WO2015190875A1 - 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물 - Google Patents

스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물 Download PDF

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Definitions

  • composition for preventing and treating retinal diseases containing spirulina extract as an active ingredient
  • the present invention relates to a composition for preventing and treating retinal disease, which contains spirulina (5 ⁇ / ⁇ /// 3 maxima) extract as an active ingredient.
  • Blue light is blue light in the 400 ⁇ 500nm range of visible light and refers to light from a digital device or a smart phone.
  • the reason why it feels bluish as a whole despite being white is the typical blue light.
  • the optic nerve of the eye is irritated, which causes fatigue and various eye diseases.
  • Blue light has a high energy and a high permeability, so when it enters the eye, the retina focuses opaquely, resulting in decreased sharpness and chronic exposure, which causes aging and degeneration of the retina.
  • the effects of blue light on the human body include dry eye and eye fatigue, decreased vision and various eye diseases, accelerated eye cell (retina) aging, insomnia due to macular erosion and melatonin production inhibition (Ganka Gakkai Zasshi. 2001 Oct; 105 (10): 687-95; Archives of Ophthalmology 1992; 110: 99-104; Review of Ophthalmology Oct 15 2003; 10 (10)).
  • the retina is the innermost layer of the eye wall and is a transparent and thin film that is in contact with the vi treous body.
  • the retina converts optical information of an object into an electrical signal and transmits the image to the central visual area of the brain through the visual nerve. It acts as a primary visual information agency.
  • the retina has more than 100 million light-sensing cells (light-sensitivity photoreceptor cel ls) and more than 1 million visual nerve cells (gangl ion cel ls) and the wires that connect them. It is made up of numerous neurons and is therefore the most sophisticated tissue in our body.
  • the macula lutea which is the central part of the retina that distinguishes color from objects and shows vision, is composed of cone-shaped photoreceptor cell worms and ganglion cell layers, so the thickness of the retina is thin.
  • blindness a major cause of blindness, is a disease caused by retinal disease mainly due to age. Genetic blackness can be caused by high myopia and trauma, and is the second most common ophthalmologic disease after cataract. The three major eye diseases that cause blindness are diabetic retinopathy, macular degeneration and glaucoma.
  • Retinal disease is not a fatal disease that leads to death, but with an increase in the elderly population
  • Spirulina ( ⁇ // " " // AS waY / ra) is a type of microalgae that breeds in salty and alkaline tropical regions, such as Chad Lake in Africa and Texcoco Lake in Mexico. It contains chlorophyll and phycocyanin, which absorbs sunlight and actively grows carbon assimilation. Since these pigments are turning to have a blue-blue color, they have been classified as blue-green algae since ancient times.
  • the cell structure of microorganisms has been elucidated, and the structure of green algae and brown algae has been found to be different from those of higher plants.
  • the structure of rust species has the same eukaryote structure as the structure of the algae, while cyanobacteria have a prokaryote structure that is similar to that of bacteria. Since then, some microbiologists have argued that cyanobacteria are closer to bacteria than algae, so they should be included in bacteria. It is now accepted as a blue-green bacter ia. However, in the industry, the old practice is called the micro croalgae.
  • Spirulina is named after a spiral like a spring, and given its double-helical DNA, it belongs to the cyanobacter ia, which is primitive and has an intermediate property between plants and animals. It is a spiral germ. Spirulina is a human-friendly microorganism that contains 55-70% protein, 6-9% fat, and 15-20% carbohydrate, and contains a large amount of minerals, vitamins, fiber, and pigments. In addition to its high protein content, spirulina contains eight essential amino acids, including fatty acids (free-fat ty acid) and linoleic acid. Fatty acids, such as ⁇ -linolenic acid, account for a great deal.
  • Spirulina has a low carbohydrate content, but mainly consists of rhamnose and glycogen, which can be absorbed without the help of insulin and used as an energy source for diabetics. Local people have been collecting and using these microalgae for a long time, and nutritional studies have shown that the high content of protein and various nutrients, including amino acids, are very beneficial to human health.
  • Beneficial components of the Spirulina is egg (Allophycocyanin), not when the Pico, al-EPO Pico lean (R-C oerythrin phy) and C - is (C-phycocyanin) includes a non when Pico that is known (B. Nanni et al ., Microbiol Res.
  • the present inventors have tried to develop a composition for the prevention and treatment of retinal disease, and confirmed that the spirulina extract exhibits an effect of inhibiting A2E (pyridinium bis-retinoid) and cell death oxidized by blue light, the spirulina extract And allophycocyanin, R-phycoerythrin and O-phycocyanin, which are components thereof, can be used as pharmaceutical compositions for preventing and treating retinal diseases.
  • A2E pyridinium bis-retinoid
  • the spirulina extract And allophycocyanin, R-phycoerythrin and O-phycocyanin, which are components thereof, can be used as pharmaceutical compositions for preventing and treating retinal diseases.
  • the invention was completed. [Detailed Description of the Invention]
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for the prevention and treatment of retinal diseases containing spirulina extract as an active ingredient.
  • the present invention provides a health functional food for preventing and improving retinal disease containing spirulina extract as an active ingredient.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing and treating retinal disease, which contains allophycocyanin, al-phycoerysrin, or c-phycocyanin as an active ingredient.
  • the present invention provides a functional food for the prevention and improvement of retinal disease, containing allophycocyanin, al-phycoerysrin or C-phycocyanin as an effective ingredient.
  • Spirulina (5p / z ////? A maxim) extract of the present invention and its component allophycocyanin (APC), R-phycoerythrin (R-PE), seed-phycosi (C-phycocyanin, C-PC) has the effect of inhibiting A2E (pyridinium bis-ret inoid) and cell death oxidized by blue light, can be useful as an active ingredient in the composition for preventing and treating retinal diseases have.
  • APC allophycocyanin
  • R-PE R-phycoerythrin
  • C-phycocyanin, C-PC seed-phycosi
  • A2E pyridinium bis
  • APC allophycocyanin
  • R-PE al-phycoerythrin
  • C-PC seed-phycocyanin
  • Figure 2 is a graph showing the protective effect against apoptosis by blue light of allophycocyanin, al-phycoerysrin and C-phycocyanin in ARPE-19 cells accumulated A2E (sample post-treatment).
  • A2E Cells not irradiated with blue light after A2E accumulation
  • A2E BL Cells irradiated with blue light after A2E accumulation (negative control)
  • APC 25 ⁇ g wi R-PE: 25 / zg / mi
  • Figure 3a is a graph showing the protective effect against apoptosis by blue light of allophycocyanin, al-phycoerythrin, and C-phycocyanin in ARPE-19 cells (preliminary experiment for Figure 3b).
  • R-PE 12.5, 25 and 40 ⁇ / ⁇
  • Figure 3b is a graph showing the protective effect against apoptosis by blue light of allophycocyanin, al-phycoerythrin, and C-phycocyanin in ARPE-19 cells (sample pretreatment).
  • Figure 4 is a graph showing the cytoprotective effect of spirulina extract (Myanmar, Hawaiian and KI0ST acid) on apoptosis in ARPE-19 cells accumulated A2E (sample post-treatment).
  • 5A is a graph showing the cytoprotective effect of spirulina extract (Myanmar, Hawaiian and KI0ST acids) on apoptosis in ARPE—19 cells (preliminary experiment for FIG. 5B).
  • Mianmic acid 125, 250, 500, 750 and 1000 ⁇ g / mi
  • KI0ST Acid 250, 500 and 1000 ⁇ g / mi
  • 5B is a graph showing the cytoprotective effect of spirulina extract (KI0ST acid) on apoptosis by blue light in ARPE-19 cells (sample pretreatment).
  • KI0ST acids 62.5, 125, 250 and 500 / zg / mi
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing and treating retinal disease, which contains spirulina (5 / n // // 7a maxim) extract as an active ingredient.
  • the spirulina extract is selected from the group consisting of allophycocyanin (APC), al-phycoerythr (R-PE), and seed-phycocyanin (Ophycocyanin; C-PC). It is preferred to include any one or more of the above.
  • the spirulina extract is preferably prepared by a manufacturing method comprising the following steps, but not always limited thereto:
  • step 3 drying the filtered extract of step 2) under reduced pressure.
  • spirulina of step 1) can be used without limitation, such as being grown or commercially available.
