WO2024096656A1 - 카테킨 하이드레이트를 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

카테킨 하이드레이트를 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물 Download PDF

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WO2024096656A1
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WO
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obstructive pulmonary
chronic obstructive
pulmonary disease
catechin hydrate
present
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PCT/KR2023/017477
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정성근
김민정
강하영
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경북대학교 산학협력단
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    • A23L33/00—Modifying nutritive qualities of foods; Dietetic products; Preparation or treatment thereof
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P11/00—Drugs for disorders of the respiratory system

Definitions

  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate as an active ingredient.
  • COPD chronic obstructive pulmonary disease
  • WHO World Health Organization
  • the main cause is increased environmental pollution and increased exposure to various hazardous substances due to industrial development.
  • COPD is an incurable chronic disease for which smoking is the main cause.
  • the incidence of COPD rapidly increases in the elderly population over 65 years of age, and aging is also a major risk factor for its development.
  • diagnosis rate itself is very low and there is no clear treatment, the mortality rate of COPD is increasing while the mortality rate of other serious chronic diseases is decreasing. Therefore, research into the development of treatments that can treat COPD is actively underway around the world.
  • COPD is caused by various causes such as smoking, air pollution, chemicals, occupational factors, and genetic predisposition, of which smoking is pointed out as the main cause, and in fact, more than 80% of COPD patients have been found to be smokers (Biol Pharm Bull, 2012, 35:1752-1760).
  • the pathogenesis of COPD involves chronic inflammation in bronchial and lung tissue, activation of proteases in the lung, and oxidative stress.
  • Cells involved in inflammation mainly include neutrophils, macrophages, and T lymphocytes. .
  • inflammatory cells produce various inflammatory cytokines such as TNF- ⁇ , IFN- ⁇ , IL-1 ⁇ , IL-6, IL-8, and IL-18, and various proteases that cause tissue damage (Korean tuberculosis and Respiratory Society, Seoul: Gunja Publishing, 2007, p 301-5; Am J Respir Crit Care Med, 1997 155, 1441-1447; Am J Physiol Lung CellMol Physiol, 2010, 298:L262-L269).
  • KC keratinocyte chemoattractant
  • TNF- ⁇ tumor necrosis factor ⁇
  • MIP-2 macropage inflammatory protein 2
  • MIP-1 ⁇ monocyte chemoattractant protein
  • MMP-1 monocyte chemoattractant protein
  • COPD chronic bronchitis
  • emphysema destroys the alveoli structure of the lung, preventing normal exchange of oxygen and carbon dioxide.
  • Drug therapies for COPD treatment include inhalants, oral medications, injections, respiratory rehabilitation therapy, and oxygen therapy.
  • surgical treatment lung transplantation or lung volume reduction surgery is sometimes performed on patients with severe COPD.
  • herbal medicines such as plants have been used.
  • Various studies are being conducted on ingredients used to prevent and treat respiratory diseases.
  • catechin hydrate significantly inhibits the induction of representative factors of apoptosis and mitochondrial dysfunction, which are markers of chronic obstructive pulmonary disease, and completed the present invention.
  • the purpose of the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • Another object of the present invention is to provide a food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • Another object of the present invention is to provide a health functional food composition for improving respiratory health containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • Another object of the present invention is to provide a method for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease, which includes administering the pharmaceutical composition to an individual.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the present invention provides a food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the present invention provides a health functional food composition for improving respiratory health containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the present invention provides a method for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease, comprising administering the pharmaceutical composition to an individual.
  • the catechin hydrate of the present invention has the effect of significantly suppressing apoptosis of human bronchial epithelial cells caused by fine dust, restoring mitochondrial function, and suppressing lung damage, thereby preventing emphysema and chronic bronchitis. It can be useful as a composition for preventing, improving, or treating chronic obstructive pulmonary diseases such as bronchitis, asthma, or pneumonia.
  • Figure 1 is a diagram showing the results of measuring cell viability according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a diagram showing the results of apoptosis analysis according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, in one embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is a diagram showing the results of measuring the expression levels of cleaved-PARP and Cytochrome C according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a diagram showing the results of measuring mitochondrial respiration rate according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is a diagram showing the results of analysis of mitochondrial membrane potential damage according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 is a diagram showing the results of measuring the amount of ROS produced in mitochondria according to catechin hydrate treatment in human bronchial epithelial cells in which apoptosis was induced, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a diagram briefly showing the preparation process of an animal model for fine dust-induced lung damage in one embodiment of the present invention.
  • Figure 8 is a diagram showing the results of measuring cleaved-caspase3, Cytochrome C, and IL-1 ⁇ production according to administration of catechin hydrate in an animal model of fine dust-induced lung damage, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 9 is a diagram showing the results of measuring the expression level of Mucin 5AC according to the administration of catechin hydrate in an animal model of fine dust-induced lung damage, according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 10 is a diagram showing the results of measuring the expression level of cleaved-caspase 3 according to administration of catechin hydrate in an animal model of fine dust-induced lung damage, according to an embodiment of the present invention.
  • the terms “pharmaceutically acceptable” and “foodologically acceptable” mean that the substance does not significantly stimulate the organism and does not inhibit the biological activity and properties of the administered active substance.
  • %' used to indicate the concentration of a specific substance means (w/w) % for solid/solid, (w/v) % for solid/liquid, and Liquid/liquid is (v/v) %.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease comprising catechin hydrate or a pharmaceutically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • catechin hydrate used in the present invention is a natural compound found in the leaves and bark of plants.
  • the molecular formula of the catechin hydrate is C 15 H 14 O 6 ⁇ XH 2 O, and the IUPAC name is (2R,3S)-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,4-dihydro-2H-chromene-3,5 ,7-triol;hydrate, has synonyms such as D-(+)-Catechin, Catechuic Acid, and Cyanidol, and has a molecular weight of 290.3 g/mol.
  • the catechin hydrate may be represented by the following formula (1), but is not limited thereto.
  • X is an integer of 1 or more.
  • the catechin hydrate may be contained at a concentration of 25 to 75 ⁇ M, preferably at a concentration of 40 to 60 ⁇ M, and more preferably at a concentration of 45 to 55 ⁇ M. It may be included, but is not limited thereto.
  • the catechin hydrate may be administered at a concentration of 2 to 15 mg/kg, and preferably may be administered at a concentration of 8 to 12 mg/kg. It is not limited.
  • the catechin hydrate may inhibit apoptosis of bronchial epithelial cells, but is not limited thereto.
  • the catechin hydrate may improve mitochondrial dysfunction in bronchial epithelial cells, but is not limited thereto.
  • the catechin hydrate may be used to restore lung damage caused by fine dust, but is not limited thereto.
  • fine dust refers to air pollutants containing harmful substances such as sulfur dioxide, nitrogen oxides, heavy metals, ozone, and carbon monoxide, which are emitted from automobiles and factories. It refers to substances that float in the air for a long period of time, and is called PM 10 for particle diameters of 10 ⁇ m or less, PM 5 for particle diameters of 5 ⁇ m or less, PM 2.5 for particle diameters of 2.5 ⁇ m or less, and PM 1 for particle diameters of 1 ⁇ m or less.
  • the chronic obstructive pulmonary disease may be caused by fine dust, but is not limited thereto.
  • chronic obstructive pulmonary disease used in the present invention refers to a disease in which airway obstruction gradually occurs as the airway narrows due to continued inflammation in the airway caused by cigarettes, air pollution, or toxic inhaled substances.
  • the chronic obstructive pulmonary disease may be chronic bronchitis, emphysema, or asthma.
  • the catechin hydrate of the present invention can be used in the form of a pharmaceutically or foodologically acceptable salt, and as a salt, an acid addition salt formed by a pharmaceutically or foodologically acceptable free acid is useful.
  • the expression pharmaceutically or foodologically acceptable salt refers to any organic compound of the catechin hydrate base compound at a concentration that is relatively non-toxic and harmless to patients and has an effective effect, and the side effects caused by this salt do not reduce the beneficial effects of the catechin hydrate base compound. Or it means an inorganic addition salt.
  • inorganic acids and organic acids can be used as free acids.
  • Hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, sulfuric acid, perchloric acid, and phosphoric acid can be used as inorganic acids, and citric acid, acetic acid, lactic acid, maleic acid, and fumarine can be used as organic acids.
  • Acids gluconic acid, methanesulfonic acid, glyconic acid, succinic acid, tartaric acid, galacturonic acid, embonic acid, glutamic acid, aspartic acid, oxalic acid, (D) or (L) malic acid, maleic acid, methanesulfonic acid, ethane sulfuric acid Fonic acid, 4-toluenesulfonic acid, salicylic acid, citric acid, benzoic acid, or malonic acid can be used.
  • these salts include alkali metal salts (sodium salts, potassium salts, etc.) and alkaline earth metal salts (calcium salts, magnesium salts, etc.).
  • acid addition salts include acetate, aspartate, benzate, besylate, bicarbonate/carbonate, bisulfate/sulfate, borate, camsylate, citrate, edisylate, esylate, formate, fumarate, Gluceptate, gluconate, glucuronate, hexafluorophosphate, hybenzate, hydrochloride/chloride, hydrobromide/bromide, hydroiodide/iodide, isethionate, lactate, malate, mally.
  • ate malonate, mesylate, methyl sulfate, naphthylate, 2-naphsylate, nicotinate, nitrate, orotate, oxalate, palmitate, pamoate, phosphate/hydrogen phosphate/dihydrogen phosphate, saccharide Latex, stearate, succinate, tartrate, tosylate, trifluoroacetate, aluminum, arginine, benzathine, calcium, choline, diethylamine, diolamine, glycine, lysine, magnesium, meglumine, olamine, Potassium, sodium, tromethamine, zinc salt, etc. may be included, and among these, hydrochloride or trifluoroacetate is preferable.
