KR20160122507A - 백출 추출물을 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 유효성분으로 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 치료용 약학적 조성물 및 식품 조성물에 관한 것이다. 본 발명에서는, 상기 추출물 또는 화합물을 이용하여 지방 및 근육세포에서의 지방대사 조절, 당 대사 조절 및 인슐린 저항성 개선 효과를 통한 비만 억제와 당 소모 촉진 및 에너지 대사 조절 효과를 확인하였는바, 비만 또는 인슐린 저항성에 따른 제2형 당뇨병의 예방 또는 치료에 있어서, 보다 근본적으로 접근하여 효과적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다.

Description

백출 추출물을 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물 {Pharmaceutical composition for preventing or treating obesity or lipid related metabolic disease comprising extract of Atractylodis macrocephalae rhizoma}

본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 유효성분으로 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 치료용 약학적 조성물 및 식품 조성물에 관한 것이다.

당뇨병(糖尿病)은 혈액 내에 존재하는 포도당이 소변을 통해 배출되는 질환으로서, 현대인에게 가장 많이 발생되는 비전염성 만성질환이자 근본적인 치유가 되지 않는 만성 난치성 질환 중의 하나이다. 인슐린 작용과 인슐린 분비에 의해 발생하는 고혈당을 특징으로 하는 대사성 질환으로 자가 면역기전에 의해서 췌장의 베타세포가 파괴되면서 인슐린이 절대적으로 부족하게 되는 제1형 당뇨병과 인슐린의 작용에 대한 저항성(인슐린 저항성)으로 발생하는 제2형 당뇨병에 이르기까지 다양한 원인으로 발병하는 복합원인질환이다. 특히, 2형 당뇨병은 전체 당뇨병의 90-95%를 차지하고 있으며 주로 40대 이후에 많이 발생하므로 '성인 당뇨병'으로 불리고 있다. 이러한 당뇨병으로 인해 고혈당이 만성으로 지속되게 하면서 당질대사 뿐만 아니라 지질이나 단백질 대사 장애를 유발하게 되어 망막, 신장, 신경, 심혈관계 등의 혈관 합병증과 복부병변 등을 유발시키는 심각한 질병이며, 다양한 합병증으로 인해 사망하게 된다.

현재, 당뇨병 유병률은 8.2%로 약 300만명이 당뇨로 이환되고 있다. 더욱이 당뇨병에 의한 사망률도 급속히 증가하고 있으며, 2004년 인구 10만 명당 24.3명이 당뇨병으로 사망하고 있어 사망원인 5위를 차지하고 있다. 특히, 최근 식생활 변화와 각종 스트레스로 비만환자가 늘어나고 있으며, 이에 따라 과도하게 축적된 중성지방은 지방조직뿐 아니라, 간이나 근육에 저장되어 인슐린 저항성을 유도하며, 당뇨병을 포함하는 대사성 질환을 초래하고 있는바, 우리나라 당뇨병 환자 수는 해마다 증가하고 있으며, 사회적 문제로 대두되고 있다.

이에, 당뇨병 등을 포함하는 대사성 질환으로 고통을 받는 저하된 삶의 질을 향상시키기 위해 새로운 치료제 개발에 대한 관심이 높아지고 있는 실정이다. 종래 당뇨병의 약물치료에는 Biguanide의 일종인 Metformin, PPAR-γ를 활성화시키는 Thiazolidinedione 계열의 Pioglitazone과 Rosiglitazone, 소장에서 탄수화물의 흡수를 지연시켜 식후 혈당치가 급격히 상승하는 것을 막아주는 α-glucosidase 억제제, 그리고 췌장의 β-세포에서의 인슐린 분비를 촉진시키는 Sulfonylureas와 Non-sulfonylureas가 사용되고 있다. 전 세계적으로 가장 많이 사용하고 있는 Metformin은 혈당치를 낮추지만 저혈당증을 유발하지 않고 인슐린 분비를 촉진하지도 않으며 소화기계 부작용이 나타난다. Thiazolidinedione 계열은 인슐린 저항성을 감소시키고 인슐린에 의한 혈당소비 증가와 근육과 지방에서의 혈당 이용율 증가 및 간에서의 혈당 생성 억제를 통해 혈당치를 조절하지만, 간 독성과 체중증가 및 부종이 나타난다. α-Glucosidase 억제제는 소화된 탄수화물 흡수를 지연시켜 식후 혈당과 인슐린 농도의 급격한 상승을 막아주지만 소화기계 부작용이 나타난다.

