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KR102154074B1 - 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 - Google Patents

플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물 Download PDF

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KR102154074B1
KR102154074B1 KR1020180123842A KR20180123842A KR102154074B1 KR 102154074 B1 KR102154074 B1 KR 102154074B1 KR 1020180123842 A KR1020180123842 A KR 1020180123842A KR 20180123842 A KR20180123842 A KR 20180123842A KR 102154074 B1 KR102154074 B1 KR 102154074B1
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South Korea
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caffeine
stress
saponarin
composition
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이미영
김유리
김영화
박보경
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한국 한의학 연구원
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Publication date
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Abstract

본 발명은 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 사포나린은 카페인(caffeine)에 의한 수면박탈 동물모델에서 이동거리, 이동시간, 이동빈도 및 부동시간을 정상적으로 회복시킬 뿐만 아니라, 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin)과 GABA A α1 receptor의 mRNA 발현을 증가시켜 수면장애를 개선하는 효과가 있으므로, 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 건강기능성식품 또는 의약품 소재로 유용하게 사용될 수 있다.

Description

플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물{Composition for preventing, ameliorating or treating sleep disturbance comprising flavonoid compound as effective component}
본 발명은 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것이다.
수면이란 눈이 감긴 채 의식 활동이 쉬는 상태를 말하며 우리가 낮 동안에 활동하느라 사용한 에너지를 보충하고 신체활동으로 인해 쌓인 피로를 회복하는 중요한 과정이다. 수면은 에너지와 피로 회복을 하는 시간일 뿐 아니라 사람의 성장에 꼭 필요한 성장호르몬이 가장 많이 분비되는 시간이다.
우리 몸에서 뇌는 생명 유지를 위한 모든 생리적 기능을 총괄하는 곳으로 이 뇌가 적절한 활동의 균형을 유지하기 위해서는 휴식이 필요하며 이러한 휴식은 대부분 수면 시간에 이루어진다. 현대 생활의 소모적이고 바쁜 일상 속도, 비만 유병률의 증가, 인구의 고령화 등으로 수면 문제로 진단받고 치료받는 환자의 숫자는 최근 수년간 증가해왔으며 향후에도 지속적으로 증가할 것으로 예상된다.
여러 가지 수면장애 중 불면증은 매우 흔한 수면장애로 수면의 어려움을 호소하는 증상으로 잠드는 것이 어렵거나, 잠을 유지하는 것의 어려움, 빨리 깨는 것, 수면의 질이 좋지 않은 것으로 정의되고 있다. 불면증의 정도와 상관없이 성인 10명 중 3명이 수면장애에 시달리고 있으며, 여성이나 노인에게서는 그 비율이 더 높은 것으로 보고되었다(J Korean Neuropsychiatr Assoc. 50: 62-8(2010)).
현대인의 수면시간이 많이 줄어든 이유는 장래에 대한 불안, 우울증, 불안장애, 스트레스와 같은 심리적 이유에 의한 정신질환 증가, 직업과 사회적 다변화에 따른 주야 간 교대 근무, 그리고 바르지 못한 생활습관 등 다양한 원인에 기인한다. 즉, 사회가 복잡해짐에 따라 할 일이 많아지고 스트레스도 늘어나면서 만성적 수면부족이 생겨난 것이다. 또한 커피 등 카페인이 함유된 음료를 더 많이 섭취하는 것도 이유 중 하나로 꼽히고 있다. 일시적인 스트레스, 수면습관의 변화로 인한 불규칙한 수면습관 등으로 인하여 일시적인 급성불면증이 쉽게 발생하게 되며, 이러한 급성불면증은 규칙적인 수면습관을 유지하고, 불면증을 유발한 스트레스나 원인 인자를 제거하게 되면 정상적인 수면습관으로 돌아오게 된다. 하지만, 잘못된 수면습관을 유지하거나 왜곡된 불면증에 대한 대처는 매일 잠을 못 자는 만성불면증을 일으키게 된다. 만성불면증상은 삶의 질을 떨어뜨리고, 우울증의 발생을 10배 이상 증가시키며, 또한 불면증으로 인한 수면장애는 고혈압이나 혈당 조절 문제, 비만 등의 문제를 야기시켜 각종 질병의 유병률을 높일 뿐만 아니라, 의료비 지출의 증가, 주간의 사고 위험성 증가, 직장에서의 업무수행능력 저하 등 환자의 사회적인 부분에서도 영향을 미치고 있다.
