KR20240112124A - Corn-derived arabinoxylan, pharmaceutical composition for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome containing the same, and method for preparing the same - Google Patents

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KR20240112124A
KR20240112124A KR1020230004316A KR20230004316A KR20240112124A KR 20240112124 A KR20240112124 A KR 20240112124A KR 1020230004316 A KR1020230004316 A KR 1020230004316A KR 20230004316 A KR20230004316 A KR 20230004316A KR 20240112124 A KR20240112124 A KR 20240112124A
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노양국
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    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
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    • C08B37/0057Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid beta-D-Xylans, i.e. xylosaccharide, e.g. arabinoxylan, arabinofuronan, pentosans; (beta-1,3)(beta-1,4)-D-Xylans, e.g. rhodymenans; Hemicellulose; Derivatives thereof
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Abstract

본 발명은 옥수수로부터 분리한 생물학적 활성이 뛰어난 고순도의 아라비노자일란(arabinoxylan), 이를 유효성분으로 함유하는 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 예방, 치료 또는 개선용 조성물 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to high-purity arabinoxylan isolated from corn and having excellent biological activity, a composition for preventing, treating or improving inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome containing the same as an active ingredient, and a method for producing the same. will be.

Description

옥수수 유래 아라비노자일란, 이를 포함하는 염증성장질환 또는 과민성 장 증후군의 치료 또는 예방용 약학 조성물 및 이의 제조 방법{Corn-derived arabinoxylan, pharmaceutical composition for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome containing the same, and method for preparing the same}Corn-derived arabinoxylan, pharmaceutical composition for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome containing the same, and method for producing the same {Corn-derived arabinoxylan, pharmaceutical composition for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome containing the same, and method for preparing the same}

본 발명은 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 치료 또는 예방용 약학 조성물에 관한 것이다. 즉, 본 발명은 특정 물질의 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군 치료 또는 예방용 의약 또는 건강기능식품용 용도에 관한 것이다. 본 발명은 또한 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 치료 또는 예방에 유용한 물질을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 옥수수로부터 유래한 특정 구조의 아라비노자일란 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a pharmaceutical composition for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome. That is, the present invention relates to the use of a specific substance as a medicine or health functional food for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome. The present invention also relates to methods of preparing substances useful for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome. The present invention also relates to arabinoxylan of a specific structure derived from corn and a method for producing the same.

염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD)은 궤양성대장염(ulcerative colitis, UC)과 크론병(Crohn's disease, CD)으로 대표된다. 그러나, 염증성장질환은 아직 병리기작이 명확히 밝혀져 있지 않고 있으며, 질병이 진행되는 동안 악화와 호전 상태가 반복되고 나중에는 협착이나 천공과 같은 심각한 합병증이 발생하므로 희귀난치성질환으로 분류되고 있다. 세계적으로 염증성장질환의 유병률은 증가 추세이고 서구보다는 아시아 국가에서의 증가율이 더 높다. Inflammatory bowel disease (IBD) is represented by ulcerative colitis (UC) and Crohn's disease (CD). However, the pathological mechanism of inflammatory bowel disease has not yet been clearly identified, and as the disease progresses, worsening and improving states occur repeatedly, and serious complications such as stenosis and perforation occur later, so it is classified as a rare and incurable disease. The prevalence of inflammatory bowel disease is increasing worldwide, and the rate of increase is higher in Asian countries than in the West.

염증성장질환 환자의 점막 생검은 염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokine), 케모카인(chemokine) 및 세포간 부착 분자(ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule 1))의 발현 증가 및 점액(mucous) 손실을 나타내고, 상피세포간의 밀착연접(tight junction) 손상 또는 붕괴를 보여준다. Mucosal biopsies from patients with inflammatory bowel disease show increased expression of pro-inflammatory cytokines, chemokines, and intercellular adhesion molecules (ICAM-1 (Intercellular Adhesion Molecule 1)) and loss of mucus. It shows damage or disruption of tight junctions between epithelial cells.

염증성장질환의 최근 치료 목표로 대두되고 있는 것은 점막 치유(mucosal healing)이다. 염증성장질환 환자의 가장 큰 특징은 대장의 뮤신(mucin) 생성이 저하되어 있다는 점이다. 점막 층의 부재로 인해 세균이 장상피세포로 직접 도달하게 되고 이것들이 심각한 염증 반응을 일으킨다. 근본적인 장 기능 개선을 위해서는 점막 생성이 회복되어야 하고, 장상피세포간의 tight junction의 견고성도 매우 중요하다. 따라서 최근 점막 생성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러므로 IBD 치료와 건강한 장 기능을 유지하기 위해서는 염증 억제와 점액층의 정상적 회복, 장상피세포의 tight junction 견고성 회복이 제대로 이루어져야 한다. Mucosal healing is an emerging treatment goal for inflammatory bowel disease. The biggest characteristic of patients with inflammatory bowel disease is that mucin production in the large intestine is reduced. The absence of the mucosal layer allows bacteria to reach the intestinal epithelial cells directly, where they cause a severe inflammatory response. To fundamentally improve intestinal function, mucous membrane production must be restored, and the tight junction between intestinal epithelial cells is also very important. Therefore, research on mucosal production has been actively conducted recently. Therefore, in order to treat IBD and maintain healthy intestinal function, it is necessary to properly suppress inflammation, restore normal mucus layer, and restore the tight junction tightness of intestinal epithelial cells.

한편 과민성 장증후군(irritable bowel syndrome, IBS)은 장관의 기질적 이상 없이 만성적인 복통 또는 복부 불편감, 배변 장애를 동반하는 기능성 장 질환이다. 소화기 증상을 주소로 방문하는 환자의 28%가 과민성 장증후군으로 진단될 만큼 흔한 질환으로, 증상으로는 주로 배변 장애, 복통, 복부팽만감, 대변 내 점액 등이 있으며 소화기 증상 이외에도 두통, 월경불순, 배뇨장애, 불안, 초조, 우울 등이 잘 동반된다. 이러한 증상은 특정 음식 섭취나 스트레스에 의해 악화되는 경향을 보인다. 과민성 장증후군의 명확한 원인은 아직 밝혀진 것이 없으며, 대장의 운동이상, 감각이상, 뇌-장관 상호작용, 감염 후에도 지속되는 저 등급 염증, 면역체계 이상, 장내 미생물 무리의 변화, 유전 소인, 정신사회적 요인 등이 제시되고 있다. Meanwhile, irritable bowel syndrome (IBS) is a functional bowel disease that is accompanied by chronic abdominal pain, abdominal discomfort, and defecation problems without any organic abnormalities in the intestinal tract. Irritable Bowel Syndrome is a common disease in which 28% of patients who visit with digestive symptoms are diagnosed with irritable bowel syndrome. Symptoms mainly include bowel problems, abdominal pain, bloating, and mucus in the stool. In addition to digestive symptoms, it also includes headaches, menstrual irregularities, and urination. It is often accompanied by disability, anxiety, nervousness, and depression. These symptoms tend to get worse when eating certain foods or under stress. The exact cause of irritable bowel syndrome has not yet been identified, and it includes colonic motor abnormalities, sensory abnormalities, brain-intestinal interactions, low-grade inflammation that persists after infection, immune system abnormalities, changes in the intestinal microbial population, genetic predisposition, and psychosocial factors. etc. are presented.

현재 염증성장질환 및/또는 과민성 장증후군 치료에 사용되는 대표적인 약제로는 5-aminosalicyic acid, 부신피질호르몬제(corticosteroid), 면역조절제(immunomodulator), 종양괴사인자 억제제 (anti-tumor necrosis factor-α agent, anti TNF-α) 등이 있다. 이들은 서로 다른 작용 기전을 통해 효과를 나타내기 때문에 임상 지침에 따라 단계적으로 사용되고 있으나 병리기작이 불분명한 이유 등으로 근본적 치료법은 확립되어 있지 않다. 뿐만 아니라 이러한 대증요법을 위한 약제들은 효과가 제한적이거나, 다양한 부작용이 보고되고 있다. Representative drugs currently used to treat inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome include 5-aminosalicyic acid, corticosteroid, immunomodulator, and anti-tumor necrosis factor-α agent. , anti TNF-α), etc. Because they are effective through different mechanisms of action, they are being used step by step according to clinical guidelines, but the fundamental treatment method has not been established due to unclear pathological mechanisms. In addition, these drugs for symptomatic treatment have limited effectiveness or have been reported to have various side effects.

예를 들어 프로스타글란딘(prostaglandins)의 생성을 차단하는 5-아미노살리실산(5-aminosalicylic acid; 5-ASA) 계통 약물인 설파살라진은 복부 허실(fullness), 두통, 발진, 간질환, 백혈구감소증, 무과립구증, 남성 불임 등과 같은 부작용을 일으키기 쉽다. 부신피질호르몬제(corticosteroid)의 경우, 단기적인 효과는 인정받고 있지만, 장기적인 예후를 향상시킬 수는 없다. 또한 부신피질호르몬제는 유도된 감염성 질환, 2차 부신피질 부전증, 소화성 궤양, 당뇨병, 정신장애, 스테로이드성 신장병 등과 같은 부작용의 측면에서 단지 급성인 경우에만 사용되어야 하는 한계가 있다. 종양괴사인자 억제제인 anti TNF-α 제제는 궤양성대장염의 병인으로 중요한 역할을 한다고 알려진 TNF-α를 효과적으로 억제하여 기존에 치료되지 않던 크론병의 치료 또는 증상의 경감에도 효과적이라고 알려졌다. 그러나, 이러한 치료법은 비용이 많이 들고, 일부 환자에게서는 수액 반응 또는 전염성 합병증과 같은 부작용이 야기된다. 따라서, 염증성장질환 및/또는 과민성 장증후군을 치료하기 위해서는 부작용이 없는 다른 치료제가 필요하다.For example, sulfasalazine, a 5-aminosalicylic acid (5-ASA) drug that blocks the production of prostaglandins, causes abdominal fullness, headache, rash, liver disease, leukopenia, agranulocytosis, and male It is easy to cause side effects such as infertility. In the case of corticosteroids, their short-term effectiveness is recognized, but they cannot improve long-term prognosis. In addition, corticosteroids have limitations in that they should only be used in acute cases in terms of side effects such as induced infectious diseases, secondary adrenocortical insufficiency, peptic ulcers, diabetes, mental disorders, and steroid nephropathy. Anti-TNF-α agents, which are tumor necrosis factor inhibitors, are known to be effective in treating or relieving symptoms of previously untreated Crohn's disease by effectively inhibiting TNF-α, which is known to play an important role in the pathogenesis of ulcerative colitis. However, these treatments are expensive and cause side effects such as fluid reactions or infectious complications in some patients. Therefore, to treat inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome, other treatments without side effects are needed.

한편, 아라비노자일란(arabinoxylan)은 식물에서 유래되는 다당체 (polysaccharide)의 한 종류로 식물 세포벽의 주요한 물질 중의 하나인 헤미셀룰로오스(hemicellulose)로부터 추출된 생물학적 활성이 있는 다당체이다. 아라비노자일란(arabinoxylan)은 옥수수, 호밀, 보리, 귀리, 수수, 밀, 쌀 등 많은 곡물의 주로 외층(겨)과 전분성 배유(밀가루)에서 발견된다. 아라비노자일란(arabinoxylan)의 발생과 구조는 곡물마다 다르며, 구조적 이질성(heterogeneity) 특성은 아라비노자일란(arabinoxylan) 조직 위치에 따라 다르다. 곡물가공 부산물은 아라비노자일란(arabinoxylan)의 값싸고 풍부한 공급원이며, 열수, 화학 및 효소 처리와 같은 다양한 추출 방법이 있다. Meanwhile, arabinoxylan is a type of polysaccharide derived from plants and is a biologically active polysaccharide extracted from hemicellulose, one of the main substances in plant cell walls. Arabinoxylan is found primarily in the outer layer (bran) and starchy endosperm (flour) of many grains, including corn, rye, barley, oats, sorghum, wheat, and rice. The occurrence and structure of arabinoxylan vary among grains, and structural heterogeneity characteristics vary depending on the location of arabinoxylan tissue. Grain processing by-products are a cheap and abundant source of arabinoxylan, and there are various extraction methods such as hydrothermal, chemical and enzymatic treatments.

거대 분자인 아라비노자일란은 다양한 (추출) 조건(온도, 사용용매, 효소), 다양한 소재(옥수수, 밀, 보리 등) 등에 따라 다양한 분자량, 당 조성비 등 특이적인 성질을 가질 수 있다. 즉, 이러한 아라비노자일란은 분자량, 당의 조성비 등에 따라 활성이 다를 수 있다.Arabinoxylan, a macromolecule, can have specific properties such as various molecular weights and sugar composition ratios depending on various (extraction) conditions (temperature, solvent used, enzymes) and various materials (corn, wheat, barley, etc.). In other words, the activity of these arabinoxylans may vary depending on molecular weight, sugar composition, etc.

대한민국 공개특허공보 제10-2007-0076231호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0076231

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 염증성장질환 및/또는 과민성 장증후군의 치료 또는 예방에 유용하면서도 부작용이 거의 없는 약학 또는 기능성식품 조성물을 제공하는 것이다. Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a pharmaceutical or functional food composition that is useful for treating or preventing inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome and has few side effects.