따라서, 이러한 종래 치료제가 지닌 부작용이 개선된 당뇨병 치료제의 개발이 주요한 과제의 대상이 되고 있고, 이에 대한 연구가 이루어지고 있으나(한국 공개특허번호 10-2015-0027648), 아직 미비한 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자들은 백출 추출물 또는 이의 유효성분인 아트락틸레노라이드 Ⅲ의 지방조직의 분화 조절, 지방축적 감소, 및 에너지 대사 또는 당 소모 촉진을 통한 인슐린 저항성 개선 효과를 구체적으로 확인하고 이에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.

이에, 본 발명의 목적은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물/ 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물/ 개선용 식품 조성물을 제공하는 것이다.

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

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물/ 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명은 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물/ 개선용 식품 조성물 제공한다.

본 발명의 일 구현예로서, 상기 아트락틸레노라이드 Ⅲ은 백출 추출물로부터 분리된 것일 수 있다.

본 발명의 다른 구현예로서, 상기 대사성 질환은 인슐린 저항성 증후군, 지방간, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 심혈관 질환, 및 동맥경화증으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.

본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 치료방법을 제공한다.

본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 포함하는 조성물의 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 치료용도를 제공한다.

본 발명에 따른 조성물은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 유효성분으로 포함하며, 지방 및 근육세포에서, 상기 추출물 또는 화합물의 인슐린 저항성 개선 효과 및 당 대사 조절을 통한 비만 억제 효과를 확인하였는바, 비만 또는 제2형 비만형 당뇨병을 예방 또는 치료하기 위한 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

도 1은 백출 추출물 (ARA)과 이의 유효성분인 atractylenolide Ⅲ (A) 처리에 의한 지방세포에서의 분화 및 지방생성 전사인자들의 유전자 발현 증가를 RT-PCR을 통해 확인한 결과이다.
도 2는 백출 추출물 (ARA)과 이의 유효성분인 atractylenolide Ⅲ 처리에 의한 지방세포에서의 PPAR-γ 발현 증가 및 AMPK의 인산화 증가를 Western blot을 통해 확인한 결과이다.
도 3은 백출 추출물 (ARA) 처리에 의한 근육세포에서의 당 흡수 및 미토콘드리아 에너지대사 조절 관련 유전자 발현 증가를 RT-PCR을 통해 확인한 결과이다.
도 4는 백출 추출물 (ARA)과 이의 유효성분인 atractylenolide Ⅲ (A) 처리에 의한 근육세포에서의 당 흡수 및 미토콘드리아 에너지 대사 조절 관련 단백질 발현 증가를 Western blot을 통해 확인한 결과이다.
도 5는 백출 추출물 (ARA)과 이의 유효성분인 atractylenolide Ⅲ (A) 처리에 의한 근육세포에서의 지방산 산화에 따른 축적의 감소 효과를 나타낸 결과이다 (^*P<0.05, ^**P<0.01 vs control (a) or Metfromin-treated group (b). Data present meanㅁSD of three independent experiments. Met, metformin 2.5 mM-treated cells; A, atractylenolide Ⅲ 100 μM-treated cells).

본 발명자들은, 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 이의 유효성분인 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)의 지방조직의 분화 조절, 지방축적 억제, 및 에너지 대사 또는 당 소모 촉진을 통한 인슐린 저항성 개선 효과를 구체적으로 확인하고, 이에 기초하여 본 발명을 완성하였다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물, 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물을 제공한다.

특히, 본 발명은 천연물로부터 추출하여 장기간 복용해도 종래 치료제의 부작용이 미미하고, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환에 의한 혈당 증가 및 인슐린 저항성 증가를 제어하는 효과를 가지므로, 바람직하게는 비만, 비만으로 인한 제2형 당뇨병 및 그 합병증을 예방하거나 치료할 수 있다.

