KR20200114795A - 개그물바탕말 추출물을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

개그물바탕말 추출물을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물 Download PDF

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조성대
조태오
권혜정
정소영
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서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은 해양자원에서 유래한 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 개그물바탕말 추출물은 다양한 암세포의 세포 사멸을 유도하는 등 우수한 항암 효과를 가지고 있는바, 암의 예방, 개선 또는 치료를 위한 의약품 및 건강기능식품 등으로 다양하게 활용할 수 있다.

Description

개그물바탕말 추출물을 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물 {Composition comprising Rugulopteryx okamurae extract for treating or preventing cancer}
본 발명은 해양자원에서 유래한 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
최근 우리나라는 인구 및 건강행태, 환경구조의 변화, 급격한 고령화 사회로의 진입과 질병구조 변화로 암 발생 및 암 사망은 지속적인 증가추세로 국민 건강을 위협하는 주요 요인으로 대두되고 있다. 통계청 자료에 따르면 암은 우리나라 사망원인 1위의 질환으로 2012년 우리나라 전체 사망자 중 약 28%가 암으로 사망하였고, 암에 의한 사망률은 인구 10만 명당 사망자수가 149명으로 점차 증가했으며 폐암, 간암, 위암, 대장암 순으로 나타났다. 또한, 생활양식의 서구화를 통해 대장암, 전립선암, 유방암의 증가와 고령화에 의한 암으로의 사망자 역시 증가할 것으로 예상되고 있다.
암이 발견되면 진행 정도에 따라 여러 치료 방법을 선택할 수 있는데 진행 초기에는 대부분 외과적 방법을 통한 직접 수술로써 암 조직을 제거하는 방식으로 치료를 수행하며, 환자의 선택을 통해 방사선 조사 요법을 활용하기도 한다. 진행성 암의 경우는 외과적 수술을 수행하는 것과 함께 또는 단독으로 전통적 항암 화학요법을 수행하거나 최근 개발되어 의미 있는 효과를 보이는 표적 항암 화학요법 또는 호르몬요법 등을 수행하여 치료하기도 한다.
3대 표준요법 중 항암 화학요법이란 암 치료를 위해 암세포를 파괴할 수 있도록 설계된 항암제를 통한 치료를 일컫는 것으로써 항암제를 사용하여 전신에 퍼져 있는 암세포를 공격하는 전신적인 치료방법이다. 항암 화학요법은 원발 암의 치료법으로써 우선 활용되고 있지만, 전신치료요법으로 수술 후 예측하지 못한 미세 전이의 억제를 위해 adjuvant therapy를 수행하여 환자에게서 암의 재발을 막고 생존율을 높이는 효과를 기대하며, 외과적 수술의 성공률을 높이기 위해 종양의 크기를 감소시키거나 미세 전이의 파괴를 유도하는 neoadjuvant therapy를 수행하기도 한다. 말기 암 환자에게서 나타나는 증상의 경감을 위한 palliative therapy 요법도 항암 화학요법으로써 수행된다. 그러나 기존의 전통적인 항암제는 암세포뿐만 아니라 정상 세포에도 영향을 주고 다양한 부작용을 일으킬 가능성이 높다. 따라서 최근 암의 분자생물학적 특성을 규명하여 암세포의 특정 기전을 공격하는 표적치료제가 개발되어 많은 주목을 받고 있다. 표적치료제는 정상 세포의 손상을 최소화하면서 선택적으로 암세포를 공격하므로 부작용을 최소화하면서 항암 효과를 내는 큰 장점이 있다. 하지만, 표적 치료는 특정 표적인자를 공격하기 때문에 예후를 정확히 예측 가능한 환자에게만 적용할 수 있고 보험 적용이 안 되는 경우가 많아 과다한 비용의 지출이 발생하여 경제적으로 부담을 줄 수 있다. 호르몬의 영향을 받아 성장하는 유방암이나 전립선암의 경우는 호르몬의 영향을 약화하는 항 에스트로젠 제제 등을 사용하기도 하는데 이는 아직 5년간 생존율을 크게 향상시키지는 못하였다.
