KR101640284B1 - 메트포민과 퀘르세틴을 유효성분으로 함유하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 메트포민(metformin) 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여시 TNF-α의 발현이 감소하여 염증 반응이 개선되고, 염증성 장질환(IBD)의 주요 증상인 몸무게 감소 증상이 개선되어 염증성 장 질환 치료에 효과적으로 사용될 수 있고, 염증성 사이토카인의 양을 하향 조절하고, Fox3+ Treg의 발현 증가, Th1 세포의 발현 감소, Th2 세포의 발현 증가의 기전으로 이식편대숙주병(GVHD)의 치료에도 효과적으로 사용될 수 있으며, IgG의 생성을 조절하여 루프스(Lupus)의 치료에도 효과적으로 사용될 수 있어 본 발명에 따른 조성물은 다양한 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물로 활용 가능하다.

Description

메트포민과 퀘르세틴을 유효성분으로 함유하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물{Composition for preventing or treating immune disease comprising metformin and quercetin as active ingredients}

본 발명은 면역반응의 이상으로 유발되는 면역질환을 예방 또는 치료하는데 사용되는 메트포민과 퀘르세틴을 유효성분으로 함유하는 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

전 세계적으로 면역과민반응으로 인한 질환이 증가하고 있지만, 이러한 질환들의 발생에 대한 근본적인 원인 규명이 충분히 이루어지지 않은 상태이다. 현재 과도한 면역반응에 의한 질환의 치료방법으로는 면역억제제를 단독 또는 병용 투여함으로써 상기 질환에 의해 야기되는 각종 증상을 완화 내지 감소시키는 것이다.

면역억제제란 항원의 작용에 대하여 숙주가 항체를 만드는 능력(체액성 면역반응) 또는 세포성 면역반응을 일으키는 능력을 저하시키거나 차단하기 위해 사용되는 다양한 물질들을 말한다. 이러한 면역억제제는 장기이식분야 뿐만 아니라 루푸스, 류마티스 관절염 등과 같은 자가면역질환과, 아토피, 알러지 등의 피부과민 반응에도 유용하게 사용될 수 있다. 우수한 면역억제제는 면역반응의 불균형을 조절할 수 있어야 하고, 인체에 대한 안전성이 확보되어야 하며, 장기간 치료시에 질환의 재발 발생 빈도가 낮아야 한다.

현재 사용되고 있는 면역억제제로는 사이클로스포린 A와 FK506 등이 있는데, 이들은 복잡한 화학구조를 가진 천연물 유래의 화합물로서 원료 수급의 측면에서 고비용으로 인해 비경제적이고 장기투여로 인해 각종 부작용이 야기될 수 있다는 위험성을 내포하고 있다. 따라서 낮은 독성, 면역관용 유도와 함께 경제적인 생산이 가능한 새로운 면역억제제의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

한편, 각종 병원체에 대한 생체 방어 시스템으로 면역계에서 중심적 역할을 담당하는 세포군의 하나로 T 세포가 있다. T 세포는 인체의 흉선에서 생성되며 일련의 분화 과정을 거치면서 고유의 특성을 지닌 T 세포로 분화하게 되는데, 분화를 완료한 T 세포는 그 기능에 따라 크게 1형 보조 세포(Th1)와 2형 보조 세포(Th2)로 구분된다. 이 중에서 Th1 세포의 주된 기능은 세포 매개성 면역에 관여하고, Th2 세포는 체액성 면역에 관여하며, 면역계에서 이러한 두 세포 집단은 서로 과 활성화되지 않도록 서로 견제를 통해 면역계의 균형을 유지하고 있다.

따라서 면역질환의 대부분은 이러한 두 면역 세포간의 불균형에 기인하는 것으로 볼 수 있는데, 예를 들어 Th1 세포의 활성이 비정상적으로 증가하는 경우 자가면역질환이 발생할 수 있고, Th2 세포의 활성이 비정상적으로 증가하는 경우 과민반응에 의한 면역질환이 발생하는 것으로 알려져 있다.

한편, Th1 세포의 분화에 대한 최근 연구 결과에 따르면, Th1 세포의 활성을 조절할 수 있는 새로운 그룹인 면역조절 T 세포(Treg)의 존재가 알려지면서 이를 이용한 면역질환의 치료에 대한 연구가 대두되고 있는데, Treg 세포는 비정상적으로 활성화된 면역세포의 기능을 억제하여 염증 반응을 제어하는 특성이 있어, Treg 세포의 활성을 증가시키는 작용을 통해 면역질환을 치료하는 실험들이 많이 보고되고 있다.

