KR20220075968A - 무 추출물을 포함하는 뇌 신경질환 예방, 개선 및 치료용 의약 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신경세포에서 산화적 스트레스를 감소시키고 베타 아밀로이드에 의한 독성을 완화하는 것에 각별한 효과가 있는 무 추출물 제조방법에 관한 것으로서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 무 추출물은 천연물 유래의 퇴행성 신경질환 예방, 치료, 및 개선용 조성물로서 안전하고 효과적인 의약, 의약외용, 향장용, 건강기능식품 등으로 이용될 것으로 기대된다.
Description
본 발명은 무 추출물 또는 올레아마이드를 유효성분으로 포함하는 뇌 신경질환의 예방, 개선 및 치료용 의약 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 무를 에탄올로 추출하여 추출물을 제조하고 상기 추출물을 헥산, 클로로 포름, 에틸 아세테이트의 유기용매로 분획하여 분획물을 얻은 다음 이로부터 올레아마이드를 분리하는 방법 및 상기 분리된 화합물을 유효성분으로 함유함으로써 아밀로이드 베타 단백에 대한 보호 활성 등 우수한 산화적스트레스 저해능 및 뇌 신경세포 보호 효과를 나타내어 알츠하이머 병, 치매 및 퇴행성 뇌 질환 등의 다양한 질환을 효과적으로 예방, 개선 시킬 수 있는 조성물에 관한 것이다.
알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)은 서서히 진행하는 인지기능 저하와 행동 장애를 임상적 특징으로 하는 퇴행성 신경 뇌 질환으로 치매의 주요 원인이다. 주로 노인환자가 대부분이며 젊은 사람이 이 병에 걸리는 경우는 유전적 요인이 높은 것으로 알려져 있으며, 아직 알츠하이머병의 뚜렷한 원인과 발병기전은 밝혀지지 않았다.
알츠하이머병의 특징적인 병리학적 소견은 뇌의 신경세포 밖에 존재하는 아밀로이드 반(amyloid plaque)과 신경세포 내의 과인산화된 타우단백질로 구성된 신경원섬유매듭(neurofibrillary tangle, NFT)의 축적으로 알려져있다. 대표적인 알츠하이머 치매의 인지 증상 개선을 위한 약물로 콜린 분해효소 억제제인 타크린이 최초로 개발된 이후 간 독성을 줄인 각종 약제들(도네페질, 리바스티그민, 갈란타민)이 이어 개발되어 사용되고 있다. 이들은 콜린 분해효소를 억제함으로서 시냅스에서 가용한 아세틸콜린의 양을 증가시키는 기전으로서 작용한다. 그 밖에 아밀로이드와 타우 가설을 기반으로 하는 연구가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 무는 십자화과에 속하는 식물로 우리나라에서 김치의 재료로 사용되어 수요량이 많으며 국내 생산 과채류 중 배추와 함께 총 생산량의 60%이상을 점하는 작목 중 하나이다. 무는 장의 기능을 활성화시켜 소화를 돕고 열량이 적은 반면 섬유소가 풍부하며, 칼슘과 갈륨 등의 무기질도 풍부하며 철, 마그네슘, 인, 아연과 같은 미네랄도 함유하고 있으며 특히 비타민C의 함량이 높아 항산화능이 뛰어나다고 알려져 있다.