한편, 해양은 지구상에 존재하는 생물의 80% 이상이 서식하고 있는 생물다양성의 보고이다. 실제로 해양생물로부터 개발된 의약품으로 항생제(adcetris®, cytosar-U®, halaven®), 항바이러스제(vidarabine®), 고중성지방혈증 치료제(lovaza®), 진통제(prialt®)등의 전문의약품이 개발되었고, 감기치료제인 carragelose가 일반의약품으로 시판되고 있다.
국내 특허출원번호 제10-2011-0088089호 국내 특허출원번호 제10-2017-0027645호
이에 본 발명자들은, 신규한 항암제를 개발하기 위한 노력을 계속한 결과, 해양자원유래 추출물의 스크리닝을 통하여 갈조류의 일종인 개그물바탕말 추출물이 다양한 암세포의 세포 사멸을 유도하는 우수한 항암 효과를 나타냄을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
따라서 본 발명의 목적은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 보조용 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 개그물바탕말 추출물은 다양한 암세포의 세포 사멸을 유도하는 등 우수한 항암 효과를 가지고 있는바, 암의 예방, 개선 또는 치료를 위한 의약품 및 건강기능식품 등으로 다양하게 활용할 수 있다.
도 1은 30종의 해양자원 유래 추출물을 이용한 트립판 블루 제외 어쎄이 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 7 종의 암세포주(MC-3, YD-15, HEp-2, KB, PC-3, DU-145 및 MDA-MB-231)에서 개그물바탕말 추출물(RO)의 항암 활성을 트립판 블루 제외 어쎄이를 통해 확인한 도이다.
도 3은 7 종의 암세포주(MC-3, YD-15, HEp-2, KB, PC-3, DU-145 및 MDA-MB-231)에서 개그물바탕말 추출물(RO)의 항암 활성을 생존/세포독성 어쎄이를 통해 확인한 도이다.
도 4는 개그물바탕말 추출물(RO)이 7 종의 암세포주(MC-3, YD-15, HEp-2, KB, PC-3, DU-145 및 MDA-MB-231)의 세포 형태에 미치는 영향을 DAPI 염색을 통해 확인한 도이다.
도 5는 유세포 분석기를 이용하여 개그물바탕말 추출물(RO)이 7 종의 암세포주(MC-3, YD-15, HEp-2, KB, PC-3, DU-145 및 MDA-MB-231)의 세포 사멸에 미치는 영향을 분석한 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 개그물바탕말 추출물(RO)이 7 종의 암세포주(MC-3, YD-15, HEp-2, KB, PC-3, DU-145 및 MDA-MB-231)에서 세포 사멸 마커 단백질인 cleaved PARP의 발현에 미치는 영향을 확인한 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다.
본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 “개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae)”은 갈조식물 그물바탕말과의 바닷말이다. 개그물바탕말은 갈색의 좁은 댕기모양으로 두 갈래로 가지를 내고 짧고 납작한 뿌리를 많이 내며 여러 개체가 모여난다.. 또한, 가지의 끝 부분에 볼록렌즈 모양의 정단세포가 한 개 있으며, 가지의 가장자리에는 수조직이 여러층으로 되어 있고, 조하대에서 자란다고 알려졌다.
본 발명에 있어서, 추출물은 물, 알코올 또는 기타 유기용매로 추출된 것일 수 있고, 바람직하게는 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출될 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 4의 알코올은 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로판올(isopropanol) 및 부탄올(butanol)일 수 있으며, 바람직하게는 에탄올이나 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 유기용매는 아세톤(acetone), 에테르(ether), 벤젠(benzene), 클로로포름(chloroform), 에틸아세테이트(ethyl acetate), 메틸렌클로라이드(methylene chloride), 헥산(hexane) 및 시클로헥산(cyclohexane)일 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.
