WO2018080156A1 - 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents

양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDF

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cognitive impairment
composition
extract
preventing
active ingredient
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정수진
임혜선
김유진
김부여
손은진
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한국 한의학 연구원
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    • A23V2250/21—Plant extracts

Definitions

  • the present invention is a fern ( Pententilla) fragarioides ) relates to a composition for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment containing the extract as an active ingredient.
  • Cognition refers to all processes in which humans use their brains to think, speak, remember, judge, and execute. Therefore, 'cognitive function' includes attention, perception, memory, language ability, executive ability, etc., 'cognitive impairment' is the most prominent phenomenon of the aging of the brain, characterized by a decrease in learning, memory, and judgment It is a physiological phenomenon that is erased. In particular, these cognitive impairments may appear in various ways. Among them, dementia is markedly impaired in interpersonal relations, occupational functions, and daily life functions due to the decline in cognitive functions such as memory, language skills, visual perception and space-time composition ability, and executive functions. It is diagnosed as a complex disease that results. Geriatric dementia is mainly caused by Alzheimer's dementia.
  • Alzheimer's dementia is commonly referred to as Alzheimer's disease (AD), and it can be said to die slowly without any treatment efforts.
  • the disease was known in 1906 by Alois Alzheimer, a German neuropathologist.
  • Alois Alzheimer a German neuropathologist.
  • the elderly population of 72 million people was 720,000 in 1960, accounting for only 2.9%, but it is expected to become a full-fledged aging society, and after 2026, the population aged 65 or older will increase to 20% of the total population. .
  • the number of patients with senile dementia increases sharply in proportion to this. Experts predict that 10% of people over 65 years of age will suffer from senile dementia, and 40% to 50% of people over 85 years of age.
  • Cognitive dysfunction such as the loss of memory and learning ability caused by Alzheimer's disease (AD), a type of senile dementia, is caused by the aggregation and deposition of two insoluble proteins in the hippocampus and cortex. Protein aggregation is the accumulation of neurofibrillary tangles consisting of senile plaque composed of amyloid beta (A ⁇ ) and hyperphosphorylated tau protein in neurons.
  • AD Alzheimer's disease
  • a ⁇ amyloid beta
  • tau protein hyperphosphorylated tau protein
  • the fern is a perennial herb of the dicotyledonous plant Rosaceae, grows in the foothills of the mountain or in the sunny areas of the grass. Stems grow obliquely to the side, 30-50cm in height, hairy with leaves.
  • the leaves from the roots are clumpy leafy leaves, clustered and spread obliquely, with long petioles, consisting of 3 to 9 small leaves.
  • the three small leaves at the ends are similar in size, and the smaller leaves at the bottom become smaller as they go down.
  • Small leaf is upside down or elliptical, 1.5 ⁇ 5cm long eggs, hairy over veins, serrated at the edge. Chin leaves are oval-shaped and have flat edges.
  • Korean Patent Application Publication No. 2014-0125137 discloses an anti-inflammatory composition comprising an extract of the genus Yangji flower or its fraction as an active ingredient
  • Korean Patent Publication No. 2008-0056576 There is disclosed a composition for controlling neurotransmitter discharge comprising a natural product containing water yangyang flowers as an active ingredient
  • Korean Patent No. 0638137 discloses a cosmetic composition containing yangyang extract as an active ingredient, but the present invention It has not been disclosed for the composition for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment containing yangyang extract of as an active ingredient.
  • the present invention is derived by the above requirements, and relates to a composition for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment containing yangji flower extract as an active ingredient, inhibiting amyloid beta aggregation of antioxidant flowers, antioxidant activity, neuronal cell protection And by confirming the anti-inflammatory effect of the brain cells, the present invention was completed.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cognitive impairment containing a birch flower extract as an active ingredient.
  • the present invention provides a health functional food composition for the prevention or improvement of cognitive impairment containing yangji extract as an active ingredient.
  • the present invention relates to a composition for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment containing yangji extract as an active ingredient, since yangji extract has the effect of inhibiting amyloid beta aggregation, antioxidant activity, nerve cell protection and brain cell inflammation, It can be used to prevent, ameliorate or treat cognitive impairment.
  • the present invention relates to a composition for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment containing yangji extract as an active ingredient, the yangji extract has the effect of inhibiting amyloid beta aggregation, antioxidant activity, nerve cell protection and brain cell inflammation, It is effective in passive avoidance experiments using Alzheimer's dementia animal model, and also in manual avoidance experiments using short-term memory impairment animal model and Y-maze experiment, so it can be used for the prevention, improvement or treatment of cognitive impairment. .
  • Figure 1 confirms the inhibitory effect of amyloid beta aggregation of Yangji flower extract of the present invention.
  • Figure 2 confirms the antioxidant activity of the yangji flower extract of the present invention
  • (A) is the result of confirming the ABTS radical scavenging activity
  • (B) is the result of confirming the DPPH radical scavenging activity.
  • Figure 3 confirms the neuronal protective effect (CCK) of the birch flower extract of the present invention
  • A is a result of treating the birch flower extract and confirming the cell survival rate, in order to confirm the cytotoxicity to neuronal hippocampal cell line
  • B is the result confirming the cytoprotective effect by treating the Potentilla Fragarioides extract the nerve cells is induced neuronal damage by handling the H 2 O 2
  • C is a measure of cell viability by measuring the LDH leakage due to cell membrane damage The result is.
  • ### is a statistically significant difference in cell survival rate or LDH release due to neuronal damage following H 2 O 2 treatment, compared to the normal group, which means p ⁇ 0.01.
  • *, **, *** are compared with the H 2 O 2 treatment group, the survival rate or LDH release of neurons by the treatment of biscuits extract statistically significant difference, * is p ⁇ 0.05, * * Means p ⁇ 0.01 and *** means P ⁇ 0.001.
  • FIG. 4 is a result of confirming the inhibitory effect on the brain cell inflammation according to the treatment of the Apricot leaf extract of the present invention
  • (A) is the result of confirming the toxicity of microglia cells
  • (C) is the result of PGE 2 assay according to the treatment of the fern flower extract after inducing inflammation in BV-2 cells.
  • ### means that the production of nitric oxide (NO) or PGE 2 was significantly increased by damage to neurons following LPS treatment, which means p ⁇ 0.001.
  • *** indicates that the amount of nitric oxide (NO) or PGE 2 was significantly decreased by treatment of biscuit extract compared to LPS treatment group, and *** means p ⁇ 0.001.
  • Figure 5 is a result of confirming the effect of the yangji flower extract according to the present invention in a passive avoidance experiment using the Alzheimer's dementia animal model.
  • ### indicates that the manual avoidance time of the control group treated with amyloid beta was statistically significantly different from that of the normal group (group not treated with amyloid beta), which means that p ⁇ 0.001, and * and ** indicate amyloid Passive avoidance time was significantly increased in the group treated with beta and birch extract (50, 200 mg / kg) or the positive control group (morin group).
