KR20230090528A - 새싹귀리 추출물을 포함하는 인지기능 개선 조성물 - Google Patents
새싹귀리 추출물을 포함하는 인지기능 개선 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명의 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 약학 조성물을 투여하는 단계를 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료 방법, 및 상기 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 조성물은 뇌신경세포에서 아밀로이드 베타 및 타우 단백질의 억제 효과를 나타낼 수 있으므로, 치매 치료제 또는 인지기능 개선용 제제 등의 개발에 널리 활용될 수 있을 것이다.
Description
본 발명은 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 약학 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 인지기능 장애의 예방 또는 치료방법 및 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
인지능력은 기억능력, 시공간파악능력, 판단력, 언어능력, 계산능력 등을 포괄하는 것으로서, 다른 사람의 도움 없이 일상생활을 수행할 수 있도록 한다. 그러나, 뇌졸중, 외상 등으로 유발된 급행적인 신경세포의 사멸이나, 퇴행성 뇌질환을 유발시키는 서행적인 신경세포의 사멸 등과 같은 모든 뇌손상의 경우에서는 곧바로 신경회로망의 비가역적인 기능장애를 초래하게 된다. 결국에는 인지능력이 저하되어 건망증 또는 기억장애, 치매, 알츠하이머병 등의 질환을 앓게 되며, 예전 수준의 일상생활을 유지할 수 없게 된다. 개인의 고통뿐만 아니라 생산 인구의 감소를 야기하는, 상술한 인지장애 관련 환자의 수는 2030년까지 7470만 명 이상으로 증가할 것으로 예상되는 바(Abate G, 2017, Oxid Med Cell Longev. 2017:10), 이의 치료제 또는 치료 방법의 개발이 시급한 문제로 대두되고 있다.
현재까지 국내에는 많은 인지장애 치료 및 인지능력 개선 효능을 갖는 조성물 관련 특허가 공개, 등록되어 있으며, 대표적인 공개 특허는 아래와 같다. 공개번호 제2014-0144785호는 유자 추출물을 유효성분으로 포함하는 기억력 및 학습능력 증진용 조성물에 관한 것이며; 등록번호 제10-1837444호는 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이며; 등록번호 제10-1823892호는 기억력 개선, 인지능력 개선, 치매 예방, 지연 또는 치료 효과를 나타내는 봉선화 추출물에 관한 것이다. 하지만, 이러한 화학약제 및 천연 조성물이 시중에 나와 있음에도 불구하고, 아직은 효능이 확실한 우수한 제제가 개발되지 못하고 있는 실정이다. 또한, 시판중인 약제들은 간독성, 불면증, 고혈압, 구토 등의 많은 부작용을 유발하고 있다. 따라서, 부작용이 적으면서, 인지장애를 효과적으로 치료할 수 있는 제제의 개발이 절실하다.