또한, Treg 세포 이 외에 분화 과정에서 만들어지는 또 다른 그룹으로 Th17 세포가 있는데, Th17 세포는 미분화 T세포의 분화 과정에서 Treg 세포의 분화와 유사한 과정을 거치며 형성되는 것으로 알려져 있다. 즉, Treg 세포와 Th17 세포의 분화는 공통적으로 TGF-β의 존재 하에서 이루어지지만 Treg 세포의 경우 IL-6을 필요로 하지 않는 반면, Th17 세포의 경우에는 TGF-β와 함께 IL-6가 존재하는 상황에서 분화를 한다. 또한, 분화된 Th17 세포는 IL-17을 분비하는 것을 특징으로 한다.

Th17 세포는 Treg 세포와는 달리 면역질환에서 보이는 염증반응의 최전방에서 관여하여 염증 반응의 신호를 최대화시켜 질병의 진행을 가속화시키는 것이 밝혀지고 있다. 그러므로 자가면역질환 중 Treg 세포에 의해 제어되지 않는 자가면역질환의 경우, Th17 세포 활성의 억제를 표적으로 한 자가면역질환의 치료제 개발이 크게 부각되고 있다.

현재 사용되고 있는 면역질환치료제로는 T 세포에서의 신호변환 경로를 차단하는 면역 억제제가 가장 많이 사용되고 있는데, 이러한 면역억제제들은 독성, 감염, 임파종, 당뇨병, 진전(tremor), 두통, 설사, 고혈압, 오심, 신기능 장애 등의 부작용이 발생하는 문제점이 있다.

또한, T 세포의 활성화를 억제하는 방법을 통해 면역질환을 치료하는 방법 이외에도 면역 세포로부터 분비되는 사이토카인의 양을 조절하는 치료법 및 면역 세포로부터 분비되는 사이토카인을 표적으로 하는 항체를 이용한 치료법이 개발 중에 있다. 그러나 이러한 방법은 실제적으로 임상실험을 거쳐 환자들에게 적용하기까지 많은 시간이 소요되어야 하고, 항체를 이용하는 방법은 항체 제작 과정에서 너무 많은 비용이 든다는 문제점이 있다.

따라서 부작용이 없고 저렴하면서도 치료 효과가 우수한 새로운 면역질환 치료제 및 치료방법의 개발이 시급하며, 관련 선행문헌으로서 한국공개특허 제2011-0052990호에 메트포민에 제2형 당뇨병을 억제할 수 있다는 내용이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 면역질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용과 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여에 의한 효과 증진에 관한 내용은 개시되어 있지 않다.

한국공개특허 제2012-0017465호 한국공개특허 제1995-7002117호

따라서 본 발명의 목적은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 면역질환은 염증성 장 질환일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 TNF-α의 발현을 억제 또는 감소시키는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서 상기 염증성 장질환은 크론병, 베체트병에 수반되는 장 병변, 궤양성 대장염, 출혈성 직장 궤양 및 회장 낭염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 면역질환은 이식편대숙주병(graft-versus-host disease)일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 염증성 사이토카인의 양을 하향 조절하는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 Fox3+ Treg의 발현을 증가시키거나, Th1 세포의 발현을 감소시거나, Th2 세포의 발현을 증가시키는 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 면역질환은 루푸스(lupus)인 것일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 조성물은 IgG의 발현양을 조절하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여하면 TNF-α의 발현이 감소하여 염증 반응이 개선되고, 염증성 장질환(IBD)의 주요 증상인 몸무게 감소 증상이 개선되어 염증성 장 질환 치료에 효과적으로 사용될 수 있고, 염증성 사이토카인의 양을 하향 조절하고, Fox3+ Treg의 발현 증가, Th1 세포의 발현 감소, Th2 세포의 발현 증가의 기전으로 이식편대숙주병(GVHD)의 치료에도 효과적으로 사용될 수 있으며, IgG의 발현양을 조절하여 루프스(Lupus)의 치료에도 효과적으로 사용될 수 있어 다양한 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물로 활용 가능할 것이다.

도 1은 염증성 장질환 유도 동물 모델군(IBD 마우스 모델군)에 메트포민을 단독 투여하거나 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 실험동물의 무게 변화를 관찰한 결과이다.
도 2는 염증성 장질환 유도 동물 모델군(IBD 마우스 모델군)의 비장(spleen) 으로부터 분리된 세포를 LPS로 자극한 후 메트포민을 단독 투여하거나 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 TNF-α의 발현 변화를 관찰한 결과이다.
도 3은 정상 마우스의 비장(spleen) 및 장간막 림프절(mesenteric lymph node)로부터 분리된 세포를 LPS로 자극한 후 메트포민을 단독 투여하거나 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 IgG₁의 발현 변화를 관찰한 결과이다.
도 4는 메트포민 단독 처리 또는 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한 군을 대상으로 이식거부질환 질병 T 세포 증식 반응과 IL-17의 발현 양상을 ELISA로 측정한 결과이다.
도 5는 메트포민 단독 처리 또는 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한 군을 대상으로 조절 T 세포와 IL-4, IFN-γ의 발현 양상을 유세포 분석기로 측정한 결과이다.

