WO2019083321A2 - 항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제용 조성물 - Google Patents

항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제용 조성물

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Definitions

  • the present invention relates to a composition for inhibiting antioxidant, anti-inflammatory or osteoclast differentiation, which comprises a complex hydrothermal extract fraction of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, and Angelica gigas Nakai as an active ingredient.
  • Osteoclast is a bone-absorbing cell that is activated by various elements in vivo and maintains good quality bone by balancing it with bone-forming osteoblasts.
  • the imbalance between osteoclasts and osteoblasts causes various bone diseases, and the increase of osteoclasts causes not only osteoporosis but also rheumatoid arthritis and periodontitis.
  • the osteoclasts are derived from hematopoietic stem cells and differentiate into mature polynuclear cells from mononuclear cells / macrophages by macrophage colony-stimulating factor (M-CSF) and receptor activator of nuclear factor-kB ligand (RANKL).
  • M-CSF macrophage colony-stimulating factor
  • RNKL nuclear factor-kB ligand
  • tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6) was clustered, and MAP kinase, a subpopulation of osteoclast-like cells, (TRAP), osteoclast-associated receptor (OSCAR), and cathepsin K, which are involved in the transcriptional activity of NFATc1 through the phosphorylation pathway of p38, JNK, ERK and NF- It occurs through a series of processes that are expressed. Therefore, inhibition of osteoclast differentiation and inhibition of bone resorption is an important index in the treatment and prevention of bone diseases such as osteoporosis.
  • TRAP tumor necrosis factor receptor-associated factor 6
  • OSCAR osteoclast-associated receptor
  • cathepsin K cathepsin K
  • Bisphosphonate drugs have been shown to inhibit osteoclast function, thereby reducing bone resorption and inhibiting the rate of fracture in osteoporosis patients.
  • long-term side effects such as acute phase reactions, severe pain in the musculoskeletal system, hypocalcemia and short-term adverse effects such as jaw osteonecrosis, atrial fibrillation.
  • attempts have been actively made to develop a therapeutic agent having a therapeutic effect on various bone diseases including osteoporosis while using natural materials to reduce toxicity and side effects in order to minimize such side effects.
  • the present inventors have made extensive efforts to discover new materials derived from natural products having antioxidant, anti-inflammatory or osteoclast differentiation inhibitory properties. As a result, the inventors of the present invention have completed the present invention by confirming that a predetermined fraction of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis and Chrysanthemum orientalis complex extract has antioxidant, anti-inflammatory or osteoclast differentiation inhibitory ability.
  • an object of the present invention is to provide a novel composition for inhibiting osteoclast differentiation, antioxidant, or anti-inflammation.
  • the present inventors have made extensive efforts to discover new materials derived from natural products having antioxidant, anti-inflammatory or osteoclast differentiation inhibitory properties. As a result, it was found that the predetermined fractions of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, and Chrysanthemum japonica complex extract have antioxidant, anti - inflammatory or osteoclast differentiation inhibiting ability and arthritis prevention and therapeutic effect.
  • a pharmaceutical composition for suppressing osteoclast differentiation, antioxidant, or antiinflammatory comprising at least one of an ethyl acetate fraction and a butanol fraction of a combined extract of Bacillus, .
  • a pharmaceutical composition for preventing or treating arthritis comprising at least one of an ethyl acetate fraction and a butanol fraction of a combined extract of Bacillus subtilis, .
  • Cronanchum wilfordii used in the preparation of the complex extract of Phellinus linteus, Lentinus edulis, and Chrysanthemum angustifolia herein means perennial herbaceous plants belonging to the family Polygonaceae, having a height of 1-3 m, It is a thickened plant as a root.
  • the term “Phlomis umbrosa” used in the production of the above-mentioned complex extract means perennial herbaceous plants belonging to the family Lamiaceae, and the height thereof is 70-150 cm and the number of the root is about 5.
  • Angelica gigas used in the preparation of the above-mentioned compound extract means perennial herbaceous plants belonging to Umbelliferae, having a height of 1-2 m and having branched roots with coarse roots .
  • the white water, the medium speed and the true angelica used in the present invention can be obtained by using various organs or tissues (e.g., roots, leaves, flowers, stems, fruits and seeds) of each plant, Root of root of ou, Root of root of sweet potato, root of chorus root can be used.
  • the combined extract of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis and Chrysanthemum orientalis according to the present invention can be produced by (i) a single extraction process in which a mixture of Bacillus subtilis, , Or an extract of a single component of Angelica gigas Nakai, and then mixing the three components of the extract.
  • the compounding weight ratio (w / w / w) of the combination extracts of Baekgoo, Cheju, and Chrysanthemum morifolium of the present invention is 0.5 to 2 : 0.5 to 2: 0.5 to 2.
  • the combined weight ratio (w / w / w) of the combination extract of the present invention is in the range of 0.8 to 1.5: 0.8 to 1.5: 0.8 to 1.5. More specifically, it is possible to use, for example, a complex extract having a blend weight ratio (w / w / w) of Baishuogao, the medium-speed stage and Chrysanthemum morifolium of 0.9 to 1.2: 0.9 to 1.2: 0.9 to 1.2.
  • a complex extract having a blend weight ratio (w / w) of 1: 1: 1.08 was used, but the complex extract of the present invention has various blend weight ratios And is not limited to the weight ratio described in the above-mentioned one embodiment.
  • compounding weight ratio (w / w) in this specification refers to the weight ratio of each component before the extraction process.
  • the complex extract of the present invention is prepared through a single extraction process in which a mixture of white water, one-time-stage and true angelica gori is extracted with an extraction solvent, the mixture of white water, Represents the weight ratio of the single components.
  • Single component basis weight amount of single component used for single extract preparation ⁇ (volume of single extract used for composite extract preparation / volume of single extract produced).
  • the complex extract of the present invention is obtained by using water as an extraction solvent. It is apparent to those skilled in the art that the extract of the present invention can be obtained not only by the above-mentioned extraction solvent but also by using other extraction solvent, which exhibits substantially the same effect.
  • the extract of the present invention includes not only the extract obtained by the above-mentioned extraction solvent, but also an extract obtained through a conventional purification process.
  • an extract obtained through a conventional purification process For example, by separation using an ultrafiltration membrane having a constant molecular weight cut-off value, separation by various chromatographies (made for separation by size, charge, hydrophobicity or affinity), and the like, The active fraction is also included in the extract of the present invention.
  • an active fraction obtained by filtering a Baekgoo, a whiplash and a True Angelica extract with a low molecular weight ultrafiltration membrane can be used, and more specifically, , Baekgoo, Cheju, and Angelica gigas were hydrothermally treated, and then the hot water extract solution was filtered with an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 6-10 ⁇ , and more specifically, an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut-off of 10 ⁇ , Can be used.
  • the extract of the present invention can be prepared in powder form by an additional process such as vacuum distillation and freeze-drying or spray-drying.
  • the combined extract of Bacillus subtilis, Cacao sp is meant to include all various processes generally understood by those skilled in the art and is not particularly limited. Specifically, for example, water is used at a temperature of 40 ⁇ ⁇ or higher, specifically 50 ⁇ ⁇ or higher, more specifically 60 ⁇ ⁇ or higher, more specifically 70 ⁇ ⁇ or higher, still more specifically 80 ⁇ ⁇ or higher, ,
  • a complex extract can be produced by carrying out an extraction process for a predetermined time without any particular limitation. Specifically, the extraction process may be performed for 2 hours to 10 hours, more specifically, for 4 hours to 8 hours to prepare a complex extract.
