 이동, 생존역활을 담당한다. 심장에서는 autonomic agonist 들에 반응하여 calcium과 potassium등의 ion channel을 조절하고, 심장의 수축력 및 심근비대에 관여하는 것으로 알려져 있다. 또한 따라서 심근세포에서 α1 수용체의 자극은 이들 유전자의 발현에 따른 단백질합성을 증가시킴으로써 심근 비대를 유발한다. Cytosol과 membrane fraction사이의 PKC isozyme을 분리하기 위해 환경오염물질에 노출된 뇌 조직 또는 배양세포에 buffer A (protease inhibitor 포함: PMSF, leupeptin, pepstatin)를 처리하였다. Sonication 후 100,000×g에서 1시간 동안 원심분리하여 상층은 cytosol fraction으로 분리하고 침전물은 buffer B로 30분간 추출한 후 원심분리하고 상층액을 detergent-soluble membrane fraction으로 분리하였다. 그 결과, 인삼투여그룹은 반복된 환경호르몬에 노출된 그룹에 비해 PKC(protein kinase C-alpha) 발현은 현저하게 감소하였다 (도 2).
실시예 4. 코르티코스테론(corticosterone, CORT) 의 측정
일주일간 환경호르몬에 노출된 랫트의 스트레스 호르몬인 코르티코스테론(CRT)와 인삼의 농도별 투여그룹간의 CRT를 측정하였다. 환경호르몬에 의해 스트레스를 반복적으로 받아 CRT가 크게 증가된다. 혈청 CORT 함량은 2주 동안 반복된 환경호르몬에 노출시킨 후 각 그룹별로 측정하였다. 실험동물은 환경호르몬 노출 진행 후 단두술(decaptitation)에 의해 희생시키고, 혈청 CORT 혈액을 채취하였다. CORT 농도는 제조자의 프로토콜에 따라 토끼 다클론 CORT 항체 (rabbit polyclonal CORT antibody, OCTEIA Corticosterone kit; Alpco Diagnostics Co., Windham, NH, USA)를 사용하여 경쟁 효소면역측정법 (competitive enzyme-linked immunoassay (ELISA))으로 측정하였다. 샘플 (또는 표준 물질)과 컨쥬게이트 (conjugate, 결합체)를 각 웰(well)에 더하고, 플레이트(plate)는 블로킹(blocking) 없이 실온에서 1시간 동안 방치하였다. 효소면역측정법 리더 (ELISA reader (MutiRead 400; Authos Co., Vienna, Austira))를 사용하여 450 nm에 서 흡광도 (OD; optical density)를 측정하였다. 그 결과, 인삼투여그룹은 반복된 환경호르몬에 노출된 그룹에 비해 CORT 농도는 35% (P<0.05)로 현저하게 감소하였다 (도 3).
실시예 5. 임신모체의 Bisphenol A 노출에 의한 태자의 해마신경재생성 연구
Bisphenol A에 노출된 임신모체로부터 태어난 태자가 성체가 된 후 해마신경재생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 임신모체에 20mg/kg의 비스페놀을 추가로 노출시킨 후 cardiac perfusion을 통하여 혈액을 제거하고 4% paraformaldehyde로 뇌의 고정화 작업을 수행하였다.고정화된 뇌를 freezing microtome을 이용하여 6 series로 40μm의 두께로 coronal section의 뇌절편을 제작하여 BrdU 면역염색법에 사용되었다.태자 해마 신경재생성을 확인한 결과 비스페놀에 노출되었던 임신모체에 인삼 100mg/kg을 경구투여 그룹이 유의성 있게 해마의 성체줄기세포에서 새로 형성된 세포의 수가 증가하였다. 인삼의 농도가 100mg/kg와 300mg/kg에서 오히려 낮은 농도인 100mg/kg에 더 좋은 결과를 도출하여 100mg/kg을 사용하였다.

Claims (8)

  1. 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 인삼 추출물은 물 또는 유기 용매를 사용하여 추출한, 약학적 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 환경 호르몬은 비스페놀 A인, 약학적 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 신경병증성 통증은 말초 신경 손상, 중추 신경 손상 및 염증성 신경 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 신경 손상에 의해서 유도되는 것인, 약학적 조성물.
  5. 인삼 추출물을 포함하는 환경 호르몬으로 인한 신경병증성 통증 또는 우울증의 예방 또는 개선용 건강기능성 식품 조성물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 인삼 추출물은 물 또는 유기 용매를 사용하여 추출한, 건강기능성 식품 조성물.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 환경 호르몬은 비스페놀 A인, 건강기능성 식품 조성물.
  8. 제 5항에 있어서, 상기 신경병증성 통증은 말초 신경 손상, 중추 신경 손상 및 염증성 신경 손상으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 신경 손상에 의해서 유도되는 것인, 건강기능성 식품 조성물.
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