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of cognitive impairment containing a birch flower extract as an active ingredient.
  • the birch flower extract may be prepared by a method comprising the following steps, but is not limited thereto:
  • the extraction solvent in step 1) is preferably water, a lower alcohol of C 1 ⁇ C 4 or a mixture thereof, more preferably an ethanol extract, even more preferably 70% (v / v) ethanol ultrasonic extract It is not limited to this.
  • the extraction of the hydrangea flowers may use all conventional methods known in the art, such as filtration, hot water extraction, immersion extraction, reflux cooling extraction and ultrasonic extraction.
  • the extraction solvent is preferably extracted by adding 1 to 20 times the volume of dried birch, more preferably 3 to 10 times.
  • Extraction temperature is preferably 20 to 50 °C but is not limited thereto.
  • the extraction time is preferably 0.5 to 10 hours, more preferably 0.5 to 5 hours, most preferably 1 hour is not limited thereto.
  • the reduced pressure concentration in step 3) is preferably a vacuum reduced pressure concentrator or a vacuum rotary evaporator, but is not limited thereto.
  • the drying is preferably reduced pressure drying, vacuum drying, boiling drying, spray drying or freeze drying, but is not limited thereto.
  • the sun flower can be obtained by using an outpost, flowers, leaves, branches, roots or seeds.
  • the cognitive impairment is preferably any one selected from dementia, Alzheimer's, ischemic stroke, traumatic brain injury, forgetfulness, Parkinson's disease, pick disease, Creutzfeldt-Jakob disease, and mild cognitive impairment Do not.
  • mild cognitive impairment is defined as a pre-dementia clinical stage that does not cause a state in which memory and cognitive function is significantly lower than age and education level or disruption in life.
  • composition of the present invention may include a pharmaceutically acceptable carrier, excipient or diluent in addition to the active ingredient, and may be various oral or parenteral formulations.
  • diluents or excipients such as fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrating agents, and surfactants are usually used.
  • Solid preparations for oral administration include capsules, powders, granules, tablets, pills, and the like, which may comprise at least one excipient such as starch, calcium carbonate, sucrose or lactose (at least one compound). lactose) and gelatin.
  • lubricants such as magnesium stearate, talc and the like are also used.
  • Liquid preparations for oral administration include suspensions, emulsions, syrups, aerosols and the like, and may include various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives, etc., in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin.
  • Formulations for parenteral administration include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspensions, emulsions, lyophilized preparations, suppositories.
  • the non-aqueous solvent and the suspension solvent propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, injectable ester such as ethyl oleate, and the like can be used.
  • the base of the suppository As the base of the suppository, witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycero gelatin and the like can be used.
  • parenteral administration it is desirable to select either external skin or intraperitoneal, rectal, intravenous, intramuscular, subcutaneous, intrauterine dural or cerebrovascular injections, most preferably for external skin use.
  • composition according to the invention is administered in a pharmaceutically effective amount.
  • pharmaceutically effective amount means an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit / risk ratio applicable to medical treatment, the effective amount of the level of the disease, the severity, the drug activity of the patient , Sensitivity to the drug, time of administration, route of administration and rate of release, duration of treatment, factors including concurrent use of the drug, and other factors well known in the medical arts.
  • the compositions of the present invention may be administered as individual therapeutic agents or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be single or multiple doses. Taking all of the above factors into consideration, it is important to administer an amount that can achieve the maximum effect with a minimum amount without side effects, which can be readily determined by one skilled in the art.
  • the dosage of the composition of the present invention varies depending on the weight, age, sex, health condition, diet, time of administration, method of administration, excretion rate and severity of the disease of the patient, the daily dosage is based on the amount of birch extract 0.01 to 2,000 mg / kg, preferably 30 to 500 mg / kg, more preferably 50 to 300 mg / kg, may be administered 1 to 6 times a day.
  • the compositions of the present invention can be used alone or in combination with methods using surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemotherapy and biological response modifiers.
  • the present invention relates to a health functional food composition for the prevention or improvement of cognitive impairment containing yangji extract as an active ingredient.
  • the composition is characterized by having antioxidant activity, the composition is preferably prepared in any one of the formulations selected from powders, granules, pills, tablets, capsules, candy, syrups and beverages, but is not limited thereto.
  • the sun flower extract may be added as it is or used with other foods or food ingredients, and may be appropriately used according to a conventional method.
  • the blending amount of the active ingredient can be suitably determined according to the purpose of its use (prevention, health or therapeutic treatment).
  • the composition of the present invention is added in an amount of up to 15 parts by weight, preferably up to 10 parts by weight based on the raw materials.
  • the amount may be below the above range, and the active ingredient may be used in an amount above the above range because there is no problem in terms of safety.
  • the kind of food There is no particular limitation on the kind of food.
  • Examples of foods to which the extract or fractions thereof may be added include dairy products including meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gum, ice cream, various soups, drinks, tea , Drinks, alcoholic beverages and vitamin complexes, and includes all the health functional foods in the conventional sense.
  • composition of the present invention When the composition of the present invention is used as a health beverage, various flavors, natural carbohydrates, and the like may be contained as additional components, as in general beverages.
  • natural carbohydrates are sugars such as monosaccharides such as glucose and fructose, disaccharides such as maltose and sucrose, polysaccharides such as textine and cyclotenstrin, xylitol, sorbitol and erythritol.
  • sweetening agent natural sweetening agents such as tautin and stevia extract, synthetic sweetening agents such as saccharin and aspartame, and the like can be used.
  • the ratio of the natural carbohydrate is generally about 0.01 to 0.04 g, preferably about 0.02 to 0.03 g per 100 g of the composition of the present invention.
  • the composition of the present invention includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, coloring agents, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols. And carbonation agents used in carbonated beverages.
  • the composition of the present invention may contain a pulp for the production of natural fruit juices, fruit juice drinks and vegetable drinks. These components can be used independently or in combination. The proportion of such additives is not critical, but the composition of the present invention is generally selected in the range of 0.01 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight.
  • Amyloid beta aggregation inhibitory activity was measured by fluorescence assay.
  • Amyloid beta (A ⁇ 1-42 ) peptide was stored at minus 80 °C, the final concentration used in the measurement was used to 100 ⁇ m / ml.
  • Thioflavin T used as a fluorescent substance, is dissolved in assay buffer (50 mM Tris / 150 mM NaCl (pH 7.2), 20 mM HEPES / 150 mM NaCl (pH 7.2), 10 mM phosphate / 150 mM NaCl (pH 8.0)). It was prepared and used at a concentration of 2 mM. Samples were dissolved in assay buffer and used at a final concentration of 100 ⁇ g / ml.
