KR20230032194A - 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물 - Google Patents
멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 조성물에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 제주 용암 해수와 함께 취수되는 부착성 규조류로부터 추출되어 항염증 효과를 가지는 멜로시라 추출물에 관한 발명으로, 멜로시라 추출물을 유효성분으로 함유하는 본 발명에 의한 조성물은 의료분야, 미용분야 등 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다.
Description
본 발명은 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물에 관한 발명으로, 더욱 상세하게는 제주 용암해수와 함께 취수되는 부착성 규조류 중 하나인 멜로시라의 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 조성물에 관한 발명이다.
제주 용암해수란 제주도의 현무암층을 뚫고 육지 지하로 흘러 들어온 바닷물로서, 제주 용암해수는 제주도의 서부 일부지역과 동부지역을 중심으로 발견되며 고농도의 미네랄을 함유하고 있다. 또한 일반해수는 생활하수, 산업폐수, 항만오염 등의 불안정한 환경에 노출되어 산업화 소재 가공에 많은 비용이 소요되는 반면, 용암해수는 화산암반층에 의한 자연정화와 여과를 거쳐 중금속 흡착 및 유해물질을 차단하기 때문에 안전성과 안정성, 경제성을 확보하고 있고, 깊은 바다에서 취수하는 해양심층수에 비해서 비교할 수 없을 정도로 취수비용이 저렴하다.
본 출원의 발명자는 제주 용암해수를 이용하여 양식을 하는 과정에서 용암해수와 함께 부착성 규조류가 취수되는 것을 확인하고, 이들 부착성 규조류를 우점시켜 대량 배양하는 방법을 확립하였다. 부착성 규조류는 양식 산업의 사료 대체 에너지원으로서 또는 의학, 환경, 생명산업 등 여러 산업분야의 기초재로서 가치가 높은 자원으로 활용가능하다.
한편, 미세조류(Microalgae)는 전 세계에 13,000여 종이 보고되고 있으며, 이중 8000여 종에 대한 연구는 활발히 진행되고 있으나 나머지 5,000여종에 대한 연구는 매우 미흡한 실정이다. 미세조류는 비타민, 필수 아미노산을 가진 단백질, 다당류, 지방산, 미네랄, 색소 (카로티노이드 및 클로로필), 효소 및 섬유와 같은 생물 활성 화합물의 풍부한 공급원이며, 대형조류(Macroalgae)와는 달리 광생물반응기(photobioreactor)내에서 쉽게 배양되며, 빛, CO2, 미네랄성분 등을 공급하여 주면 24시간내에 바이오매스는 2배 이상 얻을 수 있는 생물로 보고되고 있으며, 미세조류 이용은 바이오연료, 오폐수정화 및 처리, 생명공학, 비료, 화장품, 식품원료, 건강기능식품, 단백질생산 등에 적용되고 있으며, 미세조류가 생산하는 탄수화물, 비타민, 색소, 지질류, 유기산, 다당체, 식이섬유, 단백질 등은 많은 산업적 활용 잠재성을 갖고 있다. 특히 미세조류 중 스피루리나(spirulina), 클로렐라(chlorella), 두날리엘라(Dunaliella) 등은 상업적으로 성공하여 시장에서 각광을 받고 있는데, 구체적으로 미세조류 자체의 단백질 및 아미노산 조성이 우수하여 영양학적 가치가 높아 기능성을 인정받은 클로렐라와 면역에 도움을 주는 스피루리나에 이어 카로티노이드 함량이 현저히 높은 두나리엘라와 아스타잔틴함량이 높은 헤마토코쿠스는 눈건강 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 유용성분 중 해양성 카로티노이드인 후코잔틴(fucoxanthin)은 항염증, 항당뇨병, 항산화, 항염증 및 항암 활성을 나타내는 것으로 보고되었으며, 후코잔틴의 다양한 생리활성이 세포 실험, 동물 실험 등을 통하여 밝혀졌다. 후코잔틴의 항산화, 항염증, 항암, 간보호, 항당뇨, 항고지혈증 활성 등이 다양한 연구자들에 의해서 확인되었으며, 그 외 피부보호, 혈관신생억제, 뼈 보호, 눈 보호 및 항말라리아 효과 등이 보고되었다.