이에 본 발명자들은 국내산 식용 가능 천연물을 대상으로 뇌 신경 손상 보호 활성을 가지는 천연신소재를 탐색하여 영양적 가치가 높고 현대인들에게 친숙한 무를 선택하였고 이를 소재화 시킬 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 퇴행성 신경질환의 치료에 이용 가능한 무 추출물 제조방법을 제공하고, 그로부터 제조된 무 추출물을 퇴행성 신경질환의 예방, 치료, 또는 개선용 조성물로 제공하는 것이다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 하기 단계를 포함하는 올레아마이드 고함량 무 추출물 제조방법을 제공한다:
가) 무를 에탄올을 제1용매로 하여 무 추출물을 얻는 단계; 및
나) 상기 무 추출물에서 용매를 제거하고 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 제2용매로 하여 무 분획물을 얻는 단계.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 가) 단계는 하기 1) 내지 4) 단계를 포함하거나 이로 이루어진 것일 수 있다:
1) 건조 분쇄된 무와 에탄올을 1:5 (v/v) 로 혼합하는 단계;
2) 상기 혼합물을 20~28 시간 동안 진탕하는 단계;
3) 상기 혼합물을 여과지를 이용하여 여과하는 단계; 및
4) 상기 여과액을 농축하여 무 에탄올 추출물을 얻는 단계.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 나) 단계는 용매를 제거한 무 추출물과 에틸 아세테이트를 1:3 (v/v)로 혼합하고 환류 추출하여 첫 번째로 획득된 무 분획물일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예로서, 상기 제조방법은 나) 단계 이후에 다) 상기 무 분획물을 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 조건에서 실리카 겔 컬럼 크로마터그래피를 수행하여 두 번째 소분획물을 얻는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
상기 방법으로 제조된 무 추출물은 신경세포에서 산화적 스트레스를 감소시키고 베타 아밀로이드에 의한 신경 독성으로부터 세포를 보호하는 효과를 갖는 바, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 무 추출물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제 제조를 위한 상기 방법으로 제조된 무 추출물의 용도를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 방법으로 제조된 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 신경세포 보호 또는 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머 질환, 치매, 헌팅턴 질환, 파킨슨씨 질환, 근위축성 측삭 경화증, 기억력저하 및 중증근무력증으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 무 추출물은 올레아마이드 고함량의 추출물로서 뇌 신경질환의 예방, 개선 및 치료를 제공한다. 상기 추출물의 성분은 산화적 스트레스에 의한 뇌 신경 손상으로부터 뇌 신경세포를 보호하는 효과를 나타내므로 퇴행성 신경 뇌 질환의 예방, 개선 및 치료에 있어 효과적으로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 무 추출 방법의 모식도 이다.
도 2는 무 에탄올 추출물과 과산화수소를 PC12 세포에 처리한 후 spectrofluorometer를 통해서 산화적 스트레스 유발 정도를 확인한 도면이다.
도 3은 무 에탄올 추출물의 핵산 분획(H1, H2, H3), 클로로포름 분획(C1, C2, C3) 및 에틸아세테이트 분획(E1, E2, E3)과 과산화수소를 처리한 후 세포 생존능을 확인한 도면이고, 도 4는 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이다.
도 5는 무 에틸 아세테이트 분획물의 소분획물과 과산화수소를 처리한 후 세포 생존능을 확인한 도면이고, 도 6은 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이다.
도 7은 무 에틸 아세테이트 분획물의 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 두 번째 소분획물(80:20-2)의 실리카 겔 크로마토그래피 후 각 밴드의 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이고, 도 8은 독성에 대한 세포 보호 효과를 확인한 도면이다.
도 9는 상기 소분획물(80:20-2)의 6번 밴드에 활성성분을 HPLC 분석을 통해 확인한 도면이다.
도 10-12은 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 무 추출물 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 행동실험으로 확인한 도면이다.
도 13는 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 무 추출물 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 뇌 조직검사를 통해 확인한 도면이다.
도 14-15는 무 추출물은 간 독성을 확인한 도면이다.
도 16-17은 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 올레아마이드 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 행동실험으로 확인한 도면이다.
도 2는 무 에탄올 추출물과 과산화수소를 PC12 세포에 처리한 후 spectrofluorometer를 통해서 산화적 스트레스 유발 정도를 확인한 도면이다.
도 3은 무 에탄올 추출물의 핵산 분획(H1, H2, H3), 클로로포름 분획(C1, C2, C3) 및 에틸아세테이트 분획(E1, E2, E3)과 과산화수소를 처리한 후 세포 생존능을 확인한 도면이고, 도 4는 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이다.
도 5는 무 에틸 아세테이트 분획물의 소분획물과 과산화수소를 처리한 후 세포 생존능을 확인한 도면이고, 도 6은 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이다.
도 7은 무 에틸 아세테이트 분획물의 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 두 번째 소분획물(80:20-2)의 실리카 겔 크로마토그래피 후 각 밴드의 산화적 스트레스 저해능을 확인한 도면이고, 도 8은 독성에 대한 세포 보호 효과를 확인한 도면이다.
도 9는 상기 소분획물(80:20-2)의 6번 밴드에 활성성분을 HPLC 분석을 통해 확인한 도면이다.
도 10-12은 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 무 추출물 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 행동실험으로 확인한 도면이다.
도 13는 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 무 추출물 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 뇌 조직검사를 통해 확인한 도면이다.