  • the amount of extraction solvent used for extraction is 3-20 times (w / v), 5-20 times (w / v), 5-15 times (w / v) v), 7-15 fold (w / v), 7-13 fold (w / v), 8-13 fold (w / v), or 8-12 fold (w / v).
  • the ethyl acetate fraction and the butanol fraction of the combined extract of Baekgoo, Oax, and Angelica gigantosa as an active ingredient of the present invention are obtained by (1) (2) ethyl acetate, (3) butanol, and (4) water.
  • One specific example of the fractionation process is shown in Embodiment 2, but the present invention is not limited thereto.
  • the pharmaceutical composition for osteoclast differentiation inhibition, antioxidant, or antiinflammation comprises the ethyl acetate fraction of the combined extract of Bacillus subtilis, Hacienda sp.
  • the composition of the present invention is used for the treatment of bone damage, osteoporosis, periodontal disease, Paget's disease, multiple myeloma and metastatic cancer) for the prevention or treatment of bone disease.
  • the above-mentioned specific diseases are associated with osteoclast differentiation, and are well known diseases that can be prevented or treated by inhibition of osteoclast differentiation [Wagner, E. F., & Karsenty, G. (2001). Current Opinion in genetics & development, 11 (5), 527-532 .; Durand, M. et al. (2011). Bone, 48 (3), 588-596 .; Bartold, P. M. et al. (2010).
  • the composition of the present invention is for the prevention or treatment of arthritis, in particular for the prevention or treatment of inflammatory arthritis, degenerative arthritis.
  • inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, reiter's syndrome and psoriatic arthritis as a kind of autoimmune evolution, and more preferably for preventing or treating inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, reiter's syndrome,
  • inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, reiter's syndrome
  • psoriatic arthritis a kind of autoimmune evolution
  • preventing or treating inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, reiter's syndrome
  • the pharmaceutical composition of the present invention may comprise a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the pharmaceutically acceptable carriers to be contained in the pharmaceutical composition of the present invention are those conventionally used in the present invention and include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, But are not limited to, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpyrrolidone, water, syrup, and mineral oil.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a wetting agent, a sweetening agent, a flavoring agent, an emulsifying agent, a suspending agent, a preservative, etc., in addition to the above components. Suitable pharmaceutically acceptable carriers and formulations are described in detail in Remignton ' s Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995).
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally (for example, intravenous, intraperitoneal, intramuscular, subcutaneous, or topical), and is preferably administered orally.
  • the appropriate dosage of the pharmaceutical composition of the present invention may vary depending on factors such as the formulation method, administration method, age, body weight, sex, pathological condition, food, administration time, administration route, excretion rate, .
  • Typical dosages of the pharmaceutical compositions of the present invention are in the range of 0.001-1000 mg / kg on an adult basis.
  • the dose in the human body can be converted based on animal experiments (Shin et al., J Korean Oriental Medicine 31 (3): 1-7, 2010).
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be formulated into a unit dose form by formulating it using a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to a method which can be easily carried out by a person having ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Or by intrusion into a multi-dose container.
  • the formulations may be in the form of solutions, suspensions, syrups or emulsions in oils or aqueous media, or in the form of excipients, powders, powders, granules, tablets or capsules, and may additionally contain dispersing or stabilizing agents.
  • an osteoclast differentiation-inhibiting, antioxidant, or anti-inflammatory food comprising at least one of an ethyl acetate fraction and a butanol fraction of a combined extract of Bacillus subtilis, Lt; / RTI >
  • a food composition for preventing and improving arthritis comprising at least one of an ethyl acetate fraction and a butanol fraction of a combined extract of Bacillus, do.
  • the composition of the present invention when the composition of the present invention is prepared with a food composition, it includes components that are ordinarily added in the manufacture of food, and includes, for example, proteins, carbohydrates, fats, nutrients, seasonings and flavors.
  • the above-mentioned carbohydrates include monosaccharides such as glucose, fructose and the like; Disaccharides such as maltose, sucrose, oligosaccharides and the like; And polysaccharides such as dextrin, cyclodextrin and the like, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol.
  • Natural flavoring agents and synthetic flavoring agents can be used as flavoring agents.
  • citric acid, liquid fructose, sugar, glucose, acetic acid, malic acid, juice, and the like may be further added in addition to the active ingredient of the present invention.
  • the food composition according to the present invention can be used as it is in the ethyl acetate fraction and the butanol fraction of the combined extract of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, and Angelica gigas L. contained in the pharmaceutical composition, which is another embodiment of the present invention, The description of the overlapping contents is omitted.
  • the composition of the present invention is used for the treatment of bone damage, osteoporosis, periodontal disease, Paget's disease, multiple myeloma and metastatic cancer. < / RTI >
  • the composition of the present invention is for preventing or ameliorating arthritis and specifically for preventing or treating inflammatory arthritis, degenerative arthritis.
  • inflammatory diseases such as rheumatoid arthritis, ankylosing spondylitis, reiter's syndrome and psoriatic arthritis as a kind of autoimmune evolution, more preferably,
  • rheumatoid arthritis a kind of autoimmune evolution
  • psoriatic arthritis a kind of autoimmune evolution
  • the term " improvement" means effective in restoring the normal function or biological activity of the human body, thereby alleviating the disease state.
  • the present invention provides a novel antioxidant, anti-inflammatory, or osteoclast differentiation inhibiting composition.
  • the present invention provides a novel composition for improving, preventing and treating arthritis.
  • composition of the present invention When the composition of the present invention is used, antioxidative, anti-inflammatory or osteoclast differentiation inhibitory effects can be effectively obtained without side effects.
  • composition of the present invention When the composition of the present invention is used, arthritis can be effectively prevented, prevented and treated without side effects.
  • FIG. 1 shows the results of measurement of DPPH radical scavenging activity according to the treatments of concentration of Baekgoo, Cheonjang, Chrysanthemum japonica complex hot water extract and fractions.
  • FIG. 2 shows the results of measuring the ABTS radical scavenging activity according to the concentration of Baekgoo, Baekjang, Daejanggi, Jungangri complex hot water extract and fractions.
  • FIG. 3 shows the measurement results of the active oxygen absorption capacity of the Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Chrysanthemum gigantis complex hydrothermal extract and fractions.
  • FIG. 4 shows the results of measurement of nitrite (NO) production inhibitory activity according to the treatments of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Trichospora japonica complex hydrothermal extract and fractions.
  • FIG. 5 shows the results of measuring the osteoclast differentiation inhibitory activity according to the treatments of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Chrysanthemum gigantis complex hydrothermal extract and fraction.
  • FIG. 6 is a photograph showing the osteoclast differentiation inhibitory activity according to the concentration of the ethyl acetate fraction.
  • FIG. 7 shows the results of measuring the inhibitory effect of PGE 2 (prostaglandin E 2 ) production according to the treatments of the concentration of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Chrysanthemum orientalis complex hydrothermal extract and fractions.