한편, 사포나린((1S)-1,5-anhydro-1-[7-(beta-D-glucopyranosyloxy)-5-hydroxy-2-(4-hydroxyphenyl)-4-oxo-4H-chromen-6-yl]-D-glucitol)은 목근 또는 새싹보리 추출물 등에 함유되어 있는 것으로 알려져 있으며, 사포나린 관련 기술로는 한국등록특허 제1112677호에 사포나린을 유효성분으로 함유하는 염증질환, 면역질환 또는 암의 치료 및 예방을 위한 조성물이 개시되어 있으며, 한국등록특허 제1548325호에 청색광 파장의 LED 조사를 이용한 사포나린 함량이 증가된 보리새싹의 제조방법이 개시되어 있으나, 본 발명의 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 대해서는 개시된 바 없다.
본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명은 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 유효성분인 사포나린이 카페인(caffeine)에 의한 수면박탈 동물모델에서 이동거리, 이동시간, 이동빈도 및 부동시간을 정상적으로 회복시킬 뿐만 아니라, 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin)과 GABA A α1 receptor의 mRNA 발현을 증가시키는 효과가 있다는 것을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 식품학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방 또는 개선용 건강기능성식품 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물을 제공한다.
본 발명은 플라보노이드계 화합물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방, 개선 또는 치료용 조성물에 관한 것으로, 본 발명의 사포나린은 카페인(caffeine)에 의한 수면박탈 동물모델에서 이동거리, 이동시간, 이동빈도 및 부동시간을 정상적으로 회복시킬 뿐만 아니라, 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin)과 GABA A α1 receptor의 mRNA 발현을 증가시키는 효과가 있다.
도 1은 카페인에 의한 수면장애 실험의 진행과정을 도표로 나타낸 것이다.
도 2는 카페인에 의한 수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에게 30mg/kg의 사포나린 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 14일 동안 투여하고 투여 마지막 날 측정한 열린 공간 시험법에서 이동 거리에 대한 결과를 나타낸 것이다. ##은 정상군 대비 수면장애가 유발된 대조군의 이동 거리가 통계적으로 유의미하게 증가했다는 것으로, p<0.01이고, *은 대조군 대비 본 발명의 사포나린 투여군 및 양성대조군의 이동거리가 통계적으로 유의하게 감소했다는 것으로, p<0.05이다.
도 3은 카페인에 의한 수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에게 30mg/kg의 사포나린 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 14일 동안 투여하고 투여 마지막 날 측정한 열린 공간 시험법에서 이동시간(A) 및 이동빈도(B)를 확인한 결과이다. ####은 정상군 대비 수면장애를 일으킨 대조군에서 이동시간 및 이동빈도가 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, p<0.0001이고, **은 대조군 대비 본 발명의 사포나린 투여군 및 양성대조군에서 이동시간 및 이동빈도가 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.01이다.
도 4는 카페인에 의한 수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에게 30mg/kg의 사포나린 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 14일 동안 투여하고 투여 마지막 날 측정한 열린 공간 시험법에서 부동시간에 대한 결과를 나타낸 것이다. ###은 정상군 대비 수면장애를 일으킨 대조군에서 부동시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.001이고, *, **은 대조군 대비 본 발명의 사포나린 투여군 및 양성대조군에서 부동시간이 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, *는 p<0.05이고, **는 p<0.01이다.