본 발명자들은 알츠하이머병 등의 인지장애를 예방 또는 치료할 수 있는 물질을 개발하고자 예의 노력 연구한 결과, 새싹귀리 추출물이 인지기능 개선에 우수한 효과를 나타냄을 확인하여, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 하나의 목적은 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 약학 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 인지기능 장애의 예방 또는 치료방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 하나의 목적은 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
이를 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 한편, 본 발명에서 개시된 각각의 설명 및 실시형태는 각각의 다른 설명 및 실시 형태에도 적용될 수 있다. 즉, 본 발명에서 개시된 다양한 요소들의 모든 조합이 본 발명의 범주에 속한다. 또한, 하기 기술된 구체적인 서술에 의하여 본 발명의 범주가 제한된다고 볼 수 없다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시양태는 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 일 실시양태는 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명의 용어, "새싹귀리(oat sprout)"란, 맥류 작물의 일종인 귀리에 싹을 틔워 약 15-30cm정도 자란 어린 식물체를 의미한다. 본 발명에서 상기 새싹귀리는 '귀리싹', '귀리순', '귀리의 어린잎', '귀리의 어린 줄기', 및 '귀리의 어린잎과 줄기' 등으로 혼용될 수 있으며, 동일한 의미로 해석될 수 있다. 통상적으로, 상기 새싹귀리는 귀리를 하루 정도 물에 침지한 후, 수분을 제거하고, 수분의 손실을 방지한 조건에서 파종하여 발아시킨 다음, 7 내지 10일 동안 성장시켜서 수득할 수 있다. 상기 새싹귀리는 귀리의 어린잎 및/또는 줄기를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 새싹귀리는 상업적으로 판매되는 것을 구입하여 사용하거나, 자연에서 채취 또는 재배된 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 용어, "추출물"이란, 목적하는 물질을 다양한 용매에 침지한 다음, 상온 또는 가온상태에서 일정시간 동안 추출하여 수득한 액상성분, 상기 액상성분으로부터 용매를 제거하여 수득한 고형분 등의 결과물을 의미한다. 뿐만 아니라, 상기 결과물에 더하여, 상기 결과물의 희석액, 이들의 농축액, 이들의 조정제물, 정제물 등을 모두 포함하는 것으로 포괄적으로 해석될 수 있다. 이에 따라, 본 발명에서 제공하는 새싹귀리 추출물은 새싹귀리를 추출 처리하여 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 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 새싹귀리 추출물에 있어서, 상기 혼합물을 추출하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 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 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.
본 발명에서 상기 추출에 사용되는 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 새싹귀리 추출물은 상기 새싹귀리, 이의 건조물, 가공물 등을 단독으로 또는 조합하여, 물 또는 다양한 유기용매 등으로 추출하여 수득할 수 있다. 이때, 사용되는 유기용매는 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 예로서, 극성용매 또는 비극성용매가 될 수 있고, 다른 예로서, 물, 주정, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올(메탄올, 에탄올, 프로판올 또는 부탄올 등), 이들의 혼합용매 등이 될 수 있으며, 또 다른 예로서, 물 및 주정의 혼합용매를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다
또한, 상기 추출물은 추출 후 건조 분말 형태로 제조되어 사용될 수 있지만, 이제 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 용어, "인지기능"이란, 주의력, 지각력, 기억력, 언어능력, 집행능력등의 다양한 지적 능력으로서, 본 발명에서 인지기능은 "인지능력" 또는 "인지능" 등과 혼용되어 쓰일 수 있다.
본 발명에서 용어 "인지기능 개선"이란 인지능력 자체 혹은 이의 감퇴 증세가 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해서 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.
본 발명에서 용어 "인지기능 장애"란 상기와 같은 인지기능이 저하되어 생기는 상태, 그에 따른 질환, 그를 증상으로 하는 모든 질환을 포함할 수 있는 개념으로써, 바람직하게는 뇌 신경세포의 손상으로 발생하는 장애를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 인지기능 장애는 건망증, 알츠하이머병, 치매, 파킨슨 병, 피크병, 및 헌팅톤병으로 이루어지는 군에서 선택되는 퇴행성 뇌질환을 의미할 수 있다. 또한, 본 발명에서, "예방"이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 인지기능 장애를 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미하고, "치료"란 상기 약학적 조성물의 투여에 의해 인지기능 장애에 의한 증세가 호전되거나 이롭게 변경하는 모든 행위를 의미한다.
일 예로, 상기 인지기능 장애는 치매일 수 있다.
본 발명에서 용어 "치매(dementia)"는 뇌의 위축과 신경세포의 감소 및 노인 반(senile plaque)의 출현으로 인한 뇌신경의 비가역적인 파괴가 원인이 되어 기억력과 언어장애, 행동장애 등의 다양한 후천적 인지기능 장애 증상을 수반하는 증후군을 일컫는다. 또한, 치매는 알츠하이머 질환(Alzheimer's disease), 혈관성 치매 및 파킨슨 질환에 의한 퇴행성 질환, 갑상선 기능 감소증에 의한 대사성 질환, 뇌종양 또는 감염성 질환 등에 기인하는 기타 치매로 분류된다.