  • the extraction solvent is preferably water, alcohol or these mixtures.
  • the alcohol it is preferable to use d to C 2 lower alcohol, and as the lower alcohol, ethanol or methanol is preferably used.
  • Extraction method is preferably, but not limited to, high pressure extraction, boiling water extraction, reflux extraction, hot water extraction, steam extraction, phase silver extraction, ultrasonic extraction, centrifugal extraction or steam extraction.
  • the extraction solvent is preferably extracted by adding 1 to 10 times the amount of spirulina.
  • the extraction temperature is preferably 30 to 100 ° C, but is not limited thereto.
  • the extraction time is preferably 2 to 48 hours, but is not limited thereto.
  • the extraction number is preferably 2 to 5 times, but is not limited thereto.
  • the decompression concentration in step 3) preferably uses a vacuum decompression concentrator or a vacuum rotary evaporator, but is not limited thereto.
  • the drying is preferably reduced pressure drying, vacuum drying, boiling drying, spray drying or freeze drying, but not always limited thereto.
  • the spirulina extract has inhibitory activity against pyridinium bis-retinoids (A2E) oxidized by blue light and inhibits retinal cell death.
  • A2E pyridinium bis-retinoids
  • the retinal diseases include macular degeneration, glaucoma, Usher syndrome, Stargardt disease, Barth-Bead's syndrome, Best's disease, choroidal deficiency, choroid-atrophy, retinal pigmentosa, retinal macular degeneration, Leber Congenital Amaurosis; Leber's Hereditary Optic Neuropathy, Blue-cone monochromacy, BCM, MLQalattia Leventinese, and Gugut's disease . It is preferable to include any one or more selected from the group consisting of Oguchi disease and Refsum disease.
  • the present inventors measured the cell protective ability of spirulina extract (Myanmar, Hawaiian, KI0ST acid) against retinal cell death by blue light in ARPE-19 cells accumulated A2E, Hawaiian and KI0ST acid spirulina extracts showed a concentration-dependent increase in cytoprotective effect, but Georgia extract did not show statistical significance for the cytoprotective effect (see FIG. 4).
  • spirulina extract Myanmar, Hawaiian, KI0ST acid
  • survival rates of cells treated at «g / m concentrations were 0%, 10.8%, 7.0%, and
  • spirulina extract (Hawaii acid, KI0ST acid) has a protective effect against apoptosis caused by blue light and excellent cell protective effect due to inhibition of photooxidation, which is useful as a pharmaceutical composition for preventing and treating retinal diseases.
  • the pharmaceutical composition containing the extract of the present invention may further contain one or more active ingredients exhibiting the same or similar functions in addition to the above components.
  • composition of the present invention may further comprise a pharmaceutically acceptable additive, wherein the pharmaceutically acceptable additives include starch, gelatinized starch, microcrystalline cellulose, lactose, povidone, colloidal silicon dioxide, calcium hydrogen phosphate , Lactose, Manni, Peel, Arabian Rubber, Pregelatinized Starch, Corn Starch, Powdered Cellulose, Hydroxypropyl Cellulose, Opadry, Sodium Starch Glycolate, Carnauba Lead, Synthetic Aluminum Silicate, Stearic Acid, Stearic Acid Magnesium, aluminum stearate, calcium stearate, sucrose, dextrose, sorbitol, talc and the like can be used.
  • the pharmaceutically acceptable additive according to the present invention is preferably included 0.1 to 90 parts by weight based on the composition, but is not limited thereto.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be administered in various oral and parenteral dosage forms during actual clinical administration.
  • the commonly used layering agents, extenders, binders, wetting agents, disintegrating agents, surfactants, etc. may be formulated using a diluent or excipient.
  • Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like. Such solid preparations include at least one excipient such as starch, calcium carbonate, sucrose, and the like in the extract of the present invention. It can be prepared by mixing (Sucrose), lactose (Lactose) or gelatin.
  • Oral liquid preparations include suspensions, solutions, emulsions, and syrups, and may include various excipients, such as wetting agents, sweeteners, fragrances, and preservatives, in addition to commonly used simple diluents such as water and liquid paraffin.
  • Formulations for parenteral administration may include sterile aqueous solutions, non-aqueous solvents, suspension emulsions, freeze-dried preparations, suppositories.
  • propylene glycol polypropylene glycol
  • polyethylene glycol vegetable oils such as olive oil
  • injectable esters such as ethyl acrylate
  • wi tepsol macrogol, tween 61, cacao butter, laurin butter, glycerogelatin and the like
  • the pharmaceutical composition of the present invention may be administered orally or parenterally according to a desired method, and may be external or intraperitoneal injection, rectal injection, subcutaneous injection, intravenous injection, intramuscular injection or intrathoracic injection during parenteral administration. It is desirable to choose an injection method.
  • Dosage varies according to the patient's weight, age, sex, hepatic condition, diet administration time, administration method, excretion rate and severity of disease.
  • the dosage of the composition of the present invention varies depending on the patient's weight, age, sex, health status, diet, time of administration, administration method, excretion rate and severity of the disease, the daily dosage of the extract of the present invention
  • the amount is 0.0001 to 100nig / kg, preferably 0.001 to lOmg / kg, and may be administered 1 to 6 times a day.
  • the pharmaceutical composition of the present invention can be used alone or in combination with methods using surgery, radiation therapy, hormone therapy, chemotherapy and biological reaction modulators for the prevention and treatment of retinal diseases.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition for preventing and treating retinal disease, which contains any one selected from the group consisting of allophycocyanin, al-phycoerythrin, and c-phycocyanin as an active ingredient.
  • the allophycocyanin, al-phycoerysrin or cyanphycocyanin has an inhibitory effect on pyridinium bis-retinoids (A2E) oxidized by blue light and inhibits retinal cell death.
  • A2E pyridinium bis-retinoids
  • the retinal diseases include macular degeneration, glaucoma, Usher syndrome, Stargardt di sease, Barth-Bead syndrome, Best's disease, choroidal deficiency, choroid-atrophy, retinal pigmentosa, retinal macular degeneration
  • Leber Congeni tal Amauros is Leber's Heredi tary Optic Neuropathy, BCM (Blue-cone monochromacy), Retinal Separation, Malatt ia Levent inese (ML), Oguchi di sease (Oguchi di sease) And Reefsum disease (Refsum di sease) preferably comprises at least one selected from the group consisting of.
  • the inventors have oxidized by blue light
  • the antioxidant activity of allophycocyanin (APC), al-phycoerythrin (R-PE) and seed-phycocyanin (C-PC) against pyridinium bis-retinoids (A2E)) was measured. It was confirmed that the PC showed statistical significance for the antioxidant activity against A2E, and in particular, it was confirmed that the A2E antioxidant activity in the order of C-PC>R-PE> APC (see FIG. 1).
  • the cell protection of APC, R-PE, and C-PC against retinal apoptosis in ARPE-19 cells with A2E accumulation was measured, and 6.7% and 8.1%, respectively, in the C-PC treated group.
  • APCX25 using the concentration of C-PC selected from FIG. 3A , R-PEC25, and C_PC (6.25, 12.5, 25 and 50 / g / preconditioning mO in ARPE-19 cells, and i, the result then accumulate A2E is irradiated with blue light measured by the cell viability, the process C-PC The group was confirmed to increase cell viability in a concentration-dependent manner, but the group treated with APC and R-PE did not show statistical significance for the cellular protective effect (see FIG. 3b).
  • APC, R-PE, or OPC has a protective effect against apoptosis by blue light and excellent cell protective effect by inhibiting photooxidation, it can be useful as a pharmaceutical composition for preventing and treating retinal diseases.
  • the present invention provides a health functional food for preventing and improving retinal diseases, including spirulina extract as an active ingredient.
  • the spirulina extract has inhibitory activity against pyridinium bis-retinoids (A2E) oxidized by blue light and inhibits retinal cell death.
  • A2E pyridinium bis-retinoids
  • the barrier diseases include macular degeneration, glaucoma, Usher syndrome, Stargardt disease, Barth-Bead syndrome, Best's disease, choroidal defect, choroid-atrophy, retinal pigmentosa, retinal macular degeneration, Leber Congenital Amaurosis (Leber's Hereditary Optic Neuropathy), BCM (Blue-cone monochromacy), Retinal Layer Separation, ML (Malattia Leventinese), Oguchi Disease and Refsum Disease It is preferred to include any one or more selected from the group consisting of.