도 5는 카페인에 의한 수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에게 30mg/kg의 사포나린 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 14일 동안 투여하고 15일째 얻은 대뇌피질에서 neuropeptide Y(A), cholecystokinin(B)의 mRNA 발현량을 나타낸 것이다. #은 정상군 대비 수면장애를 일으킨 대조군에서 neuropeptide Y(A) 및 cholecystokinin(B)의 mRNA 발현량이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.05이고, *은 대조군 대비 본 발명의 사포나린 투여군 또는 양성대조군에서 neuropeptide Y(A) 또는 cholecystokinin(B)의 mRNA 발현량이 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, p<0.05이다.
도 6은 카페인에 의한 수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에게 30mg/kg의 사포나린 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 14일 동안 투여하고 15일째 얻은 대뇌피질에서 GABA A α1 receptor mRNA 발현량을 나타낸 것이다. ##은 정상군 대비 수면장애를 일으킨 대조군에서 GABA A α1 receptor mRNA 발현량이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.01이고, **은 대조군 대비 본 발명의 사포나린 투여군 및 양성대조군에서 GABA A α1 receptor mRNA 발현량이 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, p<0.01이다.
도 7은 스트레스에 의한 수면장애 실험의 진행과정을 도표로 나타낸 것이다.
도 8은 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 SD 랫트에게 30mg/kg의 사포나린 투여 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 5일 동안 투여하고 EEG를 측정하여 Wake 시간을 측정한 결과를 나타낸 것이다. ###은 정상군 대비 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 대조군의 Wake 시간이 통계적으로 유의미하게 증가하였다는 것으로, p<0.001이고, *은 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 대조군 대비 사포나린 투여군 및 양성대조군(St. John's wort 투여군)의 Wake 시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.05이다.
도 9는 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 SD 랫트에게 30mg/kg의 사포나린 투여 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 5일 동안 투여하고 EEG를 측정하여 REM 시간을 측정한 결과를 나타낸 것이다. ##은 정상군 대비 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 대조군의 REM 시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.01이다.
도 10은 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 SD 랫트에게 30mg/kg의 사포나린 투여 및 200mg/kg의 St. John's wort(양성대조군)를 5일 동안 투여하고 EEG를 측정하여 nonREM 시간을 측정한 결과를 나타낸 것이다. #은 정상군 대비 스트레스에 의해 수면장애가 유발된 대조군의 nonREM 시간이 통계적으로 유의미하게 감소하였다는 것으로, p<0.05이다.
본 발명은 하기 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 식품학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방 또는 개선용 건강기능성식품 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112018102384258-pat00001
상기 수면장애는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증인 것이 특징이지만, 이에 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 화학식 1의 사포나린, 이의 식품학적으로 허용가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 함유하는 건강기능성식품 조성물은 식품에 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용될 수 있고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효성분의 혼합량은 그의 사용 목적(예방 또는 개선용)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 건강기능성식품 중에 포함되는 상기 유효성분의 양은 전체 건강기능성식품 중량의 0.1~90 중량부로 가할 수 있다. 하지만, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하일 수 있으며, 안전성 면에서 아무런 문제가 없기 때문에 유효성분은 상기 범위 이상의 양으로도 사용될 수 있다.
본 발명의 건강기능성식품 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조될 수 있으며, 이에 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 건강기능성식품 조성물이 음료로 사용되는 경우, 지시된 비율로 필수 성분으로서 상기 유효성분을 함유하는 것 외에는 다른 성분에는 특별한 제한이 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등; 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등; 및 폴리사카라이드, 예를 들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당, 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진 등)) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다.
본 발명의 건강기능성식품 조성물은 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 첨가하여 함유할 수 있다. 이외에도 본 발명의 건강기능성식품 조성물은 천연 과일 주스 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 상기 과육은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 상기 다양한 첨가제의 비율은 중요하지 않다.
또한, 본 발명은 하기 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 수면장애의 예방 또는 치료용 약학 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112018102384258-pat00002
본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구의 여러 가지 제형일 수 있다. 상기 조성물을 제제화할 경우에는 통상적으로 사용하는 담체, 부형제 또는 희석제를 사용하여 조제할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
경구투여를 위한 고형 제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형 제제는 하나 이상의 화합물에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 탄산칼슘, 수크로오스(sucrose) 또는 락토오스(lactose), 젤라틴 등을 섞어 조제된다. 또한, 단순한 부형제 이외에 스테아린산 마그네슘, 탈크 등과 같은 윤활제들도 사용된다. 경구투여를 위한 액상 제제로는 현탁제, 내용액제, 유제 또는 시럽제 등이 해당되는데, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제 또는 보존제 등이 포함될 수 있다.