본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.

본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염과 퀘르세틴(quercetin)을 병용 투여하였을 때 염증성 장 질환 유도 동물 모델의 몸무게 개선하고, 염증성 장 질환 유도 동물 모델 유래의 세포를 LPS로 자극하여 발현이 증가되는 TNF-α의 발현을 감소시켜, 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여가 염증성 장 질환(IBD)에 효과가 있음을 최초로 규명하였다.

또한, 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염과 퀘르세틴(quercetin)을 병용 투여하였을 때 염증성 사이토카인인 IL-17의 양을 하향 조절하고, Fox3+ Treg의 발현을 증가시키며, 병인 세포인 Th1 세포의 발현을 감소시키고, Th2 세포의 발현을 증가시킴으로써, 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여가 이식편대숙주병의 예방 또는 치료용 조성물로 활용할 수 있음을 최초로 규명하였다.

마지막으로 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염과 퀘르세틴(quercetin)을 병용 투여하였을 때 IgG 발현양을 조절하는 효과를 발휘하여 루프스의 예방 또는 치료용 조성물로 활용할 수 있음을 최초로 규명하였다.

따라서, 본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용가능한 염과 퀘르세틴(quercetin)은 다양한 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물로 활용할 수 있을 것이다.

본 발명자들은 면역 질환을 예방 또는 치료할 수 있는 새로운 화합물을 연구하던 중, 본 발명의 메트포민(metformin) 화합물에 주목하였는데 메트포민은 당뇨병 치료효과가 있다고 알려진 바 있다. 또한, 한국공개특허 제2009-0005513호에 메트포민 말론산염에 항당뇨활성이 있다는 것이 개시되어 있으나 메트포민을 면역 질환의 예방 및 치료에 사용한다는 내용에 대해서는 전혀 언급된 바가 없다.

한편, 퀘르세틴은 분자식 C₁₅H₁₀O₇2H₂O을 갖는 식물에 널리 포함되는 플라보노이드의 일종으로, 사과 껍질 및 양파 껍질에 다량 함유되어 있으며 강력한 항산화제, 항히스타민제, 항염제로 알려져 있다. 현재까지 퀘르세틴은 전립선암을 예방한다는 연구가 있으나 면역 질환에 대한 효과에 대해 연구된 바는 없다.

이에 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물과 퀘르세틴(qeurcetin)을 병용 투여하면 면역 질환의 치료에 유효한지를 조사하였는데, 본 발명의 일실시예에 따르면, 염증성 장 질환 유도 동물 모델군의 증상인 급격한 몸무게 감소 현상이 메트포민 단독 투여에 의해 유의하게 개선되었으며, 퀘르세틴과 병용 투여시 현저히 개선되는 것으로 관찰되었다(도 1).

또한, 본 발명자들은 메트포민(metformin) 화합물과 퀘르세틴(qeurcetin)을 병용 투여하면 LPS로 자극된 세포의 증가된 TNF-α의 발현이 효과적으로 감소되는 것이 관찰되었다(도 2).

따라서 본 발명자들은 상기 결과를 통해 메트포민 화합물과 퀘르세틴을 병용 투여하여 염증성 장 질환을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

한편, 본 발명자들은 자가항체를 발현하는 B 세포에 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여하면 IgG의 발현양을 조절하는 효과를 발휘하는바, B 세포의 과도한 자가항체 발현이 병인으로 작용하는 루푸스를 효과적으로 억제할 수 있다는 사실도 알 수 있었다(도 3).

또한, 본 발명자들은 이식거부반응에서 메트포민과 퀘르세틴 병용 처리에 의한 이반응(alloresponse) 조절 효과에 대해서도 실험해 보았는데, 그 결과 메트포민과 퀘르세틴의 병용 처리에 의해 염증성 사이토카인인 IL-17이 현저히 감소하고, Foxp3+ Treg 및 Th2 세포를 증가시키며, 병인세포인 Th1 세포는 감소시키는 것을 확인하였다(도 4 및 도 5).

따라서 본 발명자들은 상기 결과를 통해 메트포민 화합물과 퀘르세틴을 병용 투여하여 이식편대숙주병을 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

그러므로 본 발명은 메트포민 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 면역 질환의 예방 또는 치료용 조성물을 제공할 수 있다.

