KR102233566B1 - 스틸벤 유도체를 포함하는 만성 폐질환의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스틸벤 유도체를 포함하는 만성 폐질환의 예방 또는 치료용 조성물은 폐 조직의 손상 및 염증 반응을 효과적으로 억제할 수 있기 때문에, 다양한 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 치료용도로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Description

스틸벤 유도체를 포함하는 만성 폐질환의 예방 또는 치료용 조성물{Composition comprising stilbene derivative for preventing or treating of chronic pulmonary disease}

본 발명은 스틸벤 유도체를 유효성분으로 포함하는 만성 폐질환의 예방 및/또는 치료용 조성물 등에 관한 것이다.

만성 폐질환(chronic pulmonary disease)이란, 일반적으로 다양한 원인에 의해서 기관지나 폐에 염증이 발생하고, 이로 인하여 기침이나 가래 등이 발생하고, 심한 경우에는 호흡곤란이 생기는 폐 질환을 총칭하여 말하는 것으로, 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD)이라고도 한다. 이러한 만성폐쇄성폐질환에는 폐기종(emphysema), 만성기관지염(chronic bronchitis) 등이 포함된다. 이러한 만성폐쇄성폐질환은 흡연율 증가 및 평균 수명의 연장으로 인하여 발병률 및 사망률이 증가하는 추세로서, 우리나라에서 10대 사망 원인 중 하나이다. 뿐만 아니라, 세계보건기구에서는 2020년 만성폐쇄성폐질환이 전 세계 사망 원인 중 3위에 해당할 것으로 예측하고 있다. 만성폐쇄성폐질환 중 하나인 폐기종은 말초 기도 부위 폐포의 손상 및 말단 세 기관지의 폐포 간 공간 벽이 탄성을 잃고 파괴되어 비정상적으로 영구 확장됨으로써, 폐의 산소-이산화탄소 교환 능력이 감소되어 호흡 곤란이 발생하는 질환이다. 폐기종의 주요 원인은 흡연으로 알려져 있으나, 대기 오염이나 유해 작업 환경의 노출에 의해서도 생길 수 있으며, 호흡기 감염과 동반 시 진행 속도가 가속화되는 것으로 알려져 있다. 폐기종의 주요 증상인 조직 파괴로 인한 폐포 확장 증상은, 기질금속단백질분해효소(matrix metalloproteinase; MMP), 호중구 엘라스타제(neutrophil elastase) 등의 단백질 분해효소의 발현은 활성화되는 반면, 단백질 분해 효소를 억제하는 α1-항트립신(α1-antitrypsin)의 발현은 감소되기 때문인 것으로 알려졌다. 또한, 흡연에 의하여 폐포 내 대식세포 및 상피에서 다양한 사이토카인(cytokine) 및 케모카인(chemokine)의 분비가 유도되어 염증 반응이 활성화되면서 염증 관련 세포들에 의한 사이토카인/케모카인(TNF-α, IL-1βIL-8, MCP-1, IFN-γ 등), 활성산소종(reactive oxygen species; ROS) 등의 생성이 증가되고, 이로 인하여 단백질 분해효소들의 발현 증가 및 활성화로 인하여 조직 손상이 가속화되는 것으로 알려져 있다. 이러한 폐기종은 폐 구조가 비가역적으로 손상되는 질환으로 근원적 치료가 불가능하고, 현재 사용되는 치료제로는 염증 반응 완화를 위한 스테로이드 제제, 호흡곤란 작용 완화를 위한 기관지 확장제, 거담제 등 증상에 따른 대증적 치료 방법만이 사용되고 있는 실정이다.

따라서, 이러한 만성 폐쇄성 폐질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 폐 구조의 손상 속도를 감소시키거나, 폐 조직 손상을 억제할 수 있는 치료제의 개발이 절실히 필요한 실정이다.