즉, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 염증성장질환 및/또는 과민성 장증후군의 치료 또는 예방에 유용하면서도 부작용이 거의 없는 새로운 약효 성분을 제공하는 것이다. That is, the problem to be solved by the present invention is to provide a new medicinal ingredient that is useful for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome and has few side effects.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 또한 염증성장질환 및/또는 과민성 장증후군의 치료 또는 예방에 유용하면서도 부작용이 거의 없는 새로운 약효 성분인 옥수수 유래 아라비노자일란 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is also to provide a new medicinal ingredient, corn-derived arabinoxylan, which is useful for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome and has few side effects, and a method for producing the same.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 측면은 겔 침투 크로마토그래피 (Gel permeation chromatography)로 분자량 측정 시 70-90 kDa이고, 아라비노스 및 자일로스의 함량이 35 중량% 이상이며, 주쇄에 자일란을 포함하고, 측쇄에 아라비노스를 포함하는 다당류이고, 아라비노스는 말단에 4-메틸-글루콘산(4-O-Methyl-D-glucuronic Acid), 아세틸 페룰릭산(Acetyl ferulic acid) 또는 육탄당이 연결된 것을 특징으로 하는, 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 제공한다.In order to solve the above problem, one aspect of the present invention is that the molecular weight is 70-90 kDa when measured by gel permeation chromatography, the content of arabinose and xylose is 35% by weight or more, and xylan is added to the main chain. It is a polysaccharide containing arabinose in the side chain, and arabinose is linked to 4-O-Methyl-D-glucuronic Acid, Acetyl ferulic acid, or hexose at the end. Provides corn-derived arabinoxylan, characterized in that:

본 발명의 다른 측면은 이러한 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 유효성분으로 포함하는, 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD) 및/또는 과민성 장증후군(Irritable bowel syndrome, IBS), 바람직하게는 염증성장질환의 치료 또는 예방용 약학 또는 기능성식품 조성물을 제공한다. Another aspect of the present invention is to treat inflammatory bowel disease (IBD) and/or irritable bowel syndrome (IBS), preferably inflammation, comprising corn-derived arabinoxylan as an active ingredient. A pharmaceutical or functional food composition for the treatment or prevention of growth diseases is provided.

본 발명자들은 옥수수로부터 분리한 고순도 아라비노자일란(arabinoxylan) 또는 이러한 아라비노자일란을 고함량으로 포함하는 분리물 또는 추출물이 DSS(Dextran sodium sulfate) 유도 대장염에서 대장염 치료 또는 예방 효과를 나타내며, 염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines) 생성을 억제하고, 뮤신 분비를 촉진하며, 장 상피 세포의 tight junction 강화 등의 다기능 효과를 가지는 것을 확인하여 본 발명을 완성하였다. The present inventors have found that high-purity arabinoxylan isolated from corn, or isolates or extracts containing a high content of arabinoxylan, exhibits a colitis treatment or prevention effect in DSS (dextran sodium sulfate)-induced colitis, and inflammatory cytokines. The present invention was completed by confirming that it has multifunctional effects such as suppressing the production of pro-inflammatory cytokines, promoting mucin secretion, and strengthening the tight junction of intestinal epithelial cells.

본 발명의 아라비노자일란(arabinoxylan)은 세포독성이 없으며, 장내세포의 proliferation을 향상시키고, NO 생성억제, iNOS 발현 억제, Mucin 생성 촉진, 장세포의 proliferation 향상 등을 통해 대장염 등의 염증성장질환 진행을 억제하는 특성을 가지는 것으로 생각되나, 본 발명은 이러한 이론적 기전에 한정되는 것은 아니다. The arabinoxylan of the present invention has no cytotoxicity, improves proliferation of intestinal cells, and inhibits NO production, inhibits iNOS expression, promotes Mucin production, and improves proliferation of intestinal cells, thereby preventing inflammatory bowel diseases such as colitis. It is thought to have the property of suppressing, but the present invention is not limited to this theoretical mechanism.

본 발명의 아라비노자일란(arabinoxylan)은 옥수수 다당에서 유래하였으며, 본 발명의 바람직한 일 양태에서, 아라비노자일란은 아라비노스(arabinose) 및 자일로스(xylose)의 함량이 15 중량% 이상이고, 더욱 바람직하게는 아라비노스 및 자일로스의 함량이 35 중량% 이상이며, 가장 바람직하게는 아라비노스 및 자일로스의 함량이 65 중량% 이상이다.The arabinoxylan of the present invention is derived from corn polysaccharide, and in a preferred embodiment of the present invention, the arabinoxylan has an arabinose and xylose content of 15% by weight or more, and more preferably Preferably, the arabinose and xylose content is 35% by weight or more, and most preferably, the arabinose and xylose content is 65% by weight or more.

본 발명의 아라비노자일란(arabinoxylan)은 주쇄에 자일란을 포함하고, 측쇄에 아라비노스를 포함하는 다당류이며, 바람직하게는 자일로스가 1→4 결합으로 연결된 자일란을 주쇄로 포함하며, 또한 상기 자일로스의 C3위치에서 연결된 하나의 측쇄 또는 C2 및 C3 위치에서 연결된 두 개의 측쇄를 포함하고, 상기 측쇄는 아라비노스를 포함한다. 이 때, 상기 아라비노스는 말단에 4-메틸-글루콘산(4-O-Methyl-D-glucuronic Acid), 아세틸 페룰릭산(Acetyl ferulic acid)또는 육탄당이 연결된 것이 바람직하다.Arabinoxylan of the present invention is a polysaccharide containing xylan in the main chain and arabinose in the side chain, and preferably contains xylan linked to xylose in a 1→4 bond as the main chain, and the xylose It contains one side chain connected at the C3 position or two side chains connected at the C2 and C3 positions, and the side chain includes arabinose. At this time, the arabinose preferably has 4-O-Methyl-D-glucuronic Acid, Acetyl ferulic acid, or hexose attached to the terminal.

본 발명에 있어, "고함량으로"란 조성물 총 중량 대비 옥수수 유래 아라비노자일란이 20 중량% 이상, 바람직하게는 30 중량% 이상, 더 바람직하게는 40 중량% 이상, 더욱 더 바람직하게는 50 중량% 이상, 가장 바람직하게는 60 중량% 이상 포함되어 있는 것을 의미한다. In the present invention, "high content" means 20% by weight or more of corn-derived arabinoxylan, preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and even more preferably 50% by weight, relative to the total weight of the composition. % or more, most preferably 60% by weight or more.

본 발명에 따른 상기 조성물은 약학 조성물, 건강기능성식품 조성물, 사료 조성물 등일 수 있다. The composition according to the present invention may be a pharmaceutical composition, health functional food composition, feed composition, etc.

본 발명의 일 양태에서, 상기 염증성장질환은 궤양성대장염(ulcerative colitis, UC) 또는 크론병(Crohn's disease, CD)이다. In one aspect of the present invention, the inflammatory bowel disease is ulcerative colitis (UC) or Crohn's disease (CD).

본 발명의 일 양태에서, 본 발명의 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD) 및/또는 과민성 장증후군(Irritable bowel syndrome, IBS)의 치료 또는 예방용 조성물에 포함되는 아라비노자일란은 In one aspect of the present invention, arabinoxylan included in the composition for treating or preventing inflammatory bowel disease (IBD) and/or irritable bowel syndrome (IBS) of the present invention is

(S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계;(S1) immersing corn in a weak acid aqueous solution;

(S2) 옥수수 침지액을 농축하고, 여기에 에탄올을 첨가하는 단계;(S2) Concentrating the corn steeping liquid and adding ethanol thereto;

(S3) S2 단계의 혼합액을 원심분리하여 침전물을 회수하는 단계;(S3) recovering the precipitate by centrifuging the mixed solution of step S2;

(S4) S3 단계의 침전물에 에탄올 수용액을 가하고 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및 (S4) adding an aqueous ethanol solution to the precipitate from step S3 and centrifuging to recover the supernatant; and

(S5) S4 단계의 상등액 또는 이의 농축액을 분자량 또는 크기에 따라 분획하는 단계를 포함하는 제조 방법으로 제조된다. (S5) It is prepared by a production method including the step of fractionating the supernatant of step S4 or its concentrate according to molecular weight or size.

바람직하게, 상기 제조 방법에 있어 약산으로는 개미산, 아세트산, 벤조산, 옥살산, 불산, 아질산, 아황산, 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. Preferably, in the above production method, any one or more selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, hydrofluoric acid, nitrous acid, sulfurous acid, and phosphoric acid can be used as the weak acid.

상기 제조 방법에 있어, (S1) 옥수수를 약산 수용액, 바람직하게는 아황산 수용액으로 침지하는 단계는 0.1-0.5 중량%, 바람직하게는 0.1-0.3 중량%의 이산화황이 물에 용해된 수용액을 이용하는 것이 바람직하다. In the above production method, (S1) the step of immersing corn in a weak acid aqueous solution, preferably an aqueous sulfurous acid solution, preferably uses an aqueous solution in which 0.1-0.5% by weight, preferably 0.1-0.3% by weight, of sulfur dioxide is dissolved in water. do.

본 발명의 바람직한 일 양태에 있어, 상기 (S5) 단계의 분획은 gel permeation chromatography (GPC)로 분자량이 60-100 kDa, 더욱 바람직하게는 70-90 kDa인 다당 분획을 회수하는 것이다. In a preferred embodiment of the present invention, the fractionation in step (S5) is to recover a polysaccharide fraction with a molecular weight of 60-100 kDa, more preferably 70-90 kDa, by gel permeation chromatography (GPC).

본 발명의 바람직한 양태에 있어, 본 발명에 따른 조성물에 포함되는 아라비노자일란은 분자량이 60-100 kDa, 바림직하게는 70-90 kDa인 아라비노자일란이다. In a preferred embodiment of the present invention, the arabinoxylan included in the composition according to the present invention is an arabinoxylan with a molecular weight of 60-100 kDa, preferably 70-90 kDa.

본 발명의 일 양태는 또한, One aspect of the present invention also includes,

(S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계;(S1) immersing corn in a weak acid aqueous solution;

(S2) 옥수수 침지액을 농축하고, 여기에 에탄올을 첨가하는 단계;(S2) Concentrating the corn steeping liquid and adding ethanol thereto;

(S3) S2 단계의 혼합액을 원심분리하여 침전물을 회수하는 단계;(S3) recovering the precipitate by centrifuging the mixed solution of step S2;

(S4) S3 단계의 침전물에 에탄올 수용액을 가하고 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및 (S4) adding an aqueous ethanol solution to the precipitate from step S3 and centrifuging to recover the supernatant; and

(S5) S4 단계의 상등액 또는 이의 농축액을 분자량 또는 크기에 따라 분획하는 단계를 포함하는,(S5) comprising the step of fractionating the supernatant of step S4 or its concentrate according to molecular weight or size,

옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 유효성분으로 포함하는, 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD) 또는 과민성 장증후군(Irritable bowel syndrome, IBS)의 치료 또는 예방용 조성물의 제조 방법을 제공한다. A method for producing a composition for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease (IBD) or irritable bowel syndrome (IBS) containing corn-derived arabinoxylan as an active ingredient is provided.

바람직하게, 상기 제조 방법은 선택적으로 (S6) 분획으로 얻어진 옥수수 유래 아라비노자일란을 약학적으로 허용 가능한 첨가제와 혼합하는 단계를 포함한다. Preferably, the production method optionally includes the step of mixing corn-derived arabinoxylan obtained in fraction (S6) with a pharmaceutically acceptable additive.

본 발명의 일 양태는 또한, 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 치료, 개선 또는 예방이 필요한 개체에게, 본 발명에 따른 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이러한 아라비노자일란이 고함량으로 포함된 분리물 또는 추출물의 치료적으로 또는 예방학적으로 유효한 투여량을 투여하는 것을 포함하는 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 치료 또는 예방 방법을 제공한다. One aspect of the present invention also provides, to individuals in need of treatment, improvement or prevention of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome, corn-derived arabinoxylan according to the present invention or an isolate containing such arabinoxylan in a high content. Alternatively, a method for treating or preventing inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome is provided, comprising administering a therapeutically or prophylactically effective dose of the extract.

식품 조성물food composition

본 발명의 상기 식품이란 건강보조식품, 건강기능식품, 기능성 식품, 운동 보조제 등이나 이에 제한되는 것은 아니며, 천연식품, 가공식품, 일반적인 식자재 등에 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan) 또는 이의 고함량 추출물을 첨가한 것도 포함된다.The food of the present invention refers to health supplements, health functional foods, functional foods, exercise supplements, etc., but is not limited thereto, and includes natural foods, processed foods, general food ingredients, etc. using corn-derived arabinoxylan or a high-grade product thereof. This includes addition of content extract.

본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 포함하는 식품 조성물은, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품조성물과 함께 사용될 수 있으며, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방 또는 건강 유지 목적)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 식품 또는 음료의 제조시에 원료에 대하여 0.1 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 50 중량%의 양으로 첨가할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 30 중량%의 양으로 첨가할 수 있다.The food composition containing corn-derived arabinoxylan of the present invention can be added as is or used together with other foods or food compositions, and can be used appropriately according to conventional methods. The mixing amount of the active ingredient can be appropriately determined depending on the purpose of use (prevention or health maintenance purpose). In general, the corn-derived arabinoxylan of the present invention can be added in an amount of 0.1 to 90% by weight, preferably 0.1 to 50% by weight, based on the raw materials when producing food or beverages, and more preferably. Can be added in an amount of 0.01 to 30% by weight.

