KR20220096399A - Composition for Inhibiting Biofilm Formation Comprising Extracts of Coptis chinensis - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a composition for inhibiting biofilm formation comprising an extract of Coptis japonica as an active ingredient. The extract of Coptis japonica of the present invention is non-cytotoxic, inhibits the activity of glucosyltransferase enzyme secreted by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strains, and thus can effectively inhibit a biofilm formed by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strains, so that it is possible to be usefully used for preventing or treating oral diseases caused by bacterial biofilm formation.

Description

황련 추출물을 포함하는 바이오필름 형성 억제용 조성물{Composition for Inhibiting Biofilm Formation Comprising Extracts of Coptis chinensis}Composition for Inhibiting Biofilm Formation Comprising Extracts of Coptis chinensis

본 발명은 황련 추출물을 포함하는 바이오필름 형성 억제용 조성물과, 황련 추출물을 포함하는 구강 질환 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a composition for inhibiting biofilm formation, including an extract of ginseng lily, and a composition for preventing, improving or treating oral diseases, including an extract of ginseng lily.

바이오필름(biofilm)은 생물막이라고도 불리며, 미생물이 세포 주위에 다당체를 생산하고 이것을 매개로 인접한 미생물과 응집하여 고체나 생체 표편에 필름(film)을 형성하고 있는 상태를 의미한다. A biofilm is also called a biofilm, and refers to a state in which microorganisms produce polysaccharides around cells and aggregate with adjacent microorganisms as a medium to form a film on a solid or biological surface.

바이오필름을 형성하는 미생물들은 부유 상태의 미생물보다 항생제에 대한 저항성이 1,000배 이상 높은 것으로 보고되고 있으며, 바이오필름 형성이 세균성 심내막염(bacterial endocarditis), 치아 우식증(dental caries), 만성 부비동염(chronic sinusitis), 식중독, 폐렴 등과 같이 여러 질병의 발병(pathogenesis)에 중요한 역할을 하는 것으로 잘 알려져 있다(비특허문헌 1).It is reported that the microorganisms forming the biofilm are more than 1,000 times more resistant to antibiotics than the microorganisms in the suspended state, and the biofilm formation is caused by bacterial endocarditis, dental caries, and chronic sinusitis. , food poisoning, it is well known that it plays an important role in the pathogenesis of various diseases such as pneumonia (Non-Patent Document 1).

한편, 치아 우식증(충치)은 구강 내의 치아 표면에 부착하고 있는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans; S.mutans)에 의하여 유발되며, S. mutans 균주는 글루코실트랜스퍼라제(glucosyltransferase) 효소를 분비한다. 분비된 글루코실트랜스퍼라제 효소는 설탕(sucrose)을 포도당(glucose)과 과당(fructose)으로 분해하고, 포도당을 이용하여 다당류인 글루칸(glucan)을 합성한다. 이렇게 합성된 글루칸은 다른 미생물들의 부착을 도와주며, 결과적으로 치아 표면에 많은 글루칸이 형성되어 바이오필름의 일종인 플라그(plaque, 치석) 부피가 증가하게 된다. 바이오필름을 형성하여 치아에 부착된 S. mutans 균주는 위생을 위한 외부의 물리적, 화학적 처리에 대항하여 저항력을 지니게 되므로 구강 내에 오래 머무를 수 있게 된다. 이처럼 완벽하게 제거되지 않은 S. mutans 균주가 지속적으로 작용하여 구강 내에 만성 질환 및 합병증을 유발하게 된다. On the other hand, dental caries (cavities) is caused by Streptococcus mutans (S. mutans) attached to the tooth surface in the oral cavity, and the S. mutans strain secretes a glucosyltransferase enzyme. The secreted glucosyltransferase enzyme decomposes sucrose into glucose and fructose, and uses the glucose to synthesize glucan, a polysaccharide. The synthesized glucan helps the attachment of other microorganisms, and as a result, a lot of glucan is formed on the tooth surface, which increases the volume of plaque, a type of biofilm. S. mutans strains attached to teeth by forming biofilms have resistance to external physical and chemical treatments for hygiene, so they can stay in the oral cavity for a long time. As such, S. mutans strains that have not been completely removed continue to act, causing chronic diseases and complications in the oral cavity.

따라서 글루코실트랜스퍼라제의 활성이 억제되면 바이오필름의 형성이 효과적으로 억제되는 것으로 볼 수 있다.Therefore, when the activity of glucosyltransferase is inhibited, it can be seen that the formation of a biofilm is effectively inhibited.

또한, 바이오필름은 치아 우식증 또는 생체 조직에서 난치성 감염증과 같은 질병을 유발하므로 질병의 발병을 막기 위해서는 바이오필름 형성을 효과적으로 억제하는 것이 필요하며, 예를 들어 다당류 합성을 방해하여 미생물의 증집을 방지하는 것이 필요하다.In addition, since biofilms cause diseases such as dental caries or intractable infections in living tissues, it is necessary to effectively inhibit the formation of biofilms to prevent the onset of diseases, for example, to prevent the accumulation of microorganisms by interfering with polysaccharide synthesis. something is needed

현재 임상에서 사용되는 치과치료제들은 다양한 부작용들을 나타내는 것으로 알려져 있다. 대표적인 치과치료제로 사용되는 수산화칼슘, 클로르헥시딘, 삼중복합항생제는 조직괴사, 감각이상 유발, 치아변색 유발, 알러지 반응 유발 등의 부작용을 나타낸다. 또한, 화학적 방법인 산/염기 워시액(acid/alkali wash), 염소계 소독제(chlorine), 과산화 살균제(peracid sanitizer)는 금속재료에 사용할 경우 부식의 위험성을 갖고 있다. 특히, 살균처리에 빈번하게 사용되고 있는 염소계 살균 소독제의 경우 트리할로메탄과 같은 발암물질을 생성하는 것으로 보고되고 있다. 한편, 살균 후, 세척과정에서 대량의 세척수를 필요로 하며, 세척수를 재사용함으로써 살균 및 소독된 식품공정 기기에 병원성 미생물이 재오염되는 문제가 발생할 수 있다.Dental treatment agents currently used in clinical practice are known to exhibit various side effects. Calcium hydroxide, chlorhexidine, and triple compound antibiotics used as representative dental treatments show side effects such as tissue necrosis, sensory abnormality, tooth discoloration, and allergic reaction. In addition, chemical methods such as acid/alkali wash, chlorine, and peracid sanitizer pose a risk of corrosion when used on metal materials. In particular, it has been reported that chlorine-based disinfectants frequently used in sterilization treatment generate carcinogens such as trihalomethanes. On the other hand, after sterilization, a large amount of washing water is required in the washing process, and by reusing the washing water, there may be a problem that pathogenic microorganisms are recontaminated in the sterilized and sterilized food processing equipment.