  • PGE 2 prostaglandin E 2
  • FIGS. 8A and 8B show the results of measuring the inhibitory effect of inflammatory cytokines (IL-1 ⁇ , IL-6) production according to treatment of concentrations of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis,
  • Example 1 Preparation of a mixed hot water extract of Bacillus subtilis, Cacao sp.
  • Cynanchum wilfordii , Phlomis umbrosa , and Angelica gigas were used as raw herbal medicine, and the crude herb medicine was used.
  • 125 g, and Angelica gigas Nakai (135 g) were mixed, and the mixture was subjected to hydrothermal reflux extraction for 8 hours with water corresponding to 10 times (w / v, 1/10) of the weight of the mixture.
  • the filtrate was concentrated under reduced pressure to 20-40 brix and then lyophilized to obtain 172 g of powdery Baekgoo, whiplash, and Chrysanthemum morifolium complex hydrothermal extract .
  • butanol fraction 500 mL was added to the remaining layer (lower layer solution) excluding the ethyl acetate fraction of 2-2, and the mixture was repeatedly extracted four times. The butanol fraction was concentrated under reduced pressure to completely remove the solvent to obtain 7.0 g of butanol fraction.
  • the remaining layer (lower layer solution) excluding the butanol fraction of 2-3 was completely removed by concentration under reduced pressure to obtain 89.3 g of a water fraction.
  • the antioxidative activity of free radical scavenging ability was measured by confirming the ability of reducing or canceling the free radical DPPH, that is, the oxidation inhibiting activity.
  • DPPH was used as a measure of antioxidant activity because it was decolored and reduced by a sample with a relatively stable free radical having a deep purple color. Specifically, 180 ⁇ l of 100 ⁇ M DPPH solution was added to 20 ⁇ l of Bacillus subtilis, a mixture of Chrysanthemum morifolium extract and fraction, and the reaction was carried out in dark for 30 minutes. Then, the absorbance at 517 nm was measured to confirm DPPH radical scavenging ability . Vitamin C was used as a comparative substance in the positive control group, and the free radical scavenging activity was expressed as a percentage as compared with the group without addition of the sample.
  • DPPH radical scavenging activity was slightly lower in Vitamin C than in Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, and P. angelica complex water extracts and fractions.
  • the ethyl acetate fraction showed higher radical scavenging activity at all concentrations than that of Bacillus subtilis, Hacchae, Chrysanthemum complex, and other fractions.
  • the ethyl acetate fraction at 1,000 ⁇ g / ml showed DPPH radical scavenging activity similar to vitamin C (Fig. 1).
  • the radical scavenging activity of ABTS [2,2'-azino-bis (3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate)] was determined by measuring the ABTS free radicals produced by the reaction with 2,2'-azinobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH) which was removed by an antioxidant and discolored in the cyan color of the radical specific index. Specifically, 1.0 mM AAPH was added to a 2.5 mM ABTS solution and reacted in a constant temperature water bath at 70 ° C for 30 minutes.
  • ABTS solution 180 ⁇ l was added to 20 ⁇ l of Baeksoo, Hwang, Daejang, complexed hot water extract and fractions, and reacted for 10 minutes. Absorbance was measured at 734 nm to confirm ABTS radical scavenging ability according to concentration. Vitamin C was used as a comparative substance in the positive control group, and the free radical scavenging activity was expressed as a percentage as compared with the group without addition of the sample.
  • the extracts and fractions of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, and Angelica gigas Nakai showed low concentration of ABTS radical scavenging activity compared to those of vitamin C, but showed a concentration - dependent activity.
  • the ethyl acetate fraction showed higher radical scavenging activity at all concentrations than the Bacillus thuringiensis, Bacillus thuringiensis, Chrysanthemum orientalis complex hydrothermal extracts and other fractions.
  • the ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity) assay is a standardized method for the antioxidant activity of the US Department of Agriculture.
  • the buffer, sample and Fluorescein solution are mixed and then free radical initiator solution is added It is a method of measuring whether the fluorescence extinction reaction by the radical initiator solution is suppressed by the sample.
  • the ethyl acetate fraction showed the highest ORAC value at 1954.0 mg VCE / g, followed by the butanol fraction at 1090.3 mg VCE / g (FIG. 3).
  • Example 6 Measurement of anti-inflammatory effect by inhibition of nitrite (NO) production
  • Cell viability was assessed by MTT assay in order to determine the cytotoxicity of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Chrysanthemum viridis complex hydrothermal extract and fractions. Specifically, RAW 264.7 cells were seeded at a concentration of 5 ⁇ 10 4 cells / well in a 96-well plate and cultured at 37 ° C., 5% CO 2 for 24 hours.
  • the cells were incubated for 24 hours after replacing the cells with the cell culture medium containing diluted and purified water extracts and fractions, After culturing, 20 ⁇ l of MTT [3- (4,5-dimethylthiazol-2yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromide] solution was added to each well and incubated for 4 hours. Then, the supernatant was removed and formazan formed was dissolved in DMSO (dimethylsulfoxide) solution and the absorbance was measured at 540 nm using a microplate reader. The cell viability was converted to a percentage in comparison with the absorbance of the control group.
  • MTT 3- (4,5-dimethylthiazol-2yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromide
  • the cell survival rate of 95% or more at the concentration of 50, 100, 200 ⁇ g / ml showed little cytotoxicity.
  • nitrite (NO) formation inhibition experiment was performed by GRIESS using RAW264.7 cells.
  • RAW 264.7 cells were seeded in a 96-well plate at 5 ⁇ 10 4 cells / well and cultured for 24 hours. Subsequently, the extracts of Bacillus subtilis, Bacillus subtilis, Trichospora japonica complex and its fractions were diluted to a concentration of 50, 100, 200 ⁇ g / ml and replaced with a cell culture medium. At this time, celecoxib was treated as a positive control group, pre-cultured for 3 hours, and treated with LPS (Lipopolysaccharide) at a concentration of 500 ng / ml as a stimulus source and cultured for 24 hours.
  • LPS Lipopolysaccharide
  • ethyl acetate fraction decreased NO production to 38.2% and 8.6% at 100 and 200 ⁇ g / ml, respectively, and was superior to 46.7% in positive control celecoxib 12.5 uM.
  • the hexane fraction decreased the NO production to 21.5% at the concentration of 200 / / ml, showing a high inhibitory effect on the formation of NO following the ethyl acetate fraction (FIG. 4).
  • the cells were replaced with a cell culture medium containing 50 ng / ml of RANKL, which is a differentiating factor, and a fraction of Baengsoo, Oseunggi, Chunggyojang complex hot-water extract and fraction, and then cultured for 24 hours.
  • 20 ⁇ l of MTT [3- (4,5-dimethylthiazol-2yl) -2,5-diphenyltetrazoliumbromide] solution was added to each well and incubated for 4 hours. The supernatant was removed and formazan formed was dissolved in DMSO (dimethylsulfoxide) solution and the absorbance was measured at 540 nm using a microplate reader. The cell viability was converted to a percentage in comparison with the absorbance of the control group.
  • Raw 264.7 cells were treated with RANKL to induce osteoclast differentiation, and then the osteoclast differentiation was induced, and the complex hydrothermal extract And the number of differentiated osteoclasts after treating the fractions were measured.
