WO2017183768A1 - 귀리 추출물 아베난쓰라마이드 c 또는 이의 유도체를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품 - Google Patents

귀리 추출물 아베난쓰라마이드 c 또는 이의 유도체를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품 Download PDF

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avenanthramid
amyloid
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disease
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조지훈
김형석
이유영
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전남대학교산학협력단
대한민국(농촌진흥청장)
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    • A61K31/185—Acids; Anhydrides, halides or salts thereof, e.g. sulfur acids, imidic, hydrazonic or hydroximic acids
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    • A61K36/18—Magnoliophyta (angiosperms)
    • A61K36/88—Liliopsida (monocotyledons)
    • A61K36/899—Poaceae or Gramineae (Grass family), e.g. bamboo, corn or sugar cane

Definitions

  • the present invention relates to a pharmaceutical composition and health functional food for the prevention or treatment of degenerative neurological diseases comprising oat extract as an active ingredient. More specifically, the present invention provides a pharmaceutical composition for the prophylaxis or treatment of Alzheimer's disease comprising avenanthramide C (Avenanthramide C) or derivatives thereof, such as ebenanthramide C methyl ester as an active ingredient as an oat extract and It relates to health functional food.
  • avenanthramide C Avenanthramide C
  • derivatives thereof such as ebenanthramide C methyl ester
  • Alzheimer's disease is a degenerative neurological disorder that causes memory, thinking and behavioral problems and is estimated to account for 60-80% of dementia cases (Blennow et al., 2006, Lancet 368: 387). Alzheimer's disease causes histopathologically the overall atrophy of the brain, enlargement of the ventricles, multiple lesions of nerve fibers (neural fiber distortion) and neuritic plaque. Many causes of Alzheimer's disease have been reported, but invention by accumulation of amyloid- ⁇ protein is reported to be the most likely cause. Accumulation of amyloid- ⁇ proteins causes damage to nerve cells and activates GSK3 ⁇ enzymes, which are known to interfere with long term potentiation (LTP), which is required for memory formation. The onset of death after onset is usually 6-8 years, but sometimes over 20 years.
  • LTP long term potentiation
  • Alzheimer's disease In the United States, more than 5 million people are known to have Alzheimer's disease, and the number of Americans with Alzheimer's disease and other dementia is expected to grow each year as the proportion of Americans age 65 and older continues to increase. In 2000, the elderly population aged 65 years or older exceeded 7.2% of the total population and entered an aging society.In 2010, the elderly population accounted for 11% of the total population, and an increase in dementia patients was predicted. A national epidemiological study conducted by the Ministry of Health and Welfare showed that the incidence of dementia among the elderly aged 65 or older was 540,755, or 9.18 per 100 people, and that Alzheimer's disease was 70.5% of all dementia. This is high compared to 50% to 70% of Alzheimer's disease patients among the dementia patients surveyed in overseas studies, suggesting that treatment of Alzheimer's disease is emerging as an important solution for the elderly population.
  • avenanthramid C or a derivative thereof such as avenanthramid C-methyl ester in oat extract is amyloid- ⁇ .
  • the present invention was confirmed by inhibiting the activity of GSK3 ⁇ (Glycogen synthase kinase-3 ⁇ ) activated by (A ⁇ ) and also inducing LTP by interfering with the action of amyloid- ⁇ that inhibits long-term potentiation (LTP). The invention was completed.
  • Oat is believed to have spread from eastern to central Europe with barley around 5000 BC and is a plant that has been used for more than 800 years in Europe for nutritional and medical purposes.
  • Oat is a monocotyledonous plant of the rice family Paddy, and it is an cultivated crop of two years. It is also called oat.
  • the height is about 90cm, the leaves are 15 ⁇ 30cm long, the butterfly 6 ⁇ 12mm, the leaf is flat, the leaf is long and the leaf lobe is short and finely divided. Flowers bloom in May-June, cone inflorescences, branches turn and split again.
  • a glume has no ridges, many veins, and flanks. The fruit is wrapped inside and outside, with hairs and grooves on one side. Fruits are made from oatmeal and are used as alcohol, sweets and livestock feed. Ingredients of the oats include beta-carotene, vitamin C, niacin, riboflavin, thiamine, retinol, dietary fiber, avenanthhramide, etc. Among them, avenanthramide inhibits active oxygen as an antioxidant. It is known. The avenanthramides may be classified into avenanthramide-A, avenanthramide-B, avenanthramide C, avenanthramide-O, and avenanthramide-P.
  • neurodegenerative disease refers to a disease in which the nervous system loses function due to degenerative changes in nerve cells.
  • the degenerative neurological diseases include Alzheimer's disease, frontotemporal dementia, dementia with Lewy bodies, corticobasal degeneration, Parkinson's disease, and multiple system atrophy. multiple system atrophy, progressive supranuclear palsy, Huntington's disease, dentato-rubro-pallido-luysian atrophy, spinocerebellar ataxia, muscle atrophy It may be selected from the group consisting of amyotrophic lateral sclerosis, primary lateral sclerosis, and spinal muscular atrophy, but is not limited thereto.
  • Alzheimer's disease is a disease that causes severe memory and other intellectual loss that interferes with daily life. Histopathologically, the general atrophy of the brain, the expansion of the ventricles, and multiple lesions of nerve fibers ( Neurodegenerative disease, characterized by neurofibrillation) and neuritic plaque.
  • amyloid- ⁇ is a peptide consisting of 36-43 amino acids and is produced by degradation of an amyloid precursor protein (APP) by an enzyme such as secretase.
  • APP amyloid precursor protein
  • the generated amyloid- ⁇ is agglomerated into several forms, and plaques having neurotoxicity are generated by multimers folded into wrong forms, causing neurological diseases.
  • GSK3 ⁇ refers to an enzyme that functions to phosphorylate other proteins and regulates various actions such as energy metabolism, cell proliferation and apoptosis.
  • long-term strengthening refers to a phenomenon in which signal transmission of two neurons is continuously improved by stimulating neurons at the same time.
  • Long-term strengthening is considered to be one of the major cellular mechanisms in learning and memory, and the formation of long-term strengthening strengthens synapses between neurons by new protein synthesis, leading to presynaptic neurons and postsynaptic neurons. ) Increases the ability to transmit signals through synapses.
