KR20190044177A - 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물 - Google Patents

다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20190044177A
KR20190044177A KR1020170136246A KR20170136246A KR20190044177A KR 20190044177 A KR20190044177 A KR 20190044177A KR 1020170136246 A KR1020170136246 A KR 1020170136246A KR 20170136246 A KR20170136246 A KR 20170136246A KR 20190044177 A KR20190044177 A KR 20190044177A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
extract
treated
cells
fucosanthin
fucoxanthin
Prior art date
Application number
KR1020170136246A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102015179B1 (ko
Inventor
김영우
김상찬
백수연
이은혜
김광연
이슬기
Original Assignee
대구한의대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대구한의대학교산학협력단 filed Critical 대구한의대학교산학협력단
Priority to KR1020170136246A priority Critical patent/KR102015179B1/ko
Publication of KR20190044177A publication Critical patent/KR20190044177A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102015179B1 publication Critical patent/KR102015179B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K36/00Medicinal preparations of undetermined constitution containing material from algae, lichens, fungi or plants, or derivatives thereof, e.g. traditional herbal medicines
    • A61K36/02Algae
    • A61K36/03Phaeophycota or phaeophyta (brown algae), e.g. Fucus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L33/00Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
    • A23L33/10Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof using additives
    • A23L33/105Plant extracts, their artificial duplicates or their derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K31/00Medicinal preparations containing organic active ingredients
    • A61K31/33Heterocyclic compounds
    • A61K31/335Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin
    • A61K31/336Heterocyclic compounds having oxygen as the only ring hetero atom, e.g. fungichromin having three-membered rings, e.g. oxirane, fumagillin
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2002/00Food compositions, function of food ingredients or processes for food or foodstuffs
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2200/00Function of food ingredients
    • A23V2200/30Foods, ingredients or supplements having a functional effect on health
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23VINDEXING SCHEME RELATING TO FOODS, FOODSTUFFS OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES AND LACTIC OR PROPIONIC ACID BACTERIA USED IN FOODSTUFFS OR FOOD PREPARATION
    • A23V2250/00Food ingredients
    • A23V2250/20Natural extracts
    • A23V2250/202Algae extracts
    • Y10S514/893

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Natural Medicines & Medicinal Plants (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Botany (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Alternative & Traditional Medicine (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

본 발명은 다시마(Laminaria japonica) 추출물 또는 푸코잔틴(fucoxanthin)을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 다시마 추출물(LJE) 및 푸코잔틴(FX)을 유효성분으로 이용 시, AMPK(AMP-activated protein kinase) 경로를 활성화시켜 세포사멸(apoptosis)을 억제하고 자가포식(autophagy)을 유도하므로, 간 세포의 손상을 효과적으로 보호함을 확인하여, 약학 및 건강기능성 식품 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.

Description

다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물{Composition for preventing and protecting liver injury comprising the extract of sea tangle or fucoxanthin}
본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물 및 이의 다양한 적용에 관한 것이다.
다시마(Laminaria)속은 갈조식물 다시마목 다시마과의 한 속으로서, 한 대, 아한대의 연안에 분포하는 한해성(寒海性) 식물로서 한국에는 동해안 북부, 원산 이북의 함경남도, 함경북도 일대에서 자라는 것으로 알려져 있다. 이밖에 일본 홋카이도와 도호쿠[東北] 지방 이북 연안, 캄차카반도, 사할린섬 등의 태평양 연안에도 분포한다. 다시마속 식물은 태평양 연안에 20여 종이 자라고 있으며, 주요 종으로는 참다시마(Laminaria japonica), 오호츠크다시마(Laminaria ochotensis), 애기다시마(Laminaria religiosa) 등이 있다. 다시마에는 카로틴류, 크산토필류, 엽록소 등의 여러 가지 색소 외에 탄소동화작용으로 만들어지는 마니트, 라미나린 등의 탄수화물과 세포벽의 성분인 알긴산이 많이 들어 있고, 요오드, 비타민 B2, 글루탐산 등의 아미노산이 들어 있다. 성분은 대체로 수분 16%, 단백질 7%, 지방 1.5%, 탄수화물 49%, 무기염류 26.5% 정도이며, 탄수화물의 20%는 섬유소이고 나머지는 알긴산과 라미나린 등 다당류이다. 특히 요오드, 칼륨,칼슘 등 무기염류가 많이 함유되어 있다,
활성산소종(Reactive Oxygen Species, ROS)은 세포의 정상적인 물질대사에서 생성되는 산소의 환원 대사물로 스트레스, 약물, 환경오염물질, 세균 감염 등의 요인으로 인해 세포 내 대사의 균형이 깨지게 되면 과잉으로 생성된다. 산화적 스트레스는 활성산소종의 생성과 이를 제거하는 항산화 반응 간의 불균형으로 인해 세포 내의 활성산소종이 증가하여 DNA나 단백질, 지질과 반응하여 손상시키는 현상이며 급만성 간질환을 포함하여 암, 동맥경화, 당뇨, 신경퇴화 등 다양한 질병의 요인으로 간주된다. 따라서 세포 내 항산화 기능을 증가시켜 이러한 질환을 치료할 수 있는 다양한 항산화제의 탐색과 그 작용기전에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
세포 내 과도하게 증가된 활성산소종은 phospholipase의 활성화를 통하여 세포막의 인지질과 지방산을 인산화시키면서 아라키돈산(arachidonic acid, AA)을 유리시킨다. 유리된 AA는 전 염증 매개체로 sphingomyelinase에 의한 ceramide 유리, 세포질 Ca2+의 증가 및 미토콘드리아 막 전위를 통해 세포질로 cytochrome-c를 유리시킴으로서 세포자멸사를 유도하며, 철이 촉매제로 작용하면 세포 손상은 가속화된다. 간세포의 세포자멸사가 지속적으로 발생하게 되면 간의 미세섬유아세포를 섬유화 시킴으로 간경변을 초래한다. 손상 받은 간 조직부위는 아교섬유에 의해 정상적으로 수복되지만 세포 외 기질(Extra Cellular Matrix, ECM) 단백질이 축적되어 섬유화되는 비정상적 수복도 발생하기도 하며 지속적인 간 조직의 손상과 섬유화는 간경화를 초래한다. 따라서, 간세포에서 AA와 iron을 이용한 산화적 스트레스 모델은 간질환을 치료할 수 있는 항산화물질을 스크리닝할 수 있는 좋은 세포학적 연구의 모델이 될 수 있다.
