KR20190008967A - 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제 - Google Patents

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김형룡
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김승현
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전북대학교산학협력단
대한민국(농촌진흥청장)
연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 씀바귀 추출물을 당뇨병의 합병증으로 나타나는 구강건조증에 대한 예방 및 치료용 조성물의 유효성분으로 사용함에 있어서, 상세하게는 약물을 간단하고 흡수가 빠른 경로로 투여할 수 있는 구강 분무제 제형을 제공한다. 당뇨병 모델 동물의 턱밑샘 조직의 세포가 파괴되면서 타액의 분비가 감소하나, 본 발명의 씀바귀 추출물을 당뇨병 모델 동물의 혀 밑에 설하분무 투여하였을 때 α-아밀라제, AQP5 및 NHE1의 발현 수준이 유의적으로 증가하여 타액의 분비량 및 분비 속도가 증가할 수 있다. 본 발명의 제형으로 씀바귀 추출물을 투여하면, 스프레이 제형으로 설하분무 투여하게 되므로 타액 분비 유도 효과를 나타내는 침샘 조직에 직접적으로 국소적인 투여가 가능하다. 이에 따라 소화기계통의 흡수 과정 없이, 침샘 조직에서 빠르게 씀바귀 추출물의 유효 성분을 흡수함에 따라 타액의 분비를 유도할 수 있어 부작용을 최소화할 수 있다.

Description

씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제{Oral spray containing Ixeris dentata extract for preventing or treating xerostomia caused by diabete}
본 발명은 씀바귀 추출물을 당뇨병의 합병증으로 나타나는 구강건조증에 대한 예방 및 치료용 조성물의 유효성분으로 사용함에 있어서, 상세하게는 약물을 간단하고 흡수가 빠른 경로로 투여할 수 있는 구강 분무제 제형을 제공한다.
구강건조증(xerostomia)은 타액이 어떠한 원인에 의해서 지속적으로 분비되지 않아 입안이 마르게 되는 증상으로, 침샘의 병적인 위축 또는 노화에 의해서 나타나는 것으로 알려져 있다. 구강 건조증의 원인은 다양하게 보고되어 있는데, 쇼그렌 증후군, 빈혈, 당뇨, 영양소 결핍, 노화 등의 전신적인 원인에 의해 타액의 양이 감소할 수 있으며, 이 외에도 다양한 약물 복용, 신경계 질환에 의해서도 발생할 수 있다.
타액은 귀밑샘, 턱밑샘, 혀밑샘의 3 개의 대타액선과 구강 내에 골고루 분보해 있는 작은 소타액선들에 의해 분비된다. 이러한 조직의 기능이 저하되면 타액의 분비가 감소되어 구강건조증의 증상이 나타나게 된다. 구강건조가 나타나면 타액성의 용액, 단백질 및 뮤신에 의한 구강 내 보호 효과가 현저히 감소하여 침샘 조직의 파괴가 나타난다. 타액의 분비가 감소되어 만성적인 구강건조증으로 발전하면 발음을 변화시키고 음식물의 저작 활동 및 목넘김을 어렵게 하며, 구강 내 작열감을 유발하고 충치 및 구강 질환의 위험을 증가시킨다.
타액 분비에 영향을 미치는 세포 내 요인으로는 아밀라제(amylase)와 같은 소화 효소 및 아쿠아포린 5(Aquaporin 5, AQP5)과 같은 통로 단백질이 있으며, 무스카린 작용제(muscarinic agonist) 또는 아드레날린 작용제(adrenergic agonist)와 같은 전해질을 포함하는 작용제에 의해서도 촉진될 수 있다. α-아밀라제는 타액에서 찾을 수 있는 대표적인 소화효소로서 초기 전분을 분해하는 역할을 한다. α-아밀라제는 랫트의 췌장 선포세포에서 단백질 분비에 관여하는 세포 기관 또는 침샘의 선포 세포 및 선관 세포에서 발현되어, 침샘의 기능을 판단할 수 있는 바람직한 표지자로서 사용될 수 있다. AQP5는 타액을 분비하는 선포 세포의 끝쪽막에서 발현되는 주요 수송 단백질이다. AQP5은 물을 특이적으로 수송하는 역할을 하여 타액의 99%를 차지하는 물을 분비하는데 있어 필수적인 요소로 작용한다. 구강건조증의 주요 원인으로 꼽히는 쇼그렌 증후군과 같은 자가면역질환 및 비-비만성 당뇨병 마우스에서 AQP5가 비정상적으로 발현되는 것이 보고된 바 있다.
현재 구강건조증 치료를 위해서 많은 연구가 진행되고 있으나, 그 근본적인 치료는 힘들고 대중적인 치료법이 주로 시행되고 있다. 수분 섭취를 늘려 입안을 촉촉하게 유지시키고, 무설탕 껌씹기, 레몬향 음료 복용, 인공타액 사용, 구연산 첨가 양치 용액 등을 사용할 수 있고, 그 이외에 새로 개발된 스프레이용 타액 제재들과 전기 자극법이 시험적으로 사용되고 있으나, 그 효과가 일시적이고 한정적이지 못하여 구강건조증의 치료제 개발을 위한 연구가 계속되고 있다. 현재 화학적 약물로서는 타액분비 촉진제로서 무스카린 수용체 효능제로서 알려진 아네톨 트리티온, 및 세비멜린 염산염이 사용되는데, 이들은 그 효과가 불안정하고 오심, 구토, 식욕감퇴, 복부 불쾌감과 같은 소화기계 부작용의 가능성 문제가 있는 등의 단점이 제기되고 있다. 이러한 상황에서, 타액분비 저하의 치료를 위한 새로운 치료제의 개발이 요구된다.
씀바귀(Asteraceae)는 한국, 일본 및 중국 등지에서 주로 서식하는 약용 식물로서 간염, 소화불량, 당뇨병, 알러지 및 암의 치료 등 다양한 질병의 치료에 사용되고 있다. 종래 보고된 바에 따르면, 씀바귀의 메탄올 추출물은 당뇨병 동물 모델에서 트리글리세라이드 및 콜레스테롤의 수준을 감소시켜 당뇨병 치료 효과를 나타낼 수 있다. 이 외에도 씀바귀의 항산화 활성은 마우스의 뇌에서 글루타치온의 농도를 유지하여 산화 스트레스를 감소시킬 수 있음이 보고된 바 있다.