도 14-15는 무 추출물은 간 독성을 확인한 도면이다.
도 16-17은 베타 아밀로이드로 신경세포 독성을 유도한 마우스에서 올레아마이드 투여에 따른 신경세포 보호 효과를 행동실험으로 확인한 도면이다.
본 발명자들은 식물자원 유래의 생리활성이 우수한 기능성 물질을 탐색하던 중 신경세포에서 산화적 스트레스를 감소시키고 신경보호 효과가 우수한 무 추출물의 분획물을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
이에, 본 발명은 무 에탄올 추출물의 에틸 아세테이트 분획물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
본 명세서에서 '추출물'은 상술한 바와 같이 당업계에서 조추출물(crude extract)로 통용되는 의미를 갖지만, 광의적으로는 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 무 추출물은 상술한 추출용매를 이용하여 얻은 것뿐만 아니라, 여기에 정제과정을 추가적으로 적용하여 얻은 것도 포함한다. 예컨대, 상기 추출물을 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 통과시켜 얻은 분획, 다양한 크로마토그래피(크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 무 추출물에 포함되는 것이다.
본 발명의 무 추출물 획득에 있어 추출방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2 종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
그러나, 본 발명의 무 추출물은 구체적으로 에탄올 추출물인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 에틸 아세테이트 분획물일 수 있다. 보다 구체적으로 본원의 무 추출물은 하기의 단계를 통해 제조되는 것일 수 있다:
가) 무를 에탄올을 제1용매로 하여 무 추출물을 얻는 단계; 및
나) 상기 무 추출물에서 용매를 제거하고 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 제2용매로 하여 무 분획물을 얻는 단계.
한편, 상기 가) 단계는 하기 1) 내지 4) 단계를 포함할 수 있다.
1) 건조 분쇄된 무와 에탄올을 1:5 (v/v) 로 혼합하는 단계;
2) 상기 혼합물을 20~28 시간 동안 진탕하는 단계;
3) 상기 혼합물을 여과지를 이용하여 여과하는 단계; 및
4) 상기 여과액을 농축하여 무 에탄올 추출물을 얻는 단계.
또한, 본 발명은 구체적인 실험을 통해 상기 획득된 무 에탄올 추출물에서 용매를 제거하고 에틸 아세테이트를 3배 부피로 혼합하고 환류 추출하여 획득된 첫번째 분획물(E1) 에서 가장 높은 세포 독성 감소 효과를 확인하였다.
또한, 본 발명은 구체적인 실험을 통해 상기 무 분획물에서 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 조건에서 실리카 겔 컬럼 크로마터그래피를 수행하여 두 번째 소분획물(80:20-2)에서 높은 산화적 스트레스 감소 및 세포독성 감소 효과를 확인하였는바, 본 발명의 무 추출물은 상기 두 번재 소분획물(80:20-2)일 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 두 번재 소분획물(80:20-2)에서 HPLC 분석 결과 활성 물질로서 올레아마이드를 확인하였고, 올레아마이드를 투여한 동물실험 모델에서 베타 아밀로이드에 의한 신경세포 사멸 억제 효과를 확인할 수 있었는바, 본 발명의 방법에 의해 제조된 무 추출물은 올레아마이드 높은 함량으로 포함하고 있으며, 본 발명의 무 추출물 제조방법은 올레아마이드 고함량 무 추출물을 획득을 위하여 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 무 추출물은 추출 및/또는 분획 과정을 수행한 이후, 감압 여과 과정을 수행하거나 추가로 농축 및/또는 동결건조를 수행하여 농축하거나 용매를 제거할 수 있으며, 상기 수득한 무 추출물은 사용 시까지 급속 냉동 냉장고에 보관할 수 있다.
본 발명에서 "예방"은 본 발명의 조성물의 투여로 퇴행성 신경 질환의 발생, 확산 또는 재발을 억제시키거나 지연시키는 모든 행위를 의미하고, 본 발명에서 "치료"는 본 발명의 조성물의 투여로 상기 질환의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
따라서, 본 발명은 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 퇴행성 신경 질환의 치료 방법을 제공할 수 있으며, 상기 퇴행성 신경 질환은 알츠하이머 질환, 치매, 헌팅턴 질환, 파킨슨씨 질환, 근위축성 측삭 경화증, 기억력저하 및 중증근무력증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 질환일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 “개체”는 쥐, 가축, 생쥐, 인간 등 포유류일 수 있으며, 구체적으로 신경보호가 필요한 반려견, 경주마, 인간 등일 수 있으며, 바람직하게는 인간일 수 있다.