  • the acid addition salt according to the present invention is prepared by a conventional method, for example, by dissolving catechin hydrate in an organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, methylene chloride, acetonitrile, etc., adding an organic acid or an inorganic acid, filtering and drying the resulting precipitate. It can be manufactured by distilling the solvent and excess acid under reduced pressure, drying it, or crystallizing it in an organic solvent.
  • an organic solvent such as methanol, ethanol, acetone, methylene chloride, acetonitrile, etc.
  • a base can be used to produce a pharmaceutically or foodologically acceptable metal salt.
  • the alkali metal or alkaline earth metal salt is obtained, for example, by dissolving the compound in an excess of alkali metal hydroxide or alkaline earth metal hydroxide solution, filtering the insoluble compound salt, and evaporating and drying the filtrate. At this time, it is pharmaceutically appropriate to prepare sodium, potassium, or calcium salts as metal salts.
  • the corresponding silver salt is obtained by reacting an alkali metal or alkaline earth metal salt with a suitable silver salt (eg, silver nitrate).
  • the present invention includes not only catechin hydrate and its pharmaceutically or foodly acceptable salts, but also all possible solvates, hydrates, isomers, optical isomers, etc. that can be prepared therefrom.
  • prevention refers to any action that reduces the frequency or severity of pathological phenomena. Prevention may be complete or partial. In this case, it may mean that the symptoms of chronic obstructive pulmonary disease in an individual are reduced compared to the case where the composition is not used.
  • treatment refers to any clinical intervention to change the natural process of the target or cell to be treated, and can be performed while the clinical pathology is progressing or to prevent it.
  • the desired therapeutic effect is to prevent the occurrence or recurrence of the disease, alleviate symptoms, reduce all direct or indirect pathological consequences of the disease, prevent metastasis, reduce the rate of disease progression, or It may include alleviating or temporarily relieving the condition or improving the prognosis.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is administered in a pharmaceutically effective amount.
  • pharmaceutically effective amount used in the present invention refers to an amount that is sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment and does not cause side effects, and the effective dose level is determined by the patient's health. Factors including the condition, type and severity of the disease, activity of the drug, sensitivity to the drug, method of administration, time of administration, route of administration and excretion rate, duration of treatment, drugs combined or used simultaneously, and other factors well known in the medical field. It can be decided accordingly.
  • 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. Considering all of the above factors, it is important to administer an amount that can achieve maximum effect with the minimum amount without side effects, and this can be easily determined by a person skilled in the art.
  • an “individual” is not particularly limited as long as it is an entity for the purpose of preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease, and includes animals including humans, for example, non-primates (e.g., cows, pigs, horses, cats). , dogs, rats, and mice) and primates (e.g., monkeys, such as cynomolgous monkeys and chimpanzees). In some cases, it may be an entity excluding humans.
  • non-primates e.g., cows, pigs, horses, cats).
  • primates e.g., monkeys, such as cynomolgous monkeys and chimpanzees.
  • it may be an entity excluding humans.
  • composition according to the present invention may contain a pharmaceutically effective amount of catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof alone, or may include one or more pharmaceutically acceptable carriers, excipients, or diluents.
  • the pharmaceutically effective amount refers to an amount sufficient to prevent, improve, and treat the symptoms of chronic obstructive pulmonary disease.
  • pharmaceutically acceptable refers to a composition that is physiologically acceptable and does not usually cause gastrointestinal disorders, allergic reactions such as dizziness, or similar reactions when administered to humans.
  • composition containing a pharmaceutically or foodologically acceptable carrier may be in various oral or parenteral dosage forms. When formulated, it can be prepared using diluents or excipients such as commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants.
  • the carriers, excipients and diluents include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, erythritol, maltitol, starch, acacia gum, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, It may be one or more selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, physiological saline, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, mineral oil, dextrin, calcium carbonate, propylene glycol, and liquid paraffin. It is not limited, and all common carriers, excipients, or diluents can be used.
  • the ingredients may be added independently or in combination with the active ingredient catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof.
  • solid preparations for oral administration may include tablets, powders, granules, capsules, etc., and such solid preparations include one or more compounds and at least one excipient, such as starch, calcium carbonate, or sucrose. Alternatively, it can be prepared by mixing lactose, gelatin, etc. Additionally, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate, talc, etc. may also be used.
  • Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, and syrups. In addition to the commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives may be included. there is.
  • Preparations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, suppositories, etc.
  • Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate.
  • injectable ester such as ethyl oleate.
  • As a base for suppositories witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerol, gelatin, etc. can be used.
  • the term “administration” means providing a given composition of the invention to a subject by any suitable method.
  • the pharmaceutical composition of the present invention includes tablets, pills, powders, granules, capsules, suspensions, oral solutions, emulsions, syrups, sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations and suppositories. It may have any one formulation selected from.
  • a base for suppositories witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerol, gelatin, etc. can be used as a base for suppositories.
  • the catechin hydrate or a food-acceptable salt thereof of the present invention can be administered in various oral and parenteral formulations during clinical administration, and when formulated, commonly used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants are used. It is manufactured using diluents or excipients such as activators.
  • Solid preparations for oral administration include tablets, tablets, powders, granules, capsules, troches, etc. These solid preparations include one or more catechin hydrates of the present invention or food-acceptable salts thereof and at least one or more excipients. For example, it is prepared by mixing starch, calcium carbonate, sucrose, lactose, or gelatin. Additionally, in addition to simple excipients, lubricants such as magnesium styrate talc are also used.
  • Liquid preparations for oral administration include suspensions, oral solutions, emulsions, or syrups. In addition to the commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin, they contain various excipients such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives. You can.
  • Preparations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous solutions, suspensions, emulsions, freeze-dried preparations, suppositories, etc.
  • Non-aqueous solvents and suspensions may include propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate.
  • injectable ester such as ethyl oleate.
  • As a base for suppositories witepsol, macrogol, tween 61, cacao, laurel, glycerol, gelatin, etc. can be used.
  • composition of the present invention can be used alone or in combination with surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemical therapy, or methods using biological response modifiers.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be provided in the form of an external preparation containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • an external skin agent fatty substances, organic solvents, solubilizers, thickeners and gelling agents, softeners, antioxidants, suspending agents, stabilizers, foaming agents, fragrances, and surfactants are added.
  • Activators water, ionic emulsifiers, non-ionic emulsifiers, fillers, sequestering agents, chelating agents, preservatives, vitamins, blocking agents, humectants, essential oils, dyes, pigments, hydrophilic activators, lipophilic activators or lipid vesicles, etc.
  • Skin may contain adjuvants commonly used in the field of dermatology, such as any other ingredients commonly used in topical preparations. Additionally, the ingredients may be introduced in amounts commonly used in the field of dermatology.
  • the pharmaceutical composition of the present invention When the pharmaceutical composition of the present invention is provided as an external skin preparation, it may be in the form of an ointment, patch, gel, cream, or spray, but is not limited thereto.
  • the effective dosage for the human body of the catechin hydrate of the present invention or a food-acceptable salt thereof may vary depending on the patient's age, weight, gender, dosage form, health condition, and degree of disease, and is generally about 0.001-100. mg/kg/day, preferably 0.01-35 mg/kg/day. Based on an adult patient weighing 70 kg, the dosage is generally 0.07-7000 mg/day, preferably 0.7-2500 mg/day, once a day at regular intervals depending on the judgment of the doctor or pharmacist. It may be administered in several divided doses.
  • the present invention relates to a food composition for preventing or improving chronic obstructive pulmonary disease containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the food composition of the present invention can be formulated in various forms such as tablets, pills, granules, capsules, liquid preparations, and beverages and added to food.
  • food There are no special restrictions on the type of food.
  • foods to which the catechin hydrate of the present invention or a foodologically acceptable salt thereof can be added include drinks, meat, sausages, bread, biscuits, rice cakes, chocolate, candies, snacks, confectionery, pizza, ramen, other noodles, and gum.
  • dairy products including ice cream, various soups, beverages, alcoholic beverages and vitamin complexes, dairy and milk products, etc.
  • the food composition containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof according to the present invention can be added as is to food or used together with other foods or food ingredients, and can be used appropriately according to conventional methods.
  • the mixing amount of catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof can be appropriately determined depending on the purpose of use (prevention or improvement).
  • the amount of the composition in health foods and health functional foods can be 0.1 to 90 parts by weight of the total weight of the food.
  • the amount may be below the above range, and since there is no problem in terms of safety, the active ingredient may be used in an amount above the above range.
  • the food composition of the present invention has no particular restrictions on other ingredients other than containing the catechin hydrate of the present invention or a foodologically acceptable salt thereof as an essential ingredient in the indicated ratio, and contains various flavoring agents or natural carbohydrates like ordinary beverages. It may be contained as an additional ingredient.
  • natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose, fructose, etc.; Disaccharides such as maltose, sucrose, etc.; and polysaccharides, such as common sugars such as dextrin and cyclodextrin, and sugar alcohols such as xylitol, sorbitol, and erythritol.
  • natural flavoring agents thaumatin, stevia extract (e.g., rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.)
  • synthetic flavoring agents sacharin, aspartame, etc.
  • the ratio of the natural carbohydrate is generally about 1 to 20 g, preferably about 5 to 12 g, per 100 of the health functional food composition of the present invention.