본 발명에서 상기 메트포민(metformin) 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.

<화학식 1>

또한, 본 발명에 따른 화학식1로 표시되는 화합물은 염, 바람직하게는 약학적으로 허용 가능한 염의 형태로 사용될 수 있다. 상기 염으로는 약학적으로 허용 가능한 유리산(free acid)에 의하여 형성된 산 부가염이 바람직하며, 상기 유리산으로는 유기산과 무기산을 사용할 수 있다. 상기 유기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 구연산, 초산, 젖산, 주석산, 말레인산, 푸마르산, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 트리플로오로아세트산, 벤조산, 글루콘산, 메타술폰산, 글리콜산, 숙신산, 4-톨루엔술폰산, 글루탐산 및 아스파르트산을 포함한다. 또한 상기 무기산은 이에 제한되는 것은 아니나, 염산, 브롬산, 황산 및 인산을 포함한다.

본 발명에 따른 화합물은 천연으로부터 분리되거나 당업계에 공지된 화학적 합성법으로 제조된 것을 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 면역질환은 포유류 면역계의 구성성분들이 포유류의 병리상태를 야기하거나, 매개하거나 또는 기타 공헌하는 질환을 의미한다. 또한, 면역 반응의 자극 또는 중단이 그 질병의 진행에 보상적인 효과를 갖는 질환을 모두 포함할 수 있는데, 본 발명에서는 과민성 면역반응으로 인해 야기되는 질환들을 포함할 수 있다. 이러한 면역질환의 예로는 이에 제한되지는 않으나, 루프스를 포함하는 자가면역질환; 염증성 장 질환을 포함하는 염증성질환; 및 이식편대숙주병을 포함하는 세포, 조직 또는 기관의 이식거부(transplantation rejection)질환 등을 모두 포함할 수 있다.

모든 정상 개체에 있어서 가장 중요한 특성 중의 하나는 자기(self)를 구성하고 있는 항원물질에 대해서는 해롭게 반응하지 않는 반면, 비자기(non-self) 항원들에 대해서는 이를 인식하고 반응하여 제거할 수 있는 능력을 가지고 있다. 이처럼 자기항원에 대한 생체의 무반응을 면역학적 무반응성(immunologic unresponsiveness) 또는 관용(tolerance)이라고 한다.

그러나 이러한 자기관용을 유도하거나 계속 유지하는데 있어서 문제가 생기게 되면 자기항원에 대하여 면역반응이 일어나게 되고, 이로 인하여 자신의 조직을 공격하는 현상이 발생하는데 이러한 과정에 의해 발생되는 질환을 자가면역질환이라고 한다.

또한, 염증성 질환이란 염증유발인자 또는 방사선조사 등 유해한 자극으로 인해 인체 면역체계를 과도하게 항진시켜 대식세포와 같은 면역세포에서 분비되는 TNF-α(tumor necrosis factor-α), IL-1(interleukin-1), IL-6, 프로스타글란딘(prostagladin), 루코트리엔(luecotriene) 또는 산화질소(nitric oxide, NO)와 같은 염증유발물질(염증성 사이토카인)에 의해 유발되는 질환을 말한다.

한편, 성공적인 장기 이식을 위해서는 이식할 세포 및 장기에 대한 수혜자의 면역 거부반응을 극복해야 한다. 이식면역거부반응의 주요 매개체는 T 세포로서, 이식편(graft)에 발현되어져 있는 주조직적합성분자(major histocompatibility complex, MHC)를 T 세포 수용체(T cell receptor)가 인지함으로써 면역반응이 유도되어 이식거부반응이 발생되게 된다. 따라서 이러한 이식면역거부반응을 감소시키기 위해 면역억제제들이 사용되고 있는데 이러한 면역억제제들의 공통된 목적은 이식편에 대한 T 세포-매개 면역반응을 억제하는 것이며, 최근에는 조절 T 세포를 이용하여 면역반응을 억제함으로써 이식거부질환을 치료하려는 방법이 시도되고 있다.

또한, 본 발명에서 상기 면역질환의 종류로는 이에 제한되지는 않으나, 베체트병, 다발성 근육염/피부 근육염, 자가면역 혈구감소증, 자가면역 심근염, 아토피피부염, 천식, 일차성간경변, 피부근염, 굿파이처 증후군, 자가면역 뇌수막염, 쇼그렌 증후군, 전신 홍반성 루프스, 애디슨병, 원형 탈모증, 강직성 척수염, 자가면역성 간염, 자가면역성 이하선염, 크론병, 인슐린 의존성 당뇨병, 이영양성 수포성 표피박리증, 부고환염, 사구체 신염, 그레이브스병, 길랑바레 증후군, 하시모토병, 용혈성 빈혈, 다발성 경화증, 중증 근무력증, 심상천포창, 건선, 류마티스열, 류마티스 관절염, 유육종증, 피부 경화증, 척추관절증, 갑상선염, 혈관염, 백반증, 점액수종, 악성빈혈, 궤양성 대장염 등을 포함할 수 있다.