추출은 당 분야에 알려진 추출방법, 예컨대, 냉침, 열수추출, 초음파 추출, 환류 냉각 추출 등의 방법으로 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 추출 온도는 당업자가 추출 방법에 적절한 다양한 온도 범위를 채택할 수 있으며, 예를 들어, 20 ℃ 내지 100 ℃ 등에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 추출시간은 추출방법에 따라 상이하며, 당업자가 적절한 추출시간을 채택할 수 있고, 이에 제한되지 않으나, 약 1시간 내지 10 일의 범위에서 단회 또는 복수회로 수행될 수 있다. 상기 추출물은 통상의 방법에 따라 여과하여 불순물을 제거한 액상 형태로 얻거나, 얻어진 액상 형태의 추출물을 통상의 방법에 따라 감압 농축 및/또는 건조하여 분말 형태로 얻을 수 있다.
또한, 상기 추출공정은 필요에 따라, 유효성분의 함량이 높은 분획을 얻는 단계를 더 포함할 수 있다. 즉, 상기 1차 추출용매로 추출하여 얻어진 추출물을 물에 분산시킨 후, 적절한 2차 추출용매, 예컨대, 수포화 C1- C4의 알코올로 추출하는 단계를 수행하여 유효성분의 함량을 증진시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 하기와 같은 방법으로 추출물을 수득하였다. 구체적으로, 개그물바탕말을 물로 세척하여 이물질을 제거하고, 건조한 후 가루로 분쇄하였다. 개그물바탕말은 바다에서 직접 수득한 것 또는 시판되는 것 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 개그물바탕말 분말에 10~30배 부피의 용매를 가하여 완전히 침지 되도록 한다. 상기 추출물을 여과 및 감압 농축한 후, 동결 건조하여 최종 개그물바탕말 추출물을 수득한다. 본 발명에 따른 개그물바탕말 추출물은 다양한 암세포의 세포 사멸을 유도하는 등 우수한 항암 효과를 가지고 있다.
본 발명에 있어서, “암”은 세포가 정상적인 성장 한계를 무시하고 분열 및 성장하는 공격적(aggressive) 특성, 주위 조직에 침투하는 침투적(invasive) 특성, 및 체내의 다른 부위로 퍼지는 전이적(metastatic) 특성을 갖는 세포에 의한 질병을 총칭하는 의미이다. 상기 암은 위암(gastric cancer), 유방암(breast cancer), 폐암(lung cancer), 간암(liver cancer), 혈액암(blood cancer), 뼈암(bone cancer), 췌장암(pancreatic cancer), 피부암(skin cancer), 머리 또는 목암(head or neck cancer), 피부 또는 안구 흑색종(cutaneous or intraocular melanoma), 난소암(ovarian cancer), 직장암(rectal cancer), 항문암(anal cancer), 대장암(colon cancer), 난관암(fallopian tube carcinoma), 자궁내막암(endometrial carcinoma), 자궁경부암(cervical cancer), 자궁육종(uterine sarcoma), 소장암(small intestine cancer), 내분비암(endocrine cancer), 갑상선암(thyroid cancer), 부갑상선암(parathyroid cancer), 신장암(adrenal cancer), 연조직종양(soft tissue tumor), 요도암(urethral cancer), 전립선암(prostate cancer), 기관지암(bronchogenic cancer), 구강암(oral cancer) 및 골수암(bone marrow tumor)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명에 있어서, “예방”은 조성물의 투여로 암을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에 있어서, “치료”는 조성물의 투여로 암의 증세가 호전되거나 암의 억제 또는 경감 및 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명의 조성물은 개그물바탕말 추출물과 함께 암에 대한 항암 효과를 갖는 공지의 유효성분을 1종 이상 더 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더 포함할 수 있다. 또한, 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 당해 기술 분야에 알려진 적합한 제제는 문헌 (Remington's Pharmaceutical Science, 최근, Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토오스, 덱스트로오스, 수크로오스, 소르비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시 벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등이 있다. 상기 조성물을 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 조성물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 또한, 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 발명에서 사용되는 용어 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에게 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.
본 발명의 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 개체의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르며, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 추출물은 1일 1 mg/kg 내지 10000 mg/kg의 양으로 투여할 수 있으며, 하루에 한번 또는 수 회 나누어 투여할 수도 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 개체에게 다양한 경로로 투여될 수 있다. 투여의 모든 방식은 예상될 수 있는데, 예를 들면, 경구, 직장 또는 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사에 의해 투여될 수 있다.