국내등록특허 10-1647029

본 발명은 상기와 같은 종래 기술상의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 스틸벤 유도체를 유효성분으로 포함하는, 만성 폐질환의 예방 또는 치료용 조성물 등을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 스틸벤 유도체(stilbene derivative)를 유효성분으로 포함하는, 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 스틸벤 유도체(stilbene derivative)를 유효성분으로 포함하는, 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 구체예에 있어서, 상기 스틸벤 유도체는 바람직하게는 게일루사신(gaylussacin) 등일 수 있으나, 식물에서 분리된 스틸벤 유도체이며, 만성 폐쇄성 폐질환을 예방 또는 치료할 수 있는 스틸벤 유도체라면 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 다른 구체예에 있어서, 상기 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD)은 바람직하게는 폐기종(emphysema), 만성기관지염(chronic bronchitis) 등일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폐기종이나, 폐 조직의 손상, 염증 반응 증가 등을 통해 유발되는 만성 폐쇄성 폐질환이라면 이에 제한되지 않는다.

본 발명의 또 다른 구체예에 있어서, 상기 조성물은 폐 조직의 손상 및 염증 반응을 억제하여 폐 기능을 유지 또는 회복시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 스틸벤 유도체를 유효성분으로 포함하는 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는, 만성 폐쇄성 폐질환의 치료 방법을 제공한다.

또한 본 발명은 스틸벤 유도체를 유효성분으로 포함하는 조성물의 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 치료 용도를 제공한다.

본 발명의 스틸벤 유도체를 유효성분으로 포함하는 조성물은 폐 조직의 손상 및 염증 반응을 효과적으로 억제하여 만성 폐쇄성 폐질환뿐 아니라 폐 조직 손상 및 염증 반응 증가로 인한 다양한 폐 질환의 치료에 폭 넓게 사용가능할 것으로 기대된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 실험 방법을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 게일루사신에 의한 폐 기능 회복을 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 게일루사신에 의한 폐 조직 손상 억제 효과를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 게일루사신에 의한 기질금속단백질분해효소 활성화 억제 효과를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 게일루사신에 의한 폐 조직의 세포자멸사 억제 효과를 확인한 결과를 나타낸 도면이다.

만성폐쇄성 폐질환에 효과적인 치료제 및 치료 방법이 거의 전무한 상황에서, 본 발명에서 도출된 게일루사신은 만성폐쇄성 폐질환의 치료 또는 예방에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

본 명세서에 있어서, “만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD)”이란 다양한 원인에 의해서 기관지나 폐에 염증이 발생하고, 이로 인하여 기침이나 가래 등이 발생하고, 심한 경우에는 호흡곤란이 생기는 폐 질환을 총칭하여 말하는 것으로, 바람직하게는 폐기종(emphysema), 만성기관지염(chronic bronchitis) 등일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 폐기종이나, 폐에 염증이 발생하고 폐의 조직이 손상되는 것으로 인한 폐질환이라면 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에 있어서, “스틸벤 유도체(stilbene derivative)”는 스틸벤의 일부를 화학적으로 변화시켜서 얻어지는 유사한 화합물을 의미한다. 바람직하게는 게일루사신(gaylussacin) 등일 수 있으나, 폐 염증 발생 및 조직 손상을 감소시킬 수 있는 스틸벤 유도체라면 이에 제한되지 않는다.

본 명세서에 있어서, “예방(prevention)”이란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 만성 폐쇄성 폐질환 등의 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 명세서에 있어서, "치료(treatment)"란 본 발명에 따른 조성물의 투여에 의해 만성 폐쇄성 폐질환 등의 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 명세서에 있어서, “개체(individual)”란 본 발명의 조성물이 투여될 수 있는 대상을 말하며, 그 대상에는 제한이 없다.

