KR101898261B1

KR101898261B1 - 콩 발아배아 추출물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물

Info

Publication number: KR101898261B1
Application number: KR1020180080039A
Authority: KR
Inventors: 서우덕; 강현중; 이미자; 김현영; 김선림
Original assignee: 대한민국
Priority date: 2018-07-10
Filing date: 2018-07-10
Publication date: 2018-09-14
Also published as: KR20180082400A

Abstract

본 발명은 콩 발아배아 추출물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료 방법, 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 식품 조성물, 및 사료 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 콩 발아배아 추출물은 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시키며, 골 밀도, 골 부피 및 골세포의 수를 증가시키는 효과를 나타내므로, 골다공증의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

콩 발아배아 추출물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물{A pharmaceutical composition comprising extract from germinated gemmule of bean for preventing or treating osteoporosis}

본 발명은 콩 발아배아 추출물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것으로, 구체적으로 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물, 상기 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료 방법, 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 식품 조성물, 및 사료 조성물에 관한 것이다.

골다공증은 골의 양이 감소하고, 골의 강도가 약해져서 작은 충격에도 골절이 일어나기 쉬워지게 되는 질환이다. 골다공증은 그 증세 자체보다는 골의 약화에 따라 초래되는 각종 골절, 특히 대퇴골 골절 또는 척추골절 등이 장기간 활동을 제한하여 문제가 되며, 노인층 사망의 15% 정도를 차지하는 것으로 알려져 있다.

골다공증의 원인으로는 노령, 운동 부족, 저체중, 흡연, 저칼슘 식이, 폐경, 난소 절제 등으로서, 특히 여성의 경우 30세 이후부터 골 감소가 지속적으로 진행되며, 폐경기에 이르면 호르몬 변화에 의해 골 감소가 급격히 진행된다. 즉, 폐경기에 이르면 에스트로겐 농도가 급속히 감소하는데, 이에 따라 파골 세포의 활성이 증가되어 골에 함유된 칼슘의 양이 감소하게 되고, 골 형태를 유지하는 구조가 약화되게 된다.

이러한 골다공증을 치료하기 위하여 호르몬, 알렌드로네이트(alendronate), 칼시토닌(calcitonin), 라록시펜(raloxifene), Na-F, 칼시트리올(calcitriol) 또는 비스포스포네이트(bisphosphonate) 제제 등을 투여하게 된다. 그러나, 골다공증의 치료는 장기적인 치료기간을 요구하는 질환이기 때문에 종래의 약물을 장기 복용하게 됨으로써 요로결석, 자궁내막암, 유방암 등과 같은 부작용이 초래될 가능성이 높아진다. 특히, 현재 골다공증 치료제로 널리 사용되는 에스트로겐이나 칼시토닌을 포함한 호르몬 요법의 경우 유방암, 심근경색, 정맥 혈전증 등의 부작용이 보고된 바 있다(JAMA 2002, 288, 872-881; J. Obstet. Bynaecol. Can. 2002, 24, 711-715). 또한, 비스포스포네이트는 파골세포를 억제하는 골흡수 억제제로서 새로운 대체 치료제로 주목받고 있으나, 흡수율이 낮다는 문제점이 있고, 올바르지 않은 경구 투여시에는 상기도(upper airway)에 병소가 관찰된다고 보고된 바 있다(Clin. Proc. 2002, 77, 1031-1043).

이에 따라, 독성 및 부작용이 적은 치료제의 개발이 절실히 요구되어, 최근에는 다른 부작용 없이 골손실을 최소화하면서 골형성을 촉진할 수 있는 한약재 및 식품 등의 천연물 유래 활성성분을 이용한 대체요법 연구와 다양한 추출물 제조방법이 개발되고 있다. 그러나, 골다공증 예방 및 개선에 대하여 우수한 효과를 가지며, 기존의 합성 약학적 조성물보다 부작용이 적은 천연 약학적 조성물 또는 그 원료에 대한 개발은 아직까지 미비한 실정이다.