그러므로 본 발명에 따른 상기 조성물은 면역질환을 예방 또는 치료할 수 있는 약학적 조성물로 사용될 수 있다.

상기 치료란, 달리 언급되지 않는 한, 상기 용어가 적용되는 질환 또는 질병, 또는 상기 질환 또는 질병의 하나 이상의 증상을 역전시키거나, 완화시키거나, 그 진행을 억제하거나, 또는 예방하는 것을 의미하며, 본원에서 사용된 상기 치료란 용어는치료하는이 상기와 같이 정의될 때 치료하는 행위를 말한다. 따라서 포유동물에 있어서 면역질환의 치료또는 치료요법은 하기의 하나 이상을 포함할 수 있다:

(1) 면역질환의 성장을 저해함, 즉, 그 발달을 저지시킴,

(2) 면역질환의 확산을 예방함, 즉, 전이를 예방함,

(3) 면역질환을 경감시킴.

(4) 면역질환의 재발을 예방함, 및

(5) 면역질환의 증상을 완화함(palliating)

본 발명에 따른 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물은 약학적으로 유효한 양의 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 그의 염을 단독으로 포함하거나 하나 이상의 약학적으로 허용되는 담체, 부형제 또는 희석제를 포함할 수 있다. 상기에서 약학적으로 유효한 양이란 면역질환의 증상을 예방, 개선 및 치료하기에 충분한 양을 말한다.

본 발명에 따른 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염 및 퀘르세틴(quercetin)의 약학적으로 유효한 양은 각각 0.5 ~ 100 mg/day/체중kg, 바람직하게는 0.5 ~ 5 mg/day/체중kg이다. 그러나 상기 약학적으로 유효한 양은 면역질환 증상의 정도, 환자의 연령, 체중, 건강상태, 성별, 투여 경로 및 치료기간 등에 따라 적절히 변화될 수 있다.

또한, 상기에서 “약학적으로 허용되는”이란 생리학적으로 허용되고 인간에게 투여될 때, 통상적으로 위장 장애, 현기증과 같은 알레르기 반응 또는 이와 유사한 반응을 일으키지 않는 조성물을 말한다. 상기 담체, 부형제 및 희석제의 예로는, 락토즈, 덱스트로즈, 수크로즈, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 에리스리톨, 말티톨, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘 포스페이트, 칼슘 실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 폴리비닐피롤리돈, 물, 메틸하이드록시벤조에이트, 프로필하이드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유를 들 수 있다. 또한, 충진제, 항응집제, 윤활제, 습윤제, 향료, 유화제 및 방부제 등을 추가로 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 조성물은 포유동물에 투여된 후 활성 성분의 신속, 지속 또는 지연된 방출을 제공할 수 있도록 당업계에 공지된 방법을 사용하여 제형화될 수 있다. 제형은 분말, 과립, 정제, 에멀젼, 시럽, 에어로졸, 연질 또는 경질 젤라틴 캅셀, 멸균 주사용액, 멸균 분말의 형태일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물은 경구, 경피, 피하, 정맥 또는 근육을 포함한 여러 경로를 통해 투여될 수 있으며, 활성 성분의 투여량은 투여 경로, 환자의 연령, 성별, 체중 및 환자의 중증도 등의 여러 인자에 따라 적절히 선택될 수 있고, 본 발명에 따른 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물은 면역질환의 증상을 예방, 개선 또는 치료하는 효과를 가지는 공지의 화합물과 병행하여 투여할 수 있다.

따라서 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염과 퀘르세틴을 유효성분으로 함유하는 조성물을 포함하는 면역질환의 예방 또는 치료용 약제를 제공할 수 있으며, 나아가 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염과 퀘르세틴을 유효성분으로 포함하는 면역억제용 조성물을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 미분화 T 세포에 본 발명의 화학식1로 표시되는 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염과 퀘르세틴을 처리하는 단계를 포함하는 시험관(in vitro)내에서 Foxp3를 발현하는 Treg세포의 분화 및 증식을 촉진시키는 방법을 제공할 수 있다.

나아가 본 발명에 따른 면역질환의 예방 또는 치료용 조성물은 면역 조절 T 세포(Treg)의 활성 또는 증폭 효과가 우수하고, 염증성 사이토카인을 생성하는 병원성 세포인 Th1 세포 분화를 억제하는 효과가 우수할 뿐만 아니라, 약물에 대한 독성 및 부작용도 없어 장기간 복용 시에도 안심하고 사용할 수 있으며, 체내에 대해 안정한 특징이 있다.