씀바귀의 구강건조증 치료 용도와 관련하여는, 시험관 내(in vitro)에서 침샘 세포를 높은 포도당 농도에 노출하였을 때 아밀라제의 분비가 증가할 수 있어 구강건조증 치료에 효과를 나타낼 수 있음이 공지된 바 있다. 그러나, 이 역시 씀바귀 추출물을 경구투여하는 경로로 투여하는 것에 대하여만 효과를 제공하고 있어, 소화기를 거쳐 유효성분을 흡수하는 과정을 거쳐야만 구강건조증 치료 효과를 나타낼 수 있어 종래 연구된 치료제와 같이 일시적이고 한정적인 치료 효과의 한계를 가지고 있다.
이에, 본 발명자들은 당뇨병의 합병증으로 나타나는 구강건조증에 대하여 직접적이고 지속 가능한 방법으로 치료제를 투여하여 당뇨병 환자에서 구강건조증을 치료할 수 있는 치료제를 개발하기 위해 노력한 결과, 씀바귀의 에탄올 추출물을 당뇨병 모델 랫트의 설하에 분무하였을 때 당뇨병으로 인해 발현 수준이 낮아진 α-아밀라제, AQP5 및 NHE1의 발현 수준이 유의적으로 증가하여 건강한 모델군과 유사한 수준으로 회복될 수 있어, 본 발명의 씀바귀 추출물을 구강 분무하여 투여할 수 있는 스프레이 제형은 당뇨병에 대한 합병증으로 유발된 구강건조증의 예방 및 치료에 효과적임을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
상술한 바와 같이, 당뇨병에 대한 합병증으로 구강건조증이 빈번하게 발생하고 있으나, 구강건조증에 대한 치료제로서 개발된 약물은 효과가 일시적이거나 경구투여하였을 때 소화계에 불편감과 같은 부작용을 줄 수 있는 단점이 있으므로, 이러한 단점을 극복하기 위해 국소적으로 유의적인 구강건조증 치료 효과를 나타낼 수 있는 치료제의 개발이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제형을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제를 제공한다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 씀바귀 추출물은 물, C1 내지 C2의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합물을 용매로 하여 추출하는 것일 수 있고, 상기 저급 알코올은 에탄올 또는 메탄올일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 씀바귀 추출물의 농도는 1 ㎍ /㎖ 내지 100 ㎎/㎖인 것일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 씀바귀 추출물은 α-아밀라제, 아쿠아포린 5(aquaporin 5, AQP5) 및 Na+/H+ 이온 교환체(Na+/H+ ion exchangers, NHE1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 단백질의 발현을 증가시켜 타액의 분비를 촉진하는 것일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 구강 분무제는 씀바귀 추출물을 국소적으로 투여하여 소화기계 부작용을 억제하는 것일 수 있다.
또한, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 의약외품을 제공한다.
아울러, 본 발×D은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 포함하는, 구강 세균에 의한 구강 질환의 예방 및 개선용 의약외품을 제공한다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 의약외품은 구강 청정제, 구강 세정제, 구강용 연고제 및 치약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 의약외품은 구강 내 서식하는 구강 세균에 대하여 항균활성을 나타낼 수 있으며, 이 때 상기 구강 세균은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar) 및 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
따라서, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제를 제공한다.
당뇨병 모델 동물의 턱밑샘 조직의 세포가 파괴되면서 타액의 분비가 감소하나, 본 발명의 씀바귀 추출물을 당뇨병 모델 동물의 혀 밑에 설하분무 투여하였을 때 α-아밀라제, AQP5 및 NHE1의 발현 수준이 유의적으로 증가하여 타액의 분비량 및 분비 속도가 증가할 수 있다. 본 발명의 제형으로 씀바귀 추출물을 투여하면, 스프레이 제형으로 설하분무 투여하게 되므로 타액 분비 유도 효과를 나타내는 침샘 조직에 직접적으로 국소적인 투여가 가능하다. 이에 따라 소화기계통의 흡수 과정 없이, 침샘 조직에서 빠르게 씀바귀 추출물의 유효 성분을 흡수함에 따라 타액의 분비를 유도할 수 있어 부작용을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 당뇨병 모델 동물로 사용하기 위해 랫트에 스트렙토조토신(STZ)을 투여하여 당뇨병을 유발한 후 실험을 진행한 흐름을 나타내는 모식도이다.
도 2는 당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 타액 분비능 개선 효과를 확인한 결과를 나타낸다:
도 2a는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트군에서 타액 분비량을 확인한 도이며;
도 2b는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트군에서 타액 분비 속도를 확인한 도이고;
도 2c는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트군에서 수득한 턱밑샘 조직의 중량을 확인한 도이며; 및
도 2d는 본 발명의 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트군에서 수득한 턱밑샘 조직의 전체 단백질 농도를 확인한 도이다.
도 3은 당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의해 턱밑샘 조직의 회복 및 개선이 나타나지 않음을 확인한 도이다.
도 4는 당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 내 아밀라제 발현 증가 확인한 결과를 나타낸다:
도 4a는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 타액에서 발현 수준이 변화한 단백질을 확인한 도이고;
도 4b는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 턱밑샘 조직에서 α-아밀라제의 발현 수준이 증가하였음을 확인한 도이며;
도 4c는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 타액에서 α-아밀라제의 발현 수준이 증가하였음을 확인한 도이고; 및
도 4d는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 턱밑샘 조직에서 α-아밀라제의 발현 수준 회복을 면역조직염색으로 확인한 도이다.
도 5는 당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 내 아쿠아포린 5(Aquaporin 5, AQP5) 발현을 나타낸다:
도 5a는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 턱밑샘 조직에서 AQP5의 발현이 증가하였음을 웨스턴블럿으로 확인한 결과이며; 및
도 5b는 씀바귀 추출물을 처리한 당뇨병 모델의 턱밑샘 조직에서 AQP5의 발현이 증가하였음을 면역형광염색으로 확인한 결과이다.
도 6은 당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의해 α-아밀라제 및 AQP5의 발현이 동시에 나타남을 확인한 결과이다.