상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이의 고함량 추출물을 유효성분으로 포함하는 식품 조성물은 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제의 형태로 이용될 수 있다. 이들 제제는 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다.There are no special restrictions on the types of foods above. The food composition containing corn-derived arabinoxylan or a high-content extract thereof as an active ingredient can be used in the form of preparations for oral administration such as tablets, hard or soft capsules, solutions, suspensions, etc. These preparations can be prepared using acceptable conventional carriers, for example, in the case of preparations for oral administration, excipients, binders, disintegrants, lubricants, solubilizers, suspending agents, preservatives or extenders.

사료 및 동물 기능성 사료 조성물Feed and animal functional feed compositions

본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이의 고함량 추출물을 유효성분으로 포함하는 사료 조성물은 통상적인 사료와 함께 배식할 수 있으며, 본 발명의 사료 조성물을 통상적인 사료 조성물에 첨가하여 기능성 사료 조성물을 제조하여 이용할 수도 있다.The feed composition containing corn-derived arabinoxylan or a high-content extract thereof of the present invention as an active ingredient can be fed together with conventional feed, and a functional feed composition is prepared by adding the feed composition of the present invention to a conventional feed composition. You can also use it.

또한 본 발명의 사료 조성물은 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란 외 기능성 성분을 추가로 포함할 수도 있다. 상기 통상적인 사료 조성물과 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란이 혼합된 기능성 사료 조성물의 제조 시, 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란은 총 사료 조성물에 대하여 0.1 내지 90 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 50 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 사료 조성물의 상기 옥수수 유래 아라비노자일란의 유효용량은 상기 식품 조성물의 유효 용량에 준해서 사용할 수 있으나, 지속적인 장 건강 예방 및 치료를 목적으로 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.In addition, the feed composition of the present invention may further include functional ingredients other than the corn-derived arabinoxylan of the present invention. When preparing a functional feed composition in which the conventional feed composition and the corn-derived arabinoxylan of the present invention are mixed, the corn-derived arabinoxylan of the present invention is used in an amount of 0.1 to 90% by weight, preferably 0.1 to 50%, based on the total feed composition. It can be added in an amount of weight percent. The effective dose of corn-derived arabinoxylan in the feed composition can be used in accordance with the effective dose of the food composition, but in the case of long-term intake for the purpose of continuous intestinal health prevention and treatment, it may be below the above range, and the active ingredient Since there is no problem in terms of safety, it can be used in amounts above the above range.

본 발명의 사료 조성물은 가축 또는 가금을 대상으로 한다. 가정 내에서 사육 가능한 인간 이외의 포유 동물 또는 조류이면 본 발명의 사료 조성물의 대상이라 할 것이다.The feed composition of the present invention is intended for livestock or poultry. Any mammal or bird other than a human that can be raised at home can be said to be the subject of the feed composition of the present invention.

약학 조성물pharmaceutical composition

본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이의 고함량 추출물을 포함하는 약학 조성물은 앞서 언급한 바와 같은 예방 및 치료를 가진다. 본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이의 고함량 추출물을 포함하는 약학 조성물은 장관의 염증, 내독소에 대한 노출, 유해균 등으로 인한 장관 조직의 손상으로 인한 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물일 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 상기 본 발명의 옥수수 유래 다당을 0.01 내지 90 중량% 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 80 중량% 포함할 수 있다. 그러나 이는 투약자의 필요에 따라 증감할 수 있으며, 식생활, 영양 상태, 병의 진행 정도, 비만의 정도 등 상황에 따라 적절히 증감할 수 있다.The pharmaceutical composition containing corn-derived arabinoxylan or a high-content extract thereof of the present invention has the prevention and treatment properties mentioned above. The pharmaceutical composition containing corn-derived arabinoxylan or a high-content extract thereof of the present invention may be a pharmaceutical composition for the prevention and treatment of diseases caused by intestinal inflammation, exposure to endotoxin, damage to intestinal tissue due to harmful bacteria, etc. there is. The pharmaceutical composition of the present invention may contain 0.01 to 90% by weight, preferably 0.1 to 80% by weight, of the corn-derived polysaccharide of the present invention. However, this can be increased or decreased depending on the needs of the administering agent, and can be appropriately increased or decreased depending on circumstances such as diet, nutritional status, disease progression, and degree of obesity.

본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여가 가능하며 일반적인 의약품 제제의 형태로 사용될 수 있다. 바람직한 약제학적 제제는 정제, 경질 또는 연질 캅셀제, 액제, 현탁제 등과 같은 경구투여용 제제가 있으며 이들 약제학적 제제는 약제학적으로 허용 가능한 통상의 담체, 예를 들어 경구투여용 제제의 경우에는 부형제, 결합제, 붕해제, 활택제, 가용화제, 현탁화제, 보존제 또는 증량제 등을 사용하여 조제할 수 있다.The pharmaceutical composition of the present invention can be administered orally or parenterally and can be used in the form of a general pharmaceutical preparation. Preferred pharmaceutical preparations include preparations for oral administration such as tablets, hard or soft capsules, solutions, suspensions, etc. These pharmaceutical preparations contain conventional pharmaceutically acceptable carriers, for example, in the case of preparations for oral administration, excipients, It can be prepared using binders, disintegrants, lubricants, solubilizers, suspending agents, preservatives, or extenders.

본 발명의 옥수수 유래 아라비노자일란 또는 이의 고함량 추출물을 포함하는 약학 조성물의 투여 용량은 환자의 상태, 연령, 성별, 합병증 등의 다양한 요인에 따라 전문가에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 일반적으로는 성인 1kg당 아라비노자일란의 함량을 기준으로 0.1㎎ 내지 10g, 바람직하게는 10 mg 내지 5g의 용량으로 투여될 수 있다. 또, 단위 제형당 상기 약학적 조성물의 1일 용량 또는 이의 1/2, 1/3 또는 1/4의 용량이 함유되도록 하며, 하루 1 내지 6 회 투여될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.The administration dose of the pharmaceutical composition containing corn-derived arabinoxylan or a high-content extract thereof of the present invention may be determined by an expert depending on various factors such as the patient's condition, age, gender, and complications. For example, it can generally be administered in a dose of 0.1 mg to 10 g, preferably 10 mg to 5 g, based on the arabinoxylan content per 1 kg of an adult. In addition, each unit dosage form contains the daily dose of the pharmaceutical composition or 1/2, 1/3 or 1/4 thereof, and can be administered 1 to 6 times a day. However, in the case of long-term intake for the purpose of health and hygiene or health control, the amount may be below the above range, and the active ingredient may be used in amounts above the above range because there is no problem in terms of safety.

본 발명의 일 측면은 또한, One aspect of the present invention is also,

(S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계;(S1) immersing corn in a weak acid aqueous solution;

(S2) 옥수수 침지액을 농축하고, 여기에 에탄올을 첨가하는 단계;(S2) Concentrating the corn steeping liquid and adding ethanol thereto;

(S3) S2 단계의 혼합액을 원심분리하여 침전물을 회수하는 단계;(S3) recovering the precipitate by centrifuging the mixed solution of step S2;

(S4) S3 단계의 침전물에 에탄올 수용액을 가하고 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및 (S4) adding an aqueous ethanol solution to the precipitate from step S3 and centrifuging to recover the supernatant; and

(S5) S4 단계의 상등액 또는 이의 농축액을 분자량 또는 크기에 따라 분획하는 단계를 포함하는,(S5) comprising the step of fractionating the supernatant of step S4 or its concentrate according to molecular weight or size,

염증성장질환 또는 과민성 장증후군의 치료 또는 예방에 유용한 아라비노자일란을 제조하는 방법을 제공한다.A method for producing arabinoxylan useful for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome is provided.

바람직하게, 상기 방법에 있어 약산으로는 개미산, 아세트산, 벤조산, 옥살산, 불산, 아질산, 아황산, 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. Preferably, in the above method, any one or more selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, hydrofluoric acid, nitrous acid, sulfurous acid, and phosphoric acid can be used as the weak acid.

바람직한 일 양태에 있어, 상기 (S1) 옥수수를 약산 수용액, 바람직하게는, 아황산 수용액으로 침지하는 단계는 0.1-0.5 중량%, 바람직하게는 0.1-0.3 중량%의 이산화황이 물에 용해된 아황산 수용액을 이용한다. In a preferred embodiment, the step (S1) of immersing the corn in a weak acid aqueous solution, preferably an aqueous sulfurous acid solution, involves using an aqueous sulfurous acid solution in which 0.1-0.5% by weight, preferably 0.1-0.3% by weight, of sulfur dioxide is dissolved in water. Use it.

바람직하게, 상기 옥수수로는 종자(seed) 부분이 이용된다. Preferably, the seed part of the corn is used.

바람직한 일 양태에 있어, 상기 (S1)의 침지는 12-72 시간, 바람직하게는 24-60 시간 수행된다.In a preferred embodiment, the soaking of (S1) is carried out for 12-72 hours, preferably 24-60 hours.

본 발명의 일 양태에 있어, 상기 (S2) 단계의 에탄올은 농축액 부피 대비 2-6배의 에탄올이 첨가된다. In one aspect of the present invention, 2-6 times the amount of ethanol in step (S2) is added compared to the volume of the concentrate.

본 발명의 일 양태에 있어, 상기 (S4) 단계의 에탄올 수용액은 에탄올:물의 부피비가 1:1 (에탄올:물) 내지 3:1인 에탄올 수용액을 이용할 수 있다.In one aspect of the present invention, the ethanol aqueous solution in step (S4) may be an ethanol aqueous solution having an ethanol:water volume ratio of 1:1 (ethanol:water) to 3:1.

본 발명의 일 양태에 있어, 상기 (S5) 단계의 분획은 gel permeation chromatography (GPC)로 분자량이 60-100 kDa, 바람직하게는 70-90 kDa인 다당 분획을 회수하는 방법으로 얻어진 분획이다.In one aspect of the present invention, the fraction in step (S5) is a fraction obtained by recovering a polysaccharide fraction with a molecular weight of 60-100 kDa, preferably 70-90 kDa, using gel permeation chromatography (GPC).

본 발명에 따른 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan) 또는 이의 고함량 함유 추출물 또는 분리물은 염증 활성 지표 인자들의 활성 및 발현을 감소시키고, 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD), 과민성 장 증후군(Irritable bowel syndrome, IBS)의 질병활성도를 개선시키는 효과를 나타내어, 염증성장질환 및/또는 과민성 장 증후군의 예방 및 치료용 조성물의 유효성분으로 유용하게 사용될 수 있다.Corn-derived arabinoxylan or extracts or isolates containing high content thereof according to the present invention reduces the activity and expression of inflammatory activity indicator factors and prevents inflammatory bowel disease (IBD) and irritable bowel syndrome (Irritable Bowel Disease). It has the effect of improving the disease activity of bowel syndrome (IBS) and can be usefully used as an active ingredient in compositions for the prevention and treatment of inflammatory bowel disease and/or irritable bowel syndrome.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일 양태(들)를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 옥수수로부터 아라비노자일란(arabinoxylan) 함유 획분 또는 고순도의 아라비노자일란(arabinoxylan)분리 정제하는 공정을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 양태들인 MCP-AX1 및 MCP-AX2의 분자량 분포를 측정한 결과이다.
도 3은 실시예 9의 DSS-induced colitis model 실험 스케줄이다.
도 4는 옥수수 다당획분 투여 후 각 그룹별 체중의 변화와 disease activity index (DAI) 변화를 보여주는 그래프들이다.
도 5는 옥수수 다당획분 투여 후 DSS유도 대장염 모델 대장길이 평가 결과이다.
도 6은 각 실험군의 대장의 조직학적 변화 차이를 비교한 사진 결과이다.
도 7은 본 발명에 따른 옥수수 유래 아라비노자일란의 구조를 나타낸 개략도이다.
The following drawings attached to this specification illustrate a preferred aspect(s) of the present invention, and serve to further understand the technical idea of the present invention along with the contents of the above-described invention, so the present invention is shown in such drawings. The interpretation should not be limited to only the stated matters.
Figure 1 schematically shows a process for separating and purifying arabinoxylan-containing fractions or high-purity arabinoxylan from corn.
Figure 2 shows the results of measuring the molecular weight distribution of MCP-AX1 and MCP-AX2, which are embodiments of the present invention.
Figure 3 is the DSS-induced colitis model experiment schedule of Example 9.
Figure 4 is a graph showing the change in body weight and disease activity index (DAI) for each group after administration of corn polysaccharide fraction.
Figure 5 shows the results of evaluation of colon length in a DSS-induced colitis model after administration of corn polysaccharide fraction.
Figure 6 is a photographic result comparing the differences in histological changes in the large intestine of each experimental group.
Figure 7 is a schematic diagram showing the structure of corn-derived arabinoxylan according to the present invention.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예 등을 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 본 발명이 속한 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, to aid understanding of the present invention, it will be described in detail through examples. However, the embodiments according to the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following embodiments. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those with average knowledge in the field to which the present invention pertains.

실시예 1: 옥수수 유래 다당(polysaccharide)의 분리 Example 1: Isolation of corn-derived polysaccharide

옥수수 종자를 아황산 수용액(0.3% 이산화황을 함유)에 60시간 동안 침지하였다. 아황산은 옥수수의 배유 (endosperm)에서 전분(starch)과 불용성단백질이 분리되어 침전되고, 용해된 당이 젖산으로 전환되게 함으로써 pH를 4 이하로 낮추어 준다. 이때 발생한 침지액을 옥수수 침지액(Corn steep liquor, CSL)라 명명하였다. Corn seeds were soaked in an aqueous sulfurous acid solution (containing 0.3% sulfur dioxide) for 60 hours. Sulfurous acid separates starch and insoluble proteins from the endosperm of corn and precipitates them, and converts dissolved sugars into lactic acid, lowering the pH to below 4. The steeping liquid generated at this time was named corn steep liquor (CSL).