이에 본 발명자는 산화적 스트레스 조건에서 다시마 추출물(LJE) 및 푸코잔틴(FX)이 AMPK(AMP-activated protein kinase) 경로를 활성화시켜 세포사멸(apoptosis)을 억제하고 자가포식(autophagy)을 유도하므로, 간 세포의 손상을 효과적으로 보호함을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 다시마추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 건강기능성 식품 조성물을 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 실험관(in vitro) 내에서 LC3 I, LC3 , beclin-1 및 ULK1의 발현을 증가시키고 mTOR, 3-MA 및 Baf-A1의 발현을 억제시키는 방법을 제공할 수 있다.
상기 목적의 달성을 위해, 본 발명은 다시마추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 실험관(in vitro) 내에서 LC3 I, LC3 , beclin-1 및 ULK1의 발현을 증가시키고 mTOR, 3-MA 및 Baf-A1의 발현을 억제시키는 방법을 제공한다.
본 발명의 다시마 추출물(LJE) 및 푸코잔틴(FX)을 유효성분으로 이용 시, AMPK(AMP-activated protein kinase) 경로를 활성화시켜 세포사멸(apoptosis)을 억제하고 자가포식(autophagy)을 유도하므로, 간 세포의 손상을 효과적으로 보호함을 확인하여, 약학 및 건강기능성 식품 분야에서 유용하게 이용될 수 있다.
도 1a는 HepG2 세포(AA+iron처리됨)에 각 농도의 다시마 추출물(LJE)을 처리한 후 세포 생존율을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 1b는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에 다시마 추출물(LJE)을 처리한 후 procaspase-3 및 BclXL의 단백질 발현을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 1c는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에 다시마 추출물(LJE)을 처리한 후 TUNEL-양성 세포율 및 양성 염색 정도를 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 1d는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에 다시마 추출물(LJE)을 처리한 후, 글루타티온(GSH) 함량을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 1e는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에 다시마 추출물(LJE)을 처리한 후, ROS 생성을 측정한 결과를 나타낸 도이다.
도 1f는 막전위 포텐셜(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)의 손실률을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 2a는 푸코잔틴의 구조식을 나타낸 도이다.
도 2b는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후, 세포 생존율을 확인한 도이다.
도 2c는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후, procaspase-3 및 PARP의 단백질 발현을 확인한 도이다.
도 2d는 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후, 막전위 포텐셜(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)의 손실률을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3a는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후, AMPK, ACC 및 LKB1 단백질 발현을 확인한 도이다.
도 3b는 C.C 및/또는 AA+iron가 처리된 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 막전위 포텐셜(ΔΨm) 손실율(%)을 확인한 도이다.
도 4a는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 LC3 I, LC3 및 beclin-1의 단백질 발현을 확인한 도이다.
도 4b는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 산성용소체(AVOs) 발생을 확인한 도이다.
도 4c는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 LC3 및 beclin-1의 단백질 발현을 확인한 도이다.
도 5a는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 mTOR(Ser2448) 및 ULK1(Ser555)의 단백질 발현 및 인산화 수준을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5b는 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX) 및/또는 AA+iron를 처리 후, 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손실율(%)을 확인한 도이다.
도 6은 산화스트레스 조건에서 다시마 추출물(LJE) 또는 푸코잔틴(FX)을 처리한 후 간 세포의 세포사멸 또는 자가포식 발생 기작을 나타낸 모식도이다.
본 발명은 다시마(Laminaria japonica) 추출물 또는 푸코잔틴(fucoxanthin)을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명에서 용어 "푸코잔틴(fucoxanthin)"은 도 2A의 구조식으로 나타낼 수 있으며, 순수한 형태로 분리하면 적갈색의 결정으로 얻어지는 카로티노이드(carotenoid) 색소류인 크산토필(xanthophyll)의 일종이다. 빛에너지를 포착해 약 80%를 엽록소에 전달함으로써 광합성을 보조하고, 이 외에 탄수화물을 크리솔라미나린(chrysolaminarin) 형태로 저장하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 다시마 추출물은 당업계에 공지된 추출 및 분리방법을 사용하여 천연으로부터 추출 및 분리하여 수득한 것을 사용할 수 있으며, 본 발명에서 정의된 "추출물"은 적절한 용매를 이용하여 다시마로부터 추출한 것이며, 예를 들어, 다시마의 조추출물, 극성용매 가용 추출물 또는 비극성용매 가용 추출물을 모두 포함한다. 상기 다시마로부터 추출물을 추출하기 위한 적절한 용매로는 약학적으로 허용되는 유기용매라면 어느 것을 사용해도 무방하며, 물 또는 유기용매를 사용할 수 있으며, 이에 제한되지는 않으나, 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 있다. 추출 방법으로는 열수추출법, 냉침추출법, 환류냉각추출법, 용매추출법, 수증기증류법, 초음파추출법, 용출법, 압착법 등의 방법 중 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다. 또한, 목적하는 추출물은 추가로 통상의 분획 공정을 수행할 수도 있으며, 통상의 정제 방법을 이용하여 정제될 수도 있다.
본 발명의 다시마 추출물의 제조방법에는 제한이 없으며, 공지되어 있는 어떠한 방법도 이용될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 조성물에 포함되는 다시마 추출물은 상기한 열수 추출 또는 용매 추출법으로 추출된 1차 추출물을, 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말상태로 제조할 수 있다. 또한 상기 1차 추출물을 실리카겔 컬럼 크로마토그래피(silica gel column chromatography), 박층 크로마토그래피(thin layer chromatography), 고성능 액체 크로마토그래피(high performance liquid chromatography) 등과 같은 다양한 크로마토그래피를 이용하여 추가로 정제된 분획을 얻을 수도 있다. 따라서 본 발명에 있어서 다시마 추출물 또는 푸코잔틴은 추출, 분획 또는 정제의 각 단계에서 얻어지는 모든 추출액, 분획 및 정제물, 그들의 희석액, 농축액 또는 건조물을 모두 포함하는 개념이다.