이처럼 바이오필름의 제거를 위하여 사용되는 치과치료제는 인체 부작용을 나타낸다는 점에서 한계가 있으며, 이에 따라 부작용 없이 효율적으로 바이오필름을 조절할 수 있는 생체 친화적인 새로운 치과치료제 개발이 요구되고 있다. As such, dental treatment agents used for biofilm removal have limitations in that they exhibit side effects on the human body, and accordingly, there is a need to develop a new biocompatible dental treatment agent capable of efficiently controlling biofilms without side effects.

또한, 최근 부작용이 적고 치료 효과는 개선한 천연물들이 주목을 받으면서, 바이오필름 제거를 목적으로 한 천연 추출물들의 개발이 필요한 실정이나, 아직까지 바이오필름 제거에 효과적인 천연 추출물들에 대한 연구는 미진한 상황이다. In addition, as natural products with fewer side effects and improved therapeutic effects have recently received attention, development of natural extracts for the purpose of removing biofilms is necessary, but research on natural extracts effective for biofilm removal is still insufficient. .

이러한 배경 하에서, 본 발명자들은 다양한 식물 추출물들을 대상으로 구강 질환의 치료 또는 예방 효과를 연구하였으며, 황련 추출물이 바이오필름의 형성을 효과적으로 억제시키는 한편, 글루코실트랜스퍼라제의 활성을 차단시켜 바이오필름 형성을 근원적으로 차단하는데 효과가 있음을 확인하고 본 발명을 완성하게 되었다.Under this background, the present inventors have studied the effects of treatment or prevention of oral diseases with various plant extracts, and while the extracts of yellow lilies effectively inhibit the formation of biofilms, block the activity of glucosyltransferase to prevent the formation of biofilms. It was confirmed that it is effective in fundamentally blocking, and the present invention has been completed.

대한민국 특허등록 제10-1506858호Korean Patent Registration No. 10-1506858 대한민국 특허등록 제10-1929565호Korean Patent Registration No. 10-1929565 대한민국 특허공개 제10-2020-0137316호Korean Patent Publication No. 10-2020-0137316

http://www.intron.co.kr/sub/technologies /biofilm.php http://www.intron.co.kr/sub/technologies/biofilm.php

따라서, 본 발명의 주된 목적은 황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 바이오필름(biofilm) 형성 억제용 조성물을 제공하는 데 있다.Therefore, a main object of the present invention is to provide a composition for inhibiting biofilm formation comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적은 황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 구강 질환 예방 또는 개선용 조성물을 제공하는데 있다. Another object of the present invention is to provide a composition for preventing or improving oral diseases, comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 하기의 발명의 상세한 설명, 청구범위 및 도면에 의해 보다 명확하게 된다.Other objects and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the invention, claims and drawings.

본 발명의 한 양태에 따르면, 본 발명은 황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 바이오필름(biofilm) 형성 억제용 조성물을 제공한다.According to one aspect of the present invention, the present invention provides a composition for inhibiting biofilm (biofilm) formation comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient.

본 발명자들은 바이오필름의 형성을 억제하고, 치아우식증과 같은 구강 질환의 예방 또는 치료에 효과가 있는 천연소재에서 유래한 물질을 탐색하기 위하여 다년간 실험을 수행하였고, 수백 종의 다양한 식물 추출물이 갖는 구강 질환에 대한 효과를 검증하였다. 그 결과, 황련 추출물이 바이오필름의 형성을 효과적으로 억제시키는 한편, 글루코실트랜스퍼라제의 활성을 차단시켜 바이오필름 형성을 근원적으로 차단하는데 효과가 있음을 확인하고 본 발병을 완성하였다.The present inventors suppressed the formation of biofilms and conducted experiments for many years to search for substances derived from natural materials that are effective in preventing or treating oral diseases such as dental caries, and the oral cavity with hundreds of various plant extracts. The effect on the disease was verified. As a result, it was confirmed that the yellow lotus extract effectively inhibits the formation of a biofilm, and blocks the activity of glucosyltransferase to fundamentally block the formation of the biofilm, thereby completing the present disease.

본 발명은 조성물은 부작용이 없이 안전한 천연 식물 소재 유래의 황련 추출물을 유효성분으로 포함하므로, 인체에 적용 시에도 부작용이 없이 안전하다.The composition of the present invention is safe without side effects even when applied to the human body, because the composition contains, as an active ingredient, a safe natural plant material-derived extract from a plant material without side effects.

본 발명의 "황련(Coptis chinensis)"은 쌍떡잎식물 미나리아재비목 미나리아재비과의 상록 여러해살이풀을 의미한다. 황련은 혈압 강화 및 소화촉진 예방, 식중독 및 설사 예방, 해독 작용 등의 효능이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 미생물에 의한 바이오필름의 형성을 억제하는 효과에 대해서는 종래 알려진 바가 없다."Hwangryeon ( Coptis chinensis )" of the present invention means an evergreen perennial of the dicotyledonous plant Heterinus Heterenae. Yellow lotus is known to have effects such as strengthening blood pressure, preventing digestion, preventing food poisoning and diarrhea, and detoxifying. However, there is no known conventionally about the effect of inhibiting the formation of a biofilm by microorganisms.

본 발명에서 사용되는 용어, "추출물"은 황련의 추출 처리로 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다. 본 발명의 상기 추출물은 바람직하게 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있다. 상기 황련의 추출에 있어서, 상기 추출물을 추출하는 방법은 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 추출 방법을 병용하여 수행될 수 있다. As used in the present invention, the term "extract" refers to an extract obtained by extraction treatment of rhododendron, a diluted or concentrated liquid of the extract, a dried product obtained by drying the extract, a prepared or purified product of the extract, or a mixture thereof, such as an extract It includes extracts of all formulations that can be formed by themselves and using extracts. The extract of the present invention may be prepared and used in the form of a dry powder after extraction. In the extraction of the yellow lily, the method of extracting the extract is not particularly limited, and may be extracted according to a method commonly used in the art. Non-limiting examples of the extraction method include hot water extraction, ultrasonic extraction, filtration, reflux extraction, and the like, and these may be performed alone or in combination of two or more extraction methods.