본 발명의 조성물은 암의 예방 또는 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 식품 조성물은 건강기능식품으로서 사용될 수 있다. 본 발명에서, '건강기능식품'이란 건강기능식품에 관한 법률에 따른 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 제조 및 가공한 식품을 의미하며, "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻을 목적으로 섭취하는 것을 의미한다.
본 발명의 식품 조성물은 통상의 식품 첨가물을 포함할 수 있으며, 상기 "식품 첨가물"로서의 적합 여부는 다른 규정이 없는 한, 식품의약품안전처에 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, 구연산칼륨, 니코틴산, 계피산 등의 화학적 합성물, 감색소, 감초추출물, 결정셀룰로오스, 고량색소, 구아검 등의 천연첨가물, L-글루타민산나트륨 제제, 면류첨가알칼리제, 보존료제제, 타르색소제제 등의 혼합제제류들을 들 수 있다.
본 발명의 추출물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조 시에 본 발명의 추출물은 원료에 대하여 15중량 % 이하, 바람직하게는 10 중량 % 이하의 양으로 첨가된다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 물질을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 발명의 추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 음료, 껌, 비타민 복합제, 드링크제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
또한, 본 발명의 식품 조성물은 정제, 캡슐, 분말, 과립, 액상, 환 등의 형태로 제조 및 가공할 수 있다.
본 발명의 조성물이 음료로 제조될 경우, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 포함할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스, 수크로오스와 같은 디사카라이드, 및 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 내지 10 g, 바람직하게는 약 0.01 내지 0.1 g 이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 포함할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일주스, 과일주스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 포함할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
또한 본 발명은 개그물바탕말 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 보조용 조성물을 제공한다.
본 발명의 항암 보조용 조성물은 약학적 조성물 또는 식품 조성물의 형태일 수 있으며, 보다 구체적으로는 항암 약학적 보조제 또는 항암 식품 보조제일 수 있다.
본 발명에 있어서, “항암 보조용”은 당업계에서 일반적으로 사용되는 암 치료제의 효과를 증진시키기 위하여 보조적으로 사용될 수 있는 제제를 말하며, 본 발명에 의한 보조제를 사용함으로써 항암치료의 효과를 증진시킬 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예 및 실험예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시예 및 실험예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1. 해양자원 유래 추출물의 제조
해양자원은 해양갈조식물 자원기탁등록보존기관에서 분양받았으며, 그 구체적인 생물 정보는 표 1에 개시하였다(국명이 없는 경우 생략함).
총 30종의 해조류를 채집한 후 세척 및 건조하고, 믹서로 갈아 가루로 만들었다. 이를 80%(v/v) 에탄올로 추출한 후 농축과정을 거쳐 동결 건조하여 추출물을 제조하였다. 이를 DMSO(dimethyl sulfoxide)에 용해시킨 후, 실험에 이용하기 전까지 -20 ℃에 보관하였다.