이러한 배경 하에, 본 발명자들은 천연물 유래 성분을 이용한 골다공증 치료제를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 콩을 이용한 가공제품 제조 과정에서 버려지는 콩 배아를 발아시켜 제조한 콩 발아배아의 추출물이 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시키며, 골 밀도, 골 부피 및 골세포의 수를 증가시킴으로써 골의 형성을 촉진시켜 골다공증의 예방 및 치료제로 사용될 수 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 하나의 목적은 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 하나의 목적은 상기 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 하나의 목적은 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 사료 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 하나의 양태는 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

본 발명의 용어, "콩 발아배아"란, 콩에서 분리한 배아를 발아시킨 발아배아를 의미한다. 콩 발아배아의 제조방법은 본 발명자들의 선행연구에 의하여 공지된 바 있으며(한국공개특허 제2013-0057173호), 구체적으로 상기 콩 발아배아는 콩으로부터 분리된 배아를 발아시켜 수득하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 콩 발아배아 추출물의 골다공증 치료 효과는 지금까지 전혀 알려져 있지 않았고, 본 발명자들에 의하여 최초로 규명되었다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합용매로 상기 콩 발아배아를 추출하여 수득하는 것일 수 있다.

본 발명의 용어, "추출물"이란, 콩 발아배아를 추출 처리하여 얻어지는 추출액, 상기 추출액의 희석액이나 농축액, 상기 추출액을 건조하여 얻어지는 건조물, 상기 추출액의 조정제물이나 정제물, 또는 이들의 혼합물 등, 추출액 자체 및 추출액을 이용하여 형성 가능한 모든 제형의 추출물을 포함한다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물에 있어서, 상기 콩 발아배아를 추출하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 추출할 수 있다. 상기 추출 방법의 비제한적인 예로는, 열수 추출법, 초음파 추출법, 여과법, 환류 추출법 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 수행되거나 2종 이상의 방법을 병용하여 수행될 수 있다.

본 발명에서 상기 콩 발아배아를 추출하는 데 사용되는 추출 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 추출 용매의 비제한적인 예로는 물, 알코올 또는 이들의 혼합 용매 등을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 알코올을 용매로 사용하는 경우에는 구체적으로 탄소수 1 내지 4의 알코올을 사용할 수 있다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물의 분획물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 비극성 용매, 또는 이들의 혼합용매로 상기 추출물을 분획하여 수득하는 것일 수 있다.

본 발명의 용어, "분획물"이란, 여러 다양한 구성 성분들을 포함하는 혼합물로부터 특정 성분 또는 특정 성분 그룹을 분리하기 위하여 분획을 수행하여 얻어진 결과물을 의미한다.

본 발명에서 상기 분획물을 얻는 분획 방법은 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용하는 방법에 따라 수행될 수 있다. 상기 분획 방법의 비제한적인 예로는, 본 발명의 콩 발아배아를 추출하여 얻은 추출물에 소정의 용매를 처리하여 상기 추출물로부터 분획물을 얻는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서 상기 분획물을 얻는 데 사용되는 분획 용매의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 공지된 임의의 용매를 사용할 수 있다. 상기 분획 용매의 비제한적인 예로는 물, 알코올 등의 극성 용매; 헥산(Hexan), 에틸 아세테이트(Ethyl acetate), 클로로포름(Chloroform), 디클로로메탄(Dichloromethane) 등의 비극성 용매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 1종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 상기 분획 용매 중 알코올을 사용하는 경우에는 구체적으로 탄소수 1 내지 4의 알코올을 사용할 수 있다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물은 이소플라본(isoflavone) 또는 소야사포닌(soyasaponin)을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 용어, "이소플라본(isoflavone)"이란, 에스트로겐과 비슷한 구조를 갖는 폴리페놀 화합물의 일종으로, 식물성 에스트로겐(phytoestrogen)이라고도 불린다. 상기 이소플라본은 체내 흡수율이 높으며, 에스트로겐 수용체와 결합하여 그 작용을 활성화시킨다.