도 7은 당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 이온 수송 단백질의 발현 수준 증가 효과의 확인을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 씀바귀 추출물이 구강세균인 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 에 대하여 나타내는 항균 활성을 확인한 결과이다.
도 9는 본 발명의 씀바귀 추출물이 구강세균인 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar)에 대하여 나타내는 항균 활성을 확인한 결과이다.
도 10은 본 발명의 씀바귀 추출물이 구강세균인 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)에 대하여 나타내는 항균 활성을 확인한 결과이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
상술한 바와 같이, 당뇨병에 대한 합병증으로 구강건조증이 빈번하게 발생하고 있으나, 구강건조증에 대한 치료제로서 개발된 약물은 효과가 일시적이거나 경구투여하였을 때 소화계에 불편감과 같은 부작용을 줄 수 있는 단점이 있으므로, 이러한 단점을 극복하기 위해 국소적으로 유의적인 구강건조증 치료 효과를 나타낼 수 있는 치료제의 개발이 요구되고 있다.
본 발명의 씀바귀 추출물을 당뇨병 모델 동물의 혀 밑에 설하분무 투여하였을 때 α-아밀라제, AQP5 및 NHE1의 발현 수준이 유의적으로 증가하여 타액의 분비량 및 분비 속도가 증가할 수 있다.
따라서, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제를 제공한다.
또한, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 포함하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 의약외품을 제공한다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 물, C1 내지 C2의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물을 용매로 하여 추출하는 것이 바람직하며, 상기 저급 알코올은 에탄올 또는 메탄올인것이 바람직하고, 구체적으로 에탄올이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 하기의 단계들을 포함하는 제조방법에 의해 제조되는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다:
1) 씀바귀에 추출용매를 가하여 추출하는 단계;
2) 단계 1)의 추출물을 여과하는 단계; 및
3) 단계 2)의 여과한 추출물을 감압 농축한 후 건조하는 단계.
상기 방법에 있어서, 단계 1)의 씀바귀은 재배한 것 또는 시판되는 것 등 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 씀바귀은 씀바귀의 뿌리, 줄기, 잎 또는 전초 모두 이용 가능하며, 이에 한정되지 않는다.
상기 방법에 있어서, 씀바귀 추출물의 추출 방법으로는 여과법, 열수 추출, 침지 추출, 환류냉각 추출 및 초음파추출 등 당업계의 통상적인 방법을 이용할 수 있다. 상기 추출용매는 건조된 씀바귀 분량의 2 내지 20 배 첨가하여 추출하는 것이 바람직하다. 추출온도는 20 내지 80℃인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 추출시간은 10 내지 100 시간인 것이 바람직하며, 구체적으로 24 내지 96 시간이 더욱 바람직하고, 보다 구체적으로 72 시간이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
상기 방법에 있어서, 단계 3)의 감압농축은 진공감압농축기 또는 진공회전증발기를 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 건조는 감압건조, 진공건조, 비등건조, 분무건조 또는 동결건조하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 1 ㎍ /㎖ 내지 100 ㎎/㎖의 농도로 구강 분무제에 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 씀바귀 추출물은 50 ㎍ /㎖ 내지 100 ㎎/㎖의 농도로 포함될 수 있으며, 보다 구체적으로 1 ㎎ /㎖ 내지 80 ㎎/㎖의 농도로 포함되는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않고 단회 분무로 유의적인 구강건조증 개선 효과를 나타낼 수 있는 범위의 농도라면 적용할 수 있다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 α-아밀라제, 아쿠아포린 5(aquaporin 5, AQP5) 및 Na+/H+ 이온 교환체(Na+/H+ ion exchangers, NHE1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 단백질의 발현을 증가시킬 수 있다. 다시 말하면, 당뇨병에서는 턱밑샘 조직 및 이의 선포/선관 세포가 파괴되어 타액의 분비가 감소하나, 씀바귀 추출물 투여에 의해 파괴된 조직 및 세포의 형태의 회복 없이 타액 분비에 관여된 단백질의 발현이 증가하여 타액의 분비가 개선되는 것을 의미한다.
본 발명의 구강 분무제로 씀바귀 추출물을 국소적으로 투여하여 소화기계 부작용을 억제할 수 있다. 구체적으로 본 발명의 구강 분무제는 씀바귀 추출물을 당뇨병 환자의 구강 내에 분무하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 본 발명의 구강 분무제는 당뇨병 환자의 설하(혀 밑)에 분무하는 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 구강 분무제 외에도 의약 외품의 형태로 제공할 수 있으며, 이 때 상기 의약 외품은 구강 청정제, 구강 세정제, 구강용 연고제 및 치약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형일 수 있다.
본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 스트렙토조토신을 랫트에 투여하여 당뇨병 모델을 제조하였다. 제조한 당뇨병 모델의 혈당이 높은 수준으로 나타나는 것을 확인한 다음, 씀바귀 에탄올 추출물을 혀 밑에 분무투여하였다.
먼저, 본 발명자들은 당뇨병 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 타액 분비능 개선 효과를 확인한 결과, 당뇨병 모델에서 타액의 분비량 및 분비 속도가 감소한 것에 비해 씀바귀 추출물의 분무투여에 의해 타액의 분비량 및 분비 속도가 건강한 비교예 대조군의 수준으로 회복됨을 확인하였다. 그러나 이러한 타액 분비능 개선 효과는 당뇨병에서 파괴되는 타액 분비의 턱밑샘 조직 및 선관/선포 세포의 형태적 회복에 의한 효과가 아님을 확인하였다.
이에, 본 발명자들은 씀바귀 추출물이 당뇨병으로 인한 구강건조증 치료 효과를 나타내는 것이 타액 분비 관여 단백질의 발현 수준 변화에 의한 것으로 예상하였다. 본 발명자들은 당뇨병 모델에서 씀바귀 추출물을 투여하고 아밀라제 발현 수준의 변화를 확인한 결과, 당뇨병 모델에서 α-아밀라제의 발현 수준이 감소한 것에 비해 씀바귀 추출물의 설하분무 투여에 의해 α-아밀라제의 발현 수준이 건강한 비교예 대조군의 수준으로 회복됨을 확인하였다.