본 발명에서 상기 조성물은 아밀로이드 베타 억제 또는 타우 단백질 억제 등의 원리로 인지기능의 개선, 인지기능 장애의 예방 또는 치료의 효과를 나타낼 수 있다.
아밀로이드 베타(amyloid beta protein)는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아밀로이드 플라크의 주성분으로서 알츠하이머 병에 결정적으로 관여하는 36-43개의 아미노산 펩타이드를 의미한다 알츠하이머병 환자의 뇌 조직을 살펴보면 베타 아미로이드가 비정상적으로 많이 생성되어 해마 또는 대뇌피질에 과다하게 쌓여 있게 되고 이러한 축적된 베타 아미로이드는 주변 세포들에 염증반응을 일으키고 따라서 신경세포가 손상되고 점점 뇌의 정상적인 기능을 유지하는 신경회로망이 훼손되게 되게 된다. 한편, 타우 단백질(tau protein)은 알츠하이머병과 관련된 신경 섬유 얽힘에 주로 관여하는 단백질이다. 타우 단백질의 독성에 의한 신경세포 사멸이 알츠하이머병의 주요 원인 중 하나라는 것을 다수의 종래 연구결과들이 뒷받침하고 있고, 그에 따라 타우 단백질은 알츠하이머병의 진단 생물지표로 여겨진다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 뇌신경세포에 상기 조성물을 처리한 결과, 농도의존적으로 아밀로이드 베타 및 타우 단백질을 억제함을 확인하였다(도 3 및 도 5). 본 발명의 상기 조성물은 이와 같이 우수한 아밀로이드 베타 및 타우 단백질 억제 효과를 통해서, 인지기능 장애의 예방 또는 치료 효과를 나타낼 수 있다.
상기 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 3-O-페룰로일퀴닉산(3-O-Feruloylquinic acid), 이소오리엔틴-6-β-D-자일로피라노사이드(Isoorientin-6--D-xylopyranoside), 비텍신 2``-O-람노시드(Vitexin 2``-O-rhamnoside), 이소스웨르티신 2``-O-람노시드(Isoswertisin 2``-O-rhamnoside), 이소비텍신2``-O-아라비노사이드 (Isovitexin 2``-O-arabinoside), 아베나퓨라놀(Avenafuranol), 아베나코사이드 B (Avenacoside B), 아베나코사이드 A(Avenacoside A), 디오스제노사이드(Diosgenoside), 26-디글루코 아베나코사이드 B(26-degluco avenacoside B) 및 26-디글루코아베나코사이드 A(26-deglucoavenacoside A) 등일 수 있다.