  • Raw 264.7 cells were seeded at a concentration of 5 ⁇ 10 3 cells / well in a 96-well plate and cultured at 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours. Subsequently, cell culture media containing 10, 50, 100 ⁇ g / ml and 50 ng / ml of RNFL were added to the cell culture medium, and alendronate, a bone resorption inhibitor, was used as a positive control Treated for 4 days. After incubation, the medium was removed, washed with PBS, and stained and stained with leukocyte acid phosphatase kit (Sigma). After staining, the number of osteoclasts was counted using a microscope and the number of osteoclasts in the sample was expressed as a percentage of the control.
  • the ethyl acetate fraction inhibited osteoclast differentiation by 78.3% and 97.7% at 50 and 100 ⁇ g / ml, respectively, and showed higher osteoclast differentiation inhibitory effect than Baekgoo, , And the inhibitory effect of osteoclast differentiation was higher than that of 72.2% at 10 mM of alendronate as a positive control (FIGS. 5 and 6).
  • IL-1 ⁇ production decreased to 21.8% and 14.0% at 100 and 200 ⁇ g / ml, respectively, and IL-6 production decreased to 65.4% and 34.9%, respectively.
  • the production of inflammatory cytokines was significantly inhibited in a concentration-dependent manner compared to the hot-water extract and the water fraction (Figs. 8a-8b).

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Abstract

본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물 분획물을 유효 성분으로 포함하는 항산화, 항염증 또는 파골세포 분화 억제용 조성물 및 관절염 (arthritis) 치료용 조성물에 관한 것이다. 본 발명의 조성물은, 파골세포 분화 억제, 항산화 또는 항염증 용도와 관절염 (arthritis) 치료 용도로 효과적으로 사용할 수 있다.

Description

항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제용 조성물
본 특허출원은 2017년 10월 27일에 대한민국 특허청에 제출된 대한민국 특허출원 제 10-2017-0141519 호에 대하여 우선권을 주장하며, 상기 특허출원의 개시 사항은 본 명세서에 참조로서 삽입된다.
본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 열수추출물 분획물을 유효 성분으로 포함하는 항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제용 조성물에 관한 것이다.
파골세포(Osteoclast)는 골을 흡수하는 세포로 생체 내 다양한 요소에 의해 활성화되며, 골을 생성하는 조골세포와의 균형을 통해 양질의 골이 유지된다. 파골세포와 조골세포 간의 불균형은 여러 가지 골 질환을 야기하며, 특히 파골세포의 증가는 골다공증뿐만 아니라 류마티스 관절염, 치주염 등을 유발한다. 파골세포는 조혈모세포에서 유래하며 단핵/대식세포로부터 macrophage colony-stimulating factor (M-CSF)와 receptor activator of nuclear factor-kB ligand (RANKL)에 의해 성숙한 다핵형세포로 분화한다. 파골세포의 분화는 단핵구/대식세포에서 발현하는 RANK와 조골세포에서 분비되는 분화인자인 RANKL의 결합을 시작으로, tumor necrosis factor receptor-associated factor 6 (TRAF6)가 군집되고, 하위 경로인 MAP kinase의 p38, JNK, ERK와 NF-kB, Akt의 인산화 과정 경로를 통하여 NFATc1의 전사활동이 일어나게 됨으로써 tartrate-resistant acid phosphatase (TRAP), osteoclast-associated receptor (OSCAR), cathepsin K 등의 파골세포 지표 유전자가 발현되는 일련의 과정을 통해 일어난다. 따라서 파골세포의 분화 과정을 억제하고 골 흡수 기능을 저해하는 것이 골다공증과 같은 뼈 질환을 치료 및 예방하는데 있어서 중요한 지표라 할 수 있다.
임상에서 골다공증을 치료하기 위해 여러 약제가 사용되고 있는데 가장 일반적으로 사용되는 약제가 bisphosphonate 계열의 약물이다. Bisphosphonate 약물은 파골세포 기능을 방해함으로써 골 흡수를 저하시키고 골다공증 환자에게서 골절의 유발율을 저해하는 효과가 있다고 입증된 약물이다. 그러나 bisphosphonate 약물로 치료를 받은 골다공증 환자들에게서 급성기 반응, 근골격의 심한 고통, 저칼슘혈증 등의 단기 부작용과 턱 부분의 골 괴사증, 심방 세동, 심한 골교체 억제 등의 장기 부작용이 발견되면서 골다공증 치료에 대한 문제점이 제기되었다. 근래에는 이러한 부작용을 최소화하기 위해 천연물 소재를 이용하여 독성 및 부작용은 적으면서 골다공증을 비롯한 여러 골 질환에 대한 치료효과는 높은 치료제를 개발하기 위한 시도가 활발히 이루어지고 있다.
한편, 백수오, 한속단, 참당귀 복합추출물 또는 이의 분획물이 항산화 및 아질산염(NO) 생성 억제를 통한 항염증 효능과 파골세포 분화 억제능에 효과가 있다는 연구나 보고는 없다.
본 발명자들은 항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제능을 갖는 천연물 유래의 신물질을 발굴하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과 백수오, 한속단 및 참당귀 복합 추출물의 소정의 분획물이 항산화, 항염증 또는 파골세포 분화 억제능이 있음을 규명함으로써, 본 발명을 완성하게 되었다.
따라서 본 발명의 목적은 신규한 파골세포 분화 억제, 항산화, 또는 항염증용 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 관절염 (arthritis) 예방 및 치료용 약제학적 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 관절염 (arthritis) 예방 및 개선용 식품 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명자들은 항산화, 항염 또는 파골세포 분화 억제능을 갖는 천연물 유래의 신물질을 발굴하고자 예의 연구 노력하였다. 그 결과 백수오, 한속단 및 참당귀 복합 추출물의 소정의 분획물이 항산화, 항염증 또는 파골세포 분화 억제능과 관절염 (arthritis) 예방 및 치료 효과가 있음을 규명하였다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 파골세포 분화 억제, 항산화, 또는 항염증용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 관절염 (arthritis) 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공한다.
본 명세서 상의 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 제조에 이용되는 백수오(Cynanchum wilfordii)는 마디풀과(Polygonaceae)에 속하는 다년생 초본을 의미하고, 그 높이는 1-3 m에 달하며 뿌리는 덩이뿌리로서 비후한 식물이다. 또한, 상술한 복합 추출물의 제조에 이용되는 한속단(Phlomis umbrosa)은 꿀풀과 (Labiatae)에 속하는 다년생 초본을 의미하고, 그 높이는 70-150 ㎝이며 비대한 덩이뿌리가 5개 정도 달리는 식물이다. 또한, 상술한 복합 추출물의 제조에 이용되는 참당귀(Angelica gigas)는 산형과(Umbelliferae)에 속하는 다년생 초본을 의미하고, 그 높이는 1-2 m에 달하며 굵은 뿌리와 함께 분지된 뿌리가 달린 식물이다. 본 발명에서 이용되는 백수오, 한속단 및 참당귀는 각각의 식물의 다양한 기관 또는 조직(예: 뿌리, 잎, 꽃, 줄기, 과실 및 종자 등)을 이용하여 수득할 수 있으며, 바람직하게는 백수오의 덩이뿌리, 한속단의 덩이뿌리, 참당귀의 뿌리를 이용할 수 있다.