본 발명에서, 백출 추출물은 천연물로부터 추출물을 추출하는 당업계에 공지된 통상적인 방법에 따라, 즉, 통상적인 온도, 압력의 조건 하에서 통상적인 용매를 사용하여 추출할 수 있다. 예컨대, 본 발명에서 백출 추출물은 물, 탄소수 1 내지 4의 알코올 또는 이들의 혼합 용매로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상 용매를 사용하여 추출할 수 있으며, 바람직하게는 물을 사용할 수 있다. 물은 보건부 기준하여 음용 기준에 적합한 물을 말하는 것으로, 일반적으로 여과기나 정수기 등으로 여과시킨 정제수, 멸균수, 음이온수 등의 물이나 수돗물, 생수 등을 사용할 수 있다. 백출 추출물을 추출하는 방법은 열수 추출, 냉침 추출, 환류 추출, 초음파 추출 등의 다양한 방법을 통하여 추출할 수 있지만, 이것으로 제한되는 것은 아니다.

상기 제조된 추출물은 이후 여과하거나 농축 또는 건조과정을 수행하여 용매를 제거할 수 있으며, 여과, 농축 및 건조를 모두 수행할 수 있다. 예컨대, 여과는 여과지를 이용하거나 감압여과기를 이용할 수 있으며, 농축은 감압 농축기, 건조는 동결건조법 등을 수행할 수 있으나, 이것으로 제한되는 것은 아니다.

또한, 상기 용매로 추출한 추출물은 이후, 헥산, 메틸렌클로라이드, 아세톤, 에틸아세테이트, 에틸에테르, 클로로포름, 물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 용매로 분획과정을 더욱 실시할 수도 있다. 상기 분획 시 온도는 4℃ 내지 120℃일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 본 발명에서, 하기 화학식 1로 표시되는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)는 백출 추출물로부터 분리된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의해 형성된 산 부가염이 유용하다. 산 부가염은 염산, 질산, 인산, 황산, 브롬화수소산, 요드화수소산, 아질산 또는 아인산과 같은 무기산류와 지방족 모노 및 디카르복실레이트, 페닐-치환된 알카노에이트, 하이드록시 알카노에이트 및 알칸디오에이트, 방향족 산류, 지방족 및 방향족 설폰산류와 같은 무독성 유기산으로부터 얻는다. 이러한 약학적으로 무독한 염류로는 설페이트, 피로설페이트, 바이설페이트, 설파이트, 바이설파이트, 니트레이트, 포스페이트, 모노하이드로겐 포스페이트, 디하이드로겐 포스페이트, 메타포스페이트, 피로포스페이트 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드, 플루오라이드, 아세테이트, 프로피오네이트, 데카노에이트, 카프릴레이트, 아크릴레이트, 포메이트, 이소부티레이트, 카프레이트, 헵타노에이트, 프로피올레이트, 옥살레이트, 말로네이트, 석시네이트, 수베레이트, 세바케이트, 푸마레이트, 말리에이트, 부틴-1,4-디오에이트, 헥산-1,6-디오에이트, 벤조에이트, 클로로벤조에이트, 메틸벤조에이트, 디니트로 벤조에이트, 하이드록시벤조에이트, 메톡시벤조에이트, 프탈레이트, 테레프탈레이트, 벤젠설포네이트, 톨루엔설포네이트, 클로로벤젠설포네이트, 크실렌설포네이트, 페닐아세테이트, 페닐프로피오네이트, 페닐부티레이트, 시트레이트, 락테이트, β-하이드록시부티레이트, 글리콜레이트, 말레이트, 타트레이트, 메탄설포네이트, 프로판설포네이트, 나프탈렌-1-설포네이트, 나프탈렌-2-설포네이트 또는 만델레이트를 포함한다.

본 발명에 따른 산 부가염은 통상의 방법, 예를 들면, 화학식 1로 표시되는 화합물을 과량의 산 수용액 중에 용해시키고, 이 염을 수혼화성 유기 용매, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 아세톤 또는 아세토니트릴을 사용하여 침전시켜서 제조할 수 있다. 또한 이 혼합물에서 용매나 과량의 산을 증발시킨 후 건조시키거나 또는 석출된 염을 흡입 여과시켜 제조할 수도 있다.

또한, 염기를 사용하여 약학적으로 허용 가능한 금속염을 만들 수도 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. 이에 대응하는 은염은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염을 적당한 음염 (예, 질산은)과 반응시켜 얻는다.

