KR20230045762A - 해조류 추출물을 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물 - Google Patents
해조류 추출물을 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 해조류 추출물을 이용하여 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료 효과가 우수한 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 및 이의 제조방법을 제공한다.
Description
본 발명은 해조류 추출물을 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물에 관한 것이다.
미세먼지의 크기에 따라 상기도, 하기도와 폐에 침착하는 능력에 차이가 있고, 크기가 클수록 상기도나 근위부 기관지에 주로 침착이 되며, 크기가 작을수록 원위부 기관지나 폐포에 침착이 된다.
대기오염 물질은 입자상 물질과 가스상 물질로 나눌 수 있는데, 입자상 물질 (PM)의 경우 가스상 물질(Ozone, SO2, CO, NO2 등)의 경우보다 실제 개인 노출과의 상관관계가 큰 것으로 보고되고 있어, 대기오염에 의한 건강영향평가를 연구할 때 PM이 많이 사용되고 있다. 보통 매우 작은 입자만 폐로 흡입되기 때문에, 건강에 영향을 미치는 입자상 물질을 측정할 때 10 μm 이하 및 2.5 μm 이하의 입자상 물질 (PM10, PM2.5)인 미세먼지가 주로 사용되고, 비교적 입자가 큰 PM은 주로 토양이나 지각 물질에서 유래한 반면, 미세먼지는 주로 제조, 운송, 에너지 생산에서 발생하는 화석연료의 연소에서 발생한다. 실제적으로 미세먼지의 크기와 성분은 매우 복잡하고 다양하며, 입자의 크기, 표면적, 성분이 건강영향의 양상 및 정도를 결정하게 된다. 일반적으로 입자의 크기가 작을수록 폐 깊숙이 침투할 수 있어 건강의 위험도가 더 증가되는 것으로 알려져 있다.
폐에서 PM이 침적하는 주요 기전은 밀착 (impaction), 침전 (sedimentation), 확산 (diffusion), 순환(circulation)이다. 밀착은 100 μm 이상의 PM이 침적하는 기전으로 알려져 있고, 침전은 중력 자체의 힘 아래로 떨어지면서 발생하는데 0.1∼50 μm PM이 영향을 받는다. 확산은 더 작은 물질의 침적하는 기전으로 소기도 및 가스교환 장소에서 무작위 가스이동으로 대체된다. 미세먼지는 주로 침전, 확산을 통하여 호흡기계에 영향을 미치는 것으로 알려졌다. PM이 흡인되었을 때 호흡기관에서 작용하는 방어기전에서 상피표면액 (epithelial lining fluid, ELF) 및 폐포대식세포 (alveolar macrophage, AM)가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. ELF에 존재하는 surfactant는 6 μm 이하의 PM을 치환하여 점액성모 청소 (mucociliary clearance)를 쉽게 하도록 만드는 작용을 하고, surfactant의 단백질들은 대식세포가 PM을 감지하여 제거하도록 도와주기도 한다. AM은 점액섬모 청소 및 기침으로 제거하지 못한 입자들을 제거하는 주요 역할을 하며 실제로 한 연구에서는 PM의 정도와 AM의 개수 사이에 직접적인 양의 상관관계를 보여주기도 한다. 또한 최근의 몇 연구들에서는 입자의 크기가 작을수록 입자의 수가 많고 전체 표면적이 커서 강한 염증 반응을 유발하여 더 위험할 수 있다고 알려졌는바, 미세먼지로 인한 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 소재 개발이 시급하다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명은 해조류를 이용한 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 해조류를 이용한 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법을 제공하고자 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 해조류를 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 해조류를 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기 해조류는 제한되는 것은 아니나 본 발명의 일 실시예에서 감태 또는 톳을 사용한 것일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 '추출물'은 상술한 바와 같이 당업계에서 조추출물(crude extract)로 통용되는 의미를 갖지만, 광의적으로는 추출물을 추가적으로 분획(fractionation)한 분획물도 포함한다. 즉, 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, 이온교환 수지와 같은 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 분획도 본 발명의 추출물에 포함되는 것이다.