상기 다시마 추출물은 에탄올을 추출용매로 하여 감압 동결법으로 추출하고, 상기 에탄올은 10 내지 100%의 에탄올을 이용하며, 바람직하게는 100%의 에탄올을 추출 용매로 이용할 수 있으나, 다시마의 유효 성분을 추출하기 위한 추출 용매 및 추출 방법이라면, 이에 제한되지 않는다.
상기 간 손상은 산화적 스트레스에 의해 발생되는 것이고, 활성산소 생산계 및 소거계(消去系)의 균형에 의해 거의 일정하게 유지되고 있던 생체 산화수준이 약제, 방사선, 허혈 등 여러 가지 요인에 의해 이러한 균형이 무너진 상태의 산화적 스트레스를 포함하나, 바람직하게는 AA(arachidonic acid) 또는 iron (ferric nitrilotriacetic acid)에 의해 유발된 산화적 스트레스이나, 간 세포의 산화적 스트레스 원인에는 제한되지 않는다.
상기 조성물은 세포의 세포사멸(apoptosis)의 억제 또는 자가포식(autophagy) 증진 효과를 나타낼 수 있다. 상기 세포사멸의 억제 또는 자가포식 증진 효과는 본 발명의 조성물이 AMPK(AMP-activated protein kinase) 경로를 활성화시켜 나타나는 효과이다.
상기 AMPK 경로는 LC3(microtubule-associated protein 1 light chain 3) I, LC3 , beclin-1 및 ULK1(Serine/threonine-protein kinase) 발현을 증진시키고 LKB1(iver kinase B1)의 인산화를 유도하고, mTOR(mammalian target of rapamycin), 3-MA(3-methyladenine) 및 Baf-A1의 발현을 억제하여, 간 세포 손상을 보호하고 이를 예방할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물에는 다시마 추출물 또는 푸코잔틴 이외에 보조제(adjuvant)를 추가로 포함할 수 있다. 상기 보조제는 당해 기술분야에 알려진 것이라면 어느 것이나 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들어 프로인트(Freund)의 완전 보조제 또는 불완전 보조제를 더 포함하여 그 면역성을 증가시킬 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 유효성분을 약학적으로 허용된 담체에 혼입시킨 형태로 제조될 수 있다. 여기서, 약학적으로 허용된 담체는 제약 분야에서 통상 사용되는 담체, 부형제 및 희석제를 포함한다. 본 발명의 약학 조성물에 이용할 수 있는 약학적으로 허용된 담체는 이들로 제한되는 것은 아니지만, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로스, 메틸 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀전, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 또는 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
제제화할 경우에는 통상 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 그러한 고형 제제는 유효성분에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면 전분, 칼슘 카르보네이트, 수크로스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데, 일반적으로 사용되는 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제가 포함된다. 비수용성용제, 현탁제로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브유와 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 개체에 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식이 예상될 수 있는데, 예를 들면 경구, 정맥, 근육, 피하, 복강내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명에 따른 약학 조성물의 투여량은 개체의 연령, 체중, 성별, 신체 상태 등을 고려하여 선택된다. 상기 약학 조성물 중 포함되는 다시마 추출물 또는 푸코잔틴의 농도는 대상에 따라 다양하게 선택할 수 있음은 자명하며, 바람직하게는 약학 조성물에 0.01 ~ 5,000 ㎍/ml의 농도로 포함되는 것이다. 그 농도가 0.01 ㎍/ml 미만일 경우에는 약학 활성이 나타나지 않을 수 있고, 5,000 ㎍/ml를 초과할 경우에는 인체에 독성을 나타낼 수 있다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 건강기능성 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 건강기능성 식품 조성물은 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 함유하는 것 외에 통상의 식품 조성물과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.
상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨,소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 향미제는 천연 향미제 (타우마틴), 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제 (사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 상기 약학적 조성물과 동일한 방식으로 제제화되어 기능성 식품으로 이용하거나, 각종 식품에 첨가할 수 있다. 본 발명의 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 음료류, 육류, 초코렛, 식품류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 사탕류, 아이스크림류, 알코올 음료류, 비타민 복합제 및 건강보조식품류 등이 있다.
또한 상기 식품 조성물은 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴 외에 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, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
본 발명의 기능성 식품 조성물은 간 손상 예방 및 보호를 목적으로, 정제,캅셀, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공될 수 있다. 본 발명에서 '건강기능성 식품 조성물'이라 함은 건강기능식품에 관한 법률 제6727호에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 말하며, 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 식품 첨가물로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전청에 승인된 식품 첨가물 공전의 총칙 및 일반시험법 등에 따라 해당 품목에 관한 규격 및 기준에 의하여 판정한다. 상기 '식품 첨가물 공전'에 수재된 품목으로는 예를 들어, 케톤류, 글리신, 구연산칼슘, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물; 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물; L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료 제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류 등을 들 수 있다. 예를 들어, 정제 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 부형제, 결합제, 붕해제 및 다른 첨가제와 혼합한 혼합물을 통상의 방법으로 과립화한 다음, 활택제 등을 넣어 압축성형하거나, 상기 혼합물을 직접 압축 성형할 수 있다. 또한 상기 정제 형태의 건강기능식품은 필요에 따라 교미제 등을 함유할 수도 있다. 캅셀 형태의 건강기능식품 중 경질 캅셀제는 통상의 경질 캅셀에 본 발명의 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 충진하여 제조할 수 있으며, 연질 캅셀제는 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 부형제 등의 첨가제와 혼합한 혼합물을 젤라틴과 같은 캅셀기제에 충진하여 제조할 수 있다. 상기 연질 캅셀제는 필요에 따라 글리세린 또는 소르비톨 등의 가소제, 착색제, 보존제 등을 함유할 수 있다. 환 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴과 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 성형하여 조제할 수 있으며, 필요에 따라 백당이나 다른 제피제로 제피할 수 있으며, 또는 전분, 탈크와 같은 물질로 표면을 코팅할 수도 있다. 과립 형태의 건강기능식품은 본 발명의 유효성분인 다시마 추출물 또는 푸코잔틴의 부형제, 결합제, 붕해제 등을 혼합한 혼합물을 기존에 공지된 방법으로 입상으로 제조할 수 있으며, 필요에 따라 착향제, 교미제 등을 함유할 수 있다.