본 명세서에서 '유효성분으로 포함하는'이란 하기의 무 추출물의 효능 또는 활성을 달성하는 데 충분한 양을 포함하는 것을 의미한다. 본 발명은 천연식물재료인 무로부터 추출한 조성물로서 과량 투여하여도 인체에 부작용이 없으므로 무 추출물이 본 발명의 조성물에 포함된 양적 상한은 당업자가 적절한 범위 내에서 선택하여 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 외용제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있으며, 바람직하게는 크림, 젤, 패취, 분무제, 연고제, 경고제, 로션제, 리니멘트제, 파스타제 또는 카타플라스마제의 제형을 가질 수 있다. 상기 무 추출물을 포함하는 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 올리고당, 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. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 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, 동결건조제제, 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 발명의 약학적 조성물의 바람직한 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다. 그러나 바람직한 효과를 위해서, 본 발명의 약학적 조성물은 1일 0.0001 내지 100㎎/㎏으로, 바람직하게는 0.001 내지 10㎎/㎏으로 투여하는 것이 좋다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
아울러, 본 발명은 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다. 본 발명의 건강기능식품 조성물은 신경세포 보호 용도를 목적으로 식품에 첨가될 수 있다. 본 발명의 무 추출물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 유효성분의 혼합양은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시 본 발명의 무 추출물은 원료에 대하여 15 중량% 이하, 바람직하게는 10 중량% 이하의 양으로 첨가된다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우 상기 양은 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 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명에 따른 건강음료 조성물은 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당 및 과당과 같은 모노사카라이드, 말토오스 및 수크로오스와 같은 디사카라이드, 덱스트린 및 시클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드, 및 자일리톨, 소르비톨 및 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL당 일반적으로 약 0.01-0.20g, 바람직하게는 약 0.04-0.10g 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, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0.01-0.20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
[실시예]
실시예 1: 무 추출물의 제조 및 농도별 뇌 신경세포 보호 활성 확인
무를 건조하여 핸드믹서로 곱게 분쇄한 후 4kg의 무에 5배 부피의 ethanol을 넣고 24시간 동안 shaking하였다. 그 후, 추출된 용매를 whatman No. 42 여과지를 이용해 filtering하여 걸러져 나온 용매는 수거하고, 시료에는 다시 같은 부피의 ethanol을 넣어 shking하였다. 이과정을 총 5회 반복하였고, 추출된 용매는 39℃에서 감압 농축하여 무 ethanol 추출물을 조제하였다.
제조된 무 에탄올 추출물이 뇌 신경세포 보호활성을 나타내는지 확인하기 위해 DCF-DA(2’,7’-dichlorofluorescin diacetate) assay를 이용하여 무 추출물의 농도별 산화적 스트레스(oxidative stress) 저해능을 측정하였다. 먼저 PC12 cell을 antimicotics/antibiotics를 함유한 RPMI-1640배지에서 세포수가 104-106 cell/ml가 될 때 까지 배양하였다. C그룹 (대조군)에는 H2O2를 처리하는 대신 탈이온수(deionized water)만을 처리하였고, H그룹 (음성대조군)은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하여 산화적 스트레스를 유도한 것 외에는 다른 처리를 하지 않았다. V그룹 (양성 대조군)은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하기 전에 48시간 동안 100μ￥μM의 Vit C을 포함하는 RPMI-1640배지에서 선배양하였다. 실험군은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하기 전에 48시간 동안 각각 0.5, 1, 1.5, 2 mg/ml의 무 추출물을 포함하는 RPMI-1640배지에서 선배양하였다. H2O2 처리한 2시간 후 DCF-DA용액을 cell에 처리하여 37℃에서 60분간 배양하고, spectrofluorometer (파장 : excitation 485nm, emission 535nm)를 통해서 H2O2에 의한 산화적 스트레스 유발 정도를 측정하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
실시예 2: 무 추출물 분획의 제조 및 뇌 신경세포 보호 활성 확인
실시예 1로부터 제조된 무 에탄올 추출물로부터 에탄올을 완전히 제거한 후 핵산, 클로로포름 및 에틸 아세테이트를 이용하여 각각 3배의 부피로 환류 추출하여 각각의 분획(H1, H2, H3, C1, C2, C3, E1, E2, E3)을 제조하였다.