비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수성용제, 현탁용제, 유제, 동결건조제제 또는 좌제 등이 포함된다. 비수성용제 및 현탁용제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있다. 좌제의 기제(base)로는 위텝솔(witepsol), 마크로골, 트윈(tween) 61, 카카오지, 라우린지, 글리세롤, 젤라틴 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 경구 또는 비경구로 투여될 수 있으며, 비경구 투여시 피부 외용 또는 복강 내, 직장, 정맥, 근육, 피하, 자궁 내 경막 또는 뇌혈관 내 주사 방식을 선택하는 것이 바람직하지만 이에 제한하지 않는다.
본 발명의 약학 조성물은 약학적으로 유효한 양으로 투여한다. 본 발명에 있어서, 약학적으로 유효한 양은 의학적 치료에 적용 가능한 합리적인 수혜/위험 비율로 질환을 치료하기에 충분한 양을 의미하며, 유효용량 수준은 환자의 질환의 종류, 중증도, 약물의 활성, 약물에 대한 민감도, 투여 시간, 투여 경로 및 배출 비율, 치료기간, 동시 사용되는 약물을 포함한 요소 및 기타 의학 분야에 잘 알려진 요소에 따라 결정될 수 있다. 본 발명의 조성물은 개별 치료제로 투여하거나 다른 치료제와 병용하여 투여될 수 있고 종래의 치료제와는 순차적 또는 동시에 투여될 수 있으며, 단일 또는 다중 투여될 수 있다. 상기한 요소들을 모두 고려하여 부작용없이 최소한의 양으로 최대 효과를 얻을 수 있는 양을 투여하는 것이 중요하며, 이는 당업자에 의해 용이하게 결정될 수 있다.
본 발명의 조성물의 투여량은 환자의 체중, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도에 따라 그 범위가 다양하며, 투여 경로, 비만의 중증도, 성별, 체중, 연령 등에 따라서 증감될 수 있으므로 상기 투여량이 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로 본 발명의 범위가 이들에 의해 제한되지 않는다는 것은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명한 것이다.
시료제조, 준비 및 투여
30mg/kg의 사포나린 (Sigma-Aldrihich, St. Louis, MO, USA; 0.5 % CMC 용액에 용해) 및 200mg/kg의 St. John's wort(0.5 % CMC 용액에 용해)를 투여량에 맞게 분주하여 카페인을 투여하기 1시간 전에 약물을 경구투여하였다. 정상군(normal)과 스트레스 대조군(control)은 0.5% CMC 용액을 경구투여하였고, 사포나린군은 30mg/kg의 사포나린, 양성대조군은 200 mg/kg의 St. John's wort를 각각 0.1㎖씩 투여하였다.
카페인에 의한 수면장애 유발 모델
무게가 20~22g인 수컷 9주령의 C57BL/6는 대한바이오링크(eumseong-gun, chungcheongbugdo, Korea)에서 공급받았고, 동물은 실험 당일까지 고형사료(항생제 무첨가, 삼양사료 Co.)와 물을 충분히 공급하고, 온도 22±2℃, 습도 55±15%, 12 시간의 명암주기의 환경을 유지하며 1주 동안 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 실험은 도 1과 같이 진행되었고, 총 14일 동안 매일 약물 경구투여하고, 한 시간 후 10mg/kg의 카페인을 복강 투여하여 수면 장애를 유도하였다.
열린 공간 시험법(open field test)
열린 공간 시험법은 낯선 공간에 처음 들어간 마우스의 자발적인 움직임을 측정하여, 수면 장애 및 약물에 의한 개선 정도를 확인하는 것이다. 마우스를 30×30×30cm 크기의 흰색 아크릴박스 중앙에 놓고 Video tracking software(Ethovision XT, Noldus, Nederland)을 이용하여 1시간 동안의 이동 거리 (total distance moved), 이동시간, 이동빈도 및 부동시간을 분석하였다.