NO. 생물명 채집 장소 국명
1 Sargassum horneri 경상남도 남해군 남해읍 창선대교 괭생이모자반
2 Colpomenia sinuosa 경상북도 포항시 남구 구룡포읍 구룡포항 불레기말
3 Agarum clathratum 강원도 양양군 현남면 동산리 구멍쇠미역
4 Sargassum pallidum 강원도 양양군 현남면 인구리 큰잎알쏭이모자반
5 Sargassum muticum 강원도 양양군 현남면 인구리 경단구슬모자반
6 Sargassum sagamianum 부산광역시 기장군 기장읍 시랑리 비틀대모자반
7 Dictyopteris pacifica 강원도 속초시 대포동 대포항 참가시그물바탕말
8 Mutimo cylindricus 경상북도 포항시 남구 구룡포읍 장길리 회초리말
9 Undaria pinnatifida 경상북도 포항시 남구 호미곶면 호미곶 미역
10 Padina arborescens 경상남도 거제시 일운면 와현 부챗말
11 Dictyopteris divaricata 전라남도 진도군 의신면 금갑해수욕장 미끈뼈대그물말
12 Ecklonia cava 부산광역시 기장군 기장읍 연화리 감태
13 Capsosiphon fulvescens 전라남도 장흥군 매생이
14 Gloiopeltis tenax 저라남도 완도군 참풀가사리
15 Hypnea spinella 전라남도 완도군 신지면 명사십리해수욕장 잔디가시우무
16 Papenfussiella kuromo 경상북도 경주시 감포읍 감포항 연두털말
17 Grateloupia sp .3 경상북도 경주시 감포읍 감포항 -
18 Callophyllis japonica 제주특별자치도 제주시 구좌읍 월정리 볏붉은잎
19 Gracilaria longissima 전라남도 완도군 청산면 당락리 -
20 Gracilaria vermiculophylla 제주특별자치도 제주시 조천읍 신촌리 꼬물꼬시래기
21 Grateloupia asiatica 경상남도 남해군 서면 서상 지네지누아리
22 Derbesia rhizophora 경상남도 고성군 하일면 동화리 헛뿌리엉킨실
23 Sargassum coreanum 제주특별자치도 제주시 추자면 추자항 큰잎모자반
24 Petalonia binghamiae 제주특별자치도 제주시 우도면 주흥동 미역쇠
25 Sargassum nigrifolium 강원도 양양군 현남면 인구리 검둥모자반
26 Ishige okamurae 제주특별자치도 제주시 우도면 주흥동 패
27 Rugulopteryx okamurae 강원도 양양군 현남면 인구리 개그물바탕말
28 Petrospongium rugosum 경상남도 거제시 일운면 와현해수욕장 바위주름
29 Punctaria latifolia 전라남도 진도군 의신면 금갑해수욕장 넓은미역쇠
30 Ecklonia bicyclis 경상북도 울릉군 울릉읍 사동리 대황
실시예 2. 암 세포주 배양
암세포주로 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주를 이용하였다. MC-3와 HEp-2 세포는 10% FBS(fetal bovine serum)를 포함하는 DMEM (100U/mL의 페니실린 및 스트렙토마이신 첨가) 배지에서 배양하였으며, YD-15, PC-3, DU-145, MDA-MB-231 세포는 10% FBS를 포함하는 RPMI1640 (100U/mL의 페니실린 및 스트렙토마이신 첨가) 배지에서 배양하였다. KB 세포는 5% FBS를 포함하는 DMEM (100U/mL의 페니실린 및 스트렙토마이신 첨가) 배지에서 배양하였다. 모든 세포주는 37℃, 5% CO2의 조건에서 유지하였으며, 모든 실험들은 50~60% 정도 찬 상태의 배양된 세포에서 수행되었다.
실시예 3. 통계학적 분석
이하 모든 실험예는 다중비교를 하기 위하여, one-way ANOVAs followed by Tukey's post hoc test를 이용하였으며, 대조군과 실험군(추출물 처리군) 간 차이점의 유의수준을 확인하였다. 0.05 이하의 P 값을 유의성이 있다고 판단하였다.
실험예 1. 해양자원 유래 추출물의 항암 활성 스크리닝
상기 표 1에 개시된 30 종의 해양자원 유래 추출물 중 가장 항암 활성이 우수한 추출물을 선별하기 위해 트립판 블루 제외 어쎄이(trypan blue exclusion assay)를 수행하였다. 먼저, 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주에 실시예 1에서 수득한 해양자원 유래 추출물을 20 μg/ml의 농도로 각각 24시간 및 48시간 동안 처리한 후, 0.4% 트립판 블루 (GIBCO, Paisley, UK)로 염색하였다. 이후 살아있는 세포의 수를 혈구계산판(hemocytometer)을 이용하여 측정하였다. 모든 실험은 독립적으로 세 개의 샘플과 함께 세 번 수행되었다. 그 결과를 도 1에 나타내었다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 30 종의 해양자원 유래 추출물 중 27 번째 추출물인 개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae) 추출물이 구강암 세포의 세포 성장을 현저하게 억제시키는 효과가 우수함을 확인하였다.