상기 이소플라본의 구체적인 예는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 (E)-((2R,3S,4S,5R,6S)-3,4,5-trihydroxy-6-(3-(4-hydroxyphenyl)-4-oxo-4H-chromen-7-yloxy)-tetrahydro-2H-pyran-2-yl)methyl but-2-enoate 또는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 5-Hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4-oxo-4H-chromen-7-yl 6-O-[(2E)-2-butenoyl]hexopyranoside일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

[화학식 1]

[화학식 2]

본 발명의 용어, "소야사포닌(soyasaponin)"이란, 콩에 포함되어 있는 식물성 스테롤(phytosterol)의 일종으로, 스테로이드 또는 트리테르페노이드와 같은 아글리콘(Aglycone) 구조에 기초하여 복잡하고 다양한 분자 구조를 보인다. 상기 소야사포닌의 구체적인 예는 Triacetyl soyasaponin Ab, Diacetyl soyasaponin Aa, Soyasaponin Ab, Soyasaponin Ae, Soyasaponin Af, Soyasaponin Aa, Soyasaponin Ac, Soyasaponin Ag, Soyasaponin Ad, Soyasaponin Ah, Soyasaponin Ba, Soyasaponin Bc, Soyasaponin Bb, Soyasaponin Bd, Soyasaponin Be, Soyasaponin βg, Soyasaponin βa 또는 Soyasaponin γg일 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에서는, 상기 콩 발아배아 추출물을 UPLC QTOF-질량분석기에 적용하여 주요한 화합물을 선별한 결과, 이소플라본 계열의 신규 물질 및 사포닌 계열의 물질인 소야사포닌이 포함되어 있음을 확인하였다(표 1).

본 발명의 콩 발아배아 추출물은 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시키는 것일 수 있다.

본 발명의 용어, "조골세포"(osteoblast)란, 골아세포로도 불리며, 골기질을 합성하고 분비하여 기질에 Ca, Mg이온 등의 무기염을 침착시킴으로써 골조직을 석회화시키는 능력을 갖고 있는 세포를 의미한다. 주로 골화 등에 의해 골의 신생이 이루어지는 부위에서 관찰된다.

본 발명의 용어, "증식능"이란, 세포가 분열하여 증식할 수 있는 능력을 의미한다. 증식능의 향상은 세포수의 증가를 의미하며, 세포수가 증가됨으로써 상기 세포가 갖는 특징에 의한 효과가 향상될 수 있다. 본 발명의 목적상, 상기 세포는 조골세포를 의미하며, 조골세포의 증식능이 향상됨으로써 골의 신생이 촉진될 수 있다.

본 발명의 용어, "분화능"이란, 덜 특화된 세포가 특정한 세포로 발달할 수 있는 능력을 의미하며, 분화능의 향상은 세포가 갖는 특정한 생물학적 활성이 향상되는 것을 의미한다. 본 발명의 목적상, 상기 세포는 조골세포를 의미하며, 조골세포의 분화능이 향상되면, 골 기질(bone matrix)이 성숙화 및 무기질화 됨으로써 칼슘을 축적하게 되어 골의 신생이 촉진될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서는, 콩 발아배아 추출물이 500 ㎍/mL의 농도에서도 세포독성을 나타내지 않으며, 오히려 조골세포의 증식능을 향상시킴을 확인하였다(도 1). 또한, 500 ㎍/mL의 상기 추출물을 처리한 경우에는 조골세포의 분화 정도가 대조군에 비하여 더욱 향상됨을 확인하였다(도 2). 이는, 상기 추출물은 인체에 해가 없는 안전한 물질이며, 조골세포의 증식 및 분화를 활성화시킴으로써 골의 형성을 촉진시킨다는 것을 시사한다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물은 골 밀도, 골 부피 및 골세포의 수를 증가시키는 것일 수 있다.

본 발명의 용어, "골 밀도"(bone density)란, 골의 무기질함량(bone mineral content)의 척도를 의미하며, 골의 단단함을 결정하는 기준이다. 세계보건기구는 젊은 성인들 평균치의 2.5 표준편차 이하의 골밀도, 즉 3% 이하인 경우를 골다공증으로 정의하고 있다. 골밀도는 30세 전후에 최고에 도달한 뒤 5년마다 2%씩 감소되고, 폐경 후에는 이보다 3배쯤 빠른 속도로 감소하게 된다.

본 발명의 용어, "골 부피"(bone mass)란, 골의 두께를 의미하며, 골 부피가 감소하면 골이 얇고 무르게 된다.

본 발명의 용어, "골 면적"(bone area)이란, 골의 크기를 의미하며, 골 면적이 감소하면 골이 얇고 무르게 된다.