따라서 본 발명은 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 염과 퀘르세틴을 유효성분으로 함유하는 면역질환의 증상을 개선 또는 예방할 수 있는 식품용 조성물을 제공할 수 있으며, 본 발명에 따른 상기 식품용 조성물은 면역질환 증상의 개선 또는 예방에 효과가 있는 식품, 예컨대, 식품의 주원료, 부원료, 식품 첨가제, 기능성 식품 또는 음료로 용이하게 활용할 수 있다.

본원발명에서 상기 식품이란, 영양소를 한 가지 또는 그 이상 함유하고 있는 천연물 또는 가공품을 의미하며, 바람직하게는 어느 정도의 가공 공정을 거쳐 직접 먹을 수 있는 상태가 된 것을 의미하며, 통상적인 의미로서, 식품, 식품 첨가제, 기능성 식품 및 음료를 모두 포함하는 것을 말한다.

본원발명에 따른 상기 식품용 조성물을 첨가할 수 있는 식품으로는 예를 들어, 각종 식품류, 음료, 껌, 차, 비타민 복합제, 기능성 식품 등이 있다. 추가로, 본원발명에서 식품에는 특수영양식품(예, 조제유류, 영,유아식 등), 식육가공품, 어육제품, 두부류, 묵류, 면류(예, 라면류, 국수류 등), 빵류, 건강보조식품, 조미식품(예, 간장, 된장, 고추장, 혼합장 등), 소스류, 과자류(예, 스넥류), 캔디류, 쵸코렛류, 껌류, 아이스크림류, 유가공품(예, 발효유, 치즈 등), 기타 가공식품, 김치, 절임식품(각종 김치류, 장아찌 등), 음료(예, 과실 음료, 채소류 음료, 두유류, 발효음료류 등), 천연조미료(예, 라면 스프 등)을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 상기 식품, 음료 또는 식품첨가제는 통상의 제조방법으로 제조될 수 있다.

또한, 상기 기능성 식품이란 식품에 물리적, 생화학적, 생물공학적 수법 등을 이용하여 해당 식품의 기능을 특정 목적에 작용, 발현하도록 부가가치를 부여한 식품군이나 식품 조성이 갖는 생체방어리듬조절, 질병방지와 회복 등에 관한 체내조절기능을 생체에 대하여 충분히 발현하도록 설계하여 가공한 식품을 의미하며, 구체적으로는 건강 기능성 식품일 수 있다. 상기 기능성 식품에는 식품학적으로 허용 가능한 식품 보조 첨가제를 포함할 수 있으며, 기능성 식품의 제조에 통상적으로 사용되는 적절한 담체, 부형제 및 희석제를 더욱 포함할 수 있다.

또한, 본원발명에서 상기음료란 갈증을 해소하거나 맛을 즐기기 위하여 마시는 것의 총칭을 의미하며 기능성 음료를 포함한다. 상기 음료는 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 면역질환 증상의 개선 또는 예방용 조성물을 포함하는 것 외에 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다.

나아가 상기 기술한 것 이외에 본원발명의 면역질환 증상의 개선 또는 예방을 위한 식품용 조성물을 함유하는 식품은 여러 가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연 풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 충진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있으며, 상기 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.

본원발명의 식품용 조성물을 함유하는 식품에 있어서, 상기 본 발명에 따른 조성물의 양은 전체 식품 중량의 0.001중량% 내지 90중량%로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량% 내지 40중량%로 포함할 수 있고, 음료의 경우, 100ml를 기준으로 0.001g 내지 2g, 바람직하게는 0.01g 내지 0.1g의 비율로 포함할 수 있으나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 건강 조절을 목적으로 하는 장기간 섭취의 경우에는 상기 범위 이하일 수 있으며, 유효성분은 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 상기 범위 이상의 양으로 사용될 수 있으므로 상기 범위에 한정되는 것은 아니다.

이하 본 발명을 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명한다. 이들 실시예는 단지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 국한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

< 실시예 1>

염증성 장 질환 동물 모델 제작

본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin) 단독투여에 비하여 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여가 염증성 장 질환에 더 나은 치료효과를 나타내는지 확인하기 위하여, 먼저 염증성 장 질환 유도 동물모델(IBD 마우스 모델)을 제작하였다. 시험동물은 C57BL/6(H-2kb) 마우스를 사용하였으며, 염증성 장질환 유도 동물모델을 제조하기 위해, 마우스에 2.5% 덱스트란 설페이트 소듐(dextran sulfate sodium, DSS) 물을 1주일간 음용하게 하여 염증성 장 질환 유도 동물 모델을 제작하였다.

