WO2022124800A1 - 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물 - Google Patents

푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물 Download PDF

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WO2022124800A1
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fucosyllactose
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infection
virus
preventing
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권대혁
문석오
문정희
신철수
윤종원
전선민
송영하
유종길
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(주)에이피테크놀로지
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Definitions

  • the present invention relates to the antiviral and viral infection inhibitory effect of fucosyllactose.
  • Virus means a toxic substance in Latin, and is a group of infectious pathogenic particles that pass through a bacterial filter paper (0.22 ⁇ m). Viruses can be classified into bacteriophages, plant viruses, and animal viruses according to the type of host cell, and can be classified into DNA viruses and RNA viruses according to the types of nucleic acids. Recently, various viral diseases such as H1N1 influenza, AI and foot-and-mouth disease have caused great social problems, and accordingly, concerns about effective countermeasures for viral diseases are arousing great social interest. Currently, the best method for preventing viral diseases is vaccination, but in the case of diseases caused by viruses, the effectiveness of vaccines due to the generation of many viral serotypes (subtypes) is being raised as an important issue. The development and dissemination of inhibitors for virus prevention that can supplement the problems of these vaccines are important. The discovery and development of drugs can be an important drug development method.
  • Influenza virus is divided into four types: type A, type B, type C, and type D.
  • Type C infects only humans, but is not contagious, and type D does not cause disease in humans.
  • Types A and B are strong viruses that mainly occur in winter and cause systemic symptoms by infecting the human respiratory system.
  • Representative antiviral agents that inhibit the proliferation of influenza virus include amantadine and rimantadine, but these two antiviral agents are effective only for serotype A influenza virus, and serotype B without M2 protein It was confirmed that it had no effect on the influenza virus type.
  • amantadine and rimantadine have a disadvantage in that the appearance of a mutant virus that does not affect the ion channel function of the influenza virus M2 protein occurs very easily when used.
  • zanamivir and oseltamivir have been developed as effective antiviral agents against all 16 serotype A influenza viruses and serotype B influenza viruses.
  • zanamivir has the disadvantage of having to be administered by inhalation and intravenous administration, and although oseltamivir can be administered orally, recent reports of the emergence of resistant viruses and side effects such as vomiting and dizziness when administered orally have been pointed out as disadvantages.
  • Coronaviruses are enveloped viruses with single-stranded positive RNA as their genome. Coronaviruses can be divided into four groups. Among them, alpha-coronavirus and beta-coronavirus mainly infect mammals, while gamma-coronavirus and delta-coronavirus infect birds. Recently, there has been a confirmed case of infection with a delta-coronavirus in pigs. Coronaviruses can be transmitted heterogeneously. Representative examples include the SARS coronavirus that caused severe acute respiratory syndrome that spread worldwide in 2003 and the MERS coronavirus that spread and spread in Korea in 2015.
  • amantadine or rimantadine-based M2 ion channel inhibitors As a treatment for viral infections developed so far, amantadine or rimantadine-based M2 ion channel inhibitors, oseltamivir (trade name: Tamiflu) or zanamivir (trade name: Relenza) ) series of neuraminidase inhibitors are known, but these therapeutic agents have a problem in that their effectiveness is limited. That is, amantadine or rimantadine-based derivative compounds produce a resistant strain virus rapidly, and H5N1-type influenza virus detected in some areas is resistant to amantadine or rimantadine-based compounds, and influenza B virus is amantadine. It is known to be insensitive to derivatives. In addition, it is known that the number of viruses resistant to oseltamivir or a derivative compound of the zanamivir series also increases, and these resistant viruses frequently occur in children.
  • human milk contains more than 200 kinds of oligosaccharides (Human Milk Oligosaccharides, HMOs) having different structures, which are present at a significantly higher concentration (5-15 g/L) than other mammals.
  • HMOs Human Milk Oligosaccharides
  • These HMOs have essential functions for infants and toddlers, such as a prebiotic effect, an effect of inhibiting intestinal adhesion of pathogens, and an effect of regulating the immune regulation system.
  • Another object of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections.
  • Another object of the present invention is to provide a food composition for preventing or improving viral infection.
  • Another object of the present invention is to provide an veterinary pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections.
  • Another object of the present invention is to provide a prebiotic composition for preventing or improving viral infection.
  • the present invention provides an antiviral composition containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose is preferably 2'-fucosyllactose (2'-fucosyllactose, 2'-FL) or 3-fucosyllactose (3-fucosyllactose, 3-FL) ) can be
  • the virus is, preferably, Bunyaviridae, Coronaviridae, Filoviridae, Flaviviridae, Hepadnaviri Hepadnaviridae, Herpesviridae, Orthomyxoviridae, Poxviridae, Rhabdoviridae, Retroviridae, Togaviridae, It may be at least one virus selected from the group consisting of Picornaviridae and Herpesviridae.
  • the virus may be, preferably, influenza virus (Influenza virus) or coronavirus (Corona virus).
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be preferably 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose.
  • the viral infection is preferably verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, It may be an infection caused by one or more viruses selected from the group consisting of ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, retroviride, togaviride, piconaviride and herpesviride.
  • the viral infection may preferably be an infection caused by influenza virus or coronavirus.
  • the present invention provides a food composition for preventing or improving viral infection containing fucosyllactose.
  • the fucosyllactose may be preferably 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose.
  • the viral infection is preferably verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, It may be an infection caused by one or more viruses selected from the group consisting of ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, retroviride, togaviride, piconaviride and herpesviride.
  • the food composition for preventing or improving viral infection of the present invention may preferably be infant formula.
  • the present invention provides an veterinary pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be preferably 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose.
  • the present invention provides a prebiotic composition for preventing or improving viral infection containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be preferably 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose.
  • the present invention provides a composition for a feed or feed additive for preventing and improving virus infection containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyl lactose may preferably be 2'-fucosyl lactose or 3-fucosyl lactose.
  • 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose which are human milk oligosaccharides (HMOs) have been confirmed to have antiviral activity, and in particular, 3-fucosyllactose is 2'-fucosyllactose. Since it has been found in vitro and in vivo to have a remarkable antiviral activity and virus infection inhibition ability compared to silactose, it can be usefully used for antiviral purposes.
  • HMOs human milk oligosaccharides
  • Figure 2 is a schematic diagram (a) and the result (b) showing the experimental process of two methods of measuring plaque formation reduction to confirm the antiviral effect, after reacting by directly treating the influenza virus with fucosyllactose, and the cells This is the result (c) confirmed through the lesion effect reduction measurement method.
  • NO 3 is a result of comparing the production of nitric oxide (NO), an antiviral substance, by performing an influenza virus infection test on fucosyllactose using A549 cells.
  • Figure 4 is an experimental result confirming the antiviral effect of fucosyllactose on a broad spectrum of viral infection, H3N2 (X31), H5N2 (AIV), Infuenza B Virus (IBV; Shandong) antiviral of fucosyllactose against infection It is the result of confirming the effect.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing an experimental procedure for confirming the antiviral effect of fucosyllactose on corona-pseudovirus (a), corona-pseudovirus luciferase activity and fluorescence measurement results according to fluorescent protein expression (b) And it is the result of confirming the degree of inhibition of corona-pseudovirus infection according to the drug concentration (c).
  • Figure 7 is a schematic diagram (a) showing the process for confirming the antiviral effect according to the feeding of fucosyllactose in the mouse model, the result of confirming the weight change (b) and the survival rate (c).
  • the present invention relates to an antiviral composition containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose corresponds to human milk oligosaccharides (HMOs), and 2'-fucosyllactose (2'-fucosyllactose, 2'-FL) or 3-fucosyllactose (3- fucosyllactose, 3-FL), or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose.
  • HMOs human milk oligosaccharides
  • 2'-fucosyllactose 2'-fucosyllactose
  • 3-FL 3-fucosyllactose
  • 2'-fucosyllactose (2'-fucosyllactose, 2'-FL) may have an antiviral effect acting directly on the virus, and 3-fucosyllactose is It may have the effect of imparting resistance to Therefore, when 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose are administered together, resistance to viruses and direct antiviral efficacy can be obtained at the same time.
  • the virus is Bunyaviridae, Coronaviridae, Filoviridae, Flaviviridae, Hepadnaviridae, Herpesviridae ( Herpesviridae, Orthomyxoviridae, Poxviridae, Rhabdoviridae, Retroviridae, Togaviridae, Picornaviridae and herpes It may be one or more viruses selected from the group consisting of viridae (Herpesviridae), more preferably influenza virus (Influenza virus) or coronavirus (Corona virus).
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose, or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose.
  • 2'-fucosyllactose (2'-fucosyllactose, 2'-FL) may have an antiviral effect acting directly on the virus, and 3-fucosyllactose is It may have the effect of imparting resistance to
  • the viral infection is verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, It may be an infection caused by one or more viruses selected from the group consisting of retroviride, togaviride, piconaviride and herpesviride, and more preferably an infection caused by influenza virus or coronavirus.
  • the term “treat” refers to an activity that improves or favorably changes the symptoms of infection caused by a virus.
  • Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains with reference to the data presented by the Korean Medical Association, etc., know the exact standard of the disease for which the composition of the present application is effective, and can determine the degree of improvement, improvement and treatment will be.
  • prevention refers to the prevention of the onset, recurrence or transmission of a disease or disorder, or one or more symptoms caused by the disease/disorder, and prophylactic treatment for potential candidates. may include
  • composition of the present invention may be prepared in the form of a pharmaceutical composition for the prevention or treatment of inflammatory diseases further comprising an appropriate carrier, excipient or diluent commonly used in the preparation of pharmaceutical compositions, and the carrier is non It may be a natural carrier.
  • the pharmaceutical composition is each formulated in the form of powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, etc., external preparations, suppositories and sterile injection solutions according to conventional methods to be used. can In the present invention, it may include at least one member from the group consisting of various carriers, excipients and diluents that may be included in the pharmaceutical composition.
  • the content of the fucosyllactose included in the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited thereto, but as an example, it may be included in an amount of 0.0001 to 40% by weight, and as another example, 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of the final composition. have.
  • the therapeutically effective amount of the composition of the present invention may vary depending on several factors, for example, the administration method, the target site, the condition of the patient, and the like. Therefore, when used in the human body, the dosage should be determined as an appropriate amount in consideration of both safety and efficiency. It is also possible to estimate the amount used in humans from the effective amount determined through animal experiments. These considerations in determining effective amounts are found, for example, in Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed. (2001), Pergamon Press; and E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed. (1990), Mack Publishing Co.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount.