본 발명의 일 실시예에서는 폐경으로 인하여 골다공증이 유발된 동물 모델에상기 추출물을 투여한 결과, 대퇴골 원위부 골단의 해면골의 골 밀도, 골 부피 및 골 면적이 증가하는 것을 확인하였다(도 3 내지 도 5). 이는, 상기 추출물은 골 밀도, 부피 및 면적을 증가시켜 골을 단단하게 하고, 골조직의 무기질대사를 활성화시킴으로써 골다공증을 치료하는 효과를 나타낸다는 것을 시사한다.

본 발명의 용어, "골다공증"이란, 뼈의 양이 감소하고, 질적인 변화로 인해 뼈의 강도가 약해져서 골절이 일어날 가능성이 높은 상태를 의미한다.

본 발명의 용어, "예방"이란, 본 발명의 추출물을 포함하는 약학 조성물의 투여에 의해 골다공증의 발병을 억제시키거나 또는 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 용어, "치료"란, 상기 약학 조성물의 투여에 의해 골다공증의 의심 및 발병 개체의 증상이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 약학 조성물은 총 조성물의 중량 대비 상기 추출물을 0.0001 내지 50 중량%로 포함할 수 있으며, 구체적으로 0.01 중량% 내지 10 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 본 발명의 약학 조성물은 약학 조성물의 제조에 통상적으로 사용하는 약학적으로 허용가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 담체는 비자연적 담체(non-naturally occuring carrier)를 포함할 수 있다.

본 발명의 용어 "약학적으로 허용가능한"이란 상기 조성물에 노출되는 세포나 인간에게 독성이 없는 특성을 나타내는 것을 의미한다.

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, 상기 약학 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제 및 희석제로는 락토즈, 덱스트로즈, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로스, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용하는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제된다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트, 탈크 같은 윤활제들도 사용된다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등이 해당되는 데 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, 현탁제, 유제, 동결건조 제제, 좌제가 포함된다. 비수성용제, 현탁제로는 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.

상기 목적을 달성하기 위한 다른 하나의 양태는 상기 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료 방법을 제공한다.

본 발명의 용어 "투여"란 적절한 방법으로 개체에게 소정의 물질을 도입하는 것을 의미한다.

본 발명의 용어 "개체"란 골다공증이 발병하였거나 발병할 수 있는 인간을 포함한 쥐, 생쥐, 가축 등의 모든 동물을 의미한다. 구체적인 예로, 인간을 포함한 포유동물일 수 있다.

본 발명의 골다공증의 예방 또는 치료 방법은 구체적으로, 인간을 제외한 개체에 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명의 용어 "약학적으로 유효한 양"이란 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분하며 부작용을 일으키지 않을 정도의 양을 의미하며, 유효 용량 수준은 환자의 성별, 연령, 체중, 건강상태, 질병의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 방법, 투여 시간, 투여 경로, 및 배출 비율, 치료 기간, 배합 또는 동시에 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.

구체적으로 본 발명의 조성물은 고형분을 기준으로 1일 0.0001 내지 100 mg/체중 kg으로, 더욱 구체적으로 0.001 내지 100 mg/체중 kg으로 투여할 수 있다. 투여는 상기 권장 투여량을 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다.

본 발명의 골다공증의 예방 또는 치료 방법에서, 상기 조성물을 투여하는 투여 경로 및 투여 방식은 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 해당 부위에 상기 조성물을 포함하는 조성물이 도달할 수 있는 한 임의의 투여 경로 및 투여 방식에 따를 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 경구 또는 비경구의 다양한 경로를 통하여 투여될 수 있으며, 그 투여 경로의 비제한적인 예로는, 구강, 직장, 국소, 정맥내, 복강내, 근육내, 동맥내, 경피, 비측내 또는 흡입 등을 통하여 투여되는 것을 들 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 하나의 양태는 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명의 용어, "개선"이란, 상기 조성물의 투여로 골다공증이 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 발명의 용어 "식품"은 육류, 소시지, 빵, 초콜릿, 캔디류, 스낵류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알코올음료, 비타민 복합제, 건강 기능 식품 및 건강 식품 등이 있으며, 통상적인 의미에서의 식품을 모두 포함한다.