본 발명의 용어, "3-O-페룰로일퀴닉산(3-O-Feruloylquinic acid)"이란, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 3-O-페룰로일퀴닉산은 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "이소오리엔틴-6-β-D-자일로피라노사이드(Isoorientin-6-β-D-xylopyranoside)"이란, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 이소오리엔틴-6-β-D-자일로피라노사이드는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "비텍신 2``-O-람노시드(Vitexin 2``-O-rhamnoside)"이란, 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 비텍신 2``-O-람노시드는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "이소스웨르티신 2``-O-람노시드(Isoswertisin 2``-O-rhamnoside)"란, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 비텍신 2``-O-람노시드는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "이소비텍신2``-O-아라비노사이드(Isovitexin 2``-O-arabinoside)"란, 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 이소비텍신2``-O-아라비노사이드는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "아베나퓨라놀(Avenafuranol)"이란, 하기 화학식 6으로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 아베나퓨라놀은 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "아베나코사이드 B(Avenacoside B)"이란, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 아베나코사이드 B는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "아베나코사이드 A(Avenacoside A)"이란, 하기 화학식 8로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 아베나코사이드 A는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "디오스제노사이드(Diosgenoside)"란, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 디오스제노사이드는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "26-디글루코 아베나코사이드 B(26-degluco avenacoside B)"란, 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 26-디글루코 아베나코사이드 B는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 용어, "26-디글루코아베나코사이드 A(26-deglucoavenacoside A)"란, 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 의미한다. 상기 26-디글루코아베나코사이드 A는 새싹귀리와 같은 천연 공급원으로부터 분리할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 당 업계에 공지된 방법으로 화학적으로 합성하거나, 시판되는 물질을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시양태는 3-O-페룰로일퀴닉산(3-O-Feruloylquinic acid), 이소오리엔틴-6-β-D-자일로피라노사이드(Isoorientin-6-β-D-xylopyranoside), 비텍신 2``-O-람노시드(Vitexin 2``-O-rhamnoside), 이소스웨르티신 2``-O-람노시드(Isoswertisin 2``-O-rhamnoside), 이소비텍신2``-O-아라비노사이드 (Isovitexin 2``-O-arabinoside), 아베나퓨라놀(Avenafuranol), 아베나코사이드 B (Avenacoside B), 아베나코사이드 A(Avenacoside A), 디오스제노사이드(Diosgenoside), 26-디글루코 아베나코사이드 B(26-degluco avenacoside B) 및 26-디글루코아베나코사이드 A(26-deglucoavenacoside A)로 구성된 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염을 포함하는 인지기능 개선, 또는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다. 이 때, 상기 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염은 새싹 귀리 유래의 것일 수 있다.
본 발명의 용어 "약학적으로 허용가능한 염"은 상기 화합물의 원하는 생물학적 및/또는 생리학적 활성을 보유하고 있고, 원하지 않는 독물학적 효과는 최소한으로 나타내는 모든 염을 의미한다. 예를 들어, 상기 화합물에 무기산(예: 염산, 히드로브롬산, 인산, 질산, 황산 등), 유기 카르복실산(예: 아세트산, 트리프루오로아세트산과 같은 할로 아세트산, 프로피온산, 말레산, 숙신산, 말산, 시트르산, 타르타르산, 살리실산), 및 산성 당(예: 글루쿠론산, 갈락투론산, 글루콘산, 아스코르브산), 산성 폴리사카리드(예: 히알우론산, 콘드로이친 술페이트, 아르기닌산), 콘드로이친 술페이트와 같은 술폰산, 당 에스테르를 포함하는 유기 술폰산(예: 메탄 술폰산, p-톨루엔 술폰산) 등을 첨가하여 형성된 염이 될 수 있으나, 특별히 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 약학 조성물은 조성물 총 중량에 대하여 상기 추출물은 0.001 내지 80, 구체적으로 0.001 내지 70, 더욱 구체적으로 0.001 내지 60중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
또한, 상기 약학 조성물은 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 담체는 비자연적 담체(non-naturally occuring carrier)를 포함할 수 있다. 상기 담체, 부형제 및 희석제로는 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 광물유를 들 수 있다.
또한, 상기 약학 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 경피흡수제, 겔제, 로션제, 연고제, 크림제, 첩부제, 카타플라스마제, 페이스트제, 스프레이, 피부 유화액, 피부 현탁액, 경피 전달성 패치, 약물 함유 붕대 또는 좌제의 형태로 제형화하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 제형화할 경우 통상 사용하는 충진제, 중량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제로는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다. 이러한 고형제제는 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘 카보네이트, 수크로오스, 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제 등도 사용될 수 있다. 경구를 위한 액상물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등을 첨가하여 조제될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제 및 좌제를 포함한다. 비수성 용제 및 현탁제로는 프로필렌 글리콜, 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 오일, 에틸올레이트와 같은 주사가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔, 마크로골, 트윈 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 다른 실시양태는 상기 약학 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 인지기능 장애 예방 또는 치료방법을 제공한다.