본 명세서에 있어서, “약학적 조성물(pharmaceutical composition)”이란 캡슐, 정제, 과립, 주사제, 연고제, 분말 또는 음료 형태임을 특징으로 할 수 있으며, 상기 약학적 조성물은 인간을 대상으로 하는 것을 특징으로 할 수 있다. 상기 약학적 조성물은 이들로 한정되는 것은 아니지만, 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 캡슐, 정제, 수성 현탁액 등의 경구형 제형, 외용제, 좌제 및 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 약제적으로 허용가능한 담체를 포함할 수 있다. 약제학적으로 허용되는 담체는 경구투여시에는 결합제, 활탁제, 붕해제, 부형제, 가용화제, 분산제, 안정화제, 현탁화제, 색소, 향료 등을 사용할 수 있으며, 주사제의 경우에는 완충제, 보존제, 무통화제, 가용화제, 등장제, 안정화제 등을 혼합하여 사용할 수 있으며, 국소투여용의 경우에는 기제, 부형제, 윤활제, 보존제 등을 사용할 수 있다. 본 발명의 약제학적 조성물의 제형은 상술한 바와 같은 약제학적으로 허용되는 담체와 혼합하여 다양하게 제조될 수 있다. 예를 들어, 경구투여시에는 정제, 트로키, 캡슐, 엘릭서(elixir), 서스펜션, 시럽, 웨이퍼 등의 형태로 제조할 수 있으며, 주사제의 경우에는 단위 투약 앰플 또는 다수회 투약 형태로 제조할 수 있다. 기타, 용액, 현탁액, 정제, 캡슐, 서방형 제제 등으로 제형할 수 있다.

한편, 제제화에 적합한 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말디톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 또는 광물유 등이 사용될 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제, 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여 경로는 이들로 한정되는 것은 아니지만 구강, 정맥내, 근육내, 동맥내, 골수내, 경막내, 심장내, 경피, 피하, 복강내, 비강내, 장관, 국소, 설하 또는 직장이 포함된다. 경구 또는 비경구 투하가 바람직하다. 본원에 사용된 용어 "비경구"는 피하, 피내, 정맥내, 근육내, 관절내, 활액낭내, 흉골내, 경막내, 병소내 및 두개골내 주사 또는 주입기술을 포함한다. 본 발명의 약학적 조성물은 또한 직장 투여를 위한 좌제의 형태로 투여될 수 있다.

본 발명의 약학적 조성물은 사용된 특정 화합물의 활성, 연령, 체중, 일반적인 건강, 성별, 정식, 투여시간, 투여경로, 배출율, 약물 배합 및 예방 또는 치료될 특정 질환의 중증을 포함한 여러 요인에 따라 다양하게 변할 수 있고, 상기 약학적 조성물의 투여량은 환자의 상태, 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 기간에 따라 다르지만 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있고, 1일 0.0001 내지 50 mg/kg 또는 0.001 내지 50 mg/kg으로 투여할 수 있다. 투여는 하루에 한번 투여할 수도 있고, 수회 나누어 투여할 수도 있다. 상기 투여량은 어떠한 면으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 본 발명에 따른 의약 조성물은 환제, 당의정, 캡슐, 액제, 겔, 시럽, 슬러리, 현탁제로 제형화될 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 식품 조성물은, 각종 식품류, 예를 들어, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 건강보조 식품류 등에 사용할 수 있으며, 환제, 분말, 과립, 침제, 정제, 캡슐 또는 음료의 형태로 사용할 수 있다. 이때, 식품 또는 음료 중의 상기 스틸벤 유도체의 양은, 일반적으로 본 발명의 식품 조성물의 경우 전체 식품 중량의 0.01 내지 15 중량%로 가할 수 있으며, 건강 음료 조성물의 경우 100 mL를 기준으로 0.02 내지 10 g, 바람직하게는 0.3 내지 1 g의 비율로 가할 수 있다.