  • pharmaceutically effective amount refers to an amount sufficient to treat a disease at a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment and not to cause side effects, and the effective dose level is determined by the patient's Health status, type and severity of infection, drug activity, drug sensitivity, administration method, administration time, administration route and excretion rate, treatment period, factors including drugs used in combination or concurrently, and other factors well known in the medical field can be determined according to
  • the composition of the present invention may be administered as an individual therapeutic agent or in combination with other therapeutic agents, may be administered sequentially or simultaneously with conventional therapeutic agents, and may be administered singly or multiple times. Taking all of the above factors into consideration, it is important to administer an amount that can obtain the maximum effect with a minimum amount without side effects, which can be easily determined by those skilled in the art.
  • compositions of the present invention may also include carriers, diluents, excipients or combinations of two or more commonly used in biological agents.
  • a pharmaceutically acceptable carrier is not particularly limited as long as it is suitable for in vivo delivery of the composition, for example, Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc.
  • Compounds described in , saline, sterile water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, and one or more of these components can be mixed and used, and if necessary, other antioxidants, buffers, bacteriostats, etc. Conventional additives may be added.
  • diluents, dispersants, surfactants, binders and lubricants may be additionally added to form an injectable dosage form such as an aqueous solution, suspension, emulsion, etc., pills, capsules, granules or tablets.
  • injectable dosage form such as an aqueous solution, suspension, emulsion, etc., pills, capsules, granules or tablets.
  • it can be preferably formulated according to each disease or component using an appropriate method in the art or a method disclosed in Remington's Pharmaceutical Science (Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990).
  • the term “pharmaceutically acceptable” refers to exhibiting properties that are not toxic to cells or humans exposed to the composition.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include a pharmaceutically acceptable additive, wherein the pharmaceutically acceptable additive includes starch, gelatinized starch, microcrystalline cellulose, lactose, povidone, colloidal silicon dioxide, calcium hydrogen phosphate. , lactose, mannitol, syrup, gum arabic, pregelatinized starch, corn starch, powdered cellulose, hydroxypropyl cellulose, Opadry, sodium starch glycolate, lead carnauba, synthetic aluminum silicate, stearic acid, magnesium stearate, aluminum stearate, Calcium stearate, sucrose, dextrose, sorbitol and talc and the like may be used.
  • the pharmaceutically acceptable additive according to the present invention is preferably included in an amount of 0.1 to 90 parts by weight based on the composition, but is not limited thereto.
  • the term "administration” means providing a predetermined substance to a patient by any suitable method, and parenteral administration (eg, intravenous, subcutaneous, intraperitoneal or topical administration according to a desired method) ) or oral administration, and the dosage varies according to the patient's weight, age, sex, health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate, and severity of disease.
  • parenteral administration eg, intravenous, subcutaneous, intraperitoneal or topical administration according to a desired method
  • oral administration varies according to the patient's weight, age, sex, health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate, and severity of disease.
  • the dosage of the pharmaceutical composition of the present invention can be determined by those skilled in the art in consideration of the purpose of use, the degree of addiction of the disease, the age, weight, sex, history, or the type of material used as an active ingredient.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in an amount of from about 0.1 ng to about 100 mg/kg, preferably from 1 ng to about 10 mg/kg, per adult, and the administration frequency of the composition of the present invention is particularly limited thereto. Although not limited, it may be administered once a day or administered several times in divided doses. The above dosage does not limit the scope of the present invention in any way.
  • the administration route of the pharmaceutical composition for the treatment of viral infection of the present invention may be administered through any general route as long as it can reach the target tissue.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is not particularly limited thereto, but routes such as intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, oral administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, rectal administration, etc. can be administered through
  • routes such as intraperitoneal administration, intravenous administration, intramuscular administration, subcutaneous administration, intradermal administration, oral administration, intranasal administration, intrapulmonary administration, rectal administration, etc.
  • the oral composition should be formulated to coat the active agent or to protect it from degradation in the stomach.
  • the composition may be administered by any device capable of transporting the active agent to a target cell.
  • the present invention relates to a method for treating a viral infection comprising administering the pharmaceutical composition to an individual likely to develop or have a viral infection caused by viral infection in a pharmaceutically effective amount.
  • the term "individual” may include, without limitation, mammals, farmed fish, etc., including humans, mice, livestock, etc., that are likely to or have a viral infection due to virus infection.
  • the present invention relates to a composition for inhibiting viral infection comprising fucosyllactose of the present invention.
  • the present invention relates to a food composition for preventing or improving viral infection containing fucosyllactose.
  • the fucosyllactose may be 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose, or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose, most preferably 3-fucosyllactose.
  • the viral infection is verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, It may be an infection caused by one or more viruses selected from the group consisting of retroviride, togaviride, piconaviride and herpesviride, and more preferably an infection caused by influenza virus or coronavirus.
  • the food composition may be infant formula.
  • the composition of the present invention when used as a food composition, the composition 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 composition may include a food additive that is pharmaceutically acceptable, and the mixing amount of the active ingredient may be suitably determined according to the purpose of use (prevention, health or therapeutic treatment).
  • the term "food supplement additive” refers to a component that can be supplementally added to food, and is added to manufacture health functional food of each formulation, and those skilled in the art can appropriately select and use it.
  • food supplement additives include various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic flavoring agents and flavoring agents such as natural flavoring agents, coloring agents and fillers, pectic acid and salts thereof, alginic acid and salts thereof, organic acids, protective colloidal thickeners , pH adjuster, stabilizer, preservative, glycerin, alcohol, carbonation agent used in carbonated beverages, etc., but the above examples are not limited to the type of food supplement additive of the present invention.
  • Food compositions to which fucosyllactose can be added include, for example, various foods, beverages, gum, tea, vitamin complexes, health functional foods, and the like.
  • the amount of fucosyllactose in the food or beverage may be added in an amount of 0.01 to 15% by weight of the total food weight, and the health beverage composition is 0.02 to 5 g, preferably 0.3 to 1 g based on 100 ml. can apply
  • the health functional beverage composition of the present invention is not particularly limited in other ingredients other than containing the fucault room lactose as an essential ingredient in the indicated ratio, and may contain additional ingredients such as various flavoring agents or natural carbohydrates like conventional beverages.
  • natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose, fructose and the like; disaccharides such as maltose, sucrose and the like; and polysaccharides such as conventional sugars such as dextrin and cyclodextrin, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol.
  • natural flavoring agents such as taumatin, stevia extract, such as rebaudioside A, glycyrrhizin, and the like; and synthetic flavoring agents such as saccharin, aspartame and the like may be advantageously used.
  • the proportion of the natural carbohydrate is generally about 1 to 20 g, preferably about 5 to 12 g per 100 ml of the composition of the present invention.
  • the fucosyllactose of the present invention contains various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), synthetic and natural flavors, colorants and thickeners (cheese, chocolate, etc.), pectic acid and its salts, alginic acid and its salts, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusting agents, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohols, carbonation agents used in carbonated beverages, and the like.
  • the fucosyllactose of the present invention may contain natural fruit juice and pulp for the production of fruit juice beverages and vegetable beverages. These components may be used independently or in combination. At this time, the proportion of the additive is not very important, but is generally selected in the range of 0 to about 20 parts by weight per 100 parts by weight of the fucosyllactose of the present invention.
  • the food composition of the present invention may include a health functional food.
  • the term "health functional food” used in the present invention refers to food manufactured and processed in the form of tablets, capsules, powders, granules, liquids, pills, etc. using raw materials or ingredients useful in the human body.
  • 'functionality' refers to obtaining useful effects for health purposes, such as regulating nutrients or physiological effects on the structure and function of the human body.
  • the health functional food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the ordinary technical field, and at the time of the preparation, it can be prepared by adding raw materials and components commonly added in the conventional technical field.
  • the formulation of the health functional food is also recognized as a health functional food, it may be manufactured without limitation.
  • composition for food of the present invention can be prepared in various forms, and unlike general drugs, it has the advantage of not having side effects that may occur when taking the drug for a long period of time by using a plant as a raw material, and has excellent portability, according to the present invention.
  • health functional food can be taken as an adjuvant to enhance the effect of autoimmune disease treatment.
  • compositions comprising the extract of the present invention or a fraction thereof as an active ingredient can be prepared by mixing known additives with other suitable auxiliary ingredients that may be contained in health functional foods according to the selection of those skilled in the art.
  • suitable auxiliary ingredients include meat, sausage, bread, chocolate, candy, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, gums, dairy products including ice cream, various soups, beverages, tea, drinks, alcoholic beverages and There are vitamin complexes and the like, and it can be prepared by adding the extract according to the present invention as a main component to juice, tea, jelly, juice, and the like.
  • composition of the present invention is made from natural materials, side effects may be less than that of general synthetic compounds even when used as a pharmaceutical composition or a food composition, so it can be safely included in pharmaceutical compositions and health functional foods to be usefully used.
  • the present invention relates to an veterinary pharmaceutical composition for preventing or treating viral infections containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose, or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose, most preferably 3-fucosyllactose.
  • the virus is verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, retro It may be at least one virus selected from the group consisting of viride, togaviride, piconaviride and herpesviride, and more preferably an influenza virus or a coronavirus.
  • the formulation of the veterinary pharmaceutical composition according to the present invention may be in a preferred form according to the method of use, and in particular, by adopting a method known in the art to provide rapid, sustained or delayed release of the active ingredient after administration to a mammal.
  • powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, oral dosage forms such as aerosols, external preparations, suppositories and sterile injection solutions may be formulated and used.
  • Solid preparations for oral administration may include tablets, pills, powders, granules, capsules, etc., and the solid preparation includes at least one or more excipients in the fucosyllactose, for example, starch, calcium carbonate, sucrose or lactose. , gelatin, etc. may be mixed and prepared.
  • Liquid formulations for oral administration include suspensions, solutions, emulsions, syrups, etc.
  • various excipients for example, wetting agents, sweeteners, fragrances, preservatives, etc. may be included. .
  • Formulations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, suppositories, and the like.
  • Non-aqueous solvents or suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oils such as olive oil, and injectable esters such as ethyl oleate.
  • injectable esters such as ethyl oleate.
  • As the base of the suppository witepsol, macrogol, tween 61, cacao butter, laurin, glycerogelatin, and the like can be used.
  • the veterinary pharmaceutical composition according to the present invention may be administered in a pharmaceutically effective amount.
  • pharmaceutically effective amount means an amount sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment and not to cause side effects, and the effective dose level is determined by the patient's health condition, the Type, severity, drug activity, sensitivity to drug, administration method, administration time, administration route and excretion rate, treatment period, factors including drugs used in combination or concurrently, and other factors well known in the medical field. .
  • the present invention relates to a prebiotic composition for preventing or improving viral infection containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose, or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose, most preferably 3-fucosyllactose.