또한, 본 발명자들은 당뇨병 모델에서 씀바귀 추출물을 투여하고 물 이동 통로 단백질인 아쿠아포린 5(AQP5) 발현 수준의 변화를 확인한 결과, 당뇨병 모델에서 AQP5의 발현 수준이 감소한 것에 비해 씀바귀 추출물의 설하분무 투여에 의해 AQP5의 발현 수준이 건강한 비교예 대조군의 수준으로 회복됨을 확인하였다.
아울러, 본 발명자들은 당뇨병 모델에서 씀바귀 추출물을 투여하고 이온 이동 통로 단백질인 Na+/H+ 이온 교환체(Na+/H+ ion exchangers, NHE1) 발현 수준의 변화를 확인한 결과, 당뇨병 모델에서 NHE1의 발현 수준이 감소한 것에 비해 씀바귀 추출물의 설하분무 투여에 의해 NHE1의 발현 수준이 건강한 비교예 대조군의 수준으로 회복됨을 확인하였다.
따라서, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제를 제공한다. 본 발명의 씀바귀 추출물을 당뇨병 모델 동물의 혀 밑에 설하분무 투여하였을 때 α-아밀라제, AQP5 및 NHE1의 발현 수준이 유의적으로 증가하여 타액의 분비량 및 분비 속도가 증가할 수 있다. 본 발명의 제형으로 씀바귀 추출물을 투여하면, 스프레이 제형으로 설하분무 투여하게 되므로 타액 분비 유도 효과를 나타내는 침샘 조직에 직접적으로 국소적인 투여가 가능하다. 이에 따라 소화기계통의 흡수 과정 없이, 침샘 조직에서 빠르게 씀바귀 추출물의 유효 성분을 흡수함에 따라 타액의 분비를 유도할 수 있어 부작용을 최소화할 수 있다.
본 발명의 구강 분무제의 제형은 하나 이상의 완충제(예를 들어, 식염수 또는 PBS), 항산화제, 정균제, 킬레이트화제(예를 들어, EDTA 또는 글루타치온), 충진제, 증량제, 결합제, 아쥬반트(예를 들어, 알루미늄 하이드록사이드), 현탁제, 농후제 습윤제, 붕해제 또는 계면활성제, 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다.
또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 구강 분무투여를 위한 액상 제제로서 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 또는 보존제 등이 포함될 수 있다. 또한, 경우에 따라 가교결합 폴리비닐피롤리돈, 한천, 알긴산 또는 나트륨 알기네이트 등을 붕해제로 첨가할 수 있으며, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 구강 분무제는 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 제조하여 분무시 보다 편리하게 약물을 전달할 수 있다. 이에 따라 사용되는 화합물은 적합한 추진제, 예를 들면, 디클로로플루오로메탄, 트리클로로플루오로메탄, 디클로로테트라플루오로에탄, 이산화탄소 또는 다른 적합한 기체를 사용하여, 가압 팩 또는 연무기로부터 에어로졸 스프레이 형태로 편리하게 전달 할 수 있다. 가압 에어로졸의 경우, 투약 단위는 계량된 양을 전달하는 밸브를 제공하여 결정할 수 있다. 예를 들면, 흡입기 또는 취입기에 사용되는 젤라틴 캡슐 및 카트리지는 화합물, 및 락토즈 또는 전분과 같은 적합한 분말 기제의 분말 혼합물을 함유하도록 제형화할 수 있다.
본 발명의 씀바귀 추출물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 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. 본 발명의 씀바귀 추출물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 즉, 본 발명의 씀바귀 추출물의 총 유효량은 단일 투여량(single dose)으로 환자에게 투여될 수 있으며, 다중 투여량(multiple dose)으로 장기간 투여되는 분할 치료 방법(fractionated treatment protocol)에 의해 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 씀바귀 추출물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하다. 일일 투여량으로는, 씀바귀 추출물을 기준으로 하루에 체중 1 kg당 바람직하게 0.01 내지 50 mg, 더 바람직하게는 0.1 내지 30 mg의 양으로 투여되도록 1 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
아울러, 본 발명은 씀바귀 추출물을 유효성분으로 포함하는, 구강 세균에 의한 구강 질환의 예방 및 개선용 의약외품을 제공한다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 의약외품은 구강 청정제, 구강 세정제, 구강용 연고제 및 치약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형일 수 있다.
본 발명의 구체적인 일실시예에서, 상기 의약외품은 구강 내 서식하는 구강 세균에 대하여 항균활성을 나타낼 수 있으며, 이 때 상기 구강 세균은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar) 및 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다.
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 자에 있어서 자명할 것이다.
[준비예 1]
씀바귀 추출물 제조
본 발명의 실험을 수행하기 위해, 씀바귀 추출물을 제조하였다.
구체적으로, 씀바귀는 대한민국 당진에서 2014년 3월에 채취한 것을 사용하였다. 씀바귀 뿌리를 분쇄한 가루 1.2 ㎏을 5 ℓ 에탄올에 침지하여 3 시간 동안 35℃에서 초음파 추출하고, 추출액을 여과하였다. 여과하여 수득한 용매는 진공 상태에서 감압 농축하여 30.5 g(2.5% 건조중량)의 씀바귀 에탄올 추출물을 수득하였다. 에탄올 추출물은 사용 전에 원하는 농도에 맞춰 물에 용해하여 사용하였다.
[준비예 2]
당뇨병 모델 랫트의 제조
<2-1> 스트렙토조토신을 이용한 당뇨병 모델의 제조
본 발명의 실험을 수행하기 위해, 당뇨병 모델 랫트를 제조하였다(도 1).
먼저, 체중 200 내지 230 g의 7 주령의 수컷 Sprague-Dawley 랫트를 33 마리 구입하여, 각 군당 7 내지 9 마리로 나뉠 수 있도록 총 4 군으로 나누었다. 모든 군의 랫트는 일반적인 사육 환경(22±2℃, 55-60 % 상대습도 및 12시간 낮/밤 순환 조명)에서 사육하다가, 실험에 사용하기 1주일 전에 실험실 환경에 적응할 수 있도록 하였다. 실험을 수행하는 기간 동안 물과 사료는 자유 급여가 가능하도록 하였다.