본 발명의 조성물에 의한 개선, 예방 또는 치료 대상 질병인 "비만(obesity)"은 대사 장애로 인하여 체내에 지방세포가 증식 분화하고 이로 인하여 지방이 과잉으로 축적된 상태를 의미하며, 에너지 흡수량이 소비량에 비해 상대적으로 증가하는 경우, 지방세포의 수와 부피가 증가되는 과정을 거쳐 결과적으로 지방조직의 질량이 증가된다. 세포 수준에서의 비만은 지방세포의 증식 및 분화의 촉진으로 인한 지방세포의 수와 부피의 증가를 의미한다. 또한, 근 골격에서 당 흡수를 촉진함으로써 당 소모를 증가시키고, 미토콘드리아에서의 에너지 합성을 향상시킴으로써 결과적으로 에너지 소모를 통한 비만 억제효과를 나타낸다. 세포 수준에서의 에너지 합성 능력의 증가는 근육세포의 당 소모 촉진으로 인한 인슐린 저항성 개선과 에너지 소모를 통한 당뇨병 개선을 의미한다.

비만은 제2형 당뇨병의 주요한 병태생리학적 특징인 인슐린 저항성 증가와 밀접한 연관성을 가지고 있다. 인슐린 저항성은 다량의 인슐린 주사에 의해서도 혈당강하가 일어나지 않는 상태로써, 인슐린 민감도 감소를 의미한다. 이러한 인슐린 민감도 감소는 아디포카인(adipokines)과 유리지방산(free fatty acid)의 불규칙적인 분비로 인하여 지방산이 베타세포나 신장, 간, 심장 등 인슐린 민감성 조직 내에 쌓여 지방 독성(lipotoxicity)을 나타내기 때문에 발생하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 본 발명의 조성물은 "지질 관련 대사성 질환" 역시 예방 또는 치료의 대상으로 하며, 바람직하게는 지방간, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 심혈관 질환, 및 동맥경화증으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

본 발명에서 사용되는 용어, "예방 "이란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만 또는 지질 관련 대사성 질환을 억제시키거나 발병을 지연시키는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에서 사용되는 용어, "치료"란 본 발명에 따른 약학적 조성물의 투여에 의해 비만 또는 지질관련 대사성 질환에 대한 증세가 호전되거나 이롭게 변경되는 모든 행위를 의미한다.

본 발명에 따른 약학적 조성물은 유효성분 이외에 약제학적으로 허용되는 담체를 포함할 수 있다. 이때, 약제학적으로 허용되는 담체는 제제 시에 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산 칼슘, 미세 결정성 셀룰로스, 폴리비닐 피로리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필 히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구투여(예를 들어, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 투여량은 환자의 상태 및 체중, 질병의 정도, 약물형태, 투여경로 및 시간에 따라 다르지만, 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.

본 발명의 약제학적 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서 "약학적으로 유효한 양"은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명에 다른 약학적 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래 의 치료제와는 순차적 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.

구체적으로 본 발명의 약제학적 조성물의 유효량은 환자의 연령, 성별, 상태, 체중, 체내에 활성 성분의 흡수도, 불활성율 및 배설속도, 질병종류, 병용되는 약물에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로는 체중 1kg 당 100 내지 500 mg을 매일 또는 격일 투여하거나, 1일 1내지 3회로 나누어 투여할 수 있다. 그러나 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감 될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에서는 백출 추출물 및 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 제조 및 준비하였으며 (실시예 1), 지방세포에서 상기 추출물 및 화합물 처리에 따른 인슐린 저항성 개선 전사인자 관련 유전자 (PPAR-γ, C/EBPα, SREBP 1c, FAS, ACS, perillipin, Adiponectin), 및 단백질 (AMPK, PPAR-γ)의 발현 증가 (실시예 2), 근육세포에서 대사 조절 전사인자 관련 유전자 (PGC1α, Tfam, NRF1, Cpt1β, UCP3, SIRT1) 및 단백질 (AMPK, PGC1α, Tfam)의 발현 증가를 확인하였다 (실시예 3). 이를 통해 본 발명의 조성물은 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 예방 또는 치료에 유용하게 사용될 수 있음을 구체적으로 확인하였다.

이에, 본 발명은 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물 또는 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ)를 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물을 제공한다.