  • Long-term reinforcement applies to various types of learning, from classical conditioning to complex higher cognitive processes.
  • the present invention is to provide a pharmaceutical composition for preventing or treating neurodegenerative diseases comprising oat extract as an active ingredient.
  • the oat extract is characterized in that the avenanthramid C or a derivative thereof represented by the following formula (1).
  • the derivative of avenanthramid C is an avenanthramide C methyl ester represented by Formula 2 below. do.
  • the oat extract is characterized in that it is included at least 50 ⁇ M.
  • the oat extract is characterized by inhibiting the activity of GSK3 ⁇ (Glycogen synthase kinase-3 ⁇ ) by accumulation of amyloid- ⁇ .
  • the oat extract is characterized by re-inducing long-term potentiation (LTP) inhibited by the accumulation of amyloid- ⁇ .
  • LTP long-term potentiation
  • the pharmaceutical composition according to the present invention may further comprise a pharmaceutically acceptable carrier.
  • the pharmaceutically acceptable carrier is commonly used, lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia rubber, calcium phosphate, alginate, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, polyvinylpi Ralidone, cellulose, water, syrup, methyl cellulose, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate and mineral oil, and the like.
  • the pharmaceutical composition of the present invention may further include a lubricant, a humectant, a sweetener, a flavoring agent, an emulsifier, a suspending agent, a preservative, and the like.
  • a lubricant e.g., talc, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, kaolin, a kaolin, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, sorbitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mannitol, mann
  • compositions according to the invention can be administered orally or parenterally.
  • parenteral administration it can be administered by intravenous injection, subcutaneous injection, intramuscular injection, intraperitoneal injection, topical administration, transdermal administration, nasal administration and the like. Most preferably, it is administered by nasal administration.
  • Suitable dosages of the pharmaceutical compositions according to the invention may be prescribed in various ways, such as by the method of formulation, the age, weight, sex, morbidity of the patient, food, time of administration, route of administration, rate of excretion and response to reaction. have.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is used as a composition for nasal administration
  • the preferred unit spray amount is 20 to 500 ⁇ g
  • the most preferable unit spray amount is 50 to 200 ⁇ g. It is difficult to achieve the desired effect at a small amount of the composition of the spray amount of less than 20 ⁇ g, the unit spray amount of more than 500 ⁇ g is difficult to administer because the composition flows out of the nasal cavity when spraying intranasally.
  • composition according to the invention may be formulated in unit dose form by formulating with a pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient according to methods which can be easily carried out by those skilled in the art. Can be prepared.
  • the present invention is to provide a health functional food for preventing or improving degenerative neurological disease comprising oat extract as an active ingredient.
  • the oat extract is characterized in that the avenanthramid C or a derivative thereof represented by Formula 1 below:
  • the derivative of avenanthramid C is an avenanthramide C methyl ester represented by Formula 2 below. do.
  • the derivative of avenanthramid C includes avenanthramid C-methyl ester, avenanthramid A or avenanthramid B It features.
  • the health functional food according to the present invention includes not only the above-mentioned effective ingredient, but also ingredients normally added during food preparation, and may include, for example, proteins, carbohydrates, fats, nutrients, seasonings, and flavoring agents.
  • the carbohydrates are monosaccharides such as glucose, fructose and the like; Disaccharides such as maltose, sucrose, oligosaccharides and the like; And sugars such as conventional sugars such as polysaccharides such as dextrin, cyclodextrin and the like and xylitol, sorbitol, erythritol.
  • natural flavoring agents [tauumatin, stevia extract (for example, rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.) and synthetic flavoring agents (saccharin, aspartame, etc.) can be used.
  • stevia extract for example, rebaudioside A, glycyrrhizin, etc.
  • synthetic flavoring agents sacharin, aspartame, etc.
  • citric acid liquid fructose
  • sugar glucose
  • acetic acid malic acid
  • fruit juice tofu extract
  • jujube extract or licorice extract etc.
  • Avenanthramid C an oat extract according to the present invention, inhibits the activity of GSK3 ⁇ induced by amyloid- ⁇ and induces LTP inhibited by the accumulation of amyloid- ⁇ . It can be usefully used for the prevention or treatment of.
  • the oat extract according to the present invention is a natural product having stability without cytotoxicity, so the composition of the present invention comprising it as an active ingredient has a safe advantage even for long-term use without side effects to the human body.
  • Figure 1 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of normal mice not treated with amyloid- ⁇ and avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • Figure 2 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ according to Experimental Example 1.
  • Figure 3 shows the results of LTP induction experiment using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 50 ⁇ M avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • FIG. 4 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 50 ⁇ M of avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • FIG. 5 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 10 ⁇ M avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • FIG. 5 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 10 ⁇ M avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • FIG. 6 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 ⁇ M of avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • Figure 7 shows the results of LTP induction using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 500 ⁇ M avenanthramid C according to Experimental Example 1.
  • FIG. 8 shows the results of GSK3 ⁇ activity when 500 nM of amyloid- ⁇ and 50 ⁇ M of avenanthramid C were treated according to Experimental Example 2.
  • FIG. 9 shows the results of GSK3 ⁇ activity when 500 nM amyloid- ⁇ and 500 ⁇ M avenanthramid C were treated according to Experimental Example 2.
  • FIG. 10 shows the results of avenanthramid C on LTP in Alzheimer's induced mice according to Experimental Example 3 (FIG. 10A: Avenanthramid C untreated hippocampal section, FIG. 10B: Avenanthramid C treated hippocampal section).
  • FIG. 12 shows the results of avenanthramid C on LTP in Alzheimer's induced mice according to Experimental Example 4 (FIG. 12A: Avenanthramid C untreated hippocampal section, FIG. 12B: Avenanthramid C treated hippocampal section).
  • FIG. 14 shows the results of abenanthramid C-methyl ester on LTP in mice according to Experimental Example 5 (FIG. 14A: Amyloid- ⁇ and Avenanthramid C untreated hippocampal sections, FIG. 14B: 500 nM amyloid- ⁇ ) Treated hippocampal sections, FIG. 14C: 50 ⁇ M of avenanthramide C-methyl ester and 500 nM amyloid- ⁇ treated hippocampal sections).
  • FIG. 15 shows western blotting results according to Experimental Example 5.