본 발명의 용어, "투여"는 적절한 방법으로 개체에게 상기 약학 조성물을 도입하는 행위를 의미한다.
본 발명의 용어, "개체"는 인간을 포함한 쥐, 생쥐, 가축 등의 모든 동물을 의미한다. 구체적인 예로, 인간을 포함한 포유동물일 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 상기 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 개체 종류 및 중증도, 연령, 성별, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료 기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 예를 들면, 상기 새싹 귀리 추출물은 1일 0.01 내지 500 mg/kg의 용량으로 투여할 수 있으며, 상기 투여는 하루에 한 번 또는 수회 나누어 투여할 수도 있다.
상기 약학 조성물은 단독으로 투여하거나 다른 인지기능 증강 제제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 인지기능 증강 제제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있다. 그리고 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기 요소를 모두 고려하여 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
또한, 상기 약학 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시양태는 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 식품 조성물을 제공한다.
이 때, 상기 새싹귀리, 추출물, 이로부터 분리된 화합물, 인지기능 개선의 정의는 상기에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 용어, "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강 식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.
본 발명의 식품 조성물은 일상적으로 섭취 가능한 새싹귀리로부터 유래되었기 때문에 높은 인지기능 개선 효과를 기대할 수 있으므로, 치매 등을 포함하는 인지 기능 관련 장애의 치료, 예방 및 건강 증진 목적으로 건강 기능 식품으로도 유용하게 사용될 수 있다.
상기 건강 기능(성) 식품(functional food)이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 '기능(성)'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 식품의 제형은 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 천연물을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나므로, 본 발명의 식품은 인지능력을 개선시키는 효과를 나타내기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
상기 건강 식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능 식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 혼용된다.
구체적으로, 상기 건강 기능 식품은 본 발명의 화합물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품 소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용이 없는 장점이 있다.
상기 식품 조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 식품 조성물에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄; 및 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.
또한, 상기 식품 조성물은 방부제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강음료 조성물 100 ml 당 일반적으로 약 0.01 ~ 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 ~ 0.03 g이 될 수 있다.
상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강음료 조성물 100 중량부당 0.01 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물은 뇌신경세포에 대해 세포독성이 존재하지 않아 안정성이 있으면서도, 뇌신경세포에 대한 아밀로이드 베타 단백질 억제능 및 타우 단백질 억제능을 나타내므로, 인지능력 개선제 또는 치매 치료제 등으로 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 귀리종자 및 새싹귀리 함유 화합물을 분리한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 새싹귀리 추출물의 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 새싹귀리 추출물의 아밀로이드 베타 단백질 및 타우 단백질 억제능을 확인한 도이다.
도 4는 새싹귀리 함유 아베나코사이드 A의 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 새싹귀리 함유 아베나코사이드 A의 아밀로이드 베타 단백질, 타우 단백질 억제능을 확인한 도이다.
도 2는 새싹귀리 추출물의 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 새싹귀리 추출물의 아밀로이드 베타 단백질 및 타우 단백질 억제능을 확인한 도이다.
도 4는 새싹귀리 함유 아베나코사이드 A의 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 새싹귀리 함유 아베나코사이드 A의 아밀로이드 베타 단백질, 타우 단백질 억제능을 확인한 도이다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나 이들 실시예는 본 발명을 예시적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 새싹귀리 추출물 제조 및 기능성 물질 분리
실시예 1-1: 새싹귀리 추출물의 제조
재배 선별 검사를 통과한 귀리(Avena sativa L.; 귀리품종 광한) 종자는 한국 종자 및 품종 서비스(KSVS)에서 식물 품종 보호 시스템으로 등록된(등록번호 4313) 종자를 재배하였다. Avena sativa L.종자를 18시간 동안 20℃에서 수세 후 배양하였다. 이 후 상기 종자를 25 ℃ 및 65%의 습도에서 어둠 속에서 발아시켰다. 발아 9일 후 Avena sativa L. seedling(묘목)을 수확하고, 멸균수로 즉시 세척 후 -70 ℃ 에서 동결건조하였다.