  • the present invention relates to a composition for a feed or feed additive for preventing and improving virus infection containing fucosyllactose as an active ingredient.
  • the fucosyllactose may be 2'-fucosyllactose or 3-fucosyllactose, or 2'-fucosyllactose and 3-fucosyllactose, most preferably 3-fucosyllactose.
  • the viral infection is verniaviride, coronaviride, piloviride, flaviviride, hepadnaviride, herpesviride, ossomyxoviride, poxviride, rhabdoviride, It may be an infection caused by one or more viruses selected from the group consisting of retroviride, togaviride, piconaviride and herpesviride, and more preferably an infection caused by influenza virus or coronavirus.
  • the feed is a feed of a known composition generally used for livestock breeding, and may include all commercially available general feeds.
  • the feed may include grains, vegetable protein feed, animal protein feed, sugar and dairy products.
  • the feed additive is a general feed additive, for example, salt, bone powder, calcium phosphate, mineral mixture, vitamins, amino acids, antibiotics, hormones, etc.
  • Feed additives for special purposes. may include
  • the feed additive composition according to the present invention may be added to the feed of animals selected from the group consisting of pigs, cattle, chickens, goats, sheep, horses, fish, dogs and cats.
  • the effective dose of fucosyllactose can be used according to the effective dose of the veterinary pharmaceutical composition, but in case of long-term intake for health and hygiene purposes or for health control may be less than 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 dosage of the feed additive composition according to the present invention can be appropriately adjusted by an expert in the art according to the type of animal to be administered, the age of the animal, the weight of the animal, the disease to be prevented, the desired effect, and the like.
  • the 'viral infection' includes symptoms caused by viral infection or diseases caused by viral infection.
  • NO is known as a physiologically active substance that exhibits antiviral activity against various viruses (Fabio Lisi et al., 2021, ADVANCED SCIENCE, 8, 2003895; Mark R. Garren et al., 2021, Appl Mater Today, 22, 100887), attempts are being made to develop it as a therapeutic agent for various viruses.
  • NO is always overproduced as a reactive oxygen species and can cause toxicity to cells. could be noticed This leads to an increase in NO production that can respond to viral infection in the cell itself, suggesting that it is not limited to influenza virus but can respond to infection of various types of viruses.
  • the corona-pseudovirus the model virus
  • the corona-pseudovirus was confirmed to have excellent resistance to virus infection according to the ingestion culture of 3-FL, and the pseudovirus does not directly deal with viruses with high biological safety grades, but antiviral agents, serum, It is widely used to study vaccines and antibody therapeutics, and it is known that the same results can be obtained when using an actual virus (Ou x et al., 2020, Nat Commun 11, 1620; Nie J et al. , 2020, Nat protoc 15, 3699-3715; Condor Capcah JM et al., 2020, Front Cardiovasc Med 7, 618651). Accordingly, it was suggested that 3-FL of the present invention can be applied to various antiviral applications because it has a high effect of enhancing resistance to a wide spectrum of viruses.
  • 1 or 10 g/L of 2'-FL and 0.1 or 1 g/L of 3-FL were treated in MEM medium of MDCK, respectively, and then cultured for 0 to 3 passages. After that, the medium was removed, washed with PBS, and the same amount of influenza H1N1 virus was infected in the experimental group in the same manner, and plaque formation reduction measurement was performed after 72 hours.
  • CPE cytopathic effect
  • Cell lesion reduction is the absorbance of dissolved crystal violet when the same number of MDCK cells not treated with PBS or fucosyllactose are treated with oriental H1N1 virus dilution or culture solution and cultured for 18 hours, respectively, 0% and 100 % was calculated.
  • cytopathic reduction measurement method in the case of MDCK cells cultured by treatment with PBS or 2'-FL, no significant reduction in cytopathic lesions was observed regardless of the concentration and number of culture passages, but when cultured by treating 3-FL 3-FL at 0.1 g/L showed about 70% inhibition of virus infection when cultured for 3 passages, and when cultured with 1.0 g/L 3-FL for 1 passage and 3 passages, about 30% and respectively. A high inhibition of viral infection of 75% was confirmed (FIG. 1c).
  • the antiviral efficacy of the ingestion of fucosyllactose confirmed earlier shows antiviral activity by directly inhibiting the binding of fucosyllactose to the virus by directly inhibiting the binding to the host cell, or a response that the cells themselves can fight against virus infection
  • the antiviral efficacy was measured after directly treating the virus with fucosyllactose.
  • first method a method of reacting a virus solution with fucosyllactose, followed by treatment with MDCK cells
  • second method a method of treating a 1% agarose overlay medium treated with fucosyllactose after HIN1 influenza virus infection (FIG. 2a).
  • 2'-FL at 0.08, 0.4 and 2 g/L concentrations or 3-FL at 0.04, 0.2 and 1 g/L concentrations were treated with influenza virus, respectively, and reacted at 37°C for 1 hour. Thereafter, the MDCK cells washed with PBS were treated for infection, and plaque formation was induced for 72 hours by treatment with a general 1% agarose overlay medium.
  • the same amount of H1N1 virus was infected with MDCK cells washed with PBS, and then, a 1% agarose overlay medium was treated with fucosyllactose and cultured for 72 hours to measure the decrease in plaque formation.
  • 2'-FL at a concentration of 2, 0.4, 0.08 g/L or 3-FL at a concentration of 1, 0.2, 0.04 g/L was added to 1% agarose overlay medium, and this was treated with the infected cells.
  • nitric oxide In order to find the cause of 3-FL increasing the cell's resistance to viruses, the overproduction of nitric oxide (NO) was investigated as part of various experiments. Lung cells, A549 cells, were ingested and cultured together with MDCK cells, followed by an influenza virus infection experiment to compare the production of nitric oxide (NO), an antiviral substance. Each Fucosyllactose was added to the culture medium at 0.1 or 1.0 g/L, cultured for 3 passages, infected with H1N1 influenza virus, and the infection medium was collected at 1, 24, 48, 72 hours after infection to obtain NO concentration. was measured (FIG. 3).
  • NO concentration slightly increases after 24 hours, and in the medium collected at 48 hours, the cells subcultured at 1.0 g/L of 3-FL were about 3.9 times higher than that of the experimental group treated with PBS. NO concentration was confirmed.
  • NO is involved in muscle relaxation, vasodilation, mucus secretion, and proliferation of immune-related cells, as well as inhibition of viral replication and virus inactivation. (viral inactivation) is known to be effective.
  • NO is Coronaviridae, Picornaviridae, Orthomyxoviridae, Flaviviridae, Retroviridae, Herpesviridae, etc.
  • NO is a physiologically active substance that exhibits antiviral activity against various viruses, it is being developed as a treatment for various viruses, including the treatment for coronavirus.
  • NO as a reactive oxygen species, can be toxic to cells if it is constantly overproduced.
  • 3-FL when the virus was infected, it effectively inhibited the penetration of the virus by making the cells produce nearly 4 times more NO compared to the control. It did not affect the concentration of NO that the cells constantly produced. This is the most ideal property for researchers who want to develop NO as a broad-acting antiviral agent. That is, 3-FL induces an increase in NO production that can respond to viral infection by the cell itself during viral infection, suggesting that this increase in NO production is not limited to influenza virus and can respond to infection of various types of viruses.
  • the cytopathic effect reduction measurement was carried out in the same manner as in Example 1-1-1, except that the medium diluted with H3N2 (X31), H5N2 (AIV) or Influenza B Virus (IBV; Shandong) was treated during virus infection. After culturing for 18 hours, cells that died due to virus infection were removed, and the absorbance was measured after fixing and staining the living cells. In all cells infected with X31, AIV and Shandong strains, 3-FL-dependent improvement in cell viability was confirmed.
  • MDCK cells treated with PBS or 2'-FL showed only an improvement in cell viability of less than 30%, whereas MDCK cells treated with 3-FL showed a significantly higher 80% level of cell lesion inhibitory efficacy in infection with 3 types of influenza strains. was shown (Fig. 4).
  • SARS-CoV-2 spike encoding plasmid and HIV gag-pol-reporter plasmid NL4.3-mCherry-Luciferase were co-transfected with HEK293T cell line to corona - A pseudovirus (corona-pseudovirus) was prepared.
  • the prepared corona-pseudovirus has a form in which SARS-CoV-2 spike glycoprotein is incorporated into a membrane into a viral particle composed of an HIV structural protein, and when infected into a target cell, mCherry contained in the virus particle -Luciferase gene is delivered to and expressed in target cells, and the presence or absence of infection and the efficacy of the treated agent can be confirmed through the expression level of the expressed fluorescent/luminescent protein (FIG. 5a).
  • pseudoviruses are widely used to study antiviral agents, serum, vaccines, antibody therapeutics, etc. without directly dealing with viruses with high biological safety ratings, and it is known that the same results can be obtained when using real viruses.
  • HEK-293T cells expressing ACE2 and TMPRSS2 proteins known to be recognized by SARS-CoV-2 were infected with Corona-pseudovirus, and the Fluorescence according to luciferase activity and fluorescent protein expression was measured.
  • the corona-pseudovirus was diluted, it was confirmed that the expressed luciferase activity and the fluorescence of the fluorescent protein decreased, and it was analyzed that the degree had a high correlation with the dilution factor (FIG. 5b).
  • heparin, Camostat, Hydrochloroquinine, and Remdesivir which are known for their inhibitory ability against coronavirus, were treated with four types of drugs to Corona-pseudovirus to confirm the degree of infection. did Since each drug acts differently on the mechanism of coronavirus infection, the degree of infection inhibition according to the concentration was different, but it was confirmed that the corona-pseudovirus infection was inhibited according to the concentration of the drug (FIG. 5c). Accordingly, it was confirmed that the corona-pseudovirus produced by the present inventors inhibited infection even with a well-known anti-coronavirus drug, thereby confirming its function as a model virus.
  • Calu-3 was passaged by 4 passages with a culture medium containing 10 g/L of 2'-FL or 1 g/L of 3-FL. After culturing, the prepared corona-pseudovirus was infected in the cells to confirm the efficacy of increasing resistance to viruses of 2'-FL or 3-FL.
  • the culture medium was subcultured 4 times compared to the control group passaged in the normal culture medium.
  • the fluorescence value was about 1/4 or less in Calu-3, which was subjected to (FIG. 6).
  • the fluorescence value confirmed by infecting the corona-pseudovirus in Calu-3 cultured for 4 passages with the addition of 2'-FL is significantly different from the mCherry fluorescence value of Calu-3 cells without the addition of fucosyllactose. was confirmed not to be seen.
  • Foucault room lactose administration continued for a total of 14 days, and the primary infection proceeded on the 7th day after administration.
  • H1N1 influenza virus H1N1; A/Puerto Rico/08/34.