또한 본 발명은 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 실험관(in vitro) 내에서 LC3 I, LC3 , beclin-1 및 ULK1의 발현을 증가시키고 mTOR, 3-MA 및 Baf-A1의 발현을 억제시키는 방법을 제공한다.
하기의 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 내용을 구체화하기 위한 것일 뿐 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 실험 준비 및 실험 방법
1-1. 시약 준비
아라키돈산(arachidonic acid, AA) 및 compound C(C.C)는 Calbiochem (San Diego, CA, USA)에서 구입하였고, Anti-phospho-ACC, phospho-LKB1, procaspase-3, PARP, BclXL, LC3 I/II, beclin-1, AMPK 및 phospho-AMPK 항체는 Cell Signaling Technology (Beverly, MA, USA)에서 구입하였다. Bal-A1는 Cruz Biotechnology (Santa Cruz, CA, USA)에서, HRP(Horseradish peroxidase)-공여된 염소 항-토끼, 토끼 항-염소 및 염소 항-마우스 IgGs는 Zymed Laboratories (San Francisco, CA, USA)에서 구입하였다. 푸코잔틴(Fucoxanthin, FX), 아크리딘 오렌지 헤미 염화 아연 염(acrydine orange hemi zinc chloride salt), 3-MA, MTT, Rh123, DCFH-DA, 항-β-액틴 항체 및 다른 시약은 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)에서 구입하였다.
1-2. 다시마( Laminaria japonica ) 추출
다시마는 대원 약국(Daegu, Korea)에서 구입하였고, 다시마 추출물(Laminaria japonica extract, LJE)은 100% 에탄올에 72시간 동안 200g의 다시마를 넣어 추출하고, 0.2 μM filter(Nalgene, NY, USA)로 거른 후, 감압 하에 동결 건조하여 제조하고 사용 전 까지 -20도에 보관하였다. 감압 하에 동결건조된 다시마 추출물(LJE)의 수율은 건조 중량을 기준으로 1.19% 로 측정되었다.
1-3. 세포 배양
인간 간 세포에서 유래된 세포주인 HepG2 세포는 American Type Culture Collection(Rockville, MD, USA)에서 구입하였고, DMEM(Dulbecco's modified Eagle's medium)(10% FBS, 50 U/ml 페니실린 및 50 μg/ml 스트렙토마이신) 배지에 5% CO2 및 37도 조건의 가습 배양기에 배양하였다. 또한, FBS가 없는 배지에서 12시간 동안 배양하여 실험에 이용하였다. 산화적 스트레스 자극을 주기 위하여, 세포를 10 μM 아라키돈산(AA)와 함께 12 시간 동안 배양한 다음 5 μM 철에 1시간 동안 노출시킨 후, 푸코잔틴(FX) 또는 다시마 추출물(LJE)을 각 농도별로 1시간 동안 처리하였다.
1-4. 세포 생존 검정(Cell viability assay)
HepG2 세포를 48 웰에 1 × 105/well의 농도로 분주한 후, 0.25 mg/ml MTT를 처리하여 2시간 동안 함께 배양하였다. 그 후, 배지를 제거하고, 웰에 생성된 포르마잔 크리스탈(formazan crystal)을 200 μl DMSO를 추가하여 용해시켰다. 560 nm의 흡광도는 ELISA microplate reader (Tecan, Research Triangle Park, NC, USA)를 이용하여 측정하였고, 세포 생존은 대조군과 비교하여 측정하였다.
1-5. TUNEL(Terminal deoxynucleotidyl transferase dUTP nick end labeling) 검정
TUNEL 검정은 매뉴얼에 따라 DeadEnd™ 표색(Colorimetric) TUNEL 시스템을 이용하였다. 시료는 세척 후 광학 현미경으로 측정하였으며, TUNEL-양성 세포는 5회 반복하여 측정하였다.
1-6. 웨스턴 블랏 검정
HepG2 세포를 6 웰에 1 × 105/well의 농도로 분주하여 24시간 동안 배양한 후, 각 실험 조건으로 처리하고 RIPA 완충액(Thermo Scientific, Rockford, IL, USA)으로 용해하였다. 단백질 농도는 제조사의 매뉴얼에 따라 BCA kit (Thermo Scientific, Rockford, IL, USA)를 이용하여 측정하였다. 웨스턴 블랏 검정을 위하여, 20-40 mg 변성 단백질을 SDS-PAGE 겔에 분리하고, 니트로셀룰로즈 멤브레인으로 옮겼다. 확인하고자 하는 단백질 밴드를 ECL chemiluminescence detection kit (Amersham Biosciences, Buckinghamshire, UK)를 이용하여 확인하였으며, 1차 및 2차 항체와 배양한 후, Fusion Solo scanning system (Vilber Lourmat, Paris, France)을 이용하여 검출하였다. 변화를 확인하기 위하여 반복적으로 실험을 수행하였으며, 밴드 강도는 Image J ver 1.42 software (NIH, Bethesda, USA)를 이용하여 정량화하였다.
1-7. ROS 생성 측정
세포-투과성 비-형광 프로브인 DCFH-DA는 HepG2 세포에서 세포 내 산화 생산의 정량화를 위한 기질로 사용하였다[Choi et al., 2010, Biochem. Pharmacol. 79(9), 1352-62]. 각 조건의 시약을 처리 후, 세포는 30분 및 37도 조건으로 10 μM DCFH-DA을 처리하여 염색하였다. 세포 내 형광 강도는 마이크로 플레이트 판독기에서 측정된 세포를 사용하여 485/535 nm 파장의 여기/방출을 측정하였다.
1-8. 글루타티온(GSH) 함량 측정
제조사의 프로토콜에 따라 GSH BIOXYTECH GSH-400 kit (Oxis International, Portland, OR)를 이용하여 세포 내 GSH 함량을 정량하였다. 흡광도 수준은 405 nm에서 Titertek Multiskan 자동 다중 모드 판독기(Model MCC/340, Huntsville, AL, USA)로 측정하였다.