상기의 과정에서 준비한 Avena sativa L.(25kg) seedling의 건조된 분말을 실온에서 40% 주정과 60%의 주정을 이용하여 실온에서 추출하고 이를 여과하여 액상 성분을 수득 후, 이를 감압 농축하여 귀리 어린잎 또는 줄기 조추출물을 수득하였다.
실시예 1-2: 새싹귀리 유래 화합물의 분리/정제 및 화학구조의 동정
상기 실시예 1에서 수득한 새싹귀리 추출물을 대상으로, 실리카겔, 역상 C18 레진, 세파덱스 등의 컬럼크로마토그래피 이용하여 이에 포함된 유효성분을 분리, 정제하였다. 보다 구체적으로는 상온에서 새싹귀리 분말 5kg을 추출용기에 넣고 70% 에탄올(주정) 20L를 사용하여 상온에서 48시간 동안 3회 반복 진탕 회전하여 추출하였다. 추출한 시료는 여과지로 여과한 다음, 감압 농축하여 약 540g의 조추출물을 얻었다. 여기에 정제수 10L을 넣어 현탁시키고, n-헥산, 에틸아세테이트, 부탄올 순으로 분획하여 n-헥산 분획물 (140g), 에틸아세테이트 분획물 (150g) 및 부탄올 분획물 (220g)을 각각 얻었다. 얻은 에틸아세테이트 분획물 (150g)은 역상 C18 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (1Kg, Merk)를 사용하였으며, 이동상 용매로는 물, 메탄올 (40:1 ~ 1:10 혼합비) 혼합 용매을 순차적으로 사용하여 10개의 분획(Fr1 ~Fr10)을 얻었다. Fr.E8 (5.5 g)을 역상 C18 실리카켈 (250g, Merk)에 흡착시킨 후, 컬럼 크로마토그래피를 실시하였으며, 이때 이동상 용매는, 메탄올 혼합 용매를 사용하여 연한 노란색을 얻고 이를 정제하여 화합물 1 (40mg), 화합물 2 (14mg), 화합물 3 (45mg)을 얻었다. Fr9 (1.5g)을 실리카켈 (20g, Merk)에 흡착시킨 후, 역상 C18 실리카켈 (250g, Merk)에 흡착시킨 후, 컬럼 크로마토그래피를 실시하였으며, 이때 이동상 용매는, 메탄올 혼합 용매를 사용하여 연한노란색 화합물을 얻고 이를 정제하여 화합물 4 (35 mg), 화합물 5 (18mg), 화합물 6 (28m,g)을 얻었다. 부탄올 분획물을 역상 C18 실리카겔 컬럼 크로마토그래피 (1,500g, 70~230 메쉬, Merk)를 사용하였으며, 이동상 용매로는 물, 메탄올, 아세토나이트릴(50:5:1 ~ 1:5:10 혼합비) 혼합 용매를 순차적으로 사용하여 8개의 분획(Fr.B1 ~Fr.B6)을 얻었다. Fr.B3 (15.8 g)를 역상 C18 실리카켈 (120g)에 흡착시킨 후, 컬럼 크로마토그래피를 실시하였으며, 이때 이동상 용매는 물, 메탄올, 아세토나이트릴(30:5:1 ~ 1:5:20 혼합비) 혼합용매를 사용하여 노란색 화합물을 얻고 이를 정제하여 화합물 7 (50 mg), 화합물 8 (80mg)을 얻었다. Fr.B4 (8.5 g)를 역상 C18 실리카켈 (56g)에 흡착시킨 후, 컬럼 크로마토그래피를 하였으며, 이때 이동상 용매는 물, 메탄올, 아세토나이트릴(10:5:1 ~ 1:10:30 혼합비) 혼합용매를 사용하여 또다른 연노란색 침전물을 얻고 이를 정제하여 화합물 9 (65mg), 화합물 10 (25mg), 화합물 11(35mg)을 얻었다.