본 발명에서 상기 황련을 추출하는데 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물; 메탄올, 에탄올, 프로필알코올, 부틸알코올 등의 C1 내지 C4의 저급 알코올; 글리세린, 부틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 다가 알코올; 및 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아세톤, 벤젠, 헥산, 디에틸에테르, 디클로로메탄 등의 탄화수소계 용매; 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 바람직하게, 물, 저급알코올, 1,3-부틸렌글리콜, 에틸아세테이트를 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. In the present invention, the type of the extraction solvent used for extracting the rhododendron is not particularly limited, and any solvent known in the art may be used. Non-limiting examples of the extraction solvent include water; C1-C4 lower alcohols, such as methanol, ethanol, propyl alcohol, and butyl alcohol; polyhydric alcohols such as glycerin, butylene glycol and propylene glycol; and hydrocarbon solvents such as methyl acetate, ethyl acetate, acetone, benzene, hexane, diethyl ether, and dichloromethane; Alternatively, a mixture thereof may be used, and preferably, water, lower alcohol, 1,3-butylene glycol, and ethyl acetate may be used alone or in a mixture of two or more.

본 발명에서 열수 추출 또는 냉침 추출한 추출물은 부유하는 고체 입자를 제거하기 위해 여과, 예를 들어 나일론 등을 이용해 입자를 걸러내거나 냉동여과법 등을 이용해 여과한 후, 그대로 사용하거나 이를 동결건조, 열풍건조, 분무건조 등을 이용해 건조하여 사용할 수 있다.In the present invention, the extract extracted with hot water or chilled extract is filtered to remove floating solid particles, for example, using nylon or the like to filter the particles, or after filtration using a freeze filtration method, etc. It can be used by drying it using spray drying or the like.

본 발명에서 사용되는 용어, "분획물"은 여러 다양한 구성성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다. As used herein, the term “fraction” refers to a result obtained by performing fractionation in order to separate a specific component or a specific component group from a mixture including various components.

상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 황련을 추출하여 얻은 추출물에 소정의 용매를 처리하여 상기 추출물로부터 분획물을 얻는 방법을 들 수 있다. 본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 아니하며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexane), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 분획 용매 중 알코올을 사용하는 경우에는 구체적으로는 C1 내지 C4의 알코올을 사용할 수 있다.A non-limiting example of the fractionation method may include a method of obtaining a fraction from the extract by treating the extract obtained by extracting yellow lilies with a predetermined solvent. The kind of solvent used to obtain the fraction in the present invention is not particularly limited, and any solvent known in the art may be used. Non-limiting examples of the fractionation solvent include polar solvents such as water and alcohol; and non-polar solvents such as hexane, ethyl acetate, chloroform, and dichloromethane. These may be used alone or in combination of two or more. When alcohol is used in the fractionation solvent, specifically C1 to C4 alcohol may be used.

본 발명의 상기 황련의 추출물은 황련의 전초, 잎, 줄기, 및 뿌리 중 어느 하나 이상의 부위에서 추출가능하나, 바람직하게는 뿌리를 추출하는 것이 좋다. 또한, 상기 황련 추출물은 천연, 잡종 또는 변종 식물로부터 추출될 수 있고, 식물 조직 배양물에서도 추출이 가능하다.The extract of yellow lotus of the present invention can be extracted from any one or more parts of the outpost, leaf, stem, and root of yellow lotus, but it is preferable to extract the root. In addition, the extract may be extracted from natural, hybrid or mutated plants, and may also be extracted from plant tissue culture.

본 발명에서, 상기 황련 추출물은 그 자체로 바이오필름 형성을 억제하는데 효과가 있다.In the present invention, the hwangryeon extract is effective in inhibiting biofilm formation itself.

본 명세서에서 사용되는 용어, "바이오필름(biofilm, 생물막)"은 미생물에 의하여 형성된 막 모양의 구조체를 말하며, 상호 연결된 미생물 세포층 및 미생물 분비물로 이루어진 구조적 특징을 가진다. 미생물은 다당류를 생성하는 효소를 세포 외부로 분비하여 외부 환경에 존재하는 당물질로부터 수용성 또는 불용성 다당류를 형성하며, 이러한 불용성 다당류가 지속적으로 축적되면 필름 형태의 얇은 바이오필름이 형성된다. 형성된 바이오필름은 미생물 사이의 응집에 도움을 주어 결과적으로 치아우식증과 같은 질환을 유발할 수 있다.As used herein, the term “biofilm (biofilm)” refers to a membrane-like structure formed by microorganisms, and has structural features consisting of interconnected microbial cell layers and microbial secretions. Microorganisms secrete enzymes that produce polysaccharides to the outside of cells to form water-soluble or insoluble polysaccharides from sugar substances present in the external environment, and when these insoluble polysaccharides are continuously accumulated, a thin biofilm in the form of a film is formed. The formed biofilm helps the aggregation between microorganisms, which can result in diseases such as dental caries.

본 발명의 일 구체예에 따르면, 상기 바이오필름은 스트렙토코커스 속(Streptococcus sp.), 락토바실러스 속(Lactobacillus sp.), 액티노바실러스 속(Actinobacillus sp.), 아그레가티박터 속(Aggregatibacter sp.), 포르피로모나스 속(Porphyromonas sp.), 타네렐라 속(Tannerella sp.), 트레포네마 속(Treponema sp.), 프레보텔라 속(Prevotella sp.) 및 후소박테리움 속(Fusobacterium sp.)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 미생물에 의하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. According to one embodiment of the present invention, the biofilm is Streptococcus genus ( Streptococcus sp. ), Lactobacillus genus ( Lactobacillus sp. ), Actinobacillus genus ( Actinobacillus sp. ), Aggregatibacter sp. ), Porphyromonas sp. , Tannerella sp. , Treponema sp. , Prevotella sp. , and Fusobacterium sp. ) may be formed by one or more microorganisms selected from the group consisting of, but is not limited thereto.