한편, 규조류(Bacillariophyceae)는 미세조류(microalgae) 그룹의 식물 플랑크톤 중 황갈조식물문(Chrysophyta)에 속하며, 바다 및 호수에서 생활, 번식한다(Li et al., 2014). 규조류는 세계적으로 탄소 고정에 기여하는 주요 종이며, 광합성을 통해 해양에서 생산되는 일차 생산량의 약 40%를 차지한다(Nelson et al., 1995). 규조는 이매패류 및 갑각류의 종자 생산시 먹이 생물로 많이 이용되고 있어 산업적으로 매우 중요한 가치를 가지고 있으며, 그 중 해양규조인 멜로시라(melosila nummuloides)는 폴리 불포화 지방산(polyunsaturated fatty acids, PUFA), 단가 불포화지방산(monounsaturated fatty acids, MUFA), 오메가-3 (ω-3), eicosapentaenoic acid (EPA) 및 폴리페놀(polyphenol)을 함유하고 있어 식의약품, 화장품, 동물및 어류 영양에 이용가능한 자원으로 보고되어 있으며, 특히 최근에는 규조류로부터 추출한 규소를 유효성분으로 함유하는 다양한 기능성 제품들이 출시되는 등 규조류에 대한 관심도가 높아지고 있으나, 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물의 항염증 효과에 관한 연구는 미흡한 실정이다.
본 발명은 우리나라 제주 용암해수에서 취수되는 부착성 규조류인 멜로시라로부터 추출되어 항염증 효과를 가지는 조성물을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물을 제공한다.
본 발명에 있어서, 멜로시라(melosila nummuloides)는 제주 용암해수와 함께 취수되는 부착성 규조류일 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 200 내지 400ug/ml 포함할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 TNF-α 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 IL-6 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 IL-1β 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 iNOS 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 COX-2 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 iNOS 유전자의 단백질 발현을 억제할 수 있다.
또한 본 발명에 있어서, 조성물은 COX-2 유전자의 단백질 발현을 억제할 수 있다.
우리나라 제주 용암해수에서 취수되는 부착성 규조류 중 하나인 멜로시라(melosila nummuloides)로부터 추출된 조성물이 항염증 효과를 가지는 점에서, 멜로시라 추출물을 유효성분으로 함유하는 본 발명에 의한 조성물은 의료분야, 미용분야 등 다양한 산업분야에서 활용이 가능하다.
도 1은 멜로시라 추출물의 MTT assay를 통한 세포독성시험 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 멜로시라 추출물의 NO(Nitric Oxide) 생성 억제효과를 나타낸 것이다.
도 3은 멜로시라 추출물의 TNF-α mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 멜로시라 추출물의 IL-6 mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 멜로시라 추출물의 IL-1β mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 6은 멜로시라 추출물의 iNOS mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 7은 멜로시라 추출물의 COX-2 mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 8은 멜로시라 추출물의 iNOS 단백질 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 9는 멜로시라 추출물의 COX-2 단백질 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 2는 멜로시라 추출물의 NO(Nitric Oxide) 생성 억제효과를 나타낸 것이다.
도 3은 멜로시라 추출물의 TNF-α mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 4는 멜로시라 추출물의 IL-6 mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 5는 멜로시라 추출물의 IL-1β mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 6은 멜로시라 추출물의 iNOS mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 7은 멜로시라 추출물의 COX-2 mRNA 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 8은 멜로시라 추출물의 iNOS 단백질 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
도 9는 멜로시라 추출물의 COX-2 단백질 발현 억제효과를 농도별로 비교하여 나타낸 것이다.