상기 건강 기능(성) 식품(functional food)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(성)"이라 함은 인체의 구조 및 기능에 대하여 영양소를 조절하거나 생리학적 작용 등과 같은 보건용도에 유용한 효과를 얻는 것을 의미한다. 본 발명의 식품은 당 업계에서 통상적으로 사용되는 방법에 의하여 제조가능하며, 상기 제조시에는 당 업계에서 통상적으로 첨가하는 원료 및 성분을 첨가하여 제조할 수 있다. 또한 상기 식품의 제형 또한 식품으로 인정되는 제형이면 제한 없이 제조될 수 있다. 본 발명의 식품용 조성물은 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 뛰어나, 본 발명의 식품은 골다공증의 예방 또는 개선의 효과를 증진시키기 위한 보조제로 섭취가 가능하다.

상기 건강 식품(health food)은 일반식품에 비해 적극적인 건강유지나 증진 효과를 가지는 식품을 의미하고, 건강보조식품(health supplement food)은 건강보조 목적의 식품을 의미한다. 경우에 따라, 건강 기능 식품, 건강식품, 건강보조식품의 용어는 호용된다.

구체적으로, 상기 건강 기능 식품은 본 발명의 추출물을 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.

본 발명의 식품 조성물은, 일상적으로 섭취하는 것이 가능하기 때문에 골다공증의 예방 또는 개선에 대하여 높은 효과를 기대할 수 있으므로, 매우 유용하게 사용될 수 있다.

상기 식품 조성물은 생리학적으로 허용 가능한 담체를 추가로 포함할 수 있는데, 담체의 종류는 특별히 제한되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 담체라면 어느 것이든 사용할 수 있다.

또한, 상기 식품 조성물은 식품 조성물에 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), 판토텐산(panthotenic acid) 등을 포함할 수 있다. 또한, 아연(Zn), 철(Fe), 칼슘(Ca), 크롬(Cr), 마그네슘(Mg), 망간(Mn), 구리(Cu), 크륨(Cr) 등의 미네랄을 포함할 수 있다. 또한, 라이신, 트립토판, 시스테인, 발린 등의 아미노산을 포함할 수 있다.

또한, 상기 식품 조성물은 방부제(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 추출물은 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합양은 그의 사용 목적(예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 식품 또는 음료의 제조시에 본 발명의 식품 조성물은 식품 또는 음료에 대하여 50 중량부 이하, 구체적으로 20 중량부 이하의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나 건강 및 위생을 목적으로 장기간 섭취할 경우에는 상기 범위 이하의 함량을 포함할 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.

본 발명의 식품 조성물의 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, 슈크로스와 같은 디사카라이드; 덱스트린, 사이클로덱스트린과 같은 폴리사카라이드; 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜일 수 있다. 감미제는 타우마틴, 스테비아 추출물과 같은 천연 감미제; 사카린, 아스파르탐과 같은 합성 감미제 등을 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 건강음료 조성물 100 mL 당 일반적으로 약 0.01 ∼ 0.04 g, 구체적으로 약 0.02 ∼ 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 ~ 0.1 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

본 발명의 식품 조성물은 골다공증의 예방 또는 개선 효과를 나타낼 수 있다면 다양한 중량%로 포함할 수 있으나, 구체적으로 본 발명의 추출물을 식품 조성물의 총 중량 대비 0.00001 내지 100 중량% 또는 0.01 내지 80 중량%로 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 목적을 달성하기 위한 또 다른 하나의 양태는 콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 사료 조성물을 제공한다.

본 발명의 용어 "사료"란 가축이 먹고, 섭취하며, 소화시키기 위한 또는 이에 적당한 임의의 천연 또는 인공 규정식, 한끼식 등 또는 상기 한끼식의 성분을 의미한다.

상기 사료는 사료 첨가제 또는 보조사료를 포함할 수 있다.

상기 사료의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 사료를 사용할 수 있다. 상기 사료의 비제한적인 예로는, 곡물류, 근과류, 식품 가공 부산물류, 조류, 섬유질류, 제약 부산물류, 유지류, 전분류, 박류 또는 곡물 부산물류 등과 같은 식물성 사료; 단백질류, 무기물류, 유지류, 광물성류, 유지류, 단세포 단백질류, 동물성 플랑크톤류 또는 음식물 등과 같은 동물성 사료를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.