본 발명의 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물은 (i) 백수오, 한속단 및 참당귀의 혼합물을 추출 용매로 추출하는 단일 추출공정을 통해 제조되거나, (ii) 백수오, 한속단, 또는 참당귀 단일 성분의 추출물을 각각 제조한 후 세 성분의 추출물을 혼합하는 방식으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 본 발명의 복합 추출물의 백수오, 한속단 및 참당귀의 배합 중량비(w/w/w)는 추출 공정을 거치기 전 각각의 성분들의 중량을 기준으로 0.5 내지 2 : 0.5 내지 2 : 0.5 내지 2이다. 다른 구현예에서, 본 발명의 복합 추출물의 백수오, 한속단 및 참당귀의 배합 중량비(w/w/w)는 0.8 내지 1.5 : 0.8 내지 1.5 : 0.8 내지 1.5이다. 더욱 구체적으로 예를 들면, 백수오, 한속단 및 참당귀의 배합 중량비(w/w/w)가 0.9 내지 1.2 : 0.9 내지 1.2 : 0.9 내지 1.2인 복합 추출물을 이용할 수 있다. 본 명세서 상의 일 실시예에서는 백수오, 한속단 및 참당귀의 배합 중량비(w/w/w)가 1:1:1.08인 복합 추출물을 이용하였으나, 본 발명의 복합 추출물은 각 원료의 다양한 배합 중량비에 따라 제조될 수 있으며, 상술한 일 실시예에 기재된 중량비로 제한되지 않는다.
본 명세서 상의 용어 "배합 중량비(w/w)"는 추출 공정을 거치기 전 각각의 성분들의 중량비를 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 복합 추출물이 백수오, 한속단 및 참당귀의 혼합물을 추출 용매로 추출하는 단일 추출공정을 통해 제조되는 경우, 상기 혼합물에 포함된 백수오, 한속단 및 참당귀 각각의 단일 성분들의 중량비를 나타낸다. 또한, 본 발명의 복합 추출물이 백수오, 한속단 또는 참당귀 단일 성분의 추출물을 각각 제조한 후 세 성분의 추출물을 혼합하는 방식으로 제조되는 경우, 다음 계산식에 의해 계산되는 '단일 성분 기준 중량'들 간의 중량비를 나타낸다:
[계산식]
단일 성분 기준 중량 = 단일 추출물 제조에 이용된 단일 성분의 양×(복합 추출물 제조를 위해 사용된 단일 추출물의 부피/최종 생성된 단일 추출물의 부피).
상기 백수오, 한속단 및 참당귀 복합 추출물은 다양한 추출 용매, 예를 들어, (a) 물, (b) 탄소수 1-4의 무수 또는 함수 저급 알코올 (메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등), (c) 상기 저급 알코올과 물과의 혼합용매, (d) 아세톤, (e) 에틸 아세테이트, (f) 클로로포름, (g) 1,3-부틸렌글리콜, (h) 부틸 아세테이트를 추출 용매로 하여 얻을 수 있다. 본 발명의 일 구체예에서, 본 발명의 복합 추출물은 물을 추출 용매로 하여 얻어진 것이다. 한편, 본 발명의 추출물은 상기한 추출 용매 뿐만 아니라, 다른 추출 용매를 이용하여도 실질적으로 동일한 효과를 나타내는 추출물이 얻어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명한 것이다.
또한, 본 발명의 추출물은 상술한 추출 용매에 의한 추출물 뿐만 아니라, 통상적인 정제 과정을 거친 추출물도 포함한다. 예컨대, 일정한 분자량 컷-오프 값을 갖는 한외 여과막을 이용한 분리, 다양한 크로마토그래피 (크기, 전하, 소수성 또는 친화성에 따른 분리를 위해 제작된 것)에 의한 분리 등, 추가적으로 실시된 다양한 정제 방법을 통해 얻어진 활성 분획도 본 발명의 추출물에 포함되는 것이다. 보다 구체적으로 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 추출물로서, 백수오, 한속단 및 참당귀 추출물을 저분자량의 한외 여과막으로 여과해 얻어진 활성 분획이 이용될 수 있고, 보다 더 구체적으로, 백수오, 한속단 및 참당귀를 열수 처리한 다음 열수 추출액을 분자량 컷 오프가 6-10 ㎛인 한외 여과막, 더욱 더 구체적으로 분자량 컷 오프가 10 ㎛인 한외 여과막으로 여과하여 수득된 활성 분획이 이용될 수 있다. 본 발명의 추출물은 감압 증류 및 동결 건조 또는 분무 건조 등과 같은 추가적인 과정에 의해 분말 상태로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물은 열수추출물이다. 본 발명의 일 실시예에서의 열수추출물을 제조하기 위한 열수 추출 공정은 당업자들이 일반적으로 이해하는 다양한 모든 공정들을 포함하는 의미이며, 특별히 제한되지 않는다. 구체적으로 예를 들면, 40℃ 이상, 구체적으로 50℃ 이상, 더 구체적으로 60℃ 이상, 더욱 더 구체적으로 70℃ 이상, 더욱 더 구체적으로 80℃ 이상, 더욱 더 구체적으로 90℃이상의 물을 이용하여, 특별한 제한이 없는 소정의 시간 동안 추출 공정을 실시함으로써, 복합추출물이 제조될 수 있다. 구체적으로 2시간 내지 10시간, 더욱 구체적으로 4시간 내지 8시간 동안 추출 공정을 실시하여 복합 추출물을 제조할 수 있다. 일 구체예에서, 추출에 이용되는 추출 용매의 양은 백수오, 한속단 및 참당귀 원료의 3-20 배(w/v), 5-20 배(w/v), 5-15 배(w/v), 7-15 배(w/v), 7-13 배(w/v), 8-13 배(w/v), 또는 8-12 배(w/v)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 유효 성분으로서의 백수오, 한속단 및 참당귀 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물을 (1) 헥산, (2) 에틸아세테이트, (3) 부탄올, 및 (4) 물을 순차적으로 이용하여 분획하는 과정을 통해 각각 얻어지는 분획물을 의미한다. 분획 공정의 일 구체예는 본 실시예 2에 나타내었으나, 이에 제한되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 파골세포 분화 억제, 항산화, 또는 항염증용 약제학적 조성물은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 조성물은 뼈의 손상, 골다공증 (osteoporosis), 치주 질환 (periodontal disease), 파제트병 (Paget's disease), 다발성 골수종 (multiple myeloma) 및 골전이암 (metastatic cancer)으로 구성된 군으로부터 선택되는 골질환의 예방 또는 치료용이다. 상술한 구체적인 질환들은 파골세포 분화와 연관되어 있으며, 파골세포 분화 억제에 의해 예방 또는 치료될 수 있는 질환인 것으로 잘 알려진 질환들에 해당한다 [Wagner, E. F., & Karsenty, G. (2001). Current opinion in genetics & development, 11(5), 527-532.; Durand, M. et al. (2011). Bone, 48(3), 588-596.; Bartold, P. M. et al. (2010). Periodontology 2000, 53(1), 55-69.; Zhai, Z. J. et al. (2014). British journal of pharmacology, 171(3), 663-675.; Heymann, D. et al. (2005). Drug discovery today, 10(4), 242-247.].