그런 다음, 사육한 랫트 중 1군에 6.5 ㎎/㎏ 스트렙토조토신(streptozotocin, STZ)을 0.1 M 시트르산 완충용액(pH 4.5)에 용해하여 복강내 주사(IP)로 주입하고, 2 주간 사육하여 당뇨병을 유발하였다. STZ를 주사하고 3 일뒤, 밤새 금식한 랫트의 꼬리 동맥혈로부터 채혈하여, 혈당측정기(glucometer)를 이용하여 혈당값을 측정하였다. 측정한 혈당값이 300 ㎎/㎗인 경우, 해당 랫트는 당뇨병에 걸린 것으로 판단하여 당뇨병 동물 모델로서 사용하였다. 혈당 측정기에서 'Hi'로 경우에는 혈당이 600 ㎎/㎗인 것으로 판단하였다.
<2-2> 당뇨병 동물 모델에 씀바귀 추출물 투여
당뇨병이 유발된 랫트에서 입마름병 치료 효과를 확인하기 위해 씀바귀 추출물을 투여하였다.
구체적으로, 상기 준비예 <2-1>에서 제조한 당뇨병 유발 랫트를 마취한 다음, 상기 [준비예 1]에서 제조한 씀바귀 추출물(10 ㎎/50 ㎕/㎏)을 설하(屑下)에 분무(spray)하고 5 분간 방치하여, 실시예 1의 실험군으로 사용하였다. 본 발명에서 실험군과 함께 사용하기 위해 제조한 대조군은 하기 [표 1]과 같다.
본 발명에서 사용한 실험군 및 대조군
당뇨병 유발 여부 씀바귀 추출물 처리 여부
실시예 1 STZ 주입 씀바귀 추출물 분부
비교예 1 당뇨병 유발 × 물 분무
비교예 2 당뇨병 유발 × 씀바귀 추출물 분부
비교예 3 STZ 주입 물 분무
[실험예 1]
당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 타액 분비능 개선 효과의 확인
본 발명의 씀바귀 추출물이 당뇨병으로 인한 입마름증에 대하여 치료 효과를 나타낼 수 있는지를 확인하기 위하여, 씀바귀 추출물의 투여에 의한 타액 분비능 개선 효과를 확인하였다.
<1-1> 총 타액 분비량의 비교
실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군에 0.6 ㎎/㎏ 필로카프린 염산염(pilocarpine hydrochloride)을 IP 투여하고 5 분간 방치하여 타액이 쉽게 분비될 수 있도록 유도하였다. 분비된 타액은 탈지면에 흡수시켜 약 30분 간 흡수시켰다. 그런 다음 탈지면의 중량을 측정하여 이를 밀리리터(㎖) 단위로 변환하였다. 타액의 유속은 단위 시간(분) 당 분비된 타액의 마이크로리터(㎕)로서 계산하였다. 이와 함께, 수득한 타액 내 총 단백질량을 bradford assay로 확인하였다.
그 결과, 도 2a 및 도 2b에서 나타난 바와 같이 당뇨병을 유발하지 않은 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)에서는 타액의 분비량 및 분비 속도에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 그러나, 당뇨병의 랫트(비교예 3)에서는 총 타액의 분비량 및 분비 속도가 현저히 감소되었고, 씀바귀 추출물을 분무 투여하였을 때(실시예 1) 타액 분비량 및 분비 속도가 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다(도 2a, 2b). 또한, 도 2d에 나타난 바와 같이 모든 랫트군의 타액 내 총 단백질량은 유의적인 차이를 나타내지 않음을 확인하였다.
<1-2> 턱밑샘(submandibular gland)의 중량 비교
타액 분비능을 비교한 뒤, 랫트를 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 턱밑샘의 중량을 측정한 다음, 하나는 즉시 동결시키고 다른 하나는 3.7% 포르말린 용액에 담구어 이후 조직학적인 검사를 위한 시료로서 사용하였다.
그 결과, 도 2c에서 나타난 바와 같이 당뇨병을 유발하지 않은 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)에 비해, 당뇨병 랫트(비교예 3)의 턱밑샘 중량이 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다. 그러나 씀바귀 추출물을 분무하였을 때 턱밑샘의 중량이 유의적으로 증가하여 건강한 랫트와 유사한 수준으로 나타나 타액의 분비가 증가될 수 있음을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 씀바귀 추출물은 타액의 분비 부전을 억제하면서 타액 분비를 유도하므로, 당뇨병에서 나타나는 입마름증의 개선 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.
[실험예 2]
당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 개선 효과의 확인
씀바귀 추출물이 당뇨병 동물 모델에서 타액 분비능 개선 효과를 나타내므로, 이러한 개선 효과가 타액 분비 관련 조직에 대한 회복에 의한 효과인지 여부를 확인하였다.
구체적으로, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군의 타액 분비능을 비교한 뒤, 랫트를 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 턱밑샘 조직을 파라핀에 포매하여 고정한 다음, 5 ㎛의 두께의 조각으로 잘랐다. 자른 조각은 탈파라핀하고 알코올로 탈수하였다. 그런 다음, 조직을 물로 세척하고 Mayer`s 헤마토실린 및 1% 에오신으로 염색하였다. 염색 후에는 다시 알코올로 찰수한 다음 자일렌으로 닦아내어 시료를 완성하였다. 완성된 시료는 광학 현미경에 올려 관찰하였다
그 결과, 도 3에서 나타난 바와 같이 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)은 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 선포세포(acinar cell)의 수가 풍부하고 선관세포(duct cell)가 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 이에 비해 당뇨병 랫트(비교예 3)의 턱밑샘 조직에서는 선포세포가 파괴되고 선관세포가 불규칙적으로 존재하는 것을 확인하였다. 조직이 파괴된 당뇨병 랫트에 씀바귀 추출물을 혀 밑 분무 투여하였을 때, 턱밑샘 조직의 조직 파괴에 대한 개선이 나타나지 않았다. 이러한 결과를 통해 당뇨병으로 턱밑샘의 세포 조직이 파괴되었음에도 불구하고, 씀바귀 추출물을 혀 밑에 분무 투여하였을 때, 씀바귀 추출물에 의해 타액 분비의 유의적인 개선이 가능하다는 것을 확인하였다.