대뇌피질에서 뉴로펩타이드 Y( neuropeptide Y), 콜레시스토키닌( cholecystokinin ) , GABA A α1 receptor mRNA 발현량 확인
실험 종료 후 각 실험동물로부터 적출한 대뇌피질에서의 유전자 발현 양상을 real-time PCR 증폭법을 사용하여 관찰하였다. 마우스의 대뇌피질 조직을 RNAzolB(Tel-Test) 용액으로 RNA를 추출한 후, One-step SYBR Green PCR kit(AB science)를 사용하여 cDNA 및 real-time PCR로 분석하였다. 대뇌피질 조직에 RNAzol(B) 500㎕를 넣고 homogenizer로 조직을 분쇄한 후, 50㎕의 클로로포름(CHCl3)을 첨가한 후 15초 동안 다시 혼합하였다. 이를 얼음에 15 분 동안 방치한 후 13,000 rpm에서 원심 분리한 후 약 200㎕의 상층액을 회수하여 2-propanol 200㎕와 동량 혼합 후 천천히 흔들고 얼음에서 15분 동안 방치하였다. 이를 다시 13,000rpm에서 원심 분리한 후 80%(v/v) 에탄올로 수세하고 3분 동안 진공펌프에서 건조하여 RNA를 추출하였다. 추출한 RNA는 diethyl pyrocarbonate(DEPC)를 처리한 20㎕의 증류수에 녹여 75℃의 heating block에서 불활성화시킨 후 first strand cDNA 합성에 사용하였다. 역전사(reverse transcription) 반응은 준비된 3㎍의 total RNA를 DNase I(10U/㎕) 2U/tube를 37℃ heating block에서 30분 동안 반응한 후 75℃에서 10분 동안 변성시키고, 이에 2.5㎕의 10mM dNTPs mix, 1㎕의 random sequence hexanucleotides(25pmole/25㎕), RNA inhibitor로서 1㎕의 RNase inhibitor(20U/㎕), 1㎕의 100mM DTT, 4.5㎕의 5×RT buffer(250mM Tris-HCl, pH8.3, 375mM KCl, 15mM MgCl2)를 가한 후, 1㎕의 M-MLV RT(200U/㎕)를 다시 가하고 DEPC 처리된 증류수로서 최종 부피가 20㎕가 되도록 하였다. 이 20㎕의 반응 혼합액을 잘 섞은 후 2,000rpm에서 5초 동안 원심침강하여 37℃ heating block에서 45분 동안 반응시켜 first-strand cDNA를 합성한 다음, 95℃에서 5분 동안 방치하여 M-MLV RT를 불활성화 시킨 후 합성이 완료된 cDNA를 polymerase chain reaction(PCR)에 사용하였다. Real time quantitative PCR은 Applied Biosystems 7500 Real-Time PCR system (Applied Biosystems, USA)를 이용하여 수행하였다.
뉴로펩타이드 Y( neuropeptide Y), 콜레시스토키닌 ( cholecystokinin ) , GABA A α1 receptor의 프라이머 서열
Gene primer sequence
Neuropeptide Y forward(서열번호 1) 5'-AGGCTTGAAGACCCTTCCAT-3'
reverse(서열번호 2) 5'-ACAGGCAGACTGGTTTCAGG-3'
cholecystokinin forward(서열번호 3) 5'-CGCGATACATCCAGCAGGTC-3'
reverse(서열번호 4) 5'-AAATCCATCCAGCCCATGTAGTC-3'
GABA Aα1 receptor forward(서열번호 5) 5'-GCCAGAAATTCCCTCCCGAA-3'
reverse(서열번호 6) 5'-CATCCCACGCATACCCTCTC-3'
GAPDH forward(서열번호 7) 5'-AAGGTGGTGAAGCAGGCAT-3'
reverse(서열번호 8) 5'-GGTCCAGGGTTTCTTACTCCT-3'
스트레스에 의한 수면장애 실험-시료 투여 및 실험군 분류
사포나린(saponarin) 투여군은 스트레스를 가하기 30분 전에 사포나린을 0.1㎖씩 경구투여하였고, 정상군(normal)과 스트레스 대조군(stress)은 용매 0.1㎖씩 경구투여하였다. 수술을 총 4그룹[normal, control, 사포나린, 양성대조군(St. John's wort)] 으로 나누어 진행하였고, 각 군당 6마리씩 총 24마리로 진행하였다.