  • Figure 16 shows the results of avenanthramid-B on LTP in Alzheimer's-induced mice according to Experimental Example 6 (Fig. 16a: Avenanthramid-B untreated hippocampal section, Fig. 16b: Avenanthramid-B treated hippocampus) Intercept).
  • FIG. 17 shows the results of avenanthramid-A on LTP in Alzheimer's induced mice according to Experimental Example 7 (FIG. 17A: Avenanthramid-A untreated hippocampal section, FIG. 17B: Avenanthramid-A treated hippocampus Intercept).
  • FIG. 18 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of normal mice not treated with amyloid- ⁇ and glucan according to Experimental Example 8.
  • FIG. 18 shows the results of LTP induction experiments using hippocampal sections of normal mice not treated with amyloid- ⁇ and glucan according to Experimental Example 8.
  • FIG. 19 shows LTP induction experiments using hippocampal sections of 500 nM amyloid- ⁇ -treated mice according to Experimental Example 8.
  • FIG. 19 shows LTP induction experiments using hippocampal sections of 500 nM amyloid- ⁇ -treated mice according to Experimental Example 8.
  • FIG. 20 shows LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 80 nM ⁇ -glucan according to Experimental Example 8.
  • FIG. 20 shows LTP induction experiments using hippocampal sections of mice treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 80 nM ⁇ -glucan according to Experimental Example 8.
  • Figure 21 shows the results of LTP induction experiment using hippocampal sections of mice treated with 80 nM ⁇ -glucan only according to Experimental Example 8.
  • Fig. 22 shows the results of ⁇ -glucan on LTP in Alzheimer's induced mice according to Experimental Example 9 (Fig. 22a: ⁇ -glucan untreated hippocampal sections, Fig. 22b: ⁇ -glucan treated hippocampal sections).
  • mice Central Laboratory Animals
  • 5X FAD mice Jackson Laboratory
  • diet and drinking water were freely consumed in a controlled feeding room with a temperature of 23 ⁇ 3 ° C, 60 ⁇ 10% humidity, and a 12 hour light / dark cycle.
  • mice of Example 1 were decapitation after anesthesia and brains were extracted.
  • the extracted brain was stored with 95% oxygen in cooled aCSF (124 mM NaCl, 3 mM KCl, 26 mM NaHCO3, 2 mM CaCl2, 1 mM MgSO4, 10 mM Glucose, 1.25 mM NaH2PO4, and 2 mM CaCl 2 ).
  • Samples were made to a thickness of 400 ⁇ m, and then supplied with 95% oxygen, 22-25 ° C.
  • aCSF (124 mM NaCl, 3 mM KCl, 26 mM NaHCO 3, 2 mM CaCl 2, 1 mM MgSO 4, 10 mM Glucose, 1.25 mM NaH 2 PO 4, and 2 mM CaCl 2). ) was recovered for 1 hour and then used for the experiment.
  • LTP induction was observed by analyzing the field excitatory postsynaptic potential (fEPSP) by Schaffer-Collateral fiber stimulation after placing the hippocampal sections in recording chambers. It was applied every 200ms for 90 minutes. During the experiment, 30 ° C. aCSF was supplied by perfusion at a rate of 2-3 ml / min, and the obtained experimental results were compared and analyzed using ANOVA tests known in the art, which are shown in FIGS. 1 to 7.
  • fEPSP field excitatory postsynaptic potential
  • LTP was induced in Sample 1 not treated with amyloid- ⁇ and avenanthramid C (FIG. 1), but LTP was not induced in Sample 2 treated with 500 nM amyloid- ⁇ (FIG. 2).
  • LTP was induced in Sample 3 treated with 500 nM amyloid- ⁇ and 50 ⁇ M avenanthramid C (FIG. 3).
  • LTP was induced in Sample 4 in which only 50 ⁇ M of avenanthramid C was treated (Fig. 4).
  • LTP was not induced in Sample 5 treated with 500 nM of amyloid- ⁇ and 10 ⁇ M of avenanthramid C (FIG. 5).
  • Sample 5 treated with only 500 ⁇ M avenanthramid C showed no toxicity and confirmed that LTP was induced like Sample 1 (FIG. 6).
  • LTP was also induced in Sample 6 treated with 500 nM of amyloid- ⁇ and 500 ⁇ M of avenanthramid C (FIG. 7).
  • the amyloid- ⁇ treatment activated GSK3 ⁇ , and when 500nM amyloid- ⁇ was treated with 50 ⁇ M avenanthramid C, the GSK3 ⁇ activity was inhibited (FIG. 8). In addition, even when 500 nM amyloid- ⁇ was treated with 500 ⁇ M of avenanthramid C, it was confirmed that GSK3 ⁇ activity was suppressed and not toxic (FIG. 9).
  • LTP was induced when the amyloid- ⁇ and avenanthramid C-methyl esters were not treated (FIG. 14A), and LTP was not induced when the 500 nM amyloid- ⁇ was treated (FIG. 14B). It was confirmed that LTP was induced when treated with 50 ⁇ M of avenanthramid C-methyl ester and 500 nM amyloid- ⁇ (FIG. 14C).
  • LTP was treated with amyloid- ⁇ and ⁇ -glucan according to Experimental Example 1 and 2 hours before, using LTP. Comparative experiments were performed. The results are shown in FIGS. 18 to 21.
  • the avenanthramid C according to the present invention may block the interference of LTP formation by amyloid- ⁇ , but ⁇ -glucan, one of oat extracts, prevents the interference of LTP formation by amyloid- ⁇ . It was confirmed that it could not be blocked.
  • Avenanthramide C (Avenanthramide C), an oat extract according to the present invention, inhibits the activity of GSK3 ⁇ induced by amyloid- ⁇ and induces LTP inhibited by the accumulation of amyloid- ⁇ . It can be usefully used in the pharmaceutical composition and health functional food for the prevention or treatment of Alzheimer's disease.

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Abstract

본 발명은 귀리 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 귀리 추출물로서 아베난쓰라마이드 C(Avenanthramide C) 또는 이의 유도체, 예를 들면 에베난쓰라마이드 C 메틸 에스터를 유효성분으로 포함하는 알츠하이머 질병의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다.

Description

귀리 추출물 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품
본 발명은 귀리 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 귀리 추출물로서 아베난쓰라마이드 C(Avenanthramide C) 또는 이의 유도체, 예를 들면 에베난쓰라마이드 C 메틸 에스터를 유효성분으로 포함하는 알츠하이머 질병의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품에 관한 것이다.