  • the spirulina extract has a protective effect against apoptosis by blue light and has an excellent effect of protecting the cells by inhibiting photooxidation, and thus may be useful as a health functional food for preventing and improving retinal diseases.
  • the present invention provides a method for treating or preventing retinal disease, comprising administering an effective amount of spirulina extract to an individual suffering from retinal disease or to a normal individual.
  • a spirulina extract for use in a medicament for the prevention and treatment of retinal diseases or for use in health functional foods for the prevention and improvement of retinal diseases.
  • the present invention provides a health functional food for preventing and improving retinal disease, containing any one or two or more selected from the group consisting of allophycocyanin, al-phycoerythrin and C-phycocyanin as an active ingredient. .
  • the allophycocyanin, al-phycocerisrin or c-phycocyanin has an inhibitory effect on pyridinium bis-retinoids (A2E) oxidized by blue light and inhibits "killing" in retinal cells.
  • A2E pyridinium bis-retinoids
  • AP ( :, R-PE, or OPC has a protective effect against apoptosis by blue light and excellent cell protective effect by inhibiting photooxidation.
  • the present invention provides an effective amount of one or two or more selected from the group consisting of allophycocyanin, al-phycoerysrin, and c-phycocyanin to a subject suffering from retinal disease or a normal subject. It provides a method of treating or preventing retinal disease comprising the step of.
  • the present invention will be described in detail by Examples and Experimental Examples.
  • the cultured spirulina was centrifuged at 3,000 rpm for 25 minutes with a multi-tube carrier Refrigerated Centrifuge (Vi si on Scientific CO. Ltd.) and then simply separated with 1.0% NaCl solution. The cells were washed and centrifuged again to obtain cells. It was lyophilized to obtain a sample for phycocyanin extraction. Extraction method was performed by adding 0.1 M phosphate buffer (pH 7.0) to 40 ni of lyophilized sample, vortexing for 15 minutes, centrifugation (3,500 rpm, 5 minutes), and taking the supernatant to extract spirulina. Was prepared.
  • Example 2 Preparation of Allophycocyanin, Al-Picoerythrin, or Seed—Picocyanine Allophycocyanin (A7472), al-phycoerythrin (P6161), and seed-phycocyanin (P2172) Purchased from Sigma-Aldrich, each concentration was 4 nig / rai, 10 nig /, and 1 mg / n.
  • Example 3 Cell Culture Method
  • ARPE-19 Human adult ARPE cells (ARPE-19; catalog no. CRL-2302) used in the experiment and analysis of the present invention were used from the clergy Medical University Institute of Ophthalmology.
  • the ARPE cells contained 10% fetal bovine serum (FBS), 100 ⁇ / i penicillin, and 100 nig / m ⁇
  • FBS fetal bovine serum
  • the cells were cultured in DMEM medium containing streptomycin and used for the experiment, and the incubator conditions were 5% C0 2 and 37 0 C. Cells were used for the experiments by inoculating 6-well plates with 5xl0 4 cell numbers for the experiments.
  • absorbance was measured at 430 nm wavelength (A2E absorption wavelength) using an ELISA microplate reader, blue light was irradiated for 10 minutes at an energy intensity of 2.01 J / cm 2 , and the absorbance was measured in the same manner as described above.
  • the measured absorbance values were converted to concentration using A2E standard curve, and the concentration of oxidized A2E was measured before and after blue light irradiation. Calculated by concentration difference.
  • oxidized A2E was 2.7% and 8.4% less than that of the control, and R-PE (250, 500 g / mf concentration) was 5.3% and 11.1%, respectively. It was found to be low, and from this, APC and R-PE also showed A2E oxidation inhibitory activity, but it was confirmed that it was not larger than C-PC. Therefore, it was confirmed that the A2E oxidation inhibitory ability in the order of OPC> R-PE> APC (Fig. 1).
  • the MTT assay is based on the principle that yellow tetrazolium salt (MTT) reacts with mitochondrial reductase to form purple formazan " crystals " in living cells. The more, the formation of formazan crystals increases, the higher the absorbance is measured.
  • MTT yellow tetrazolium salt
  • the absorbance at 540 nm was measured using an ELISA microplate reader, and the cell survival rate was 0% of the cell group (normal control; A2E) that accumulated A2E but not irradiated with blue light. Indicated. As a result, as shown in FIG. 2, it was confirmed that a significant difference was observed between the cell group (A2E) that accumulated A2E but not irradiated with blue light and the cell group that accumulated A2E but irradiated with blue light (negative control; A2E BL).
  • concentrations that had an effect on cytotoxicity were selected when treated with 0-40 / g / n APC or R-PE, and 0-200 / g / C—PC.
  • the absorbance at 540 nm was measured using an ELISA microplate reader, and A2E was accumulated and the cell viability was expressed as a percentage (%) of the cell group not irradiated with blue light. .
  • the final concentration, KI0ST acid is treated with 62. 5, 125, 250, and 10 g / mi final concentration, Blue light (4.02 J / cm 2 ) was irradiated and incubated for 24 hours. According to the MTT method
  • the reaction was reacted at 37 ° C. for 4 hours. After the reaction, the cells were sufficiently dissolved using DMS0 1 ⁇ , and the absorbance at 540 nm was measured using an ELISA microplate reader, followed by the percentage of cells accumulated in A2E and not irradiated with blue light. Survival rate was shown.
  • the concentrations that had an effect on cytotoxicity were selected when 1 to 1000 / KI0ST acid extract was treated. Specifically, after dispensing 2 x 10 4 ARPE-19 cells per well into a 24-well plate, 62.5, 125, 250, and 500 selected in Figure 5a to the final concentration, respectively, on the first day, fourth day, 7 On the first day

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Abstract

본 발명의 스피루리나(Spirulina maxima) 추출물 및 이의 성분인 알로피코시아닌(Allophycocyanin, APC), 알-피코에리스린(R-phycoerythrin, R-PE), 씨-피코시아닌(C-phycocyanin, C-PC)은 청색광에 의해 산화된 A2E(pyridinium bis-retinoid) 및 세포사멸을 억제하는 효과를 나타내므로, 망막질환 예방 및 치료용 조성물의 유효성분으로서 유용하게 사용될 수 있다.

Description

[명세서]
【발명의 명칭】
스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물
【기술분야】
본 발명은 스피루리나 (5ρ/ ί/// 3 maxima) 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 조성물에 관한 것이다. 【배경기술】
시각 문화의 홍수 속에서 생활 정보의 8~90% 이상을 눈으로 얻고 있는 현대 사회에서는 환경적 영향으로 시력 저하율이 지속적으로 상승하고 있다. 현대인들은 대부분의 시간을 컴퓨터, 스마트폰 등 다양한 디지털 스크린 앞에서 보내고 있는데 문제는 이러한 스마트 기기 화면에 LED가 자주 사용됨으로써 청색광으로 인해 눈 건강이 악화되고 있는 것이다. 청색광은 가시광선 중에서 400~500nm영역의 푸른색을 띄는 빛으로 디지털기기나 스마트 폰에서 나오는 빛을 말한다. 야간에 디지털 기기를 켤 때 하얀색임에도 불구하고 전체적으로 푸르스름한 빛으로 느끼는 이유는 대표적인 청색광이 나오는 예라고 할 수 있다. 이러한 청색광에 오랜시간 노출될 경우 눈의 시신경올 자극하게 되어 피로함과 각종 안질환의 원인이 된다.