< 실시예 2>

메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 염증성 장 질환 동물 모델의 무게 관찰

본 발명자들은 메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 염증성 장질환의 치료효과를 관찰하기 위하여, 염증성 장 질환 유도 동물 모델인 IBD 마우스 모델을 별도의 투여 조치를 하지 않은 대조군, 메트포민의 단독 투여군, 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여군의 세 그룹으로 나누고, 질환 유도 3일 후부터 대조군에는 PBS만을, 메트포민 단독 투여군은 메트포민 1mg을, 그리고 메트포민과 퀘르세틴 병용 투여군은 메트포민 1mg과 퀘르세틴 5μM을 하루에 한 번씩 경구 투여하였다.

이후 매일 세 그룹의 동물 모델에 대해 무게를 측정해 본 결과, 대조군의 무게는 투여 5일 이후 급격히 감소하는 것으로 나타났고, 메트포민 단독 투여군의 무게는 대조군에 비하여 적게 감소하는 경향을 나타내었으며, 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여군은 무게 감소가 거의 관찰되지 않는 것으로 나타나 본 발명의 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여는 염증성 장 질환의 예방 및 치료에 효과가 있음을 알 수 있었다(도 1 참조).

< 실시예 3>

메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 염증성 장 질환 동물 모델 유래 세포 배양액 내 염증성 사이토카인 억제 효과 관찰

본 발명자들은 마지막으로 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 사이토카인 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 <실시예 3>에서 사용된 비장 세포를 LPS로 자극하되 이 경우 메트포민 10mM을 단독 처리하거나 퀘르세틴과 병행 처리하였을 때 TNF-α의 발현양을 비교해 보았다.

그 결과, LPS에 의해 유도된 TNF-α 발현이 메트포민을 처리하면 약 70% 가량 감소하고, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리하면 약 90% 까지 감소되는 것을 관찰하였다(도 2 참조).

상기 실시예 2, 3의 결과로 볼 때 본 발명의 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여는 염증성 장 질환의 치료 효과가 있음을 확인할 수 있었다.

< 실시예 4>

메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 B 세포의 IgG ₁ 발현 억제 효과 관찰

IgG₁은 옵소닌(opsonin)의 하나로 혈청 속에 존재하며 식세포가 세균 등의 이물질을 탐식할 때 식세포의 부착을 용이하게 하는 식균작용의 보조물질이다. 따라서 염증 반응이 활발한 경우 IgG₁의 발현양도 증가하게 되는데, 자가 항체를 발현하는 B 세포에 의해 과도하게 발현된 IgG는 루푸스 질환의 병인물질로 작용하게 된다. 따라서, 이들 IgG와 같은 단백질의 발현을 억제하는 기전은 루푸스 치료의 주요 타겟이라 할 수 있다.

본 발명자들은 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여가 병인 B 세포의 IgG 억제 효과를 발휘하는지 확인하기 위하여 정상 마우스로부터 B 세포에 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리시 IgG₁이 감소되는지 확인해 보고자 하였다. 이를 위하여 DBA1/J 정상 마우스의 비장(spleen)과 장간막 림프절(mesenteric lymph node)로부터 세포를 분리하여 배양한 후 LPS(lipopolysaccharide) 100ng/ml을 처리하여 자극하였다. 이 경우 메트포민 10 mM 단독 처리 또는 메트포민 10mM 및 퀘르세틴 5μM을 병용 처리한 경우 IgG₁의 발현양을 ELISA법을 통해 비교해 본 결과, 비장 세포 배양액 및 장간막 림프절 세포 배양액에서 모두 LPS 처리에 의해 증가된 IgG₁의 발현양이 메트포민 처리에 의해 약 50% 가량 감소하였고, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 약 70% 가까이 감소되는 것을 확인할 수 있었다(도 3 참조).

따라서, 메트포민은 B 세포의 IgG 발현을 억제시키는 효과가 있음을 확인할 수 있었고 특히 메트포민이 퀘르세틴과 병용 투여시 IgG 발현을 억제시키는 효과는 더욱 증진된다는 것을 알 수 있었다. 이를 통해 본 발명자들은 메트포민과 퀘르세틴의 병용 투여가 루푸스 치료에 효과적으로 작용할 수 있을 것임을 확인하였다.

< 실시예 5>

메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 T 세포의 이식 후 거부반응의 억제 효과 및 IL -17 발현 억제 효과 관찰

본 발명자들은 메트포민과 퀘르세틴 병용 투여가 염증성 장 질환 및 루푸스 억제 효과가 있는 것을 확인한 바, 다른 면역질환인 이식거부반응을 완화시킬 수 있는지 확인해 보았다.