실험예 2. 개그물바탕말 추출물이 암 세포의 생존에 미치는 영향 검증
2-1. 트립판 블루 제외 어쎄이
상기 실험예 1을 통해 선별된 개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae, RO) 추출물이 구강암 외에 다양한 암세포주에서도 항암 활성을 나타내는지 확인하기 위하여, 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주를 비롯하여, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주를 이용하여 동일한 방법으로 트립판 블루 제외 어쎄이를 수행하였다. 이때, MC-3, KB, PC-3, DU-145및 MDA-MB-231 세포는 24시간동안, YD-15 및 HEp-2 세포는 48시간동안 개그물바탕말 추출물(RO)을 20, 30 및 40 μg/ml의 농도로 처리하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 개그물바탕말 추출물이 구강암, 자궁경부암, 전립선암, 유방암 등 7종의 암세포에서 농도의존적인 항암 활성을 나타냄을 확인하였다.
2-2. 생존/세포독성 어쎄이
상기 실험예 2-1의 결과를 검증하기 위하여, Live/Dead 생존/세포독성 (Viability/Cytotoxicity) 어쎄이(Life Technologies, Grand Island, NY, USA)를 수행하였다. 본 실험을 Polyanionic dye Calcein-AM이 살아있는 세포 안에서 유지되어 세포 내 에스터라제 활성(intracellular esterase activity)을 통해 강렬한 초록색 형광 발광을 생산하며, Ethidium homodimer-1이 손상된 세포막을 보이는 죽은 세포에 들어가 선명한 붉은색 형광 발광을 생산하는 원리를 이용한 것이다. 구체적으로, 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주에 개그물바탕말 추출물(RO)을 40 μg/ml로 처리한 후, 각 세포를 2 μM Calcein-AM과 4 μM ethidium homodimer-1로 염색시키고, 실온에서 30분 동안 반응시켰다. 이후, 염색된 세포를 형광현미경으로 관찰하였다. 그 결과를 도 3에 나타내었다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 개그물바탕말 추출물 처리에 의해 구강암, 자궁경부암, 전립선암, 유방암 등 7종의 암세포에서 빨간색 형광, 즉 죽은 세포가 증가함을 확인하였으며, 이를 통해 개그물바탕말 추출물에 의한 암세포 사멸 유도 활성을 확인하였다.
실험예 3. 개그물바탕말 추출물이 암 세포의 세포 형태에 미치는 영향 검증
세포사멸의 특징인 핵의 형태학적 변화를 관찰하기 위하여, 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주에 개그물바탕말 추출물(RO)을 40 μg/ml로 처리하였다. 그 후, 100% 메탄올을 이용하여 각 세포를 실온에서 10분동안 반응시켜 고정시키고, 슬라이드 위에 분주한 후, 2 μg/ml의 DAPI (4'-6-Diamidino-2-phenylindole) 용액(Sigma-Aldrich, Louis, MO, USA)으로 염색시켰다. 세포사멸이 일어난 세포의 형태학적 변화를 형광현미경을 이용하여 관찰하였다. 그 결과를 도 4에 나타내었다.
도 4에 나타낸 바와 같이, 개그물바탕말 추출물 처리에 의해 구강암, 자궁경부암, 전립선암, 유방암 등 7종의 암세포에서 핵이 응축되거나 쪼개지는 등 세포 사멸의 특징이 관찰됨을 확인하였다.
실험예 4. 유세포 분석기를 이용한 사멸 세포 확인
인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주에 개그물바탕말 추출물(RO)을 40 μg/ml로 처리한 후, 트립신을 이용하여 세포를 수거하고, PBS로 세척하였다. 각 세포를 70% 차가운EtOH/PBS에 넣고 -20℃에서 하룻밤 동안 고정시킨 후, PBS로 세척하였다. 이 후, 37 ℃에서 15분 동안 PI(propidium iodide) 및 RNase A (Sigma-Aldrich, Louis, MO, USA)를 포함하는 염색 용액(staining solution)과 반응시켰다. 세포 사멸 여부를 확인하기 위하여, Sub-G1 피크를 관찰하였으며, 이는 488 nm 여기(excitation) 레이저를 가지는 FACS Calibur 유세포 분석기 (Becton Dickinson, San Jose, CA, USA)의 FL2 채널을 이용하여 측정하였다. 샘플당 총 10,000개 세포를 분석하였으며, 그 결과를 도 5에 나타내었다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 개그물바탕말 추출물 처리에 의해 구강암, 자궁경부암, 전립선암, 유방암 등 7종의 암세포에서 subG1 피크가 증가함(최소 1.5배 ~ 최대 5.8배)을 확인하였다.