옥수수 침지액(Corn steep liquor, CSL)을 최종 농도 20 Brix가 되도록 농축하고 최종 부피의 4배 에탄올을 첨가하여 하룻밤 방치하였다. 이후, 원심분리기(6000 rpm, 30 min, 4 ℃)를 이용하여 침전물을 회수하였다. 상기 침전물을 MCP라 명명하였다. Corn steep liquor (CSL) was concentrated to a final concentration of 20 Brix, 4 times the final volume of ethanol was added, and left overnight. Afterwards, the precipitate was recovered using a centrifuge (6000 rpm, 30 min, 4°C). The precipitate was named MCP.

이후, 상기 MCP을 다시 증류수(DIW): 에탄올을 1:2 부피비로 혼합한 용액을 이용하여 침전시킨 후, 원심분리기(6000 rpm, 30 min, 4 ℃)를 이용하여 침전물 및 상등액 회수를 2번 반복하였다. 이후 회수된 상등액을 회전 감압 농축 장치를 이용하여 재차 20 Brix로 농축한 후, 회수하였다. 회수된 농축물을 이하 MCP-AX로 명명하였다. 그리고 남은 침전물을 MCP-G이라 명명하였다. Afterwards, the MCP was again precipitated using a solution of distilled water (DIW) and ethanol mixed at a volume ratio of 1:2, and then the precipitate and supernatant were recovered twice using a centrifuge (6000 rpm, 30 min, 4°C). I repeated. Afterwards, the recovered supernatant was again concentrated to 20 Brix using a rotary vacuum concentrator and then recovered. The recovered concentrate was hereinafter named MCP-AX. And the remaining precipitate was named MCP-G.

MCP-G에 존재하는 다당에서 고분자 다당을 추출하기 위해 다시 물과 에탄올의 비율을 1:2로 제조하여 MCP-GS와 MCP-GP로 분획하였다. In order to extract high molecular weight polysaccharides from the polysaccharides present in MCP-G, water and ethanol were prepared at a ratio of 1:2 and fractionated into MCP-GS and MCP-GP.

실시예 2: MCP, MCP-G, MCP-GS, MCP-AX, MCP-AX1, 및 MCP-AX2의 구성당 분석Example 2: Per-member analysis of MCP, MCP-G, MCP-GS, MCP-AX, MCP-AX1, and MCP-AX2

구성당 분석은 Albersheim 등(Jones TM, Albersheim P. A gas chromatographic method for the determination of aldose and uronic acid constituents of plant cell wall Polysaccharides. Plant Physiol. 49: 926-936(1972)) 의 방법을 응용하여 수행하였다. 각 다당 시료, 즉, 분획물들을 가수분해한 후 각 구성 당들을 alditol acetate로 유도체화 하여 GC (Gas Chromatography)를 이용하여 분석하였다. Constituent sugar analysis was performed by applying the method of Albersheim et al. (Jones TM, Albersheim P. A gas chromatographic method for the determination of aldose and uronic acid constituents of plant cell wall Polysaccharides. Plant Physiol. 49: 926-936 (1972)) did. After hydrolyzing each polysaccharide sample, that is, the fractions, each constituent sugar was derivatized with alditol acetate and analyzed using GC (Gas Chromatography).

구체적으로는 먼저 앞선 실시예 1 및 후술하는 실시예 3에서 얻은 MCP, MCP-G, MCP-GS, MCP-AX, MCP-AX1, MCP-AX2 다당 분획물인 다당 시료를 2 M TFA (trifluoroacetic acid) 중에서 121 ℃, 1.5시간 동안 반응시켜 가수분해하였다. 이후, 상기 가수분해물을 1 mL의 1 M NH4OH (Ammonia solution)에 용해하여 10 mg의 NaBH4로 4시간 환원시켰다. 그리고 Acetic acid를 적당량 가하여 잔존 NaBH4를 제거한 후, methanol을 가하며 반복 건조함으로써 과량으로 가해진 acetic acid를 제거하여 각 구성당에 상당하는 alditol로 전환하였다. 이후 각각의 alditol에 1 mL의 acetic anhydride를 가하여 121 ℃에서 30분 동안 반응시켜 alditol acetate로 전환시켰으며 이를 chloroform/H2O 2상 용매계로 분리하여 추출하고, 추출물은 건조 후 소량의 acetone에 용해하여 GC 분석용 시료로 사용하였다. Alditol acetate 유도체의 GC분석 조건은 표 1과 같으며, 각 구성당의 mole%는 각 유도체의 피크(peak) 면적, 분자량 및 FID (Flame ionization detector)에 대한 molecular response factor를 각각 산출하여 계산하였다. Specifically, first, the polysaccharide sample, which is the MCP, MCP-G, MCP-GS, MCP-AX, MCP-AX1, MCP-AX2 polysaccharide fraction obtained in Example 1 and Example 3 described later, was treated with 2 M TFA (trifluoroacetic acid). It was hydrolyzed by reacting at 121°C for 1.5 hours. Afterwards, the hydrolyzate was dissolved in 1 mL of 1 M NH 4 OH (Ammonia solution) and reduced with 10 mg of NaBH 4 for 4 hours. Then, an appropriate amount of acetic acid was added to remove the remaining NaBH 4 , and then methanol was added and repeated drying was performed to remove the excess acetic acid and convert it into alditol corresponding to each constituent sugar. Afterwards, 1 mL of acetic anhydride was added to each alditol and reacted at 121°C for 30 minutes to convert it into alditol acetate. This was separated and extracted using a chloroform/H 2 O two-phase solvent system, and the extract was dried and dissolved in a small amount of acetone. It was used as a sample for GC analysis. The GC analysis conditions for alditol acetate derivatives are shown in Table 1, and the mole% for each component was calculated by calculating the peak area, molecular weight, and molecular response factor for FID (Flame ionization detector) of each derivative.

옥수수로부터 분리한 조다당 분획분들의 화학적 조성 및 구성당 분석 결과를 하기 표 2에 나타내었다. The chemical composition and sugar analysis results of the crude polysaccharide fraction isolated from corn are shown in Table 2 below.

먼저, 옥수수 침지액(Corn steep liquor, CSL)으로부터 분리한 조다당인 MCP의 화학적 조성을 분석한 결과 중성당 70.7%, 산성당 0.9% 및 단백질 28.4%이 검출되는 특성을 보였다. 또한, MCP를 가수분해하여 alditol acetate 유도체로 전환하여 구성당을 분석한 결과, MCP는 글루코스(glucose) (46.8%), 아라비노스 (arabinose) (11.7%), 자일로스(xylose) (7.0%)가 높은 비율로 함유하고 있었으며, 그 외 만노스(mannose)와 갈락토스(galactose)가 미량 검출되었다. MCP에는 고도로 분지된 Phytoglycogen (alpha-glucan, arabinoxylan)과 미량의 pectin 물질이 혼합되어 존재하는 조다당임을 확인하였다. First, as a result of analyzing the chemical composition of MCP, a crude polysaccharide isolated from corn steep liquor (CSL), 70.7% of neutral sugar, 0.9% of acidic sugar, and 28.4% of protein were detected. In addition, MCP was hydrolyzed and converted to an alditol acetate derivative, and the sugars were analyzed. As a result, MCP was glucose (46.8%), arabinose (11.7%), and xylose (7.0%). It contained a high proportion, and trace amounts of mannose and galactose were detected. It was confirmed that MCP is a crude polysaccharide in which highly branched phytoglycogen (alpha-glucan, arabinoxylan) and trace amounts of pectin are mixed.

50% 에탄올 처리에서 얻어진 상등액 획분인 MCP-AX의 화학적 특성을 살펴본 결과, MCP-AX의 경우 주로 중성당 81.0%, 산성당 9.5% 및 단백질 9.5%로 구성되어 있었다. 한편, 식물에서 Pectin 유래의 rhamnogalacturonan II가 존재할 경우 검출되는 KDO 물질은 함유하고 있지 않았다. 또한 MCP-AX의 구성당을 분석한 결과 글루코스 (33.5%), 아라비노스 (22.3%), 자일로스 (14.3%)로 구성되어 있었으며, 미량의 갈락토스와 만노스가 검출되었다. As a result of examining the chemical properties of MCP-AX, a supernatant fraction obtained from 50% ethanol treatment, MCP-AX was mainly composed of 81.0% neutral sugar, 9.5% acidic sugar, and 9.5% protein. Meanwhile, it did not contain the KDO substance that is detected when rhamnogalacturonan II derived from Pectin is present in plants. In addition, analysis of the constituent sugars of MCP-AX showed that it was composed of glucose (33.5%), arabinose (22.3%), and xylose (14.3%), and trace amounts of galactose and mannose were detected.

MCP-AX1에 대하여 일반 화학 특성을 알기 위하여 그 구성당을 분석하였다. 그 결과, MCP-AX1은 주로 중성당 88.9%, 산성당 9%로 구성되어 있었으며, 식물추출물에서 검출되는 단백질 및 KDO물질은 소량 함유하고 있었다. 한편 MCP-AX1, MCP-AX2를 가수분해하여 alditol acetate 유도체로 전환하고 구성당을 분석한 결과, MCP-AX1은 arabinose와 xylose를 각각 37.9%, 29.8%의 높은 비율로 함유하고 있었으며, 그 외 glucose와 uronic acid 및 기타 구성당을 소량 함유하고 있었다.To determine the general chemical properties of MCP-AX1, its constituent sugars were analyzed. As a result, MCP-AX1 was mainly composed of 88.9% neutral sugars and 9% acidic sugars, and contained small amounts of proteins and KDO substances detected in plant extracts. Meanwhile, MCP-AX1 and MCP-AX2 were hydrolyzed and converted into alditol acetate derivatives and their constituent sugars were analyzed. As a result, MCP-AX1 contained arabinose and xylose in high proportions of 37.9% and 29.8%, respectively, and other glucose It contained small amounts of uronic acid and other constituent sugars.

이러한 결과는 MCP-AX1이 옥수수에 존재하는 세포벽 다당 중 hemicellulose의 한 종류인 아라비노자일란(arabinoxylan)을 높은 비율로 함유하고 있음을 의미한다. 위와 같은 방법으로 MCP-GS도 구성당을 분석하였다. These results mean that MCP-AX1 contains a high proportion of arabinoxylan, a type of hemicellulose, among the cell wall polysaccharides present in corn. MCP-GS was also analyzed for its constituent sugars using the same method as above.

실시예 3: 옥수수 아라비노자일란 MCP-AX의 정제Example 3: Purification of corn arabinoxylan MCP-AX

상기 실시예 1에서 수득한 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan) MCP-AX의 활성구조를 규명하기 위하여, 하기 공정에 따라 옥수수 아라비노자일란(arabinoxylan)의 정제를 수행하였다. 먼저, 증류수(DIW): 에탄올을 1:2부피비로 혼합한 용액을 이용하여 분리한 상등액의 동결건조물인 MCP-AX 획분을 소량 물에 용해하고, 이를 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5)로 평형화된 Sephadex G-100 column (4×120 cm)을 이용하여, gel permeation chromatography (GPC)를 수행하여 정제하였다. GPC 결과 얻어진 용출액은 5 mL씩 120개의 획분으로 분획하였다. 각 획분은 중성당 및 단백질 함량 분석실험을 거쳐 회수하여, 분자량이 80 kDa인 다당 분획물 MCP-AX1, 분자량이 4 kDa인 MCP-AX2을 수득하였다. 이후 회수된 분획물을 투석하여 분자량 기준에 부합하지 않는 물질들을 제거하였고, 이후 회전감압 농축장치를 이용하여 재차농축한 후, 동결건조하여 상기 동결건조물을 회수하였다. 회수된 동결건조물을 시험에 이용하였다.In order to identify the active structure of MCP-AX, the corn-derived arabinoxylan obtained in Example 1, corn arabinoxylan was purified according to the following process. First, the MCP-AX fraction, which is a freeze-dried product of the supernatant separated using a solution of distilled water (DIW) and ethanol in a 1:2 volume ratio, was dissolved in a small amount of water and equilibrated with 50 mM ammonium formate buffer (pH 5.5). It was purified by gel permeation chromatography (GPC) using a Sephadex G-100 column (4 × 120 cm). The eluate obtained as a result of GPC was fractionated into 120 fractions of 5 mL each. Each fraction was recovered through analysis of neutral sugar and protein content, and polysaccharide fraction MCP-AX1 with a molecular weight of 80 kDa and MCP-AX2 with a molecular weight of 4 kDa were obtained. The recovered fraction was then dialyzed to remove substances that did not meet the molecular weight standards, and then concentrated again using a rotary vacuum concentrator, and then lyophilized to recover the freeze-dried product. The recovered freeze-dried material was used for testing.