또한, 상기 바이오필름은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans), 스트렙토코커스 살리바리우스(Streptococcus salivarius), 스트렙토코커스 고르도니(Streptococcus gordonii), 스트렙토코커스 소브리누스(Streptococcus sobrinus), 스트렙토코커스 상기스(Streptococcus sanguis), 스트렙토코커스 파이오진스(Streptococcus pyogenes), 락토바실러스 애시도필러스(Lactobacillus acidophilus), 락토바실러스 카세이(Lactobacillus casei), 액티노바실러스 비스코수스(Actinobacillus viscosus), 아그레가티박터 액티노마이세템코미탄스(Aggregatibacter actinomycetemcomitans), 포르피로모나스 진지발리스(Porphyromonas gingivalis), 타네렐라 포르시시아(Tannerella forsythia), 트레포네마 덴티콜라(Treponema denticola), 프레보텔라 인터메디아(Prevotella intermedia) 및 후소박테리움 뉴클레아툼(Fusobacterium nucleatum)으로 이루어진 군에서 선택된 미생물에 의하여 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 아니하며, 바람직하게는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 균주에 의해 형성될 수 있다.In addition, the biofilm is Streptococcus mutans ( Streptococcus mutans ), Streptococcus salivarius , Streptococcus salivarius , Streptococcus gordonii ), Streptococcus gordonii ) ), Streptococcus pyogenes ( Streptococcus pyogenes ), Lactobacillus acidophilus ( Lactobacillus acidophilus ), Lactobacillus casei ( Lactobacillus casei ), Actinobacillus viscous sus ( Actinobacillus viscosus ), Aggregati bacillus ( Aggregatibacter actinomycetemcomitans ), Porphyromonas gingivalis , Tannerella forsythia , Treponema denticola ), Prevotella intermedia , and fusobacterium Nucleatum ( Fusobacterium nucleatum ) It may be formed by a microorganism selected from the group consisting of, but is not limited thereto, and preferably, it may be formed by a Streptococcus mutans strain.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 본 발명의 상기 황련 추출물은 그 자체로 바이오필름 형성을 억제하는데 효과가 있으며, 세균성 바이오필름의 형성에 의하여 유발되는 구강 질환의 치료 및 예방에 효과가 있다. 상기 구강 질환을 유발하는 세균성 바이오필름을 형성하는 세균은 상기에서 설명한 바와 같으며, 여기서는 과도한 설명으로 명세서가 지나치게 복잡하게 되는 것을 피하고자 생략하도록 한다. According to another aspect of the present invention, the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient. The extract of the present invention is effective in inhibiting biofilm formation by itself, and is effective in treating and preventing oral diseases caused by the formation of a bacterial biofilm. Bacteria that form the bacterial biofilm causing the oral disease are the same as described above, and the description will be omitted here to avoid overly complicating the specification due to excessive description.

본 발명의 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 구강 미생물의 대표적인 예로는 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)를 들 수 있으며, 구강 질환은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans) 균주에 의한 바이오필름(biofilm) 형성으로 인하여 유발되는 구강질환 일 수 있다. In the pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases of the present invention, a representative example of the oral microorganisms may include Streptococcus mutans , and oral disease is a biofilm caused by a Streptococcus mutans strain. It may be an oral disease caused by (biofilm) formation.

상기 스트렙토코커스 뮤탄스 균주는 구강 내의 치아 표면에 부착하여 치아우식증(충치)을 유발하는 중요한 원인균으로, 포도당을 이용하여 글루칸(glucan)이라는 다당류를 합성하고, 생성된 글루칸으로 바이오필름을 형성하여 치아에 부착함으로써 외부의 물리적, 화학적 처리에 대하여 저항력을 지니게 된다.The Streptococcus mutans strain is an important causative bacterium that attaches to the tooth surface in the oral cavity to induce dental caries (cavities), and synthesizes a polysaccharide called glucan using glucose, and forms a biofilm with the generated glucan to form a biofilm. It has resistance to external physical and chemical treatment by attaching it to the

본 발명의 황련 추출물은 스트렙토코커스 뮤탄스 균주 등 구강 미생물이 분비하는 글루코실트랜스퍼라제의 활성을 억제하고, 스트렙토코커스 뮤탄스 균주 등의 구강 미생물들에 의해 형성되는 바이오필름을 효과적으로 억제할 수 있으므로, 바이오필름과 프라그(plaque)에 의해 유발될 수 있는 치아우식증 및 이에 따른 구내염과 구취를 효과적으로 억제하는데 유용하게 활용될 수 있다.Since the extract of the present invention inhibits the activity of glucosyltransferase secreted by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strain, and can effectively inhibit the biofilm formed by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strain, It can be usefully used to effectively suppress dental caries, which can be caused by biofilm and plaque, and consequent stomatitis and bad breath.

따라서, 본 발명의 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에서, 상기 구강 질환은 치아우식증 또는 구내염일 수 있다. Accordingly, in the pharmaceutical composition for preventing or treating oral disease of the present invention, the oral disease may be dental caries or stomatitis.

본 발명의 상기 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 담체를 포함하는 약학적 조성물 형태일 수 있다. 상기 약학적 조성물은 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형의 형태로 제제화될 수 있으며, 산제, 정제, 캅셀제, 및 액제인 것이 보다 바람직하다. 이러한 제제화는 약제학 분야에서 통상적으로 행하여지는 방법으로 수행될 수 있으며, Remington's Pharmaceutical Science(Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라, 또는 추가되는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.The pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases of the present invention may be in the form of a pharmaceutical composition comprising a pharmaceutically acceptable carrier. The pharmaceutical composition may be formulated in the form of oral dosage forms such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc. according to a conventional method, and it is more preferable that they are powders, tablets, capsules, and liquids. desirable. Such formulation may be performed by a method conventionally performed in the pharmaceutical field, and is preferably formulated according to each disease or added component using the method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science (Mack Publishing Company, Easton PA). can do.

상기 약학적으로 허용 가능한 담체는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 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 광물유 등을 포함한다.The pharmaceutically acceptable carrier is lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, gum acacia, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil and the like.