이를 위하여 시험관내(In vitro)에서 96well round bottom plate내 각 웰당 2x10⁵개의 정상 수여자(Balb/c, responder)의 CD4+T 세포와 2x10⁵개의 방사선으로 조사시킨 수여자(동종동형) 또는 공여자(C57BL/6, stimulator,동종이형) 유래 T 세포 제거 비장세포를 넣고 혼합 배양시켰다. 이때 동종이형반응에 메트포민(metformin) 처리하지 않거나, 메트포민 만을 단독 처리하거나, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한 후 함께 4일간 배양한 후 배양된 세포에서 T 세포 증식 반응과 그 배양액에서 ELISA로 IL-17의 발현을 조사하였다.

그 결과 메트포민(metformin) 단독 처리의 경우 T 세포의 이식 후 거부반응을 억제하는 효과 및 IL-17의 발현을 억제하는 효과가 확인되었으며, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 투여한 경우 이식 후 거부반응 억제 효과 및 IL-17의 발현 억제 효과가 현저히 증가되는 것을 알 수 있었다(도 4 참조).

< 실시예 6>

메트포민과 퀘르세틴 병용투여에 의한 조절 T 세포 및 헬퍼 T 세포 분화 관찰

본 발명자들은 본 발명의 메트포민(metformin)과 퀘르세틴을 함께 처리하였을 때, 조절 T 세포(Treg) 및 헬퍼 T 세포(Th1, Th2)를 조절하는 활성이 있는지 확인하기 위하여, 상기 실시예 5에서 배양된 Treg 세포 및 Th1, Th2 세포에서 분비되는 물질에 형광 표지된 Foxp3 및 IL-4, IFN-γ 항체를 결합시켜 CD4+ T 세포에서 발현되는 사이토카인 및 전사인자를 유세포분석기를 이용하여 확인해 보았다.

그 결과, 메트포민을 단독으로 처리한 경우 Foxp3+ Treg 세포의 증가가 관찰되었으며, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한 경우 Foxp3+ Treg 세포의 증가가 더욱 현저한 것으로 나타났다. 한편, 메트포민을 단독 처리한 경우에 비해 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한 경우 IL-4를 분비하는 Th2 세포가 현저하게 증가되었으며, 병인세포인 Th1는 다소 감소되는 것으로 나타났다(도 5 참조).

따라서 메트포민을 단독 처리한 경우에 비해 메트포민(metformin)과 퀘르세틴의 병용 처리하였을 때 조절 T 세포(Treg) 및 헬퍼 T 세포의 조절 활성이 현저히 증가함을 알 수 있었고, 메트포민과 퀘르세틴을 병용 처리한다면 이식편대숙주병에 더욱 탁월한 효과를 발휘할 수 있음을 알 수 있었다.

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.

IBD : 염증성 장 질환 동물 모델
Met: 메트포민
Quer: 퀘르세틴

Claims (9)

1. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 염증성 장 질환 예방 또는 치료용 조성물;
   [화학식 1]
   

   

   .
2. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 류마티스관절염 예방 또는 치료용 조성물;
   [화학식 1]
   

   
3. 제1항에 있어서,
   상기 조성물은 TNF-α의 발현을 억제 또는 감소시키는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 예방 또는 치료용 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 염증성 장질환은 크론병, 베체트병에 수반되는 장 병변, 궤양성 대장염, 출혈성 직장 궤양 및 회장 낭염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 염증성 장 질환 예방 또는 치료용 조성물.
5. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 이식편대숙주병(graft-versus-host disease) 예방 또는 치료용 조성물;
   [화학식 1]
   

   
6. 제5항에 있어서,
   상기 조성물은 염증성 사이토카인의 양을 하향 조절하는 것을 특징으로 하는 이식편대숙주병 예방 또는 치료용 조성물.
7. 제5항에 있어서,
   상기 조성물은 Fox3+ Treg의 발현을 증가시키거나; Th1 세포의 발현을 감소시거나; Th2 세포의 발현을 증가시키는 것을 특징으로 하는 이식편대숙주병 예방 또는 치료용 조성물.
8. 하기 화학식 1로 표시되는 메트포민(metformin) 화합물 또는 그의 약학적으로 허용 가능한 염 및 퀘르세틴(quercetin)을 유효성분으로 포함하는 루푸스(lupus) 예방 또는 치료용 조성물;
   [화학식 1]
   

   
9. 제8항에 있어서,
   상기 조성물은 IgG의 생성을 조절하는 것을 특징으로 하는 루푸스 예방 또는 치료용 조성물.

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