실시예 4-1: MCP-AX1 및 MCP-AX2의 분자량 분포 측정Example 4-1: Measurement of molecular weight distribution of MCP-AX1 and MCP-AX2

옥수수 침지액(Corn steep liquor, CSL)에서 정제한 MCP-AX의 분자량 분포 측정을 위해 superdex 200 GL 칼럼을 이용하여 HPLC(High performance liquid chromatography)를 수행하였다. MCP-AX의 분자량 분포를 확인한 결과, MCP에 비해 MCP-AX는 대부분 아라비노자일란(arabinoxylan)이 높은 비율로 함유되어 있었다. MCP-AX1의 분자량은 대략 80kda이었고, MCP-AX2는 4kda이었다(도 2).High performance liquid chromatography (HPLC) was performed using a superdex 200 GL column to measure the molecular weight distribution of MCP-AX purified from corn steep liquor (CSL). As a result of checking the molecular weight distribution of MCP-AX, it was found that MCP-AX mostly contained a high proportion of arabinoxylan compared to MCP. The molecular weight of MCP-AX1 was approximately 80 kda, and that of MCP-AX2 was 4 kda (Figure 2).

실시예 4-2: MCP-AX1의 Methylation analysis에 의한 구조 및 결합위치 결정Example 4-2: Determination of structure and binding position of MCP-AX1 by methylation analysis

가장 뛰어난 활성을 나타낸 MCP-AX1의 구조를 분석하기 위해, Hakomori 방법(Hakomori, 1964)을 일부 변형하여 다당 시료의 결합위치 결정을 위한 methylation analysis를 실시하였다. 동결건조된 다당 시료 1 mg에 1 mL의 무수 DMSO (dimethylsulfoxide)를 가해 용해시켰다. 이후, 실험실에서 NaOH와 DMSO로 합성한 methylsulfinyl carbanion (MSCA)을 500 μL씩 가하여 4시간 동안 반응시켰다. 다당이 완전하게 polyalkoxide로 전환될 수 있도록 필요한 경우 MSCA를 수차례 반복하여 첨가하였고 그 잔존량은 triphenylmethane으로 확인하였다. Methyl화 다당은 Sep-Pak C18 cartridge (Waters Associates, Milford, MA, USA)를 이용하여 여러 단계에 거쳐 회수하였다. Methyl화된 시료는 2 M TFA를 1 mL을 가하여 121 ℃, 90분간 반응시켜 가수분해 후 건조하였다. 그 후, 환원과정 및 acetyl화 과정을 통해 partially methylated alditol acetate로 전환하였다. 이를 2상 용매계(chloroform, H2O)로 분리, 추출하여 acetone에 용해시켜 GC 및 GC-MS로 분석하였다. GC 분석은 capillary column (SP-2380, 0.25 mm×30 m, 0.2 μm film thickness; Supelco, Bellefonte, USA)이 장착된 gas chromatography (ACME6100, Young-Lin Co., Ltd., Anyang, Korea)를 사용하여 수행하였다. GC 분석 시 최적온도 조건 [60 ℃ (1 min), 60℃→180℃ (30/min), 180℃→250℃(1.5/min), 250 ℃ (5 min)]에서 splitless injection mode (1/20)로 분석하였으며, 이때 carrier gas (N2)의 flow rate는 1.5 mL/min로 조정하였다. 한편 GC-MS는 SP-2380 capillary column을 장착한 Agilent 6890N GC system과 5973N mass spectrophotometer (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA)를 이용하여 GC 분석과 동일한 최적온도 조건에서 splitless injection mode (He flow rate: 1.5 mL/min)로 분석하였다. Methyl화된 시료의 유도체는 GC-MS에 의한 fragment ion 분석과 GC의 상대 보유 시간을 조합하여 동정하였으며 각 peak의 mole%는 peak의 면적 및 분자응답계수로부터 환산하였다(Sweet 등, 1975). In order to analyze the structure of MCP-AX1, which showed the highest activity, methylation analysis was performed to determine the binding site of the polysaccharide sample by partially modifying the Hakomori method (Hakomori, 1964). 1 mL of anhydrous DMSO (dimethylsulfoxide) was added to 1 mg of the freeze-dried polysaccharide sample and dissolved. Afterwards, 500 μL of methylsulfinyl carbanion (MSCA), synthesized in the laboratory using NaOH and DMSO, was added and reacted for 4 hours. If necessary, MSCA was added repeatedly several times to ensure that the polysaccharide was completely converted to polyalkoxide, and the remaining amount was checked with triphenylmethane. Methylated polysaccharide was recovered through several steps using a Sep-Pak C18 cartridge (Waters Associates, Milford, MA, USA). The methylated sample was hydrolyzed by adding 1 mL of 2 M TFA and reacting at 121°C for 90 minutes, followed by drying. Afterwards, it was converted to partially methylated alditol acetate through a reduction process and acetylation process. This was separated and extracted using a two-phase solvent system (chloroform, H 2 O), dissolved in acetone, and analyzed by GC and GC-MS. GC analysis used gas chromatography (ACME6100, Young-Lin Co., Ltd., Anyang, Korea) equipped with a capillary column (SP-2380, 0.25 mm × 30 m, 0.2 μm film thickness; Supelco, Bellefonte, USA). It was carried out. Splitless injection mode (1/) under optimal temperature conditions for GC analysis [60 ℃ (1 min), 60 ℃ → 180 ℃ (30/min), 180 ℃ → 250 ℃ (1.5/min), 250 ℃ (5 min)] 20), and the flow rate of carrier gas (N 2 ) was adjusted to 1.5 mL/min. Meanwhile, GC-MS was performed in splitless injection mode (He flow rate) under the same optimal temperature conditions as GC analysis using an Agilent 6890N GC system equipped with a SP-2380 capillary column and a 5973N mass spectrophotometer (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, USA). : 1.5 mL/min). Derivatives of methylated samples were identified by combining fragment ion analysis by GC-MS and relative retention time of GC, and the mole% of each peak was converted from the peak area and molecular response coefficient (Sweet et al., 1975).

이를 통해 MCP-AX1가 특정 구조의 아라비노자일란이라는 것을 확인하였다. 구체적으로 MCP-AX1는 총 8 종의 당쇄가 결합에 참여하고 있었으며 아라비노스 결합 및 자일로스 결합이 높은 비율로 확인되었다. 특히, 아라비노스 잔기의 경우 terminal-Araf가 높은 비율(12.2%)로 검출되었는데 이러한 사실은 비환원성 말단에 존재하는 아라비노스(arabinose)가 많으며, 따라서 측쇄(side chain)에 아라비노스(arabinose)가 고도로 분지된 형태임을 추정할 수 있었다. 2-linked-Araf및 5-linked-Araf가 높은 비율로 존재하는 사실로부터 아라비노스로 이루어진 측쇄는 1→2결합, 1→5결합으로 연결된 형태로 비환원 말단을 구성하는 것으로 추정되었다. 자일로스 잔기의 경우 4-linked Xylp와 3,4-branched Xylp, 2,3,4-branched Xylp가 높은 비율로 검출되는 특이한 양상을 보였다. 이러한 결과로부터 MCP-AX1의 주쇄(main chain)가 (1→4) 결합의 자일란(xylan) 형태로 존재하며, 자일로스(xylose)의 C3위치에서 다시 한가닥의 측쇄가 뻗어져 나가거나 C2 및 C3위치에서 동시에 두가닥의 측쇄로 뻗어져 나갈 것으로 예상된다. 따라서 MCP-AX1의 면역활성은 고도로 분지된 arabinoxylan에 기인하는 것으로 판단되었다.Through this, it was confirmed that MCP-AX1 is an arabinoxylan with a specific structure. Specifically, in MCP-AX1, a total of 8 types of sugar chains participated in the binding, and arabinose binding and xylose binding were confirmed at a high rate. In particular, in the case of arabinose residues, terminal-Araf was detected at a high rate (12.2%). This fact indicates that there is a lot of arabinose present at the non-reducing terminal, and therefore arabinose is present in the side chain. It could be assumed that it was highly branched. From the fact that 2-linked-Araf and 5-linked-Araf exist in high proportions, it was assumed that the side chain made of arabinose constitutes the non-reducing end in the form of 1 → 2 bond and 1 → 5 bond. In the case of xylose residues, 4-linked Xylp, 3,4-branched Xylp, and 2,3,4-branched Xylp were detected at high rates. From these results, it can be seen that the main chain of MCP-AX1 exists in the form of xylan with a (1→4) bond, and a single side chain extends from the C3 position of xylose or C2 and C3. It is expected to extend into two side chains at the same location. Therefore, the immune activity of MCP-AX1 was determined to be due to highly branched arabinoxylan.

실시예 5: 옥수수 아라비노자일란(arabinoxylan) 획분의 항염증 효과 분석Example 5: Analysis of anti-inflammatory effect of corn arabinoxylan fraction

상기 실시예 1에서 수득한 다당획분의 항염증 효과를 평가하였다. RAW 264.7 뮤린 대식세포(RAW 264.7 murine macrophage cell)를 이용하여 일산화질소(nitric oxide, NO) 생성 저해 활성을 측정하였다. 또한, 상기 시험 물질의 세포독성을 평가하기 위해 MTT(Dimethylthiazaolyl diphenyltetrazolium salt) assay를 수행하였다.The anti-inflammatory effect of the polysaccharide fraction obtained in Example 1 was evaluated. Nitric oxide (NO) production inhibitory activity was measured using RAW 264.7 murine macrophage cells. Additionally, MTT (Dimethylthiazaolyl diphenyltetrazolium salt) assay was performed to evaluate the cytotoxicity of the test substance.

실시예 5-1: 세포배양Example 5-1: Cell culture

RAW 264.7 뮤린 대식세포(RAW 264.7 murine macrophage cell)를 1% 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)과 10% 소태아 혈청(fetal bovine serum, FBS)이 함유된 DMEM 배지(dulbecco's modified eagle's medium, GIBCO, Grand Island, YY, USA)를 사용하여 37℃, 5% CO2 인큐베이터(incubator) 조건에서 배양하였다.RAW 264.7 murine macrophage cells were cultured in DMEM medium (dulbecco's modified eagle's medium, GIBCO, GIBCO) containing 1% penicillin-streptomycin and 10% fetal bovine serum (FBS). Grand Island, YY, USA) was used and cultured at 37°C and 5% CO 2 incubator conditions.

실시예 5-2: 옥수수 다당 획분의 NO 생성 저해 활성 측정 및 세포독성 평가Example 5-2: Measurement of NO production inhibitory activity and cytotoxicity evaluation of corn polysaccharide fraction

상기 실시 예 5-1에서 배양한 RAW 264.7 세포를 96well plate에 (1*105 cells/well, well당 100 μl )의 세포수가 되도록 분주하고, 37℃, 5% CO2 인큐베이터 조건하에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고, 인산완충식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS)로 세척한 후 1 ㎍/mL의 LPS(lipopolysaccharides)가 포함된 배지로 교환하였다. LPS가 포함된 배지로 교환한 후, 다당 분획물 시료를 각각 100 ㎍/mL, 200 ㎍/mL의 농도로 처리하고 24시간 동안 배양하였다. 24시간 동안 배양한 후, 생성된 NO의 양은 Greiss 시약(1% sulfanilamide, 0.1% naphthylethylenediamine in 2.5% phosphoric acid)을 사용하여 세포 배양액 중에 존재하는 NO2의 형태로 측정하였다. 96well 플레이트에 상기 24시간 동안 배양한 세포 배양액 100 ㎕와 Griess 시약 100 ㎕를 혼합하여 10분 동안 반응시킨 후 마이크로플레이트 리더기(microplate reader)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 생성된 NO의 양은 아질산나트륨(sodium nitrite, NaNO2)를 사용하여 검정 곡선을 작성한 후 비교하였다. The RAW 264.7 cells cultured in Example 5-1 were dispensed into a 96-well plate to have a cell number of (1*10 5 cells/well, 100 μl per well), and incubated for 24 hours under 37°C and 5% CO 2 incubator conditions. Cultured. After incubation, the medium was removed, washed with Phosphate Buffered Saline (PBS), and then replaced with medium containing 1 μg/mL LPS (lipopolysaccharides). After replacing the medium containing LPS, the polysaccharide fraction samples were treated at concentrations of 100 μg/mL and 200 μg/mL, respectively, and cultured for 24 hours. After culturing for 24 hours, the amount of NO produced was measured in the form of NO 2 present in the cell culture medium using Greiss reagent (1% sulfanilamide, 0.1% naphthylethylenediamine in 2.5% phosphoric acid). In a 96-well plate, 100 μl of the cell culture medium cultured for 24 hours and 100 μl of Griess reagent were mixed and reacted for 10 minutes, and then the absorbance was measured at 540 nm using a microplate reader. The amount of NO produced was compared after creating a calibration curve using sodium nitrite (NaNO 2 ).

한편, MTT 어세이를 위해 상기 NO 생성 저해 활성 실험에 사용하고 남은, 나머지 세포 배양액에 다당 획분을 각각 배지에 100 ㎍/mL, 200 ㎍/mL의 2배 농도로 희석하여 100 μl씩 처리하고 (최종 농도로 1X가 됨) 24시간 배양하였다 24시간 경과시에 상층액을 100 μl씩 옮겨 버린 후 MTT solution을 10 μl treat 처리하여 3시간 동안 배양하였다. 이후, SDS(sodium dodecyl sulfate)를 포함하는 MTT stopping solution을 100 μl씩 처리하여 배양함으로써 세포를 융해시키고 포르마잔(formazan)을 DMSO로 녹여 570nm에서 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 흡광도를 측정함으로써 세포독성을 평가하였다. 세포 독성은 하기 수학식에 의해 계산되었다.Meanwhile, for the MTT assay, the remaining cell culture fluid used in the NO production inhibition activity experiment was diluted with the polysaccharide fraction in the medium at a double concentration of 100 μg/mL and 200 μg/mL, respectively, and treated with 100 μl each ( The final concentration was 1X) and cultured for 24 hours. After 24 hours, 100 μl of the supernatant was transferred and discarded, treated with 10 μl of MTT solution, and cultured for 3 hours. Afterwards, cells were thawed by culturing with 100 μl of MTT stopping solution containing SDS (sodium dodecyl sulfate), formazan was dissolved in DMSO, and cytotoxicity was measured by measuring the absorbance using a microplate reader at 570 nm. evaluated. Cytotoxicity was calculated by the following equation.