뇌파전위 기록술(electroencephalography, EEG) 수술
수컷 7주령의 랫트는 실험 당일까지 고형사료와 물을 적정하게 공급하고, 온도 23~25℃, 습도 45~60%, 조명 200~300 LUX, 12시간 명암주기의 환경을 유지하며 1주 동안 적응시킨 후 실험에 사용하였다. 수술을 위해 7주령의 Sprague Dawley (SD) 랫트의 복강 내에 40mg/kg의 pentobarbital을 주사하여 마취하여 입체 고정기(stereotaxic instrument, Stoelting CO, USA)에 위치시키고 정수리점(bregma) 및 시옷점(lambda)이 수평이 되게 고정하였다. 두피 하에 출혈을 억제한 다음, 털을 깎고 두피 절개 및 골막(periosteum)을 제거하여 두개골(skull)을 노출시켰다. Paxinos & Watson의 해부도에 따라 드릴로 구멍을 내고 electrode를 경막에 닿도록 삽입하고 근전도 기록을 위해 목 근육에 두 가닥의 은선 전극을 삽입 하였다. 뇌파 기록전극 및 근전도 기록전극의 연결된 핀들을 소뇌상부 두개골 위에 위치시키고 치과용 시멘트를 발라서 두개골 상부에 고정하였다. 수술이 끝난 랫트를 사육실의 사육 상자에 1마리씩 넣고 1주일 동안 회복시켰다.
스트레스에 의한 수면장애 유발 모델
수술 회복 후, 실험은 도 7과 같이 진행되었고, 총 5일 동안 매일 발바닥 전기충격 스트레스 실험을 실시하였다. 수면장애를 유발하기 위해 랫트를 발바닥에 5분(3초당 10회씩) 동안 무작위로 1mA의 세기로 전기충격을 주었다.
뇌파전위 기록술(EEG) 측정
5일의 스트레스 후, 랫트에 경구투여로 각각의 약물을 투여하고 30분 후 빛이 차단된 아크릴로 제작된 실린더에서 EEG 레코딩(PM 8:00~AM 8:00)을 진행하였다. Wake, REM, nonREM 수면의 시간은 동물수면 전문분석 프로그램인 SleepSign 버젼 3의 소프트웨어(Kissei Comtec, Nagano, Japan)를 이용하여 기록하였다.
카페인에 의한 수면장애 실험-시료제조 및 준비
30mg/kg의 사포나린(0.5% CMC 용액에 용해) 및 200mg/kg의 St. John's wort (0.5 % CMC 용액에 용해)를 투여량에 맞게 분주하여 카페인을 투여하기 1시간 전에 약물을 경구투여하였다. 정상군(normal)과 대조군(control)은 0.5% CMC 용액을 경구투여하였고, 사포나린 투여군은 30 mg/kg의 사포나린을 투여하였고, 양성대조군은 200 mg/kg의 St. John's wort를 투여하였다.
<통계처리>
결과는 평균±표준편차(standard deviation)로 표기하였으며, 실험군 사이의 통계학적 비교는 Tukey honestly Significant Difference(HSD)을 통해 one-way measures analysis of variance(ANONA)를 시행하였으며, p<0.05는 통계적으로 유의하다고 판단하였다.