  • 3-FL enhances the biological ability to fight viral infection by a mechanism different from 2'-FL, and interferes with the previously reported immune enhancing efficacy of 2'-FL T-cell proliferation enhancement. I could guess not doing it.

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Abstract

본 발명은 푸코실락토스의 항바이러스 및 바이러스 감염 억제 효과에 관한 것으로, 본 발명에 따르면, 인간 모유 올리고당(human milk oligosaccharides, HMOs)인 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스는 항바이러스 활성을 가지는 것으로 확인되었으며, 특히, 3-푸코실락토스는 2'-푸코실락토스에 비해 현저한 항바이러스 활성 및 바이러스 감염 억제능을 가지는 것을 in vitro 및 in vivo로 밝혔으므로, 이를 항바이러스 용도로 유용하게 활용할 수 있다.

Description

푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물
본 발명은 푸코실락토스의 항바이러스 및 바이러스 감염 억제 효과에 관한 것이다.
바이러스(virus)는 라틴어로 독성물질을 의미하며, 세균여과지(0.22㎛)를 통과하는 일군의 감염형 병원성 입자이다. 바이러스는 숙주세포의 종류에 따라 박테리오파지, 식물 바이러스, 동물 바이러스로 분류하기도 하며, 핵산의 종류에 따라 DNA 바이러스, RNA 바이러스로 분류할 수 있다. 최근 신종 플루, AI 및 구제역 등 다양한 바이러스 질병이 사회적으로 큰 문제를 일으켰으며, 이에 따라 바이러스 질병의 효과적인 대책에 대한 고민이 사회적으로 큰 관심을 불러일으키고 있다. 현재 바이러스성 질병을 예방하기 위한 가장 좋은 방법은 백신접종이지만, 바이러스에 의한 질병의 경우, 대체로 많은 바이러스 혈청형(아형) 생성 등에 따른 백신의 효율성 문제가 중요하게 제기되고 있다. 이러한 백신의 문제점을 보완해 줄 수 있는 바이러스 예방용 억제제의 개발 및 보급은 중요한 사항이며, 이를 위해 특히 바이러스에 대한 초기 방어시스템인 생체 내 선천적 면역시스템을 자극하여 개체 동물의 면역력을 높여주는 예방제제의 발굴 및 개발은 중요한 제제 개발 방법이 될 수 있다.
인플루엔자 바이러스(Influenza virus)는 A형, B형, C형, D형 등 4가지로 구분된다. C형은 사람에서만 감염되나 전염성이 없고 D형은 사람에게 병을 일으키지 않는다. A형과 B형은 겨울에 주로 발생하며 사람의 호흡기를 통해 감염되어 전신 증상을 일으키는 강한 바이러스이다. 인플루엔자바이러스의 증식을 억제하는 대표적인 항바이러스 제제로는 아만타딘(amantadine)과 리만타딘(rimantadine)이 있으나, 이들 두 가지 항바이러스 제제들은 혈청형 A형 인플루엔자바이러스에만 효과적이며, M2 단백질이 없는 혈청형 B형 인플루엔자바이러스에는 효과가 없는 것으로 확인되었다. 또한, 아만타딘과 리만타딘은 사용 시 인플루엔자바이러스 M2 단백질의 이온채널기능에 영향을 미치지 못하는 변이 바이러스의 출현이 매우 쉽게 일어나는 단점이 있는 것으로 확인되고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 16종의 모든 혈청형 A형 인플루엔자바이러스와 혈청형 B형 인플루엔자바이러스에 효과적인 항바이러스 제제로 자나미비르(zanamivir)와 오셀타미비르(oseltamivir)가 개발되었다. 그러나 자나미비르는 흡입 및 정맥 투여해야 하는 단점이 있으며, 오셀타미비르는 경구투여가 가능하나 최근 내성 바이러스의 출현 보고와 경구투여 시 구토와 현기증 등의 부작용이 있어 단점으로 지적되고 있다.
코로나바이러스는 단일가닥 양성 RNA를 게놈으로 가지고 있는 외피가 있는 바이러스로 1937년 처음 발견된 이후 사람을 포함하여 다양한 동물에게서 분리되었다. 코로나바이러스는 4개의 그룹으로 나눌 수 있다. 이중 알파-코로나바이러스(Alpha-coronavirus)와 베타-코로나바이러스(Beta-coronavirus)는 주로 포유류에 감염되고, 감마코로나바이러스(Gamma-coronavirus)와 델타-코로나바이러스(Delta-coronavirus)는 조류에 감염되지만 최근 돼지에서 델타-코로나바이러스(Delta-coronavirus)의 감염이 확인된 사례가 있다. 코로나바이러스는 이종 간 감염이 이루어질 수 있다. 대표적인 사례로서 2003년에 전세계적으로 유행한 중증급성호흡기증후군을 일으키는 사스(SARS) 코로나바이러스와 2015년에 국내에 전파되어 확산된 메르스(MERS) 코로나바이러스를 들 수 있다. 상기 기술한 바와 같이 코로나바이러스는 이종 간의 전파가 가능하고 박쥐에서 유래한 신종 코로나바이러스는 사람에게 전파하여 큰 문제를 발생시킬 수 있음이 확인되어 신종 박쥐 유래 코로나바이러스를 검출하기 위한 효과적인 치료제의 개발이 시급하다. 임상에서 효능을 보인 비 특이적 항바이러스제는 type I 인터페론과 리바비린(ribavirin)이 있으나 감염초기에만 바이러스 억제 효과가 있는 것으로 보고된 바 있고, 메르스 코로나 바이러스 치료제와 사스 코로나 바이러스에 대한 치료제는 최근 개발 필요성이 높아짐에 따라 주목을 받고 있다 (A. Zumla et.al, Nature Reviews Drug Discovery, 15:327-347,2016). 그러나, 현재 국내외에 허가 받은 치료제나 백신이 없고, 개발되는 물질의 평가 시스템이 확립되지 못하여 효능 평가를 위한 시스템 개발이 시급한 실정이다.
지금까지 개발된 바이러스 감염증 치료제로는 아만타딘(amantadine) 또는 리만타딘(rimantadine)계열의 M2 이온 채널 억제제(M2 ion channel inhibitor)와 오셀타미비르(oseltamivir, 상품명 타미플루) 또는 자나미비르(zanamivir, 상품명 리렌자) 계열의 뉴라미니데이즈(neuraminidase) 억제제가 알려져 있으나, 이들 치료제는 그의 효과가 제한된다는 문제점이 있었다. 즉, 아만타딘 또는 리만타딘 계열의 유도체 화합물은 이에 대한 저항성 변종바이러스가 빠르게 생성되고, 일부 지역에서 검출된 H5N1 타입의 인플루엔자 바이러스는 아만타딘 또는 리만타딘 계열의 화합물에 대하여 내성을 나타내며, 인플루엔자 B 바이러스는 아만타딘 유도체에 민감하지 않다고 알려져 있다. 또한, 오셀타미비르 또는 자나미비르 계열의 유도체 화합물 역시 이에 대한 저항성 바이러스가 증가하고, 이러한 저항성 바이러스는 어린이에게서 빈번히 발생하고 있다고 알려져 있다.
한편, 인간의 모유에는 200여종 이상의 각기 다른 구조를 가지는 올리고당 (Human Milk Oligosaccharides, HMOs)을 가지고 있으며 이는 다른 포유류에 비해 상당히 높은 농도 (5~15 g/L)로 존재한다. 이러한 HMO는 전생물적(prebiotic) 효과, 병원균 장내부착 억제 효과 그리고 면역조절시스템 조절효과 등 영유아에게 필수적인 기능성을 지닌다.
관련된 기존 선행기술에는 대한민국 공개특허 제10-2020-009677호가 있으며, Ou X, Liu Y, Lei X et al., 2020, Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV, Nat Commun11, 1620과, Nie J, Li Q, Wu J et al., 2020, Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by a pseudotyped virus-based assay, Nat Protoc 15, 3699-3715과, Condor Capcha JM, Lambert G, Dykxhoorn DM et al., 2020, Generation of SARS-CoV-2 Spike Pseudotyped Virus for Viral Entry and Neutralization Assays; A 1-Week Protocol, Front Cardiovasc Med 7, 618651 등의 논문에서 바이러스와 관련한 연구가 이루어진바 있다.
본 발명의 목적은 항바이러스 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스 조성물을 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 바이러스 감염증 예방 및 개선용 사료 또는 사료첨가제용 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 항바이러스 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL) 또는 3-푸코실락토스(3-fucosyllactose, 3-FL)일 수 있다.
한편, 본 발명의 항바이러스 조성물에 있어서, 상기 바이러스는, 바람직하게 버니아비리데(Bunyaviridae), 코로나비리데(Coronaviridae), 필로비리데(Filoviridae), 플라비비리데(Flaviviridae), 헤파드나비리데(Hepadnaviridae), 헤르페스비리데(Herpesviridae), 오스소믹소비리데(Orthomyxoviridae), 폭스비리데(Poxviridae), 랍도비리데(Rhabdoviridae), 레트로비리데(Retroviridae), 토가비리데(Togaviridae), 피코나비리데(Picornaviridae) 및 헤르페스비리데(Herpesviridae)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스일 수 있다.
한편, 본 발명의 항바이러스 조성물에 있어서, 상기 바이러스는, 바람직하게 인플루엔자바이러스(Influenza virus) 또는 코로나바이러스(Corona virus)일 수 있다.
또한, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스일 수 있다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 바이러스 감염증은, 바람직하게 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증일 수 있다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물에 있어서, 상기 바이러스 감염증은, 바람직하게 인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스에 의한 감염증일 수 있다.
또한, 본 발명은 푸코실락토스를 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스일 수 있다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 바이러스 감염증은, 바람직하게 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증일 수 있다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물에 있어서, 상기 식품 조성물은, 바람직하게 영아용 조제 분유일 수 있다.
또한, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스일 수 있다.
또한, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스일 수 있다.
아울러, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 및 개선용 사료 또는 사료첨가제용 조성물을 제공한다.
한편, 본 발명의 사료 또는 사료첨가제용 조성물에 있어서, 상기 푸코실락토스는, 바람직하게 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스일 수 있다.
본 발명에 따르면, 인간 모유 올리고당(human milk oligosaccharides, HMOs)인 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스는 항바이러스 활성을 가지는 것으로 확인되었으며, 특히, 3-푸코실락토스는 2'-푸코실락토스에 비해 현저한 항바이러스 활성 및 바이러스 감염 억제능을 가지는 것을 in vitro 및 in vivo로 밝혔으므로, 이를 항바이러스 용도로 유용하게 활용할 수 있다.