본 발명의 식품 조성물은 당업계에 통상적인 식품첨가제, 예를 들어 향미제, 풍미제, 착색제, 충진제, 안정화제 등을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 식품 조성물은 필수 성분으로서, 상기 스틸벤 유도체 외에 첨가되는 성분에는 특별한 제한은 없으며 통상의 식품과 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 예로는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린; 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 mL당 일반적으로 약 1 내지 20 g, 바람직하게는 약 5 내지 12 g이다.

상기 외에 본 발명의 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, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 이러한 첨가제의 비율은 그렇게 중요하진 않지만 본 발명의 조성물 100 중량부 당 0 내지 약 20 중량부의 범위에서 선택되는 것이 일반적이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 하기 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1: 게일루사신의 만성 폐쇄성 폐질환에 미치는 영향 확인

1.1. 폐 기능 확인 실험

게일루사신(gaylussacin)이 생채 내에서 만성 폐쇄성 폐질환(chronic obstructive pulmonary disease; COPD)에 의한 폐 기능 저하에 미치는 영향을 확인하기 위하여, FVB 마우스에 게일루사신 40 mg/kg을 일주일 동안 6회간 경구 투여한 후에 엘라스타제(elastase) 0.25 U을 기도로 1회 투여하였다. 그리고 다시 게일루사신을 주 6회로 5주간 투여하였다. 전반적인 실험 방법은 도 1에 나타내었다. 이후 폐 기능을 확인하기 위하여, 마우스의 폐유순도(compliance)와 탄력(elasticity, 횡경막의 근육 수축작용으로 호흡하는 능력)을 FlexiVent RM을 이용하여 측정하고, 그 결과를 도 2에 나타내었다.

도 2에 나타난 바와 같이, 엘라스타제를 처리한 경우에는 폐의 유순도는 증가되고, 탄력은 감소되어 폐의 기능이 현저히 감소되나, 게일루사신을 투여한 실험 군에서는 폐유순도는 다시 감소되고, 탄력은 다시 증가되어 폐 기능이 회복된 것을 확인하였다. 상기 결과들을 통하여, 게일루사신이 만성 폐쇄성 폐질환에 예방 및 치료 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

1.2. H&E 염색

게일루사신 투여가 폐 조직의 손상에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 실시예 1.1과 동일한 방법으로 처리된 마우스의 폐를 분리하고, 분리된 폐를 10% 포르말린(formalin)을 사용하여 24시간 동안 고정시킨 후에 파라핀을 이용하여 파라핀 블록을 제작하였다. 그리고 제작된 파라핀 블록은 4 μm의 두께로 자른 후에 실란이 코팅된 슬라이드(silane coating slide)에 부착시키고 건조시켰다. 건조된 슬라이드는 65 ℃ 건조오븐(dry oven)에 넣어 16시간 동안 탈파라핀을 진행하고, 자일렌(xylene) 용액에 5분씩 2회 동안 담가 세척하였다. 그리고 고정된 폐 조직 절편을 100 %, 95 %, 70 % 알코올(alcohol)로 탈파라핀화 및 수화시킨 다음 증류수로 세척한 후에 Harris hematoxylin 용액을 이용하여 1분 30초 동안 염색시키고, 1 % HCl alcohol 용액과 암모니아(ammonia)로 침적시켜 세척한 후에 에오신(eosin) 용액을 이용하여 30초간 염색하였다. 그리고 다시 95 % 에탄올과 100 % 에탄올을 이용하여 순차적으로 탈수시킨 후 자일렌 용액을 이용하여 최종 세척한 후에 봉입하여 현미경으로 관찰하고 사진을 획득하였다. 그 결과는 도 3에 나타내었다.

도 3에 나타난 바와 같이, 엘라스타제만 투여한 대조군의 폐 조직은 붕괴되었지만, 엘라스타제와 함께 게일루사신을 투여한 실험군의 경우에는 폐 조직의 손상이 감소된 것을 확인하였다.