  • Antioxidant efficacy measurement using ABTS (2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid) radical was performed by modifying the ABTS + cation decolorization assay method to 96 well plates. 7 mM ABTS and 2.45 mM potassium persulfate were mixed at the final concentration and left for 24 hours in the dark at room temperature to form ABTS +. And diluted with PBS to have an absorbance value of 0.7 at 743 nm. After mixing ABTS + solution and the sample in a 96 well plate and reacting at room temperature for 30 minutes, the absorbance was measured at 743 nm using an Epoch Microplate Spectophotometer. The radical scavenging activity of each sample was expressed as a percentage of the radical scavenging ability with respect to the control group using PBS as a control group. Vitamin C (vit. C) was used as a positive control for activity comparison.
  • Antioxidant potency measurements using DPPH (1-1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) radicals were performed using 96 well plates. 0.15 mM DPPH solution and the sample were mixed in a 96 well plate and reacted at room temperature for 30 minutes, and then the absorbance was measured at 517 nm.
  • the antioxidant activity of each treatment extract was expressed as a percentage of radical scavenging ability with respect to the control group using the solvent DMSO as a control. Vitamin C (vit. C) was used as a positive control for activity comparison.
  • Cell Counting Kit-8 (CCK-8) was used according to the manufacturer's instructions. Samples were treated by concentration in HT22 cell lines (5 ⁇ 10 3 cells / well) dispensed in 96-well plates and incubated for 24 hours. After incubating for 4 hours with 10 ⁇ l of CCK-8 solution, absorbance was measured at 450 nm and relative cell viability (% of control) was calculated by comparison with the control group.
  • H 2 O 2 hydrogen peroxide
  • HT22 cells were treated with 250 ⁇ M of hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) for 6 hours. After the culture supernatant was collected, the mixture was mixed with the LDH substrate solution in the same amount and reacted at room temperature for 30 minutes. Then, 1N HCl was added to stop the reaction, and the absorbance was measured at 490 nm (experimental LDH release).
  • H 2 O 2 hydrogen peroxide
  • % Cell survival rate ⁇ [experimental LDH release (OD 490 )] / [Maximum LDH release (OD 490 )] ⁇ ⁇ 100
  • Samples were treated by concentration in BV-2 cell lines (1 ⁇ 10 4 cells / well) dispensed in 96-well plates and incubated for 24 hours. After incubating for 4 hours with 10 ⁇ l of CCK-8 solution, absorbance was measured at 450 nm and relative cell viability (% of control) was calculated by comparison with the control group.
  • LPS lipopolysaccharide, 1 ⁇ g / ml
  • ELISA enzyme-linked immunosorbent assay
  • 12-week-old male mouse (C57BL / 6N, coretech) of 23-28 g has temperature 23 ⁇ 3 degrees Celsius, relative humidity 55 ⁇ 15%, ventilation times 10-20 times / hr, lighting time 12 hours (8 am lighting-afternoon 8 o'clock) and roughness of 150-300 Lux were kept in the animal room. All experimental procedures were conducted in accordance with the NIH Guidelines for the Management and Use of Laboratory Animals. Animal handling was conducted in accordance with the National Animal Welfare Law of Korea.
  • Passive avoidance experiments were performed at the same time for three consecutive days at 24 hour intervals.
  • the animals On the 8th day of the administration of the test substance, the animals were kept in the shaded area for 2 minutes, and then put back in the illuminated area and immediately taken out to the shaded area for adaptive training. Twenty-four hours after the 9th day of the test substance administration, two training sessions were performed every two minutes.
  • animals were placed in the chamber of a passive avoidance test instrument for 60 seconds to adjust the instrument. At this time, the guillotine door was opened without lighting so that the animals could freely enter and exit.
  • 7-week-old male mouse (ICR, central laboratory animal) of 23-28 g has temperature 23 ⁇ 3 °C, relative humidity 55 ⁇ 15%, ventilation times 10-20 times / hr, lighting time 12 hours (8 am lighting-8 pm Litter) and was maintained in the animal room maintained at roughness 150 ⁇ 300 Lux. All experimental procedures were conducted in accordance with the NIH Guidelines for the Management and Use of Laboratory Animals. Animal handling was conducted in accordance with the National Animal Welfare Law of Korea.
  • the birch extract was dissolved in PBS and used orally for 2 weeks.
  • Tacrine tacrine was used as a positive control for the birch flower extract.
  • the memory loss scopolamine was intraperitoneally administered 30 minutes before the behavioral experiment.
  • Passive avoidance experiments were performed at the same time for three consecutive days at 24 hour intervals.
  • the animals On the 10th day of administration of the test substance, the animals were allowed to stay in the shaded area for 2 minutes, and then placed in the illuminated area again and immediately taken out to the shaded area for adaptive training. Twenty-four hours after the 11th day of test substance administration, two training sessions were performed every two minutes.
  • animals were placed in a passive avoidance test instrument chamber for 60 seconds to adjust the instrument. At this time, the guillotine door was opened without lighting so that the animals could freely enter and exit.
  • Y-maze experiments were conducted on day 14 of test substance administration.
  • Y-maze is made of black acrylic in the shape of a four-sided maze that is made of four, each of the three A, B, C, then carefully placed the mouse on one branch and let it move freely for 8 minutes
  • the branches containing the mice were recorded in order. It continued when the tail had been completely entered, even when it had entered the branch that had once entered.
  • Change behavior was calculated by the following equation.
  • the birch flower extract inhibited amyloid beta aggregation in a concentration-dependent manner, and it was confirmed that the inhibition of amyloid beta aggregation was 60% or more when 100 ⁇ g / ml of birch flower extract was treated.
  • Example 2 ABTS radical scavenging activity and DPPH radical scavenging activity were confirmed in order to confirm the antioxidant activity of the fern flower extract. As shown in FIG. 2, when the concentration of the fern flower extract is 50 ⁇ g / ml or more, 100% ABTS Radical scavenging activity was observed, and when the concentration of birch flower extract was 100 ⁇ g / ml, DPPH radical scavenging activity was nearly 100%.
  • Example 3 it was confirmed that the birch flower extract has little cytotoxicity to normal neurons (FIG. 3 (A)), and due to damage of neurons by H 2 O 2 , cell viability is reduced, and H 2 O It was confirmed that the treatment of birch flowers by damaging the neuronal damage caused by 2 , has the effect of inhibiting the decrease in cell viability (Fig. 3 (B)), the cell membrane of the neuron caused by H 2 O 2 is damaged and LDH Although the release was increased, the effect of mitigating the increase in LDH release by treating the birch flower extract was confirmed (Fig. 3 (C)).
  • Example 4 it was confirmed that the inhibitory effect on brain cell inflammation, and as a result, as shown in FIG. 4, the birch flower extract of the present invention had almost no toxicity to brain cells, thereby maintaining 100% cell survival rate. Induction of inflammation in brain cells by treatment with LPS increased the amount of nitric oxide (NO). However, when the birch flower extract of the present invention was treated, the production of nitric oxide (NO) was significantly reduced, in particular, 100 ⁇ g. When treated with / ml of birch extract, almost no nitric oxide (NO) was produced.
  • NO nitric oxide
  • the passive avoidance time of the control group treated with amyloid beta was significantly decreased compared to the manual avoidance time of the normal group not treated with amyloid beta.