본 발명에 의한 일 실시예에서, 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물을 제공한다.
본 발명에 의한 다른 실시예에서, 멜로시라(melosila nummuloides)는 제주 용암해수와 함께 취수되는 부착성 규조류일 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 200 내지 400ug/ml 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 TNF-α 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 IL-6 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 IL-1β 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 iNOS 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 COX-2 유전자의 mRNA 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 iNOS 유전자의 단백질 발현을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 또 다른 실시예에서, 조성물은 COX-2 유전자의 단백질 발현을 억제할 수 있다.
이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예 1. 멜로시라 추출물 준비
멜로시라 추출물은 JDK bio(주)부터 제공받아 80%주정을 시료의 10배 넣은 후 초음파처리(sonication, 10분, 3반복) 단계를 거쳐 밤샘(overnight)추출하였다. 그리고 여과용 거름종이(whatman filter paper filter)를 이용하여 여과후 감압 농축 및 동결건조 후 시료로 사용하였다.
실시예 2. 세포독성 시험
세포독성(cytotoxicity)시험이란 인비트로(in vitro) 상에서 세포에 독성이 없는 시료의 농도를 확인하는 시험으로, 연속희석(serial dilution)한 시료를 처리한 세포를 일정 시간 배양하였을 때 세포 생존율에 영향을 주지 않는 최대 농도를 찾기 위한 시험법을 의미하는데, 그 중 MTT assay는 연속희석한 시료를 처리한 세포를 일정 시간 배양 후 세포 내 기관인 미토콘드리아(mitochondria)가 가지고 있는 탈수소효소와 반응하는 시약의 색 변화 정도를 측정하여 세포 생존율을 알아보는 시험법이다.
본 발명에서는 멜로시라 추출물 (12.5 내지 400ug/ml)과 LPS(0.5ug/ml)를 동시처리하여 세포독성을 확인하였고, 그 결과 멜로시라 추출물의 다양한 농도에서 세포독성은 없는 것으로 확인되었다(도 1).
실시예 3. NO 생성 억제
염증시 iNOS(inducible nitric oxide synthase)에 의해 생성되는 NO(Nitric Oxide)는 염증반응을 촉진시키고 염증매개물질의 생합성을 촉진하여 염증을 심화시켜 친염증성(pro-inflammatory) 인자로서 작용을 하는 것으로 알려져 있는데, 멜로시라 추출물과 LPS(lipopolysaccharide)를 처리하여 NO생성 억제효과를 분석한 결과 LPS에 의해서 유도된 NO생성을 멜로시라 추출물이 농도 의존적으로 억제하는 것을 확인할 수 있었다(도 2).
실시예 4. 염증성 사이토카인(cytokine) 발현억제
멜로시라 추출물의 염증성 사이토카인 TNF-α, IL-6, IL-1b mRNA 발현 억제효과를 qPCR방법으로 분석하였는 바, 이 때 사용된 프라이머(primer)는 하기 표 1과 같다.
| Gene |
Forward primer
Sequence (5′ → 3′) |
Reverse primer
Sequence (5′ → 3′) |
| iNOS | AACATCAGGTCGGCCATCACT | CCAGAGGCAGCACATCAAAGC |
| IL-1β | CGTTCCCATTAGACAACTGCA | GGTATAGATTCTTTCCTTTGAGGC |
| IL-6 | ACGGCCTTCCCTACTTC | TTCCACGATTTCCCAGA |
| COX-2 | GCAAATCCTTGCTGTTCCAAT | GGAGAAGGCTTCCCAGCTTTG |
| TNF-α | CAAGGGACTAGCCAGGAG | TGCCTCTTCTGCCAGTTC |
| β-actin | CATCCTGCGTCTGGACCTGG | TAATGTCACGCACGATTTCC |
실시예 4-1. TNF-α mRNA 발현억제
멜로시라 추출물은 LPS에 의해 유도된 TNF-α mRNA 발현을 농도의존적으로 억제하는 효과를 나타내었는 바, 구체적으로 멜로시라 추출물농도에 따라 4.25배(400ug/ml), 3배(200ug/ml), 1.4배(50ug/ml) 억제하는 것으로 나타났다(도 3).