이렇게 제조된 무 에탄올 추출물의 핵산 분획(H1, H2, H3), 클로로포름 분획(C1, C2, C3) 및 에틸아세테이트 분획(E1, E2, E3)의 산화적 스트레스 저해능 및 신경세포 괴사 저해능을 측정하였다.
산화적 스트레스 저해능은 실시예 1과 같은 방법으로 측정하였으며, 세포독성과 생존률은 MTT[(3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyl tetrazolium bromide) reduction assay를 통해 무 에탄올 추출물의 농도별 세포 활성 (cell viability)을 측정하였다. PC12세포를 antimicotics/antibiotics를 함유한 RPMI-1640배지에서 배양하고, 세포수가 104-106 cell/ml이 되었을 때 200μ￥μM의 H2O2를 처리하여 산화적 스트레스를 유도하였다. C그룹 (대조군)에는 H2O2를 처리하는 대신 탈이온수(deionized water)만을 처리하였고, H그룹 (음성대조군)은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하여 산화적 스트레스를 유도한 것 외에는 다른 처리를 하지 않았다. V그룹 (양성 대조군)은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하기 전에 48시간 동안 100μ￥μM의 Vit C을 포함하는 RPMI-1640배지에서 선배양하였다. 실험군은 200μ￥μM의 H2O2를 처리하기 전에 48시간 동안 각각 0.5, 1, 1.5, 2 mg/ml의 무 추출물을 포함하는 RPMI-1640배지에서 선배양하였다. H2O2 처리한 2시간 후, MTT 용액을 cell에 처리하여 37℃에서 3시간 배양하고, DMSO를 처리한 다음 spectrophotometer (파장 : measurement 570nm, reference 630nm)를 통하여 측정하였다. 그 결과를 도 3 및 4에 나타내었다.
도 3 및 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 첫 번째 에틸아세테이트 층에서 우수한 산화적 스트레스 저해능 및 세포 생존률을 나태내었다.
가장 높은 저해 효과를 나타낸 E1 분획에 대하여 open silica gel column chromatography를 시행하여 33개의 소분획(CHCl3 : EtOH = 100:0, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90, 0:100 순으로 각각3회)으로 분획하였다. 상기 분획은 선정된 E1 분획을 감압 농축하여 샘플을 준비해놓고 실리카를 클로로포름으로 현탁하여 칼럼에 충전시킨 뒤, 상기 충전된 칼럼에 선정된 분획의 샘플을 로딩(loading)하고 에탄올과 클로로포름의 농도 기울기를 이용하여 정제하는 방법으로 수행된다.
이렇게 제조된 소분획(1mg/ml)에 대해 위와 동일한 방법으로 산화적 스트레스 저해능 및 세포 독성 보호 효과를 측정하였다.
그 결과, 도 5 및 6에서 확인할 수 있는 바와 같이, CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 조건에서 얻은 두 번째 소분획(80:20-2)이 가장 높은 저해 활성을 나타내었다.
실시예 3: TLC를 이용하여 분리된 활성 밴드의 뇌 신경세포 보호 활성 확인
실시예 2에서 가장 높은 저해 효과를 나타낸 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 두 번째 소분획(80:20-2)을 preparative silica-gel plate(glass, 200×200mm)를 사용하여 preparative thin layer chromatography(PLC)를 실시하였다. 선정 분획을 400 mg/ml 농도로 에탄올에 녹이고 0.5 μ￥μl씩, 2번 spotting 하여 건조시켰다. 클로로포름과 에탄올(80:20, v/v)으로 전개시킨 후 밴드를 분리하여 산화적 스트레스 저해능 및 세포 독성 보호 효과를 측정하였다.
그 결과, 도 7-8에서 확인할 수 있는 바와 같이, 6번 밴드에서 가장 높은 저해 활성을 나타냈다.
실시예 4: HPLC를 통한 활성 물질의 분리
가장 높은 저해활성을 나타낸 6번 밴드 부분의 활성 성분을 분리하기 위해 Capcell Pak C18 MG S5 column (4.6mm I.d. × 250mm length, 5μ￥μm particle diameter)을 이용한 HPLC 분석을 실시하였다.