  • the experimental group and the positive control group treated with the birch flower extract of the present invention was confirmed that the passive avoidance time is restored to the level of the normal group.

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Abstract

본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 본 발명의 양지꽃 추출물은 항산화 작용, 아밀로이드 베타 응집 저해 작용, 신경세포의 보호 효과 및 뇌세포의 염증 억제 효과를 지님으로써, 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물로서 유용하게 사용할 수 있다.

Description

양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물
본 발명은 양지꽃(Potentilla fragarioides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
인지는 인간이 살아가면서 뇌를 이용해 생각하고, 말하고, 기억하고, 판단하고 실행하는 모든 과정을 의미한다. 따라서 '인지기능'은 주의력, 지각력, 기억력, 언어능력, 집행능력 등을 포함하며, '인지기능 장애'는 뇌의 노화 현상 중 가장 두드러진 현상으로, 학습과 기억 능력의 저하, 판단력의 저하로 특징 지워지는 생리적 현상이다. 특히, 이러한 인지기능 장애는 다양하게 나타날 수 있는데, 그 중에서 치매는 기억력을 비롯한 언어 능력, 시 지각 및 시공간 구성 능력, 실행 기능 등의 인지 기능 감퇴로 대인 관계, 직업 기능 및 일상생활 기능에 현저한 지장이 초래되는 복합적인 질환으로 진단하고 있다. 노인성 치매는 주로 알츠하이머 치매가 대부분을 차지하며, 알츠하이머 치매는 흔히 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)으로 불리며 아무런 치료 노력이 없으면 서서히 죽게 되는 질병이라고 할 수 있다. 이 질병은 1906년 독일의 신경병리학자인 Alois Alzheimer에 의해 알려졌다. 우리나라는 1960년에는 전체 인구 2,500만 명 중 노인 인구가 72만 명으로 2.9%에 불과했지만 본격적인 고령화 사회가 되어 2026년 이후에는 65세 이상 고령인구가 전체 인구의 20%까지 증가할 것으로 예측되고 있다. 노인성 치매 환자의 수도 이에 비례하여 급격히 증가하는데 65세 이상의 연령대에서는 10%, 85세 이상의 경우에는 40~50% 정도가 노인성 치매에 시달리게 될 것으로 전문가들은 예측하고 있다.
이와 같은 노인성 치매의 일종인 알츠하이머병(Alzheimer's disease, AD)으로부터 유발되는 기억력 및 학습능력의 상실 등 인지 기능 장애는 해마와 피질에 불용성의 두 가지 단백질이 응집하여 침착되어 발병하는 것인데, 상기 두 가지 단백질의 응집은 신경세포에서 아밀로이드 베타(amyloid beta, Aβ)로 구성된 노인판(senile plaque)과 과인산화된 타우 단백질로 이루어진 신경섬유농축제(neurofibrillary tangle)가 축적되는 것이다. 수많은 노력에도 불구하고, 알츠하이머의 원인과 발명 기전은 아직도 완전하게 밝혀지지 않은 실정이다. 인구의 고령화가 가속되는 상황이므로 인지기능 또는 기억능력 저하 현상 개선을 위한 더욱 효과적인 제제(건강기능성 식품 소재 포함)의 개발 수요가 어느 때보다 높은 시기이다.
한편, 양지꽃은 쌍떡잎식물 장미목 장미과의 여러해살이풀이며, 산기슭이나 풀밭의 볕이 잘 드는 곳에서 자란다. 줄기는 옆으로 비스듬히 자라고 높이가 30∼50cm이며 잎과 함께 전체에 털이 있다. 뿌리에서 나온 잎은 뭉쳐나고 비스듬히 퍼지며 잎자루가 길고 3∼9개의 작은 잎으로 구성된 깃꼴 겹잎이다. 끝에 달린 3개의 작은 잎은 서로 크기가 비슷하고, 밑 부분에 달린 작은 잎은 밑으로 내려갈수록 점점 작아진다. 작은 잎은 길이 1.5∼5cm의 넓은 달걀을 거꾸로 세운 모양 또는 타원 모양이고 맥 위에 털이 많으며 가장자리에 톱니가 있다. 턱잎은 타원 모양이고 가장자리가 밋밋하다. 꽃은 4∼6월에 노란 색으로 피고 줄기 끝에 취산꽃차례를 이루며 10개 정도가 달린다. 꽃의 지름은 15∼20mm이고, 꽃받침조각은 5개이며 달걀 모양의 바소꼴이고, 꽃받침조각 사이에 있는 덧 꽃받침은 5개이며 넓은 바소꼴이다. 꽃잎은 5개이고 길이 6∼10mm의 둥근 달걀을 거꾸로 세운 모양이며 끝이 오목하다. 수술과 암술은 많으며, 꽃턱에 털이 있다. 열매는 수과이고, 길이 2mm의 달걀 모양이며 세로로 잔주름이 있다. 어린순을 나물로 먹는다. 한방에서는 식물체 전체를 약재로 쓰는데, 잎과 줄기는 위장의 소화력을 높이고, 뿌리는 지혈제로 쓰인다. 한국, 중국의 북동부, 시베리아 및 일본에 분포한다.
양지꽃 추출물에 대한 기술의 일례로는, 한국공개특허 제2014-0125137호에 양지꽃 속 식물 추출물 또는 이의 분획물을 유효성분으로 포함하는 항염증용 조성물이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2008-0056576호에 물양지 꽃이 포함된 천연물을 유효성분으로 포함하는 신경전달물질 배출 조절용 조성물이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제0638137호에 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 화장료 조성물에 관한 것이 개시되어 있으나, 본 발명의 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대해 개시된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 양지꽃 추출물의 아밀로이드 베타 응집 저해, 항산화 활성, 신경세포 보호 및 뇌세포의 염증 억제 효과를 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물을 제공한다.
본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 양지꽃 추출물이 아밀로이드 베타 응집 저해, 항산화 활성, 신경세포 보호 및 뇌세포의 염증 억제 효과가 있으므로, 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료에 사용할 수 있다.
본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 양지꽃 추출물이 아밀로이드 베타 응집 저해, 항산화 활성, 신경세포 보호 및 뇌세포의 염증 억제 효과가 있으며, 알츠하이머성 치매 동물 모델을 이용한 수동 회피 실험에서 우수한 효과가 있고, 단기 기억장애 동물모델을 이용한 수동 회피 실험 및 Y-미로 실험에서도 우수한 효과가 있으므로, 인지기능 장애의 예방, 개선 또는 치료에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 양지꽃 추출물의 아밀로이드 베타 응집 저해 효능을 확인한 것이다.
도 2는 본 발명의 양지꽃 추출물의 항산화 활성을 확인한 것으로, (A)는 ABTS 라디칼 소거활성을 확인한 결과이고, (B)는 DPPH 라디칼 소거활성을 확인한 결과이다.