[실험예 3]
당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 내 아밀라제 발현 증가 확인
<3-1> 당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의해 타액 내 발현 수준이 변화한 단백질의 확인
당뇨병에 의한 침샘조직의 파괴에 대하여 씀바귀 추출물이 파괴된 조직의 개선에 영향을 미치지 않은 채 타액 분비능을 개선할 수 있음을 확인하여, 보다 구체적인 효과를 확인하고자 조직 내 발현 수준이 증가하는 단백질 유무를 확인하고자 하였다.
구체적으로, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군의 타액을 수득하여 Bio Rad 단백질 분석 키트로 전체 단백질량을 확인한 다음, SDS-PAGE를 수행하여 Coomassie-Brillient Blue 염색으로 단백질 밴드를 확인하였다.
그 결과, 도 4a에서 나타난 바와 같이 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)은 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 단백질의 발현이 유의적으로 변하지 않았으나, 당뇨병 랫트(비교예 3)의 타액에서는 분자량이 약 55 kDa인 단백질의 발현이 유의적으로 감소한 것을 확인하였다. 이에 비해 실시예 1의 실험군에서는 씀바귀 추출물을 혀 밑 분무 투여하였을 때, 발현 감소했던 55 kDa의 단백질 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다.
<3-2> 당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 아밀라제 발현 수준 증가의 확인
당뇨병 모델에서 씀바귀 추출물에 의해 발현 증가된 단백질을 구체적으로 확인하였다.
상기 실험예 <3-1>에서 SDS-PAGE 수행 후, 발현 수준이 유의적으로 증가한 단백질을 확인하기 위해서 웨스턴블럿을 수행하였다. SDS-PAGE 결과 멤브레인에 전개된 단백질을 폴리비닐리덴 플루라이드(PVDF)에 이동시키고, 5% 스킴 밀크 및 0.1% 트윈-20를 포함하는 트리스 완충용액(0.137 M NaCl, 0.025M 트리스, pH 7.4)(T-BST)으로 막을 차단하였다. 차단 후, 상기 막에 1차 항체로 항-아밀라아제 항체를 처리하여 4℃에서 밤새 배양하고 T-BST로 세척하였다. 그런 다음 2차 항체로 항-마우스를 처리하여 1 시간 동안 실온에서 배양하고, ECL(enhanced Chemiluminescence) 시약을 사용하여 단백질 밴드를 가시화하였다. 막은 이미징 필름에 노출한 다음 Kodak X-OMAT 1000A processor를 사용하여 전개하였다. 타액 뿐 아니라 턱밑샘 조직 내에서도 아밀라제 발현 수준 변화를 확인하기 위해서 타액 수득 후 희생한 랫트의 턱밑샘 조직을 적출하여 균질기(homogenizer)로 균질화하여 조직 추출물을 수득한 후, 동일한 방법으로 웨스턴블럿을 수행하였다.
그 결과, 도 4b 및 도 4c에서 나타난 바와 같이 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)은 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 α-아밀라제의 발현 수준에서 유의적인 변화를 나타내지 않았으나, 당뇨병 랫트(비교예 3)의 타액 및 턱밑샘 조직에서 α-아밀라제의 발현이 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다. 이에 비해 실시예 1의 실험군에서는 씀바귀 추출물을 혀 밑 분무 투여하였을 때, 타액 및 턱밑샘 조직 모두에서 발현 감소했던 α-아밀라제의 발현이 유의적으로 증가하여, 비교예 3의 대조군에 비해 α-아밀라제의 발현 수준이 약 2 배 증가하는 것을 확인하였다.
<3-3> 당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 내 아밀라제 발현의 확인
씀바귀 추출물에 의해 당뇨병 모델의 타액 및 턱및샘 조직에서 아밀라제의 발현 수준이 증가하는 것을 확인하여, 보다 구체적으로 이를 확인하기 위해 조직면역화학 염색을 통해 α-아밀라제의 발현 및 위치를 확인하였다.
구체적으로, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군를 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 조직을 파라핀에 포매하여 고정한 다음, 5 ㎛의 두께의 조각으로 잘랐다. 자른 조각은 탈파라핀하고, 탈수하였다. 적절한 항체를 찾기 위해서, 조직 조각을 포함하는 슬라이드를 1×Target Retrieval Solution(pH 6.0)에 담구어 125℃에서 20 분 동안 보관하였다. 그런 다음, 얼음물에서 30분 동안 보관하고 탈이온수로 5 분간 세척하였다. 세척한 조직은 다시 과산화수소 및 15 mmol/ℓ NaN3 및 계면활성제를 포함하는 인산화 완충용액을 10 분 동안 처리하여 세포 내 과산화효소(peroxidase) 활성을 차단하였다. 차단 후 1× T-BST 완충용액에 5 분 동안 2 회 담금하고, 비특이적인 단백질과의 결합을 차단하기 위하여 0.25% 카제인을 포함하는 PBS에 담구어 실온에서 10 분 동안 방치하였다. 그런 다음, 1차 항체로서 항-아밀라아제 항체(1:100 희석, Santa Cruz Biotechnology)를 처리하고 4℃에서 하룻 밤 동안 배양하였다. 배양 후, 조직 조각을 TBST 완충용액으로 세척한 다음, 2차 항체로서 항-마우스 항체를 1 시간 동안 실온에서 처리하였다. 그런 다음, 다시 AEC substrate chromogen(DAKO)가 첨가된 TBST로 세척하고, 탈이온수로 재세척하여 조직을 준비하였다. 준비된 조직은 최종적으로 Harris hematoxylin으로 염색하여 조직 내 α-아밀라제의 발현 위치 및 발현 수준을 확인하였다.
그 결과, 도 4d에서 나타난 바와 같이 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)은 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 α-아밀라제의 발현 수준이 충분한 수준으로 유지되어 있고, 선포 세포 및 선관세포가 잘 보존되어 있음을 확인하였다. 이에 비해, 당뇨병 랫트(비교예 3)의 턱밑샘 조직에서는 선포세포 및 선관세포가 파괴되었으며 과립 모양 회선상 세관(granular convoluted tubule) 세포 내에서 α-아밀라제의 발현이 감소하였다. 그러나, 실시예 1의 실험군에서는 씀바귀 추출물을 혀 밑 분무 투여한 후 턱밑샘 조직에서 α-아밀라제의 발현이 유의적으로 회복되는 것을 확인하였다.