1-9. ΔΨm(mitochondrial membrane potential)의 유세포 분석법
ΔΨm는 Rh123을 이용하여 측정하였다. 각 조건으로 처리 후, 세포를 0.05 μg/ml Rh123로 1시간 동안 염색하였고, 트립신 처리법(trypsinization)으로 수득하였다. ΔΨm의 변화는 FACS 유세포 분석기(Partec, Munster, Germany)를 이용하여 측정하였으며, 각 분석에서, 총 10,000회를 기록하였다.
1-10. AO(Acridine orange) 염색
HepG2 세포를 18mm 커버 유리에 도말하고 24 시간 동안 배양하여 약 70 %의 합류점에 도달시켰다. 그 후, 30 μM 푸코잔틴(FX)의 존재 또는 부재 하에 각각 배양 한 다음 PBS로 두 번 세척하고 실온에서 10 분간 얼음으로 냉각시켜 4 % 파라포름알데히드로 고정시켰다. 이어서, 세포를 AO(1㎍/㎖)로 실온에서 15 분 동안 염색하고, 세척한 뒤 형광 현미경(Nikon, Japan)으로 확인하였다.
실험예 1. 다시마 추출물(LJE)의 세포 독성 저해 효과
정상 HepG2 세포군; 아라키돈산(AA) 및 철(iron) 처리 HepG2 세포군; 아라키돈산(AA) 및 철(iron) 처리 HepG2 세포에 다시마 추출물(LJE) 처리군; 및 정상 HepG2 세포군에 다시마 추출물(LJE) 처리군;으로 나누어 각 군의 세포 독성 저해 효과를 확인하였다.
1-1. 다시마 추출물(LJE) 처리에 따른 세포 생존 효과 확인
세포 생존 검정을 위한 MTT 검정은 상기 실시예 1-4의 방법으로 수행하였고, 3, 10, 30, 및 50 μg/ml의 다시마 추출물(LJE)을 아라키돈산(AA) 및 철(iron)로 유도된 HepG2 세포(AA+iron)에 처리하여 이를 확인하였다. 그 결과를 도 1a에 나타내었다.
도 1a에 나타낸 바와 같이, 30 μg/ml 이상의 농도에서 유의적으로 세포 생존율이 증가됨을 확인하여, 다시마 추출물(LJE)은 세포를 보호함을 확인하였다.
1-2. 다시마 추출물(LJE) 처리에 따른 세포 사멸 억제 효과 확인
세포 사멸(apoptosis) 억제 효과를 확인하기 위하여, 다시마 추출물(LJE)을 30 μg/ml농도로 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 처리하였다. 그 후, 각 군의 procaspase-3 및 BclXL의 단백질 발현을 상기 실시예 1-6의 웨스턴 블랏 검정을 이용하여 확인하였다. 그 결과를 도 1b에 나타내었다.
도 1b에 나타낸 바와 같이, HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에서는 procaspase-3 및 BclXL의 단백질 발현이 억제됨을 확인하였으나, 다시마 추출물(LJE)을 처리한 군에서는 상기 단백질 발현이 증가됨을 확인하여, 상기 다시마 추출물(LJE)은 세포 사멸을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다.
1-3. 다시마 추출물(LJE) 처리에 따른 세포 보호 효과 확인
세포 보호 효과를 확인하기 위하여, 다시마 추출물(LJE)을 30 μg/ml농도로 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 처리한 후, 상기 실시예 1-5의 방법으로 각 군의 TUNEL 검정을 실시하고, 광학 현미경으로 세포를 관찰하였다. 그 결과를 도 1c에 나타내었다.
도 1c에 나타낸 바와 같이, TUNEL-양성 세포가 다시마 추출물(LJE)+ HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에서 유의적으로 낮음을 확인하였다. 또한, 광학 현미경을 확인한 결과, 핵에 위치한 양성 염색이 명백하게 감소함을 확인하여, 다시마 추출물(LJE)은 세포 보호 효과가 있음을 확인하였다.
1-4. 다시마 추출물(LJE) 처리에 따른 항산화 효과 확인
항산화 효과를 확인하기 위하여, 다시마 추출물(LJE)을 30 μg/ml농도로 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 처리한 후, 상기 실시예 1-7 및 1-8의 방법으로 ROS 생성 측정 및 글루타티온(GSH) 함량을 측정하였다. 그 결과를 도 1d 및 e에 나타내었다.
도 1d 및 e에 나타낸 바와 같이, 세포(AA+iron 처리됨) 처리군보다 다시마 추출물(LJE)+ HepG2 세포(AA+iron 처리됨)군에서 글루타티온(GSH) 함량이 유의적으로 더 높고, ROS 생성이 유의적으로 더 낮음을 확인하였다. 따라서, 다시마 추출물(LJE)은 항산화 효과가 있음을 확인하였다.
1-5. 다시마 추출물(LJE) 처리에 따른 막전위 포텐셜 보호 확인
막전위 포텐셜(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)을 확인하기 위하여, 다시마 추출물(LJE)을 30 μg/ml농도로 HepG2 세포(AA+ iron 처리됨)군에 처리한 후, 상기 실시예 1-9의 방법으로 Rho123 염색하여 FACS 분석하였다. 그 결과를 도 1f에 나타내었다.
도 1f에 나타낸 바와 같이, 세포(AA+iron 처리됨) 처리군보다 다시마 추출물(LJE)+ HepG2 세포(AA+iron 처리됨) 처리군에서 막전위 포텐셜의 손실율이 유의적으로 더 낮음을 확인하여, 막전위 포텐셜의 손실을 재생시키는 효과가 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 다시마 추출물(LJE)은 아라키돈산(AA) 및 철에 의해 야기되는 산화 스트레스로부터 간 세포를 효과적으로 보호함을 확인하였다.
실험예 2. 푸코잔틴(FX)의 세포 독성 저해 효과
정상 HepG2 세포군; 아라키돈산(AA) 및 철(iron)로 유도된 HepG2 세포군;아라키돈산(AA) 및 철(iron)로 유도된 HepG2 세포에 푸코잔틴(FX) 처리군; 및 정상 HepG2 세포군에 푸코잔틴(FX) 처리군;으로 나누어 각 군의 세포 독성 저해 효과를 확인하였다. 푸코잔틴(FX)의 구조식은 도 2a에 나타내었다.