알츠하이머 질환(Alzheimer's Disease)은 기억력, 사고력 및 행동상의 문제를 야기하는 퇴행성 신경질환 중 하나로, 치매 사례의 60-80%를 차지하는 것으로 추정되고 있다(Blennow et al., 2006, Lancet 368:387). 알츠하이머 질환은 조직병리학적으로는 뇌의 전반적인 위축, 뇌실의 확장, 신경섬유의 다발성 병터(신경섬유뒤틀림) 및 노인반(neuritic plaque)을 유발한다. 알츠하이머 질환의 발병 원인으로는 여러 가지가 보고되고 있으나, 아밀로이드-β 단백질의 축적에 의한 발명이 가장 유력한 원인으로 보고되어 있다. 아밀로이드-β 단백질의 축적은 신경 세포에 손상을 야기하며, GSK3β 효소를 활성화 시켜 기억 형성에 필요한 장기강화(Long Term Potentiation; LTP)를 방해하는 것으로 알려져 있다. 발병 후 사망에 이르는 기간은 일반적으로 6~8년 정도이지만, 20년이 넘는 경우도 있다.
미국의 경우 5백만 명 이상이 알츠하이머 질환에 걸린 것으로 알려져 있으며 미국 내 65세 이상의 인구 비율이 계속 증가함에 따라 알츠하이머 질환 및 기타 치매에 걸린 미국인의 수는 매년 커질 것으로 예견되고 있다. 2000년에 65세 이상 노령 인구가 전체 인구의 7.2%를 넘어 고령화 사회에 접어든 한국은 2010년에 노령 인구가 전체의 11%를 차지하게 되어 치매환자의 증가가 예견되었으며, 실제 2012년에 보건복지부에서 행한 전국 치매환자 역학조사에서 65세 이상 노인의 치매 발생률은 100명당 9.18명꼴인 540,755명으로 추정되었으며 알츠하이머 질환에 의한 치매는 전체 치매의 70.5%에 이르는 것으로 나타났다. 이는 해외의 선행 연구에서 조사된 전체 치매환자 중 알츠하이머성 치매 환자가 50~70%로 나타난 것과 대비해서 높은 것으로 알츠하이머 질환의 치료가 향후 노인인구 증가와 맞물린 중요한 해결 대상으로 떠오르고 있음을 시사한다.
이에 본 발명자들은 천연물을 이용한 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 조성물을 개발하기 위하여 노력해온 결과, 귀리 추출물 중에서 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체, 예를 들면 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터가 아밀로이드-β(Aβ)에 의해 활성화되는 GSK3β(Glycogen synthase kinase -3β)의 활성을 억제하고, 또한 LTP(Long-term potentiation)를 억제하는 아밀로이드-β의 작용을 방해하여 LTP를 유도할 수 있음을 확인함으로써 본 발명을 완성하였다.
본 명세서에서 사용된 용어 "귀리(Oat)"는 기원전 5000년경 보리와 함께 동부에서 중유럽으로 퍼진 것으로 추정되고 있으며, 유럽에서 영양학적, 의학적 목적으로 800년 이상 사용되고 있는 식물이다. 귀리는 벼목 벼과의 외떡잎식물으로 두해살이 식용 재배작물이며 연맥이라고도 하며, 약 70여종이 있으나, 그 중 소수만 재배되고 있으며, 주로 Wild oat(avena sativa L.)종이 재배되고 있다. 높이는 90㎝ 정도, 잎은 길이 15~30㎝, 나비 6~12㎜이고 편평하고 엽초가 길며 엽설은 짧고 잘게 갈라진다. 꽃은 5~6월에 피며 원추 꽃차례이고, 가지는 돌려나며 다시 갈라진다. 포영은 능선이 없으며 맥이 많고 양쪽으로 벌어진다. 영과는 내외영으로 싸이고 털이 있으며 한쪽에 홈이 파진다. 열매는 오트밀로 만들어 먹으며 알코올, 과자의 원료 및 가축의 사료로 쓰이고 있다. 상기 귀리의 성분으로는 베타-카로틴, 비타민 C, 니아아신, 리보플라빈, 티아민, 레티놀, 식이섬유, 아베난쓰라마이드(avenanthramide) 등이 있으며, 그 중에서 아베난쓰라마이드는 항산화제로서 활성 산소를 저해하는 것으로 알려져 있다. 상기 아베난쓰라마이드는 아베난쓰라마이드-A, 아베난쓰라마이드-B, 아베난쓰라마이드 C, 아베난쓰라마이드-O, 아베난쓰라마이드-P으로 분류될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "퇴행성 신경질환(neurodegenerative disease)"은 신경세포의 퇴행성 변화로 인해 신경계의 기능을 상실하는 질환을 의미한다. 상기 퇴행성 신경 질환은 알츠하이머 질환(Alzheimer's disease), 전두측두 치매(frontotemporal dementia), 루이소체 치매(dementia with Lewy bodies), 피질기저 퇴행증(corticobasal degeneration), 파킨슨병(Parkinson's disease), 다계통 위축병(multiple system atrophy), 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치아적색창백핵 뤼체 위축병(dentato-rubro-pallido-luysian atrophy), 척수소뇌 실조병(spinocerebellar ataxia), 근육위축 가쪽 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 원발성 가쪽 경화증(primary lateral sclerosis) 및 척수 근육 위축병(spinal muscular atrophy)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 용어 "알츠하이머 질환"은 일상 생활을 방해할 정도의 심각한 기억력 및 기타 지적 능력의 상실이 발생하는 병으로 조직병리학적으로 뇌의 전반적인 위축, 뇌실의 확장, 신경섬유의 다발성 병터(신경섬유뒤틀림)와 노인반(neuritic plaque) 등이 특징으로 나타나는 퇴행성 신경 질환을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "아밀로이드-β"는 36-43개의 아미노산으로 이루어지는 펩타이드로 APP(amyloid precursor protein)가 secretase와 같은 효소에 의해 분해되어 생성된다. 생성된 아밀로이드-β는 응집되면서 몇 가지 형태가 이루어지고, 그 중 잘못된 형태로 접힌 다량체에 의해 신경독성을 갖는 플라크(plaque)가 발생되어 신경질환을 유발하게 된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "GSK3β"는 다른 단백질을 인산화시키는 작용을 하며 에너지 대사, 세포 증식 및 세포 자멸 등 다양한 작용을 조절하는 역할을 갖는 효소를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "장기강화"는 신경세포를 동시에 자극하는 것에 의하여 두 신경세포의 신호전달이 지속적으로 향상되는 현상을 의미한다. 장기강화는 학습과 기억에 있어 주요 세포학적 기작의 하나로 여겨지고 있으며 장기강화의 형성은 새로운 단백질 합성에 의해 신경세포간의 연접(synapse)을 강화시켜 시냅스전 뉴런(presynaptic neuron)과 시냅스후 뉴런(postsynaptic neuron)이 시냅스를 통해 신호를 전달하는 능력을 증가시킨다. 장기강화는 고전적 조건화에서부터 복잡한 고등 인지 작용까지 다양한 종류의 학습에 적용된다.