이를 통해, 본 발명의 씀바귀 추출물은 턱밑샘 조직 및 세포의 형태에는 영향을 미치지 않지만, 당뇨병으로 인해 파괴된 턱밑샘 조직 및 세포에서 α-아밀라제의 발현이 유의적으로 회복되도록 증가시킬 수 있음을 확인하였다.
[실험예 4]
당뇨병이 유발된 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 턱밑샘 조직 내 아쿠아포린 5(Aquaporin 5, AQP5) 발현 증가 확인
정상적인 생리 조건에서 턱밑샘 조직의 선포 세포에서 타액 분비에 기능적으로 연관된 단백질로서 아쿠아포린(AQP5)이 내강(lumen)으로 물을 수송하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 이에, 본 발명자들은 당뇨병에서 타액 분비의 저하로 인해 구강건조증이 유발되는 원인 중 하나인 AQP5의 발현 저하에 대하여 씀바귀 추출물의 조절 효과가 나타나는지 여부를 확인하였다.
먼저, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군을 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 턱밑샘 조직 중 하나는 균질기로 균질화하여 추출물을 수득하고, 이를 웨스턴블럿으로 분석하였다. 웨스턴블럿을 위한 1차 항체로서 항-AQP5 항체(1:1000 희석, Abcam)를 사용하였고, 2차 항체로 항-거위 항체를 이용하여 조직 내 AQP5 발현 수준을 확인하였다.
상기 적출한 턱밑샘 조직 중 하나에 대하여는, 파라핀 포매한 다음 항-AQP5 항체(1:100 희석, Abcam)을 1차 항체로, 항-토끼 항체를 2차 항체로 사용하여 면역조직화학 분석을 수행하여, 조직 내 AQP5의 발현 위치 및 발현 수준을 확인하였다.
그 결과, 도 5a 및 도 5b에서 나타난 바와 같이 비교예 1 및 비교예 2의 건강한 랫트군에서는 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 AQP5의 발현 수준이 높은 수준으로 나타나는 것을 확인하였다. 이에 비해, 웨스턴블럿 분석을 통해 비교예 3의 당뇨병 랫트에서는 AQP5의 발현 수준이 유의적으로 감소하는 것을 확인하였다.
이전 연구들에 따르면 AQP5의 발현은 턱밑샘의 다양한 위치에서 나타나는 것으로 알려져 있으며, 선포 세포 중에서 꼭지면 막(apical membrane), 기저막(basal membrane) 및 측면막(lateral membrane)에 위치하여 발현 수준 증가 또는 감소에 따라 타액 분비량을 조절할 수 있는 것으로 알려져 있다. AQP5는 선포 세포 뿐 아니라 선관 세포에서도 일부 발현되는 것으로 보고되어 있는데, 이와 같이 본 발명의 비교예 1 및 비교예 2의 랫트 조직에서도 AQP5의 발현이 균일하게 분포되어 있음을 확인하였다. 이에 비해, 비교예 3의 당뇨병 랫트에서는 AQP5의 발현 수준이 매우 감소된 것을 확인하였다.
그러나, 당뇨병 모델에 씀바귀 추출물을 분무 투여한 실시예 1의 랫트군에서는 조직 내 AQP5의 발현 수준이 유의적으로 증가하여, 비교예 1 및 비교예 2의 조직 내 AQP5 발현 수준으로 회복되는 것을 확인하였다. 발현 위치에 있어서도, 타액을 분비하는 선관 세포 및 선포 세포에서 AQP5의 발현이 지속적으로 높은 수준으로 나타나는 것을 확인하였다. 이를 통해, 본 발명의 씀바귀 추출물은 당뇨병에서 턱밑샘 조직이 파괴됨에 따라 발현 수준도 감소하는 AQP5의 발현 수준을 회복시키고, 이에 따라 AQP5이 선포 세포 막에서 물의 투과성을 증가시킴으로 인해 등장액 용액 간의 수송이 원할해져 타액 분비 속도가 증가할 수 있는 효과를 나타내는 것으로 확인하였다.
[실험예 5]
당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 α-아밀라제 및 AQP5의 국소적 발현 확인
당뇨병 모델의 혀 밑에 국소적으로 씀바귀 추출물을 분무 투여하였을 때 유의적으로 타액 분비의 개선 효과를 나타낼 수 있음을 확인하여, α-아밀라제 및 AQP5의 발현 수준 증가 효과가 동시에 나타나는 것인지 여부를 다시 한번 확인하였다.
구체적으로, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군을 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 조직을 파라핀에 포매하여 고정한 다음, 5 ㎛의 두께의 조각으로 잘랐다. 자른 조각은 탈파라핀하고, 탈수하였다. 그런 다음, 차단 완충용액(Dako)에서 10 분 동안 배양한 다음, 항-아밀라아제 항체(1:200 희석, Santa Cruz Biotechnology)을 가하고 4℃에서 하룻밤 동안 배양하였다. 다음 날, 조각을 세척한 다음 2차 항체로서 FITC가 접합된 항-마우스 항체(1:300 희석, Sigma)를 한 시간동안 처리하여 염색하였다. 다시 세척한 다음, 토끼 유래의 항-AQP5 항체(1:200 희석, Abcam)를 처리하고 4℃에서 하룻밤 동안 배양하였다. 추가로, 조직은 다시 세척하고 TRITC-접합된 항-토끼 항체(1:300 희석)을 처리하고 1 시간 동안 배양하였다. 그런 다음, FITC 및 TRITC 채널을 이용하여 면역 현미경으로 세포 내 단백질의 발현을 관찰하였다.
그 결과, 도 6에서 나타난 바와 같이 비교예 1 및 비교예 2에서는 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 아밀라제 및 AQP5의 발현 모두가 충분히 발현되는 것을 확인하였다. 그러나, 이에 비해 비교예 3의 당뇨병 랫트에서는 아밀라제 및 AQP5의 발현 수준 모두가 감소되는 경향을 나타내었다. 당뇨병 랫트에 씀바귀 추출물을 투여한 실시예 1의 랫트군에서는 아밀라제 및 AQP5의 발현이 증가하였으며 이들의 발현 위치가 유사하여, 국소적으로 아밀라제 및 AQP5의 발현이 함께 증가할 수 있음을 확인하였다.