청색광은 에너지가 크고 투과력도 높기 때문에 눈에 그대로 들어오게 될 경우 망막에 초점을 불투명하게 맺히게 하여 선명도를 떨어뜨리고 만성적으로 노출되는 경우에는 망막의 노화와 퇴화의 원인이 된다. 청색광이 인체에 미치는 영향으로는 안구 건조 및 눈 피로, 시력감퇴 및 각종 안질환, 시세포 (망막) 노화 촉진, 황반면성 및 멜라토닌 생성억제로 인한 불면증 등이 있다 (Ganka Gakkai Zasshi . 2001 Oct; 105( 10): 687-95; Archives of Ophthalmology 1992; 110 :99-104; Review of Ophthalmology Oct 15 2003; 10( 10) ) . 망막은 안구 벽의 가장 안쪽에 위치하여 안구 속 유리체 (vi treous body)와 접하고 있는 투명하고 얇은 막으로서, 사물의 광학적 정보를 전기적 신호로 변환하여 시각신경을 통해 뇌의 중추 시각영역으로 영상을 전달하는 일차 시각정보기관의 역할을 한다. 망막에는 1억 개가 넘는 빛감지세포 (광수용체세포, l ight-sensi t ive photoreceptor cel l s)와 1백만 개가 넘는 시각신경세포인 신경절세포 (gangl ion cel l s) , 그리고 이들을 연결하는 전선 역할을 하는 수많은 신경세포로 이루어져 있으며, 따라서 우리 몸에서 가장 정교한 조직이다. 색깔과 사물을 구별하고 시력을 나타내는 망막의 중심부분인 황반부 (macula lutea)는 원뿔세포로 구성된 광수용체세포충과 신경절세포층으로 이루어져 있어 망막의 두께가 얇으며, 밝은 빛 상태에서 영상의 전기적 신호가 화학적 신호로 전환되어 신경절세포의 축삭인 시각신경 (opt i c nerve)을 타고 뇌로 전달되고, 황반부 이외의 망막은 주변부를 알아보고 어두울 때 주 역할을 담당한다. 우리 뇌세포 중 약 30%가 망막이 보내는 시각정보를 처리하는데 사용되지만, 노화 또는 외부적인 요인으로 망막에 이상이 발생되면서 서서히 시력과 시야에 문제가 생기는 시각장애와 함께 실명에 이른다. 망막 질환은 망막 주변 조직에 이상이 유발되어 신경망막이 색소 상피세포층으로부터 떨어지면 망막이 안구 후면으로 분리되어 시력 장애를 유발하는 망막박리 (ret inal detachment ) , 망막주변 조직에 이상을 일으키는 주변부 망막 변성 및 황반부에 이상이 생기는 황반변성 (macular degenerat ion)의 세 가지로 크게 분류되는데, 일단 망막이 색소상피층과 분리되면 영상에 대한 광학적 정보를 전달받을 수 없고, 또한 맥락막으로부터의 영양 공급이 이루어지지 못하므로 신경세포가 기능을 못하게 되며 이런 상태를 방치하면 영구적인 망막 위축이 발생하여 실명에 이르게 된다. 실명 (bl indness)의 주된 원인인 시각장애는 망막 질환이 그 원인으로 주로 나이가 들면서 나타나는 질환으로서 유전적 흑은 고도근시, 외상 등의 원인으로 야기될 수 있으며 백내장 다음으로 흔한 안과 질환이다. 실명을 야기하는 3대 안과 질환으로는 당뇨병성 망막증, 황반 변성 및 녹내장이다. 망막질환은 사망에 이르는 치명적인 질환은 아니지만 노인 인구의 증가와 함께 산업화 및 식생활의 변화에 따라 최근 급격하게 증가되고 있으므로, 수술적인 방법 이외에 인위적인 방법으로 합성된 치료제의 형태가 아닌 종래에 우리가 섭취하고 있는 생약재 등의 형태로 공급할 수 있는 망막질환 치료용 조성물이 개발될 필요가 있다고 할 수 있다. 스피루리나 ( ^//""//AS waY/ ra)는 염분과 알카리성이 높은 열대지방ᅳ 예를 들면, 아프리카의 챠드 호수 및 멕시코의 텍스코코 호수에서 번식하는 미세조류의 일종이며, 그 세포 속에는 다량의 클로로필과 피코시아닌이 들어있어서 태양광선을 흡수하여 탄소동화작용을 활발하게 수행하여 자라고 있다. 이러한 색소들이 돌어있어서 청남색을 띠고 있으므로 옛날부터 남조류 (blue-green algae)로 분류했었다.
전자현미경의 발달로 미생물의 세포구조가 자세히 밝혀지면서 녹조류나 갈조류의 구조는 고등 식물의 구조와 다른 점을 발견하였다. 즉 녹 :류의 구조는 고둥식물의 구조와 동일하게 진핵 세포 (eukaryote)구조를 가지고 있는 반면에, 남조류는 세균의 구조와 비슷한 원핵세포 (prokaryote)구조를 가진 것이 밝혀짐에 따라, 1960년대 초부터 일부 미생물학자들이 남조류는 조류보다는 세균에 가까우므로, 세균류에 포함시켜야 한다는 주장이 나오게 되었다. 현재는 이 주장을 받아들여 청 남세 균류 (blue— green bacter ia)로 분류하고 있다. 그러나 산업계에서는 옛날 관행대로 미세조류 (mi cro-algae)라 부르고 있다.
스피루리나는 형상이 스프링처럼 나선 (Spiral )모양을 하고 있는데서 붙여진 이름으로 DNA가 2중 나선형인 점을 고려할 때 그 형태가 원시적이고 식물과 동물의 중간 성질을 가지고 있는 시아노박테리아 (cyanobacter ia)에 속하는 나선형의 세균이다. 스피루리나는 사람이 먹을 수 있는 미생물로 단백질이 55-70%, 지방이 6-9% , 탄수화물이 15-20% 함유되어 있고 다량의 무기질, 비타민, 섬유질 및 색소 성분을 함유하고 있다. 스피루리나는 단백질의 함량이 높을 뿐 아니라 8가지 필수아미노산을 포함하고 있으며 지방성분 중에는 지방산 ( free-fat ty acid) 가 에 달하고 리놀레산 ( l inoleic acid) , γ-리놀렌산 (γ-linolenic acid)등의 지방산이 큰 비증을 차지하고 있다. 스피루리나의 탄수화물 함유량은 적지만 주로 람노스와 글리코겐으로 구성되어 있어 인슐린의 도움없이 흡수되어 당뇨환자의 에너지원으로 이용될 수 있다. 현지인들은 오랫동안 이 미세조류를 채취하여, 식용으로 사용해 왔고 영양학적 연구결과 단백질의 높은 함량과 아미노산올 비롯한 각종 영양소 성분조성이 인체의 건강에 매우 유익한 성분들로 되어있음을 알았다. 상기 스피루리나의 유익한 성분에는 알로피코시아닌 (Allophycocyanin), 알-피코에리스린 (R-phyCoerythrin) 및 씨 -피코시아닌 (C—phycocyanin)이 포함되어 있음이 알려져 있다 (Nanni B. et al., Microbiol Res. 2001; 156(3):259-66; 한글동의보감 http: //donguibogam. co.kr) . 이에, 본 발명자들은 망막질환 예방 및 치료를 위한 조성물을 개발하기 위해 노력한 결과 스피루리나 추출물이 청색광에 의해 산화된 A2E(pyridinium bis-retinoid) 및 세포사멸을 억제하는 효과를 나타냄을 확인함으로써, 상기 스피루리나 추출물 및 이의 성분인 알로피코시아닌 (Allophycocyanin), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin) 및 씨 -피코시아닌 (Ophycocyanin)이 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물로 사용될 수 있음을 밝힘으로써, 본 발명을 완성하였다. 【발명의 상세한 설명】
【기술적 과제】
본 발명의 목적은 스피루리나 (5p/ ////7a maxim) 추출물 및 알로피코시아닌 (allophycocyanin), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin), 또는 씨 -피코시아닌 (C-phycocyanin)을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물, 및 개선용 건강식품을 제공하는 것이다.
【기술적 해결방법】 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
또한, 본 발명은 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는 씨-피코시아닌을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다. 아울러, 본 발명은 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는 씨-피코시아닌을 유효^분으로 함유하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
[유리한 효과】
본 발명의 스피루리나 (5p/ z////?a maxim) 추출물 및 이의 성분인 알로피코시아닌 (Allophycocyanin, APC), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin, R-PE), 씨 -피코시아닌 (C-phycocyanin, C—PC)은 청색광에 의해 산화된 A2E(pyridinium bis-ret inoid) 및 세포사멸을 억제하는 효과를 나타내므로, 망막질환 예방 및 치료용 조성물의 유효성분으로서 유용하게 사용될 수 있다.
【도면의 간단한 설명]
도 1은 알로피코시아닌 (allophycocyanin; APC), 알—피코에리스린 (R-phycoerythrin; R-PE) , 및 씨 -피코시아닌 (C-phycocyanin; C-PC)의 산화된 A2E(pyridinium bis— ret inoid)에 대한 억제효과를 나타낸 그래프이다.