본 발명에서의 해조류 추출물의 제조방법은 다음과 같은 방법일 수 있다. 다만, 각 단계의 일부는 생략될 수 있다:
원료를 정량하여 세척한 후 주정을 원료대비 5 내지 15배수로 가하여 상온 또는 60 내지 80℃에서 10 내지 20시간 추출하는 단계;
상기 추출된 추출물을 여과한 다음, 40 내지 60℃ 수욕 상에서 감압농축하는 단계;
상기 농축된 농축액을 분무건조를 통하여 분말화하는 단계.
본 발명에서 이용되는 추출물은 제한되는 것은 아니나, 농축액을 형태일 수 있으며, 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말상태로 제조될 수 있다.
또한, 본 발명에서의 추출물은 제조 과정에서 정제, 여과, 농축 과정 등을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 추출물을 제조하기 위해서는 물, 에탄올과 같은 극성 용매 또는 유기 용매를 사용하여 추출될 수 있으며, 특정 용매로 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시에예서 추출물을 제조하기 위해 사용되는 용매는 물, 에탄올 또는 주정을 사용하여 추출될 수 있고, 주정의 경우 50 내지 100%(v/v) 의 주정을 사용하여 추출할 수 있다.
본 명세서에서, "예방" 이라 함은 증상의 발생을 억제하거나, 지연시키는 것을 말하며, "개선" 이라 함은 증상 치유하거나, 완전히 치유하지 않아도 증상의 진전, 악화를 억제하여 손상의 진행을 멈춤 및 증상의 일부 혹은 전부를 치유의 방향으로 유도하는 것을 의미한다. 또한 “치료”는 증상, 장애 등을 완화하거나 치료의 목적으로 이루어지는 모든 방법을 의미한다.
본 발명에서 상기 호흡기 질환은 호흡기 염증성 폐 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환 (Chronic Obstructive Pulmonary Disease; COPD), 부비강염, 비염, 하기도 감염증, 기관지염, 폐기종, 폐렴, 천식, 기관지 확장증, 폐결핵, 낭포성섬유증, 인후염, 편도염 및 폐섬유증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 질환일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서의 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물은 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료용 약학적 조성물 또는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 식품(또는 건강 기능 식품) 조성물일 수 있다.
본 발명은 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 구체적으로는 해조류 추출물을 이용하여 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료 효과가 우수한 호흡기 질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 및 이의 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 감태 추출물 제조공정을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 톳 추출물 제조공정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 감태 추출물 제조공정을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 4는 RAW264.7 세포에서 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 세포 생존율을 확인한 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 NO 생성 저해 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 뮤신(Mucin) 과분비 억제 활성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 인간 유래 기관지 상피세포에서 염증성 점액단백질 생성 억제 확인 결과를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 톳 추출물 제조공정을 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 감태 추출물 제조공정을 구체적으로 나타낸 것이다.
도 4는 RAW264.7 세포에서 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 세포 생존율을 확인한 결과이다.
도 5는 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 NO 생성 저해 결과를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 뮤신(Mucin) 과분비 억제 활성 평가 결과를 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 감태추출물과 톳 추출물의 인간 유래 기관지 상피세포에서 염증성 점액단백질 생성 억제 확인 결과를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예> 본 발명에 따른 해조류 추출물 제조
감태추출물은 원료를 정량하여 세척한 후 주정을 원료대비 10배수로 가하여 70℃에서 16시간 추출하였으며, 추출물은 여과한 다음, 50℃ 수욕 상에서 감압농축하여 이를 농축액1로 명명하여 실험에 사용하였으며, 이후 분무건조를 통하여 분말화하였다.
톳 추출물은 건조된 원료를 정제수로 불림, 삶기, 세척하여 주정으로 8시간 추출한 다음, 50℃ 수욕 상에서 감압농축 후 분무 건조하여 분말화하였다.
<실험예 1> 항염증 활성 스크리닝
1. 세포주 배양
본 실험에 사용된 RAW 264.7 (mouse macrophage cell line) 세포는 한국 세포주은행에서 분양 받아 사용하였다. RAW264.7 세포는 각각 10% fetal bovine serum (FBS), 1% penicillin(P/S)을 첨가한 DMEM 배지에서 5% CO2가 존재하는 37℃ 배양기에서 2~3일에 한 번씩 계대 배양해주었다.