세포 생존율(Cell viability, %)=(Asample/Acontrol)×100Cell viability (%)=(A sample /A control )×100

Asample 용매를 처리(시료 무첨가)한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after treatment with A sample solvent (no sample added)

Acontrol 시료를 처리한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after processing A control sample

옥수수 다당 획분의 NO 생성 저해 활성 측정 및 세포독성 평가결과를 하기 표 3에 종합하여 나타내었다. The NO production inhibitory activity measurement and cytotoxicity evaluation results of the corn polysaccharide fraction are summarized in Table 3 below.

아라비노자일란(arabinoxylan)이 주요 성분인 MCP-AX1 및 MCP-AX는 염증성 인자인 NO 생성 저해 활성 측정결과 강력한 염증유발인자인 LPS와 동시 투여했음에도 다른 다당획분과 달리 뛰어난 NO생성 억제효과를 나타내었다. 특히 MCP-AX1의 경우 세포 독성도 없을 뿐만 아니라, NO생성 억제율도 농도의존적으로 각각 33%, 44% 증가를 나타내어, 강력한 NO생성억제 효과가 있음을 확인하였다. As a result of measuring the inhibition activity of NO production, an inflammatory factor, MCP-AX1 and MCP-AX, whose main ingredient is arabinoxylan, showed an excellent NO production inhibition effect, unlike other polysaccharide fractions, even when administered simultaneously with LPS, a strong inflammatory factor. . In particular, in the case of MCP-AX1, not only was there no cytotoxicity, but the NO production inhibition rate also increased by 33% and 44%, respectively, in a concentration-dependent manner, confirming that it has a strong NO production inhibition effect.

실시예 6: 다당획분의 농도에 따른 TNF-α 및 iNOS 생성 저해 활성 측정Example 6: Measurement of TNF-α and iNOS production inhibitory activity according to the concentration of polysaccharide fraction

상기 실시예 5-1에서 배양한 RAW 264.7 세포를 12well plate에 1*106cells/well, well당 1ml의 세포수가 되도록 분주하고, 37℃, 5% CO2 인큐베이터 조건하에서 18시간 동안 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고, 인산완충식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS)로 세척한 후 1 ㎍/mL의 LPS(lipopolysaccharides)가 포함된 배지로 교환하였다. LPS가 포함된 배지로 교환한 후, 다당획분 시료를 200 ㎍/mL의 농도로 처리하고 24시간동안 배양하였다. TRIzol을 이용하여 cell을 lysis 시키고, BCP를 첨가하여 RNA를 상층액에 분리시키는 방법을 이용하여 RNA를 분리하였다. 이후, 1000 ng/μl 농도로 cDNA를 합성하였다. RT-PCR premix와 DEPC, Primer (Forward, Reverse), cDNA를 혼합한 후 Thermocycler를 이용하여 PCR을 진행하였다.The RAW 264.7 cells cultured in Example 5-1 were distributed in a 12-well plate at a cell count of 1*10 6 cells/well, 1 ml per well, and cultured for 18 hours under 37°C and 5% CO 2 incubator conditions. After incubation, the medium was removed, washed with Phosphate Buffered Saline (PBS), and then replaced with medium containing 1 μg/mL LPS (lipopolysaccharides). After replacing the medium containing LPS, the polysaccharide fraction sample was treated at a concentration of 200 μg/mL and cultured for 24 hours. Cells were lysed using TRIzol, and RNA was isolated by adding BCP to separate RNA into the supernatant. Afterwards, cDNA was synthesized at a concentration of 1000 ng/μl. After mixing RT-PCR premix, DEPC, Primer (Forward, Reverse), and cDNA, PCR was performed using a thermocycler.

GAPDH F 5' TCTCTGCTCCTCCCTGTTCC 3'GAPDH F 5' TCTCTGCTCCTCCCTGTTCC 3'

GAPDH R 5' TACGGCCAAATCCGTTCACA 3' GAPDH R 5' TACGGCCAAATCCGTTCACA 3'

iNOS F 5' CGAAACGCTTCACTTCCAA 3'iNOS F 5' CGAAACGCTTCACTTCCAA 3'

iNOS R 5' TGAGCCTATATTGCTGTGGCT 3'iNOS R 5' TGAGCCTATATGCTGTGGCT 3'

TNF-α F 5' TGCCTATGTCTCAGCCTCTT 3'TNF-α F 5' TGCCTATGTCTCAGCCTCTT 3'

TNF-α R 5' GAGGCCATTTGGGAACTTCT 3'TNF-α R 5' GAGGCCATTTGGGAACTTCT 3'

다당획분의 TNF-α, iNOS 생성 저해 활성 측정 결과를 하기 표 4에 종합하여 나타내었다.The results of measuring the TNF-α and iNOS production inhibitory activities of the polysaccharide fraction are summarized in Table 4 below.

염증성 인자인 TNF-α, iNOS의 유전자발현 저해 활성 정도를 대조군(control)인 LPS 처리군과 비교하여 분석하였다. 다당획분의 농도에 따른 TNF-α, iNOS 유전자발현 저해 활성을 측정한 결과, 세포 독성이 없는 농도 범위 내에서 농도 의존적으로 TNF-α, iNOS 유전자의 발현을 현저하게 감소함을 확인하였다. 특히 MCP-AX1의 경우 LPS와 동시 처리했음에도, 강력한 염증 인자인 TNF-α생성을 20% 이상 억제하였고, iNOS 유전자 발현도 13% 감소시키는 다기능 효능을 확인하였다. 이는 옥수수 유래 다른 다당성분 대비 매우 우수한 효과임을 확인할 수 있었다.The degree of inhibitory activity on gene expression of inflammatory factors TNF-α and iNOS was analyzed by comparing it with the LPS-treated group, which is the control group. As a result of measuring the inhibitory activity of TNF-α and iNOS gene expression according to the concentration of the polysaccharide fraction, it was confirmed that the expression of TNF-α and iNOS genes was significantly reduced in a concentration-dependent manner within the non-cytotoxic concentration range. In particular, in the case of MCP-AX1, multifunctional efficacy was confirmed by inhibiting the production of TNF-α, a powerful inflammatory factor, by more than 20% and reducing iNOS gene expression by 13% even when treated simultaneously with LPS. It was confirmed that this was a very superior effect compared to other polysaccharide components derived from corn.

실시예 7: 옥수수 다당획분이 장내 점액분비세포(LS 174T, a human intestinal goblet cell line)에 미치는 효과 평가Example 7: Evaluation of the effect of corn polysaccharide fraction on intestinal mucus secreting cells (LS 174T, a human intestinal goblet cell line)

실시예 7-1: 점액분비세포 (goblet cell) 배양 Example 7-1: Mucus secreting cell (goblet cell) culture

Human colon epithelial cell line인 LS174T cell을 mucin expression level을 확인하기 위해 사용하였다. LS 174T 세포는 10 % FBS, 100 unit/mL 페니실린, 100μg/mL streptomycin이 함유된 RPMI-1640에서 5% CO2-95% air 인큐베이터(incubator) 조건에서 배양하여 사용되었다.LS174T cells, a human colon epithelial cell line, were used to confirm mucin expression levels. LS 174T cells were used by culturing in RPMI-1640 containing 10% FBS, 100 unit/mL penicillin, and 100μg/mL streptomycin in a 5% CO 2 -95% air incubator condition.

실시예 7-2: 세포독성 평가(MTT assay)Example 7-2: Cytotoxicity evaluation (MTT assay)

상기 배양한 LS174T cell을 96well plate에 (3*105 cells/well, well당 100μl)의 세포수가 되도록 분주하고, 37 ℃, 5% CO2 인큐베이터 조건하에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고, 인산완충식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS)로 세척한 후 배지를 교환하였다. 그후, 분획물 시료를 각각 100 ㎍/mL의 농도로 처리하고 24시간 동안 배양하였다. 24시간 동안 배양한 후, 세포 배양액 상층액을 100μl씩 옮겨 버린 후 MTT solution을 10μl 처리하여 3시간 동안 배양하였다. 이후, SDS(sodium dodecyl sulfate)를 포함하는 MTT stopping solution을 100μl씩 처리하여 배양함으로써 세포를 융해시키고 포르마잔(formazan)을 DMSO로 녹여 570nm에서 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 흡광도를 측정함으로써 세포독성을 평가하였다. 세포 독성은 하기 수학식에 의해 계산되었다.The cultured LS174T cells were distributed to a 96-well plate to reach a cell number of (3*10 5 cells/well, 100 μl per well) and cultured for 24 hours at 37°C and 5% CO 2 incubator conditions. After incubation, the medium was removed, washed with Phosphate Buffered Saline (PBS), and the medium was exchanged. Afterwards, the fraction samples were each treated at a concentration of 100 μg/mL and incubated for 24 hours. After culturing for 24 hours, 100 μl of the cell culture supernatant was transferred and discarded, then treated with 10 μl of MTT solution and cultured for 3 hours. Afterwards, cells were lysed by culturing with 100 μl of MTT stopping solution containing SDS (sodium dodecyl sulfate), formazan was dissolved in DMSO, and cytotoxicity was evaluated by measuring the absorbance using a microplate reader at 570 nm. did. Cytotoxicity was calculated by the following equation.

세포 생존율(Cell viability, %)=(Asample/ Acontrol)X100Cell viability (%)=(A sample / A control )X100

Asample 용매를 처리(시료 무첨가)한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after treatment with A sample solvent (no sample added)

Acontrol 시료를 처리한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after processing A control sample

실시예 7-3: 장내 점액분비세포(LS174T cell line) MUC2 발현 정도(expression level) 평가 Example 7-3: Evaluation of MUC2 expression level in intestinal mucus secreting cells (LS174T cell line)

Human colon epithelial cell line인, LS174T cells을 mucin expression level을 확인하기 위해 사용하였다. 양성대조군으로 SCFA인 propionate를 사용하여 비교하였다. LS174T cells (3 x 104 cells/cm2, well 당 1mL)로 농도 100㎍/mL 다당 획분을 첨가한 12-well plate의 coverslip 상에서 37 ℃, 24시간 배양하였다. TRIzol을 이용하여 cell을 lysis 시키고, BCP를 첨가하여 RNA를 상층액에 분리시키는 방법을 이용하여 RNA를 분리하였다. 이후, 1000ng/μl 농도로 cDNA를 합성하였다. RT-PCR premix와 DEPC, Primer (Forward, Reverse), cDNA를 혼합한 후 Thermocycler를 이용하여 PCR을 진행하였다.LS174T cells, a human colon epithelial cell line, were used to confirm mucin expression levels. Propionate, a SCFA, was used as a positive control for comparison. LS174T cells ( 3 Cells were lysed using TRIzol, and RNA was isolated by adding BCP to separate RNA into the supernatant. Afterwards, cDNA was synthesized at a concentration of 1000ng/μl. After mixing RT-PCR premix, DEPC, Primer (Forward, Reverse), and cDNA, PCR was performed using a thermocycler.

GAPDH F: 5'-GACAGTCAGCCGCATCTTCT 3'GAPDH F: 5'-GACAGTCAGCCGCATCTTCT 3'

GAPDH R: 5'-GCGCCCAATACGACCAAATC 3'GAPDH R: 5'-GCGCCCAATACGACCAAATC 3'

MUC2 F: 5`- ACCCGCACTATGTCACCTTC-3`MUC2 F: 5`- ACCCGCACTATGTCACCTTTC-3`

MUC2 R: 5`- GGACAGGACACCTTGTCGTT-3`MUC2 R: 5`- GGACAGGACACCTTGTCGTT-3`

장내 점액분비세포(LS174T cell line) MUC2 발현 정도(expression level) 결과를 하기 표 5에 종합하여 나타내었다.The results of MUC2 expression level in intestinal mucus secreting cells (LS174T cell line) are summarized in Table 5 below.

그 결과 옥수수 다당 획분 중 아라비노자일란(arabinoxylan) 획분인 MCP-AX, MCP-AX1의 경우 뮤신 생성 관련 유전자 발현이 양성대조군인 propionate대비 각각 210%, 150% 가 증가함을 확인하였다.As a result, it was confirmed that in the case of MCP-AX and MCP-AX1, which are arabinoxylan fractions among corn polysaccharide fractions, the expression of genes related to mucin production increased by 210% and 150%, respectively, compared to propionate, a positive control.