이를 통해, 당뇨병 모델의 혀 밑에 씀바귀 추출물을 분무 투여하였을 때, 국소적으로 아밀라제의 발현이 증가하고, 이와 함께 발현 수준이 증가하는 AQP5에 의해 물 채널 통로 단백질이 증가하여 지속적으로 타액을 분비할 수 있게 하여 구강건조증 개선에 도움을 줄 수 있음을 확인하였다.
[실험예 6]
당뇨병 동물 모델에서 씀바귀 추출물에 의한 이온 수송 단백질의 발현 수준 증가 효과의 확인
당뇨병 모델의 혀 밑에 국소적으로 씀바귀 추출물을 분무 투여하였을 때 유의적으로 물 수송 단백질인 AQP5의 발현이 증가할 수 있음을 확인하였으므로, 이와 함께 이온 수송 단백질의 발현 수준에서는 변화가 있는지 여부를 확인하였다.
구체적으로, 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2 및 비교예 3의 랫트 군을 희생하여 양쪽의 턱밑샘을 적출하였다. 적출한 조직을 파라핀에 포매하여 고정한 다음, 항-NHE1 항체(1:100 희석, Santa Cruz Biotechnology)을 1차 항체로, 항-토끼 항체를 2차 항체로 사용하여 면역조직화학 분석을 수행하여, 조직 내 NHE1 단백질의 발현 위치 및 발현 수준을 확인하였다.
그 결과, 도 7에서 나타난 바와 같이 건강한 랫트군(비교예 1, 비교예 2)은 씀바귀 추출물의 투여 여부와 관계없이 발현 수준이 충분하게 나타났으며, 선포 세포보다 선관 세포에서 유의적으로 높은 수준인 것을 확인하였다. 이에 비해 당뇨병 랫트(비교예 3)의 턱밑샘 조직에서는 NHE1의 발현 수준이 감소하는 것을 확인하여다. 그러나, 실시예 1의 랫트 군에서 씀바귀 추출물 처리에 따라 턱밑샘 조직의 선관 세포 및 선포 세포 모두에서 NHE1의 발현이 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 선관 세포에서 NHE1의 국소적인 발현이 증가하는 것을 통해, 씀바귀 추출물은 당뇨병의 턱밑샘 조직에서 NHE1의 발현을 증가시켜 선포 세포로부터 타액의 분비량이 증가될 수 있도록 하면서 선관 세포에 의한 NaCL의 흡수에 도움을 줄 수 있을 것으로 확인하였다.
[실험예 7]
구강세균에 대한 씀바귀 추출물의 항균활성의 확인
본 발명의 씀바귀 추출물이 구강세균에 대하여도 유의적인 항균활성을 나타낼 수 있는지 확인하기 위해, 구강 내 염증을 유발하는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar) 및 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)에 대하여 항균 활성을 확인하였다.
구체적으로, 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) KCOM1075, 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar) KCOM2195 및 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum) KCOM2927 균을 각각 배양하였다. 배양한 각각의 균은 1×103, 2×103 및 1×104 세포/㎖의 농도가 되도록 희석하여 96-웰 마이크로적정 플레이트(microtiter plate)에 준비하였다. 희석하여 준비한 균을 한천 배지에 100 ㎕씩 분주하고, 상기 [준비예 1]에서 제조한 씀바귀 추출물을 접종하여 도말하였다. 도말한 배지는 37 ℃ 배양기에서 16 시간 동안 배양한 다음, 다시 16 시간을 추가로 배양하여 생성되는 콜로니의 수를 확인하였다. 음성 대조군으로는 균 만을 분주하고 씀바귀 추출물은 도말하지 않은 실험군을 사용하였다. 양성 대조군으로는 항생물질인 사이클로헥사마이드(cycloheximide, CHX)를 씀바귀 추출물 대신 사용하였다.
그 결과, 도 8 내지 도 10, 및 하기 [표 2]에서 나타나난 바와 같이 본 발명의 씀바귀 추출물은 구강 내 염증을 유발하는 구강 병원성 미생물에 대하여 유의적인 항균 활성을 나타내는 것을 확인하였으며, 1×103 세포/㎖의 농도로 접종한 경우에는 모든 균에서 0.31 내지 0.63 mg/㎖의 최소생장억제농도(MIC)를 나타내는 것으로 확인하였다. 2×103 및 1×104 세포/㎖에서도 MIC 범위가 0.31 내지 1.25 mg/㎖로 나타나는 것을 확인하였다.
구강세균에 대한 씀바귀 추출물의 항균활성의 확인
균주명 MIC (mg/ml)
1×103 2×103 1×104
Streptococcus mutans(KCOM 1075) <0.31 0.31 0.63
Veillonella dispar(KCOM 2195 ) 0.31 0.63 1.25
Fusobacterium nucleatum(KCOM 2927) 0.63 1.25 1.25

Claims (10)

  1. 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 씀바귀 추출물은 물, C1 내지 C2의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합물을 용매로 하여 추출하는 것을 특징으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 저급 알코올은 에탄올 또는 메탄올인 것을 특징으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 씀바귀 추출물의 농도는 1 ㎍ /㎖ 내지 100 ㎎/㎖인 것을 특징으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 씀바귀 추출물은 α-아밀라제, 아쿠아포린 5(aquaporin 5, AQP5) 및 Na+/H+ 이온 교환체(Na+/H+ ion exchangers, NHE1)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 단백질의 발현을 증가시켜 타액의 분비를 촉진하는 것을 특징으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 구강 분무제는 씀바귀 추출물을 국소적으로 투여하여 소화기계 부작용을 억제하는 것을 특징으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 치료용 구강 분무제.
  7. 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 당뇨병에 의한 구강건조증 예방 및 개선용 의약외품.
  8. 씀바귀 추출물을 유효성분으로 하는, 구강 세균에 의한 구강 질환의 예방 및 개선용 의약외품.
  9. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 의약외품은 구강 청정제, 구강 세정제, 구강용 연고제 및 치약으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형인 것을 특징으로 하는, 의약외품.
  10. 제 7항 또는 제 8항에 있어서, 상기 의약외품은 구강 내 서식하는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 베일로넬라 디스파(Veillonella dispar) 및 푸조박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 구강세균에 대한 항균 효과를 나타낼 수 있는 것을 특징으로 하는, 의약외품.
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