도 2는 A2E가 축적된 ARPE-19세포에서 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌의 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과를 나타낸 그래프이다 (샘플 후처리).
A2E: A2E 축적 후 청색광을 조사하지 않은 세포
A2E BL: A2E 축적 후 청색광을 조사한 세포 (음성 대조군)
APC: 25 ^g wi R-PE: 25 /zg/mi
C-PC: 6.25, 12.5, 25, 50 및 100
Figure imgf000008_0001
도 3a는 ARPE-19 세포에서 알로피코시아닌, 알-피코에리스린, 및 씨-피코시아닌의 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과를 나타낸 그래프이다 (도 3b를 위한 예비실험).
APC: 12.5, 25 및 40
Figure imgf000008_0002
R-PE: 12.5, 25 및 40 μ /Μ
C-PC: 12.5, 25, 50, 100 및 200
Figure imgf000008_0003
도 3b는 ARPE-19 세포에서 알로피코시아닌, 알-피코에리스린, 및 씨-피코시아닌의 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과를 나타낸 그래프이다 (샘플 전처리).
Figure imgf000008_0004
C-PC: 25, 50 및 100 βg/mi
도 4는 A2E가 축적된 ARPE-19 세포에서 세포사멸에 대한 스피루리나 추출물 (미얀마산, 하와이산 및 KI0ST산)의 세포보호 효과를 나타낸 그래프이다 (샘플 후처리).
도 5a는 ARPE— 19 세포에서 세포사멸에 대한 스피루리나 추출물 (미얀마산, 하와이산 및 KI0ST산)의 세포보호 효과를 나타낸 그래프이다 (도 5b를 위한 예비실험).
미안마산: 125, 250, 500, 750 및 1000 βg/mi
하와이산: 250, 500 및 1000
Figure imgf000008_0005
KI0ST산: 250, 500 및 1000 ^g/mi
도 5b는 ARPE-19 세포에서 청색광에 의한 세포사멸에 대한 스피루리나 추출물 (KI0ST산)의 세포보호 효과를 나타낸 그래프이다 (샘플 전처리).
KI0ST산: 62.5, 125, 250 및 500 /zg/mi
【발명의 실시를 위한 최선의 형태】 이하, 본 발명을상세히 설명한다. 본 발명은 스피루리나 ( 5 /n// //7a maxim) 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 스피루리나 추출물은 알로피코시아닌 (al l ophycocyanin ; APC) , 알-피코에리스린 (R-phycoerythr in ; R-PE) , 및 씨 -피코시아닌 (Ophycocyanin ; C-PC)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 스피루리나 추출물은 하기의 단계들을 포함하는 제조방법에 의해 제조되는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다:
1) 스피루리나에 추출용매를 가하여 추출하는 단계 ;
2) 단계 1)의 추출물을 여과하는 단계 ; 및
3) 단계 2)의 여과한 추출물을 감압농축한 후 건조하는 단계 .
상기 방법에 있어서, 단계 1)의 스피루푀나는 재배한 것 또는 시판되는 것 등 제한없이 사용할 수 있다.
상기 추출용매는 물, 알코을 또는 이들꾀 흔합물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 알코올로는 d 내지 C2 저급 알코올을 이용하는 것이 바람직하며, 저급 알코올로는 에탄올 또는 메탄올을 이용하는 것이 바람직하다. 추출방법으로는 감압고온추출, 열탕추출, 환류추출, 열수추출, 넁침추출, 상은추출, 초음파추출, 원심분리추출 또는 증기추출을 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 추출용매를 스피루리나 분량에 1 내지 10배 첨가하여 추출하는 것이 바람직하다. 추출온도는 30 내지 100°C인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 추출시간은 2 내지 48시간인 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 아울러, 추출 회수는 2 내지 5회인 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 방법에 있어서, 단계 3)의 감압농축은 진공감압농축기 또는 진공회전증발기를 이용하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 또한, 건조는 감압건조, 진공건조, 비등건조, 분무건조 또는 동결건조하는 것이 바람직하나 이에 한정하지 않는다. 상기 스피루리나 추출물은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E)에 대한 억제능이 있고 망막 세포사멸을 억제한다.
상기 망막질환은 황반변성, 녹내장, 어셔 증후군, 스타가트병 (Stargardt disease) , 바뎃—비들 증후군, 베스트병, 맥락막 결여, 맥락망막 위축 (gyrate-atrophy), 망막색소변성증, 망막 황반성 퇴화증, 레베르선천성흑내장 (Leber Congenital Amaurosis; Leber's Hereditary Optic Neuropathy) , BCM(Blue-cone monochromacy) , 망막충간 분리, MLQalattia Leventinese) , 오國구치병 .(Oguchi disease) 및 레프섬병 (Refsum disease)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 구체적안 실시예에서, 본 발명자들은 A2E가 축적된 ARPE-19 세포에서 청색광에 의해 망막 세포 사멸에 대한 스피루리나 추출물 (미얀마산, 하와이산, KI0ST산)의 세포 보호능을 측정한 결과, 하와이산 및 KI0ST산 스피루리나 추출물은 농도 의존적으로 세포보호 효과가 증가함을 나타냈으나, 미얀마산 추출물은 세포보호 효과에 대하여 통계적 유의성을 나타내지 않음을 확인하였다 (도 4 참조). 또한, ARPE-19 세포에서 망막 세포 사멸에 대한 도 5a로부터 얻은 선별된 KI0ST산 추출물 농도를 이용하여 A2E 축적 및 광산화 억제에 따른 세포 보호능을 측정한 결과, KI0ST산 스피루리나 추출물을 62.5,
125, 250및 500;«g/m 농도로 처리한 세포의 생존율은 각각 0%, 10.8%, 7.0%,및
11.9%씩 증가함을 확인하였다 (도 5b 참조).
따라서, 스피루리나 추출물 (하와이산, KI0ST산)은 청색광에 와한 세포사멸에 대한 보호효과가 있고 광산화 억제에 따른 세포 보호능의 효과가 뛰어나므로, 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 추출물을 함유하는 약학적 조성물은 상기 성분에 추가로 동일 또는 유사한 기능을 나타내는 유효성분을 1종 이상 함유할 수 있다.
본 발명의 조성물은 먁제학적으로 허용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 이때 약제학적으로 허용 가능한 첨가제로는 전분, 젤라틴화 전분, 미결정셀를로오스, 유당, 포비돈, 콜로이달실리콘디옥사이드, 인산수소칼슘, 락토스, 만니를, 엿, 아라비아고무, 전호화전분, 옥수수전분, 분말셀를로오스, 히드록시프로필셀를로오스, 오파드라이, 전분글리콜산나트륨, 카르나우바 납, 합성규산알루미늄, 스테아린산, 스테아린산마그네슘, 스테아린산알루미늄, 스테아린산칼슘, 백당, 덱스트로스, 소르비톨 및 탈크 등이 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 약제학적으로 허용 가능한 첨가제는 상기 조성물에 대해 0.1 ~ 90 중량부 포함되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 본 발명의 약학적 조성물은 실제 임상 투여 시에 경구 및 비경구의 여러 가지 제형으로 투여될 수 있는데ᅳ 제제화할 경우에는 보통 사용하는 층진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 회석제 또는 부형제를 사용하여 조제될 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제ᅳ 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 본 발명의 추출물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트 (Calcium carbonate) , 수크로스 (Sucrose), 락토오스 (Lactose) 또는 젤라틴 등을 섞어 조제될 수 있다. 또한, 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용돨 수 있다. 경구를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 및 시럽제 등이 해당되는데 흔히 사용되는 단순회석제인 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,동결건조제제,좌제가 포함될 수 있다. 비수성용제, 현탁용제로는 프로필렌글리콜 (Propyleneglycol ) , 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물상 기름, 에틸을레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제로는 위텝솔 (wi tepsol ) , 마크로골, 트원 ( tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세로제라틴 등이 사용될 수 있다. 본 발명의 약학적 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여시 피부 외용 또는 복강 내 주사, 직장 내 주사, 피하주사, 정맥주사, 근육 내 주사 또는 흉부 내 주사 주입방식을 선택하는 것이 바람직하다. 투여량은 환자의 체중, 연령,성별, 간강상태,식이 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다. 본 발명의 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하며, 일일 투여량은 본 발명의 추출물의 양을 기준으로 0.0001 내지 100nig/kg이고, 바람직하게는 0.001 내지 lOmg/kg이며, 하루 1 ~ 6회 투여될 수 있다.