실시예 1. 수면장애가 유발된 C57BL /6 마우스에서 플라보노이드계 화합물이 이동 거리에 미치는 효과
수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에서 사포나린이 열린 공간에서 이동 거리에 미치는 영향을 확인하기 위하여 상기 실험방법에 따라, C57BL/6 마우스에 경구투여 방법으로 정상군과 대조군에 용매를 구강 투여하였고, 양성대조군에는 200mg/kg의 St. John's wort를 투여하였으며, 사포나린 투여군에는 30mg/kg의 사포나린을 구강 투여하였다. 1시간 후에 10mg/kg의 카페인을 복강 투여하여 14일 동안 카페인에 의한 수면장애를 유발하였고, 마우스의 이동 거리를 측정하였다.
그 결과 도 2에 나타난 바와 같이, 이동 거리는 대조군에서 유의미하게 증가하는 것으로 나타났고, 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다.
실시예 2. 수면장애가 유발된 C57BL /6 마우스에서 플라보노이드계 화합물이 열린 공간에서 이동시간 및 이동빈도에 미치는 효과
수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에서 사포나린이 이동시간 및 이동빈도에 미치는 영향을 확인하기 위하여 상기 실험방법에 따라, 14일 동안의 시료 구강투여 및 카페인 복강투여 후 이동시간 및 이동빈도를 측정하였다.
그 결과 도 3에 나타난 바와 같이, 이동시간 및 이동빈도는 대조군에서 유의미하게 증가하는 것으로 나타났고, 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서 유의미하게 감소하는 것으로 나타났다.
실시예 3. 수면장애가 유발된 C57BL /6 마우스에서 플라보노이드계 화합물이 열린 공간에서 부동 시간에 미치는 효과
수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에서 사포나린이 부동 시간에 미치는 영향을 확인하기 위하여 상기 실험방법에 따라, 14일 동안의 시료 구강투여 및 카페인 복강투여 후 마우스의 부동 시간을 측정하였다.
그 결과 도 4에 나타난 바와 같이, 수면장애에 의한 부동 시간은 대조군에서 유의미하게 감소하는 것으로 나타났고, 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서는 증가하는 것으로 나타났다.
실시예 4. 수면장애가 유발된 C57BL /6 마우스에서 플라보노이드계 화합물이 GABAergic neurons에서 발현되는 신경단백질의 mRNA 발현에 미치는 효과
수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에서 사포나린이 대뇌피질에서 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin) mRNA 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 상기 실험방법에 따라, 14일 동안의 시료 구강투여 및 카페인 복강투여 후 부검 시 마우스의 대뇌피질을 회수하여 RNA를 얻고 cDNA를 만들어 실시간 유전자 분석기를 통해 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin) mRNA 발현을 분석하였다.
그 결과 도 5에 나타난 바와 같이, 뉴로펩타이드 Y(neuropeptide Y), 콜레시스토키닌(cholecystokinin) mRNA 발현은 수면장애를 일으킨 대조군에서 통계적으로 유의미하게 감소하는 것으로 나타났고, 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서는 통계적으로 유의미하게 증가하거나 증가하는 경향을 보였다.
실시예 5. 수면장애가 유발된 C57BL /6 마우스에서 플라보노이드계 화합물이 GABA A α1 receptor mRNA 발현에 미치는 효과
수면장애가 유발된 C57BL/6 마우스에서 사포나린이 대뇌피질에서 GABA A α1 receptor mRNA 발현에 미치는 영향을 확인하기 위하여 상기 실험방법에 따라, 14일 동안의 시료 구강투여 및 카페인 복강투여 후 부검 시 마우스의 대뇌피질을 회수하여 RNA를 얻고 cDNA를 만들어 실시간유전자분석기를 통해 GABA A α1 receptor mRNA 발현을 분석하였다.
그 결과 도 6에 나타난 바와 같이, GABA A α1 receptor mRNA 발현은 수면장애를 일으킨 대조군에서 유의적으로 감소하는 것으로 나타났고, 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서는 GABA A α1 receptor mRNA 발현이 유의미하게 증가하는 것으로 나타났다.