도 1은 인플루엔자 바이러스 감염에 대한 푸코실락토스의 항바이러스 효과를 확인하기 위해 MDCK 세포 배양액에 푸코실락토스(fucosyllactose)를 처리하고 0~3계대수만큼 배양한 뒤, 실시한 플라크 형성 감소 측정법 실험 과정을 나타낸 모식도(a) 및 그 결과(b)이며, 세포병변효과 감소 측정법을 통해 확인한 결과(c)이다. 이때, 2'-FL은 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose)이고, 3-FL은 3-푸코실락토스(3-fucosyllactose)를 지칭하며, 하기 도면에서도 동일하다.
도 2는 푸코실락토스에 인플루엔자 바이러스를 직접적으로 처리하여 반응시킨 뒤, 항바이러스 효과를 확인하기 위한 두 가지 방식의 플라크 형성 감소 측정법 실험 과정을 나타낸 모식도(a) 및 그 결과(b)이고, 세포병변효과 감소 측정법을 통해 확인한 결과(c)이다.
도 3은 A549 세포를 이용하여 푸코실락토스에 인플루엔자 바이러스 감염 시험을 진행하여 항바이러스 물질인 산화질소(Nitric oxide, NO) 생산량을 비교한 결과이다.
도 4는 푸코실락토스의 넓은 스펙트럼의 바이러스 감염에 대한 항바이러스 효과를 확인한 실험 결과로, H3N2(X31), H5N2(AIV), Infuenza B Virus(IBV; Shandong) 감염에 대한 푸코실락토스의 항바이러스 효과를 확인한 결과이다.
도 5는 푸코실락토스의 코로나-슈도바이러스에 대한 항바이러스 효과를 확인하기 위한 실험 과정을 나타낸 모식도(a), 코로나-슈도바이러스의 루시퍼레이즈 활성 및 형광 단백질 발현에 따른 형광도 측정 결과(b) 및 약물 농도에 따른 코로나-슈도바이러스의 감염 저해정도를 확인한 결과(c)이다.
도 6은 푸코실락토스의 코로나-슈도바이러스에 대한 항바이러스 효과를 확인하기 위해 코로나-슈도바이러스의 형광값을 측정한 결과이다.
도 7은 마우스 모델에서 푸코실락토스 급여에 따른 항바이러스 효과를 확인하기 위한 과정을 나타낸 모식도(a), 이로 인한 무게 변화(b) 및 생존율(c)을 확인한 결과이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현예는 본 발명에 대한 예시로 제시되는 것으로, 당업자에게 주지 저명한 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 수 있고, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않는다. 본 발명은 후술하는 특허청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 사용되는 모든 기술용어는, 달리 정의되지 않는 이상, 본 발명의 관련 분야에서 통상의 당업자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미로 사용된다. 또한 본 명세서에는 바람직한 방법이나 시료가 기재되나, 이와 유사하거나 동등한 것들도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 명세서에 참고문헌으로 기재되는 모든 간행물의 내용은 본 발명에 통합된다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스(fucosyllactose)를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 인간 모유 올리고당(human milk oligosaccharides, HMOs)에 해당하며, 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL) 또는 3-푸코실락토스(3-fucosyllactose, 3-FL), 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있다.
일 구현예에서, 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL)는 바이러스에 직접적으로 작용하는 항바이러스 효과를 가질 수 있으며, 3-푸코실락토스는 바이러스 감염 전처리를 통해 바이러스에 대한 저항성을 부여하는 효과를 가질 수 있다. 따라서, 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스를 함께 투여하면 바이러스에 대한 저항성과 직접적인 항바이러스 효능을 동시에 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 바이러스는 버니아비리데(Bunyaviridae), 코로나비리데(Coronaviridae), 필로비리데(Filoviridae), 플라비비리데(Flaviviridae), 헤파드나비리데(Hepadnaviridae), 헤르페스비리데(Herpesviridae), 오스소믹소비리데(Orthomyxoviridae), 폭스비리데(Poxviridae), 랍도비리데(Rhabdoviridae), 레트로비리데(Retroviridae), 토가비리데(Togaviridae), 피코나비리데(Picornaviridae) 및 헤르페스비리데(Herpesviridae)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스일 수 있으며, 인플루엔자바이러스(Influenza virus) 또는 코로나바이러스(Corona virus)인 것이 더욱 바람직하다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스, 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있다.
일 구현예에서, 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL)는 바이러스에 직접적으로 작용하는 항바이러스 효과를 가질 수 있으며, 3-푸코실락토스는 바이러스 감염 전처리를 통해 바이러스에 대한 저항성을 부여하는 효과를 가질 수 있다.
일 구현예에서, 상기 바이러스 감염증은 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증일 수 있으며, 인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스에 의한 감염증인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 용어 “치료(treat)”란 바이러스 감염에 의한 감염증의 증상을 개선시키거나 호의적으로 변화시키는 활성을 의미한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 대한의학협회 등에서 제시된 자료를 참조하여 본원의 조성물이 효과가 있는 질환의 정확한 기준을 알고, 개선, 향상 및 치료된 정도를 판단할 수 있을 것이다.
본 발명에서 용어 “예방(prevention)”이란 질환 또는 장애, 또는 질환/장애에 의해 발생하는 1 이상의 증상의 발병, 재발 또는 전염의 예방을 의미하며, 잠재적 후보자에 대한 예방적 치료(prophylactic treatment)를 포함할 수 있다.
상기 본 발명의 조성물은, 약학적 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 적절한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함하는 염증성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물의 형태로 제조될 수 있고, 상기 담체는 비자연적인 담체가 될 수 있다. 구체적으로, 상기 약학 조성물은, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명에서, 약학적 조성물에 포함될 수 있는 다양한 담체, 부형제 및 희석제로 이루어지는 군에서 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 약학 조성물에 포함된 상기 푸코실락토스의 함량은 특별히 이에 제한되지 않으나, 일 례로서 최종 조성물 총 중량을 기준으로 0.0001 내지 40 중량%, 다른 예로서 0.01 내지 10 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.
본 발명의 조성물의 치료적으로 유효한 양은 여러 요소, 예를 들면 투여방법, 목적부위, 환자의 상태 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 인체에 사용 시 투여량은 안전성 및 효율성을 함께 고려하여 적정량으로 결정되어야 한다. 동물실험을 통해 결정한 유효량으로부터 인간에 사용되는 양을 추정하는 것도 가능하다. 유효한 양의 결정시 고려할 이러한 사항은, 예를 들면 Hardman and Limbird, eds., Goodman and Gilman's The Pharmacological Basis of Therapeutics, 10th ed.(2001), Pergamon Press; 및 E.W. Martin ed., Remington's Pharmaceutical Sciences, 18th ed.(1990), Mack Publishing Co.에 기술되어있다.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에서 사용되는 용어, "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 건강상태, 감염증의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 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 치료제와 순차적으로 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 조성물은 또한 생물학적 제제에 통상적으로 사용되는 담체, 희석제, 부형제 또는 둘 이상의 이들의 조합을 포함할 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 담체는 조성물을 생체 내 전달에 적합한 것이면 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, Merck Index, 13th ed., Merck & Co. Inc. 에 기재된 화합물, 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로스 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올 및 이들 성분 중 1 성분 이상을 혼합하여 이용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한, 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주이용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있다. 더 나아가 당 분야의 적정한 방법으로 또는 Remington's Pharmaceutical Science(Mack Publishing Company, Easton PA, 18th, 1990)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제제화할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "약학적으로 허용가능한"이란 상기 조성물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다.
본 발명의 약학적 조성물은 약학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이때 약학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀룰로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니톨, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀룰로오스, 히드록시프로필셀룰로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약학적으로 허용 가능한 첨가제는 상기 조성물에 대해 0.1 중량부 내지 90 중량부 포함되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어, "투여"란, 임의의 적절한 방법으로 환자에게 소정의 물질을 제공하는 것을 의미하며, 목적하는 방법에 따라 비 경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 주사 제형으로 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다.
본 발명의 약학 조성물의 투여량은 사용목적, 질환의 중독도, 환자의 연령, 체중, 성별, 기왕력, 또는 유효성분으로서 사용되는 물질의 종류 등을 고려하여 당업자가 결정할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 약학 조성물은 성인 1인당 약 0.1 ng 내지 약 100 mg/kg, 바람직하게는 1 ng 내지 약 10 mg/kg로 투여할 수 있고, 본 발명의 조성물의 투여빈도는 특별히 이에 제한되지 않으나, 1일 1회 투여하거나 또는 용량을 분할하여 수회 투여할 수 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 바이러스 감염증 치료용 약학 조성물의 투여 경로는 목적 조직에 도달할 수 있는 한 어떠한 일반적인 경로를 통하여도 투여될 수 있다. 본 발명의 약학 조성물은 특별히 이에 제한되지 않으나, 목적하는 바에 따라 복강내 투여, 정맥내 투여, 근육내 투여, 피하 투여, 피내 투여, 경구 투여, 비내 투여, 폐내 투여, 직장내 투여 등의 경로를 통해 투여 될 수 있다. 다만, 경구 투여 시에는 위산에 의하여 상기 푸코실락토스가 변성 또는 파괴될 수 있기 때문에 경구용 조성물은 활성 약제를 코팅하거나 위에서의 분해로부터 보호되도록 제형화 되어야 한다. 또한, 상기 조성물은 활성 물질이 표적 세포로 이동할 수 있는 임의의 장치에 의해 투여될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 상기 약학 조성물을 약제학적으로 유효한 양으로 바이러스의 감염에 의한 바이러스 감염증이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 개체에 투여하는 단계를 포함하는 바이러스 감염증의 치료방법에 관한 것이다.
본 발명에서 용어 "개체"란 바이러스의 감염에 의하여 바이러스 감염증이 발병될 가능성이 있거나 또는 발병된 사람, 쥐, 가축 등을 포함하는 포유동물, 양식어류 등을 제한 없이 포함할 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 푸코실락토스를 포함하는 바이러스 감염 억제용 조성물에 관한 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스를 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스, 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있으며, 3-푸코실락토스인 것이 가장 바람직하다.
일 구현예에서, 상기 바이러스 감염증은 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증일 수 있으며, 인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스에 의한 감염증인 것이 더욱 바람직하다.
일 구현예에서, 상기 식품 조성물은 영아용 조제 분유일 수 있다.
본 발명의 조성물을 식품 조성물로 사용하는 경우, 상기 조성물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용할 수 있고, 통상의 방법에 따라 적절하게 사용할 수 있다. 상기 조성물은 유효성분 이외에 식품학적으로 허용가능한 식품보조첨가제를 포함할 수 있으며, 유효성분의 혼합량은 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "식품보조첨가제"란 식품에 보조적으로 첨가될 수 있는 구성요소를 의미하며, 각 제형의 건강기능식품을 제조하는데 첨가되는 것으로서 당업자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 식품보조첨가제의 예로는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등이 포함되지만, 상기 예들에 의해 본 발명의 식품보조첨가제의 종류가 제한되는 것은 아니다.