본 발명의 콩 발아배아 추출물은 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시키며, 골 밀도, 골 부피 및 골세포의 수를 증가시키는 효과를 나타내므로, 골다공증의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1은 조골세포에 대한 콩 발아배아 추출물의 독성을 보여주는 그래프이다. DMSO(dimethyl sulfoxide)를 처리한 조골세포를 대조군으로 사용하였고, 콩 발아배아 추출물은 100, 250 또는 500 ㎍/mL의 농도로 처리하였다.
도 2는 조골세포 분화능에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향을 보여주는 그래프이다. DMSO를 처리한 조골세포를 대조군으로 사용하였고, 콩 발아배아 추출물은 100 또는 500 ㎍/mL의 농도로 처리하였다.
도 3은 골 밀도에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향을 보여주는 그래프이다. 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 마우스(폐경기 유발군)를 음성대조군으로 사용하였고, 상기 마우스에 0.1mg/kg의 콩 발아배아 추출물을 투여한 것을 콩배아 섭취군으로 사용하였다.
도 4는 골 두께에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향을 보여주는 그래프이다. 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 마우스(폐경기 유발군)를 음성대조군으로 사용하였고, 상기 마우스에 0.1mg/kg의 콩 발아배아 추출물을 투여한 것을 콩배아 섭취군으로 사용하였다.
도 5는 골세포 수에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향을 보여주는 그래프이다. 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 마우스(폐경기 유발군)를 음성대조군으로 사용하였고, 상기 마우스에 0.1mg/kg의 콩 발아배아 추출물을 투여한 것을 콩배아 섭취군으로 사용하였다.

이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.

제조예 1. 콩 발아배아 추출물의 제조

콩 발아배아 추출물을 제조하기 위하여 본 발명자의 선행 연구에 따라 제조한 콩 발아배아를 이용하였다. 구체적으로, 콩 배아를 흐르는 물에 침지하여 발아시키고 24시간 정도 경과한 시점에서 콩 발아배아를 수확하여 동결건조 시켰으며, 이를 분말화하여 콩발아배아 분말을 수득하였다. 상기 수득한 콩 발아배아 분말에 발효주정을 가하여 추출하고, 이를 여과하여 액상성분을 수득하고, 상기 액상성분을 동결건조시켜 콩 발아배아 추출물을 수득하였다.

이후, 상기 콩 발아배아 추출물을 UPLC(Ultra Performance Liquid Chromatography) QTOF-질량분석기에 적용하여 주요한 화합물을 선별하였다.

그 결과, 상기 추출물에는 다수의 이소플라본 계열의 화합물이 존재하는 것을 확인하였으며, 그 중에서도 하기 화학식 1 및 2로 표시한 화합물이 이소플라본 계열의 신규한 화합물임을 확인하였다. 아울러, 상기 추출물에는 다수의 소야사포닌들이 존재함을 확인하였고, 상기 소야사포닌들을 하기 표 1에 정리하였다.

[화학식 1]

[화학식 2]

화합물 번호	소야사포닌 화합물 이름
1	Diacetyl soyasaponin Ab
2	Triacetyl soyasaponin Ab
3	Diacetyl soyasaponin Aa
4	Soyasaponin Ab
5	Soyasaponin Ae
6	Soyasaponin Af
7	Soyasaponin Aa
8	Soyasaponin Ac
9	Soyasaponin Ag
10	Soyasaponin Ad
11	Soyasaponin Ah
12	Soyasaponin Ba
13	Soyasaponin Bc
14	Soyasaponin Bb
15	Soyasaponin Bd
16	Soyasaponin Be
17	Soyasaponin βg
18	Soyasaponin βa
19	Soyasaponin γg

실시예 1. 콩 발아배아 추출물의 세포독성 평가

상기 제조예 1에 따라 수득한 콩 발아배아 추출물의 안전성을 확인하기 위하여, 조골세포에 대한 상기 추출물의 세포독성을 평가하였다. 구체적으로, 96 웰 플레이트에 조골세포주 C3H10T1/2를 2×10² 세포/웰로 계수하여 분주하였고, 100, 250 및 500 ㎍/mL 농도의 콩 발아배아 추출물을 상기 세포에 처리하여 24시간 또는 72시간 동안 배양하였다. 배양 완료 후, MTT 용액의 추가에 의하여 형성된 비수용성의 포르마잔(formazan)을 디메틸술폭시드(dimethyl sulfoxide) 용액으로 용해시켰으며, 595nm에서 상기 용해된 포르마잔의 흡광도를(optical density; O.D. value) 측정함으로써 상대적인 세포 활성능(%)을 평가하였다.