실험예 5. 개그물바탕말 추출물이 단백질 발현에 미치는 영향 검증
개그물바탕말 추출물이 단백질 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 인간 구강암 세포주인 MC-3 및 YD-15 세포주, 인간 자궁경부암 세포주인 HEp-2 및 KB 세포주, 인간 전립선암 세포주인 PC-3 및 DU-145 세포주, 인간 유방암 세포주인 MDA-MB-231 세포주에 개그물바탕말 추출물(RO)을 20, 30 및 40 μg/ml의 농도로 처리하였다. 각 세포를 용해 버퍼(lysis buffer)를 이용해 녹여 전체 세포 용해물(cell lysate)을 분리한 후, 세포 내 단백질 농도를 정량하였다. 정량 후, 동일한 양의 단백질을 SDS-PAGE(sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis)에서 분리시키고, ImmunoBlot PVDF 멤브레인에 이동시켰다. 상기 멤브레인을 TBST(tris-buffered saline with Tween 20)에 녹인 5% 스킴 밀크와 실온에서 두 시간 동안 반응시켜 블락킹하였다. 그 후, 상기 멤브레인을 1차 항체와 반응시킨 후, 부합하는 HRP(horseradish peroxidase)가 활용된 2차 항체와 반응시켰다. 이때 1차 항체로 이용된 cleaved PARP 항체는 Cell Signaling Technology 사 (Charlottesville, VA, USA)에서, actin 항체는 Santa Cruz Biotechnology 사(Santa Cruz, CA, USA)에서 구입하였다. Immunoreactive band는 ImageQuant LAS 500 (GE Healthcare Life Sciences)을 이용하여 분석하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 개그물바탕말 추출물 처리에 의해 구강암, 자궁경부암, 전립선암, 유방암 등 7종의 암세포에서 모두 농도 의존적으로 세포 사멸 마커 단백질인 cleaved PARP의 발현이 증가됨을 확인하였다.
이상의 실험 결과를 통하여, 해양자원에서 유래한 개그물바탕말 추출물이 다양한 암세포의 세포 사멸을 유도함으로써 우수한 항암 효과를 가지고 있는바, 의약 및 건강기능식품 분야에서 활용될 수 있음을 확인하였다.
이하 본 발명의 약학적 조성물 및 식품 조성물의 제제예를 설명하나, 본 발명을 한정하고자 함이 아닌 단지 구체적으로 설명하고자 함이다.
제제예 1. 약학적 조성물의 제조
1-1. 산제의 제조
개그물바탕말 추출물 20 mg
유당 100 mg
탈크 10 mg
상기의 성분들을 혼합하고 기밀포에 충진하여 산제를 제조한다.
1-2. 정제의 제조
개그물바탕말 추출물 10 mg
옥수수전분 100 mg
유당 100 mg
스테아린산 마그네슘 2 mg
상기의 성분들을 혼합한 후 통상의 정제의 제조방법에 따라서 타정하여 정제를 제조한다.
1-3. 캡슐제의 제조
개그물바탕말 추출물 10 mg
결정성 셀룰로오스 3 mg
락토오스 14.8 mg
마그네슘 스테아레이트 0.2 mg
통상의 캡슐제 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합하고 젤라틴 캡슐에 충전하여 캡슐제를 제조한다.
1-4. 주사제의 제조
개그물바탕말 추출물 10 mg
만니톨 180 mg
주사용 멸균 증류수 2974 mg
Na2HPO42H2O 26 mg
통상의 주사제의 제조방법에 따라 1 앰플당 (2 ml) 상기의 성분 함량으로 제조한다.