1.3. MMP 활성 측정

만성 폐쇄성 폐질환을 유발하는 주요 인자로 알려져 있는 기질금속단백질분해효소 (MMP)의 활성을 확인하기 위하여, 실시예 1.1과 동일한 방법으로 처리된 마우스의 기관지 폐포세척액(bronchoalveolar lavage; BAL)을 획득한 후에 슬라이드 상에서 건조시켜 고정시킨 후에 FITC(fluorescein isothiocyanate)가 결합된 DQ 젤라틴(gelatin)이 포함된 반응용 완충용액(reaction buffer; Thermofisher)을 적정량 첨가한 후에 37 ℃의 암실에서 12시간 동안 반응시켰다. 활성화된 기질금속단백질분해효소는 DQ 젤라틴을 분해하여, FITC에 의해 형광을 나타내게 된다. 반응시킨 슬라이드는 형광 현미경을 이용하여 관찰하고 사진을 획득하였다. 그 결과는 도 4에 나타내었다.

도 4에 나타난 바와 같이, 엘라스타제를 투여한 대조군에서는 활성화된 MMP가 증가되어 FITC에 의한 형광이 관찰되나, 게일루사신을 투여한 실험군에서는 MMP의 활성이 증가되지 않은 것을 확인하였다. 상기 결과를 통하여, 게일루사신이 엘라스타제에 의한 염증 반응 증가를 억제하는 것을 확인할 수 있었다.

1.4. 세포자멸사 억제 효과 확인

게일루사신이 폐 조직 손상 지표 중 하나인 폐조직 세포의 세포자멸사(apoptosis)에 미치는 영향을 확인하기 위하여, TUNEL 분석 및 다피 염색(DAPI staining)을 실시하였다. TUNEL 분석을 위하여, 실시예 1.1과 동일한 방법으로 처리된 마우스의 폐 조직을 추출한 후에 슬라이드 상에 절편으로 고정시켰다. 그리고 TUNEL assay kit(Abcam)을 이용하여 세포자멸사에 의한 DNA 조각을 적색 형광으로 관찰하였다. 그리고 DAPI solution(Thermofisher)을 이용하여 핵을 염색하였다. 그 결과는 도 5에 나타내었다.

도 5에 나타난 바와 같이, 엘라스타제를 투여한 대조군에서는 세포자멸사에 의한 DNA 조각화가 증가되었으나, 게일루사신을 투여한 실험군에서는 세포자멸사가 거의 관찰되지 않은 것을 확인하였다.

상기 결과들을 통하여, 본 발명의 게일루사신을 유효성분으로 포함하는 조성물은 엘라스타제를 투여한 만성 폐쇄성 폐질환 동물 모델의 폐 손상 및 파괴를 억제하고, 염증 반응을 효과적으로 감소시킴을 통해서 폐의 기능을 유지 및/또는 회복시키는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 게일루사신을 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 치료용 조성물로써 사용 가능하다는 것을 확인할 수 있었다.

상기 진술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (8)

1. 게일루사신(gaylussacin)을 유효성분으로 포함하는, 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 만성 폐쇄성 폐질환은 폐기종(emphysema) 또는 만성기관지염(chronic bronchitis)인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 약학적 조성물은 폐 조직의 손상 및 염증 반응을 억제하여 폐 기능을 유지 또는 회복시키는 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
5. 게일루사신(gaylussacin)을 유효성분으로 포함하는, 만성 폐쇄성 폐질환의 예방 또는 개선용 식품조성물.
6. 삭제
7. 제 5항에 있어서,
   상기 만성 폐쇄성 폐질환은 폐기종(emphysema) 또는 만성기관지염(chronic bronchitis)인 것을 특징으로 하는, 식품조성물.
8. 제 5항에 있어서,
   상기 식품 조성물은 폐 조직의 손상 및 염증 반응을 억제하여 폐 기능을 유지 또는 회복시키는 것을 특징으로 하는, 식품조성물.

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