도 3은 본 발명의 양지꽃 추출물의 신경세포 보호 효능(CCK)을 확인한 것으로, (A)는 신경 해마 세포주에 대한 세포독성을 확인하기 위하여, 양지꽃 추출물을 처리하고 세포 생존률을 확인한 결과이고, (B)는 H2O2를 처리하여 신경세포 손상이 유도된 신경세포에 양지꽃 추출물을 처리하여 세포보호 효능을 확인한 결과이며, (C)는 세포막 손상으로 인한 LDH 유출의 측정을 통하여 세포 생존율을 측정한 결과이다. ##, ###는 정상군에 대비하여, H2O2 처리에 따른 신경세포의 손상에 의해 세포생존률 또는 LDH 방출이 통계적으로 유의하게 차이가 있다는 것으로, p<0.01임을 의미한다. *, **, ***는 H2O2 처리군에 대비하여, 양지꽃 추출물의 처리에 의해 신경세포의 생존률 또는 LDH 방출이 통계적으로 유의하게 차이가 있다는 것으로, *는 p<0.05이고, **는 p<0.01이고, ***는 P<0.001임을 의미한다.
도 4는 본 발명의 양지꽃 잎 추출물의 처리에 따른 뇌세포 염증 억제 효능을 확인한 결과로, (A)는 미세아교 세포의 독성을 확인한 결과이고, (B)는 BV-2 세포에 염증을 유도한 후, 양지꽃 추출물의 처리에 따른 NO 어세이 결과이며, (C)는 BV-2 세포에 염증을 유도한 후, 양지꽃 추출물의 처리에 따른 PGE2 어세이 결과이다. ###는 정상군에 대비하여, LPS 처리에 따른 신경세포의 손상에 의해 NO(nitric oxide) 또는 PGE2 생성량이 통계적으로 유의하게 증가하였다는 것으로, p<0.001임을 의미한다. ***는 LPS 처리군에 대비하여, 양지꽃 추출물의 처리에 의해 NO(nitric oxide) 또는 PGE2 생성량이 통계적으로 유의하게 감소하였다는 것으로, ***는 p<0.001임을 의미한다.
도 5는 알츠하이머성 치매 동물 모델을 이용한 수동 회피 실험에서, 본 발명에 따른 양지꽃 추출물의 효과를 확인한 결과이다. ###는 정상군(아밀로이드 베타를 처리하지 않은 군)에 비해 아밀로이드 베타를 처리한 대조군의 수동 회피 시간이 통계적으로 유의미하게 차이가 있다는 것으로, p<0.001임을 의미하고, *, **는 아밀로이드 베타 및 양지꽃 추출물을 투여(50, 200mg/kg)한 군 또는 양성대조군(모린 투여군)이 대조군에 비해 통계적으로 유의미하게 수동회피 시간이 증진되었다는 것으로, *는 p<0.05이고, **는 p<0.01임을 의미한다.
도 6은 단기 기억장애 동물 모델을 이용한 수동회피 실험에서, 본 발명에 따른 양지꽃 추출물의 효과를 확인한 결과이다. *는 스코폴라민 및 양지꽃 추출물을 투여군(100mg/kg)이 대조군에 비해 통계적으로 유의미하게 수동회피 시간이 증진되었다는 것으로, *는 p<0.05임을 의미한다.
도 7은 단기 기억장애 동물 모델을 이용한 Y-미로 실험에서, 본 발명에 따른 양지꽃 추출물의 효과를 확인한 결과이다. ###는 정상군(스코폴라민을 처리하지 않은 군)에 비해 스코폴라민을 처리한 대조군의 변경 행동력이 통계적으로 유의미하게 차이가 있다는 것으로, p<0.001임을 의미하고, **는 스코폴라민 및 양지꽃 추출물을 투여(50mg/kg)한 군 또는 양성대조군(타크린 투여군)이 대조군에 비해 통계적으로 유의미하게 변경 행동력이 증진되었다는 것으로, **는 p<0.01임을 의미한다.
본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
상기 양지꽃 추출물은 하기의 단계를 포함하는 방법에 의해 제조되는 것일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다:
1) 양지꽃 식물에 추출용매를 가하여 추출하는 단계;
2) 단계 1)의 추출물을 여과하는 단계; 및
3) 단계 2)의 여과한 추출물을 감압 농축하고 건조하여 추출물을 제조하는 단계.
상기 단계 1)에서 추출용매는 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물인 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 에탄올 추출물이고, 더욱더 바람직하게는 70%(v/v) 에탄올 초음파 추출물이지만 이에 한정하지 않는다.
상기 제조방법에 있어서, 양지꽃의 추출은 여과법, 열수 추출, 침지 추출, 환류 냉각 추출 및 초음파 추출 등의 당 업계에 공지된 모든 통상적인 방법을 이용할 수 있다. 상기 추출용매는 건조된 양지꽃 부피의 1~20배 첨가하여 추출하는 것이 바람직하며, 더 바람직하게는 3~10배 첨가하는 것이다. 추출온도는 20 내지 50℃인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 추출시간은 0.5~10시간인 것이 바람직하며, 0.5~5시간이 더욱 바람직하고, 1시간이 가장 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 상기 방법에 있어서, 단계 3)의 감압농축은 진공 감압 농축기 또는 진공회전증발기를 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 건조는 감압건조, 진공건조, 비등건조, 분무 건조 또는 동결 건조하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다.
상기 양지꽃은 전초, 꽃, 잎, 가지, 뿌리 또는 종자를 사용하여 추출물을 획득할 수 있다.
상기 인지기능 장애는 치매, 알츠하이머, 허혈성 뇌졸중, 외상선 뇌손상, 건망증, 파킨슨병, 픽(pick)병, 크루츠펠트-야곱병 및 경도 인지기능 장애 중에서 선택된 어느 하나인 것이 바람직하지만 이에 한정하지 않는다.
본 발명에서, 경도 인지기능 장애는 기억력 및 인지 기능이 연령, 교육 수준에 비해 유의하게 저하된 상태이나 생활에 지장을 초래하지는 않는 치매 전 임상 단계로 정의한다.
본 발명의 조성물은 상기 유효성분 이외에 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있으며, 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형 제제에는 캡슐제, 산제, 과립제, 정제, 환제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁액, 에멀전, 시럽, 에어로졸 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성 용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제, 좌제가 포함된다. 비수성 용제 및 현탁 용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로 젤라틴 등이 사용될 수 있다. 비경구 투여 시 피부 외용 또는 복강 내, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사 방식을 선택하는 것이 바람직하며, 가장 바람직하게는 피부 외용으로 사용한다.
본 발명에 따른 약학 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, "약제학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효량의 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하며, 일일 투여량은 양지꽃 추출물의 양을 기준으로 0.01~2,000mg/kg이고, 바람직하게는 30~500mg/kg이고, 더욱 바람직하게는 50~300mg/kg이며, 하루 1~6회 투여될 수 있다. 본 발명의 조성물은 단독으로 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반응 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물에 관한 것이다. 상기 조성물은 항산화 활성을 갖는 것이 특징이고, 상기 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조되는 것이 바람직하지만 이에 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 건강기능식품 조성물을 식품첨가물로 사용하는 경우, 상기 양지꽃 추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 조성물은 원료에 대하여 15 중량부 이하, 바람직하게는 10 중량부 이하의 양으로 첨가된다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다. 상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 추출물 또는 이의 분획물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 수프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올 음료 및 비타민 복합체 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 건강기능식품을 모두 포함한다.