  • the food composition containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof of the present invention contains various nutrients, vitamins, minerals (electrolytes), flavoring agents such as synthetic flavoring agents and natural flavoring agents, coloring agents, and thickening agents (cheese). , chocolate, etc.), pectic acid and its salts, alginic acid and its salts, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, alcohol, carbonating agents used in carbonated drinks, etc.
  • the food composition of the present invention may contain pulp for the production of natural fruit juice, fruit juice beverages, and vegetable beverages.
  • the ratio of these additives is not that important, but is generally selected in the range of 0.1 to about 20 parts by weight per 100 parts by weight of the food composition containing the catechin hydrate of the present invention or a foodologically acceptable salt thereof.
  • the present invention relates to a health functional food composition for improving respiratory health containing catechin hydrate or a foodologically acceptable salt thereof as an active ingredient.
  • the improvement of respiratory health may be by inhibiting apoptosis of bronchial epithelial cells.
  • the improvement of respiratory health may be improving mitochondrial dysfunction in bronchial epithelial cells.
  • improving respiratory health may be restoring lung damage caused by fine dust.
  • the health functional food composition may reduce the risk of developing chronic obstructive pulmonary disease.
  • the term "health functional food” used in the present invention is the same as food for special health use (FoSHU), and is a medicine processed to efficiently exhibit bioregulatory functions in addition to nutritional supply, and medical effects. It means high food.
  • “function” means controlling nutrients for the structure and function of the human body or obtaining useful effects for health purposes, such as physiological effects.
  • the health functional food of the present invention can be manufactured by a method commonly used in the industry, and can be manufactured by adding raw materials and components commonly added in the industry. Additionally, the formulation of the health functional food can also be manufactured without limitation as long as it is a formulation recognized as a food.
  • the health functional food of the present invention can be manufactured in various formulations, and unlike general drugs, it is made from food as a raw material and has the advantage of not having side effects that may occur when taking the drug for a long period of time. It is also highly portable, so this product The health functional food of the invention can be consumed as an adjuvant to improve respiratory health.
  • health functional food refers to food that has a more active health maintenance or promotion effect compared to general food
  • health supplement food refers to food for the purpose of health supplementation.
  • the terms health functional food, health food, and health supplement are used interchangeably.
  • the health functional food is a food manufactured by adding the composition of the present invention to food materials such as beverages, teas, spices, gum, and confectionery, or by encapsulating, powdering, or suspending it, and consuming it may cause certain health problems. It means bringing about an effect, but unlike regular drugs, it has the advantage of not having any side effects that may occur when taking the drug for a long time since it is made from food.
  • the health functional food may further include a physiologically acceptable carrier.
  • the type of carrier is not particularly limited, and any carrier commonly used in the art can be used.
  • the health functional food may contain additional ingredients that are commonly used in foods to improve smell, taste, vision, etc.
  • additional ingredients may include vitamins A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, niacin, biotin, folate, panthotenic acid, etc.
  • minerals such as zinc (Zn), iron (Fe), calcium (Ca), chromium (Cr), magnesium (Mg), manganese (Mn), and copper (Cu); and amino acids such as lysine, tryptophan, cysteine, and valine.
  • the above health functional food contains preservatives (potassium sorbate, sodium benzoate, salicylic acid, sodium dehydroacetate, etc.), disinfectants (bleaching powder, high-level bleaching powder, sodium hypochlorite, etc.), antioxidants (butylhydroxyanisole (BHA), butyl Hydroxytoluene (BHT), etc.), coloring agent (tar color, etc.), coloring agent (sodium nitrite, sodium nitrite, etc.), bleach (sodium sulfite), seasoning (MSG sodium glutamate, etc.), sweetener (dulcine, cyclemate, etc.) Saccharin, sodium, etc.), flavorings (vanillin, lactones, etc.), leavening agents (alum, D-potassium hydrogen tartrate, etc.), strengthening agents, emulsifiers, thickeners (grease), coating agents, gum base agents, foam suppressants, solvents, improving agents, etc. May contain food additives.
  • the additives can be
  • the health functional food of the present invention can be used as a health drink composition, and in this case, it may contain various flavoring agents or natural carbohydrates as additional ingredients, like ordinary drinks.
  • the above-mentioned natural carbohydrates include monosaccharides such as glucose and fructose; Disaccharides such as maltose and sucrose; polysaccharides such as dextrins and cyclodextrins; It may be a sugar alcohol such as xylitol, sorbitol, or erythritol.
  • Sweeteners include natural sweeteners such as thaumatin and stevia extract; Synthetic sweeteners such as saccharin and aspartame can be used.
  • the ratio of the natural carbohydrate may be generally about 0.01 to 0.04 g, specifically about 0.02 to 0.03 g, per 100 mL of the health drink composition of the present invention.
  • the health drink composition includes various nutrients, vitamins, electrolytes, flavors, colorants, pectic acid, salts of pectic acid, alginic acid, salts of alginic acid, organic acids, protective colloidal thickeners, pH adjusters, stabilizers, preservatives, glycerin, It may contain alcohol or carbonating agent. Additionally, it may contain pulp for the production of natural fruit juice, fruit juice beverage, or vegetable beverage. These ingredients can be used independently or in combination. The ratio of these additives is not very important, but is generally selected in the range of 0.01 to 0.1 parts by weight per 100 parts by weight of the health drink composition of the present invention.
  • the present invention relates to a method for preventing or treating chronic obstructive pulmonary disease, comprising administering the pharmaceutical composition to a subject.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered in a therapeutically effective amount or a pharmaceutically effective amount.
  • the term "therapeutically effective amount” refers to the amount of a pharmaceutically acceptable salt of the composition effective in preventing or treating the target disease, and the therapeutically effective amount of the composition of the present invention is determined by several factors, such as It may vary depending on the administration method, target area, and patient's condition. Therefore, when used in the human body, the dosage must be determined as appropriate by considering both safety and efficiency. It is also possible to estimate the amount used in humans from the effective amount determined through animal testing. These considerations in determining an effective amount are discussed, 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 term “pharmaceutically effective amount” refers to an amount that is sufficient to treat a disease with a reasonable benefit/risk ratio applicable to medical treatment and does not cause side effects, and the effective dose level is determined by the patient's health condition. , depending on factors including the type of disease, severity, activity of the drug, sensitivity to the drug, method of administration, time of administration, route of administration and excretion rate, duration of treatment, drugs combined or used simultaneously, and other factors well known in the field of medicine. can be decided.
  • 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. Considering all of the above factors, it is important to administer an amount that can achieve maximum effect with the minimum amount without side effects, and this can be easily determined by a person skilled in the art.
  • Catechin hydrate was purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA), and was dissolved in dimethyl sulfoxide (DMSO) as a solvent for use in cell experiments.
  • DMSO dimethyl sulfoxide
  • Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide (MTT) and Ovalbumin (OVA) were purchased from Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA), and JC-1 and MitoSOX were purchased from Thermo Fisher Scientific (Waltham, USA), FITC Annexin V.
  • the apoptosis detection kit is from BD Biosciences (Franklin Lakes, NJ, USA), the Seahorse It was purchased and used from (Maryland, USA).
  • mice Animal testing of the present invention was conducted under the deliberation and consent of the Animal Experiment Ethics Committee of Kyungpook National University.
  • Six-week-old female BALB/C mice (Samtaco Bio Korea, Osan, Gyeonggi-do) were randomly placed in groups of five per cage and incubated in an animal laboratory with a 12-hour day/night cycle at 20 to 25°C and 45 to 50% humidity. I went through a weekly acclimatization period. Feed was supplied as a normal diet, and intake and drinking were provided as an ad libitum diet.
  • the experimental group was a group with similar body weight and was divided into 5 groups with 10 animals per group.
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • peony extract and catechin hydrate at concentrations of 12.5, 25, or 50 ⁇ M for 1 hour, and then treated with 50 ⁇ M 1-Nitropyrene for 24 hours to induce apoptosis.
  • the cells were treated with MTT ((3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) reagent for 2 hours and cell viability was confirmed at absorbance of 595 nm.
  • MTT ((3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide)
  • 1-Nitropyrene was found to cause apoptosis of BEAS-2B and decrease cell survival rate.
  • the decrease in cell viability caused by 1-Nitropyrene was not significantly increased, whereas Catechin hydrate at a concentration of 50 ⁇ M reduced the cell viability by 1-Nitropyrene. It was shown to significantly restore survival rate.
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • Catechin hydrate at a concentration of 25 or 50 ⁇ M for 1 hour, and then treated with 50 ⁇ M 1-Nitropyrene for 24 hours to induce apoptosis.
  • the cells were obtained and the cells were reacted with Propidium Iodide (PI) and FITC Annexin V staining reagent, which binds to DNA damage and apoptosis-induced cells, for 15 minutes, and then apoptosis-induced cells were detected using a flow cytometer.
  • PI Propidium Iodide
  • FITC Annexin V staining reagent which binds to DNA damage and apoptosis-induced cells, for 15 minutes, and then apoptosis-induced cells were detected using a flow cytometer.
  • Catechin hydrate reduced the apoptosis increased by 1-Nitropyrene at a concentration of 25 or 50 ⁇ M, and especially in the case of Catechin hydrate at a concentration of 50 ⁇ M, normal control (cells not treated with 1-Nitropyrene) ) was confirmed to reduce apoptosis to a similar level.
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • Catechin hydrate at a concentration of 12.5, 25, or 50 ⁇ M for 1 hour
  • 50 ⁇ M of 1-Nitropyrene for 24 hours
  • a certain amount of protein was determined through protein quantification, and the expression levels of cleaved-PARP and Cytochrome C were evaluated using Western blot, a method used to detect specific protein molecules in protein mixtures.