상기 HPLC는 0내지 100%의 에탄올(gradient elution)과 물의 직선농도 구배로 변화를 주어 90분간 실행하였다. 파장 범위는 280nm로 설정하고, flow rate는 분당 1 ml로 하였으며, 한번에 20 μ￥μl씩 시료 주입을 하였다. 그 결과, 도 9에서 확인할 수 있는 바와 같이, 24 min에 활성 물질의 피크를 확인하였다. 사용 용매는 특급 ethanol과 3차 증류수를 사용하였다.
| Instrument | YL9100HPLC |
| Detector | YL9160 PDA detector |
| Column | Capcell Pak C18 MG S5 (5μm, 100Å, 4.6×250mm) |
| Flow rate | 1 ml/min |
| Mobile phase | gradient 0f 0~100% ethanol in distilled water |
| Injection volume | 20μl |
도 9의 HPLC분석 결과, 이 활성 성분은 Oleamide임을 확인하였다.
실시예 5: 무 추출물의 뇌 신경질환 예방 활성에 대한 인비보 실험
(1) Y-미로 테스트
ICR 수컷 마우스에 무 에탄올 추출물 시료를 섞은 사료를 농도별로(400, 800, 1200 mg/kg per day) 약 3주간 ad lib의 상태로 공급하였다. 식이 시작 후 21일째에 치매 유발성 물질인 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 410pmol/마리 농도로 뇌실 내(intracerebroventricular:ICV)주사하여, Y-미로 테스트를 수행하였다.
길바꿈행동(alternation behavior)을 측정하기 위해, 각각 A, B, C 세 개의 arms를 갖는 Y-미로에서 행동실험을 실시하였다. Y-미로는 길이 32.5cm, 높이 15cm, 넓이 4cm로서 각각의 arms를 A, B, 로 정한 다음 들어 간 arm을 기록했다. 마우스를 미로에 넣고 아무런 자극 없이 8분 동안 자유롭게 움직이도록 둔 뒤, 꼬리를 제외하고 arm에 두 뒷발이 들어간 것을 측정하여 그 수치를 계산하였다.
결과, 도 10에서 확인할 수 있는 바와 같이, 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ) 및 sample이 mouse의 운동능력에는 영향을 주지 않았으며, sample이 공급된 group에서 기억력이 향상되었음을 확인할 수 있다.
이 때, 상기 도 10에서 C그룹은 시료 무첨가 식이만 공급한 대조구, A그룹은 시료 무첨가 식이 공급 후 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 처리한 구, R400은 무 추출물을 400 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R800은 무 추출물을 800 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R1200은 무 추출물을 1,200 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구이다.
(2) 수동 회피 반응 테스트(Passive avoidance test)
ICR 수컷 마우스에 무 에탄올 추출물 시료를 섞은 사료를 농도별로(400, 800, 1200 mg/kg per day) 약 3주간 ad lib의 상태로 공급하였다. 식이 시작 후 21일째에 치매 유발성 물질인 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 410pmol/마리 농도로 뇌실 내(intracerebroventricular:ICV)주사하여, 수동 회피 반응 테스트를 수행하여 혐오자극(전기쇼크)이 제시되었던 사자를 기억하여 동일한 상자로 다시 들어가는데 걸리는 시간(step-through latency)를 측정하였다.
이 실험은 실제 실험에 들어가기 하루 전, 마우스를 기억상자와 같은 장소에서 트레이닝(training)을 시킨 다음 행동실험을 실시했다. 모든 마우스를 실험 상자에서 적응 훈련(명(明)실-명(明)실, 쇼크 없음-명(明)실, 쇼크 있음)을 실시한 후, 24 시간 후 쇼크는 없고 빛은 있는 상태에서 1 마리당 300 sec 동안 실험했다.
결과, 도 11 및 도 12에서 확인할 수 있는 바와 같이, 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 투여한 군에서 현격히 학습능력이 떨어짐을 보였으나, 무 추출물을 섭취한 군에서 학습능력 보호 및 증진 효과가 나타났다.
이 때, C그룹은 시료 무첨가 식이만 공급한 대조구, A그룹은 시료 무첨가 식이 공급 후 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 처리한 구, R400은 무 추출물을 400 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R800은 무 추출물을 800 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R1200은 무 추출물을 1,200 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구이다.