실시예 8: 장 상피세포(Caco2, epithelial cells) tight junction에 미치는 영향Example 8: Effect on intestinal epithelial cells (Caco2, epithelial cells) tight junction

실시예 8-1: 장상피 세포(Caco2, epithelial cells) 배양 Example 8-1: Intestinal epithelial cells (Caco2, epithelial cells) culture

Human small intestine enterocyte cell line인, Caco2 세포를 tight junction protein level을 확인하기 위해 사용하였다. Caco2 세포는 1% 페니실린-스트렙토마이신(penicillin-streptomycin)과 10% 소태아혈청(fetal bovine serum, FBS)이 함유된 DMEM (Dulbecco Modified Eagle Medium, Cytiva, UT, USA)를 사용하여 37℃, 5% CO2 인큐베이터(incubator) 조건에서 배양하여 사용되었다.Caco2 cells, a human small intestine enterocyte cell line, were used to determine tight junction protein levels. Caco2 cells were cultured at 37°C for 5 days using DMEM (Dulbecco Modified Eagle Medium, Cytiva, UT, USA) containing 1% penicillin-streptomycin and 10% fetal bovine serum (FBS). It was used by culturing under % CO 2 incubator conditions.

실시예 8-2: 세포독성 평가(MTT assay)Example 8-2: Cytotoxicity evaluation (MTT assay)

상기 실시예 8-1에서 배양한 Caco2 cell을 96well plate에 plating (3*104 cells/cm2, well당 100 μl)의 세포수가 되도록 분주하고, 37 ℃, 5% CO2 인큐베이터 조건하에서 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고, 인산완충식염수(Phosphate Buffered Saline, PBS)로 세척한 후 배지를 교환하였다. 그후, Target concentration으로 만든 다당 획분 시료를 각각 100㎍/mL의 농도로 처리하고 24시간 동안 배양하였다. 24시간 동안 배양한 후, 세포 배양액 상층액을 100μl씩 옮겨 버린 후 MTT solution을 10μl treat 처리하여 3시간 동안 배양하였다. 이후, SDS(sodium dodecyl sulfate)를 포함하는 MTT stopping solution을 100 μl씩 처리하여 배양함으로써 세포를 융해시키고, 포르마잔(formazan)을 DMSO로 녹여 570nm에서 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 흡광도를 측정함으로써 세포독성을 평가하였다. 세포 독성은 하기 수학식에 의해 계산되었다The Caco2 cells cultured in Example 8-1 were plated on a 96-well plate (3*10 4 cells/cm 2 , 100 μl per well) and incubated for 24 hours under 37°C and 5% CO 2 incubator conditions. cultured for a while. After incubation, the medium was removed, washed with Phosphate Buffered Saline (PBS), and the medium was exchanged. Afterwards, the polysaccharide fraction samples prepared by target concentration were each treated at a concentration of 100 ㎍/mL and cultured for 24 hours. After culturing for 24 hours, 100 μl of the cell culture supernatant was transferred and discarded, treated with 10 μl of MTT solution, and cultured for 3 hours. Afterwards, cells were thawed by culturing with 100 μl of MTT stopping solution containing SDS (sodium dodecyl sulfate), formazan was dissolved in DMSO, and the absorbance was measured using a microplate reader at 570 nm to determine cytotoxicity. was evaluated. Cytotoxicity was calculated by the following equation:

세포 생존율(Cell viability, %)=(Asample/ Acontrol)X100Cell viability (%)=(A sample / A control )X100

Asample 용매를 처리(시료 무첨가)한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after treatment with A sample solvent (no sample added)

Acontrol 시료를 처리한 후 형성된 포르마잔의 흡광도Absorbance of formazan formed after processing A control sample

실시예 8-3: Tight junction protein (occludin) 발현 정도(expression level) 평가Example 8-3: Evaluation of tight junction protein (occludin) expression level

Human small intestine enterocyte cell line인, Caco2 cells을 mucin expression level을 tight junction protein level을 확인하기 위해 사용하였다. 양성대조군으로 SCFA인 propionate를 사용하여 비교하였다. 상기 실시예 8-1에서 배양한 Caco2 cell을 12 well plate에 plating (3*104 cells/cm2, well당 100 μl)하였다. 이후 Overnight incubation (37 ℃, 5 % CO2)을 진행하였다. 배양 후 상층액 500μl를 제거한 후 다당획분 희석액을 500μl 처리하고 24시간동안 배양하였다. TRIzol을 이용하여 cell을 lysis 시키고, BCP를 첨가하여 RNA를 상층액에 분리시키는 방법을 이용하여 RNA를 분리한 뒤, 1000 ng/μl 농도로 cDNA를 합성하였다. RT-PCR premix와 DEPC, Primer (Forward, Reverse), cDNA를 혼합한 후 Thermocycler를 이용하여 PCR을 진행하였다.Caco2, a human small intestine enterocyte cell line The cells were used to determine mucin expression levels and tight junction protein levels. Propionate, a SCFA, was used as a positive control for comparison. Caco2 cells cultured in Example 8-1 were plated in a 12 well plate (3*10 4 cells/cm 2 , 100 μl per well). Afterwards, overnight incubation (37°C, 5% CO 2 ) was performed. After incubation, 500 μl of the supernatant was removed, and then 500 μl of the polysaccharide fraction dilution was treated and cultured for 24 hours. Cells were lysed using TRIzol, RNA was isolated by adding BCP to the supernatant, and then cDNA was synthesized at a concentration of 1000 ng/μl. After mixing RT-PCR premix, DEPC, Primer (Forward, Reverse), and cDNA, PCR was performed using a thermocycler.

GAPDH F 5' GACAGTCAGCCGCATCTTCT 3'GAPDH F 5' GACAGTCAGCCGCATCTTCT 3'

GAPDH R 5' GCGCCCAATACGACCAAATC 3'GAPDH R 5' GCGCCCAATACGACCAAATC 3'

Occludin F 5' TCCTATAAATCCACGCCGGTTC 3'Occludin F 5' TCCTATAAATCCACGCCGGTTTC 3'

Occludin R 5' CTCAAAGTTACCACCGCTGCTG 3'Occludin R 5' CTCAAAGTTACCACCGCTGCTGCTG 3'

이후 EtBR(Ethidium bromide)을 포함하는 1% Agarose gel에 100V로 1시간 동안 전기 영동을 진행하고, UV 하에서 Band intensity를 비교하였다. Tight junction protein (occludin) 발현 정도(expression level)평가 결과를 하기 표 6에 종합하여 나타내었다.Afterwards, electrophoresis was performed on a 1% agarose gel containing EtBR (Ethidium bromide) at 100 V for 1 hour, and band intensities were compared under UV. The results of evaluating the expression level of tight junction protein (occludin) are summarized in Table 6 below.

그 결과 옥수수 다당 획분 중 MCP-AX1만이 유일하게 장관벽 강화에 중요한 단백질인 occludin 유전자 발현을 양성대조군인 propionate대비 200% 증가시키는 것을 확인하였다.As a result, it was confirmed that among the corn polysaccharide fractions, only MCP-AX1 increased occludin gene expression, a protein important for strengthening the intestinal wall, by 200% compared to propionate, a positive control.

실시예 9: DSS유도 대장염 동물모델에서 옥수수 유래 다당획분의 효과 확인Example 9: Confirmation of the effect of corn-derived polysaccharide fraction in DSS-induced colitis animal model

실시예 9-1: 장염증 모델에서의 염증억제 효과Example 9-1: Inflammation inhibition effect in intestinal inflammation model

옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan) 포함 활성 분획물 또는 고순도 아라비노자일란(arabinoxylan)에 의한 장염증 발생 억제 및 치료효과에 관한 연구를 수행하였다. BALB/c 마우스 모델에 덱스트란 황산나트륨(DSS, dextran sodium sulfate)을 가지고 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD)을 유도하여 실험을 실시하였다. 실험을 위하여 BALB/c 마우스 8주 수컷을 구입하여, 무작위로 여섯 그룹(각 그룹당 8마리, n=8)으로 나누었다. 마우스에 급성 대장염을 유발시키기 위하여 음용수에 DSS를 5%로 용해하여 BALB/c 마우스에 7일간 자유 급수하였으며, 정상 대조군 (무처리 Not treated; NT)은 음용수를 자유 급수하였다. DSS 급수 1일 후, 정상 대조군 및 5% DSS를 단독 섭취한 음성대조군은 증류수를, 시료군은 각각의 시료를 표1에 기재된 용량을 증류수에 용해하여 9일간 1일 1회 9일간 경구 투여하였으며, 2일 간격으로 체중, 변의 묽기, 혈변의 유무 및 항문 주위 출혈과 같은 DAI 지표의 변화를 관찰하고 실험 시작 10일 후, 마우스를 희생하여 비장 무게, 소장 및 대장 길이를 측정하였다. DSS-induced colitis model 실험 스케줄을 도 3 및 표 7(DSS유도 대장염 동물모델에서 효능 평가 그룹리스트)에 종합하여 나타내었다. A study was conducted on the inhibition and treatment effects of intestinal inflammation by active fractions containing corn-derived arabinoxylan or high-purity arabinoxylan. An experiment was conducted to induce inflammatory bowel disease (IBD) in a BALB/c mouse model using dextran sodium sulfate (DSS). For the experiment, 8-week-old male BALB/c mice were purchased and randomly divided into six groups (8 mice per group, n=8). To induce acute colitis in mice, DSS was dissolved at 5% in drinking water and fed freely to BALB/c mice for 7 days, and the normal control group (not treated; NT) was fed drinking water ad libitum. One day after receiving DSS, the normal control group and the negative control group that consumed 5% DSS alone were administered distilled water, and the sample group was administered orally once a day for 9 days by dissolving each sample in distilled water at the dosage shown in Table 1. , Changes in DAI indicators such as body weight, loose stool, presence of bloody stool, and perianal bleeding were observed at two-day intervals, and 10 days after the start of the experiment, mice were sacrificed and spleen weight, small and large intestine length were measured. The DSS-induced colitis model experiment schedule is summarized in Figure 3 and Table 7 (list of groups for evaluating efficacy in DSS-induced colitis animal model).

그룹group 식이방법Diet method 정상군 Not treated (NT) groupNot treated (NT) group 덱스트란 황산 나트륨(Dextran sulfate sodium (DSS)) 및 시료 모두투여하지 않은 군A group in which neither dextran sulfate sodium (DSS) nor samples were administered 음성대조군 Negativecontrol (NC) groupNegative control (NC) group 덱스트란 황산 나트륨(Dextran sulfate sodium (DSS))처리 염증성장질
환 유도군
Inflammatory growths treated with dextran sulfate sodium (DSS)
Hwan Judo Army
양성대조군 SulfasalazinePositive control Sulfasalazine Sulfasalazine 2.0 mg/mouse (100 mg/kg) + 덱스트란 황산 나트륨(DSS)처리Sulfasalazine 2.0 mg/mouse (100 mg/kg) + dextran sulfate sodium (DSS) treatment 실험군 MCP-GSExperimental group MCP-GS MCP-GS (100mg/kg) + 덱스트란 황산 나트륨(DSS)처리MCP-GS (100mg/kg) + dextran sodium sulfate (DSS) treatment 실험군 MCP-AXExperimental group MCP-AX MCP-AX (100mg/kg) + 덱스트란 황산 나트륨(DSS)처리MCP-AX (100mg/kg) + Dextran Sulfate Sodium (DSS) treatment 실험군 MCP-AX-IExperimental group MCP-AX-I MCP-AXI (100mg/kg) + 덱스트란 황산 나트륨(DSS)처리MCP-AXI (100mg/kg) + dextran sodium sulfate (DSS) treatment

대장염의 유발 정도(disease activity index, DAI)는 2일 간격으로 체중 감소, 변의 묽기, 혈변 정도 및 항문의 혈액 유무를 육안으로 확인하여 표 8(Disease activity index (DAI) scoring system)에 작성된 점수를 토대로 계산하였다. 측정결과를 종합하여 도 4에 나타내었다.The severity of colitis (disease activity index, DAI) is determined by visually checking weight loss, looseness of stool, degree of hematochezia, and presence of blood in the anus every two days, and the score written in Table 8 (Disease activity index (DAI) scoring system). It was calculated based on The measurement results are summarized and shown in Figure 4.

DAI는 체중, 변의 상태, 혈흔 정도 등을 인자로 하여 측정하는 것이므로 DAI가 더 중요한 평가요소가 될 수 있다. 각각의 투여군의 DAI 변화를 측정한 결과, 정상 대조군을 제외한 모든 군 2일차부터 DAI 점수가 증가하였으나, MCP-AX1은 DSS 섭취 6일차 이후 DAI 지수가 증가되지 않고 유지되는 경향을 보였고, 8일차에 DAI 점수가 음성 대조군(NC)보다 유의적으로 낮게 나타나 대장염 억제효과가 있음을 확인하였다. 반면 다른 다당획분들과 양성대조군은 효과가 거의 없었다. Since DAI is measured using weight, stool condition, and blood stain level as factors, DAI may be a more important evaluation factor. As a result of measuring the change in DAI in each administration group, the DAI score increased from the 2nd day in all groups except the normal control group, but in MCP-AX1, the DAI index did not increase but tended to be maintained after the 6th day of DSS intake, and on the 8th day. The DAI score was significantly lower than that of the negative control (NC), confirming that it had an inhibitory effect on colitis. On the other hand, other polysaccharide fractions and positive controls had little effect.