1-5. 액제의 제조
개그물바탕말 추출물 20 mg
이성화당 10 g
만니톨 5 g
정제수 . 적량
통상의 액제의 제조방법에 따라 정제수에 각각의 성분을 가하여 용해시키고 레몬향을 적량 가한 다음 상기의 성분을 혼합한 다음 정제수를 가하여 전체를 정제수를 가하여 전체 100 ml로 조절한 후 갈색병에 충진하여 멸균시켜 액제를 제조한다.
제제예 2. 식품 조성물의 제조
2-1. 건강식품의 제조
개그물바탕말 추출물 100 mg
비타민 혼합물 적량
비타민 A 아세테이트 70 μg
비타민 E 1.0 mg
비타민 B1 0.13 mg
비타민 B2 0.15 mg
비타민 B6 0.5 mg
비타민 B12 0.2 μg
비타민 C 10 mg
비오틴 10 μg
니코틴산아미드 1.7 mg
엽산 50 μg
판토텐산 칼슘 0.5 mg
무기질 혼합물 적량
황산제1철 1.75 mg
산화아연 0.82 mg
탄산마그네슘 25.3 mg
제1인산칼륨 15 mg
제2인산칼슘 55 mg
구연산칼륨 90 mg
탄산칼슘 100 mg
염화마그네슘 24.8 mg
상기의 비타민 및 미네랄 혼합물의 조성비는 비교적 건강식품에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만, 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하며, 통상의 건강식품 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 과립을 제조하고, 통상의 방법에 따라 건강식품 조성물 제조에 사용할 수 있다.
2-2. 건강음료의 제조
개그물바탕말 추출물 100 mg
비타민 C 15 g
비타민 E(분말) 100 g
젖산철 19.75 g
산화아연 3.5 g
니코틴산아미드 3.5 g
비타민 A 0.2 g
비타민 B1 0.25 g
비타민 B2 0.3 g
물 정량
통상의 건강음료 제조방법에 따라 상기의 성분을 혼합한 다음, 약 1시간 동안 85 ℃에서 교반 가열한 후, 만들어진 용액을 여과하여 멸균된 2 l 용기에 취득하여 밀봉 멸균한 뒤 냉장 보관한 다음 본 발명의 건강음료 조성물 제조에 사용한다.
상기 조성비는 비교적 기호음료에 적합한 성분을 바람직한 실시예로 혼합 조성하였지만 수요계층이나, 수요국가, 사용용도 등 지역적, 민족적 기호도에 따라서 그 배합비를 임의로 변형 실시하여도 무방하다.

Claims (6)

  1. 개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출한 것을 특징으로 하는, 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 용매는 에탄올인 것을 특징으로 하는, 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 암은 위암(gastric cancer), 유방암(breast cancer), 폐암(lung cancer), 간암(liver cancer), 혈액암(blood cancer), 뼈암(bone cancer), 췌장암(pancreatic cancer), 피부암(skin cancer), 머리 또는 목암(head or neck cancer), 피부 또는 안구 흑색종(cutaneous or intraocular melanoma), 난소암(ovarian cancer), 직장암(rectal cancer), 항문암(anal cancer), 대장암(colon cancer), 난관암(fallopian tube carcinoma), 자궁내막암(endometrial carcinoma), 자궁경부암(cervical cancer), 자궁육종(uterine sarcoma), 소장암(small intestine cancer), 내분비암(endocrine cancer), 갑상선암(thyroid cancer), 부갑상선암(parathyroid cancer), 신장암(adrenal cancer), 연조직종양(soft tissue tumor), 요도암(urethral cancer), 전립선암(prostate cancer), 기관지암(bronchogenic cancer), 구강암(oral cancer) 및 골수암(bone marrow tumor)으로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는, 암의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae) 추출물을 유효성분으로 포함하는 암의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  6. 개그물바탕말(Rugulopteryx okamurae) 추출물을 유효성분으로 포함하는 항암 보조용 조성물.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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