본 발명의 조성물을 건강 음료로 사용할 경우, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드, 말토스, 슈크로스와 같은 디사카라이드, 텍스트린, 사이클로텐스트린과 같은 폴리사카라이드, 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 감미제로서는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제나, 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100g당 일반적으로 약 0.01~0.04g, 바람직하게는 약 0.02~0.03g이다. 상기 외에 본 발명의 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 중점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 조성물은 천연 과일쥬스, 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물은 100 중량부 당 0.01~0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
1. 추출물의 제조방법
양지꽃은 가천대학교 생명과학과 약용식물소재은행으로부터 분양받아 사용하였다. 건조 시료 500.0g에 대하여 70%(v/v) 에탄올 5ℓ를 가하고 초음파 추출기를 이용하여 1시간 동안 3회 초음파 추출하였다. 상기 초음파 추출액을 어드벤텍 2호(Advantec No. 2, 110mm) 여과지를 이용하여 여과하여 불용성 물질을 제거한 후, 냉각 콘덴서가 장착된 농축 장치로 40℃에서 감압 농축하였다. 감압 농축된 추출물의 용매를 완전히 제거하기 위하여 정제수 500㎖를 넣어 현탁시킨 후 동결건조기를 이용하여 농축하였다.
2. 아밀로이드 베타 응집 억제 효능 측정
아밀로이드 베타 응집 억제 활성의 측정은 형광 분석법을 이용하였다. 아밀로이드 베타 (Aβ1-42) 펩티드는 영하 80℃에서 보관하였으며, 측정 시 사용한 최종 농도는 100㎍/㎖로 사용하였다. 형광물질로 사용하는 티오플라빈 티(thioflavin T)는 어세이 버퍼(50mM Tris/150mM NaCl (pH 7.2), 20mM HEPES/150mM NaCl (pH 7.2), 10mM phosphate/150mM NaCl (pH 8.0))에 녹여 제조하여 2mM의 농도로 사용하였다. 시료는 어세이 버퍼(assay buffer)에 녹여 최종 농도 100㎍/㎖로 사용하였다. Aβ1-42 응집억제 정도를 측정하기 위하여 96웰 플레이트(black microplate)에 티오플라빈 티(thioflavin T) 10㎕와 Aβ1-42 85㎕를 넣은 후 일정 농도로 만든 시료 5㎕와 혼합하여 형광 분광 분석기로 측정하였다. 이때 사용한 형광 분광 분석기의 파장 값은 440nm/484nm(흡광/발광)이며, 37℃에서 20분 간격으로 총 2시간 측정하였다. 활성 비교를 위하여 양성 대조군으로 모린(morin) 화합물을 사용하였다.
3. 항산화 활성 분석
(가) ABTS 자유 라디칼 소거능 측정
ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulphonic acid)) 라디칼을 이용한 항산화 효능 측정은 ABTS+· cation decolorization assay 방법을 96웰 플레이트에 맞게 수정하여 실시하였다. 7mM ABTS와 2.45mM 과황산칼륨(potassium persulfate)을 최종농도로 혼합하여 실온인 암소에서 24시간 동안 방치하여 ABTS+·를 형성시킨 후 743nm에서 0.7의 흡광도 값을 갖도록 PBS로 희석하였다. 96웰 플레이트에 ABTS+·용액과 시료를 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후, Epoch 마이크로플레이트 분광광도계(Microplate Spectophotometer)를 사용하여 743nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 시료의 라디칼 소거활성은 용매인 PBS를 대조군으로 하여 대조군에 대한 라디칼 소거능을 백분율로 나타냈다. 활성 비교를 위하여 양성 대조군으로 비타민 C(vit. C)를 사용하였다.
(나) DPPH 자유 라디칼 소거능 측정
DPPH(1-1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 라디칼을 이용한 항산화 효능 측정은 96웰 플레이트를 이용하여 실시하였다. 96웰 플레이트에 0.15mM의 DPPH 용액과 시료를 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후, 517nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 처리 추출물의 항산화능은 용매인 DMSO를 대조군으로 하여 대조군에 대한 라디칼 소거능을 백분율로 나타내었다. 활성비교를 위하여 양성 대조군으로 비타민 C(vit. C)를 사용하였다.
4. 신경세포 보호 효능 측정
(가) 신경 해마 세포주에 대한 세포 독성 측정
시료의 세포 독성을 알아보기 위해 Cell Counting Kit-8(CCK-8)을 제조사의 사용법에 따라 사용하였다. 96웰 플레이트에 분주한 HT22 세포주(5×103 세포/웰)에 시료를 농도별로 처리하여 24시간 동안 배양하였다. CCK-8 용액 10㎕를 첨가하여 4시간 동안 배양한 후 450nm에서 흡광도를 측정하고 대조군과의 비교를 통해 상대적인 세포생존율(% of control)을 계산하였다.
(나) 신경 세포 보호 효능 측정
신경 세포 손상을 유도하기 위하여 HT22 세포에 250μM 과산화수소(H2O2)를 6시간 처리하였다. CCK 어세이를 통하여 H2O2 단독 처리군과 시료와 H2O2를 동시 처리군의 세포 생존율 변화를 비교하여 세포 보호 효능을 판단하였다. 양성 대조군으로 카베딜롤(carvedilol)을 사용하였다.
(다) LDH 어세이
세포막 손상으로 인한 LDH 유출의 측정을 통하여 세포 생존율을 측정하였다. 신경 세포 손상을 유도하기 위하여 HT22 세포에 250μM의 과산화수소(H2O2)를 6시간 처리하였다. 배양 상등액을 수거한 후 LDH 기질 용액과 동량 혼합하여 실온에서 30분간 반응시킨 후, 1N의 HCl을 가하여 반응을 정지시켜, 490nm에서 흡광도를 측정하였다(experimental LDH release).
상등액을 제거한 후 남은 세포에 용해(lysis) 용액을 가하여 37℃에서 45분간 반응시킨 후, 250g에서 4분간 원심분리 하였다. 상등액을 수거하여 위와 같은 방법으로 LDH 반응을 실시하여 490nm에서의 흡광도를 측정하였다(Maximum LDH release). 하기 식 (1)에 의하여 세포 생존율을 계산하였다.
식 (1)
세포생존률(%)={[experimental LDH release(OD490)]/[Maximum LDH release(OD490)]}×100
5. 뇌세포 염증 억제 효능 측정
(가) 미세아교세포 독성 측정
96웰 플레이트에 분주한 BV-2 세포주(1×104 세포/웰)에 시료를 농도별로 처리하여 24시간 동안 배양하였다. CCK-8 용액 10㎕를 첨가하여 4시간 동안 배양한 후 450nm에서 흡광도를 측정하고 대조군과의 비교를 통해 상대적인 세포생존율(% of control)을 계산하였다.