본 발명자들은 상기와 같은 과정에 따라 새싹귀리 추출물로부터 유래된 다양한 화합물을 검출하였다.
이 때, 상기 화합물 중에서 귀리 종자에는 함유되지 않거나 미량인 11종의 화합물이 새싹 귀리에는 함유되어 있음을 확인하였다. 상기 11종의 새싹귀리 유래 화합물을 동정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
화합물 번호 | 화합물명 | 화학구조 |
1 | 3-O-Feruloylquinic acid | |
2 | Isoorientin-6-β-D-xylopyranoside | |
3 | Vitexin 2``-O-rhamnoside | |
4 | Isoswertisin 2``-O-rhamnoside | |
5 | Isovitexin 2``-O-arabinoside | |
6 | Avenafuranol | |
7 | Avenacoside B | |
8 | Avenacoside A | |
9 | Diosgenoside | |
10 | 26-degluco avenacoside B | |
11 | 26-deglucoavenacoside A |
도 1은 귀리 종자가 함유한 화합물과 새싹귀리 추출물이 함유한 화합물을 분석하여, 귀리종자에 미함유되거나 미량 함유된 11종의 화합물이 새싹귀리 추출물에 포함되어 있음을 확인한 결과를 나타내었다.
실시예 2: 새싹귀리 추출물의 인지기능 개선 효능 평가(in vitro)
실시예 2-1:새싹귀리 추출물 처리의 뇌신경세포에 대한 세포독성 측정
본 발명자들은 새싹귀리 추출물이 뇌신경세포에 미치는 세포 독성을 평가하고자 하였다.
뇌신경세포 HA 세포를 구입하여 10% FBS(fetal bovine serum) 및 1% 항생제(antibiotics; 페니실린 100 U/ml 및 스테렙토마이신 0.1 mg/ml)을 첨가한 astrocyte growth medium 배지를 이용하여 37℃에서 5% CO2(95% air) 조건 하에 배양하였다. 상기 배양된 뇌신경세포에 상기 실시예 1의 추출물을 25, 50, 100, 200μg/mL로 24시간 처리하고, MTT(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) 용액을 가한 후, 37℃에서 4시간 동안 반응시킨 다음, DMSO를 가하여 상기 세포에서 생성된 포르마잔을 용해시킨 후, 570 nm에서 흡광도를 측정하는 방식으로 세포생존율을 측정하였다.
상기와 같은 과정의 MTT assay를 통해 새싹귀리 추출물의 농도별 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 도 2에 나타내었다. 도 2에서 보듯이, 새싹귀리 추출물의 경우 100 ㎍/㎖를 처리하는 경우에도 세포 생존률(Cell viability)이 저하되지 않고 뇌신경세포가 활발히 증식하는 것을 확인하였다. 그에 따라, 본 발명의 새싹귀리 추출물은 뇌신경세포에 대한 세포 독성이 나타나지 않고 안정성이 있음을 입증하였다.
실시예 2-2: 새싹귀리 추출물의 아밀로이드 베타 및 타우 단백질 억제능 확인
상기 배양된 뇌신경세포 HA 세포주에 LPS로 신경독성을 유도 후 OSE 추출물 50 μg/mL로 24시간 처리하고 웨스턴 블랏팅(Western blotting)으로 베타아밀로이드 및 타우 단백질의 발현레벨을 확인하였다.
상기 웨스턴 블랏팅 결과를 통해, 본 발명의 새싹귀리 추출물이 치매 유발 단백질인 아밀로이드 베타, 타우 단백질을 농도 의존적으로 억제함을 확인하였다(도 3).