푸코실락토스를 첨가할 수 있는 식품 조성물로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등이 있다.
또한, 바이러스 감염증의 예방 효과를 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이때, 식품 또는 음료 중의 상기 푸코실락토스의 양은 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물은 100 ㎖를 기준으로 0.02 내지 5 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.
본 발명의 건강 기능성 음료 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 푸코실락토스를 함유하는 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며, 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등의 추가 성분을 함유할 수 있다. 상술한 천연탄수화물의 예로는 모노사카라이드, 예를 들어 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토오스, 수크로오스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 솔비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제인 타우마틴, 스테비아 추출물, 예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등; 및 합성 향미제, 예를 들어 사카린, 아스파르탐 등을 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로 약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.
상기 외에 본 발명의 푸코실락토스는 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 및 천연 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 푸코실락토스는 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이때, 첨가제의 비율은 그다지 중요하지는 않지만 본 발명의 푸코실락토스 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
본 발명의 식품 조성물에는 건강기능식품이 포함될 수 있다. 본 발명에서 사용되는 용어 "건강기능식품"이란 인체에 유용한 기능성을 가진 원료나 성분을 사용하여 정제, 캅셀, 분말, 과립, 액상 및 환 등의 형태로 제조 및 가공한 식품을 말한다. 여기서 '기능성'이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 통상의 기술분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 통상의 기술분야에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 건강기능식품의 제형 또한 건강기능식품으로 인정되는 제형이면 제한없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식물을 원료로 하여 약품의 장기 복용시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나, 본 발명의 건강기능식품은 자가면역 질환 치료제의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
또한, 본 발명의 조성물이 사용될 수 있는 건강식품의 종류에는 제한이 없다. 아울러 본 발명의 추출물 또는 이의 분획물을 활성성분으로 포함하는 조성물은 당업자의 선택에 따라 건강기능식품에 함유될 수 있는 적절한 기타 보조 성분과 공지의 첨가제를 혼합하여 제조할 수 있다. 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림 류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있으며, 본 발명에 따른 추출물을 주성분으로 하여 제조한 즙, 차, 젤리 및 주스 등에 첨가하여 제조할 수 있다.
본 발명의 조성물은 천연 재료를 원료로 하므로 약학적 조성물 또는 식품 조성물로 사용할 경우에도 일반적인 합성 화합물에 비하여 부작용이 덜할 수 있으므로, 안전하게 약학적 조성물 및 건강기능식품에 포함되어 유용하게 사용될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스, 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있으며, 3-푸코실락토스인 것이 가장 바람직하다.
일 구현예에서, 상기 바이러스는 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스일 수 있으며, 인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 동물 의약품 조성물의 제형은 사용 방법에 따른 바람직한 형태일 수 있고, 특히 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 채택하여 제형화 할 수 있다. 예를 들어, 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 동물 의약품 조성물을 상기 형태로 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제가 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함될 수 있고, 상기 고형제제는 상기 푸코실락토스에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트, 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다.
또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스테아레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구 투여를 위한 액상 제제는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 포함되는데 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제 등이 포함될 수 있다. 비수성용제 또는 현탁제는 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, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 동물 의약품 조성물은 약제학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있다. 상기 "약제학적으로 유효한 양"이란, 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하고, 유효 용량 수준은 환자의 건강상태, 궤양의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 배합 또는 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스, 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있으며, 3-푸코실락토스인 것이 가장 바람직하다.
일 측면에서, 본 발명은 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 및 개선용 사료 또는 사료첨가제용 조성물에 관한 것이다.
일 구현예에서, 상기 푸코실락토스는 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스, 또는 2'-푸코실락토스 및 3-푸코실락토스일 수 있으며, 3-푸코실락토스인 것이 가장 바람직하다.
일 구현예에서, 상기 바이러스 감염증은 버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증일 수 있으며, 인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스에 의한 감염증인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 사료 첨가제 조성물에서, 상기 사료는 일반적으로 가축 사육에 사용되는 공지된 구성의 사료로, 시판되고 있는 일반 사료를 모두 포함할 수 있다. 상기 사료는 곡물, 식물성 단백질 사료, 동물성 단백질 사료, 당분 및 유제품등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 미강, 옥수수, 대두박, 콩, 수수, 쌀, 보리, 밀, 귀리, 호밀, 좁쌀, 메밀, 티리티게일, 고구마, 타피오카, 밀기울, 맥강, 대두피, 옥수수겨, 맥아근, 전분박, 커피박, 잠분, 잠사, 해조분, 면실박, 채종박, 캐놀라밀, 임자박, 호마박, 아마박, 해바라기씨박, 낙화생박, 야자박, 옥수수 글루텐, 주정박, 옥수수 배아박, 고추씨박, 루핀종실, 어분, 우모분 및 육분을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 사료 첨가제 조성물에서, 상기 사료 첨가제는 일반적인 사료 첨가제, 예를 들면, 소금, 골분, 인산 칼슘제, 무기물 혼합제, 비타민제, 아미노산제, 항생물질, 호르몬제 등의 특수목적을 위한 사료 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 사료 첨가제 조성물은 돼지, 소, 닭, 염소, 양, 말, 어류, 개 및 고양이로 이루어진 군에서 선택되는 동물의 사료에 첨가될 수 있다.
본 발명에 따른 사료 첨가제 조성물에서, 상기 푸코실락토스의 유효용량은 상기 동물 의약품 조성물의 유효용량에 준해서 사용할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 사료 첨가제 조성물의 투여량은 투여대상이 되는 동물의 종류, 동물의 나이, 동물의 체중, 동물의 예방하고자 하는 질병, 원하는 효과 등에 따라 당해 분야의 전문가가 적절히 조절할 수 있다.
본 발명에서, 상기 '바이러스 감염증'은 바이러스 감염으로 인한 증상 또는 바이러스 감염으로 인해 발생하는 질환을 포함한다.
한편, 하기 실험에 의하면, 2'-FL 및 3-FL은 항바이러스 활성을 가지는 것으로 확인되었으며, 그 중에서도 3-FL은 2'-FL에 비해 현저한 항바이러스 활성 및 바이러스 감염 억제능을 가지는 것을 in vitro(세포 고유의 바이러스 대응 능력 증진 확인, 넓은 스펙트럼의 바이러스에 대한 저항성 증진 확인) 및 in vivo(마우스 모델에서의 바이러스 감염 대항 능력 증진 확인)로 밝혔다.
특히, 기존 연구에 따르면 NO는 다양한 바이러스에 대해 항바이러스 활성을 나타내는 생리활성 물질로 알려져 있기 때문에(Fabio Lisi et al., 2021, ADVANCED SCIENCE, 8, 2003895; Mark R. Garren et al., 2021, Appl Mater Today, 22, 100887), 다양한 바이러스 치료제로 개발하려는 시도가 이루어지고 있다. 하지만, NO는 활성산소종으로서 항시 과생산되며 세포에 독성을 일으킬 수 있는데, 본 발명에서는 3-FL의 경우 바이러스가 감염되었을 때만, NO가 과생산(대조구 대비 무려 4배 가까이 생산)되게 하는 것을 주목할 수 있었다. 이는 세포자체적으로 바이러스 감염에 대응할 수 있는 NO 생산 증대를 이끌어내며, 이는 인플루엔자 바이러스에 국한되지 않고 다양한 종류의 바이러스의 감염에 대응할 수 있는 것임을 시사하였다.
또한, 본 발명에서 모델 바이러스인 코로나-슈도바이러스에서, 3-FL의 섭취 배양에 따른 바이러스 감염 저항 능력이 뛰어난 것을 확인하였는데, 슈도바이러스는 생물학적안전등급이 높은 바이러스를 직접 다루지 않고 항바이러스제, 혈청, 백신, 항체 치료제 등을 연구하기 위하여 널리 이용되고 있으며, 실제 바이러스를 사용하였을 때와 동일한 결과를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다(Ou x et al., 2020, Nat Commun 11, 1620; Nie J et al., 2020, Nat protoc 15, 3699-3715; Condor Capcah JM et al., 2020, Front Cardiovasc Med 7, 618651). 이에 본 발명의 3-FL은 넓은 스펙트럼의 바이러스에 대한 저항성 증진 효과가 높으므로 다양한 항바이러스 용도에 적용할 수 있음을 시사하였다.
이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1: 2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL) 또는 3-푸코실락토스(3-fucosyllactose, 3-FL)의 in vitro 항바이러스 효과 확인]
1-1. 세포실험을 통한 인플루엔자 바이러스(influenza virus)의 감염에 대한 항바이러스 효능
1-1-1. 2'-FL 또는 3-FL 섭취 기간에 따른 바이러스 감염 억제
MDCK 세포의 배양액에 2'-FL(2'-fucosyllactose, 2'-FL) 혹은 3-FL(3-fucosyllactose, 3-FL)을 처리하여 세포가 적응하도록 한 뒤, 인플루엔자 바이러스 감염 후 플라크 형성 감소 측정법을 실시하여 2'-FL 또는 3-FL의 인플루엔자 바이러스에 대한 항바이러스 효과를 확인하고자 하였다(도 1a).
구체적으로, 1 또는 10 g/L의 2'-FL 및 0.1 또는 1 g/L의 3-FL을 각각 MDCK의 MEM 배지에 처리한 뒤 0~3의 계대 동안 배양을 진행하였다. 그 후 배지를 제거하고 PBS로 세척한 후 동일한 방법으로 실험군에 동일한 양의 인플루엔자 H1N1 바이러스를 감염시키고 72시간 뒤 플라크 형성 감소 측정법을 수행하였다.
72시간 뒤 플라크 형성을 확인해본 결과, 2'-FL을 처리한 실험군의 경우 처리한 2'-FL의 농도나 처리했던 계대수와는 관계없이 플라크 형성이 감소되지 않는 것을 확인하였다(도 1b). 이에 반해, 0.1 g/L의 3-FL을 배양 배지에 처리했던 실험군에서는 3 계대수(3 passages) 동안 처리했던 실험군에서 0 계대수 대비 약 70% 수준의 플라크 형성 감소가 확인되었고, 1 g/L의 3-FL을 처리한 실험군에서는 계대수에 비례하여 플라크 형성 감소가 확인되었다. 0 계대수에 비해 1 계대수는 80%, 2 계대수에서는 50%수준의 플라크 면적양을 생성하는 것이 확인되었고, 특히 3 계대수 동안 3-FL을 처리한 실험군에서는 0 계대수와 비교하여 현저하게 약 35%의 플라크 면적 수준으로 바이러스 감염이 감소한 것을 확인할 수 있었다.