(나) NO(nitric oxide) 어세이
BV-2 세포에 시료를 2시간 전처리한 후, 염증 반응을 유도하기 위하여 LPS(lipopolysaccharide, 1㎍/㎖)를 처리하고 24시간 배양한 후, 상등액을 회수하였다. 상등액과 Griess 시약(sulfanilamide:N-1-napthylethylenediamine dihydrochloride=1:1)를 동량 혼합하여 5-10분 반응시킨 후, 540nm에서 흡광도를 측정하여 표준 곡선을 기준으로 NO(nitric oxide) 양을 계산하였다. 양성 대조군으로 이부프로펜(ibuprofen)을 사용하였다.
(다) PGE2 (Prostaglandin E2) 어세이
BV-2 세포에 시료를 2시간 전처리한 다음, 염증 반응을 유도하기 위하여 LPS(lipopolysaccharide, 1㎍/㎖)를 처리하고 24시간 배양한 다음 상등액을 회수하였다. 세포 배양액 내의 PGE2의 양을 측정하기 위해 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 키트를 이용하여 실험을 수행하였다. 상등액을 goat anti-mouse IgG로 코팅된 96웰 플레이트에 각각 50㎕씩 첨가하고, 여기에 1차 항체 용액 50㎕와 PGE2 컨쥬게이트 50㎕씩 첨가하여 4℃에서 18시간 반응시켰다. 세척 완충용액으로 5회 세척하고 기질 용액을 200㎕씩 처리하여 90분간 반응시킨 후, 412nm에서 흡광도를 측정하였다.
6. 알츠하이머성 치매 동물 모델에 대한 효능 평가
(가) 동물 모델
23~28g의 12주령 수컷 마우스(C57BL/6N, 코아텍)는 온도 23±3℃, 상대습도 55±15%, 환기 횟수 10~20회/hr, 조명시간 12시간(오전 8시 점등-오후 8시 소등) 및 조도 150~300Lux로 유지되는 동물실에서 사육하였다. 모든 실험 과정들은 실험동물의 관리 및 사용을 위한 NIH 가이드라인에 따라 실시하였고 동물 핸들링은 한국 동물복지법의 규약(National Animal Welfare Law of Korea)에 따라 이루어졌다.
(나) 양지꽃 추출물의 투여
마우스들은 일주일의 순화(n=8) 후 5개 그룹으로 임의적으로 분류하였다. 알츠하이머성 치매의 유도는 아밀로이드 베타를 측량한 후, 멸균된 0.1 M phosphate-buffered saline (pH 7.4)에 용해하여 1㎍/㎖의 농도로 조제하여 응집을 유도하기 위해 투여 전에 최소 3주 이상 냉동보관 하였다가 뇌의 제3뇌실에 투여하였다(intracerebroventricular injection, i.c.v.). 양지꽃 추출물은 PBS에 녹여 사용하였으며, 아밀로이드 베타 투여한 다음날부터 20일 동안 경구 투여하였다. 아밀로이드 응집 억제제인 모린(morin)을 양성 대조군으로 사용하였다.
(다) 수동 회피 실험(passive avoidance test)
수동 회피 실험은 24시간 간격으로 3일 연속, 동일시간에 수행하였다. 시험물질 투여 8일째는 동물을 차광이 된 구역에 2분 동안 머무르게 한 후 다시 조명이 있는 구역에 넣고 차광이 된 구역으로 넘어가면 즉시 꺼내어 적응 훈련을 시켰다. 시험물질투여 9일째인 24 시간 후에는 2분 간격으로, 2회의 훈련을 시켰다. 첫 번째 훈련은 수동 회피 실험(passive avoidance test) 기기의 챔버(chamber)에 동물을 60초 동안 넣어 측정기기에 적응을 시켰다. 이때는 조명을 주지 않고 길로틴문(guillotine door)을 열어 주어 동물이 자유롭게 드나들도록 하였다. 60초 동안의 적응이 끝난 후에 다시 조명을 주고 120초 동안 자유롭게 드나들도록 한 후 차광이 된 곳으로 이동하면 길로틴문(guillotine door)을 닫고 0.20mA의 scrambled shock을 2초 동안 받게 하였다. 이때 이동을 하지 않는 동물은 실험에서 제외하였다. 다시 24시간 후인, 시험물질투여 10일째에는 조명이 있는 구역에 넣고 길로틴문(guillotine door)을 열어 주는 것과 동시에 시간을 측정하여 차광된 구역으로 이동하는 시간을 측정하였다.
7. 단기 기억장애 동물 모델에 대한 효능 측정
(가) 동물 모델
23~28g의 7주령 수컷 마우스(ICR, 중앙실험동물)는 온도 23±3℃, 상대습도 55±15%, 환기 횟수 10~20회/hr, 조명시간 12시간(오전 8시 점등-오후 8시 소등) 및 조도 150~300Lux로 유지되는 동물실에서 사육하였다. 모든 실험 과정들은 실험동물의 관리 및 사용을 위한 NIH 가이드라인에 따라 실시하였고 동물 핸들링은 한국 동물복지법의 규약(National Animal Welfare Law of Korea)에 따라 이루어졌다.
(나) 양지꽃 추출물의 투여
마우스들은 일주일의 순화(n=8) 후 5개 그룹으로 임의적으로 분류하였다. 양지꽃 추춟물은 PBS에 녹여 사용하였으며, 2주 동안 경구 투여하였다. 양지꽃 추출물에 대한 양성 대조군으로는 타크린(tacrine)을 사용하였다. 기억상실물질인 스코폴라민은 행동 실험 30분 전 복강 투여하였다.
(다) 수동 회피 실험(passive avoidance test)
수동 회피 실험은 24 시간 간격으로 3일 연속 동일시간에 수행하였다. 시험물질 투여 10일째는 동물을 차광이 된 구역에 2분간 머무르게 한 후 다시 조명이 있는 구역에 넣고 차광이 된 구역으로 넘어가면 즉시 꺼내어 적응 훈련을 시켰다. 시험물질투여 11일째인 24시간 후에는 2분 간격으로 2회의 훈련을 시켰다. 첫 번째 훈련은 passive avoidance test 기기 chamber에 동물을 60초 동안 넣어 측정기기에 적응을 시켰다. 이때는 조명을 주지 않고 길로틴문(guillotine door)을 열어 주어 동물이 자유롭게 드나들도록 하였다. 60초 동안의 적응이 끝난 후에 다시 조명을 주고 120초 동안 자유롭게 드나들도록 한 후 차광이 된 곳으로 이동하면 길로틴문(guillotine door)을 닫고 0.20mA의 scrambled shock을 2초 동안 받게 하였다. 이때 이동을 하지 않는 동물은 실험에서 제외하였다. 다시 24시간 후인 시험물질투여 12일째에는 조명이 있는 구역에 넣고 길로틴문(guillotine door)을 열어 주는 것과 동시에 시간을 측정하여 차광된 구역으로 이동하는 시간을 측정하였다.