일 측면에 따르면,
본 발명은 귀리 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물을 제공하고자 한다. 상기 귀리 추출물은 하기의 화학식 1로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000001
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 있어서, 상기 아베난쓰라마이드 C의 유도체는 하기의 화학식 2로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 메틸 에스터(Avenanthramide C methyl ester)인 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000002
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 있어서, 상기 귀리 추출물은 50μM 이상 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 있어서, 상기 귀리 추출물은 아밀로이드-β의 축적에 의한 GSK3β(Glycogen synthase kinase-3β)의 활성을 억제하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물에 있어서, 상기 귀리 추출물은 아밀로이드-β의 축적에 의해 억제된 LTP(Long-term potentiation)를 다시 유도하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물은 약제학적으로 허용되는 담체를 더욱 포함할 수 있다. 상기 약제학적으로 허용되는 담체는 통상적으로 이용되는 것으로서, 락토스, 덱스트로스, 수크로스, 솔비톨, 만니톨, 전분, 아카시아 고무, 인산칼슘, 알기네이트, 젤라틴, 규산칼슘, 미세결정성 셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로스, 물, 시럽, 메틸 셀룰로스, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 활석, 스테아르산 마그네슘 및 미네랄 오일 등을 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 약제학적 조성물은 상기 성분들 이외에 윤활제, 습윤제, 감미제, 향미제, 유화제, 현탁제, 보존제 등을 추가로 포함할 수 있다. 적합한 약제학적으로 허용되는 담체 및 제제는 Remington's Pharmaceutical Sciences (19th ed., 1995)에 상세히 기재되어 있다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물은 경구 또는 비경구로 투여할 수 있다. 비경구 투여인 경우에는 정맥내 주입, 피하 주입, 근육 주입, 복강 주입, 국소 투여, 경피 투여, 비강 투여 등으로 투여할 수 있다. 가장 바람직하게는 비강 투여(nasal administration)로 투여 된다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물의 적합한 투여량은 제제화 방법, 환자의 연령, 체중, 성, 병적 상태, 음식, 투여 시간, 투여 경로, 배설 속도 및 반응 감응성과 같은 요인들에 의해 다양하게 처방될 수 있다. 한편, 본 발명의 약제학적 조성물이 비강 투여용 조성물로 이용될 경우 바람직한 1회 단위 분무량은 20~500 μg이며, 가장 바람직한 단위 분무량은 50~200 μg이다. 20 μg 미만의 단위 분무량에서는 조성물의 양이 적어 목표로 하는 효과를 얻기가 어려우며, 500 μg 초과의 단위 분무량은 비강내 분무시 조성물이 비강에서 흘러내려 투여에 어려움이 있다.
본 발명에 따른 약제학적 조성물은 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 방법에 따라, 약제학적으로 허용되는 담체 및/또는 부형제를 이용하여 제제화함으로써 단위 용량 형태로 제조될 수 있다.
다른 측면에 따르면,
본 발명은 귀리 추출물을 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품을 제공하고자 한다. 상기 귀리 추출물은 하기의 화학식 1로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체인 것을 특징으로 한다:
[화학식 1]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000003
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품에 있어서, 상기 아베난쓰라마이드 C의 유도체는 하기의 화학식 2로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 메틸 에스터(Avenanthramide C methyl ester)인 것을 특징으로 한다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000004
본 발명에 따른 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품에 있어서, 상기 아베난쓰라마이드 C의 유도체는 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터, 아베난쓰라마이드 A 또는 아베난쓰라마이드 B를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 건강기능식품은 상기 유효성분뿐만 아니라, 식품 제조 시에 통상적으로 첨가되는 성분을 포함하며, 예를 들어, 단백질, 탄수화물, 지방, 영양소, 조미제 및 향미제를 포함할 수 있다. 상기 탄수화물은 단당류, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 이당류, 예를 들어 말토스, 슈크로스, 올리고당 등; 및 다당류, 예를 들어 덱스트린, 사이클로덱스트 린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 향미제로서 천연 향미제 [타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등]) 및 합성 향미제(사카린, 아스 파르탐 등)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 건강기능식품은 드링크제로 제조되는 경우에는 본 발명의 유효성분 이외에 구연산, 액상과당, 설탕, 포도당, 초산, 사과산, 과즙, 두충 추출액, 대추 추출액 또는 감초 추출액 등을 추가로 포함시킬 수 있다.
본 발명에 따른 귀리 추출물인 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β에 의해 유도된 GSK3β의 활성을 억제하고, 아밀로이드-β의 축적에 의해 억제된 LTP를 유도할 수 있는 효과가 있는 바, 퇴행성 신경질환의 예방 또는 치료에 유용하게 이용될 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 귀리 추출물은 천연물로서 세포독성 없이 안정성을 가지므로 이를 유효성분으로 포함하는 본 발명의 조성물은 인체에 부작용이 없이 장기적 사용에도 안전한 이점을 가진다.
도 1은 실험예 1에 따른 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C가 처리되지 않은 정상 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 2는 실험예 1에 따른 500nM의 아밀로이드-β가 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 3은 실험예 1에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 50μM의 아베난쓰라마이드 C가 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 4는 실험예 1에 따른 50μM의 아베난쓰라마이드 C 만 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 5는 실험예 1에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 10μM의 아베난쓰라마이드 C 가 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 6은 실험예 1에 따른 500μM의 아베난쓰라마이드 C 만 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 7은 실험예 1에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 500μM의 아베난쓰라마이드 C 가 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 8은 실험예 2에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 50μM의 아베난쓰라마이드 C 가 처리된 경우의 GSK3β 활성 결과를 나타낸다.