실시예 6: 적출된 뇌조직을 이용한 지질과산화도 측정
행동실험 완료 후, 적출한 뇌를 이용하여 지질 산화로 생성된 malondialdehyde (MDA)는 TBARS (thiobarbituric acid reactive substance) 생성 정도로 확인하였다. 적출한 뇌 무게의 5배의 PBS에 균질화시켜 상등액을 취하였으며, 뇌 추출액과 1% H3PO4, 0.67% TBA 용액을 넣어 95 ℃에서 45분간 반응시켰다. malondialdehyde를 표준물질로 이용하고, 생성된 colored complex는 butanol로 추출해 532 nm 파장에서 산화정도를 측정하였다. 단백질농도 측정은 bradford법을 이용하였으며, 측정 결과는 도 13에 나타내었다.
도 13에서 나타난 바와 같이 Aβ를 주입한 group의 뇌조직에서 산화적스트레스 받는 정도가 증가하여 MDA농도가 높은 것을 확인할 수 있었고, 무 추출물을 처리한 군에서 MDA농도가 더욱 저하되는 것을 확인하였다.
실시예 7: 무 추출물 독성 평가
본 발명의 무 추출물의 독성을 평가하기 위하여 ICR 수컷 마우스에 무 에탄올 추출물 시료를 섞은 사료를 농도별로(400, 800, 1200 ㎎/㎏ per day) 약 3 주간 ad lib의 상태로 공급하였다. 식이 시작 후 21일째에 치매 유발성 물질인 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 410pmol/마리 농도로 뇌실 내(intracerebroventricular:ICV)주사한 후 GPT(glutamic pyruvic transaminase) 및 GOT(glutamic oxaloacetic transaminase)로 간독성을 확인하였다.
결과, 도 14 및 도 15를 통해 알 수 있는 바와 같이, 무 추출물 처리 시 대조군과 비교하여 GPT 및 GOT에 있어 유의적인 변화가 없음을 확인할 수 있었으며 이로써 무 추출물이 독성을 가지지 않음을 알 수 있다.
도 14 및 도 15에서, C그룹은 시료 무첨가 식이만 공급한 대조구, A그룹은 시료 무첨가 식이 공급 후 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 처리한 구, R400은 무 추출물을 400 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R800은 무 추출물을 800 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, R1200은 무 추출물을 1,200 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구이다.
실시예 8: 올레아마이드(oleamide)의 뇌 신경질환 예방 활성에 대한 인비보 실험
(1) Y-미로 테스트
ICR 수컷 마우스에 올레아마이드(oleamide)를 섞은 사료를 농도별로(10, 20, 40 mg/kg per day) 약 3주간 ad lib의 상태로 공급하였다. 식이 시작 후 21일째에 치매 유발성 물질인 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 410pmol/마리 농도로 뇌실 내(intracerebroventricular:ICV)주사하여, Y-미로 테스트를 수행하였다.
길바꿈행동(alternation behavior)을 측정하기 위해, 각각 A, B, C 세 개의 arms를 갖는 Y-미로에서 행동실험을 실시하였다. Y-미로는 길이 32.5cm, 높이 15cm, 넓이 4cm로서 각각의 arms를 A, B, 로 정한 다음 들어 간 arm을 기록했다. 마우스를 미로에 넣고 아무런 자극 없이 8분 동안 자유롭게 움직이도록 둔 뒤, 꼬리를 제외하고 arm에 두 뒷발이 들어간 것을 측정하여 그 수치를 계산하였다.
결과, 도 16에서 확인할 수 있는 바와 같이, 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ) 및 sample이 mouse의 운동능력에는 영향을 주지 않았으며, sample이 공급된 group에서 기억력이 향상되었음을 확인할 수 있다.
이 때, 상기 도 16에서 Control 그룹은 시료 무첨가 식이만 공급한 대조구, Aβ그룹은 시료 무첨가 식이 공급 후 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 처리한 구, Oleamide_10은 올레아마이드를 10 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, Oleamide_20은 올레아마이드를 20 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, Oleamide_40은 올레아마이드를 40 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구이다.
(2) 수동 회피 반응 테스트(Passive avoidance test)
ICR 수컷 마우스에 올레아마이드(oleamide)를 섞은 사료를 농도별로(10, 20, 40 mg/kg per day) 약 3주간 ad lib의 상태로 공급하였다. 식이 시작 후 21일째에 치매 유발성 물질인 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 410pmol/마리 농도로 뇌실 내(intracerebroventricular:ICV)주사하여, 수동 회피 반응 테스트를 수행하여 혐오자극(전기쇼크)이 제시되었던 사자를 기억하여 동일한 상자로 다시 들어가는데 걸리는 시간(step-through latency)를 측정하였다.