  • Western blot for expression level evaluation uses gel electrophoresis to separate protein molecules according to size, transfer the protein from the gel to a membrane, and react the membrane by incubating it with a primary antibody that specifically binds to cleaved-PARP. Afterwards, the primary antibody was incubated with a secondary antibody that specifically recognizes and binds to it. Secondary antibodies can be easily detected by generating light, and through these steps, the expression levels of cleaved-PARP and Cytochrome C were detected in the protein mixture, and the expression levels were quantified using the image J software program.
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • Catechin hydrate at a concentration of 12.5, 25, or 50 ⁇ M for 1 hour
  • 50 ⁇ M of 1-Nitropyrene 50 ⁇ M of 1-Nitropyrene for 6 hours
  • a mito stress assay was performed using Seahorse A was sequentially added to the cells, and mitochondrial oxygen consumption rate (OCR) and functional indicators were measured.
  • OCR mitochondrial oxygen consumption rate
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • Catechin hydrate at a concentration of 25 or 50 ⁇ M for 1 hour
  • 50 ⁇ M 1-Nitropyrene for 6 hours to induce mitochondrial dysfunction.
  • the cells were fixed with 4% paraformaldehyde for 20 minutes and then treated with JC-1 staining reagent, which is used as an indicator of mitochondrial membrane potential, at a concentration of 2 ⁇ M for 20 minutes.
  • JC-1 staining reagent which is used as an indicator of mitochondrial membrane potential, at a concentration of 2 ⁇ M for 20 minutes.
  • the cells were stained with 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) reagent, which stains the nuclei within the cells, and observed under a fluorescence microscope. Red/green intensity of the observed image was measured using the image J software program.
  • DAPI 4,6-diamidino-2-phenylindole
  • BEAS-2B a human bronchial epithelial cell
  • Catechin hydrate at a concentration of 25 or 50 ⁇ M for 1 hour
  • 50 ⁇ M 1-Nitropyrene for 6 hours to induce mitochondrial dysfunction.
  • the cells were fixed with 4% paraformaldehyde for 20 minutes and then treated with MitoSOX staining reagent, which is used as an indicator of mitochondrial ROS production, at a concentration of 5 ⁇ M for 10 minutes.
  • MitoSOX staining reagent which is used as an indicator of mitochondrial ROS production, at a concentration of 5 ⁇ M for 10 minutes.
  • the cells were stained with 4,6-diamidino-2-phenylindole (DAPI) reagent, which stains intracellular nuclei, and observed under a fluorescence microscope. Red/DAPI intensity of the observed image was measured using the image J software program.
  • DAPI 4,6-diamidino-2-phenylindole
  • Example 7 Induction of chronic obstructive pulmonary disease through oral administration of catechin hydrate and nasal administration of DEP
  • OVA ovalbumin
  • mice were administered intranasally a DEP solution (DEP+OVA+PBS) in which 100 ⁇ g of diesel exhaust particles (DEP), equivalent to PM2.5, were dissolved in PBS containing OVA. did.
  • Catehcin hydrate was administered orally three times a week during the entire experiment period, and an immune response was induced through intraperitoneal and nasal administration of OVA 1 hour after oral administration. Additionally, all intranasal administration was performed after exposure to 4% isoflurane for approximately 2 minutes and anesthesia. 24 hours after administering DEP, all mice were sacrificed, and lung tissue was obtained from the sacrificed mice and used in experiments.
  • Example 8 Evaluation of inhibitory activity of cleaved-caspase3, Cytochrome C, and IL-1 ⁇ production induced by DEP of catechin hydrate
  • the apoptosis factors cleaved-caspase3, Cytochrome C, and inflammatory cytokine IL-1 ⁇ were tested.
  • the expression level was evaluated by western blot.
  • the lung tissue obtained from each animal model was shredded using a tissue shredder, and only the lysed supernatant was separated and protein quantified to ensure that it contained a certain amount of protein.
  • Western blot to measure the expression level of apoptotic markers uses gel electrophoresis to separate protein molecules according to size, transfer the proteins from the gel to a membrane, and incubate the membrane with a primary antibody that specifically binds to cleaved-PARP. After the reaction, the cells were incubated with a secondary antibody that specifically recognizes and binds to the primary antibody. Secondary antibodies can be easily detected by generating light, and through these steps, leaved-caspase3, Cytochrome C, and the inflammatory cytokine IL-1 ⁇ were detected in the protein mixture.
  • the DEP-administered group increased the expression of cleaved-caspase3, Cytochrome C, and IL-1 ⁇ compared to the OVA-administered group, but the Catechin hydrate low-concentration and high-concentration groups showed increased expression of apoptosis markers by DEP. It was confirmed that it was significantly suppressed.
  • Mucin 5AC a protein involved in mucus production following administration of catechin hydrate
  • the inside of the lung tissue of a mouse opened for sacrifice was fixed with 10% formalin at a pressure of 250 mmH 2 O for 5 minutes, and then the lung tissue was recovered.
  • the obtained lung tissue was stored in 10% formalin for 24 hours and then stored in 30% sucrose for 24 hours for fixation in OCT solution.
  • the lung tissue was frozen and fixed using OCT solution used for tissue fixation, and then sectioned at 4 ⁇ m thickness at -20°C and used for immunofluorescence staining.
  • the obtained lung tissue sections were fixed with 4% formaldehyde and incubated with a primary antibody that specifically binds to Mucin 5AC for one day.
  • the fluorescent secondary antibody was incubated with the primary antibody to react with it, and protein expression was observed using a fluorescence microscope.
  • the inside of the lung tissue of a mouse opened for sacrifice was fixed with 10% formalin at a pressure of 250 mmH 2 O for 5 minutes, and then the lung tissue was recovered.
  • the obtained lung tissue was stored in 10% formalin for 24 hours and then stored in 30% sucrose for 24 hours for fixation in OCT solution.
  • the lung tissue was frozen and fixed using OCT solution used for tissue fixation, and then sectioned at 4 ⁇ m thickness at -20°C and used for immunofluorescence staining.
  • the lung tissue sections obtained for immunofluorescence staining were fixed with 4% formaldehyde and incubated with a primary antibody that specifically binds to Cleaved-caspase3 for one day.
  • the fluorescent secondary antibody was incubated with the primary antibody to react with it, and protein expression was observed using a fluorescence microscope.
  • the DEP administration group increased the expression of Cleaved-caspase 3 compared to the OVA administration group, but the Catechin hydrate low concentration administration group and high concentration administration group significantly reduced the increased expression of the cell death factor Cleaved-caspase 3. confirmed.

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Abstract

본 발명은 본 발명은 카테킨 하이드레이트를 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)는 미세먼지로 인한 인간기관지상피세포의 세포사멸을 유의하게 억제하고, 미토콘드리아 기능을 회복시키며, 폐 손상을 억제시키는 효과가 있어 폐기종(emphysema), 만성기관지염(chronic bronchitis), 천식(asthma) 또는 폐렴(Pneumonia)과 같은 만성폐쇄성폐질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물로 유용하게 이용될 수 있다.

Description

카테킨 하이드레이트를 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물
본 발명은 카테킨 하이드레이트를 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
만성폐쇄성폐질환(Chronic obstructive pulmonary disease, COPD)은 세계보건기구(WHO) 보고에 따르면 전 세계 주요 사망원인 4위의 질환으로 10년 후엔 3위로 상승할 것으로 예상되는 심각한 폐 질환이다. 환경오염 증가와 산업발달에 따른 다양한 위험물질에 대한 노출 증가가 주요 원인이며, 특히 흡연이 주된 원인으로 규정되는 난치성 만성질환이다. 특히 COPD는 65세 이상의 고령인구에서 발병률이 급증하는데 노화도 발병의 주요 위험인자이다. 하지만 진단율 자체가 매우 낮고 뚜렷한 치료제가 없는 실정이어서 다른 심각한 만성질환들의 사망률이 감소하는 것에 반해 COPD의 사망률은 증가하는 추세이다. 따라서 COPD를 치료할 수 있는 치료제 개발에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다.
COPD는 흡연, 대기오염, 화학물질, 직업성 인자, 유전적 소인 등 다양한 원인에 의해서 발병하는데, 이중 흡연이 주요한 원인으로 지목되고 있으며, 실제 COPD 환자의 80% 이상이 흡연자로 밝혀진 바 있다(Biol Pharm Bull, 2012, 35:1752-1760). COPD의 발병 기전에는 기관지와 폐 조직 등에서의 만성 염증, 폐에서의 단백분해효소 활성화, 산화적 스트레스(oxidative stress) 등이 관여하며, 염증에 관여하는 세포는 주로 호중구와 대식세포, T림프구 등이다. 이러한 염증세포들은 TNF-α, IFN-γ, IL-1β, IL-6, IL-8, IL-18 등의 다양한 염증성 사이토카인, 조직 손상을 야기하는 여러 단백분해효소들을 생성한다(대한결핵 및 호흡기학회 호흡기학 서울:군자출판사; 2007, p 301-5;Am J Respir Crit Care Med, 1997 155, 1441-1447; Am J Physiol Lung CellMol Physiol, 2010, 298:L262-L269). 담배연기로 유발된 COPD 동물 모델에서는 호중구의 유입, KC(keratinocyte chemoattractant), TNF-α(tumour necrosis factorα), MIP-2(macropage inflammatory protein 2), MIP-1α 및 MCP-1(monocyte chemoattractant protein), MMP12(matrix metalloproteinase 12)와 GM-CSF(granulocyte macrophage colony-stimulating factor)이 증가함이 관찰되었다(Clin. Sci. 2014, 126(3):207).