그 결과, 도 1에서 볼 수 있듯이, 콩 발아배아 추출물은 100, 250 및 500 ㎍/mL의 농도에서도 세포독성을 나타내지 않았으며, 500 ㎍/mL의 농도에서는 조골세포의 증식능을 오히려 향상시킴을 확인하였다. 이를 통해, 본 발명의 콩 발아배아 추출물은 인체에 해가 없는 안전한 물질이며, 조골세포의 증식을 활성화시킴으로써 골의 형성을 촉진시킴을 알 수 있었다.

실시예 2. 조골세포 분화에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향 분석

콩 발아배아의 뼈 형성 촉진 효과를 확인하기 위하여, 조골세포 분화능에 미치는 상기 추출물의 영향을 분석하였다.

구체적으로, 조골세포주 C3H10T1/2(Korean Cell Line Bank, Korea)를 10% FBS(fetal bovine serum) 및 1% 항생제(antibiotics; 페니실린 100 U/ml 및 스테렙토마이신 0.1 mg/ml)를 첨가한 DMEM(Dulbecco's modified eagle medium) 배지를 이용하여 96 웰 플레이트에서 37℃, 5% CO₂(95% air) 조건 하에 배양하였다. 상기 세포를 3×10²세포/웰로 계수하여 분주하였고, 100 및 500 ㎍/mL의 농도의 콩 발아배아 추출물을 상기 세포에 처리하여 72시간 동안 배양하였다. 배양 완료 후, MTT 용액을 추가하여 비수용성의 포르마잔(formazan)의 형성 정도를 측정함으로써 상대적인 세포 분화능을 평가하였다.

그 결과, 도 2에서 볼 수 있듯이, 대조군에 비하여 100 및 500 ㎍/mL의 콩 발아배아 추출물을 처리한 실험군에서는 염색이 더 진해짐을 확인하였고, 특히 500 ㎍/mL의 콩 발아배아 추출물을 처리한 경우에는 조골세포의 분화 정도가 더욱 향상됨을 확인하였다. 이를 통해, 본 발명의 콩 발아배아 추출물은 조골세포를 분화시켜 뼈를 형성하는데 큰 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

실시예 3. 콩 발아배아 추출물의 골다공증 치료효과 평가

실시예 3-1. 골 밀도에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향

상기 실시예 1 및 2를 통해, 본 발명의 콩 발아배아 추출물은 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시킴을 확인하였다. 이에, 상기 추출물의 골다공증 치료효과를 평가하기 위하여, 콩 발아배아 추출물이 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 동물모델의 골 밀도에 미치는 영향을 분석하였다.

구체적으로, 8주령의 암컷 C57BL/6 mice를 이용하여 난소를 제거하여 폐경기 골다공증 질환동물을 제작하였으며, 난소 제거를 위해 복부 아래쪽 가운데 구역에 1-2cm정도 피부 절개 후 포셉(forcep)을 이용하여 난소(ovary)와 난관(oviduct) 등을 견인하여 절제하였다. 난소 제거 1주일 후, 체중 측정을 통하여 무작위적으로 그룹(randomized grouping)을 나누었으며, 존데(Sonde)를 이용하여 콩 발아배아 추출물 0.1, 1 및 5mg/kg 용량으로 주 6회 경구 투여하였다.

투여 종료 후, 대퇴골을 분리하여 주변 근육을 제거하였고, 10% 포르말린으로 고정하였다. μCT 분석을 통해 골밀도를 측정하였으며, 대퇴골 원위부 골단에서 골의 전체 면적에 대한 해면골의 부피를 산출하여 골다공증에 대한 치료효과를 평가하였다.

그 결과, 도 3에서 보듯이, 폐경으로 인하여 골다공증이 유발된 음성 대조군에 비하여, 0.1mg/kg의 상기 추출물을 투여한 실험군은 대퇴골 원위부 골단의 해면골의 골 부피 밀도(Bone volume density, BV/TV (%))가 증가되는 것을 확인하였다.

실시예 3-2. 골 두께에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향

콩 발아배아 추출물의 골다공증 치료효과를 평가하기 위하여, 콩 발아배아 추출물이 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 동물모델의 골 부피에 미치는 영향을 분석하였다.