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 조성물은 관절염 (arthritis) 예방 또는 치료용이고, 상세하게는 염증성 관절염 (inflammatory arthritis), 퇴행성 관절염 (degenerative arthritis)의 예방 또는 치료용이다. 바람직하게는 자가면역 진화의 일종으로서 염증성 질환인 류마티즘 관절염 (rheumatoid arthritis), 강직성척추염(ankylosing spondylitis), 레이터증후군(reiter's syndrome), 건선관절염(psoriatic arthritis)의 예방 또는 치료용이고, 더욱 바람직하게는 류마티즘 관절염 (rheumatoid arthritis)의 예방 또는 치료용이다.
본 발명의 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물에 포함되는 약제학적으로 허용되는 담체는 제제시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산 칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 물, 시럽 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remignton's Pharmaceutical Sciences(19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명의 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구 투여(예컨대, 정맥 내 투여, 복강 내 투여, 근육 내 투여, 피하 투여 또는 국부 투여)할 수 있으며, 바람직하게는 경구 투여 방식으로 적용된다.
본 발명의 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 투여방식, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여시간, 투여경로, 배설속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 일반적인 투여량은 성인 기준으로 0.001-1000 mg/kg 범위 내이다. 또한 인체 내 투여량은 동물실험을 근거로 환산할 수 있다(Shin et al., J Korean Oriental Medicine 31(3):1-7, 2010).
본 발명의 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화 함으로써 단위 용량 형태로 제조되거나 또는 다용량 용기 내에 내입시켜 제조될 수 있다. 이때 제형은 오일 또는 수성 매질 중의 용액, 현탁액, 시럽제 또는 유화액 형태이거나 엑스제, 산제, 분말제, 과립제, 정제 또는 캅셀제 형태일 수도 있으며, 분산제 또는 안정화제를 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 파골세포 분화 억제, 항산화, 또는 항염증용 식품 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 본 발명은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 관절염 (arthritis) 예방 및 개선용 식품조성물을 제공한다.
본 발명의 조성물이 식품 조성물로 제조되는 경우, 식품 제조시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함한다. 상술한 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 사이클로텍스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 및 합성 향미제를 사용할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 식품 조성물이 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유효성분 외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명인 식품 조성물은 상술한 본 발명의 다른 일 양태인 약제학적 조성물에 포함되는 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물을 그대로 이용가능하며, 본 명세서 기재의 과도한 복잡성을 피하기 위해 중복되는 내용의 기재는 생략하도록 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 조성물은 뼈의 손상, 골다공증 (osteoporosis), 치주 질환 (periodontal disease), 파제트병 (Paget's disease), 다발성 골수종 (multiple myeloma) 및 골전이암 (metastatic cancer)으로 구성된 군으로부터 선택되는 골질환의 예방 또는 개선용이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 본 발명의 조성물은 관절염 (arthritis) 예방 또는 개선용이고, 상세하게는 염증성 관절염 (inflammatory arthritis), 퇴행성 관절염 (degenerative arthritis)의 예방 또는 치료용이다. 바람직하게는 자가면역 진화의 일종으로서 염증성 질환인 류마티즘 관절염 (rheumatoid arthritis), 강직성척추염(ankylosing spondylitis), 레이터증후군(reiter's syndrome), 건선관절염(psoriatic arthritis)의 예방 또는 개선용이고, 더욱 바람직하게는 류마티즘 관절염 (rheumatoid arthritis) 의 예방 또는 개선용이다.
본 명세서 상의 용어 "개선"은 인체의 정상기능이나 생물학적 활동 회복에 효과가 있어, 질병 상태를 완화시키는 것을 의미한다.
본 발명의 특징 및 이점을 요약하면 다음과 같다.
(a) 본 발명은 신규한 항산화, 항염증, 또는 파골세포 분화 억제용 조성물을 제공한다.
(b) 본 발명은 신규한 관절염 (arthritis) 개선, 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.
(c) 본 발명의 조성물을 이용하는 경우, 항산화, 항염증 또는 파골세포 분화 억제 효과를 부작용 없이 효과적으로 얻을 수 있다.
본 발명의 조성물을 이용하는 경우, 관절염 (arthritis)을 부작용 없이 효과적으로 개선, 예방 및 치료할 수 있다.
도 1은 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물을 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 DPPH 라디칼 소거 활성을 측정한 결과를 나타낸다.
도 2는 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 ABTS 라디칼 소거 활성을 측정한 결과를 나타낸다.
도 3은 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 활성산소흡수능을 측정한 결과를 나타낸다.
도 4는 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 아질산염(NO) 생성 저해 활성을 측정한 결과를 나타낸다.
도 5는 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 파골세포 분화 억제 활성을 측정한 결과를 나타낸다.
도 6은 에틸아세테이트 분획물의 농도 별 처리에 따른 파골세포 분화 억제 활성을 사진으로 나타낸다.
도 7은 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 PGE2 (Prostaglandin E2) 생성 억제 효과를 측정한 결과를 나타낸다.
도 8a-8b는 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 농도 별 처리에 따른 염증성 사이토카인(IL-1β, IL-6) 생성 억제 효과를 측정한 결과를 나타낸다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
실시예
실시예 1: 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 제조
천연 생약재인 백수오(Cynanchum wilfordii), 한속단(Phlomis umbrosa), 참당귀(Angelica gigas) 각각의 생물을 그대로 건조하여 세절하는 방식으로 제조한 원생약을 이용하였으며, 백수오 125 g, 한속단 125 g 그리고 참당귀 135 g을 혼합한 뒤 상기 혼합생약 중량의 10 배(w/v, 1/10)에 해당하는 물로 8시간 동안 열수 환류 추출하였다. 이후 분자량 컷 오프가 10 ㎛에 해당하는 한외 여과막을 이용해 감압여과를 진행하여 걸러진 여액을 20-40 brix까지 감압 농축 후 동결 건조하여 분말 형태인 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 172 g을 수득하였다.
실시예 2: 물 및 유기용매 분획물 제조
2-1. 헥산 분획물
상기 단계에서 제조한 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 중 100 g을 물 500 mL에 완전히 현탁하고 500 mL의 헥산을 첨가하여 4회 반복추출한 다음, 헥산 분획액을 모아 감압농축으로 용매를 완전히 제거하여 헥산 분획물 0.5 g을 수득하였다.
2-2. 에틸아세테이트 분획물
상기 2-1의 헥산 분획물을 제외한 남은 층(하층액)에 500 mL의 에틸아세테이트를 첨가하여 4회 반복추출한 다음, 에틸아세테이트 분획액을 모아 감압농축으로 용매를 완전히 제거하여 에틸아세테이트 분획물 3.2 g을 수득하였다.
2-3. 부탄올 분획물
상기 2-2의 에틸아세테이트 분획물을 제외한 남은 층(하층액)에 500 mL의 부탄올을 첨가하여 4회 반복추출한 다음, 부탄올 분획액을 감압농축으로 용매를 완전히 제거하여 부탄올 분획물 7.0 g을 수득하였다.