본 발명에서 사용되는 용어, "개선"이란 치료되는 상태와 관련된 파라미터, 예를 들면 증상의 정도를 적어도 감소시키는 모든 행위를 의미한다. 이때 상기 기능성 식품 조성물은 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 예방 또는 개선을 위하여 해당 질환의 발병 단계 이전 또는 발병 후, 치료를 위한 약제와 동시에 또는 별개로서 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용어, "식품 조성물"은 담체, 희석제, 부형제 및 첨가제중 하나이상을 포함하여 정제, 환제, 산제, 과립제, 분말제, 켑슐제 및 액제 제형으로 이루어진 군에서 선택된 하나로 제형된 것을 특징으로 한다. 본 발명의 출물에 첨가 할 수 있는 식품으로는, 각종 식품류, 분말, 과립, 정제, 캡슐, 시럽제, 음료, 껌 , 차 , 비타민 복합제, 건강 기능성 식품류 등이 있다. 상기 본 발명에 더 포함될 수 있는 첨가제로는, 천연 탄수 화물, 향미제, 영양제, 비타민, 광물(전해질), 풍미제(합성 풍미제, 천연 풍미제 등), 착색제, 충진제, 팩트산 및 그의 염, 일간산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜오이드 증점제, PH조절제, 안정화제, 방부제, 산화 방지제, 글리세린, 알콜, 탄산화제 및 과육으로 이루어진 구으로부터 선택된 1종 이상의 성분을 사용할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상기 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 외에 본 발명에 따른 조성물은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제, 팩트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, PH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명에 다른 조성물은 천영 과일 주스 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유 할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 담체, 부형제, 희석제 및 첨가제의 구체적인 예로는 이에 한정하는 것은 아니나, 락토스, 덱스트로즈, 슈크로즈, 솔비톨, 만니톨, 에리스리톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 미세결정성 셀룰로즈, 폴리비닐키롤리돈, 셀룰로즈, 폴리비닐피로리돈, 메틸셀룰로즈, 물, 설탕시럽, 메틸 하이드록시 벤조에이트, 프로필하이드록시 벤조에이트, 활석, 스테아트산 마그네슘 및 미네랄 오일로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이 사용되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 양태로서, 본 발명은 상기 약학적 조성물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 비만 또는 지질 관련 대사성 질환의 치료방법을 제공한다. 본 발명에서 "개체"란 질병의 치료를 필요로 하는 대상을 의미하고, 보다 구체적으로는, 인간 또는 비-인간인 영장류, 생쥐(mouse), 개, 고양이, 말 및 소 등의 포유류를 의미한다.

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

실시예 1. 백출 추출물의 제조

본 발명에서, 유효성분으로 사용된 한약재는 백출 (rhizome of Atractylodes macrocephala KOIDZ. 생약명: Atractylodis macrocephalae rhizoma, ARA)로서, 백출 210g에 정제수 2L를 가하여 열탕 추출기를 이용해 3시간 동안 가열하였다. 이 후, 3겹 거즈와 와트만 여과지로 여과하고, 회전식 감압 농축기로 농축하여 동결 건조함으로써 본 발명의 백출 추출물을 제조하였다. 이때 백출 추출물의 수율은 26%였으며, 4℃에 보관하면서 효과 검증을 위한 약제로 사용하였다. 아울러, 효과 검증을 위하여 상기 백출 추출물의 유효성분 중 하나인 Atractylenolide Ⅲ를 사용하였다.

이하, 상기 실시예 1에서 제조한 백출 추출물은 ARA 추출물로 명명하였다.

실시예 2. 지방세포에서의 인슐린 저항성 개선 효과 확인

1. 지방세포 모델 제작

지방세포는 3T3-L1 마우스 지방전구세포 (preadipocytes)를 이용하였으며, 상기 지방세포에 0.5 mM 3-isobutyl-1-methylxanthine (IBMX), 1 μM dexamethasone, 및 5 μg/㎖ insulin을 2일 간격으로 총 8일간 처리하여 지방세포로의 분화를 유도하였다. 또한, 지방세포 분화를 유도하면서 ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ를 처리하였으며, RT-PCR 실험을 위해서 24시간, Western blot 실험을 위해서는 45분간 처리하였다.