도 9는 실험예 2에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 500μM의 아베난쓰라마이드 C 가 처리된 경우의 GSK3β 활성 결과를 나타낸다.
도 10은 실험예 3에 따른 알츠하이머 유도 마우스에서 아베난쓰라마이드 C 가 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 10a: 아베난쓰라마이드 C 미처리 해마절편, 도 10b: 아베난쓰라마이드 C 처리 해마절편).
도 11은 실험예 3에 따른 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸다.
도 12는 실험예 4에 따른 알츠하이머 유도 마우스에서 아베난쓰라마이드 C 가 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 12a: 아베난쓰라마이드 C 미처리 해마절편, 도 12b: 아베난쓰라마이드 C 처리 해마절편).
도 13은 실험예 4에 따른 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸다.
도 14는 실험예 5에 따른 마우스에서 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터 가 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 14a: 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C 미처리 해마절편, 도 14b: 500 nM 아밀로이드-β 처리 해마절편, 도 14c: 50μM의 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터 및 500 nM 아밀로이드-β 처리 해마절편).
도 15는 실험예 5에 따른 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸다.
도 16은 실험예 6에 따른 알츠하이머 유도 마우스에서 아베난쓰라마이드-B 가 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 16a: 아베난쓰라마이드-B 미처리 해마절편, 도 16b: 아베난쓰라마이드-B 처리 해마절편).
도 17은 실험예 7에 따른 알츠하이머 유도 마우스에서 아베난쓰라마이드-A 가 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 17a: 아베난쓰라마이드-A 미처리 해마절편, 도 17b: 아베난쓰라마이드-A 처리 해마절편).
도 18은 실험예 8에 따른 아밀로이드-β 및 β-글루칸이 처리되지 않은 정상 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 19는 실험예 8에 따른 500nM의 아밀로이드-β가 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 20은 실험예 8에 따른 500nM의 아밀로이드-β 및 80nM의 β-글루칸이 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 21은 실험예 8에 따른 80nM의 β-글루칸 만 처리된 마우스의 해마절편을 이용한 LTP 유도 실험 결과를 나타낸다.
도 22는 실험예 9에 따른 알츠하이머 유도 마우스에서 β-글루칸이 LTP에 미치는 결과를 나타낸다(도 22a: β-글루칸 미처리 해마절편, 도 22b: β-글루칸 처리 해마절편).
이하, 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
실시예 1. 실험동물의 준비
C57BL/6 마우스(중앙실험동물)와 5X FAD mouse(Jackson Laboratory)를 사용하였으며, 온도 23±3℃, 습도 60±10%, 12시간 light/dark cycle의 통제된 사육실에서 식이와 식수는 자유롭게 섭취하도록 하였고, 반입 후 7일 동안 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 실험동물의 관리와 유지 및 실험 절차는 전남대학교 실험동물 윤리위원회의 승인 하에 실시되었다
실시예 2. 해마절편의 준비
실시예 1의 마우스를 마취 후 참수(decapitation)해 뇌를 적출했다. 적출된 뇌는 냉각시킨 aCSF(124mM NaCl, 3mM KCl, 26mM NaHCO3, 2mM CaCl2, 1mM MgSO4, 10mM Glucose, 1.25mM NaH2PO4, 및 2mM CaCl2)에 95%의 산소를 공급해 보관하였으며 상기 뇌에서 해마 절편을 채취해 400㎛ 두께로 절편을 제작한 후 95%의 산소를 공급하며 22~25℃ aCSF(124mM NaCl, 3mM KCl, 26mM NaHCO3, 2mM CaCl2, 1mM MgSO4, 10mM Glucose, 1.25mM NaH2PO4, 및 2mM CaCl2)에서 1시간동안 절편을 회복 시킨 후 실험에 사용하였다.
<실험예>
실험예 1. 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C의 처리에 따른 장기강화( LTP ) 비교
4개월령 C57BL/6 마우스의 해마절편에 대해 하기와 표 1에 나타낸 바와 같이 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C 를 2시간 전에 처리하여 LTP 비교 실험을 수행하였다.
[표 1]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000005
LTP 유도는 상기 해마절편 샘플을 각각 기록용 챔버에 위치시킨 후 섀퍼 곁섬유(Schaffer-Collateral fiber) 자극에 의한 필드 흥분성 시냅스 후전위(field excitatory postsynaptic potential; fEPSP)를 분석하여 관찰하였으며, 자극은 100Hz로 200ms마다 가해졌으며 90분동안 시행되었다. 실험 중에는 30℃ aCSF를 2-3ml/분의 속도로 관류시켜 공급하였으며, 얻어진 실험결과는 업계에 공지된 ANOVA 테스트를 이용해 비교 분석하여, 이를 도 1 내지 도 7에 나타내었다.
그 결과, 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C를 처리하지 않은 Sample 1에서는 LTP가 유도되었으나(도 1), 500nM의 아밀로이드-β를 처리한 Sample 2에서는 LTP가 유도되지 않았다(도 2). 500nM의 아밀로이드-β와 50μM의 아베난쓰라마이드 C를 함께 처리한 Sample 3에서는 LTP가 유도되었다(도 3). 또한, 50μM의 아베난쓰라마이드 C 만을 처리한 Sample 4에서는 Sample 1과 마찬가지로 LTP가 유도되었다(도 4). 반면, 500nM의 아밀로이드-β와 10μM의 아베난쓰라마이드 C를 함께 처리한 Sample 5에서는 LTP가 유도되지 않았다(도 5). 즉, 아밀로이드-β와 아베난쓰라마이드 C가 함께 주어진 경우 10μM의 아베난쓰라마이드 C 공급은 아밀로이드-β에 의한 LTP 형성 방해를 막지 못하지만, 50μM의 아베난쓰라마이드 C 공급은 아밀로이드-β에 의한 LTP 형성 방해를 차단할 수 있음이 확인되었다.
한편, 500μM의 아베난쓰라마이드 C 만을 처리한 Sample 5에서는 독성을 나타내지 않고 Sample 1과 마찬가지로 LTP가 유도됨이 확인되었다(도 6). 또한, 500nM의 아밀로이드-β와 500μM의 아베난쓰라마이드 C를 함께 처리한 Sample 6에서도 LTP가 유도되었다(도 7).