경구용 고형 제제는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등을 포함하며, 이러한 고형 제제는 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 포함할 수 있고, 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제 등을 포함할 수 있다. 경구용 액상 제제는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등을 포함하며, 물, 리퀴드 파라핀 등의 희석제, 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등을 포함할 수 있다.Solid preparations for oral use include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and such solid preparations include at least one excipient, for example, starch, calcium carbonate, sucrose, or lactose. ), gelatin, and the like, and lubricants such as magnesium stearate and talc. Liquid formulations for oral use include suspensions, solutions, emulsions, syrups, and the like, and may include water and diluents such as liquid paraffin, wetting agents, sweetening agents, fragrances, and preservatives.

본 발명의 경구용 조성물에 있어서 상기 산제, 정제, 캅셀제 등의 제형 이외에 예컨대 필름, 치약, 구강 양치 용액, 연고제, 분무제, 드레싱 용액, 도포제, 치실 또는 치주 포대 등으로 제형화 될 수 있다.In the oral composition of the present invention, in addition to the above formulations such as powders, tablets, capsules, etc., it may be formulated as, for example, a film, toothpaste, mouthwash, ointment, spray, dressing solution, coating agent, dental floss or periodontal sack.

본 발명의 약학적 조성물에서, 상기 황련 추출물을 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%로 포함할 수 있고, 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 사용 방법 및 사용 목적에 따라 유효성분의 함량을 적절히 조절할 수 있다.In the pharmaceutical composition of the present invention, 0.1 to 50% by weight, preferably 1 to 20% by weight of the extract based on the total weight of the composition, the method of using the pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases and The content of the active ingredient can be appropriately adjusted according to the purpose of use.

본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하다.The pharmaceutical composition of the present invention can be orally administered according to a desired method, and the dosage ranges depending on the patient's weight, age, sex, health status, diet, administration time, administration method, excretion rate and severity of disease. is diverse

본 발명의 황련 추출물의 일일 투여량은 약 0.1 내지 500mg/kg으로 바람직하게는 50~200mg/kg이다.The daily dose of the extract of the present invention is about 0.1 to 500 mg/kg, preferably 50 to 200 mg/kg.

본 발명의 약학적 조성물은 구강 질환의 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술 및 약물치료를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있으며, 그 예로, 충치 예방, 치주 질환 예방, 치은염 예방, 구취 제거 등의 효과를 위한 것으로 불화물, 염화아연, 클로르헥시딘, 아미노카프론산, 트라넥사민산, 염화세틸피리디움, 염화피리독신, 트리클로산, 초산토코페롤, 일불소인산나트륨 등을 포함하나, 이에 제한되지 아니하며 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be used alone or in combination with methods using surgery and drug treatment for the prevention and treatment of oral diseases, for example, caries prevention, periodontal disease prevention, gingivitis prevention, bad breath removal For the effects such as fluoride, zinc chloride, chlorhexidine, aminocaproic acid, tranexamic acid, cetylpyridium chloride, pyridoxine chloride, triclosan, tocopherol acetate, sodium monofluorophosphate, etc., including, but not limited to, these alone or a mixture of two or more.

본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 구강 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.According to another aspect of the present invention, the present invention provides a food composition for preventing or improving oral diseases comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient.

본 발명의 상기 황련 추출물은 세포 독성이 없고, 그 자체로 바이오필름 형성을 억제하는데 효과가 있으며, 세균성 바이오필름의 형성에 의하여 유발되는 구강 질환의 예방 및 개선에 효과가 있으므로 구강 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물로 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 황련 추출물과 구강 질환의 예방 및 개선에 대한 효과는 상기에서 설명한 바와 같다. 상기 식품 조성물은 건강기능식품의 형태로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The extract of the present invention has no cytotoxicity, is effective in inhibiting biofilm formation by itself, and is effective in preventing and improving oral diseases caused by the formation of bacterial biofilms, so for preventing or improving oral diseases It can be usefully used as a food composition. The effect on the prevention and improvement of oral diseases and the extract of Hwangryeon lily of the present invention is the same as described above. The food composition may be used in the form of a health functional food, but is not limited thereto.

본 발명의 식품 조성물은 황련 추출물의 분획물 또는 이의 가공물의 형태로 포함될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 유효성분 이외에 식품학적으로 허용 가능한 식품보조첨가제를 포함할 수 있다.The food composition of the present invention may be included in the form of a fraction or a processed product of Hwangryeon extract. In addition, the composition may include a food pharmaceutically acceptable food supplement additive in addition to the active ingredient.

본 발명에 있어서, "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.In the present invention, "food supplement additive" refers to a component that can be added to food as an auxiliary, added to the manufacture of health functional food of each formulation, and can be appropriately selected and used by those skilled in the art. Examples of food supplement additives include various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic flavoring agents and flavoring agents such as natural flavoring agents, coloring agents and fillers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners , pH adjuster, stabilizer, preservative, glycerin, alcohol, carbonation agent used in carbonated beverages, etc., but the above examples are not limited to the type of food supplement additive of the present invention.

본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에 있어서, "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 "기능성"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미하며, 구체적으로 구강 질환의 예방 또는 개선의 효과를 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당업계에서 통상적으로 사용되는 방법으로 제조 가능하며, 상기 제조시에는 당업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. The food composition of the present invention may include a health functional food. In the present invention, "health functional food" refers to food manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. using raw materials or ingredients useful for the human body. As used herein, the term "functional" refers to obtaining a useful effect for health purposes such as regulating nutrients or physiological action with respect to the structure and function of the human body, and specifically refers to the effect of preventing or improving oral diseases. The health functional food of the present invention can be prepared by a method commonly used in the art, and at the time of manufacture, it can be prepared by adding raw materials and components commonly added in the art.

또한, 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식용가능한 황련 추출물을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 구강 미생물의 작용에 의한 구강 내 바이오필름의 형성을 억제하고, 글루코실트랜스퍼라제의 활성을 억제하며, 이를 통해 구강 질환의 개선에 뛰어나 효과가 있으므로, 구강 질환의 치료 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취할 수 있다.In addition, if the formulation of the health functional food is also recognized as a health functional food, it may be manufactured without limitation. The food composition of the present invention can be prepared in various types of dosage forms, and unlike general drugs, it has the advantage that there are no side effects that may occur when taking the drug for a long period of time by using an edible yellow lotus extract as a raw material, and it is effective in the action of oral microorganisms. By inhibiting the formation of a biofilm in the oral cavity, inhibiting the activity of glucosyltransferase, and through this, it has an excellent effect in improving oral diseases, so it can be taken as an adjuvant to enhance the therapeutic effect of oral diseases.