또한, 세포병변효과(CPE, cytopathic effect) 감소 측정법을 통하여 3-FL 처리배양에 따른 바이러스 감염 저해 효능을 확인하였다. 구체적으로는 0.1 혹은 1.0 g/L의 2'-FL 혹은 3-FL이 첨가된 배양배지에 0, 1, 3 계대수 동안 MDCK 세포를 배양한 뒤, 동량의 H1N1 인플루엔자 바이러스를 희석한 배지를 처리하였다. 18시간 동안 배양한 뒤, 바이러스에 감염에 의한 사멸한 세포를 제거하고 포름알데히드(formaldehyde)를 처리하여 살아있는 세포를 고정하고 크리스탈 바이올렛(crystal violet)으로 염색을 진행하였다. 그 후 메탄올(methanol)을 이용하여 세포를 염색한 크리스탈 바이올렛을 용해한 뒤, 스펙트로포토미터(spectrophotometer)를 통해 용해된 크리스탈 바이올렛의 흡광도(absorbance)를 측정하였다. 세포병변 감소도는 PBS 혹은 푸코실락토스를 처리배양하지 않은 동일 수의 MDCK 세포에 동양의 H1N1 바이러스 희석액 혹은 배양액으로 처리하여 18시간 동안 배양했을 때의 용해된 크리스탈 바이올렛의 흡광도를 각각 0%, 100%로 설정하여 계산하였다. 세포병변 감소 측정법 결과, PBS 혹은 2'-FL을 처리하여 배양한 MDCK 세포의 경우 농도와 처리배양 계대수에 관계없이 유의한 세포병변 감소를 확인하지 못하였지만, 3-FL을 처리하여 배양한 경우 0.1 g/L의 3-FL은 3 계대수 배양했을 때 약 70%의 바이러스 감염 저해를 보였고, 1.0 g/L의 3-FL을 1 계대수와 3 계대수 처리배양 시, 각각 약 30%와 75%의 높은 바이러스 감염 저해를 확인할 수 있었다(도 1c).
이를 통해서 동물실험(하기 실시예 2)에서 보였던 3-FL 섭취에 따른 바이러스 감염에 대한 대응 능력 증진이 세포 단위에서도 일어나는 것을 확인할 수 있었다.
1-1-2. 2'-FL 또는 3-FL 섭취에 따른 항바이러스 기전 확인
앞서 확인하였던 푸코실락토스 섭취에 따른 항바이러스 효능이 푸코실락토스가 바이러스에 부착하여 숙주 세포와의 결합을 직접적으로 저해함으로써 항바이러스 활성을 나타내는지, 아니면 세포가 스스로 바이러스 감염에 대항할 수 있는 대응 능력의 증진을 통한 것인지를 확인하기 위하여, 푸코실락토스를 바이러스에 직접 처리한 후 항바이러스 효능을 측정하였다.
이를 위하여 두가지 방식의 플라크 형성 감소 측정법과 세포병변 감소 실험을 수행하였다: 첫 번째 방법) 바이러스 용액에 푸코실락토스를 처리하여 반응시킨 뒤 MDCK 세포에 처리하는 방법; 및 두 번째 방법) HIN1 인플루엔자 바이러스 감염 후 푸코실락토스를 처리한 1% 아가로스 오버레이(agarose overlay) 배지를 처리하는 방법(도 2a).
구체적으로, 첫 번째 방법은 0.08, 0.4 및 2 g/L 농도의 2'-FL 또는 0.04, 0.2 및 1 g/L 농도의 3-FL을 각각 인플루엔자 바이러스에 처리하여 37℃에서 1시간 동안 반응시킨 뒤, PBS로 세척한 MDCK 세포에 처리하여 감염을 진행하고, 일반적인 1% 아가로스 오버레이 배지를 처리하여 72시간 동안 플라크 형성을 유도하였다.
두 번째 방법은, 동량의 H1N1 바이러스를 PBS로 세척한 MDCK 세포에 감염시킨 뒤, 1% 아가로스 오버레이 배지에 푸코실락토스를 처리하여 72시간 동안 배양하여 진행한 플라크 형성 감소 측정법을 실시하였다. 이때 1% 아가로스 오버레이 배지에 2, 0.4, 0.08 g/L 농도의 2'-FL 혹은 1, 0.2, 0.04 g/L 농도의 3-FL을 첨가하여 만들었고 이를 감염시킨 세포에 처리하였다.
세 번째로는 세포병변효과 감소법을 이용하여 동일한 농도의 H1N1 바이러스에 2'-FL 혹은 3-FL을 최대 2.0 g/L부터 1/2씩 희석하여 바이러스와 푸코실락토스 혼합액을 준비하여 37℃에서 1시간 동안 배양 후 MDCK 세포에 처리하였다. 18시간뒤 상기 실시예 1-1-1와 같이 세포병변 감소를 측정하였다.
상기한 세 가지 방법에서 푸코실락토스의 항바이러스 활성을 관찰할 수 없었다(도 2b,c). 이는 푸코실락토스가 바이러스에 직접 작용하여 바이러스 단백질의 활성을 저해하거나, 세포 단백질에 작용하여 바이러스와의 상호작용을 저해하는 직접적인 방식이 아닌 다른 작동 방식을 의미한다. 상기 도 1의 결과와 통합하여 고려할 때, 3-FL은 장기간 세포에 작용을 할 수 있는 조건에서 세포가 바이러스 감염에 대항할 수 있는 능력을 증대시킴을 추론할 수 있었다.
1-1-3. 바이러스 '감염 전', 2'-FL 또는 3-FL 섭취에 따른 세포 고유 항바이러스 능력 증가
3-FL이 세포의 바이러스에 대한 저항력을 높여주는 원인을 찾기 위해서 다양한 실험의 일환으로 산화질소(Nitric oxide, NO)의 과생산을 조사하였다. 폐세포인 A549 세포를 이용하여 MDCK 세포와 같이 푸코실락토스를 섭취 배양한 뒤, 인플루엔자 바이러스 감염 실험을 진행하여 항바이러스 물질인 산화질소(Nitric oxide, NO) 생산량을 비교하였다. 각 푸코실락토스를 0.1 혹은 1.0 g/L로 배양배지에 추가하여 3 계대수 동안 배양한 뒤 H1N1 인플루엔자 바이러스를 감염시킨 뒤, 감염 후 1, 24, 48, 72 시간에 감염 배지를 채취하여 NO 농도를 측정하였다(도 3).
1시간 째에는 큰 차이를 보이지 않지만, 24시간이 지나면 NO 농도가 소폭 증가하며 48시간에 채취한 배지에는 3-FL 1.0 g/L로 계대 배양한 세포에서 PBS를 처리한 실험군보다 약 3.9배 높은 NO 농도를 확인하였다. 보고된 문헌에 따르면 NO는 근육 이완(relaxation), 혈관 확장(vasodilation), 점액 생성(mucus secretion)과 면역 관련 세포들의 증식(proliferation)에 관여할 뿐만 아니라 바이러스 복제(viral replication) 저해와 바이러스 불활성화(viral inactivation)에 효능이 있는 것으로 알려져있다. 또한, NO는 코로나비리데(Coronaviridae), 피코나비리데(Picornaviridae), 오스소믹소비리데(Orthomyxoviridae), 플라비비리데(Flaviviridae), 레트로비리데(Retroviridae), 헤르페스비리데(Herpesviridae) 등 다양한 종류의 바이러스들에 대해서 감염저해 능력이 있는 것으로 보고되었다(Fabio Lisi et al., 2021, Nitric Oxide to Fight Viral Infections, ADVANCED SCIENCE, 8, 2003895; Mark R. Garren et al., 2021, Nitric oxide and viral infection: Recent developments in antiviral therapies and platforms, Appl Mater Today, 22, 100887). NO는 다양한 바이러스에 대해 항바이러스 활성을 나타내는 생리활성 물질이기 때문에 코로나 바이러스 치료제를 비롯한 다양한 바이러스 치료제로 개발하고 있는 상황이다. 즉, NO를 허파 또는 바이러스가 침투한 조직에 직접 살포하는 방법, NO를 유도하는 물질을 표적 조직에 살포하는 방법 등을 통하여 광범위 활성 항바이러스제를 개발하려는 시도가 이루어지고 있는 것이다.
그러나 NO는 활성산소종으로서 항시 과생상되면 세포에 독성을 일으킬 수 있다. 매우 놀랍게도 3-FL의 경우 바이러스가 감염되었을 때, 세포가 NO를 대조구 대비 무려 4배 가까이 더 생산하게 만듦으로써 바이러스의 침투를 효과적으로 억제하였지만, 바이러스의 침투가 없을 때에는 3 계대수동안 처리하였음에도 불구하고 세포가 항시적으로 만들어내는 NO의 농도에는 영향을 미치지 않았다는 것이다. 이는 NO를 광범위 활성 항바이러스제로 개발하고자 하는 연구자에게는 가장 이상적인 특성이다. 즉, 3-FL은 바이러스 감염시 세포자체적으로 바이러스 감염에 대응할 수 있는 NO 생산 증대를 이끌어내며 이러한 NO 생산 증대는 인플루엔자 바이러스에 국한되지 않고 다양한 종류의 바이러스의 감염에 대응할 수 있음을 시사한다.
상기 1-1-2 및 1-1-3의 두 결과를 통하여, 이전 결과에서 보았던 3-FL의 농도와 계대수 의존적인 항바이러스 효능은 단순히 바이러스에 작용하여 감염능력을 저해하는 것이 아닌 세포 고유의 바이러스 대응 능력을 증진시켜 만든 결과임을 확인할 수 있었다.
1-2. 다양한 type의 동물세포와 broad-spectrum virus에 대한 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스 섭취의 항바이러스 효능 확인
1-2-1. 2'-FL 또는 3-FL 섭취에 따른 넓은 스펙트럼의 바이러스 감염에 대응 능력 증진
앞서 확인했던 2'-FL 또는 3-FL의 바이러스 감염 대응 증진 효능이 단순히 한 종류의 바이러스에 국한되지 않음을 확인하기 위하여, 다양한 strain의 인플루엔자 바이러스를 이용하여 세포병변효과 감소 측정법을 실시하였다.
세포병변효과 감소 측정법은 실시예 1-1-1와 같은 방법으로 진행하되 바이러스 감염 시 H3N2(X31), H5N2(AIV) 혹은 Influenza B Virus (IBV; Shandong)를 희석한 배지를 처리하였다. 18시간 동안 배양한 뒤, 바이러스에 감염에 의한 사멸한 세포를 제거하고 살아있는 세포를 고정하고 염색한 후 흡광도를 측정하였다. X31, AIV와 Shandong strain들이 감염된 세포 모두에서 3-FL에 의존적인 세포 생존율 향상을 확인할 수 있었다. PBS 혹은 2'-FL을 처리배양했던 MDCK 세포들은 30% 이하의 세포 생존율 향상만을 보였지만, 3-FL 처리배양했던 MDCK 세포들은 3종류의 influenza strain 감염에서 그보다 월등히 높은 80% 수준의 세포 병변 저해효능을 보였다(도 4).