2-1. 푸코잔틴(FX) 처리에 따른 세포 생존 효과 확인
세포 생존 검정을 위한 MTT 검정은 상기 실시예 1-4의 방법으로 수행하였고, 3, 10, 30, 및 50 μg/ml의 푸코잔틴(FX)을 아라키돈산(AA) 및 철(iron)로 유도된 HepG2 세포(AA+ iron)에 처리하여 이를 확인하였다. 그 결과를 도 2b에 나타내었다.
도 2b에 나타낸 바와 같이, 30 μg/ml 이상의 농도에서 유의적으로 세포 생존율이 증가됨을 확인하여, 푸코잔틴(FX)은 세포를 보호함을 확인하였다.
2-2. 푸코잔틴(FX) 처리에 따른 세포 사멸 억제 효과 확인
세포 사멸(apoptosis) 억제 효과를 확인하기 위하여, 푸코잔틴(FX)을 30 μM농도로 HepG2 세포(AA+ iron 처리됨)에 처리하였다. 그 후, 각 군의 procaspase-3 및 PARP의 단백질 발현을 상기 실시예 1-6의 웨스턴 블랏 검정을 이용하여 확인하였다. 또한, 절단된 PARP 및 procaspase-3 단백질 수준을 확인하였다. 그 결과를 도 2c에 나타내었다.
도 2c에 나타낸 바와 같이, HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에서는 절단된 PARP 및 procaspase-3 단백질이 많음을 확인하였으나, 푸코잔틴(FX)을 처리한 군에서는 상기 단백질이 유의적으로 적음을 확인하여, PARP 및 procaspase-3 단백질이 절단되지 않아, 상기 푸코잔틴(FX)은 세포 사멸을 억제하는 효과가 있음을 확인하였다.
2-3. 푸코잔틴(FX) 처리에 따른 막전위 포텐셜 보호 확인
막전위 포텐셜(mitochondrial membrane potential, ΔΨm)을 확인하기 위하여, 푸코잔틴(FX)을 30 μM 농도로 HepG2 세포(AA+iron 처리됨)에 처리한 후, 상기 실시예 1-9의 방법으로 Rho123 염색하여 FACS 분석하였다. 그 결과를 도 2d에 나타내었다.
도 2d에 나타낸 바와 같이, 세포(AA+iron 처리됨) 처리군보다 푸코잔틴(FX)+ HepG2 세포(AA+iron 처리됨) 처리군에서 막전위 포텐셜의 손실율이 유의적으로 더 낮음을 확인하여, 막전위 포텐셜의 손실을 재생시키는 효과가 있음을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 푸코잔틴(FX)은 아라키돈산(AA) 및 철에 의해 야기되는 산화 스트레스로부터 간 세포를 효과적으로 보호함을 확인하였다.
실험예 3. 푸코잔틴(FX)에 유도된 AMPK(AMP-activated protein kinase) 활성화에 따른 세포의 산화 스트레스 저감 효과 확인
푸코잔틴(FX)에 유도된 AMPK 활성화에 따라, 세포의 산화 스트레스 저감 효과 여부를 확인하였다.
3-1. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서의 AMPK 경로 관련 단백질 발현 확인
인간 간 세포에서 유래된 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 30 μM로 10분, 30분, 1시간, 3시간 및 6시간 처리한 후, 상기 실시예 1-6의 방법으로 웨스턴 블랏을 수행하여 AMPK, ACC 및 LKB1 단백질 발현을 확인하고 이의 인산화 정도를 확인하였다. 그 결과를 도 3a에 나타내었다.
도 3a에 나타낸 바와 같이, 1시간 동안 처리한 군에서 AMPK의 인산화 정도가 유의적으로 증가됨을 확인하였다. 또한, 30분 및 3시간 동안 처리한 군에서, LKB1의 인산화 정도가 다른 군에 비해 유의적으로 증가함을 확인하였다.
따라서, 푸코잔틴(FX)은 AMPK의 상류(upstream) 키나아제인 LKB1와, 하류(downstream)인 ACC의 인산화를 유도하여, AMPK 경로를 활성화함을 확인하였다.
3-2. 산화스트레스 유도 조건 또는 AMPK을 억제하는 조건에서 푸코잔틴(FX)처리에 따른 막전위 포텐셜(ΔΨm) 확인
HepG2 인간 간 세포주에 처리한 푸코잔틴(FX)의 간 세포 보호 효과에 따른 AMPK의 역할을 확인하기 위하여, 산화스트레스 유도 조건(AA+iron) 또는 AMPK을 억제하는 조건에서의 막전위 포텐셜(ΔΨm)을 확인하였다. 구체적으로, HepG2 인간 간 세포주에 푸코잔틴(FX) 처리 또는 비처리군; AMPK을 억제하는 Compound C(C.C) 처리 또는 비처리군; AA+iron 처리 또는 비처리군; 및 이의 혼합 처리군을 두어 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손실율(%)을 확인하였다. 그 결과를 도 3b에 나타내었다.
도 3b에 나타낸 바와 같이, 푸코잔틴(FX)을 처리하지 않은 HepG2 인간 간 세포주에 C.C 및/또는 AA+iron 처리된 군보다, 푸코잔틴(FX)을 처리한 군에서 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손실율이 유의적으로 낮음을 확인하였다. 따라서, 푸코잔틴(FX)은 AMPK 경로를 활성화시켜 산화스트레스로부터 미토콘드리아를 보호함을 확인하였다.
실험예 4. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 자가포식(autophagy) 확인
4-1. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 LC3 I 및 LC3 Ⅱ 단백질 발현 확인
인간 간 세포에서 유래된 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 30 μM로 10분, 30분, 1시간, 3시간 및 6시간 처리한 후, 상기 실시예 1-6의 방법으로 웨스턴 블랏을 수행하여, 자가 포식과 관련된 LC3 I, LC3 Ⅱ 및 beclin-1의 단백질 발현을 확인하였다. 그 결과를 도 4a에 나타내었다.
도 4a에 나타낸 바와 같이, 10분, 30분 및 1시간 동안 처리한 군에서 LC3 Ⅱ의 발현이 유의적으로 증가됨을 확인하였다. 또한, 1시간 및 3시간 동안 처리한 군에서, beclin-1의 발현이 다른 군에 비해 유의적으로 증가함을 확인하였다.