실시예 6. 수면장애가 유발된 SD 랫트에서 플라보노이드계 화합물이 수면 중 wake 시간에 미치는 효과
수면장애가 유발된 SD 랫트에서 사포나린이 수면 중 Wake 시간에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 상기 실험방법에 따라 SD 랫트에 경구투여 방법으로 정상군과 스트레스 대조군에 용매를 투여하였고, 사포나린 투여군에는 30mg/kg의 사포나린 및 양성대조군에는 200mg/kg의 St. John's wort를 투여하였다. 30분 후에 발바닥 전기충격을 가하여 5일 동안 스트레스에 의한 수면장애를 유발하였고, 랫트의 Wake 시간을 측정하였다.
그 결과 도 8에 개시한 바와 같이, 수면 중 Wake 시간은 스트레스 대조군과 비교하여 사포나린과 양성대조군을 투여한 군에서 유의하게 감소하는 것으로 나타났다.
실시예 7. 수면장애가 유발된 SD 랫트에서 플라보노이드계 화합물이 수면 중 REM 수면시간에 미치는 효과
수면장애가 유발된 SD 랫트에서 사포나린이 REM 수면시간에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 상기 실험방법에 따라 5일 동안의 시료투여 및 스트레스 후 랫트의 REM 수면시간을 측정하였다.
그 결과 도 9에 나타난 바와 같이, REM 수면시간은 스트레스 대조군과 비교하여 사포나린을 투여한 군에서 증가하는 경향을 보였다.
실시예 8.수면장애가 유발된 SD 랫트에서 플라보노이드계 화합물이 수면 중 NonREM 수면시간에 미치는 효과
수면장애가 유발된 SD 랫트에서 사포나린이 NonREM 수면시간에 미치는 영향을 확인하기 위하여, 상기 실험방법에 따라 5일 동안 시료투여 및 스트레스 후 랫트의 NonREM 수면시간을 측정하였다.
그 결과 도 10에 나타난 바와 같이, NonREM 수면시간은 스트레스 대조군과 비교하여 사포나린을 투여한 군에서 증가하는 경향을 보였다.
<110> Korea Institute of Oriental Medicine <120> Composition for preventing, ameliorating or treating sleep disturbance comprising flavonoid compound as effective component <130> PN18298 <160> 8 <170> KopatentIn 2.0 <210> 1 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Neuropeptide Y-F <400> 1 aggcttgaag acccttccat 20 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> Neuropeptide Y-R <400> 2 acaggcagac tggtttcagg 20 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> cholecystokinin-F <400> 3 cgcgatacat ccagcaggtc 20 <210> 4 <211> 23 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> cholecystokinin-R <400> 4 aaatccatcc agcccatgta gtc 23 <210> 5 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GABA A alpha1 receptor-F <400> 5 gccagaaatt ccctcccgaa 20 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GABA A alpha1 receptor-R <400> 6 catcccacgc ataccctctc 20 <210> 7 <211> 19 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH-F <400> 7 aaggtggtga agcaggcat 19 <210> 8 <211> 21 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> GAPDH-R <400> 8 ggtccagggt ttcttactcc t 21

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 식품학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증의 예방 또는 개선용 건강기능성식품 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112020019266662-pat00003
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 추가로, 영양제, 비타민, 전해질, 풍미제, 착색제, 증진제, 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드 증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알코올 및 탄산음료에 사용되는 탄산화제 중에서 선택된 하나 이상을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증의 예방 또는 개선용 건강기능성식품 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 분말, 과립, 환, 정제, 캡슐, 캔디, 시럽 및 음료 중에서 선택된 어느 하나의 제형으로 제조되는 것을 특징으로 하는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증의 예방 또는 개선용 건강기능성식품 조성물.
  5. 하기 화학식 1의 사포나린(saponarin), 이의 약학적으로 허용 가능한 염 또는 이의 수화물을 유효성분으로 포함하는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112020019266662-pat00004
  6. 제5항에 있어서, 상기 유효성분 이외에 약학적으로 허용 가능한 담체, 부형제 또는 희석제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스트레스 또는 카페인(caffeine)에 의한 불면증의 예방 또는 치료용 약학 조성물.
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