이를 통해서 3-FL 섭취 적응에 따른 항바이러스 효능이 단순히 제한된 바이러스 감염에 나타나는 것이 아닌 바이러스에 공통적인 세포 감염 방식을 저해하는 넓은 스펙트럼의 바이러스 감염 저해 능력 증진임을 확인하였다.
1-2-2. 2'-FL 또는 3-FL 섭취에 따른 Calu-3 세포의 항 코로나-슈도바이러스 효능 증진
SARS-CoV-2 스파이크 암호화 플라스미드(SARS-CoV-2 spike encoding plasmid)와 HIV gag-pol-reporter 플라스미드인 NL4.3-mCherry-Luciferase를 HEK293T 세포주에 공동-트랜스펙션(co-transfection)하여 코로나-슈도 바이러스(corona-pseudovirus)를 제작하였다. 제작된 코로나-슈도 바이러스는 HIV 구조 단백질로 구성된 바이러스 입자에 SARS-CoV-2 스파이크 당단백질이 막(membrane)에 편입(incorporation)된 형태를 띠고 있으며, 표적 세포 내로 감염시 바이러스 입자에 포함된 mCherry-Luciferase 유전자가 표적 세포로 전달되고 발현되어, 발현된 형광/발광 단백질의 발현양을 통해 감염 여부와 처리한 약제의 효능을 확인할 수 있다(도 5a). 또한, 슈도바이러스는 생물학적안전등급이 높은 바이러스를 직접 다루지 않고 항바이러스제, 혈청, 백신, 항체 치료제 등을 연구하기 위하여 널리 이용되고 있으며, 실제 바이러스를 사용하였을 때와 동일한 결과를 얻을 수 있는 것으로 알려져 있다(Ou X, Liu Y, Lei X et al., 2020, Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV, Nat Commun11, 1620; Nie J, Li Q, Wu J et al., 2020, Quantification of SARS-CoV-2 neutralizing antibody by a pseudotyped virus-based assay, Nat Protoc 15, 3699-3715; Condor Capcha JM, Lambert G, Dykxhoorn DM et al., 2020, Generation of SARS-CoV-2 Spike Pseudotyped Virus for Viral Entry and Neutralization Assays; A 1-Week Protocol, Front Cardiovasc Med 7, 618651).
제작한 코로나-슈도바이러스의 바이러스 감염 모델로써 적합성을 증명하기 위하여, SARS-CoV-2가 인식한다고 알려진 ACE2와 TMPRSS2 단백질을 발현하는 HEK-293T세포에 코로나-슈도바이러스를 감염시켰으며, 희석배수에 따른 루시퍼레이즈 활성(luciferase activity) 및 형광 단백질 발현에 따른 형광도(fluorescence) 측정을 진행하였다. 측정결과 코로나-슈도바이러스를 희석함에 따라 발현된 루시퍼레이즈 활성 및 형광 단백질의 형광도가 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 그 정도가 희석배수에 높은 상관도를 띄는 것이 분석되었다(도 5b). 또한, 코로나 바이러스에 저해능력이 알려져 있는 헤파린(Heparin), 카모스타트(Camostat), 하이드로클로로퀴닌(Hydrochloroquinine)과 렘데시비르(Remdesivir) 4종류의 약물을 코로나-슈도바이러스에 처리하여 감염정도를 확인하였다. 각 약물이 코로나바이러스 감염 기작에 작용하는 방식이 다르기 때문에 농도에 따른 감염 저해 정도가 상이하였지만, 코로나-슈도바이러스의 감염이 약물의 농도에 따라 저해되는 것을 확인하였다(도 5c). 이에 본 발명자가 제작한 코로나-슈도바이러스가 익히 알려진 항 코로나바이러스 약물에도 감염이 저해되는 것을 확인하여 모델 바이러스로써 그 기능을 확인하였다.
코로나-슈도바이러스에 대한 푸코실락토스의 항바이러스 효능을 알아보기 위하여 10 g/L의 2'-FL 또는 1 g/L의 3-FL을 함유하는 배양 배지로 Calu-3을 4 계대수만큼 계대 배양한 후 해당 세포에 제작한 코로나-슈도바이러스를 감염시켜 2'-FL 혹은 3-FL의 바이러스에 대한 저항성 증대 효능을 확인하였다.
3-FL이 첨가된 배양 배지를 이용하여 4 계대수 동안 배양한 Calu-3 세포를 이용하여 코로나-슈도바이러스의 감염성 차이를 확인해본 결과, 일반 배양 배지에 계대 배양한 대조군에 비해 4번의 계대배양을 거친 Calu-3에서 형광값이 약 1/4 이하로 나타났다(도 6). 다만, 2'-FL을 첨가하여 동일하게 4 계대수 동안 배양한 Calu-3에 코로나-슈도바이러스를 감염시켜 확인한 형광값은 푸코실락토스를 첨가하지 않은 Calu-3 세포의 mCherry 형광값과 큰 차이를 보이지 않는 것을 확인하였다.
이를 통해, 이전 MDCK 세포와 인플루엔자 바이러스 감염시에 보였던 3-FL 섭취 배양에 따른 바이러스 감염 저항 능력 증진이 동일하게 다른 종류의 동물세포와 그에 감염하는 넓은 스펙트럼의 바이러스에 대한 저항성 증진 효과가 현저히 높은 것을 알 수 있었다.
[실시예 2: 2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스의 in vivo 항바이러스 효과 확인]
2-1. 마우스 모델 동물실험에서 푸코실락토스 급여 및 감염 후, 생존율 확인
마우스 모델 동물실험을 통해 각 푸코실락토스 섭취에 따른 항바이러스 효능을 측정하였다(도 7a).
PBS를 급여한 대조군과 2'-FL 1500 mg/kg, 2'-FL 150 mg/kg, 3-FL 150 mg/kg, 2'-FL+3-FL (1500+150 mg/kg)를 급여한 4가지 실험군을 설정하였고, 대조군과 실험군의 7주령의 마우스들(20마리/각 군)에게 1일 1회 100 ㎕의 PBS 또는 푸코실락토스 PBS 희석액을 위관영양법을 통해 투여하였다. 푸코실락토스 투여는 총 14일간 지속하였고 투여한지 7일차에 1차 감염을 진행하였다. 1차 감염은 1 마우스 반수치사량 (mouse letal dose 50; MLD50)의 H1N1 인플루엔자 바이러스(H1N1; A/Puerto Rico/08/34)를 비강 내 투여법을 통해서 마우스에 감염시켰고, 이후의 마우스의 생존율 및 몸무게 변화를 관찰하였다. 푸코실락토스 투여 21일 후에 10 MLD50의 H1N1 인플루엔자 바이러스를 감염시키는 2차 감염을 진행하였다.
1차 감염 후, 대조군과 비교하여 각 실험군에서 무게 감소 양상이 크게 상이하지는 않았지만(도 7b), 생존율에서 유의한 차이가 확인되었다. 대조군은 약 35%의 마우스만이 바이러스 감염에도 죽지 않고 살아남은 데 비해, 2'-FL을 급여한 실험군에서는 농도에 관계없이 약 45%의 생존율을 보였다. 그런데, 3-FL을 급여한 두 실험군에서는 눈에 띄게 감염 증세가 호전되는 것이 확인되었으며, 최종적으로 생존한 비율도 각각 60%(3-FL 150 mg/kg)과 70%(2'-FL+3-FL (1500+150 mg/kg))의 생존율을 보였다(도 7c).
이를 통해 3-FL의 급여가 마우스의 바이러스 감염에 대항할 수 있는 능력을 증진시킬 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 2'-FL 급여만으로는 충분한 바이러스 감염 대항능력을 보이지 않았지만, 3-FL과 2'-FL를 동시 급여하였을 때 생존율이 상당히 증가하는 시너지 효능이 보임을 확인하였다.
이를 통해 3-FL가 2'-FL와는 다른 메커니즘으로 바이러스 감염에 대항할 수 있는 생체 능력을 증진시키고, 이미 보고된 2'-FL의 T-세포 급증(proliferation) 증진에 따른 면역 증진 효능에도 방해하지 않는 것을 추측할 수 있었다.

Claims (18)

  1. 푸코실락토스(fucosyllactose)를 유효성분으로 함유하는 항바이러스 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스(2'-fucosyllactose, 2'-FL) 또는 3-푸코실락토스(3-fucosyllactose, 3-FL)인, 항바이러스 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바이러스는,
    버니아비리데(Bunyaviridae), 코로나비리데(Coronaviridae), 필로비리데(Filoviridae), 플라비비리데(Flaviviridae), 헤파드나비리데(Hepadnaviridae), 헤르페스비리데(Herpesviridae), 오스소믹소비리데(Orthomyxoviridae), 폭스비리데(Poxviridae), 랍도비리데(Rhabdoviridae), 레트로비리데(Retroviridae), 토가비리데(Togaviridae), 피코나비리데(Picornaviridae) 및 헤르페스비리데(Herpesviridae)로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스인, 항바이러스 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 바이러스는,
    인플루엔자바이러스(Influenza virus) 또는 코로나바이러스(Corona virus)인, 항바이러스 조성물.
  5. 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스인, 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 바이러스 감염증은,
    버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증인, 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 바이러스 감염증은,
    인플루엔자바이러스 또는 코로나바이러스에 의한 감염증인, 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 약학 조성물.
  9. 푸코실락토스를 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스인, 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 바이러스 감염증은,
    버니아비리데, 코로나비리데, 필로비리데, 플라비비리데, 헤파드나비리데, 헤르페스비리데, 오스소믹소비리데, 폭스비리데, 랍도비리데, 레트로비리데, 토가비리데, 피코나비리데 및 헤르페스비리데로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 바이러스에 의한 감염증인, 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 식품 조성물은,
    영아용 조제 분유인, 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  13. 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스인, 바이러스 감염증 예방 또는 치료용 동물 의약품 조성물.
  15. 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스(prebiotics) 조성물.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스인, 바이러스 감염증 예방 또는 개선용 프리바이오틱스 조성물.
  17. 푸코실락토스를 유효성분으로 함유하는 바이러스 감염증 예방 및 개선용 사료 또는 사료첨가제용 조성물.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 푸코실락토스는,
    2'-푸코실락토스 또는 3-푸코실락토스인, 바이러스 감염증 예방 및 개선용 사료 또는 사료첨가제용 조성물.
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