2. 인슐린 저항성 개선 전사인자 관련 유전자 발현량 확인

지방세포로의 분화 과정에서 ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ 처리에 의한 인슐린 저항성 개선과 관련된 유전자 (PPAR-γ, C/EBPα, SREBP 1c, FAS, ACS, perillipin, Adiponectin)의 발현을 RT-PCR을 통하여 확인하였다. 구체적으로, PPAR-γ (peroxidase proliferator activated receptor-γ)는 핵 호르몬 수용체 (nuclear hoemone receptor) 군의 하나로서, 에너지 대사에서 인슐린의 감수성을 증가시키는 TZD (thiazolidinedione) 계열에 대한 수용체이다. 상기 유전자는 체내 포도당 이용률 (glucose disposal rate)을 증가시켜 당뇨병의 핵심 병리기전인 인슐린 저항성을 개선시키고, 지방조직에서 높게 발현되어 지방분화에 관계된 전사인자들의 활성화를 조절하는 역할을 한다. 또한, 전사인자 C/EBPα (CCAAT/ enhancer binding proteins), PPAR-γ, SREBP 1c (sterol regulatory element binding protein-1c)의 발현은 지방세포의 형성과정에 영향을 미치며, 전사인자 ACC (acetyl-CoA carboxylase), FAS (fatty acid synthase), ACS (acyl-CoA synthase), perillipin의 발현은 지방수송, 합성, 축적과 관련이 있다. 이러한 전사인자들의 발현 증가는 지방세포에서의 포도당 및 지방산 섭취를 증가시켜 지방합성을 유도함으로써 인슐린 저항성을 개선시키게 된다. 아울러, Adiponectin은 당뇨병의 가장 중요한 요소로 평가되고 있으며, 지방세포 특이적 발현 단백질로써 인슐린 감수성을 증가시키며 동맥경화를 막는 기능이 있는 것으로 알려지고 있어 현재 비만과 당뇨병을 치료할 수 있는 물질로 임상학적으로 중요한 표적이 인식되고 있다.

본 실시예에서, 미성숙 지방전구세포 (P)와 지방세포로 분화시킨 대조군 (C), 및 대조군으로 분화를 유도하면서 ARA 추출물 (250, 500 ㎍/㎖) 또는 Atractylenolide Ⅲ (50, 100 μM)를 처리한 실험군으로부터 Trizol 용액으로 RNA를 분리한 후, RT mixture [1× reverse transcriptase buffer, 0.5 mM dNTP (deoxynucleotide triphosphate), 3 mM MgCl₂, 5U RNase inhibitor, 0.5 μM oligo-dT primer, 5U Superscript Reverse Transcriptase]를 통해 cDNA를 합성한 후 PCR을 수행함으로써 전사인자들의 유전자 발현 (PPAR-γ, C/EBPα, SREBP-1c, FAS, ACS1)을 확인하였다. RT-PCR의 합성 여부를 판단하기 위한 대조 유전자 (house keeping gene)로 GAPDH를, 인슐린 저항성 개선 효과를 비교하기 위한 대조 약물로 트리글리타존 (triglitazone, T)을 사용하였다.

그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, ARA 추출물을 처리한 경우, 농도 의존적으로 지방세포의 PPAR-γ 발현이 증가하였으며, Atractylenolide Ⅲ (A) 처리에 의해서도 PPAR-γ 발현이 증가하였다. 또한, C/EBPα, SREBP-1c, FAS, ACS1, Perillipin도 마찬가지로 ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ 처리에 의하여 발현이 증가하였으며, 인슐린 감수성 증진과 관련된 Adiponectin의 발현이 역시 증가함을 확인하였다. 이러한 유전자 발현 증가는 대조 약물인 트리글리타존과 유사하거나 우수하였으며, 상기 결과는 ARA 추출물 또는 이의 유효성분인 atractylenolide Ⅲ 처치를 통해 지방세포 분화 조절 및 지방 축적 억제 효과를 통해 효과적으로 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있음을 의미한다.