구체적으로, 상기 실시예 3-1의 방법에 따라 골다공증 유발 동물모델에 상기 추출물을 투여하였다. 투여 종료 후, 분리한 대퇴골을 μCT를 이용하여 분석하였다. μCT 영상에서 약 800장 정도의 이미지를 획득한 후, NRecon scanning software를 이용하여 단면을 재구성하였다. Data viewer를 이용하여 횡단면과 종단면으로 정렬시켰으며, 각 그룹의 대퇴골에 일정 부위 즉, 성장판에서 3.5 mm 떨어진 부위를 영역으로 설정하여 cm³ 당 해면골의 무게로 골 밀도 값을 계산하였다.

그 결과, 도 4에서 보듯이, 폐경으로 인하여 골다공증이 유발된 음성 대조군에 비하여, 0.1mg/kg의 상기 추출물을 투여한 실험군은 대퇴골 원위부 골단의 해면골의 골 두께가 증가하는 것을 확인하였다.

실시예 3-3. 골 면적에 대한 콩 발아배아 추출물의 영향

콩 발아배아 추출물의 골다공증 치료효과를 평가하기 위하여, 콩 발아배아 추출물이 외과적으로 난소를 제거하여 골다공증을 유발한 동물모델의 골세포 수에 미치는 영향을 분석하였다.

구체적으로, 상기 실시예 3-1의 방법에 따라 골다공증 유발 동물모델에 상기 추출물을 투여하였다. 투여 종료 후, 대퇴골을 분리하여 주변 근육을 제거하였고, 10% 포르말린 고정 및 EDTA 탈회과정을 거쳐 파라핀 고정하였으며, 블록은 4μm로 섹션(section)하였다. HE(Hematoxylin and Eosin) 염색을 수행한 후, 해면골의 면적을 광학 현미경 100배 배율에서 관찰되는 대퇴골 원위부 골단의 전체 면적에 대해 이미지 분석 프로그램을 이용해 측정한 후 tabecular bone volume/tissue volume(%)로 계산하였다.

그 결과, 도 5에서 보듯이, 폐경으로 인하여 골다공증이 유발된 음성 대조군에 비하여, 0.1mg/kg의 상기 추출물을 투여한 실험군에서는 대퇴골 원위부 골단의 골 면적이 증가하는 것을 확인하였다.

상기 결과를 통해, 본 발명의 콩 발아배아 추출물은 골 밀도, 부피 및 면적을 증가시킴으로써 골다공증을 치료하는 효과를 나타냄을 알 수 있었다.

이상의 설명으로부터, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
제1항에 있어서, 상기 콩 발아배아는 콩으로부터 분리된 배아를 발아시켜 수득하는 것인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 또는 이들의 혼합용매로 상기 콩 발아배아를 추출하여 수득하는 것인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 분획물은 물, 탄소수 1 내지 4의 저급 알코올, 비극성 용매, 또는 이들의 혼합용매로 상기 추출물을 분획하여 수득하는 것인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 추출물은 이소플라본(isoflavone) 또는 소야사포닌(soyasaponin)을 포함하는 것인, 조성물.
제5항에 있어서, 상기 이소플라본은 하기 화학식 1 또는 화학식 2에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
[화학식 1]

[화학식 2]
제5항에 있어서, 상기 소야사포닌은 Triacetyl soyasaponin Ab, Diacetyl soyasaponin Aa, Soyasaponin Ab, Soyasaponin Ae, Soyasaponin Af, Soyasaponin Aa, Soyasaponin Ac, Soyasaponin Ag, Soyasaponin Ad, Soyasaponin Ah, Soyasaponin Ba, Soyasaponin Bc, Soyasaponin Bb, Soyasaponin Bd, Soyasaponin Be, Soyasaponin βg, Soyasaponin βa 및 Soyasaponin γg로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 추출물은 조골세포의 증식능 및 분화능을 향상시키는 것인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 추출물은 골 밀도, 골 부피 및 골 면적을 증가시키는 것인, 조성물.
제1항에 있어서, 상기 조성물은 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 추가로 포함하는 것인, 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 항의 조성물을 인간을 제외한 개체에 투여하는 단계를 포함하는 골다공증의 예방 또는 치료 방법.
콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 식품 조성물.
콩 발아배아 추출물 또는 이의 분획물을 포함하는 골다공증의 예방 또는 개선용 사료 조성물.