5% DSS 섭취에 의한 대장염 유발군의 체중을 관찰한 결과, 음성 대조군(NC)은 실험 전보다 10일째 DSS 섭취한 날 평균 23.4%의 체중 감소를 보였으며, 양성대조군으로 사용한 대장염 치료제 sulfasalazine (양성대조군(positive control, PC))은 26.4%의 체중 감소를 보였다. 그러나 MCP-AX1 다당 획분은 17.12% 체중 감소만은 보였다. 특히, 음성대조군(NC)은 모든 마우스에서 변의 묽기가 묽어지고, 혈변이 관찰된 반면 다당 분획분은 변의 묽기가 NC 보다 덜 묽었으며, 3마리 마우스에서는 잠혈만이 관찰되었다.As a result of observing the body weight of the colitis-induced group due to 5% DSS intake, the negative control group (NC) showed an average weight loss of 23.4% on the 10th day of DSS intake compared to before the experiment, and the colitis treatment sulfasalazine (positive control group) used as the positive control group. (positive control, PC)) showed a weight loss of 26.4%. However, the MCP-AX1 polysaccharide fraction showed only a 17.12% weight loss. In particular, in the negative control group (NC), watery stools and bloody stools were observed in all mice, while the polysaccharide fraction had less watery stools than NC, and only occult blood was observed in three mice.

또한, 실험 10일차에 마우스를 희생하여 대장의 길이를 측정하여 평가하였다. 실험 마지막날 마우스를 희생하여 대장의 길이를 측정하여 그 결과를 도 5에 나타내었다. Additionally, on the 10th day of the experiment, mice were sacrificed and the length of the large intestine was measured and evaluated. On the last day of the experiment, mice were sacrificed and the length of the large intestine was measured, and the results are shown in Figure 5.

측정 결과, 5% DSS를 단독으로 섭취한 음성대조군 NC는 DSS를 섭취하지 않은 정상군 NT보다 대장의 길이가 약 17% 감소하였으나, MCP-AX1 다당 획분은 정상군 NT보다 약 3% 감소하여, 정상군 NT과 유사한 수준으로 회복하였음을 확인하였다. 특히 MCP-AX1 다당 획분 투여 그룹은 그룹내 마우스 간의 대장 길이가 매우 유사하여 실험의 신뢰도가 높은 것을 확인할 수 있었다.As a result of the measurement, the length of the colon of the negative control group NC, which consumed 5% DSS alone, was reduced by about 17% compared to the normal group NT, which did not consume DSS, but the MCP-AX1 polysaccharide fraction decreased by about 3% compared to the normal group NT. It was confirmed that the patient recovered to a level similar to that of the normal NT group. In particular, the MCP-AX1 polysaccharide fraction administration group had very similar colon lengths among mice within the group, confirming that the reliability of the experiment was high.

위 결과를 종합하여 볼 때, MCP-AX1 다당 획분은 DAI 점수가 음성 대조군(NC)보다 감소하였으며, 대장의 길이가 상대적으로 길어진 것으로 보아 대장염 억제 활성을 갖는 것으로 확인되었다.Considering the above results, the DAI score of MCP-AX1 polysaccharide fraction was reduced compared to the negative control (NC), and the length of the large intestine was relatively longer, which confirmed that it had colitis-inhibiting activity.

실시예 10: 대장의 조직학적 변화 관찰Example 10: Observation of histological changes in the large intestine

부검 후 조직 검사를 수행하기 위해 적출한 대장을 10% formaldehyde 용액에 고정시킨 후, 일반적인 조직처리과정을 거쳐 파라핀 포매하였다. 포매된 각 조직은 microtome(Leica, Wetzlar, Germany)으로 5.0 μm 박절한 후, alcian blue staining을 실시하고 각 박편을 canadian balsam처리하여 광학 현미경(Olympus BX53 microscope (Olympus Corp., Tokyo, Japan)으로 관찰하였다. 그 결과를 도 6에 나타내었다.To perform a tissue examination after autopsy, the extracted colon was fixed in a 10% formaldehyde solution and then embedded in paraffin through a standard tissue processing process. Each embedded tissue was sectioned at 5.0 μm with a microtome (Leica, Wetzlar, Germany), alcian blue staining was performed, and each slice was treated with Canadian balsam and observed with an optical microscope (Olympus BX53 microscope (Olympus Corp., Tokyo, Japan). The results are shown in Figure 6.

그 결과 DSS(덱스트란 황산나트륨)를 처리한 군에서는 염증으로 인한 조직손상이 심하였고, 염증은 점막까지 이어지고 있었으며, 창자샘 전체와 상피세포의 손상이 심하게 일어났다. 그러나, 양성대조군으로 사용한 대장염 치료제 sulfasalazine (PC)와 아라비노자일란(arabinoxylan) 획분인 MCP-AX, MCP-AX1군에서는 이러한 손상이 유의적으로 감소하였으며, 특히 실험군 MCP-AX1에서는 현격히 회복된 조직 소견을 발견할 수 있었다.As a result, in the group treated with DSS (dextran sodium sulfate), tissue damage due to inflammation was severe, the inflammation extended to the mucous membrane, and the entire intestinal gland and epithelial cells were severely damaged. However, this damage was significantly reduced in the MCP-AX and MCP-AX1 groups, which are the colitis treatment sulfasalazine (PC) and arabinoxylan fraction used as a positive control group, and in particular, the experimental group MCP-AX1 showed markedly recovered tissue. was able to discover.

Claims (14)

겔 침투 크로마토그래피 (Gel permeation chromatography)로 분자량 측정 시 70-90 kDa이고, 아라비노스 및 자일로스의 함량이 35 중량% 이상이며, 주쇄에 자일란을 포함하고, 측쇄에 아라비노스를 포함하는 다당류이고, 아라비노스는 말단에 4-메틸-글루콘산(4-O-Methyl-D-glucuronic Acid), 아세틸 페룰릭산(Acetyl ferulic acid) 또는 육탄당이 연결된 것을 특징으로 하는, 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan).When measured by gel permeation chromatography, the molecular weight is 70-90 kDa, the content of arabinose and xylose is more than 35% by weight, and it is a polysaccharide containing xylan in the main chain and arabinose in the side chain, Arabinose is an arabinoxylan derived from corn, characterized by 4-O-Methyl-D-glucuronic Acid, Acetyl ferulic acid, or hexose sugar connected to the terminal. . 제1항의 옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 유효성분으로 포함하는, 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD) 또는 과민성 장증후군(Irritable bowel syndrome, IBS)의 치료 또는 예방용 조성물. A composition for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease (IBD) or irritable bowel syndrome (IBS), comprising the corn-derived arabinoxylan of claim 1 as an active ingredient. 제2항에 있어서, 상기 조성물은 염증성장질환의 치료 또는 예방용인 조성물. The composition of claim 2, wherein the composition is for treating or preventing inflammatory bowel disease. 제3항에 있어서, 상기 염증성장질환은 궤양성대장염(ulcerative colitis, UC) 또는 크론병(Crohn's disease, CD)인, 조성물. The composition of claim 3, wherein the inflammatory bowel disease is ulcerative colitis (UC) or Crohn's disease (CD). (S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계;
(S2) 옥수수 침지액을 농축하고, 여기에 에탄올을 첨가하는 단계;
(S3) S2 단계의 혼합액을 원심분리하여 침전물을 회수하는 단계;
(S4) S3 단계의 침전물에 에탄올 수용액을 가하고 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및
(S5) S4 단계의 상등액 또는 이의 농축액을 분자량 또는 크기에 따라 분획하는 단계를 포함하는,
옥수수 유래 아라비노자일란(arabinoxylan)을 유효성분으로 포함하는, 염증성장질환(inflammatory bowel disease, IBD) 또는 과민성 장증후군(Irritable bowel syndrome, IBS)의 치료 또는 예방용 조성물의 제조 방법.
(S1) immersing corn in a weak acid aqueous solution;
(S2) Concentrating the corn steeping liquid and adding ethanol thereto;
(S3) recovering the precipitate by centrifuging the mixed solution of step S2;
(S4) adding an aqueous ethanol solution to the precipitate from step S3 and centrifuging to recover the supernatant; and
(S5) comprising the step of fractionating the supernatant of step S4 or its concentrate according to molecular weight or size,
A method for producing a composition for the treatment or prevention of inflammatory bowel disease (IBD) or irritable bowel syndrome (IBS), comprising corn-derived arabinoxylan as an active ingredient.
제5항에 있어서, 상기 약산은 개미산, 아세트산, 벤조산, 옥살산, 불산, 아질산, 아황산, 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인, 제조 방법.The method of claim 5, wherein the weak acid is at least one selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, hydrofluoric acid, nitrous acid, sulfurous acid, and phosphoric acid. 제5항에 있어서, 상기 (S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계는 0.1-0.5 중량%, 바람직하게는 0.1-0.3 중량%의 이산화황이 물에 용해된 수용액을 이용하는 것인, 제조 방법. The production method according to claim 5, wherein the step (S1) of immersing corn in a weak acid aqueous solution uses an aqueous solution in which 0.1-0.5% by weight, preferably 0.1-0.3% by weight, of sulfur dioxide is dissolved in water. 제5항에 있어서, 상기 (S5) 단계의 분획은 겔 침투 크로마토그래피(gel permeation chromatography)로 분자량이 70-90 kDa인 다당 분획을 회수하는 것인, 제조 방법. The production method according to claim 5, wherein the fractionation in step (S5) is a polysaccharide fraction having a molecular weight of 70-90 kDa recovered by gel permeation chromatography. 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 방법으로 얻어지는 아라비노자일란은 겔 침투 크로마토그래피 (Gel permeation chromatography)로 분자량 측정 시 70-90 kDa이고, 아라비노스 및 자일로스의 함량이 35 중량% 이상이며, 주쇄에 자일란을 포함하고, 측쇄에 아라비노스를 포함하는 다당류이고, 아라비노스는 말단에 4-메틸-글루콘산(4-O-Methyl-D-glucuronic Acid), 아세틸 페룰릭산(Acetyl ferulic acid) 또는 육탄당이 연결된 것인, 제조 방법. The method of any one of claims 5 to 8, wherein the arabinoxylan obtained by the above production method has a molecular weight of 70-90 kDa when measured by gel permeation chromatography, and the arabinose and xylose contents are It is more than 35% by weight and is a polysaccharide containing xylan in the main chain and arabinose in the side chain, and arabinose is 4-O-Methyl-D-glucuronic Acid and acetyl ferulic acid at the ends. (Acetyl ferulic acid) or hexose sugar linked, manufacturing method. (S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계;
(S2) 옥수수 침지액을 농축하고, 여기에 에탄올을 첨가하는 단계;
(S3) S2 단계의 혼합액을 원심분리하여 침전물을 회수하는 단계;
(S4) S3 단계의 침전물에 에탄올 수용액을 가하고 원심분리하여 상등액을 회수하는 단계; 및
(S5) S4 단계의 상등액 또는 이의 농축액을 분자량 또는 크기에 따라 분획하는 단계를 포함하는,
염증성장질환 또는 과민성 장증후군의 치료 또는 예방에 유용한 아라비노자일란의 제조 방법.
(S1) immersing corn in a weak acid aqueous solution;
(S2) Concentrating the corn steeping liquid and adding ethanol thereto;
(S3) recovering the precipitate by centrifuging the mixed solution of step S2;
(S4) adding an aqueous ethanol solution to the precipitate from step S3 and centrifuging to recover the supernatant; and
(S5) comprising the step of fractionating the supernatant of step S4 or its concentrate according to molecular weight or size,
Method for producing arabinoxylan useful for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome.
제10항에 있어서, 상기 약산은 개미산, 아세트산, 벤조산, 옥살산, 불산, 아질산, 아황산, 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인, 제조 방법.The method of claim 10, wherein the weak acid is at least one selected from the group consisting of formic acid, acetic acid, benzoic acid, oxalic acid, hydrofluoric acid, nitrous acid, sulfurous acid, and phosphoric acid. 제10항에 있어서, 상기 (S1) 옥수수를 약산 수용액으로 침지하는 단계는 0.1-0.5 중량%, 바람직하게는 0.1-0.3 중량%의 이산화황이 물에 용해된 것인, 제조 방법. The method of claim 10, wherein the step (S1) of immersing the corn in a weak acid aqueous solution involves dissolving 0.1-0.5% by weight, preferably 0.1-0.3% by weight, of sulfur dioxide in water. 제10항에 있어서, 상기 (S5) 단계의 분획은 겔 침투 크로마토그래피(gel permeation chromatography)로 분자량이 70-90 kDa인 다당 분획을 회수하는 것인, 제조 방법. The production method according to claim 10, wherein the fractionation in step (S5) is a polysaccharide fraction having a molecular weight of 70-90 kDa recovered by gel permeation chromatography. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제조 방법으로 얻어지는 아라비노자일란은 겔 침투 크로마토그래피 (Gel permeation chromatography)로 분자량 측정 시 70-90 kDa이고, 아라비노스 및 자일로스의 함량이 35 중량% 이상이며, 주쇄에 자일란을 포함하고, 측쇄에 아라비노스를 포함하는 다당류이고, 아라비노스는 말단에 4-메틸-글루콘산(4-O-Methyl-D-glucuronic Acid), 아세틸 페룰릭산(Acetyl ferulic acid) 또는 육탄당이 연결된 것인, 제조 방법. The method of any one of claims 10 to 13, wherein the arabinoxylan obtained by the above production method has a molecular weight of 70-90 kDa when measured by gel permeation chromatography, and the arabinose and xylose contents are It is more than 35% by weight and is a polysaccharide containing xylan in the main chain and arabinose in the side chain, and arabinose is 4-O-Methyl-D-glucuronic Acid and acetyl ferulic acid at the ends. (Acetyl ferulic acid) or hexose sugar linked, manufacturing method.
KR1020230004316A 2023-01-11 Corn-derived arabinoxylan, pharmaceutical composition for treating or preventing inflammatory bowel disease or irritable bowel syndrome containing the same, and method for preparing the same KR20240112124A (en)

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