2. 세포 생존율 평가
RAW264.7 세포에서 감태추출물(농축액1)과 톳 추출물의 세포 생존율을 확인하기 위하여 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide(MTT)로 세포 생존율을 측정하였다. 세포 (1X105/well)를 96-well plate에 200 μL씩 분주하여 1시간 동안 CO2 배양기에서 배양 후, seru free 배지로 교체 후 시료를 각 농도별로 처리하여 24시간 뒤에 10% MTT를 100 μL씩 분주하여 1시간 동안 반응시켜 MTT가 환원되도록 하였다. 그 후 상등액을 제거하고 Dimethyl sulfoxide (DMSO)를 100 μL씩 분주하여 formazone된 세포 결정을 용해시켜 Microplate Spectrophotometer를 사용하여 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포생존율은 대조군과 비교하여 백분율(%)로 나타내었다.
Lipopolysaccharide (LPS)는 Gram 음성 세균의 세포벽 물질로서 면역 세포를 자극하여 NO의 생성을 증가시킨다고 보고되고 있다. LPS로 산화적 스트레스를 유발한 RAW 264.7 세포에서 감태추출물(농축액1)과 톳 추출물을 농도별로 처리하여 일정 시간 배양하였을 때 LPS 자극에 의한 세포독성은 없는 것으로 확인되었다(도 4).
3. NO 생성 저해 평가
NO 함량은 Green 등의 방법으로 측정하였다. RAW 264.7 세포를 DMEM 배지를 이용하여 1×105 cells/mL 농도로 96 well plate에 분주한 후, 시험시료와 LPS (100 ng/mL, Sigma Co.)를 함유한 새로운 배지를 동시에 처리하여 24시간 배양하였다. 세포배양 상등액 100 μL와 Griess 시약 (1% sulfanilamide, 0.1% naphthylethylendiaminein 2.5% phosphoric acid) 100 μL를 혼합한 후 ELISA reader를 이용하여 520 nm에서 흡광도를 측정하였으며, sodiumnitrate (Sigma Co.)로 표준곡선을 작성하여 NO의 함량을 산출하였다.
LPS 자극에 의해 생성된 NO는 정상적인 생리 상태에서 혈관의 항상성, apoptosis 유도 작용 등 중요한 생리적인 기능을 매개하지만 다량의 NO는 정상세포를 죽이고 염증을 유도하여 급성 또는 만성 염증질환의 원인이 되는 물질로 작용하게된다. 따라서, 효과적인 NO 분비조절은 급성 또는 만성 염증질환의 치료방법으로 알려져 있으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이에 대식세포에서 LPS(1μg/mL)d에 의해서 유도되는 NO를 100%로 기준을 잡고 감태추출물(농축액1)과 톳 추출물을 3, 10, 30, 100, 300μg/mL의 농도로 처리한 결과, NO 생성이 감태추출물(농축액1)과 톳 추출물의 농도 의존적으로 줄어드는 것을 확인하였다(도 5).
<실험예 2> 감태추출물 및 톳추출물의 뮤신(Mucin) 과분비 억제 활성 평가
1. 세포주 배양
본 실험에 사용된 NCI-H292 (human pulmonary mucoepidermoid carcinoma cell line) 세포는 한국 세포주은행에서 분양받아 사용하였다. NCI-H292 세포는 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 1% penicillin(P/S), 100 μg/mL streptomycin이 포함된 RPMI 1640 배지를 이용하여 5% CO2가 존재하는 37℃ 배양기에서 2~3일에 한 번씩 계대 배양해주었다.
2. 세포 생존율 측정
NCI-H292 세포에서 감태추출물(농축액1) 및 톳 추출물의 세포 생존율을 확인하기 위하여 3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide(MTT)로 세포 생존율을 측정하였다. 세포 (4X104/well)를 96-well plate에 200 μL씩 분주하여 1시간 동안 CO2 배양기에서 배양 후, serum free 배지로 교체 후 시료를 각 농도별로 처리하여 24시간 뒤에 10% MTT를 100 μL씩 분주하여 MTT가 환원되도록 하였다. 그 후 상등액을 제거하고 Dimethyl sulfoxide (DMSO)를 100 μL씩 분주하여 formazone된 세포 결정을 용해시켜 Microplate Spectrophotometer를 사용하여 595 nm에서 흡광도를 측정하였다. 세포생존율은 대조군과 비교하여 백분율(%)로 나타내었다.
phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA)로 세포분화를 유발한 NCI-H292 세포에서 감태추출물(농축액1)과 톳 추출물을 농도별로 처리하여 일정 시간 배양하였을 때 phorbol 12-myristate 13-acetate (PMA) 자극에 의한 세포독성은 없는 것으로 확인되었다. PMA+감태추출물(농축액1)과 PMA+톳추출물의 경우 PMA만 처리한 것과 비교하였을 때 NCI-H292 세포의 생존율이 증가한 것을 확인하였다(도 6).