본 발명의 건강기능식품이 취할 수 있는 형태에는 제한이 없으며, 통상적인 의미의 식품을 모두 포함할 수 있고, 기능성 식품 등 당업계에 알려진 용어와 혼용하여 사용할 수 있다. 아울러 본 발명의 건강기능식품은 당업자의 선택에 따라 식품에 포함될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료, 육류, 소세지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 황련 추출물을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 동물을 위한 사료로 이용되는 식품도 포함된다.There is no limitation in the form that the health functional food of the present invention can take, and it may include all foods in a conventional sense, and may be used in combination with terms known in the art, such as functional food. In addition, the health functional food of the present invention can be prepared by mixing known additives with other suitable auxiliary ingredients that may be included in food according to the selection of those skilled in the art. Examples of foods that can be added include beverages, tea, drinks, alcoholic beverages, meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, dairy products including ice cream, various soups, and vitamin complexes, and the like, and can be prepared by adding to juice, tea, jelly, juice, etc. prepared by using the extract according to the present invention as a main component. Also included are foods used as feed for animals.

본 발명의 조성물은 그 자체적으로 구강 질환의 예방 및 개선에 효과가 있으므로 구강 질환의 예방 및 개선용 조성물로 바로 이용될 수 있고, 구강 질환에 효과가 있는 천연 추출물들을 함유하는 다른 성분과 혼합하여 사용하는 형태로 이용이 가능하여, 이를 통해 구강 질환의 예방 및 치료 효과를 좀 더 높여줄 수 있을 것으로 기대된다.Since the composition of the present invention is effective in preventing and improving oral diseases by itself, it can be directly used as a composition for preventing and improving oral diseases, and is used by mixing with other ingredients containing natural extracts effective for oral diseases It is expected that it will be possible to use it in the form of

본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다:The features and advantages of the present invention are summarized as follows:

(1) 본 발명은 황련 추출물을 유효성분으로 포함하는 바이오필름(biofilm) 형성 억제용 조성물을 제공한다.(1) The present invention provides a composition for inhibiting the formation of a biofilm (biofilm) comprising an extract of H.

(2) 본 발명의 황련 추출물은 세포 독성이 없고, 스트렙토코커스 뮤탄스 균주 등 구강 미생물이 분비하는 글루코실트랜스퍼라제 효소 활성을 억제하며, 스트렙토코커스 뮤탄스 균주 등의 구강 미생물들에 의해 형성되는 바이오필름을 효과적으로 억제할 수 있으므로, 세균성 바이오필름의 형성에 의하여 유발되는 구강 질환의 예방 또는 치료 용도로 유용하게 사용될 수 있다. (2) The extract of the present invention has no cytotoxicity, inhibits the glucosyltransferase enzyme activity secreted by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strains, and is a bio-formed by oral microorganisms such as Streptococcus mutans strains. Since the film can be effectively suppressed, it can be usefully used for preventing or treating oral diseases caused by the formation of a bacterial biofilm.

도 1은 황련 추출물의 처리에 따른 바이오필름 생성량 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다.
도 2는 황련 추출물의 처리에 따른 글루코실트랜스퍼라제 효소 활성 변화를 측정하여 나타낸 그래프이다.
1 is a graph showing the change in the amount of biofilm production according to the treatment of hwangryeon extract.
Figure 2 is a graph showing the measurement of changes in glucosyltransferase enzyme activity according to the treatment of Hwangryun extract.

이하에서는, 본 발명의 구성을 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명의 권리범위가 하기에 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 또한, 하기에서 기재된 실험 결과에 따른 대조군, 비교군 및 실험군들 간의 유의성은 One-Way ANOVA로 검증하였다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, and only these embodiments are It is provided so that the disclosure of the invention is complete, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the invention belongs, the scope of the invention, and the invention is only defined by the scope of the claims. In addition, the significance between the control group, the comparison group, and the experimental groups according to the experimental results described below was verified by One-Way ANOVA.

실시예 1. 황련 추출물의 제조Example 1. Preparation of extracts of yellow lilies

황련 20g에 70% 에탄올을 200㎖를 각각 첨가하고, 100℃ 항온 수조에서 3시간 동안 환류 추출하였다. 이후 여과지(filter paper)를 사용하여 추출물을 여과하였고, 40℃ 이하에서 농축하여 실험에 사용하였다.200 ml of 70% ethanol was added to 20 g of yellow lily, respectively, and extracted under reflux for 3 hours in a water bath at 100 ° C. Thereafter, the extract was filtered using filter paper, and concentrated at 40° C. or less to use in the experiment.

실시예 2. 황련 추출물의 바이오필름 형성 억제 활성Example 2. Inhibitory activity of biofilm formation of H. extracts

스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans; 이하 “S. mutans”로 기재함) 균주는 국립농업과학원 미생물은행(KACC)에서 분양받아 BHI(Brain Heart Infusion medium, Bacto™, BD Biosciences) 배지에서 배양하였다. Streptococcus mutans (hereinafter referred to as “S. mutans”) strains were sold from the Microbial Bank of the National Academy of Agricultural Sciences (KACC) and cultured in BHI (Brain Heart Infusion medium, Bacto™, BD Biosciences) medium.

S. mutans 균주를 BHI 한천 플레이트(agar plate)에 도말(streaking)한 후 37℃에서 2일 동안 배양하였다. 플레이트에서 단일 군집(single colony)을 하나 취하여 BHI 액체배지 5㎖에 접종하고, 37℃에서 1일 동안 정치배양(stationary culture)하였다.S. mutans strains were streaked on a BHI agar plate and then cultured at 37° C. for 2 days. A single colony was taken from the plate, inoculated into 5 ml of BHI broth, and stationary culture was performed at 37°C for 1 day.

96-웰 플레이트(96-well plate, SPL)에 1% 설탕을 함유하는 BHI 배지를 100㎕씩 분주하고, 실시예 1에서 제조한 황련 추출물 1㎕를 추가로 분주하였다. 다음으로 각각의 웰에 상기 정치배양한 S. mutans 균주를 OD600에서 0.05가 되도록 접종하여, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 24시간 후 OD595에서 흡광도(optical density, OD; absorbance)를 측정하여 S. mutans 균주의 세포 밀도를 확인하였고, 플레이트에서 배양액을 제거한 후 증류수로 3번 부드럽게 세척하였다. 100 μl of BHI medium containing 1% sugar was dispensed into a 96-well plate (SPL), and 1 μl of the yellow lily extract prepared in Example 1 was additionally dispensed. Next, the stationary cultured S. mutans strain was inoculated into each well at an OD600 of 0.05, and cultured at 37° C. for 24 hours. After 24 hours, the absorbance (optical density, OD; absorbance) was measured at OD595 to confirm the cell density of the S. mutans strain, and after removing the culture medium from the plate, it was gently washed 3 times with distilled water.