2-4. 물 분획물
상기 2-3의 부탄올 분획물을 제외한 남은 층(하층액)을 감압농축으로 용매를 완전히 제거하여 물 분획물 89.3 g을 수득하였다.
실시예 3: DPPH 라디칼 소거 활성 측정
자유라디칼인 DPPH에 대한 환원 또는 상쇄시키는 능력, 즉 산화 억제 활성을 확인함으로써 자유 라디칼 소거능의 항산화 활성을 측정하였다. DPPH는 짙은 자색을 띄는 비교적 안정한 자유 라디칼로 시료에 의해 환원되어 탈색되므로 항산화 활성을 측정하는 데 이용되었다. 구체적으로, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 20 ㎕에 100 μM DPPH 용액 180 ㎕를 가하여 암소에서 30분간 반응시킨 후 517 nm에서 흡광도를 측정하여 농도에 따른 DPPH 라디칼 소거능을 확인하였다. 양성 대조군 비교물질로 비타민 C를 사용하였고, 시료 무첨가군과 비교하여 자유라디칼 소거활성을 백분율로 나타내었다.
그 결과, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물은 비타민 C와 비교하였을 때 DPPH 라디칼소거활성이 다소 낮았지만, 농도 의존적인 활성을 보였다. 특히 에틸아세테이트 분획물은 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 다른 분획물에 비해 모든 농도에서 라디칼 소거 활성이 높았으며, 1,000 ㎍/㎖ 농도에서의 에틸아세테이트 분획물은 비타민 C와 유사한 DPPH 라디칼소거 활성을 보였다(도 1).
실시예 4: ABTS 라디칼 소거 활성 측정
ABTS［2,2'-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate)］라디칼 소거능은 2,2'-azinobis(2-amidinopropane) dihydrochloride (AAPH)와의 반응에 의해 생성된 ABTS 유리라디칼이 시료의 항산화 물질에 의해 제거되어 라디칼 특유의 색인 청록색이 탈색되는 것을 이용한 방법으로 측정하였다. 구체적으로, 2.5 mM ABTS 용액에 1.0 mM AAPH를 넣고 70℃ 항온수조에서 30분간 반응시켰다.
이어서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 20 ㎕에 ABTS 용액 180 ㎕를 가하여 10분 동안 반응시킨 후 734 nm에서 흡광도를 측정하여 농도에 따른 ABTS 라디칼소거능을 확인하였다. 양성 대조군 비교물질로 비타민 C를 사용하였고, 시료 무첨가군과 비교하여 자유라디칼 소거활성을 백분율로 나타내었다.
그 결과, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물은 비타민 C와 비교하였을 때 ABTS 라디칼소거활성이 다소 낮았지만, 농도 의존적인 활성을 보였다. 특히 에틸아세테이트 분획물은 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 다른 분획물에 비해 모든 농도에서 라디칼 소거 활성이 높았으며, 500 및 1,000 ㎍/㎖에서의 에틸아세테이트 분획물과 1,000 ㎍/㎖의 부탄올 분획물은 비타민 C와 유사한 ABTS 라디칼소거활성을 보였다(도 2).
실시예 5: 활성산소 흡수능(Oxygen radical absorbance capacity, ORAC) 측정
ORAC(Oxygen Radical Absorbance Capacity) assay는 항산화 활성에 대해 미국 농림성이 표준화 한 실험 기법으로 버퍼와 시료 그리고 플루오레세인 용액(Fluorescein solution)을 섞은 후 자유 라디칼 이니시에이터 용액(Free radical initiator solution)을 첨가하여 자유 라디칼 이니시에이터 용액에 의한 형광 소멸 반응이 시료에 의하여 억제되는가를 측정하는 방법이다.
구체적으로, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 25 ㎕를 96 웰 플레이트에 넣은 다음 8.16 nM 플루오레세인 용액을 각 웰 마다 150 ㎕씩 넣고 37℃에서 10분간 반응시켰다. 다음, 153 mM AAPH 용액을 각 웰 마다 25 ㎕씩 넣고 잘 섞은 뒤 excitation 파장 480 nm와 emission 520 nm에서 마이크로플레이트 리더(microplate reader)를 사용하여 형광의 감소 과정을 37℃에서 100 분 동안 1 분 간격으로 측정하였다. 비타민 C를 표준물질로 사용하여 모든 결과는 비타민 C 당량(VCE, vitamin C equivalent)으로 환산하여 나타내었다.
그 결과, 에틸아세테이트 분획물이 1954.0 mg VCE/g으로 가장 높은 ORAC 값을 보였으며, 그 다음으로 부탄올 분획물이 1090.3 mg VCE/g로 높게 나타났다(도 3).
실시예 6: 아질산염(NO) 생성 억제에 의한 항염증 효과 측정
6-1. 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 처리에 따른 세포 생존율 확인
아질산염 형성 억제력 실험에 앞서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 세포독성을 확인하고자 MTT assay를 이용하여 세포생존율을 평가하였다. 구체적으로, RAW 264.7 세포를 96 웰 플레이트에 5 X 104 세포/웰의 농도로 분주한 다음 37℃, 5% CO₂에서 24 시간 동안 배양하였다.
이어서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물을 농도별로 희석하여 함유한 세포 배지로 교체한 후 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide] 용액을 각 웰에 20 ㎕씩 넣고 4시간 동안 배양한 다음 상층액을 제거하고 형성된 포르마잔(formazan)을 DMSO(dimethylsulfoxide)용액 100 ㎕로 녹여 마이크로플레이트 리더(microplate reader)를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정은 대조군의 흡광도와 비교하여 세포생존율을 백분율로 환산하였다.
그 결과, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물은 50, 100, 200 ㎍/㎖ 농도에서 95% 이상의 세포생존율을 보여 세포독성이 거의 없음을 확인하였다.
6-2. 아질산염(NO) 생성 억제측정
백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 항염증 효과를 확인하기 위하여, RAW264.7 세포를 이용하여 GRIESS 법으로 아질산염(nitric oxide, NO) 형성억제력 실험을 실시하였다.
구체적으로, RAW264.7 세포를 96 웰 플레이트에 5×104 세포/웰이 되도록 분주한 후 24 시간 동안 배양하였다. 이어서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 그 분획물을 50, 100, 200 ㎍/㎖ 농도로 희석하여 함유한 세포 배지로 교체하였다. 이때, 쎄레콕시브(celecoxib)를 양성 대조군으로 함께 처리하여 3시간 동안 전배양하였고, 자극원으로 LPS(Lipopolysaccharide)를 500 ng/㎖씩 처리하여 24시간 동안 배양하였다. 배양 후 상층액을 100 ㎕씩 취해 96 well plate에 옮기고, GRIESS 용액을 100 ㎕씩 가해 상온에서 10분간 반응시킨 후, 마이크로플레이트 리더를 이용하여 540 nm에서의 흡광도를 측정함으로써 NO 생성 억제 효과를 판단하였다.
그 결과, 헥산, 에틸아세테이트 및 부탄올 분획물에서 NO 생성이 농도 의존적으로 감소하였다. 특히 에틸아세테이트 분획물은 100 및 200 ㎍/㎖ 농도에서 NO생성이 38.2% 및 8.6%로 감소하여, 양성 대조군인 쎄레콕시브 12.5 uM에서의 46.7%보다 NO 생성 저해 효과가 우수하였다. 또한, 헥산 분획물은 200 ㎍/㎖ 농도에서 NO 생성이 21.5%로 감소하여 에틸아세테이트 분획물 다음으로 높은 NO 생성 저해 효과를 보여주었다(도 4).