(라) Y-미로 실험(Y-maze test)
시험 물질 투여 14일째에 Y-미로 실험을 실시하였다. Y-미로는 검은색 아크릴로 규격에 맞추어 제작한 Y 자 모양의 사방이 막힌 미로에서 세 가지를 각각 A, B, C로 정한 후, 한쪽 가지에 마우스를 조심스럽게 놓고 8분 동안 자유롭게 움직이게 한 후 마우스가 들어간 가지를 순서대로 기록하였다. 꼬리까지 완전히 들어갔을 경우에 계속하였으며, 한 번 들어갔던 가지에 다시 들어간 경우에도 기록하였다. 세 개의 다른 가지에 차례로 들어간 경우 1점을 부여하였다. 변경 행동력을 다음의 수식에 의하여 계산하였다.
변경 행동력(spontaneous alternation, %)=[실제 변경/총 출입 횟수-2]× 100
8. 통계 분석
본 발명의 실시예에서 획득한 결과에 대한 통계 분석은 SPSS Statistics 22 또는 GraphPad Prism Ver. 6를 사용하였으며, 대조군과의 유의성을 검정하였다. 시험물질 투여군은 One-way ANOVA로 검정을 실시하였고 Duncan 혹은 Dunnett t-test로 유의성을 검정하였다. 또한, 정상군 및 대조군은 Student's t- test를 이용하여 유의성을 검정하였다. P<0.05인 경우 통계학적으로 유의하다고 판정하였다.
실시예 1. 양지꽃 추출물의 아밀로이드 베타 응집 저해 효능 확인
6.25, 12.5, 25, 50 및 100㎍/㎖의 양지꽃 추출물을 처리하여 아밀로이드 베타의 응집억제 정도를 확인하였다. 그 결과, 도 1에 개시한 바와 같이 양지꽃 추출물은 농도 의존적으로, 아밀로이드 베타 응집을 저해하였고, 100㎍/㎖의 양지꽃 추출물을 처리한 경우, 아밀로이드 베타 응집 저해가 60% 이상임을 확인하였다.
실시예 2. 양지꽃 추출물의 항산화 활성 확인
본 실시예 2에서는 양지꽃 추출물의 항산화 활성을 확인하기 위하여 ABTS 라디칼 소거활성과 DPPH 라디칼 소거활성을 확인하였으며, 도 2에 개시한 바와 같이, 양지꽃 추출물의 농도가 50㎍/㎖ 이상에서는 100%의 ABTS 라디칼 소거활성이 나타났고, 양지꽃 추출물의 농도가 100㎍/㎖ 일 때, 거의 100% 정도의 DPPH 라디칼 소거 활성을 보였다.
실시예 3. 양지꽃 추출물의 신경세포 보호 효능 확인
본 실시예 3에서는 양지꽃 추출물이 정상적인 신경 세포에 대한 세포 독성이 거의 없다는 것을 확인하였고(도 3(A)), H2O2에 의한 신경세포의 손상으로, 세포 생존률이 감소하며, H2O2에 의한 신경세포의 손상을 양지꽃 추출물을 처리함으로써, 세포 생존률이 감소하는 것을 억제하는 효과가 있다는 것을 확인하였으며(도 3(B)), H2O2에 의한 신경세포의 세포막이 손상되어 LDH 방출이 증가하지만, 양지꽃 추출물을 처리함으로써, LDH 방출의 증가를 완화하는 효과를 확인하였다(도 3(C)).
실시예 4. 뇌세포 염증 억제 효능 확인
본 실시예 4에서는 뇌세포 염증 억제 효능을 확인하였으며, 그 결과 도 4에 개시한 바와 같이, 본 발명의 양지꽃 추출물은 뇌세포에 대한 독성이 거의 없어 세포생존률이 100% 수준을 유지하였다. LPS를 처리하여 뇌세포에 염증을 유도함으로써, NO(nitric oxide)의 양이 증가하였으나, 본원 발명의 양지꽃 추출물을 처리한 경우, 현저하게 NO(nitric oxide)의 생성량이 줄어들었으며, 특히, 100㎍/㎖의 양지꽃 추출물을 처리한 경우, NO(nitric oxide)가 거의 생성되지 않았다.
또한, 세포 배양액 내의 PGE2 양을 측정한 결과, 염증이 유도된 경우 PGE2의 양이 증가한 반면에, 양지꽃 추출물의 처리군은 농도 의존적으로 PGE2 양이 감소한 것을 확인하였다.
실시예 5. 알츠하이머성 치매 동물 모델에 대한 효능 평가
알츠하이머성 치매 동물 모델을 이용한 수동 회피 실험 결과, 도 5에 개시한 바와 같이 아밀로이드 베타를 처리하지 않은 정상군의 수동 회피 시간에 비해 아밀로이드 베타를 처리한 대조군의 수동 회피 시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였으나, 본 발명의 양지꽃 추출물을 처리한 실험군 및 양성대조군 모두 수동회피 시간이 정상군의 수준으로 회복되는 것을 확인하였다.
실시예 6. 단기 기억장애 동물 모델에 대한 효능 측정
(1) 수동 회피 실험(passive avoidance test)
단기 기억장애 동물 모델에 대한 수동 회피 실험 결과, 도 6에 개시한 바와 같이 스코플라민(1mg/kg)을 처리하지 않은 정상군의 수동 회피 시간에 비해 스코플라민(1mg/kg)을 처리한 대조군의 수동 회피 시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였으나, 본 발명의 양지꽃 추출물을 처리한 실험군 및 양성대조군 모두 수동회피 시간이 정상군의 수준으로 회복되는 것을 확인하였다.
(2) Y-미로 실험(Y-maze test)
단기 기억장애 동물 모델에 대한 Y-미로 실험 결과, 도 7에 개시한 바와 같이 스코플라민(1mg/kg)을 처리하지 않은 정상군의 변경 행동력(spontaneous alternation, %)에 비해 스코플라민(1mg/kg)을 처리한 대조군의 변경 행동력이 통계적으로 유의미하게 감소하였으나, 본 발명의 양지꽃 추출물을 처리한 실험군 및 양성대조군 모두 변경 행동력이 회복되는 것을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 양지꽃(Potentilla fragarioides) 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 양지꽃 추출물의 용매는 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 인지기능 장애는 치매, 알츠하이머, 허혈성 뇌졸중, 외상선 뇌손상, 건망증, 파킨슨병, 픽(pick)병, 크루츠펠트-야곱병 및 경도 인지기능 장애 중에서 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 포함하는 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 캡슐제, 산제, 과립제, 정제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 양지꽃 추출물을 유효성분으로 함유하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 양지꽃 추출물의 용매는 물, C1~C4의 저급 알코올 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 조성물은 항산화 활성을 갖는 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
  9. 제6항에 있어서, 상기 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 인지기능 장애의 예방 또는 개선용 건강기능식품 조성물.
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