각각의 웰에 1% 크리스탈 바이올렛(crystal violet) 용액 100㎕를 분주하여 15분 동안 상온에서 바이오필름을 염색하였다. 15분 후, 증류수로 3번 세척하고, 크리스탈 바이올렛을 용출시키기 위하여 95% 에탄올 100㎕를 첨가하여 15분 동안 방치하였다. 이후 마이크로플레이트 리더(Microplate reader)로 OD595에서 흡광도를 측정하여 형성된 바이오필름의 양을 정량하고, 도 1에 정리하였다.100 μl of a 1% crystal violet solution was dispensed into each well and the biofilm was stained at room temperature for 15 minutes. After 15 minutes, it was washed 3 times with distilled water, and 100 μl of 95% ethanol was added to elute the crystal violet and left for 15 minutes. Thereafter, the amount of the biofilm formed by measuring the absorbance at OD595 with a microplate reader was quantified and summarized in FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 황련 추출물을 첨가한 실험군에서 바이오필름의 양이 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 황련 추출물을 처리하지 않은 음성대조군에 비해 본 발명의 황련 추출물을 처리한 시험군에서는 각각 96.71%(31.3㎍/㎖), 73.3%(62.5㎍/㎖), 29%(125㎍/㎖), 25%(250㎍/㎖), 및 11%(500㎍/㎖)의 바이오필름의 생성량이 측정되었다. Referring to FIG. 1, it was confirmed that the amount of biofilm was significantly reduced in the experimental group to which the hwangryeon extract was added, and 96.71% ( 31.3 μg/ml), 73.3% (62.5 μg/ml), 29% (125 μg/ml), 25% (250 μg/ml), and 11% (500 μg/ml) biofilm production was measured. .

상기 실험 결과를 통해 본 발명의 황련 추출물이 스트렙토코커스 뮤탄스에 의해 생성되는 바이오필름을 억제하는데 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.Through the above experimental results, it was confirmed that the extract of the present invention has an excellent effect in inhibiting the biofilm produced by Streptococcus mutans.

실시예 3. 황련 추출물의 글루코실트랜스퍼라제 억제 활성 Example 3. Glucosyltransferase Inhibitory Activity of Yellow Lotus Extract

3-1. S. mutans 균주에서 글루코실트랜스퍼라제 효소의 생산 및 분리3-1. Production and isolation of glucosyltransferase enzymes from S. mutans strains

S. mutans 균주는 글루코실트랜스퍼라제(glucosyltansferase, 이하 “GTase”로 표기함)효소를 세포 외부로 분비하므로, S. mutans 균주가 생산하는 GTase 효소를 하기 방법으로 분리하였다. Since the S. mutans strain secretes a glucosyltansferase (hereinafter referred to as “GTase”) enzyme to the outside of the cell, the GTase enzyme produced by the S. mutans strain was isolated by the following method.

먼저, 플레이트에서 단일 군집을 하나 취하여 S. mutans 균주를 BHI 액체배지(BHI broth) 40㎖에 접종한 후, 37℃에서 24시간 동안 배양하였다. 24시간 후에 분광광도계(Spectrophotometer)로 600nm에서 흡광도를 측정하였고, 새로운 BHI 액체배지 1L에 OD600에서 0.05가 되도록 S. mutans 균주를 접종하였다. 새로운 BHI 액체배지에서 S. mutans 균주를 24시간 동안 배양하여 GTase 효소를 생산하도록 하였다.First, a single colony was taken from the plate and the S. mutans strain was inoculated in 40 ml of BHI broth, and then cultured at 37° C. for 24 hours. After 24 hours, absorbance was measured at 600 nm with a spectrophotometer, and the S. mutans strain was inoculated so as to be 0.05 at OD600 in 1L of fresh BHI broth. S. mutans strain was cultured for 24 hours in fresh BHI broth to produce GTase enzyme.

24시간 후에 1,500 x 10g 조건으로 4℃에서 10분 동안 배양액을 원심 분리하여 GTase 효소가 포함된 상등액을 수거하였다. 단백질을 침전시키기 위하여 수거한 상등액을 냉장 보관(4℃)한 95% 에탄올과 1:1의 비율로 혼합하였고, 24시간 동안 4℃ 냉장고에서 반응시켰다. 다음으로 1,500 x 10g 조건으로 4℃에서 10분 동안 원심 분리하여 상등액을 제거하였고, 침전된 단백질만을 수거하였다. 수거한 단백질을 60mM 칼륨 인산 완충용액(potassium phosphate buffer; pH 6.8) 10㎖를 이용하여 다시 용해시킨 후 세척하였고, 상기와 동일한 조건으로 원심 분리하였다. 이후 상등액을 제거하고 침전물을 다시 60mM 칼륨 인산 완충용액 10㎖에 용해시킨 후 1㎖씩 분주하여 -20℃의 온도에 보관하였다.After 24 hours, the culture medium was centrifuged at 1,500 x 10 g at 4 °C for 10 minutes to collect the supernatant containing the GTase enzyme. To precipitate the protein, the collected supernatant was mixed with 95% ethanol refrigerated (4°C) in a ratio of 1:1, and reacted in a refrigerator at 4°C for 24 hours. Next, the supernatant was removed by centrifugation at 1,500 x 10 g at 4 °C for 10 minutes, and only the precipitated protein was collected. The collected protein was dissolved again using 10 ml of 60 mM potassium phosphate buffer (pH 6.8), washed, and centrifuged under the same conditions as above. Thereafter, the supernatant was removed and the precipitate was again dissolved in 10 ml of 60 mM potassium phosphate buffer, then dispensed by 1 ml and stored at a temperature of -20°C.