본 발명의 약학적 조성물은 망막질환 예방 및 치료를 위하여 단독으로, 또는 수술, 방사선 치료, 호르몬 치료, 화학 치료 및 생물학적 반웅 조절제를 사용하는 방법들과 병용하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나를 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물을 제공한다.
상기 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는 씨ᅳ피코시아닌은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E)에 대한 억제능이 있고 망막 세포사멸을 억제한다.
상기 망막질환은 황반 변성, 녹내장, 어셔 증후군, 스타가트병 (Stargardt di sease) , 바뎃 -비들 증후군, 베스트병, 맥락막 결여, 맥락망막 위축 (gyrate-atrophy ), 망막색소변성증, 망막 황반성 퇴화증, 레베르선천성혹내장 (Leber Congeni tal Amauros i s ; Leber ' s Heredi tary Opt i c Neuropathy) , BCM(Blue-cone monochromacy) , 망막층간 분리 , ML(Malatt i a Levent inese) , 오구치병 (Oguchi di sease) 및 레프섬병 (Refsum di sease)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 구체적인 실시예에서, 본 발명자들은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E))에 대한 알로피코시아닌 (APC), 알-피코에리스린 (R-PE) 및 씨 -피코시아닌 (C-PC)의 산화억제능을 측정한 결과, C-PC가 A2E에 대한 산화억제능에 대해 통계적 유의성을 나타냄을 확인하였고 특히, C-PC >R-PE > APC순으로 A2E산화억제능을 나타냄을 확인할 수 있었다 (도 1 참조). 또한, A2E가 축적된 ARPE-19 세포에서 망막 세포 사멸에 대한 APC, R-PE 및 C-PC의 세포 보호능을 측정한 결과, C-PC를 처리한 군에서 농도별로 각각 6.7%, 8.1%, 17.8%, 23.9%, 및 27.6%씩 증가하였으나, APC 및 R-PE 처리 군에서는 세포독성이 관찰되지 않음을 확인하였다 (도 2 참조). - 도 3a로부터 선별된 C-PC의 농도를 이용하여 APCX25
Figure imgf000013_0001
, R-PEC25 , 및 C_PC(6.25, 12.5, 25 및 50 /g/mO를 ARPE-19 세포에 전처리하고, A2E를 축적한 후 청색광을 조사하여 세포 생존을을 측정한 결과, C-PC처리군은 농도 의존적으로 세포 생존율을 증가시킴을 확인하였으나, APC 및 R-PE을 처리한 군은 세포 보호효과에 대하여 통계적 유의성을 나타내지 않음을 확인하였다 (도 3b 참조).
따라서, APC, R-PE, 또는 OPC은 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과가 있고 광산화 억제에 따른 세포 보호능의 효과가 뛰어나므로, 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 스피루리나 추출물을 유효성분으로 포함하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
상기 스피루리나 추출물은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E)에 대한 억제능이 있고 망막 세포사멸을 억제한다.
상기 방막질환은 황반 변성, 녹내장, 어셔 증후군, 스타가트병 (Stargardt disease), 바뎃 -비들 증후군, 베스트병, 맥락막 결여, 맥락망막 위축 (gyrate-atrophy), 망막색소변성증, 망막 황반성 퇴화증, 레베르선천성혹내장 (Leber Congenital Amaurosis; Leber's Hereditary Optic Neuropathy) , BCM(Blue-cone monochromacy) , 망막층간 분리 , ML(Malattia Leventinese) , 오구치병 (Oguchi disease) 및 레프섬병 (Refsum disease)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함하는 것이 바람직하다 . 따라서 , 스피루리나 추출물은 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과가 있고 광산화 억제에 따른 세포 보호능의 효과가 뛰어나므로, 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품으로 유용하게 사용될 수 있다. 아을러, 본 발명은 유효한 양의 스피루리나 추출물을 망막질환에 걸린 개체 또는 정상 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 치료 또는 예방방법을 제공한다. '
망막질환 예방 및 치료를 위한 약제에 사용하거나 또는 망막질환 예방 및 개선올 위한 건강기능식품에 사용하기 위한 스피루리나 추출물을 제공한다. 또한, 본 발명은 알로피코시아닌, 알—피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품을 제공한다.
상기 알로피코시아닌, 알-피코쎄리스린 또는 씨-피코시아닌은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E)에 대한 억제능이 있고 망막 세포시 "멸을 억제한다.
따라서, AP (:, R-PE , 또는 OPC은 청색광에 의한 세포사멸에 대한 보호효과가 있고 광산화 억제에 따른 세포 보호능의 효과가 뛰어나므로, 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품으로 유용하게 사용될 수 있다. 아을러, 본 발명은 유효한 양의 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 망막질환에 걸린 개체 또는 정상 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 치료 또는 예방방법을 제공한다.
망막질환 예방 및 치료를 위한 약제에 사용하거나 또는 망막질환 예방 및 개선을 위한 건강기능식품에 사용하기 위한 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 제공한다. 이하, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 상세히 설명한다.
단, 하기의 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>스피투리나 (Spirulina maxima) 추출물의 제조
스피루리나 (Spirulina maxima, 한국해양미세조류은행 등록번호: KMMCC-1057)는 부경대학교 해양바이오신소재학과 한국해양 미세조류은행에서 분양받아사용하였다.
구체적으로, 배양된 스피루리나를 다량 넁장 원심분리기 (Multi-tube carrier Refrigerated Cent r i f uge) ( Vi s i on Scientific CO. Ltd)로 3,000 rpm에서 25분간 원심분리하고 분리된 균체에 1.0% NaCl 용액으로간단하게 세척한 다음 다시 원심분리하여 균체를 얻었고, 얻어진 균체는. 동결건조하여 피코시아닌 추출용 시료로 하였다. 추출방법은 동결건조한 시료 40 ni 에 0.1M 인산염 버퍼 (phosphate buffer(pH 7.0))를 10 ^가한 다음 15분간 볼텍스 (vortex)하고 원심분리 (3,500 rpm, 5 분)한 다음 상층액을 취하여 스피루리나 추출물을 제조하였다. <실시예 2>알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는 씨—피코시아닌의 준비 알로피코시아닌 (A7472), 알-피코에리스린 (P6161), 및 씨 -피코시아닌 (P2172)은 시그마 알드리치 (Sigma-Aldrich)에서 구입하였으며 각각의 농도는 4 nig/rai, 10 nig/ , 및 1 mg/n 였다. <실시예 3>세포배양 방법
본 발명의 실험 및 분석에 사용된 인간 성인 ARPE세포 (ARPE- 19; catalog no. CRL-2302)는 카톨릭 의과대학 시과학 연구소로부터 분양받아 사용하였다. 상기 ARPE 세포는 10% 소태아혈청 (FBS), 100 \/ i 페니실린 , 및 100 nig/m^ 스트랩토마이신 (streptomycin)을 첨가한 DMEM배지에서 배양하여 실험에 사용하였으며, 배양기 조건은 5% C02 , 370C로 하였다. 세포를 실험에 사용시 5xl04개의 세포수로 6 웰 플레이트에 접종하여 실험에 사용하였다. <실시예 4> A2E합성 방법
본 발명의 실험 및 분석에 이용된 A2E(pyr idinium bi s-ret inoid)의 합성 방법은, 에탄을에 녹인 al l-트랜스-레티날과 에탄을 아민 (2 : 1몰비)의 흔합물을 암실 조건에서 아세트산을 첨가하여 2일 동안 반웅시킨 다음, 상기 흔합물을
40oC에서 진공 농축한 후 실리카겔 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 합성하였다. 합성된 A2E는 20 mM의 스톡 농도로 DMS0(Dimethyl Sul foxide)에 녹여 실험시까지 _20oC로 보관하였다.