COPD의 대표적인 임상 증상은 기관지가 좁아지면서 호흡이 힘들어진다. COPD는 매우 천천히 진행되기 때문에 상태가 극도로 악화될 때까지 진단이나 치료를 받지 않은 환자가 많아 치료가 어려운 질환이다. COPD를 구성하는 주요 임상 질환은 폐기종(emphysema)과 만성 기관지염(chronic bronchitis)이 있으며, 장기간 가래 및 기침 증상을 나타내는 만성 기관지염 환자들의 대부분은 COPD로 최종 진단 받을 확률이 높다. 반면 폐기종은 폐의 폐포(alveoli) 구조가 파괴되어 산소와 이산화탄소의 정상적인 교환이 일어나지 못하게 된다.
COPD 치료를 위한 약물 요법으로는 흡입제, 먹는 약, 주사제, 호흡재활 치료, 산소 요법이 있으며, 외과적 치료로서, 중증COPD 환자에게 폐 이식 또는 폐 용적 축소술을 시행하기도 하는데, 최근 식물 등의 생약을 이용한 호흡기 질환 예방, 치료용 성분에 대한 다양한 연구가 진행되고 있는 실정이다.
이에 본 발명자들은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)가 만성폐쇄성 폐질환의 마커인 세포자멸사 및 미토콘드리아 기능 장애의 대표적인 인자들의 유도를 유의미하게 억제하는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 호흡기 건강 개선을 위한 건강기능식품 조성물을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
이어서, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.
나아가, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 호흡기 건강 개선을 위한 건강기능식품 조성물을 제공한다.
더불어, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료방법을 제공한다.
본 발명의 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)는 미세먼지로 인한 인간기관지상피세포의 세포사멸을 유의하게 억제하고, 미토콘드리아 기능을 회복시키며, 폐 손상을 억제시키는 효과가 있어 폐기종(emphysema), 만성기관지염(chronic bronchitis), 천식(asthma) 또는 폐렴(Pneumonia)과 같은 만성폐쇄성폐질환의 예방, 개선 또는 치료용 조성물로 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 세포생존률 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 Apoptosis 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 cleaved-PARP와 Cytochrome C의 발현량 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 미토콘드리아 호흡률 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 미토콘드리아 막전위 손상 분석 결과를 나타낸 도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 세포사멸이 유도된 인간기관지상피세포에서 catechin hydrate 처리에 따른 미토콘드리아 내 ROS 생성량 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 미세먼지 유발 폐 손상 동물모델의 준비 과정을 간단히 나타낸 도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 미세먼지 유발 폐 손상 동물모델에서 catechin hydrate 투여에 따른 cleaved-caspase3, Cytochrome C, IL-1β 생성량 측정 결과를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 있어서, 미세먼지 유발 폐 손상 동물모델에서 catechin hydrate 투여에 따른 Mucin 5AC 발현량 측정결과를 나타낸 도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 있어서, 미세먼지 유발 폐 손상 동물모델에서 catechin hydrate 투여에 따른 cleaved-caspase 3 발현량 측정 결과를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구현예로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 구현 예는 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 특허 청구범위의 기재 및 그로부터 해석되는 균등 범주 내에서 다양한 변형 및 응용이 가능하다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(Terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 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 용어 "약학적으로 허용가능한" 및 "식품학적으로 허용가능한"이란 생물체를 상당히 자극하지 않고 투여 활성 물질의 생물학적 활성 및 특성을 저해하지 않는 것을 의미한다.
본 명세서 전체에 걸쳐, 특정 물질의 농도를 나타내기 위하여 사용되는 '%'는 별도의 언급이 없는 경우, 고체/고체는(w/w) %, 고체/액체는(w/v) %, 그리고 액체/액체는(v/v) %이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명하도록 한다.
일 측면에서, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 관한 것이다.
본 발명에서 사용되는 용어 “카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)”은 식물의 잎과 껍질에서 발견되는 천연 화합물이다. 상기 카테킨 하이드레이트의 분자식은 C15H14O6·XH2O이고, IUPAC 이름은 (2R,3S)-2-(3,4-dihydroxyphenyl)-3,4-dihydro-2H-chromene-3,5,7-triol;hydrate이며, D-(+)-Catechin, Catechuic Acid, Cyanidol 등의 동의어를 가지고, 290.3 g/mol의 분자량을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)은 하기 화학식 1로 표시되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2023017477-appb-img-000001
상기 식에서 X는 1 이상의 정수이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)는 25 내지 75μM 농도로 포함되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 40 내지 60μM 농도로 포함되는 것일 수 있고, 더욱 바람직하게는 45 내지 55μM 농도로 포함되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate)는 2 내지 15 mg/kg의 농도로 투여되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 8 내지 12 mg/kg 농도로 투여되는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트는 기관지상피세포의 세포사멸을 억제하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트는 기관지상피세포의 미토콘드리아 기능 장애를 개선하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 카테킨 하이드레이트는 미세먼지로 인한 폐 손상을 회복시키는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어, “미세먼지(Particulate Matter, PM)”는 분진(粉塵))는 아황산가스, 질소 산화물, 중금속, 오존 및 일산화 탄소 등의 유해 물질을 포함하는 대기오염 물질로서 자동차 및 공장 등에서 발생하며, 대기 중 장기간 떠다니는 물질을 의미하며, 입경 10μm 이하의 경우 PM10, 입경 5μm 이하의 경우 PM5, 입경 2.5μm 이하의 경우 PM2.5, 입경 1μm 이하의 경우 PM1로 불리고 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 만성폐쇄성폐질환은 미세먼지로 인해 유발된 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 용어, “만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary disease)”은 담배, 대기오염 또는 독성흡입물질에 의해 기도에 염증이 지속돼 기도가 좁아지면서 서서히 기도폐쇄가 일어나는 질환을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 만성폐쇄성폐질환(chronic obstructive pulmonary disease)은 만성 기관지염(chronic bronchitis), 폐기종(Emphysema) 또는 천식(asthma)일 수 있다.
본 발명의 카테킨 하이드레이트는 약학 또는 식품학적으로 허용가능한 염의 형태로 사용할 수 있으며, 염으로는 약학 또는 식품학적으로 허용가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산부가염이 유용하다. 약학 또는 식품학적으로 허용가능한 염이란 표현은 환자에게 비교적 비독성이고 무해한 유효작용을 갖는 농도로서 이 염에 기인한 부작용이 카테킨 하이드레이트 염기 화합물의 이로운 효능을 떨어뜨리지 않는 카테킨 하이드레이트의 염기 화합물의 어떠한 유기 또는 무기 부가염을 의미한다. 이들 염은 유리산으로는 무기산과 유기산을 사용할 수 있으며, 무기산으로는 염산, 브롬산, 질산, 황산, 과염소산, 인산 등을 사용할 수 있고, 유기산으로는 구연산, 초산, 젖산, 말레산, 푸마린산, 글루콘산, 메탄설폰산, 글리콘산, 숙신산, 타타르산, 갈룩투론산, 엠본산, 글루탐산, 아스파르트산, 옥살산, (D) 또는 (L) 말산, 말레산, 메테인설폰산, 에테인설폰산, 4-톨루엔술폰산, 살리실산, 시트르산, 벤조산 또는 말론산 등을 사용할 수 있다. 또한, 이들 염은 알칼리 금속염(나트륨염, 칼륨염 등) 및 알칼리 토금속염(칼슘염, 마그네슘염 등) 등을 포함한다. 예를 들면, 산부가염으로는 아세테이트, 아스파테이트, 벤즈에이트, 베실레이트, 바이카보네이트/카보네이트, 바이설페이트/설페이트, 보레이트, 캄실레이트, 시트레이트, 에디실레이트, 에실레이트, 포메이트, 퓨마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루큐로네이트, 헥사플루오로포스페이트, 하이벤제이트, 하이드로클로라이드/클로라이드, 하이드로브로마이드/브로마이드, 하이드로요오디드/요오디드, 이세티오네이트, 락테이트, 말레이트, 말리에이트, 말로네이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 나프틸레이트, 2-나프실레이트, 니코티네이트, 나이트레이트, 오로테이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 포스페이트/수소 포스페이트/이수소 포스페이트, 사카레이트, 스테아레이트, 석시네이트, 타르트레이트, 토실레이트, 트리플루오로아세테이트, 알루미늄, 알기닌, 벤자틴, 칼슘, 콜린, 디에틸아민, 디올아민, 글라이신, 라이신, 마그네슘, 메글루민, 올아민, 칼륨, 나트륨, 트로메타민, 아연염 등이 포함될 수 있으며, 이들 중 하이드로클로라이드 또는 트리플루오로아세테이트가 바람직하다.
본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 카테킨 하이드레이트를 유기용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드, 아세토니트릴 등에 녹이고 유기산 또는 무기산을 가하여 생성된 침전물을 여과, 건조하여 제조되거나, 용매와 과량의 산을 감압 증류한 후 건조하거나 유기용매 하에서 결정화시켜셔 제조할 수 있다.
또한, 염기를 사용하여 약학 또는 식품학적으로 허용가능한 금속염을 만들 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염은 예를 들면 화합물을 과량의 알칼리 금속 수산화물 또는 알칼리 토금속 수산화물 용액 중에 용해하고, 비용해 화합물 염을 여과하고, 여액을 증발, 건조시켜 얻는다. 이때, 금속염으로는 나트륨, 칼륨 또는 칼슘염을 제조하는 것이 제약상 적합하다. 또한, 이에 대응하는 은 염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 은 염(예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.
나아가, 본 발명은 카테킨 하이드레이트 및 이의 약학 또는 식품학적으로 허용되는 염뿐만 아니라, 이로부터 제조될 수 있는 가능한 용매화물, 수화물, 이성질체, 광학 이성질체 등을 모두 포함한다.
상기 "예방"은 병리학적 현상의 발생 빈도 또는 정도를 감소시키는 모든 행위를 의미한다. 예방은 완전할 수 있으며 또는 부분적일 수도 있다. 이 경우에는 개체 내의 만성폐쇄성폐질환 증상이 상기 조성물을 사용 하지 않은 경우와 비교하여 감소하는 현상을 의미할 수 있다.
상기 "치료"는 치료하고자 하는 대상 또는 세포의 천연 과정을 변경시키기 위하여 임상적으로 개입하는 모든 행위를 의미하며, 임상 병리 상태가 진행되는 동안 또는 이를 예방하기 위하여 수행할 수 있다. 목적하는 치료효과는 질병의 발생 또는 재발을 예방하거나, 증상을 완화시키거나, 질병에 따른 모든 직접 또는 간접적인 병리학적 결과를 저하시키거나, 전이를 예방하거나, 질병 진행 속도를 감소시키거나, 질병 상태를 경감 또는 일시적 완화시키거나, 예후를 개선시키는 것을 포함할 수 있다.
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, 질환의 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, 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명에서 "개체"는 만성폐쇄성폐질환을 예방 또는 치료를 목적으로 하는 개체이면 특별히 한정되지 않고, 인간을 포함하는 동물, 예를 들어 비-영장류(예를 들면, 소, 돼지, 말, 고양이, 개, 래트 및 마우스) 및 영장류(예를 들면, 원숭이, 예를 들어 사이노몰구스(cynomolgous) 원숭이 및 침팬지)를 비롯한 포유동물을 나타낸다. 때에 따라서는 인간을 제외하는 개체일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 약학적으로 유효한 양의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 만성폐쇄성폐질환의 증상을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말한다. 상기에서 "약학적으로 허용되는"이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다.
또한, 약학 또는 식품학적으로 허용가능한 담체를 포함하는 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 상기 담체, 부형제 및 희석제로는 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로오스, 메틸 셀룰로오스, 미정질 셀룰로오스, 폴리비닐 피롤리돈, 생리식염수, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시 벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유, 덱스트린, 칼슘카보네이트, 프로필렌글리콜 및 리퀴드 파라핀으로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 통상의 담체, 부형제 또는 희석제 모두 사용 가능하다. 상기 성분들은 상기 유효성분인 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염에 독립적으로 또는 조합하여 추가될 수 있다.
또한, 경구 투여를 위한 고형제제에는 정제환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함될 수 있으며, 이러한 고형제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제, 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용될 수 있다. 경구투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 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, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어 "투여"는 임의의 적절한 방법으로 개체에 소정의 본 발명의 조성물을 제공하는 것을 의미한다.
또한, 본 발명의 약학적 조성물은 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제, 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제, 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁제, 유제, 동결건조제제 및 좌제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 제형을 가질 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염은 임상 투여시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있으며, 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 제조된다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환자, 산제, 과립제, 캡슐제, 트로키제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로스(sucrose), 락토오스(lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구 투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제, 좌제 등이 포함된다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜, 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, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 또는 생물학적 반응조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 외용제의 제형으로 제공할 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물을 피부외용제로 사용하는 경우, 추가로 지방 물질, 유기 용매, 용해제, 농축제 및 겔화제, 연화제, 항산화제, 현탁화제, 안정화제, 발포제(foaming agent), 방향제, 계면활성제, 물, 이온형 유화제, 비이온형 유화제, 충전제, 금속이온봉쇄제, 킬레이트화제, 보존제, 비타민, 차단제, 습윤화제, 필수 오일, 염료, 안료, 친수성 활성제, 친유성 활성제 또는 지질 소낭 등 피부 외용제에 통상적으로 사용되는 임의의 다른 성분과 같은 피부 과학 분야에서 통상적으로 사용되는 보조제를 함유할 수 있다. 또한, 상기 성분들은 피부과학 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 도입될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물이 피부 외용제로 제공될 경우, 이에 제한되는 것은 아니나, 연고, 패취, 겔, 크림 또는 분무제 등의 제형일 수 있다.
또한, 본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염의 인체에 대한 효과적인 투여량은 환자의 나이, 몸무게, 성별, 투여형태, 건강상태 및 질환 정도에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 약 0.001-100 mg/kg/일이며, 바람직하게는 0.01-35 mg/kg/일이다. 몸무게가 70㎏인 성인 환자를 기준으로 할 때, 일반적으로 0.07-7000 mg/일이며, 바람직하게는 0.7-2500 ㎎/일이며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 1회 내지 수회로 분할 투여할 수도 있다.
일 측면에서, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 개선용 식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식품 조성물은 정제, 환제, 과립제, 캡슐제, 액상제제, 음료 등 다양한 형태로 제제화되어 식품에 첨가할 수 있다. 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 드링크제, 육류, 소시지, 빵, 비스킷, 떡, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 알코올 음료 및 비타민 복합제, 유제품 및 유가공 제품 등이 있다.
본 발명에 따른 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 함유하는 식품 조성물은 식품에 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염의 혼합량은 그의 사용 목적(예방 또는 개선용)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 건강식품 및 건강기능식품 중의 상기 조성물의 양은 전체 식품 중량의 0.1 내지 90 중량부로 가할 수 있다. 그러나 건강 유지를 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 식품 조성물은 지시된 비율로 필수 성분으로서 본 발명 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 함유하는 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트라이톨 등의 당알코올이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강기능성 식품 조성물 100 당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.
상기 외에 본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 함유하는 식품 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 본 발명의 식품 조성물은 천연 과일쥬스 및 과일쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다.
이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 카테킨 하이드레이트 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 함유하는 식품 조성물 100 중량부 당 0.1 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
일 측면에서, 본 발명은 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 호흡기 건강 개선을 위한 건강기능식품 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡기 건강 개선은 기관지상피세포의 세포사멸을 억제하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡기 건강 개선은 기관지상피세포의 미토콘드리아 기능 장애를 개선하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 호흡기 건강 개선은 미세먼지로 인한 폐 손상을 회복시키는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 건강기능식품 조성물은 만성폐쇄성폐질환 발생 위험을 감소시키는 것일 수 있다.
본 발명에서 사용되는 용어, "건강기능식품"이란, 특정보건용 식품(food for special health use, FoSHU)과 동일한 용어로, 영양 공급 외에도 생체조절기능이 효율적으로 나타나도록 가공된 의학, 의료효과가 높은 식품을 의미한다. 여기서 "기능"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건 용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 건강기능식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한, 상기 건강기능식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 건강기능식품은 다양한 형태의 제형으로 제조될 수 있으며, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있고, 휴대성이 뛰어나므로, 본 발명의 건강기능식품은 호흡기 건강 개선 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.
상기 건강기능식품은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강기능식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 혼용된다.
구체적으로, 상기 건강기능식품은 본 발명의 조성물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품 소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용이 없는 장점이 있다.
상기 건강기능식품은 생리학적으로 허용가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.
또한, 상기 건강기능식품은 식품에 통상 사용되어 냄새, 맛, 시각 등을 향상시킬 수 있는 추가 성분을 포함할 수 있다. 예들 들어, 비타민 A, C, D, E, B1, B2, B6, B12, 니아신(niacin), 비오틴(biotin), 폴레이트(folate), 판토텐 산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu) 등의 미네랄; 및 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.
또한, 상기 건강기능식품은 보존제(소르빈산 칼륨, 벤조산나트륨, 살리실산, 데히드로초산나트륨 등), 살균제(표백분과 고도 표백분, 차아염소산나트륨 등), 산화방지제(부틸히드록시아니졸(BHA), 부틸히드록시톨류엔(BHT) 등), 착색제(타르색소 등), 발색제(아질산 나트륨, 아초산 나트륨 등), 표백제(아황산나트륨), 조미료(MSG 글루타민산나트륨 등), 감미료(둘신, 사이클레메이트, 사카린, 나트륨 등), 향료(바닐린, 락톤류 등), 팽창제(명반, D-주석산수소칼륨 등), 강화제, 유화제, 증점제(호료), 피막제, 검기초제, 거품억제제, 용제, 개량제 등의 식품 첨가물(food additives)을 포함할 수 있다. 상기 첨가물은 식품의 종류에 따라 선별되고 적절한 양으로 사용될 수 있다.
본 발명의 건강기능식품의 일 예로 건강음료 조성물로 사용될 수 있으며, 이 경우 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물은 포도당, 과당과 같은 모노사카라이드; 말토스, 수크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당 알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발 명의 건강음료 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 내지 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 내지 0.03 g이 될 수 있다.
상기 외에 건강음료 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 펙트산, 펙트산의 염, 알긴산, 알긴산의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 또는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그 밖에 천연 과일주스, 과일주스 음료, 또는 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 크게 중요하진 않지만 본 발명의 건강음료 조성물 100 중량부당 0.01 내지 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.
일 측면에서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료방법에 관한 것이다.
본 발명의 약학적 조성물은 치료학적으로 유효한 양 또는 약학적으로 유효한 양으로 투여될 수 있다.
본 발명에서, 용어 "치료학적으로 유효한 양"은 대상 질환을 예방 또는 치료하는데 유효한 조성물의 약학적으로 허용가능한 염의 양을 의미하며, 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 발명에서, 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, 질환의 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, 부작용 없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 통하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<준비예 1> 재료 및 시약 준비
Catechin hydrate는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)에서 구매하였고, 세포실험에 사용하기 위해 용매인 Dimethyl sulfoxide(DMSO)에 용해시킨 후 실험을 진행하였다. Thiazolyl Blue Tetrazolium Bromide (MTT), Ovalbumin (OVA)는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA) 사에서 구매하여 사용하였으며, JC-1, MitoSOX은 Thermo Fisher Scientific(Waltham, USA), FITC Annexin V apoptosis detection kit는 BD Biosciences(Franklin Lakes, NJ, USA), 미토콘드리아 내 산소호흡률 측정을 위한 Seahorse XF Cell Mito Stress Test Kit 및 그 외 시약은 Agilent(California, USA), Diesel Particulate Matter (SRM 2975)은 NIST(Maryland, USA)사 에서 구매하여 사용하였다.
<준비예 2> 실험 동물의 준비
본 발명의 동물실험은 경북대학교 동물실험 윤리위원회 심의 동의 하에 실시하였다. 6주령의 암컷 BALB/C mice(샘타코바이오코리아, 경기도 오산)은 케이지 당 5마리씩 무작위로 배치한 후 20 내지 25 ℃, 습도 45 내지 50%에서 주야 주기가 12시간으로 조절된 동물실험실에서 2주간 순화 기간을 거쳤다. 사료는 정상식이로 공급하였고, 섭취와 음수는 자유식이로 공급하였다. 실험군은 비슷한 체중을 가진 그룹으로, 군당 10마리씩 5개 군으로 나누었다.
<실시예 1> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene에 의해 유도된 세포사멸에 대한 회복능 평가
Catechin hydrate가 미세먼지 대표 물질인 1-Nitropyrene에 의한 세포사멸에 미치는 영향을 확인하기 위해, 다양한 농도의 catechin hydrate가 전처리된 인간기관지상피세포에 1-Nitropyrene를 처리한 후 세포생존률을 측정하였다.
구체적으로 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 작약추출물 및 Catechin hydrate를 12.5, 25 또는 50μM 농도로 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 24시간 동안 처리하여 세포사멸을 유도하였다. 이후 MTT((3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide) 시약을 2시간 처리하여 595nm의 흡광도에서 세포 생존률을 확인하였다.
그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이 1-Nitropyrene는 BEAS-2B의 세포사멸을 유발하여 세포생존률이 감소하는 것으로 나타났다. 또한, 12.5μM 또는 25μM 농도의 Catechin hydrate가 처리된 BEAS-2B 세포의 경우 1-Nitropyrene에 의한 세포생존률의 감소를 유의하게 증가시키지 못한 반면, 50μM 농도의 Catechin hydrate는 1-Nitropyrene에 의해 감소된 세포생존률을 유의하게 회복시키는 것으로 나타났다.
<실시예 2> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene에 의해 유도된 세포자멸사 억제능 평가
Catechin hydrate가 1-Nitropyrene에 의한 세포사멸에 미치는 영향을 확인하기 위해, 다양한 농도의 Catechin hydrate가 전처리된 인간기관지상피세포에 1-Nitropyrene를 처리한 후 유세포 분석법을 이용하여 Apoptosis를 측정하였다.
구체적으로, 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 Catechin hydrate를 25 또는 50μM 농도로 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 24시간 동안 처리하여 세포자멸사를 유도하였다. 이후 세포를 얻어 DNA손상과 Apoptosis가 유발된 세포에 결합하는 Propidium Iodide(PI)과 FITC Annexin V 염색시약을 세포와 함께 15분간 반응시킨 후 유세포 분석기를 통해 세포자멸사가 유발된 세포를 검출하였다.
그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이 Catechin hydrate는 25 또는 50μM 농도에서 1-Nitropyrene에 의해 증가된 세포자멸사를 감소시켰으며, 특히 50μM 농도의 Catechin hydrate의 경우 정상대조군(1-Nitropyrene가 처리되지 않은 세포)과 유사한 수준으로 세포자멸사를 감소시키는 것을 확인하였다.
<실시예 3> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene 유도 cleaved-PARP, Cytochrome C 생성 억제 활성 평가
Catechin hydrate가 1-Nitropyrene에 의한 세포사멸에 미치는 영향을 확인하기 위해, 세포사멸인자인 cleaved-PARP와 Cytochrome C의 발현량을 측정하였다.
구체적으로, 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 12.5, 25 또는 50μM 농도로 Catechin hydrate를 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 24시간 동안 처리하여 세포를 용해시켜 수확하였다. 이후 단백질 정량을 통하여 일정량을 단백질을 포함하도록 하였고, 단백질 혼합물 중 특정 단백질 분자를 검출하는 데 사용되는 방법인 웨스턴 블롯(western blot)으로 cleaved-PARP 및 Cytochrome C의 발현량을 평가하였다.
발현량 평가를 위한 웨스턴 블롯은 겔 전기영동을 사용하여 단백질 분자를 크기에 따라 분리 한 후 단백질을 겔에서 멤브레인으로 옮기며, 멤브레인을 cleaved-PARP에 특이적으로 결합하는 1차 항체와 배양하여 반응시킨 이후 1차 항체를 특이적으로 인식하고 결합하는 2차 항체와 함께 배양하였다. 2차 항체는 빛을 생성하여 쉽게 감지할 수 있으며, 이러한 단계를 통해 단백질 혼합물 중에서 cleaved-PARP 및 Cytochrome C의 발현량을 검출하였고, image J 소프트웨어 프로그램을 사용하여 발현량을 정량하였다.
그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이 1-Nitropyrene은 BEAS-2B의 세포사멸을 유발하여 cleaved-PARP과 Cytochrome C의 발현을 증가시켰으나, 12.5, 25 및 50μM 농도의 Catechin hydrate를 전처리하는 경우 cleaved-PARP 및 Cytochrome C의 발현을 현저하게 억제하는 것을 확인하였다.
<실시예 4> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene에 의해 유도된 미토콘드리아 호흡률 감소에 대한 회복능 평가
상기 실시예 1 내지 3을 통해 Catechin hydrate가 인간기관지상피세포 세포사멸을 억제하는 것을 확인하였으므로, 세포자멸사의 상위 메커니즘인 미토콘드리아 기능 장애를 억제하는지 확인하기 위해 다양한 농도의 Catechin hydrate가 전처리된 세포의 미토콘드리아 호흡률 변화를 측정하였다.
구체적으로, 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 Catechin hydrate를 12.5, 25 또는 50μM 농도로 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 6시간 동안 처리하여 미토콘드리아 기능 장애를 유도하였다. 이후 Seahorse XF 장비를 활용하여 mito stress assay를 진행하였고, 분석 동안 미토콘드리아의 전자수송사슬(Electron transport chain) 내 복합체를 억제하거나 활성화시키는 Oligomycin, Carbonyl cyanide-4(trifluoromethoxy) phenylhydrazone(FCCP), Rotenone/antimycin A가 세포에 차례대로 첨가되어 미토콘드리아 산소 소비율(oxygen consumption rate(OCR)) 및 기능 지표들을 측정하였다.
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 Catechin hydrate는 12.5, 25 및 50μM 농도에서 1-Nitropyrene에 의해 감소된 미토콘드리아 최대 호흡량(maximal respiration) 및 예비 용량(spare capacity)을 유의하게 회복시키는 것을 확인하였다.
<실시예 5> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene에 의해 유도된 미토콘드리아 막전위 손상에 대한 회복능 평가
상기 실시예 1 내지 3을 통해 Catechin hydrate가 인간기관지상피세포 세포사멸을 억제하는 것을 확인하였으므로, 세포자멸사의 상위 메커니즘인 미토콘드리아 기능 장애를 억제하는지 확인하기 위해 다양한 농도의 Catechin hydrate가 전처리된 세포의 미토콘드리아 막전위 손상 수준을 측정하였다.
구체적으로, 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 Catechin hydrate를 25 또는 50μM 농도로 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 6시간 동안 처리하여 미토콘드리아 기능 장애를 유도하였다. 이후 세포는 4% 파라포름알데히드로 20분간 고정된 후 미토콘드리아 막 전위 지표로 활용되는 JC-1 염색시약이 2μM의 농도로 20분간 처리되었다. 이후 washing 과정을 거쳐 세포 내 핵을 염색시키는 4,6-diamidino-2-phenylindole(DAPI) 시약으로 염색되어 형광현미경으로 관찰되었다. 관찰된 이미지의 Red/Green intensity는 image J 소프트웨어 프로그램을 사용하여 측정하였다.
그 결과, 도 5에 나타낸 바와 같이 Catechin hydrate는 25 및 50μM 농도에서 Red/Green intensity 비율을 회복시킴으로써 1-Nitropyrene에 의해 유도된 미토콘드리아 막전위 손상을 유의하게 회복시키는 것을 확인하였다.
<실시예 6> Catechin hydrate의 1-Nitropyrene에 의해 유도된 미토콘드리아 내 ROS 생성량 증가에 대한 회복능 평가
상기 실시예 1 내지 3을 통해 Catechin hydrate가 인간기관지상피세포 세포사멸을 억제하는 것을 확인하였으므로, 세포자멸사의 상위 메커니즘인 미토콘드리아 기능 장애를 억제하는지 확인하기 위해 다양한 농도의 Catechin hydrate가 전처리된 세포의 미토콘드리아 내 활성 산소(reactive oxygen species, ROS) 생성량을 측정하였다.
구체적으로, 인간기관지상피세포인 BEAS-2B에 Catechin hydrate를 25 또는 50μM 농도로 1시간 동안 전처리한 후, 50μM의 1-Nitropyrene을 6시간 동안 처리하여 미토콘드리아 기능 장애를 유도하였다. 이후 세포는 4% 파라포름알데히드로 20분간 고정된후 미토콘드리아 ROS 생성 지표로 활용되는 MitoSOX 염색시약이 5μM의 농도로 10분간 처리되었다. 이후 washing 과정을 거쳐 세포 내 핵을 염색시키는 4,6-diamidino-2-phenylindole(DAPI) 시약으로 염색되어 형광현미경으로 관찰되었다. 관찰된 이미지의 Red/DAPI intensity는 image J 소프트웨어 프로그램을 사용하여 측정하였다.
그 결과, 도 6에 나타낸 바와 같이 Catechin hydrate는 25 및 50μM 농도에서 1-Nitropyrene에 의해 유도된 미토콘드리아 ROS 과생성을 유의하게 억제시키는 것을 확인하였다.
<실시예 7> Catechin hydrate 경구투여 및 DEP 비강투여를 통한 만성폐쇄성폐질환 유도
Catechin hydrate의 생체 내 미세먼지 유발 폐 손상에 대한 영향 평가를 위해 도 7을 참조하여 만성폐쇄성폐질환 동물모델을 제작하였다.
구체적으로, 2, 10mg/kg의 농도로 멸균증류수에 용해시킨 Catechin hydrate를 실험용 마우스에 3일 동안 경구투여 하였다. 이후 전신면역반응을 유도하기 위해 Al(OH)3과 PBS에 희석시킨 오브알부민(ovalbumin, OVA)을 마우스 당 20μg씩 주 1회, 총 3주간(실험시작 4,11,18일째) 복강투여 하였다. 실험 4주째에는 폐에 직접적인 염증반응유도를 위해 PBS에 희석시킨 OVA 용액(OVA+PBS+Al(OH)3)을 마우스 당 20μg씩 연속 2일(실험시작 25,26일) 비강투여 하였고, 희생 하루 전 폐에 직접적인 미세먼지 노출을 위해 PM2.5에 해당하는 디젤배기입자(Diesel exhaust particle, DEP) 100μg을 OVA가 포함된 PBS에 용해시킨 DEP 용액(DEP+OVA+PBS)을 마우스에 비강투여하였다. 전체 실험 기간 동안 Catehcin hydrate는 주 3회씩 경구투여 되었으며, 경구투여 1시간 후 OVA 복강투여 및 비강투여를 통해 면역반응이 유도되었다. 또한 모든 비강투여는 4% isoflurane에 약 2분간 노출되어 호흡 마취된 후 진행되었다. DEP를 투여하고 24시간이 경과된 후 모든 마우스를 희생시켰으며, 희생된 마우스로부터 폐 조직을 수득하여 실험에 사용하였다.
<실시예 8> Catechin hydrate의 DEP에 의해 유도된 cleaved-caspase3, Cytochrome C, IL-1β 생성 억제 활성 평가
DEP 비강투여로 유도된 만성폐쇄성폐질환 마우스 모델 내 Catechin hydrate의 세포사멸 마커 발현 수준 억제 활성을 평가하기 위해 세포사멸인자인 cleaved-caspase3, Cytochrome C 및 염증성 사이토카인 IL-1β 발현량을 웨스턴 블롯(western blot)으로 평가하였다. 각각의 동물모델에서 수득된 폐 조직은 조직 파쇄기를 이용하여 파쇄시킨 후 lysis된 상층액만을 분리하여 단백질 정량을 통해 일정량의 단백질을 포함하도록 하였다.
세포사멸 마커 발현 수준 측정을 위한 웨스턴 블롯은 겔 전기영동을 사용하여 단백질 분자를 크기에 따라 분리 한 후 단백질을 겔에서 멤브레인으로 옮기며, 멤브레인을 cleaved-PARP에 특이적으로 결합하는 1차 항체와 배양하여 반응시킨 이후 1차 항체를 특이적으로 인식하고 결합하는 2차 항체와 함께 배양하였다. 2차 항체는 빛을 생성하여 쉽게 감지할 수 있으며, 이러한 단계를 통해 단백질 혼합물 중에서 leaved-caspase3, Cytochrome C 및 염증성 사이토카인 IL-1β을 검출하였다.
그 결과, 도 8에 나타낸 바와 같이 DEP 투여군은 OVA 투여군 대비 cleaved-caspase3, Cytochrome C 및 IL-1β의 발현을 증가시켰으나, 이에 Catechin hydrate 저농도 투여군 및 고농도 투여군은 DEP에 의해 증가된 세포사멸 마커의 발현을 현저하게 억제하는 것을 확인하였다.
<실시예 9> Catechin hydrate의 DEP에 의해 유도된 Mucin 5AC 발현 억제 활성 평가
만성폐쇄성폐질환 마우스 모델에서는 기도 내부에 정상적으로 유지되고 있던 점액이 비정상적으로 과생성되어 기관지 염증을 나타낸다. 따라서 고정된 폐 조직 내에서 Catechin hydrate 투여에 따른 점액생성에 관련된 단백질인 Mucin 5AC의 발현 수준을 측정하였다.
희생을 위해 개복된 마우스의 폐 조직 내부를 10% formalin을 250mmH2O의 압력으로 5분간 고정시킨 후 폐 조직을 회수하였다. 얻어진 폐 조직은 24시간 동안 10% formalin에 보관된 후 OCT solution에 고정하기 위해 30% sucrose에서 24시간 동안 보관되었다. 이후 조직 고정에 사용되는 OCT solution을 사용하여 폐 조직을 동결 및 고정시킨 후 -20℃에서 4μm 두께로 section하여 면역형광염색에 사용하였다. 면역형광염색을 위해 얻어진 폐 조직 절편을 4% formaldehyde로 고정한 후 하루 동안 Mucin 5AC에 특이적으로 결합하는 1차 항체와 배양하여 반응시켰다. 형광이 붙은 2차 항체를 1차 항체와 반응하도록 함께 배양하여 형광현미경으로 단백질 발현을 관찰하였다.
그 결과, 도 9에 나타낸 바와 같이 DEP 투여군은 OVA 투여군 대비 Mucin 5AC의 발현을 증가시켰으나, Catechin hydrate 저농도 투여군 및 고농도 투여군은 이러한 점액생성 관련 단백질인 Mucin 5AC의 발현 수준을 현저하게 감소시키는 것으로 나타났으며, 이러한 결과는 Catechin hydrate는 투여량에 관계 없이 DEP에 의해 증가된 Mucin 5AC의 생성을 유의하게 억제한다는 것을 의미한다.
<실시예 10> Catechin hydrate의 DEP에 의해 유도된 cleaved-caspase 3 발현 억제 활성 평가
DEP 비강투여로 유도된 만성폐쇄성폐질환 마우스 모델 내 Catechin hydrate의 세포사멸 마커 발현 억제 활성 평가를 위해 고정된 폐 조직 내에서 Catechin hydrate 투여에 따른 세포사멸인자인 cleaved-caspase3의 발현 수준을 측정하였다.
희생을 위해 개복된 마우스의 폐 조직 내부를 10% formalin을 250mmH2O의 압력으로 5분간 고정시킨 후 폐 조직을 회수하였다. 얻어진 폐 조직은 24시간 동안 10% formalin에 보관된 후 OCT solution에 고정하기 위해 30% sucrose에서 24시간 동안 보관되었다. 이후 조직고정에 사용되는 OCT solution을 사용하여 폐 조직을 동결 및 고정시킨 후 -20 ℃에서 4μm 두께로 section하여 면역형광염색에 사용하였다. 면역형광염색을 위해 얻어진 폐 조직 절편을 4% formaldehyde로 고정한 후 하루 동안 Cleaved-caspase3에 특이적으로 결합하는 1차 항체와 배양하여 반응시켰다. 형광이 붙은 2차 항체를 1차 항체와 반응하도록 함께 배양하여 형광현미경으로 단백질 발현을 관찰하였다.
그 결과, 도 10에 나타낸 바와 같이 DEP 투여군은 OVA 투여군 대비 Cleaved-caspase 3의 발현을 증가시켰으나, Catechin hydrate 저농도 투여군 및 고농도 투여군은 이러한 세포사멸인자 Cleaved-caspase 3의 증가된 발현을 현저하게 감소시키는 것을 확인하였다.

Claims (11)

  1. 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 카테킨 하이드레이트는 하기 화학식 1로 표시되는 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2023017477-appb-img-000002
    .
  3. 제1항에 있어서,
    상기 카테킨 하이드레이트는 기관지상피세포의 세포사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 카테킨 하이드레이트는 미토콘드리아 기능 장애를 개선하는 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 카테킨 하이드레이트는 미세먼지로 인한 폐 손상을 회복시키는 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 만성폐쇄성폐질환은 미세먼지로 인해 유발된 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 만성폐쇄성폐질환은 만성 기관지염(chronic bronchitis), 폐기종(Emphysema) 또는 천식(asthma)인 것을 특징으로 하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
  8. 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
  9. 카테킨 하이드레이트(catechin hydrate) 또는 이의 식품학적으로 허용가능한 염을 유효성분으로 포함하는 호흡기 건강 개선을 위한 건강기능식품 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 건강기능식품 조성물은 만성폐쇄성폐질환 발생 위험을 감소시키는 것을 특징으로 하는, 호흡기 건강 개선을 위한 건강기능식품 조성물.
  11. 제1항의 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 만성폐쇄성폐질환 예방 또는 치료 방법.
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