이 실험은 실제 실험에 들어가기 하루 전, 마우스를 기억상자와 같은 장소에서 트레이닝(training)을 시킨 다음 행동실험을 실시했다. 모든 마우스를 실험 상자에서 적응 훈련(명(明)실-명(明)실, 쇼크 없음-명(明)실, 쇼크 있음)을 실시한 후, 24 시간 후 쇼크는 없고 빛은 있는 상태에서 1 마리당 300 sec 동안 실험했다.
결과, 도 15에서 확인할 수 있는 바와 같이, 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 투여한 군에서 현격히 학습능력이 떨어짐을 보였으나, 올레아마이드를 섭취한 군에서 학습능력 보호 및 증진 효과가 나타났다.
이 때, 상기 도 15에서 Control 그룹은 시료 무첨가 식이만 공급한 대조구, Aβ그룹은 시료 무첨가 식이 공급 후 아밀로이드 베타 펩타이드(Aβ)를 처리한 구, Oleamide_10은 올레아마이드를 10 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, Oleamide_20은 올레아마이드를 20 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구, Oleamide_40은 올레아마이드를 40 ㎎/㎏ per day로 첨가한 식이를 공급한 후 Aβ를 처리한 구이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
Claims (10)
- 하기 단계를 포함하는 올레아마이드 고함량 무 추출물 제조방법:
가) 무를 에탄올을 제1용매로 하여 무 추출물을 얻는 단계; 및
나) 상기 무 추출물에서 용매를 제거하고 에틸 아세테이트(Ethyl acetate) 제2용매로 하여 무 분획물을 얻는 단계. - 제1항에 있어서,
상기 가) 단계는 하기 1) 내지 4) 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 제조방법:
1) 건조 분쇄된 무와 에탄올을 1:5 (v/v) 로 혼합하는 단계;
2) 상기 혼합물을 20~28 시간 동안 진탕하는 단계;
3) 상기 혼합물을 여과지를 이용하여 여과하는 단계; 및
4) 상기 여과액을 농축하여 무 에탄올 추출물을 얻는 단계. - 제1항에 있어서,
상기 나) 단계는 용매를 제거한 무 추출물과 에틸 아세테이트를 1:3 (v/v)로 혼합하고 환류 추출하여 첫 번째로 획득된 무 분획물을 얻는 것인, 제조방법. - 제1항에 있어서,
상기 제조방법은 나) 단계 이후에 다) 상기 무 분획물을 CHCl3 : EtOH = 80:20(v/v) 조건에서 실리카 겔 컬럼 크로마터그래피를 수행하여 두 번째 소분획물을 얻는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 제조방법. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 획득된 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
- 제5항에 있어서,
상기 무 추출물은 산화적 스트레스를 억제하고 신경세포를 보호하는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물. - 제5항에 있어서,
상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머 질환, 치매, 헌팅턴 질환, 파킨슨씨 질환, 근위축성 측삭 경화증, 기억력저하 및 중증근무력증으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물. - 제5항에 있어서,
상기 조성물은 신경보호(neuroprotective) 활성을 갖는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물. - 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 제조방법에 의해 획득된 무 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능성 식품 조성물로서,
상기 무 추출물은 신경 세포에서 산화적 스트레스를 낮추고 신경보호 활성을 갖는 것을 특징으로 하는, 식품 조성물. - 제9항에 있어서,
상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머 질환, 치매, 헌팅턴 질환, 파킨슨씨 질환, 근위축성 측삭 경화증, 기억력저하 및 중증근무력증으로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 식품 조성물.
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| KR1020200164639A KR20220075968A (ko) | 2020-11-30 | 2020-11-30 | 무 추출물을 포함하는 뇌 신경질환 예방, 개선 및 치료용 의약 조성물 |
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|---|---|---|---|---|
| KR100502835B1 (ko) | 2001-05-23 | 2005-07-20 | 전길자 | 영지추출물, 올레아미드 및 그의 구조적 유사체를유효성분으로 함유하는 치매의 예방 및 치료용 조성물 |
-
2020
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