<실험예 1> 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E))에 대한 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌의 산화억제능 실험 망막 A2E 산화에 대한 알로피코시아닌 (Al lophycocyanin ; APC) , 알-피코에리스린 (R-phycoerythr in; R-PE) 및 씨 -피코시아닌 (C-phycocyanin; C-PC)의 산화 억제능을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다. 구체적으로, A2E( 100 uM 최종농도) 20 ^를 0.01% DMS0가 첨가된 PBS (phosphate buf fered sal ine) 160 에 용해시킨 후 96-웰 플레이트에 각각 씩 첨가한 다음, 상기 플레이트의 용액에 대조군 (control ) 또는 스피루리나 추출물로부터 얻은 각각의 APC , R-PE 및 C-PC의 농도 (각각 250, 500 최종농도)로 희석된 시료를 20/^씩 첨가하였다. ELISA 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 430 nm파장 (A2E흡광 파장)에서 흡광도를 측정한 후, 청색광을 2.01 J/cm2의 에너지 세기로 10분간 조사하고 앞에서와 같은 방법으로 흡광도를 측정하였다. 측정된 흡광도 값은 A2E 표준곡선을 이용하여 농도를 환산하였고, 산화된 A2E의 농도를 청색광 조사 전과 후의 농도차에 의해 계산하였다.
그 결과, 도 1에 나타낸 바와 같이, OPC(250, 500 g/mi 농도)를 처리하였을 때,산화된 A2E는 대조군 (CTL) 100%에 비해 각각 9.1%, 21.2%줄어든 양으로 나타났고, 이로부터 C-PC가 농도 의존적으로 A2E에 대한 산화억제능에 대해 통계적 유의성을 나타냄을 확인할 수 있었다. 반면,
Figure imgf000017_0001
농도)를 처리하였을 때 산화된 A2E가 대조군에 비해 각각 2.7%, 8.4% 적게 나타났고, 또한, R-PE(250, 500 g/mf 농도)를 처리하였을 때 대조군에 비해 각각 5.3%, 11.1% 낮게 나타났으며 , 이로부터 APC 및 R-PE도 A2E 산화억제능을 나타냈으나 C-PC보다는 크게 나타나지 않음을 확인할 수 있었다. 따라서, OPC > R-PE > APC 순으로 A2E산화억제능을 나타냄을 확인할 수 있었다 (도 1).
<실험예 2> A2E 축적된 ARPE-19 세포에서 망막 세포 사멸에 대한 APC, R-PE 및 C-PC의 세포보호능 실험 (샘플 후처리계)
망막 A2E 산화에 대한 알로피코시아닌 (Allophycocyanin; APC), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin; R-PE) 및 씨 -피코시아닌 (Ophycocyanin; C-PC)의 세포 보호능을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다. 구체적으로, 24—웰 풀레이트에 웰 당 ARPE-19세포를 2 X 104개씩 분주한 후 20 /£ A2E를 7일 동안 축적시켰다 (10 uM 최종 농도, 3회 처리). 이 후, 도 1의 결과에 따라서, 3 가지 물질을 각각 APC는 25 ug/mi, R-PE는 25 j g/ , 및 C-PC는 6.25, 12.5, 25, 50, 100 ug/mt 최종 농도로 3일간 2회 처리하고 청색광 (4.02 J/cm2)올 조사한 후, 24시간 동안 배양하였다. 이 후, MTT 분석법을 이용하여 세포의 생존율을 측정하였다. MTT 분석법은 살아있는 세포 내에서 노란색의 테트라졸리움염 (tetrazolhim salt(MTT))가 미토콘드리아의 환원효소와 반웅하여 보라색의 포르마잔 결정 (formazan "crystals)이 형성되는 원리를 이용한 분석법으로, 즉 살아있는 세포가 많을수록 포르마잔 결정의 생성이 증가하여 흡광도가 높게 측정된다.
fflT 분석법에 따라 0.5 mg/ 의 MTT가 포함된 DMEM 배지를 첨가한 후 빛을 차단하고 배양기에서 370C로 4시간 동안 반웅시켰다. 반웅이 끝나면
Ιι 의 DMS0로 세포를 충분히 녹인 다음, ELISA 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 540nm에서의 흡광도를 측정한 후 A2E를 축적하되 청색광을 조사하지 않은 세포군 (정상 대조군; A2E)에 대한 퍼센트 0¾)로 세포의 생존율을 나타냈다. 그 결과, 도 2에 나타낸 바와 같이, A2E를 축적하되 청색광을 조사하지 않은 세포군 (A2E)과 A2E를 축적하되 청색광을 조사한 세포군 (음성 대조군; A2E BL) 사이에는 유의적인 차아가 나타남을 확인하였다. 또한, 3 가지 물질, APC 25 ug/ml, R-PE는 25 μg/ml, OPC는 6.25, 12.5, 25, 50, 및 100 g/ t 농도로 각각 처리한 세포의 생존율이 음성대조군인 A2E의 세포 생존율 (100%)을 기준으로 비교하였을 때 C— PC를 처리한 군에서 농도별로 각각 6.7%, 8.1%, 17.8%, 23.9%, 및 27.6%씩 증가하였다. 반면, APC 처리군 및 R— PE 처리 군에서는 세포독성이 관찰되지 않는 최고농도인 25 /g/ 의 농도에서 세포보호효과가 통계적 유의성을 보이지 않았다 (도 2).
<실험예 3> 망막 세포 사멸에 대한 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌의 A2E축적 및 광산화 억제에 따른 세포 보호능 (샘플 전처리계) 망막 A2E 산화에 대한 알로피코시아닌 (Allophycocyanin; APC), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin; R-PE) 및 씨 -피코시아닌 (Ophycocyanin; C-PC)와 A2E 축적 및 세포 보호능을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
예비실험 (도 3a)에서 0 내지 40 //g/n 의 APC 또는 R-PE, 및 0 내지 200 /g/ 의 C— PC를 처리하였을 때 세포독성에 대해 효과를 나타낸 농도를 선별하였다.
구체적으로, 24-웰 플레이트에 웰 당 A PE-19세포를 2 X 104개씩 분주한 후, 3 가지 물질을 각각 (APC: 25 βg/mlί, R-PE: 25 g/ , OPC: 6.25, 12.5, 25 및 50 ½/i 최종 농도) 1일째, 4일째 및 7일째에 걸쳐 3회 처리하였다. 또한, Α2Ε를 세포에 축적시키기 위해, Α2Ε를 7일 동안 10 uM 최종농도로 2일째,
5일째, 8일째에 걸쳐 3회 처리하여 축적시키고 청색광 (4. 02 J/cm2)을 조사한 후
24시간 동안 배양하였다. 이 후, MTT 분석법을 이용하여 세포의 생존율을 측정하였다. MTT 분석법에 따라 0. 5 nig/ MTT를 포함한 DMEM 배지를 첨가한 후 빛을 차단하고 배양기에서 370C로 4시간 동안 반웅시켰다. 반웅이 끝나면
DMS0를 이용하여 Ιι 로 세포를 충분히 녹인 다음, ELISA 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 540 nm에서의 흡광도를 측정한 후 A2E를 축적하고 청색광을 조사하지 않은 세포군에 대한 퍼센트 (%)로 세포의 생존율을 나타냈다.
그 결과, 도 3b에 나타낸 바와 같이, A2E를 축적한 후 청색광을 조사하지 않은 세포군 (A2E)과 A2E축적 후 청색광을 조사한 세포군 (음성 대조군; A2E BL) 사이에는 유의적인 차이가 나타남을 확인하였다. 또한, C-PC를 12. 5, 25, 및 50 βg/mi 농도로 처리한 세포 생존율은 음성 대조군인 A2E BL의 세포 생존율과 비교하여 각각 26. 9%, 43.4% , 및 44.8%씩 증가하였다. 반면, APC 및 R-PE을 처리한 군에서는 세포독성이 관찰되지 않는 최고 농도인 25 ; «g/m의 농도에서 세포보호효과가 통계적 유의성을 나타내지 않았다 (도 3b) .