<실험예 3> 인간 유래 기관지 상피세포에서 감태추출물 및 톳추출물의 염증성 점액단백질 생성 억제 확인
1. 세포주 배양
본 실험에 사용된 NCI-H292 (human pulmonary mucoepidermoid carcinoma cell line) 세포는 한국 세포주은행에서 분양받아 사용하였다. NCI-H292 세포는 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 1% penicillin(P/S), 100 μg/mL streptomycin이 포함된 RPMI 1640 배지를 이용하여 5% CO2가 존재하는 37℃ 배양기에서 2~3일에 한 번씩 계대 배양해주었다.
2. 세포 생존율 측정
NCI-H292 세포에서 감태추출물(농축액1) 및 톳 추출물의 MUC5AC 억제 활성을 알아보기 위하여 인간 유래 기관지 상피세포주 NCI-H292 세포를 4×10⁴cell/mL로 24-well plate에 500 μL씩 분주하고 37℃, 5% CO2 배양기에서 48시간 동안 배양 배지로 배양하여 세포를 안정화하였다. 48시간 뒤 배양 배지를 모두 제거하고 0.2% FBS/DMEM 배지로 교체한 후 24시간 동안 배양하였다. 그 다음, PBS로 2번 세척하고, 무혈청 배지기관지 상피세포에 감태추출물(농축액1) 및 톳 추출물을 50 μL씩 처리하고 1시간 동안 배양하였다. 그 후 100 ng/mL 농도의 PMA 및 20 μg/mL 농도의 LPS를 처리하고 24시간 동안 재배양하여 MUC5AC의 생성을 유도하였다. 그 다음, 배양 상등액만을 취해 MUC5AC 분비량을 측정 진행하였다.
PMA에 의해 유도된 MUC5AC의 분비가 감태추출물(농축액1) 및 톳추출물에 의해 억제됨을 확인하였다. 해당 결과를 통하여 감태추출물(농축액1) 및 톳추출물은 과도한 가래 분비를 억제할 수 있음을 확인하였다(도 7).
<실험예 4> 감태추출물의 정제여부에 따른 폴리페놀 함량 평가
감태추출물의 유효성분인 폴리페놀의 함량을 높이고 그에 따른 호흡기질환 개선에 유효한 기능성을 가지도록 하기 위해 이온교환 수지를 이용하여 해조류 가공 공정 중의 감태추출물 농축액1에 대한 정제를 실시하였다. 감태추출물 정제 공정은 실시예에서의 추출방법과 동일하다. 실험결과, 감태추출물의 정제를 통하여 생리활성성분인 폴리페놀의 함량이 증대되었으며 비소의 함량은 감소하는 결과를 얻었다.
| 구분 | 총 폴리페놀 함량(mg/g) | 총 비소 함량(mg/kg) | |
| 감태추출물 | 정제 전 | 266±17.2 | 200±10.3 |
| 정제 후 | 586.4±8.8 | 50±6.2 | |
Claims (4)
- 해조류 추출물을 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 해조류는 감태 또는 톳인 것을 특징으로 하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 약학적 조성물 또는 식품 조성물인 것을 특징으로 하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 호흡기 질환은 염증성 폐 질환, 만성 폐쇄성 폐 질환, 부비강염, 비염, 하기도 감염증, 기관지염, 폐기종, 폐렴, 천식, 기관지 확장증, 폐결핵, 낭포성섬유증, 인후염, 편도염 및 폐섬유증으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물.
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|---|---|---|---|
| KR1020210128421A KR20230045762A (ko) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 해조류 추출물을 포함하는 호흡기 질환의 예방 또는 개선용 조성물 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210094867A (ko) | 2020-01-22 | 2021-07-30 | 동의대학교 산학협력단 | 해조류 추출물을 포함하는 화장료 조성물 |
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|---|---|---|---|---|
| KR20210094867A (ko) | 2020-01-22 | 2021-07-30 | 동의대학교 산학협력단 | 해조류 추출물을 포함하는 화장료 조성물 |
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