3. 인슐린 저항성 개선 전사인자 관련 단백질 발현량 확인

지방세포로의 분화 과정에서 ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ (A) 처리에 의한 인슐린 저항성 개선에 관여하는 조절인자 (AMPK, PPAR-γ)의 활성화 정도를 Western blot을 통해 확인하였다. 구체적으로, AMPK (AMP-activated protein kinase)는 지방산의 합성과 분해를 매개하는 효소단백질로서, 지방세포에서의 AMPK의 활성화는 ACC와 HSL (hormone sensitive lipase)의 억제를 통해 지방의 생성과 분해를 억제함으로써 비만 억제를 통해 인슐린 저항성을 개선시키게 된다. 따라서 AMPK 활성화 조절은 지질대사이상, 비만, 지방간, 제2형 당뇨병, 동맥경화, 고지혈증 등의 대사증후군과 심혈관계 질환 등 각종 대사성 질환의 발생을 예방하고 치료하는데 중요한 역할을 한다.

본 실시예에서, 미성숙 지방전구세포 (P)와 지방세포로 분화시킨 대조군 (C), 및 대조군으로 분화를 유도하면서 ARA 추출물 (250, 500 ㎍/㎖) 또는 Atractylenolide Ⅲ (50, 100 μM)를 처리한 실험군 (ARA-250, ARA-500, A50, A100)으로부터 단백질을 분리한 후, PPAR-γ와 AMPK 특이적 항체 (anti-PPAR-γ monoclonal antibody, anti-AMPK monoclonal antibody)를 이용하여 Western blot을 실시하였다. Western blot의 대조 단백질 (internal protein)로 β-actin을, 인슐린 저항성 개선 효과를 비교하기 위한 대조 약물로 트리글리타존 (triglitazone, T)을 사용하였다.

그 결과, 도 2에서 나타낸 바와 같이, ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ 처리에 의하여 PPAR-γ 및 AMPK의 단백질 발현이 촉진됨을 확인하였다. 이러한 단백질 발현 증가는 대조 약물인 트리글리타존과 유사하거나 보다 우수하였으며, 상기 결과는 ARA 추출물 또는 이의 유효성분인 Atractylenolide Ⅲ 처치를 통해 상기 실시예 2-2와 마찬가지로, 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있으며, 비만 및 인슐린 저항성에 의한 제2형 당뇨병 등과 같은 질병의 치료제로 이용될 수 있음을 의미한다.

실시예 3. 근육세포에서의 비만 억제 및 인슐린 저항성 개선 효과

1. 근육세포 모델 제작

근육세포는 C2C12 마우스 미분화근육세포를 이용하였으며, 상기 근육세포를 90% 이상 배양한 후, 2% horse serum이 포함된 배지를 1일 간격으로 총 5일간 처리하여 성숙 근육세포로의 분화를 유도하였다. 분화 6일째, 동일 배지 교환과 함께 ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ를 처리하였으며, RT-PCR 실험을 위해서 24시간, Western blot 실험을 위해서는 45분간 처리하였다.

2. 당 흡수 및 에너지 대사 조절 전사인자 관련 유전자 발현량 확인

근육세포에서의 당 소모와 지방산 산화를 통한 에너지대사 향상 효과를 확인하기 위해서 미토콘드리아 에너지 합성과 관련된 유전자 발현을 증가시키는 전사인자 PGC1α, Tfam, NRF1, Cpt1β, UCP3, 또는 SIRT1의 발현을 RT-PCR 방법을 통해 확인하였다. 구체적으로, PGC1α, Tfam, NRF1, CPT1, UCP3, 및 SIRT1은 혈당 조절과 세포호흡 및 미토콘드리아에서의 기능 조절, 즉, 에너지 생합성을 증가시켜 에너지 소비를 통한 지방산화가 증가될 뿐 아니라, 지방합성을 억제시키는바 비만 치료와 관련이 있다. 특히, SIRT1은 인슐린 활동에 연결되어 있어 근육에서의 인슐린 저항성을 감소시키고 이로 인하여 제2형 당뇨병 치료를 위한 새로운 표적으로 주목받고 있다.

본 실시예에서, 근육지방세포로 분화시킨 대조군 (C), 및 대조군에 ARA 추출물 (250, 500, 1000 ㎍/㎖)을 처리한 실험군으로부터 Trizol 용액으로 RNA를 분리한 후 RT mixture [1× reverse transcriptase buffer, 0.5 mM of dNTP (deoxynucleotide triphosphate), 3 mM MgCl₂, 5U RNase inhibitor, 0.5 μM oligo-dT primer, 5U Superscript Reverse Transcriptase]를 통해 cDNA를 합성한 후, RT-PCR을 수행함으로써 전사인자들의 유전자 발현을 확인하였다. RT-PCR의 합성 여부를 판단하기 위한 대조 유전자로 GAPDH를, AMPK 항진제 (activator)로써 현재 가장 널리 사용되고 있는 당뇨병 치료제인 메트포민 (Metformin, M)를 대조 약물로 사용하였다.