실시예 4-2. IL-6 mRNA 발현억제
LPS에 의해 유도된 IL-6 mRNA 발현은 control대비 16,334배로 발현되었으며 멜로시라 추출물 처리에 따른 억제율은 2.2배(400ug/ml), 1.6배(200ug/ml) 정도 억제를 보였고, 반면 저농도인 50ug/ml에서는 IL-6 mRNA 발현억제 효과가 크지 않은 것으로 확인되었다(도 4).
실시예 4-3. IL-1β mRNA 발현억제
LPS에 의해 유도된 IL-1β mRNA 발현은 control대비 3,933배로 발현되었으며 멜로시라 처리에 따른 억제율은 1.5배(400ug/ml)정도로 나타난 반면, 저농도인 50ug/ml에서는 IL-1β mRNA 발현억제 효과가 크지 않은 것으로 확인되었다(도 5).
실시예 5. 염증반응 주요인자 발현억제
실시예 5-1. iNOS mRNA 발현억제
iNOS(induced NOS)는 NO를 과다 생성하며, iNOS에 의해 과다 생성된 NO는 수퍼옥사이드(superoxide)와 반응하여 퍼옥시니트라이트(peroxynitrite)를 형성하고 이는 강력한 산화제로 작용하여 세포에 손상을 입힘으로써 염증과 암을 포함한 다양한 병리적 과정에 관여하는 것으로 알려져 있는데, LPS에 의해 유도된 iNOS mRNA 발현은 control대비 대략 3배로 발현되었으며, 멜로시라 처리에 따른 억제율은 200, 400ug/ml에서 효과가 현저하게 나타나는 것으로 확인하였다(도 6).
실시예 5-2. COX-2 mRNA 발현억제
COX의 기능 중 PGH 합성효소의 기능은 PGE2의 합성을 통해 통증과 염증반응에 관여하는데, COX에는 두 가지 아형이 있고 COX-1은 대부분의 조직에 항시 발현되는데 반하여, COX-2는 염증성 사이토카인에 의해 신속히 발현이 유도되어 염증 반응에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는데, LPS에 의해 유도된 COX-2 mRNA 발현은 control대비 대략 2.3배로 발현되었으며 멜로시라 처리에 따른 억제율은 농도의존적으로 나타나며 특히 400ug/ml에서 효과가 현저한 것으로 확인하였다(도 7).
실시예 5-3. iNOS 및 COX-2 단백질 발현억제
단백질 수준에서 멜로시라 추출물의 항염증 효과를 확인하기 위하여 iNOS 및 COX-2 단백질의 발현정도를 웨스턴 블롯(western blot)방법으로 시험하였고, 그 결과를 도 8 및 도 9에 나타내었는 바, iNOS 및 COX-2 단백질의 발현은 멜로시라 추출물의 농도의존적으로 억제되는 것을 확인할 수 있었다.
Claims (10)
- 멜로시라(melosila nummuloides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 멜로시라는 제주 용암해수와 함께 취수되는 부착성 규조류인 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 멜로시라 추출물을 200 내지 400ug/ml 포함하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 TNF-α 유전자의 mRNA 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 IL-6 유전자의 mRNA 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 IL-1β 유전자의 mRNA 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 iNOS 유전자의 mRNA 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 COX-2 유전자의 mRNA 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 iNOS 유전자의 단백질 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 COX-2 유전자의 단백질 발현을 억제하는 것을 특징으로 하는 항염증 효과를 갖는 조성물.
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