4-2. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 산성용소체(AVOs, acidic vesicular organelle)의 발생 확인
Acridine orange 염색으로 자가포식이 일어날 때 나타나는 산성용소체 (AVOs)를 확인하기 위하여, 인간 간 세포에서 유래된 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 30 μM로 6시간 처리한 후, 상기 실시예 1-10의 방법을 수행하여 확인하였다. 그 결과를 도 4b에 나타내었다.
도 4b에 나타낸 바와 같이, 푸코잔틴(FX) 처리군에서 AVOs가 발생되었고, 처리하지 않은 대조군에서는 AVOs가 발생되지 않음을 확인하였다.
4-3. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 자가포식과 AMPK의 발현의 관계 확인
푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 자가포식과 AMPK의 발현의 관계를 확인하기 위하여, AMPK을 억제하는 Compound C(C.C)를 HepG2 세포주에 처리한 후, 푸코잔틴(FX)을 1시간 처리하였다. 상기 실시예 1-6의 방법으로 웨스턴 블랏을 수행하여, 자가 포식과 관련된 LC3 Ⅱ 및 beclin-1의 단백질 발현을 확인하였다. 그 결과를 도 4c에 나타내었다.
도 4c에 나타낸 바와 같이, LC3 Ⅱ 및 beclin-1의 단백질 발현이 저하됨을 확인하여, AMPK의 발현이 저하되면 자가포식 작용 또한 저하됨을 확인하였다.
따라서, 푸코잔틴(FX)은 간 세포의 자가포식을 효과적으로 유도함을 확인하였다.
실험예 5. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 자가포식(autophagy)에 대한 AMPK 활성의 역할
5-1. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 mTOR 및 ULK1의 발현 확인
자가포식을 부정적으로 조절하고 AMPK에 의해 억제되는 mTOR의 발현을 알아보기 위하여, 인간 간 세포에서 유래된 HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX)을 30 μM로 10분, 30분, 1시간, 3시간 및 6시간 처리한 후, 상기 실시예 1-6의 방법으로 웨스턴 블랏을 수행하여, mTOR(Ser2448) 및 ULK1(Ser555)의 단백질 발현 및 인산화 수준을 확인하였다. 그 결과를 도 5a에 나타내었다.
도 5a에 나타낸 바와 같이, 푸코잔틴(FX)은 인산화된 mTOR을 하향 조절함을 확인하였으며, 특히 처리 3시간 및 6시간 후에 인산화된 mTOR 수준이 낮아짐을 확인하였다. 반대로, ULK1는 푸코잔틴(FX) 10분 및 6시간 처리군에서 증가됨을 확인하였다.
5-2. 푸코잔틴(FX) 처리된 세포에서 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 재생 확인
푸코잔틴(FX) 처리에 따른 자가포식을 억제하는 3-MA 및 Baf-A1의 발현에 따른 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 재생 정도를 확인하기 위하여, HepG2 세포주에 푸코잔틴(FX) 및/또는 AA+iron를 처리하고, 3-MA 및 Baf-A1을 5 μM로 한시간 동안 각각 처리하여 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손실율(%)을 확인하였다. 그 결과를 도 5b에 나타내었다.
도 5b에 나타낸 바와 같이, AA+iron을 처리한 산화스트레스 조건에서 푸코잔틴(FX)을 처리 시 3-MA 및 Baf-A1의 활성을 억제시켜 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손실율을 저하시킴을 확인하였다.
따라서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 간 세포에 산화 스트레스가 유발된 조건에서(아라키돈산(AA) 및 철(iron)처리) 다시마 추출물(LJE) 또는 푸코잔틴(FX)을 처리 시, 3-MA 및 Baf-A1의 발현을 억제하여 미토콘드리아의 막전위 포텐셜(ΔΨm)의 손상을 재생시켜 세포 독성을 저해하여 세포 사멸을 억제함에 따라 간 세포를 효과적으로 보호함을 확인하였다. 또한, 푸코잔틴(FX)은 AMPK의 상류(upstream) 키나아제인 LKB1와, 하류(downstream)인 ACC의 인산화를 유도하여, AMPK 경로를 활성화시킴을 확인하였다. 또한, 자가 포식과 관련된 LC3 I, LC3 및 beclin-1의 단백질 발현을 증가시켜 간 세포의 자가포식을 유도함을 확인하였다. 또한, 자가 포식을 부정적으로 조절하고 AMPK에 의해 억제되는 mTOR을 억제하는 반면, ULK1의 발현을 증가시킴을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 다시마(Laminaria japonica) 추출물 또는 푸코잔틴(fucoxanthin)을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다시마 추출물은 에탄올을 추출용매로 하여 감압 동결법으로 추출하는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 간 손상은 산화적 스트레스에 의해 발생되는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 세포의 세포사멸(apoptosis)의 억제 또는 자가포식(autophagy)을 증진 효과를 나타내는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 AMPK(AMP-activated protein kinase) 경로를 활성화시키는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 AMPK 경로는 LC3(microtubule-associated protein 1 light chain 3) I, LC3 , beclin-1 및 ULK1(Serine/threonine-protein kinase) 발현을 증진시키고 LKB1(iver kinase B1)의 인산화를 유도하는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 AMPK 경로는 mTOR(mammalian target of rapamycin), 3-MA(3-methyladenine) 및 Baf-A1의 발현을 억제시키는 것을 특징으로 하는, 간 손상 보호 및 예방용 약학 조성물.
  8. 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 유효성분으로 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 건강기능성 식품 조성물.
  9. 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 세포에 처리하는 단계를 포함하는, 실험관(in vitro) 내에서 LC3 I, LC3 , beclin-1 및 ULK1의 발현을 증가시키고 mTOR, 3-MA 및 Baf-A1의 발현을 억제시키는 방법.