실시예 7: 파골세포 분화 억제 효과 측정
7-1. 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 처리에 따른 세포 생존율 확인
파골세포 분화 억제 효과를 측정하기에 앞서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물의 세포독성을 확인하고자 MTT assay를 이용하여 세포생존율을 평가하였다. 구체적으로, RAW 264.7 세포를 96 웰 플레이트에 5 X 103 세포/웰의 농도로 분주한 다음 37℃, 5% CO₂에서 24 시간 동안 배양하였다.
이어서, 농도 별로 희석한 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물과 분화인자인 RANKL 50 ng/㎖을 함유한 세포 배지로 교체한 후 24 시간 배양하였다. 배양 후 MTT [3-(4,5-dimethylthiazol-2yl)-2,5-diphenyltetrazoliumbromide] 용액을 각 well에 20 ㎕씩 넣고 4시간 동안 배양한 다음 상층액을 제거하고 형성된 포르마잔(formazan)을 DMSO(dimethylsulfoxide)용액 100 ㎕로 녹여 마이크로플레이트 리더를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였다. 측정은 대조군의 흡광도와 비교하여 세포생존율을 백분율로 환산하였다.
그 결과, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 물 분획물은 10, 50, 100 ㎍/㎖ 농도에서 93% 이상의 세포생존율을 보여 세포독성이 거의 없음을 확인하였다.
7-2. 파골세포 분화 억제 효과 측정
백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물이 파골세포 분화에 미치는 효과를 확인하기 위하여, Raw 264.7 세포에 RANKL을 처리하여 파골세포 분화를 유도하고 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물을 처리한 후 분화된 파골세포의 수를 측정하였다.
구체적으로, Raw 264.7 세포를 96 well plate에 5 X 103 세포/웰의 농도로 분주한 후 37℃, 5% CO₂에서 24 시간 배양하였다. 이어서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 분획물 10, 50, 100 ㎍/㎖와 RANKL 50 ng/㎖을 함유한 세포 배지로 교체하였고, 골 흡수 억제제인 알렌드로네이트(alendronate)를 양성 대조군으로 함께 처리하여 4일 동안 배양하였다. 배양 후 배지를 제거하고 PBS로 세척한 뒤 leukocyte acid phosphatase kit(Sigma)를 이용하여 세포를 고정 및 염색하였다. 염색 후, 현미경을 이용하여 파골세포수를 세었으며 시료의 파골세포 수를 대조군에 대한 백분율로 나타내었다.
그 결과, 에틸아세테이트 분획물은 50 및 100 ㎍/㎖ 농도에서 파골세포 분화를 78.3% 및 97.7% 억제하여 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 다른 분획물보다 높은 파골세포 분화 억제 효과를 보여주었으며, 양성 대조군인 알렌드로네이트 10 mM에서의 72.2% 보다 파골세포 분화 억제 효과가 높게 나타났다(도 5, 6).
실시예 8: PGE2 (Prostaglandin E2) 생성 억제 효능 측정
백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물과 부탄올 및 물 분획물의 PGE2 생성 억제 효능을 측정하기 위해 ELISA kit를 이용하여 분석하였다. RAW 264.7 세포를 96 well plate에 5 ×104 cells/well이 되도록 분주하여 24시간 배양하였다. 이어서, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물과 부탄올 및 물 분획물을 50, 100, 200 ㎍/㎖ 농도로 희석하여 함유한 세포 배지로 교체하고, 3시간 후에 LPS 1,000 ng/㎖를 각각 처리한 다음 24시간 배양하였다. 그 후 세포배양 상층액을 취하여 ELISA kit 사용자 매뉴얼에 기재된 방법대로 정량하여 분석하였다.
그 결과, 부탄올 분획물에서 PGE2 생성이 농도 의존적으로 감소하였으며, 특히 100 및 200 ㎍/㎖ 농도에서 PGE2 생성이 54.1% 및 36.9%로 감소하여 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 물 분획물보다 높은 PGE2 생성 억제 효과를 보여주었다(도 7).
실시예 9: 염증성 사이토카인(IL-1β, IL-6) 생성 억제 효능 측정
백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물과 부탄올 및 물 분획물의 염증성 사이토카인 생성에 미치는 효과를 확인하기 위해 LPS 1,000 ng/㎖로 RAW 264.7 세포를 자극하기 전, 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물과 부탄올 및 물 분획물을 3시간 동안 전처리 하였다. LPS로 24시간 동안 자극한 뒤 사이토카인 측정을 위해 세포배양 상층액을 이용하여 ELISA kit의 매뉴얼대로 실험을 수행하였다.
그 결과, 부탄올 분획물은 100 및 200 ㎍/㎖ 농도에서 IL-1β 생성이 21.8% 및 14.0%로 감소하였으며, IL-6 생성은 65.4% 및 34.9%로 감소하여 백수오, 한속단, 참당귀 복합 열수추출물 및 물 분획물보다 염증성 사이토카인 생성을 농도의존적으로 크게 억제하였다(도 8a-8b).

Claims (16)

  1. 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 항산화 조성물.
  2. 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 항염증 조성물.
  3. 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 파골세포 분화 억제용 조성물.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 조성물은 약제학적 조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 상기 조성물은 식품조성물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 추출물은 열수 추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분횔물은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물을 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 및 물을 순차적으로 이용하여 분획하는 과정을 통해 각각 얻어지는 분획물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 조성물은 뼈의 손상, 골다공증 (osteoporosis), 치주 질환 (periodontal disease), 파제트병 (Paget's disease), 다발성 골수종 (multiple myeloma) 및 골전이암 (metastatic cancer) 으로 구성된 군으로부터 선택되는 골질환의 개선, 예방 또는 치료용인 것을 특징으로 하는 조성물.
  10. 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 관절염 (arthritis) 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
  11. 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물 중 어느 하나 이상을 포함하는 관절염 (arthritis) 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  12. 제 10 항 내지 제 11 항에 있어서, 상기 조성물은 염증성 관절염 (inflammatory arthritis) 또는 퇴행성 관절염 (degenerative arthritis)의 개선, 예방 또는 치료용인 것을 특징으로 하는 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 염증성 관절염 (inflammatory arthritis)은 류마티즘 관절염 (rheumatoid arthritis), 강직성척추염(ankylosing spondylitis), 레이터증후군(reiter's syndrome) 및 건선관절염(psoriatic arthritis)에서 선택되는 것을 특징으로 하는 조성물.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 추출물은 열수추출물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  15. 제 10 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 에틸아세테이트 분획물 및 부탄올 분획물은 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물을 헥산, 에틸아세테이트, 부탄올, 및 물을 순차적으로 이용하여 분획하는 과정을 통해 각각 얻어지는 분획물인 것을 특징으로 하는 조성물.
  16. 제 10 항 내지 제 13 항에 있어서, 상기 조성물은 상기 백수오, 한속단 및 참당귀의 복합 추출물의 부탄올 분획물을 포함하는 것을 특징으로 하는 조성물.
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