실험예 2. 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C의 처리에 따른 GSK3β의 활성 비교
4개월령 C57BL/6 마우스의 해마절편에 대해 상기 표 1에 나타낸 바와 같이 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C를 처리한 후 조직에 RIPA 버퍼를 넣고 얼음 위에서 균질기(homogenizer)를 이용해 분쇄한후 4℃에서 30분 동안 RIPA [50mM의 Tris-HCl(pH 7.5), 150mMNaCl, 1% Nonidet P-40, 0.5% sodium deoxycholate, 0.1% SDS, 1mM의 PMSF(phenylmethylsulfonyl fluoride), 1mM DTT 및 류펩틴과 아프로티닌 각각 2 ㎍]로 용해시켰다. 파쇄된 세포를 4℃에서 12,000 g로 20분 동안 원심분리하고, 생성된 가용 분획물을 Laemmli 버퍼에서 변성시키고 SDS-PAGE를 수행하였다. 겔 전기영동 이후에, 분리된 단백질을 electroblotting을 이용하여 PVDF(polyvinylidenedifluoride) 막으로 옮겼다. 상기 막은 amresco, rapidblock solution 용액(pH 7)으로 차단(blocking)하고, ECL(enhanced chemiluminescence)을 사용하여 블롯팅을 진행하였다. 블롯팅에는 GSK3αβ 에 대한 항체 및 인산화 GSK3β(S9)에 대한 항체를 이용하여 결과를 도 8 및 9에 나타내었다. GSK3β는 세린 9번 잔기의 인산화에 의해 활성이 억제되는 효소로서 에너지 대사, 세포 증식 및 세포 자멸 등 광범위한 기능의 조절자로 알려져 있다.
그 결과, 아밀로이드-β의 처리는 GSK3β를 활성화 시켰으며, 500nM의 아밀로이드-β를 50μM의 아베난쓰라마이드 C와 함께 처리한 경우에는 GSK3β의 활성이 억제되는 결과를 나타내었다(도 8). 또한, 500nM의 아밀로이드-β를 500μM의 아베난쓰라마이드 C와 함께 처리한 경우에도 GSK3β의 활성이 억제되었으며 독성을 나타내지 않음이 확인되었다(도 9)
실험예 3. 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 알츠하이머 유도 마우스(transgenic mouse: 5X FAD mouse)에 미치는 효과
(1) 장기강화(LTP) 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 4개월령 5 X FAD 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 장기강화에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 1과 동일한 방법으로 LTP 비교 실험을 수행하고 이를 도 10에 나타내었다.
그 결과, 알츠하이머 유도 마우스는 LTP의 형성에 실패하였으나(도 10a), 50μM의 아베난쓰라마이드 C가 처리된 경우 LTP가 유도됨이 확인되었다(도 10b).
(2) GSK3β 활성 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 4개월령 5 X FAD 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 GSK3β 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 2와 동일한 웨스턴 블롯팅을 수행하고 이를 도 11에 나타내었다.
그 결과, 50μM의 아베난쓰라마이드 C를 처리하는 경우 아베난쓰라마이드 C를 처리하지 않은 경우에 비해 GSK3β의 활성이 억제됨이 확인되었다(도 11).
실험예 4. 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 또 다른 알츠하이머 유도 마우스(transgenic mouse: Tg2576 mouse)에 미치는 효과
(1) 장기강화(LTP) 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 7개월령 Tg2576 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 장기강화에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 1과 동일한 방법으로 LTP 비교 실험을 수행하고 이를 도 12에 나타내었다.
그 결과, 알츠하이머 유도 마우스는 LTP의 형성에 실패하였으나(도 12a), 50μM의 아베난쓰라마이드 C가 처리된 경우 LTP가 유도됨이 확인되었다(도 12b).
(2) GSK3β 활성 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C가 7개월령 Tg2576 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 GSK3β 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 2와 동일한 웨스턴 블롯팅을 수행하고 이를 도 13에 나타내었다.
그 결과, 50μM의 아베난쓰라마이드 C를 처리하는 경우 아베난쓰라마이드 C를 처리하지 않은 경우에 비해 GSK3β의 활성이 억제됨이 확인되었다(도 13).
실험예 5. 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C- 메틸 에스터의 처리에 따른 장기강화(LTP) 및 GSK3β 활성 비교
(1) 장기강화(LTP) 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터가 마우스의 해마절편에서 장기강화에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 실험예 1과 동일한 방법으로 LTP 비교 실험을 수행하고 이를 도 14에 나타내었다.
그 결과, 아밀로이드-β 및 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터를 처리하지 않은 경우에서는 LTP가 유도되었으며(도 14a), 500 nM 아밀로이드-β를 처리한 경우에는 LTP가 유도되지 않았으나(도 14b), 50μM의 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터와 500 nM 아밀로이드-β와 함께 처리한 경우에는 LTP가 유도됨이 확인되었다(도 14c).
(2) GSK3β 활성 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터가 마우스의 해마절편에서 GSK3β 활성에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 실험예 2와 동일한 웨스턴 블롯팅을 수행하고 이를 도 15에 나타내었다.
그 결과, 50μM의 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터와 500 nM 아밀로이드-β와 함께 처리한 경우에는 GSK3β의 활성이 억제됨이 확인되었다(도 15).
실험예 6. 비교예로서 아베난쓰라마이드 -B가 알츠하이머 유도 마우스(transgenic mouse: Tg2576 mouse)에 미치는 효과
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드-B가 7개월령 Tg2576 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 장기강화에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 1과 동일한 방법으로 LTP 비교 실험을 수행하고 이를 도 16에 나타내었다.
그 결과, 알츠하이머 유도 마우스는 LTP의 형성에 실패하였으며(도 16a), 50μM의 아베난쓰라마이드-B가 처리된 경우에는 LTP가 약간 유도되었으나 아베난쓰라마이드 C가 처리된 경우와 달리 완전히 회복되지 않는 것으로 확인되었다(도 16b).
실험예 7. 비교예로서 아베난쓰라마이드 -A가 알츠하이머 유도 마우스(transgenic mouse: Tg2576 mouse)에 미치는 효과
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드-A가 7개월령 Tg2576 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 장기강화에 미치는 영향을 알아보기 위하여, 유전자 조작 마우스의 해마절편을 이용하여 실험예 1과 동일한 방법으로 LTP 비교 실험을 수행하고 이를 도 17에 나타내었다.