KR1020170136246A 2017-10-20 2017-10-20 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물 KR102015179B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136246A KR102015179B1 (ko) 2017-10-20 2017-10-20 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170136246A KR102015179B1 (ko) 2017-10-20 2017-10-20 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190044177A true KR20190044177A (ko) 2019-04-30
KR102015179B1 KR102015179B1 (ko) 2019-08-27

Family

ID=66285762

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170136246A KR102015179B1 (ko) 2017-10-20 2017-10-20 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102015179B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109805375A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 集美大学 一种提高视器官抗氧化能力的功能食品及其制备方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100828069B1 (ko) * 2007-10-10 2008-05-08 아미코젠주식회사 푸코잔틴 또는 이를 함유하는 해조류 추출물을 포함하는,지방간의 예방 또는 치료용 조성물
KR20090043202A (ko) * 2007-10-29 2009-05-06 목포대학교산학협력단 다시마 추출물을 추출하는 방법 및 다시마 추출물
KR20100030895A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 아미코젠주식회사 갈조류로부터 푸코잔틴 추출물의 제조방법
KR20100136739A (ko) * 2009-06-19 2010-12-29 인제대학교 산학협력단 Laminaria japonica의 유기용매 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 및 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20110117531A (ko) * 2010-04-21 2011-10-27 부경대학교 산학협력단 다시마의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 약학조성물
JP2014068646A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Buhei Kono 鶏に配合飼料と海草を混合し焼酎粕によって発酵後、摂取させ、海草に含まれるフコキサンチンを肝臓機能においてフコキサンチノールの構造に蓄積させ、フコキサンチノールを鶏の肝臓並びに卵から回収する方法。
KR20140052580A (ko) * 2012-10-25 2014-05-07 조선대학교산학협력단 해조류에서 추출한 후코잔틴을 포함하는 신경보호용 조성물
KR20150017880A (ko) * 2013-08-08 2015-02-23 오례생명과학 주식회사 천연 식물소재 발효물을 유효성분으로 함유하는 간 해독 또는 숙취해소용 조성물

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100828069B1 (ko) * 2007-10-10 2008-05-08 아미코젠주식회사 푸코잔틴 또는 이를 함유하는 해조류 추출물을 포함하는,지방간의 예방 또는 치료용 조성물
KR20090043202A (ko) * 2007-10-29 2009-05-06 목포대학교산학협력단 다시마 추출물을 추출하는 방법 및 다시마 추출물
KR20100030895A (ko) * 2008-09-11 2010-03-19 아미코젠주식회사 갈조류로부터 푸코잔틴 추출물의 제조방법
KR20100136739A (ko) * 2009-06-19 2010-12-29 인제대학교 산학협력단 Laminaria japonica의 유기용매 추출물을 유효성분으로 함유하는 항산화 및 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20110117531A (ko) * 2010-04-21 2011-10-27 부경대학교 산학협력단 다시마의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증용 약학조성물
JP2014068646A (ja) * 2012-09-28 2014-04-21 Buhei Kono 鶏に配合飼料と海草を混合し焼酎粕によって発酵後、摂取させ、海草に含まれるフコキサンチンを肝臓機能においてフコキサンチノールの構造に蓄積させ、フコキサンチノールを鶏の肝臓並びに卵から回収する方法。
KR20140052580A (ko) * 2012-10-25 2014-05-07 조선대학교산학협력단 해조류에서 추출한 후코잔틴을 포함하는 신경보호용 조성물
KR20150017880A (ko) * 2013-08-08 2015-02-23 오례생명과학 주식회사 천연 식물소재 발효물을 유효성분으로 함유하는 간 해독 또는 숙취해소용 조성물

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109805375A (zh) * 2019-01-28 2019-05-28 集美大学 一种提高视器官抗氧化能力的功能食品及其制备方法
CN109805375B (zh) * 2019-01-28 2022-05-17 集美大学 一种提高视器官抗氧化能力的功能食品及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102015179B1 (ko) 2019-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jagtap et al. Artocarpus: A review of its traditional uses, phytochemistry and pharmacology
US6099845A (en) Process for the preparation of Rhus verniciflua extract and anti-cancer composition containing same
WO2018026103A1 (ko) 인삼 꽃대 추출물을 포함하는 세포 재생용 조성물
KR101440684B1 (ko) 클로렐라 유래 항산화 활성을 갖는 펩티드
KR20160146007A (ko) 곰보배추 특정 조추출물 또는 이로부터 분리된 정제 분획물을 유효성분으로 포함하는 호흡기염증 질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR101831981B1 (ko) 상동나무 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 암의 예방, 개선 또는 치료용 조성물
KR102015179B1 (ko) 다시마 추출물 또는 푸코잔틴을 포함하는 간 손상 보호 및 예방용 조성물
KR101559483B1 (ko) 해조류 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 신경보호용 조성물
KR20070079638A (ko) 항산화 활성을 갖는 풋대추 추출물 및 이를 함유하는 기능성 식품
KR20180114629A (ko) 인삼 꽃대 추출물을 포함하는 항염증용 조성물
KR101650773B1 (ko) 황칠나무 추출물을 유효성분으로 함유하는 면역조절 또는 면역증강용 조성물
KR101766233B1 (ko) 루테올린 5-글루코사이드를 유효성분으로 포함하는 신경 질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20160141463A (ko) 독활 추출물을 함유하는 항산화 및 항염증 조성물
KR101332824B1 (ko) 민대극 추출물을 포함하는 관절염 예방 및 치료용 조성물
KR101503792B1 (ko) 들쭉 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 함유하는 신경세포 보호용 약학적 조성물
KR20200069616A (ko) 올벚나무를 포함하는 항염증용 조성물
KR101081601B1 (ko) 생강나무로부터 쿼세틴-3-0-알파-람노사이드 및 캠페롤-3-0-알파-람노사이드의 분리 방법 및 그것의 항산화 또는 간 보호 용도
KR101967173B1 (ko) 뽕나무로부터 분리된 화합물을 포함하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 조성물
KR20160022190A (ko) 얼레지 추출물을 유효성분으로 포함하는 천식 예방 또는 치료용 조성물
US20180185423A1 (en) Seaweed extracts with anti-cancer activity
KR101575702B1 (ko) 상황버섯 자실체 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 창상치료 또는 피부 활성용 약학적 조성물
KR101728383B1 (ko) 옻나무 추출물을 유효성분으로 하는 콩팥 허혈-재관류 손상을 예방 및 치료용 약학적 조성물
KR102076808B1 (ko) 갈조류 추출물을 유효성분으로 포함하는 항산화 또는 항염증 조성물
AU2006242999A1 (en) Botanical anticancer formulations
KR101680045B1 (ko) 연자심 추출물을 유효성분으로 포함하는 뇌신경세포 보호용 건강기능식품 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant