KR100666299B1 - 초피속 식물 추출물을 함유하는 항코로나바이러스 조성물 - Google Patents
초피속 식물 추출물을 함유하는 항코로나바이러스 조성물 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 초피속 식물 추출물을 함유하는 항코로나바이러스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초피속 식물(genus Zanthoxylum)에 속하는 식물들의 유기용매 추출물이 포유동물에서 호흡기 질환, 소화기 질환, 간질환, 뇌질환 등을 일으키는 코로나바이러스(coronavirus)에 대해 항바이러스 활성을 가짐을 밝힘으로써 상기 추출물을 포함하는 항바이러스 조성물에 관한 것이다.
초피속 식물, 코로나바이러스, 항바이러스 활성
Description
본 발명은 초피속 식물 추출물을 함유하는 항코로나바이러스 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 초피속 식물(genus Zanthoxylum)에 속하는 식물들의 유기용매 추출물이 포유동물에서 호흡기 질환, 소화기 질환, 간질환, 뇌질환 등을 일으키는 코로나바이러스(coronavirus)에 대해 항바이러스 활성을 가짐을 밝힘으로써 상기 추출물을 포함하는 항바이러스 조성물에 관한 것이다.
코로나바이러스 감염으로 인한 질병은 매우 다양하다. 포유류와 조류에서 호흡기질환, 소화기 질환, 간질환, 뇌질환 등을 일으키는 RNA 바이러스이다 [Thomas M. Gallagher TM, and Michael J. Buchmeier MJ (2001) Coronavirus Spike Proteins in Viral Entry and Pathogenesis. Virology, 279(2) : 371-374.]. 특히, 코로나바이러스에 속하는 바이러스 중에서 돼지 유행성 설사 바이러스(PEDV, porcine epidemic diarrhea virus)는 매우 전염성이 높은 바이러스성 질병으로 위장관 소화기계통에 침입하여 구토, 설사로 인한 탈수와 고열을 일으키며 치사률도 높아서 상당한 경제적 손실을 유발하는 바이러스이다[Duarte M, Laude H (1994) Sequence of the spike protein of the porcine epidemic diarrhoea virus. J Gen Virol., 75 (Pt 5) : 1195-200.]. 사스바이러스는 코로나바이러스의 일종으로 치사률이 높은 호흡기질환을 유발하는 바이러스이다. 이들 바이러스는 치사률이 매우 높음에도 불구하고 다른 바이러스감염으로 인한 질병처럼 치료제가 개발되어 있지 않다. 따라서, 바이러스 감염을 방지하기 위한 백신개발연구가 진행되고 있으나 아직 효율성이 떨어지는 실정이다[Alonso S, Sola I, Teifke JP, Reimann I, Izeta A, Balasch M, Plana-Duran J, Moormann RJ, Enjuanes L (2002) In vitro and in vivo expression of foreign genes by transmissible gastroenteritis coronavirus-derived minigenomes. J Gen Virol., 83(Pt 3) : 567-79.].
식물은 오랫동안 여러 질병에 대한 치료수단의 하나로 사용되어 왔다[Seeff LB, Lindsay KL, Bacon BR, Kresina TF, Hoofnagle JH (2001) Complementary and alternative medicine in chronic liver disease. Hepatology, 34(3) : 595-603.; Langmead L, Rampton DS (2001) Herbal treatment in gastrointestinal and liver disease--benefits and dangers. Aliment Pharmacol Ther., 15(9) : 1239-52.]. 바이러스질환 역시 여러 식물에서 항바이러스능을 가지고 있음이 보고되고 있으나[Kinghorn AD (1994) The discovery of drugs from higher plants. Biotechnology, 26 : 81-108.; Patrick L (1999) Hepatitis C: epidemiology and review of complementary/alternative medicine treatments. Altern Med Rev., 4(4) : 220- 38.], 코로나바이러스에 대한 항바이러스능을 가지는 식물에 대한 연구는 거의 없다[McCutcheon AR, Roberts TE, Gibbons E, Ellis SM, Babiuk LA, Hancock RE, Towers GH (1995) Antiviral screening of British Columbian medicinal plants. J Ethnopharmacol., 49(2) : 101-10.].
초피속 식물들은 동양에서는 전통적으로 향료식품으로 사용되어 왔으며, 그 외에도 여러 약리작용을 나타내고 있슴이 보고되고 있다[Das NG등 2003. J Vector Borne Dis. 40(1-2):49-53 ; Hur JM 등 2003. Biosci Biotechnol Biochem. 67(5):945-50 ; Thouvenel C등 2003. Phytother Res. 17(6):678-80 ; Rahman MT등 2002. Fitoterapia. 73(4):340-2 ; de Moura NF등 2002. Planta Med. 68(6):534-8 ; Jo YS 등 2002. Planta Med. 68(1):84-5 ; Arrieta J등 2001. Fitoterapia. 72(3):295-7 ; Bastos JK 등 1999. Planta Med. 65(6):541-4 ; Kumar S 와 Muller K. 1999. Phytother Res. 13(3):214-7 ; Navarrete A 와 Hong E. 1996. Planta Med. 62(3):250-1]. 초피속 식물에서의 항바이러스능에 대해서는 거의 연구가 이루어지지 않았으며 아프리카에 서식하는 초피속 식물에서의 열매 추출물만이 백일해를 일으키는 measles 바이러스에 대해 항바이러스능을 가지고 있음이 보고된 적은 있다[Olila D등 2002. Afr Health Sci. 2(1):2-10]. 그러나, 항코로나바이러스에 대한 초피속 식물 추출물은 연구된 바 없었다.
한편, 본 발명자들은 초피나무 줄기의 수 추출물에 대한 항코로나바이러스능에 대해 특허 출원한 바 있다[한국 특허 출원 제 2003-29742호].
이에, 본 발명자들은 선출원한 초피나무 줄기의 수 추출물과는 전혀 다른 초피 속 식물 유기용매 추출물이 우수한 항코로나바이러스능을 나타냄을 확인하였고, 초피나무 줄기 외에 초피나무 잎, 뿌리, 심재, 수피 등의 다른 부위에서도 항코로나바이러스능이 현저히 우수하게 나타났으며, 또한 초피나무 뿐만 아니라 이를 포함하는 초피 속 식물에서도 항코로나바이러스능이 우수하게 나타났음을 밝힘으로써 본 발명을 별개의 발명으로 특허 출원하게 되었다.
따라서, 본 발명은 초피속 식물(genus Zanthoxylum)을 유기용매로 추출하여 얻어진 초피속 식물 추출물이 유효성분으로 함유된 항코로나바이러스 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 초피속 식물(genus Zanthoxylum)을 유기용매로 추출하여 얻어진 초피속 식물 추출물이 유효성분으로 함유된 항코로나바이러스 조성물을 그 특징으로 한다.
이와 같은 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 초피속 식물(genus Zanthoxylum)에 속하는 식물들의 유기용매 추출물이 포유동물에서 호흡기 질환, 소화기 질환, 간질환, 뇌질환 등을 일으키는 코로나바이러스(coronavirus)에 대해 항바이러스 활성을 가짐을 밝힘으로써 상기 추출물을 포함하는 항바이러스 조성물에 관한 것이다.
초피속 식물의 열매, 줄기, 잎, 뿌리, 심재, 수피 등의 조직 분쇄물을 유기용매, 바람직하게는 메탄올, 에탄올, 헥산 및 클로로포름 등을 각 중량의 5 ∼ 30배 바람직하게는 20배의 부피로 각 조직 분쇄물에 가하고 20 ∼ 30 ℃, 바람직하게는 실온에서 13 ∼ 20시간동안, 바람직하게는 16시간동안 방치하고 10 ∼ 30 분간 6000 ∼ 10000 rpm으로 원심분리하여 불용성 물질을 제거하고 상등액을 수확한 다음 감압추출기로 건조하여 추출물을 얻는다.
특히, 본 발명에서는 초피속 식물로 초피나무(Zanthoxylum piperitum), 산초나무(Zanthoxylum schinifolium), 왕초피나무(Zanthoxylum coreanum), 개산초나무(Zanthoxylum planispinum), 전주산초나무(Zanthoxylum schinifolium var subinermis), 좀산초나무(Zanthoxylum schinifolium var microphyllum), 민산초나무(Zanthoxylum schinifolium var inermis), 머귀나무(Zanthoxylum ailanthoides), 민머귀나무(Zanthoxylumailanthoides var. inermis), 좀머귀나무(Zanthoxylum fauriei), 털초피나무(Zanthoxylumpiperitum var. pubescens) 등이 바람직하다.
상기 초피 속 식물 추출물은 사람 또는 돼지, 개, 고양이, 소 등의 가축을 포함하는 포유동물이나 새들에게서 호흡기 질환, 소화기 질환, 간질환, 뇌질환 등을 일으키는 바이러스인 코로나바이러스(coronavirus)에 대해 항바이러스 활성을 가짐을 확인하였다.
따라서, 본 발명의 항코로나바이러스 조성물은 돼지 코로나바이러스, 소 코로나바이러스, 개 코로나바이러스 및 사스 코로나바이러스 등의 감염에 대한 방지 또는 치료가 가능한 의약품 및 식품 등으로 유용하게 사용되리라 기대된다.
본 발명에 따른 초피속 식물 추출물을 의학적으로 이용시에는 약제학적 분야에서 통상적인 담체와 함께 배합한 제제, 예를 들면 정제, 캅셀제, 트로키제, 액제, 현탁제 등의 경구투여용 제제; 주사용 용액 또는 현탁액, 또는 주사시에 주사용 증류수로 제조하여 사용할 수 있는 즉시 사용형 주사용 건조분말 등의 형태인 주사용 제제; 또는 연고제 등의 다양한 제제로 제형화할 수 있다. 통상적인 담체를 상용하여 제조된 약학적 제제는 경구적으로 투여하거나, 비경구적으로 예를 들면 정맥내, 피하, 복강 내 또는 국소적용할 수 있다.
또한, 상기 초피속 식물 추출물의 투여량은 포유동물의 무게, 연령 상태 등에 따라 차이가 있으나, 일반적으로 1일에 20 ∼ 100 ㎎/kg, 바람직하게는 40 ∼ 60 ㎎/kg의 양이 투여되도록 하며, 의사 또는 약사의 판단에 따라 일정시간 간격으로 1일 수회, 바람직하기로는 1회 내지는 4회 분할 투여할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 초피속 식물 추출물을 유효성분으로 하는 건강식품을 포함한다.
건강식품이란, 상기 초피속 식물 추출물을 음료, 차류, 향신료, 껌, 과자류 등의 식품소재에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조한 식품으로, 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오는 것을 의미하나, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하여 약품의 장기복용시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다.
이하, 본 발명은 다음 실시예에 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
참조예 1: 추출물의 제조
산림연구원 작물시험장에서 초피나무(Zanthoxylum piperitum), 산초나무(Zanthoxylum schinifolium), 왕초피나무(Zanthoxylum coreanum), 개산초나무(Zanthoxylum planispinum)의 초피속 식물 4종을 채취하여 음지에서 건조시켰다. 초피나무는 뿌리, 심재, 잎을 재료로 사용하였고, 산초나무는 수피와 잎을, 왕초피나무는 잎, 수피, 뿌리를 사용하였으며, 개산초나무는 줄기, 수피, 열매, 잎을 재료로 사용하였다. 각 재료들은 재료에 포함된 수분 함량이 10%가 될 때까지 건조시키고 잘게 분쇄하였다. 메탄올을 각 중량의 20배의 부피로 각 조직 분쇄물에 가하고 실온에서 16시간동안 방치하여 메탄올 추출물을 얻었으며 이 추출물은 20분간 8000 rpm으로 원심분리하여 불용성 물질을 제거하고 상등액을 수확한 다음 감압추출기로 건조하였다.
참조예 2: 바이러스의 배양
상기 참조예 1에서 얻은 4 종의 초피속 식물의 조직에 대한 메탄올 추출물의 항바이러스능을 측정하기 위해 사용된 바이러스는 돼지 유행성 설사 바이러스(PEDV)를 대상으로 하였으며, PEDV는 Vero세포에서 증식배양하였다. Vero세포는 소태아혈청이 10% 포함된 MEM(minimal essential media) 배지를 사용하여 37 ℃ 배양기에서 배양하였다.
실시예 1: 바이러스 억제능 분석
1) 바이러스 억제능
상기 참조예 1에서 얻은 각각의 메탄올 추출물의 PEDV에 대한 바이러스 증식억제능을 측정하기 위해서, Vero세포를 96 웰 플레이트(well plates)에서 배양하고 각 세포들이 90% 이상 웰의 바닥에 차있을 때 기존 배양액를 제거하고 PEDV가 포함된 새로운 배양액를 각 웰에 투여하고 각 식물 추출액은 농도(1, 10, 100, 1000 ㎍/㎖ media) 별로 웰에 투여하였다. 각 추출물의 바이러스 증식 억제능 측정은 PEDV를 48시간 동안 Vero 세포에 감염시킨 후에 살아있는 세포를 SRB 분석법[Martin A, Martin C (1997) Comparison of 5 microplate colorimetric assay for in vitro cytoxicity testing and cell proliferation assay. Cytotechnology, 11 : 49-54.]으로 측정하였다. 각 웰에 10% TCA(trichloroacetic acid)를 100 ㎕씩 첨가한 후 1시간 동안 4 ℃에 방치하고 증류수로 수회 세척하였다. 실온에서 건조시킨 후 1%(v/v) 아세트산에 녹인 0.4% (w/v) SRB(sulforhodamine B) 용액 100 ㎕를 첨가해 30분 동안 염색시켰다. 남은 SRB 염색액을 제거하고 96 플레이트의 각 웰을 1%(v/v) 아세트산으로 수회 세척한 다음 다시 건조시켰다. 10 mM 트리스 용액(pH 10.5) 100 ㎕를 각 웰에 가하여 세포와 결합되어 있는 염색제를 충분히 녹인 후 560 nm에서 흡광도를 측정하였다. 각 처리군은 바이러스를 처리하지 않은 군(A), 수용성 추출물만을 처리한 군(B), 바이러스만을 처리한 군(C), 바이러스와 수용성 추출물을 같이 처리한 군(D)으로 표기하였고 각각 식물 추출물의 세포독성능(%)[수학식 1]과 식물 추출물의 바이러스 증식억제능(%)[수학식 2]을 계산하였다.
2) 세포독성
상기 참조예 1에서 얻은 초피속 식물의 각 부위에 대한 메탄올 추출물의 세포독성능을 분석하였다. 상기 초피속 식물의 조직별 메탄올 추출물들은 바이러스 배양세포로 사용되는 Vero세포에 대해 각기 다른 세포독성능을 나타내었다. 초피속 식물에서 각 종별 50% 세포독성농도(CC50)를 측정한 결과를 다음 표 1에 제시하였다. 초피나무 뿌리 추출물은 177 ㎍/㎖, 심재 추출물은 726 ㎍/㎖, 잎 추출물은 151 ㎍/㎖, 산초나무 수피 추출물은 50 ㎍/㎖, 잎 추출물은 68 ㎍/㎖, 왕초피나무 잎 추출물은 100 ㎍/㎖ 이상이며, 수피 추출물은 128 ㎍/㎖, 뿌리추출물은 65 ㎍/㎖, 개산초나무 줄기 추출물은 245 ㎍/㎖, 수피 추출물은 66 ㎍/㎖, 열매추출물은 170 ㎍/㎖, 잎 추출물은 305 ㎍/㎖이다.
3) PEDV에 대한 항바이러스능 분석
상기 참조예 1에서 얻은 초피속 식물에서 각 조직 추출물의 PEDV에 대한 항바이러스능을 다음 표 1에 나타내었다.
양성대조군으로는 식물 유래 화합물인 글리시리진(Glycyrrhizhin), 퀘세트린(quercetrin), 카테친(Catechin), 쿠마린(Cumarin), 루테오린(luteolin) 및 탄닌(tannin) 각각의 농도가 10 mg/ml이 되도록 디메틸 설폭사이드에 녹여서 0.1, 1, 10, 100 ㎍/ml의 농도범위에서 50% 세포괴사능과 PEDV에 대한 50% 바이러스 증식 억제능을 시험하였고 그 결과를 다음 표 1에 제시하였다.
초피속 식물은 각 조직별로 항바이러스능을 나타내는 양상은 다르나 4종의 식물 모두의 추출물에서 바이러스 증식 억제능을 나타내었다. 초피나무에서는 뿌리, 심재, 잎 추출물이 50 ㎍/㎖, 34.9 ㎍/㎖, 35 ㎍/㎖로 조직별 50% 바이러스 증식 억제능 농도(EC50)가 크게 차이가 나지 않았으나 CC50 값을 EC50
값으로 나눈 SI(selectivity index) 값으로 비교하면 심재 추출물이 가장 효율적인 항바이러스능을 나타내었다. 산초나무 추출물에서는 수피와 잎 추출물이 6.4 ㎍/㎖, 3.7 ㎍/㎖로 나타났으며 잎 추출물의 SI 값이 18.6으로 수피 추출물보다 높았다. 왕초피나무 추출물에서 잎, 수피, 뿌리 추출물의 SI 값을 비교하면 1.5, 1.3, 65.9로 뿌리 추출물의 SI값이 잎과 수피추출물의 SI값보다 50배 이상 높았다. 개산초나무 추출물에서는 줄기, 수피, 열매, 잎 추출물의 SI 값은 32.7, 11.4, 4.9, 47.8 로 잎 추출물의 SI값이 가장 높았고 다음은 줄기 추출물의 순이었다. 이로서, 초피속 추출물이 의학적으로 항바이러스제로서의 효용성이 매우 크다고 할 수 있다.
실시예 2: 독성시험
상기 참조예 1에서 얻은 메탄올 추출물을 디메틸설폭사이드 (dimethylsulfoxide, DMSO)에 용해하고 물로 희석한 후 이를 마우스(군당 10마리)에 각각 100 ㎎/㎏을 투여한 다음 7일간 관찰하였으나 사망하는 쥐는 없었다.
제조예 1: 분말 및 캅셀제의 제조
상기 참조예 1에서 얻은 메탄올 추출물 10 ㎎을 락토오스 14.8 ㎎, 결정성 셀룰로오스 3 ㎎, 마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎과 함께 섞었다. 혼합물을 적당한 장치를 사용하여 No.5 젤라틴 캅셀에 채웠다.
상기 분말 및 캡슐제의 구성성분은 다음과 같다.
유효성분 10 ㎎
락토오스 14.8 ㎎
결정성 셀룰로오스 3 ㎎
마그네슘 스테아레이트 0.2 ㎎
제조예 2: 주사액제의 제조
상기 참조예 1에서 얻은 메탄올 추출물 10 mg을 함유하는 주사액제는 다음과 같은 방법으로 제조하였다.
상기 참조예 1에서 얻은 메탄올 추출물 1 g, 염화나트륨 0.6 g 및 아스코르빈산 0.1 g을 증류수에 용해시켜서 100 ㎖을 만들었다. 이 용액을 병에 넣고 20 ℃에서 30 분간 가열하여 멸균시켰다.
상기 주사액제의 구성성분은 다음과 같다.
유효성분 1 g
염화나트륨 6 g
아스코르빈산 1 g
증류수 정량
제제예 3: 음료 제조
상기 참조예 1에서 얻은 메탄올 추출물 500 ㎎을 적당량의 물에 용해시킨 후에 보조성분으로서 비타민 C, 교미제로서 구연산, 구연산나트륨, 올리고당을 적당량 가하고, 보존제로서 적당량의 나트륨벤조에이트를 가한 후에 물을 가하여 전량을 100 ㎖로 만들어 음료용 조성물을 제조하였다. 이때 타우린이나 마이오 이노시톨, 엽산, 판토텐산 등을 단독으로 혹은 함께 첨가할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 초피속 식물 추출물들은 포유동물에서 호흡기 질환, 소화기 질환, 간 질환, 뇌 질환 등을 일으키는 코로나바이러스에 대한 항바이러스 활성을 나타냄을 확인함으로써 코로나바이러스 감염으로 인한 질환치료에 큰 도움이 될 수 있으리라 기대된다.
Claims (6)
- 한국산 초피속 식물(genus Zanthoxylum)을 탄소수 1 내지 4의 알콜로 추출한 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 항코로나바이러스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 초피 속 식물은 초피나무(Zanthoxylum piperitum), 산초나무(Zanthoxylum schinifolium), 왕초피나무(Zanthoxylum coreanum) 및 개산초나무(Zanthoxylum planispinum) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 항코로나바이러스 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기용매는 메탄올 또는 에탄올인 것을 특징으로 하는 항코로나바이러스 조성물.
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 코로나 바이러스는 돼지 코로나바이러스, 개 코로나바이러스, 소 코로나바이러스 또는 사스 코로나바이러스인 것을 특징으로 하는 항코로나바이러스 조성물.
- 한국산 초피속 식물(genus Zanthoxylum)을 탄소수 1 내지 4의 알콜로 추출한 추출물을 유효성분으로 함유하는 것을 특징으로 하는 코로나바이러스 감염 예방 및 개선용 건강식품.
- 제 5 항에 있어서, 상기 초피 속 식물은 초피나무(Zanthoxylum piperitum), 산초나무(Zanthoxylum schinifolium), 왕초피나무(Zanthoxylum coreanum) 및 개산초나무(Zanthoxylum planispinum) 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코로나바이러스 감염 예방 및 개선용 건강식품.
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