그 결과, 알츠하이머 유도 마우스는 LTP의 형성에 실패하였으나(도 17a), 50μM의 아베난쓰라마이드-A가 처리된 경우 LTP가 유도되지 않음이 확인되었다(도 17b).
실험예 8. 비교예로서 베타글루칸(β-글루칸)의 처리에 따른 장기강화( LTP ) 비교
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C 대신에 β-글루칸을 사용한 것을 제외하고는 상기 실험예 1과 동일한 방법을 사용하여 하기와 표 2에 따른 아밀로이드-β 및 β-글루칸을 2시간 전에 처리하여 LTP 비교 실험을 수행하였다. 그 결과를 도 18 내지 21에 나타내었다.
[표 2]
Figure PCTKR2016007196-appb-I000006
그 결과, 아밀로이드-β 및 β-글루칸를 처리하지 않은 Sample 6에서는 LTP가 유도되었으나(도 18), 500nM의 아밀로이드-β를 처리한 Sample 7에서는 LTP가 유도되지 않았다(도 19). 한편, 500nM의 아밀로이드-β를 80μg/ml의 β-글루칸을 함께 처리한 Sample 8에서도 LTP가 유도되지 않았다(도 20). 또한, 80μg/ml의 β-글루칸 만을 처리한 Sample 9에서는 Sample 6과 마찬가지로 LTP가 유도되었다(도 21). 즉, 실험예 1에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β에 의한 LTP 형성 방해를 차단할 수 있지만, 귀리 추출물 중 하나인 β-글루칸은 아밀로이드-β에 의한 LTP 형성 방해를 차단할 수 없음이 확인되었다.
실험예 9. 비교예로서 베타글루칸(β-글루칸)이 알츠하이머 유도 마우스에 미치는 효과
본 발명에 따른 아베난쓰라마이드 C 대신에 β-글루칸을 사용한 것을 제외하고는 실험예 3과 동일한 방법을 이용하여 알츠하이머 유도 마우스의 해마절편에서 LTP 비교 실험을 수행하였다. 그 결과를 도 22에 나타내었다.
도 22로부터 알 수 있듯이, 아무것도 처리하지 않은 알츠하이머 유도 마우스는 LTP의 형성에 실패하였으며(22a), 80μg/ml의 β-글루칸을 처리한 경우에도 아무것도 처리하지 않은 경우와 마찬가지로 LTP가 유도되지 않음이 확인되었다(도 22b).
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 따른 귀리 추출물인 아베난쓰라마이드 C(Avenanthramide C)는 아밀로이드-β에 의해 유도된 GSK3β의 활성을 억제하고, 아밀로이드-β의 축적에 의해 억제된 LTP를 유도할 수 있는 효과가 있는 바, 알츠하이머 질병의 예방 또는 치료용 약제학적 조성물 및 건강기능식품에 유용하게 이용될 수 있다.

Claims (12)

  1. 귀리 추출물로서 하기의 화학식 1로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 치료용 약제학적 조성물.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016007196-appb-I000007
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C의 유도체는 하기의 화학식 2로 표시되는 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터인 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 조성물.
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016007196-appb-I000008
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 50μM 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β의 축적에 의한 GSK3β(Glycogen synthase kinase-3β)의 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β의 축적에 의해 억제된 LTP(Long-term potentiation)를 다시 유도하는 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머 질환(Alzheimer's disease), 전두측두 치매(frontotemporal dementia), 루이소체 치매(dementia with Lewy bodies), 피질기저 퇴행증(corticobasal degeneration), 파킨슨병(Parkinson's disease), 다계통 위축병(multiple system atrophy), 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치아적색창백핵 뤼체 위축병(dentato-rubro-pallido-luysian atrophy), 척수소뇌 실조병(spinocerebellar ataxia), 근육위축 가쪽 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 원발성 가쪽 경화증(primary lateral sclerosis) 및 척수 근육 위축병(spinal muscular atrophy)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것인, 약제학적 조성물.
  7. 귀리 추출물로서 하기의 화학식 1로 표시되는 아베난쓰라마이드 C 또는 이의 유도체를 유효성분으로 포함하는 퇴행성 신경질환 예방 또는 개선용 건강기능식품.
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2016007196-appb-I000009
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C의 유도체는 하기의 화학식 2로 표시되는 아베난쓰라마이드 C-메틸 에스터인 것을 특징으로 하는 것인, 건강기능식품.
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2016007196-appb-I000010
  9. 제7항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 50μM 이상 포함되는 것을 특징으로 하는 것인, 건강기능식품.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β의 축적에 의한 GSK3β(Glycogen synthase kinase-3β)의 활성을 억제하는 것을 특징으로 하는 것인, 건강기능식품.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 아베난쓰라마이드 C는 아밀로이드-β의 축적에 의해 억제된 LTP(Long-term potentiation)를 다시 유도하는 것을 특징으로 하는 것인, 건강기능식품.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 퇴행성 신경질환은 알츠하이머 질환(Alzheimer's disease), 전두측두 치매(frontotemporal dementia), 루이소체 치매(dementia with Lewy bodies), 피질기저 퇴행증(corticobasal degeneration), 파킨슨병(Parkinson's disease), 다계통 위축병(multiple system atrophy), 진행성 핵상 마비(progressive supranuclear palsy), 헌팅턴병(Huntington's disease), 치아적색창백핵 뤼체 위축병(dentato-rubro-pallido-luysian atrophy), 척수소뇌 실조병(spinocerebellar ataxia), 근육위축 가쪽 경화증(amyotrophic lateral sclerosis), 원발성 가쪽 경화증(primary lateral sclerosis) 및 척수 근육 위축병(spinal muscular atrophy)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것인, 건강기능식품.
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KR20090004706A (ko) * 2007-07-04 2009-01-12 주식회사 하이폭시 벼과식물로부터 수득되는 전분 또는 식이섬유를 포함하는허혈성 질환 및 퇴행성 뇌질환의 예방 및 치료를 위한조성물
US20120082740A1 (en) * 2009-03-27 2012-04-05 Her Majesty The Queen In Right Of Canada As Represented By The Minister Of Agriculture Method for increasing concentration of avenanthramides in oats

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