3-2. 황련 추출물의 GTase 효소 활성 억제 능력 측정3-2. Measurement of GTase Enzyme Activity Inhibiting Ability of Yellow Lotus Extract

글루코실트랜스퍼라제(GTase)는 구강에서 설탕(sucrose)을 포도당(glucose)과 과당(fructose)으로 분해하고, 포도당을 이용하여 글루칸(glucan)이라는 다당류를 합성한다. 생성된 글루칸은 치아 표면에 미생물들의 부착을 도와주며, 결과적으로 치아 표면에 많은 글루칸이 형성되어 바이오필름의 일종인 플라그(plaque, 치석)의 부피가 커지게 한다. 따라서 글루코실트랜스퍼라제의 활성을 억제시키면 바이오필름의 형성이 억제된다고 볼 수 있다.Glucosyltransferase (GTase) decomposes sucrose into glucose and fructose in the oral cavity, and synthesizes a polysaccharide called glucan using glucose. The generated glucan helps the microbes to adhere to the tooth surface, and as a result, a lot of glucan is formed on the tooth surface to increase the volume of plaque, a type of biofilm. Therefore, when the activity of glucosyltransferase is inhibited, it can be seen that the formation of a biofilm is inhibited.

상기 실시예 3-1에서 준비한 GTase 효소를 이용하여 황련 추출물의 효소 활성 억제 능력을 측정하였다.Using the GTase enzyme prepared in Example 3-1, the ability to inhibit the enzyme activity of the extract of yellow lily was measured.

GTase 효소는 설탕을 포도당으로 분해하고 포도당을 글루칸으로 전환하기 때문에, 효소 반응을 측정하기 위한 기질로 설탕이 포함된 60mM 칼륨 인산 완충용액(1.25% 설탕 및 0.025% NaN3 포함, pH 6.8)을 이용하였다. 구체적인 효소 반응 조건을 하기 [표 1]에 기재하였으며, 37℃에서 24시간 동안 반응시켰다. Since GTase enzyme breaks down sugar into glucose and converts glucose to glucan, a 60 mM potassium phosphate buffer containing sugar (with 1.25% sugar and 0.025% NaN 3 , pH 6.8) was used as a substrate for measuring the enzyme reaction. did. Specific enzyme reaction conditions are described in [Table 1] below, and the reaction was carried out at 37°C for 24 hours.

(단위 : ㎕)(Unit: μl) 기질temperament GTaseGTase 추출물extract 증류수Distilled water 용매menstruum 합계Sum 공시험군blank test group 800800 00 5050 100100 00 10001000 음성대조군negative control 800800 5050 00 150150 5050 실험군experimental group 800800 5050 5050 100100 00

반응이 종료된 후 초음파 분쇄기(sonicator)를 이용하여 5초 동안 글루칸을 풀어주었다. 1,500 x 10g 조건으로 4℃에서 10분 동안 원심분리하여 상등액을 제거하였고, 침전물에 증류수 200㎕를 첨가한 후, 초음파 분쇄기를 이용하여 3초 동안 소니케이션(sonication)을 실시하여 침전물을 다시 풀어주었다. After the reaction was completed, the glucan was released for 5 seconds using a sonicator. The supernatant was removed by centrifugation at 4°C for 10 minutes under 1,500 x 10g conditions, 200 μl of distilled water was added to the precipitate, and sonication was performed for 3 seconds using an ultrasonic grinder to release the precipitate again. .

96-웰 플레이트(96-well plate, SPL)에 200㎕씩 분주하고, 마이크로플레이트 리더기(microplate reader)를 이용하여 흡광도 540㎚에서 혼탁도를 측정하여 생성된 글루칸의 양을 측정하였고, 도 2에 정리하였다.200 μl of each was dispensed in a 96-well plate (SPL), and the amount of glucan produced was measured by measuring turbidity at absorbance 540 nm using a microplate reader, arranged.

도 2를 참조하면, 본 발명의 황련 추출물을 첨가한 실험군에서는 글루칸의 생성량이 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었으며, 황련 추출물을 처리하지 않은 음성대조군에 비해 본 발명의 황련 추출물을 처리한 시험군에서는 각각 94.47%(31.3㎍/㎖), 83.3%(62.5㎍/㎖), 50%(125㎍/㎖), 48%(250㎍/㎖), 및 46%(500㎍/㎖) 정도의 글루칸 생성양이 측정되었다. Referring to FIG. 2 , it was confirmed that the amount of glucan produced was significantly reduced in the experimental group to which the Hwangryeon extract of the present invention was added, and 94.47 in the test group treated with the H. % (31.3㎍ / ㎖), 83.3% (62.5㎍ / ㎖), 50% (125㎍ / ㎖), 48% (250㎍ / ㎖), and 46% (500㎍ / ㎖) of glucan production amount was measured.

상기 실험 결과를 통해 본 발명의 황련 추출물이 글루코실트랜스퍼라제(GTase) 효소의 활성을 억제하여 글루칸의 생성을 감소시키고, 이를 통해 바이오필름의 억제에 우수한 효과가 있음을 확인할 수 있었다.Through the above experimental results, it was confirmed that the extract of the present invention inhibits the activity of the glucosyltransferase (GTase) enzyme to reduce the production of glucan, thereby having an excellent effect in inhibiting the biofilm.

Claims (6)

황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 바이오필름(biofilm) 형성 억제용 조성물.A composition for inhibiting the formation of a biofilm comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient. 제1항에 있어서,
상기 바이오필름은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)에 의해 형성되는 것인 바이오필름 형성 억제용 조성물.
The method of claim 1,
The biofilm is a composition for inhibiting biofilm formation that is formed by Streptococcus mutans .
황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.A pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient. 제3항에 있어서,
상기 구강 질환은 스트렙토코커스 뮤탄스(Streptococcus mutans)의 바이오필름(biofilm) 형성에 의하여 유발되는 것인 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
4. The method of claim 3,
The oral disease is Streptococcus mutans ( Streptococcus mutans ) A pharmaceutical composition for preventing or treating oral diseases caused by biofilm formation.
제3항에 있어서,
상기 구강 질환은 치아우식증 또는 구내염인 것인 구강 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
4. The method of claim 3,
The oral disease is a pharmaceutical composition for preventing or treating oral disease that is dental caries or stomatitis.
황련(Coptis chinensis) 추출물을 유효성분으로 포함하는 구강 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.A food composition for preventing or improving oral diseases, comprising an extract of Coptis chinensis as an active ingredient.
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