실시예 3: 새싹귀리 함유 아베나코사이드 A의 인지기능 개선 효능 평가(invitro)
실시예 3-1:새싹귀리 유래 아베나코사이드 A의 뇌신경세포에 대한 세포독성 측정
뇌신경세포 HA 세포에 10% FBS(fetal bovine serum) 및 1% 항생제(antibiotics; 페니실린 100 U/ml 및 스테렙토마이신 0.1 mg/ml)을 첨가한 DMEM(Dulbecco's modified eagle medium) 배지를 이용하여 37℃에서 5% CO2(95% air) 조건 하에 배양하였다. 상기 배양된 뇌신경세포 HA 세포주에 아베나코사이드 A를 10, 20, 및 40μg/mL로 24시간 처리하고, MTT(3-(4,5-Dimethylthiazol-2-yl)-2,5-Diphenyltetrazolium Bromide) 용액을 가한 후, 37℃에서 4시간 동안 반응시킨 다음, DMSO를 가하여 상기 세포에서 생성된 포르마잔을 용해시킨 후, 570 nm에서 흡광도를 측정하는 방식으로 세포생존율을 측정하였다.
그 결과, 상기와 같은 과정의 MTT assay를 통해 새싹귀리 유래 아베나코사이드 A의 농도별 뇌신경세포 독성을 확인한 결과를 도 4에 나타내었다. 도 4에서 보듯이, 새싹귀리 추출물의 경우 40 ㎍/㎖를 처리하는 경우에도 세포 생존률(Cell viability)이 크게 저하되지 않는 것을 확인하였다. 그에 따라, 본 발명의 새싹귀리 유래 화합물 아베나코사이드 A는 뇌신경세포에 대한 세포 독성이 나타나지 않고 안정성이 있음을 입증하였다.
실시예 3-2:새싹귀리 유래 아베나코사이드 A의 아밀로이드 베타 및 타우 단백질 억제능 확인
상기 배양된 뇌신경세포 HA 세포주에 LPS로 신경독성을 유도후 아베나코사이드 A 20 μg/mL로 24시간 처리하고 웨스턴 블랏팅으로 베타아밀로이드 및 타우 단백질의 발현레벨을 확인하였다.
그 결과, 새싹귀리 함유 화합물들의 아밀로이드 베타 및 타우 단백질에 대한 억제 효과를 확인하였으며, 특히 아베나코사이드 A를 처리한 경우의 아밀로이드 베타 및 타우 단백질 억제 활성이 현저히 높은 것으로 확인하였다(도 5).
이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (8)
- 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 인지기능 장애는 치매인 것인, 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 아밀로이드 베타 억제능 또는 타우 단백질 억제능을 나타내는 것인, 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 새싹귀리 추출물은 물, 주정, 메탄올, 에탄올 및 이들의 혼합 용매로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 용매로 추출하여 수득한 것인, 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 화합물은 3-O-페룰로일퀴닉산(3-O-Feruloylquinic acid), 이소오리엔틴-6-β-D-자일로피라노사이드(Isoorientin-6-β-D-xylopyranoside), 비텍신 2``-O-람노시드(Vitexin 2``-O-rhamnoside), 이소스웨르티신 2``-O-람노시드(Isoswertisin 2``-O-rhamnoside), 이소비텍신2``-O-아라비노사이드 (Isovitexin 2``-O-arabinoside), 아베나퓨라놀(Avenafuranol), 아베나코사이드 B (Avenacoside B), 아베나코사이드 A(Avenacoside A), 디오스제노사이드(Diosgenoside), 26-디글루코 아베나코사이드 B(26-degluco avenacoside B), 26-디글루코아베나코사이드 A(26-deglucoavenacoside A) 및 이들의 조합으로부터 구성된 군으로부터 선택되는 화합물인 것인, 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함하는 것인, 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 약학 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 인지기능 장애의 예방 또는 치료 방법.
- 새싹귀리 추출물 또는 이로부터 분리된 화합물을 포함하는 인지기능 개선용 식품 조성물.
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