<실험예 4> A2E 축적된 ARPE-19 세포에서 망막 세포 사멸에 대한 원산지에 따른 스피루리나추출물의 세포보호능 (샘플후처리계)
망막 A2E 산화에 대한 원신지가 각각 다른 스피루리나 추출물 (미얀마산, 하와이산, KI0ST산)로부터 세포 보호능을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
구체적으로, 24-웰 플레이트에 웰 당 ARPE-19세포를 2 X 104개씩 분주한 후 상기 <실험예 3>과 동일한 방법으로 A2E를 7일 동안 축적시켰다 ( 10 uM 최종농도, 3회 처리) . 이 후 3가지 물질을 각각 미얀마산은 15. 625, 31 . 25 , 62. 5 , 125, 및 250
Figure imgf000019_0001
최종농도, KI0ST산은 62. 5, 125, 250, 및 10 g/mi 최종농도로 처리하고, 청색광 (4.02 J/cm2)을 조사한 후 24시간 동안 배양하였다. MTT 분석법에 따라
0.5 mg/ ΜΊΤ를 포함한 DMEM 배지를 첨가한 후 빛을 차단하고 배양기에서
37°C로 4시간 동안 반웅시켰다. 반웅이 끝나면 DMS0 1 ^를 이용하여 세포를 충분히 녹인 다음, ELISA 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 540 nm에서의 흡광도를 측정한 후 A2E를 축적하고 청색광을 조사하지 않은 세포에 대한 퍼센티지 (%)로 세포의 생존율을 나타냈다.
그 결과, 도 4에 나타낸 바와 같이 , A2E를 축적 후 청색광을 조사하지 않은 세포군 (A2E)과 A2E축적 후 청색광을 조사한 세포군 (음성 대조군; A2E BL) 사이에는 유의적인 차이가 나타남을 확인하였다. 또한, 3가지 물질을 각각 미얀마산은 15.625, 31.25 , 62.5, 125및 250 //g/m^하와이산은 31.25, 62.5 , 125 및 250 /^ , 및 KI0ST산은 62.5, 125 , 250및 500 //g/m 농도로 처리한 세포의 생존율이 음성대조군의 세포 생존율 ( 100%)을 기준으로 계산하였다. 하와이산 스피루리나 추출물을 처리한 군은 농도별로 각각 1.01, 2.0%, 7.9% 및 10.6% 증가하였고, KI0ST산을 처리한 군은 농도별로 각각 3.8%, 8.9% , 8.4% 및 12.4% 증가하였다. 따라서, 하와이산 및 KI0ST산 스피루리나 추출물은 거의 동등한 세포보호 효과를 나타냈다. 반면, 미얀마산 추출물을 처리한 군에서는 모든 농도범위에서 세포보호 효과가 통계적 유의성을 나타내지 않았다 (도 4) .
<실험예 5> ARPE-19세포에서 망막 세포사멸에 대한 KI0ST산스피루리나 추출물의 A2E축적 및 광산화 억제에 따른세포 보호능 (샘플 전처리계)
망막 A2E 산화에 대한 KI0ST산 스피루리나 추출물의 A2E 축적 및 세포 보호능을 측정하기 위하여, 하기와 같은 실험을 수행하였다.
예비실험 (도 5a)에서 1 내지 1000 / 의 KI0ST산 추출물을 처리하였을 때 세포독성에 대해 효과를 나타낸 농도를 선별하였다. 구체적으로, 24-웰 플레이트에 웰 당 ARPE-19 세포를 2 X 104 개씩 분주한 후, 상기 도 5a에서 선별된 62.5, 125 , 250,및 500 를 최종농도로 각각 1일째, 4일째 , 7일째에
3회 처리하였고, 또한 A2E를 세포에 축적시키기 위해 10 uM 최종농도로 7일 동안 2일째, 5일째, 8일째에 3회 처리하여 축적시키고 청색광 (4.02 J/cm2)을 조사한 후, 24시간 동안 배양하였다. MTT 분석법에 따라 0.5 mg/mi MTT를 포함한 DMEM 배지를 첨가한 후 빛을 차단하고 배양기에서 37°C로 4시간 동안 반웅시켰다. 반웅이 끝나면 DMS0 Ιηι로 세포를 충분히 녹인 다음, ELISA 마이크로플레이트 리더기를 이용하여 540 nm에서의 흡광도를 측정한 후 A2E를 축적하고 청색광을 조사하지 않은 세포군에 대한 퍼센트 로 세포의 생존율을 나타내었다.
그 결과, 도 5b에 나타낸 바와 같이 , A2E를 축적 후 청색광을 조사하지 않은 세포군 (A2E)와 A2E축적 후 청색광을 조사한 세포군 (음성 대조군; A2E BL) 사이에는 유의적인 차이가 나타냄을 확인하였고, KI0ST산 스피루리나 추출물을 62.5, 125, 250 및 500 / / 농도로 처리한 세포의 생존율아 A2E BL의 세포 생존율 (100%)을 기준으로 KI0ST산 스피루리나 추출물을 처리한 군에서는 농도별로 각각 0¾, 10.8%, 7.0%, 및 11.9%씩 증가하였다 (도 5b).

Claims

[청구의 범위】
【청구항 11
스^루^나 (Sp u ᅳ na maxima)추출물올 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 2】
제 1항에 있어서, 상기 스피루리나 추출물은 알로피코시아닌 (allophycocyanin; APC), 알-피코에리스린 (R-phycoerythrin; R-PE), 및 씨 -피코시아닌 (C-phycocyanin; C-PC)으로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 3】
제 1항에 있어서, 상기 스피루리나 추출물은 원심분리 추출법, 용매 추출법 또는 초음파 추출법을 이용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 4】
제 1항에 있어서, 상기 스피루리나 추출물은 청색광에 의해 산화된 피리디늄 비스 -레티노이드 (A2E)에 대한 억제능을 갖는 것올 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 5】
제 1항에 있어서, 상기 망막질환은 황반변성, 녹내장, 어셔 증후군, 스타가트병 (Stargardt disease), 바뎃 -비들 증후군, 베스트병, 맥락막 결여, 맥락망막 위축 (gyrate-atrophy ), 망막색소변성증, 망막 황반성 퇴화증, 레베르선천성흑내장 (Leber Congenital Amaurosis; Leber's Hereditary Optic Neuropathy) , BCM( Blue-cone monochromacy) , 망막충간 분리, MUMalattia Levent inese) , 오구치병 (Oguchi di sease) 및 레프섬병 (Refsum di sease)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
[청구항 6】
제 1항에 있어서, 상기 스피루리나 추출물은 망막 세포사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 7】
스피루리나 추출물올 유효성분으로 포함하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품.
【청구항 8】
제 7항에 있어서, 상기 스피루리나 추출물은 원심분리 추출법, 용매 추출법 또는 초음파 추출법을 이용하여 추출하는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 개선용 건강기능식품.
【청구항 9】
유효한 양의 스피루리나 추출물을 망막질환에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 치료방법 .
【청구항 10】
유효한 양의 스피루리나 추출물을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 예방방법 .
【청구항 11】
망막질환 예방 및 치료를 위한 약제에 사용하기 위한 스피루리나 추출물.
【청구항 12]
망막질환 예방 및 개선을 위한 건강기능식품에 사용하기 위한 스피루라나 추출물.
【청구항 13】
알로피코시아닌 (al lophycocyanin; APC) , 알-피코에리스린 (R-phycoerythr in; R-PE) , 및 씨 -피코시아난 (C— phycocyanin; C-PC)으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
[청구항 14】
제 13항에 있어서, 상기 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는. 씨-피코시아닌은 창색광에 의해 산화된 피리디늄 비스-레티노이드. (A2E)에 대한 억제능을 갖는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 15】
제 13항에 있어서, 상기 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 또는 씨-피코시아닌은 망막 세포사멸을 억제하는 것을 특징으로 하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물.
【청구항 16】
알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 개산용 건강기능식품.
【청구항 17]
유효한 양의 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 망막질환에 걸린 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 치료방법
【청구항 18】
유효한 양의 알로피코시아닌, 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌으로 구성된 군으로부터 선택되는 어느 하나 또는 두개 이상을 개체에 투여하는 단계를 포함하는 망막질환 예방방법.
【청구항 19]
망막질환 예방 및 치료를 위한 약제에 사용하기 위한 알로피코시아닌. 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌 .
【청구항 20】
망막질환 예방 및 개선올 위한 건강기능식품에 사용하기 위한 알로피코시아닌 , 알-피코에리스린 및 씨-피코시아닌 .
PCT/KR2015/005952 2014-06-13 2015-06-12 스피루리나 추출물을 유효성분으로 함유하는 망막질환 예방 및 치료용 약학적 조성물 Ceased WO2015190875A1 (ko)

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