그 결과, 도 3에 나타낸 바와 같이, ARA 추출물 처리에 의하여, PGC1α, Tfam, NRF1, Cpt1β, UCP3, SIRT1 유전자 발현이 증가함을 확인하였다. 이러한 유전자 발현 증가는 대조 약물인 메트포민과 유사하거나 보다 우수하였으며, 상기 결과는 ARA 추출물 처치를 통하여 혈당 조절과 에너지 대사 증진시킴으로써, 근육에서의 비만으로 인한 인슐린 저항성을 개선시킬 수 있음을 의미한다.

3. 당 흡수 및 에너지 대사 조절 관련 단백질 발현량 및 지방산 소모 효과 확인

근육세포에서의 당 소모와 지방산 산화를 통한 에너지 대사 향상 효과를 확인하기 위해서 AMPK, PGC1α, 및 Tfam의 단백질 발현 변화를 Western blot을 통해 확인하였으며, 세포질 내 지방산의 농도를 측정하였다. 구체적으로, AMPK는 세포 내 에너지 항상성 유지에 센서 역할을 하는 효소로서, 근육세포에서는 대사성 스트레스나 운동에 의해 세포내 에너지가 감소하는 경우, 에너지를 합성하는 과정 (지방산 산화와 해당과정)을 촉진하여 지방분해 및 지방생성 억제를 통해 비만을 억제하고 에너지 소비를 촉진하는 역할을 한다.

본 실시예에서, 근육세포로 분화시킨 대조군 (C), 그리고 대조군에 ARA 추출물 (250, 500 ㎍/㎖) 또는 Atractylenolide III를 처리한 실험군 (ARA, A)과 대조 약물을 처리한 대조군(M)으로부터 단백질을 분리한 후, 각 표적 단백질에 특이적 항체를 이용하여 Western blot을 실시하였다. Western blot의 대조 단백질로 β-actin을, 효과 비교를 위한 대조 약물로 메트포민을 사용하였으며, 세포질 내 지방산의 농도를 측정을 위하여 지방산 측정 키트 (Abcam^®)를 이용하였다.

그 결과, 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, ARA 추출물 또는 Atractylenolide Ⅲ 처리를 한 경우, 대조 약물과 유사하게 AMPK의 인산화 (p-AMPK)를 증가시켰고, PGC1α, Tfam의 발현도 마찬가지로 증가하였으며, 특히, PGC1α는 atractylenolide III, Tfam는 ARA 추출물을 처리한 경우, 현저히 증가하였다. 또한, 대조 약물에 비해 더욱 지방산 산화 촉진시켜 세포질 내 축적을 감소시킴을 확인하였다. 상기 결과는 ARA 추출물 또는 이의 유효성분인 Atractylenolide Ⅲ 처치를 통해 근육에서의 당 소모 촉진 및 미토콘드리아에서의 에너지 대사를 증가시켜 비만 및 인슐린 저항성에 의한 제2형 당뇨병 등의 대사성 질환을 치료할 수 있음을 의미한다.

전술한 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 (7)

1. 백출 (Atractylodis macrocephalae rhizoma) 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
   
2. 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 치료용 약학적 조성물
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 아트락틸레노라이드 Ⅲ는 백출 추출물로부터 분리된 것임을 특징으로 하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 약학적 조성물.
   
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 대사성 질환은 인슐린 저항성 증후군, 지방간, 제2형 당뇨병, 고지혈증, 심혈관 질환, 및 동맥경화증으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는, 약학적 조성물.
   
5. 백출 추출물을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
6. 아트락틸레노라이드 Ⅲ (Atractylenolide Ⅲ) 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염을 유효성분으로 포함하는, 비만 또는 지질 관련 대사성 질환 예방 또는 개선용 식품 조성물.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 아트락틸레노라이드 Ⅲ는 백출 추출물로부터 분리된 것임을 특징으로 하는, 식품 조성물.

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