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피톤치드를 유효성분으로 함유하는 천식의 예방 또는 치료용 조성물

분야보건의료
거래유형국내기술이전 해외기술이전 특허지원
업체-

기술개요

본 기술은 새로운 천식 치료제로 사용할 수 있는 천연물에 대한 연구를 진행하던 중, 피톤치드가 천식 치료 효과를 갖는다는 사실과 함께 최대의 치료효과를 위한 최적의 피톤치드 사용량을 규명하였다. ․한편 피톤치드(phytoncide)는 그리스어로 ‘식물’을 의미하는 phyton(식물)과 ‘살균력’을 의미하는 cide(살인자)를 합성한 말로서 ‘식물이 분비하는 살균물’을 의미한다. 모든 식물들은 자신을 방어하기 위한 수단으로서 동물들과 달리 이동할 수 없어 자기 방어를 하는 물질을 만드는데, 이러한 피톤치드는 편백나무, 측백나무 등에서 특히 많이 추출되며 방향성이 있는 항생물질의 총칭을 피톤치드라 하며 테르핀(terpene) 계통의 유기 화합물을 말한다. 피톤치드의 주요성분은 테르펜(terpene)류 화합물로 이들은 독특한 방향성을 가지며, 심폐기능 강화, 혈관기능 강화, 호흡기 강화 및 피부살균 작용 등 여러 가지 산림욕 효과에 가장 크게 기여하는 물질이라고 알려져 있을 뿐 천식 치료와의 관련성에 대한 연구는 보고되지 않고 있다. ․이에 본 발명에서는 염증세포 활성화에 관여하는 사이토카인(IL-4, IL-5, IL-13 등)의 생산을 억제함과 동시에 바이러스 및 세균감염에 대한 방어기전에 관여하는 사이토카인(인터페론-감마, IL-2 등)의 생산을 촉진시킴으로써 천식을 치료하는 작용이 우수한 천연물질을 찾고자 모색하던 중, 피톤치드에 주목하여 그것의 약리학적 효과를 실험한 결과, 천식이 유도된 마우스 모델에 특정 농도의 피톤치드를 투여한 경우 기관지과민성 및 기관지 내의 염증세포 침투가 현저하게 감소하는 것으로 나타났으며, 이와 같은 효과가 IL-4(Th2 세포가 분비하는 사이토카인으로 염증 반응 기전에 관여)의 생산 억제 및 인테페론 감마(Th1 세포가 분비하는 사이토카인으로 바이러스 및 세균감염에 대한 방어기전에 관여)의 증가와 면역관해를 유도하는 조절 T 림프구로부터 유리되는 IL-10 생성이라는 기작을 통해 이루어진다는 사실을 확인하였다.

기술특징

천식은 여러 화학매체와 사이토카인 및 염증세포 등이 관여하는 복합 질환이기 때문에 한 가지 사이토카인이나 화학매체나 세포를 표적으로 하는 치료는 바람직하지 않다. 그러므로 천식의 치료를 면역관용(immune tolerance) 기작으로 치료하기 위한 연구들이 지속되고 있는데, 특히 면역관용은 사이토카인 중 IL-10을 통해 이루어지는 것으로 알려져 있어 인터루킨-10을 천식 치료제로 개발하려는 연구가 시도되고 있으나, 인터루킨은 단백질로서 장기간 투여 시 이종 단백에 대한 면역반응이 발생하여 약효가 격감되는 문제가 있거나 또는 항원-항체 반응이 발생하여 다른 장기에 악 영향을 주는 문제점이 있어, 최근에는 IL-10 자체를 이용하기 보다는 이의 생성을 촉진시킬 수 있는 물질을 통한 치료방법의 연구가 계속되고 있다. ․이러한 점을 고려하여, 본 발명에서는 우선 난황 감작에 의한 천식 마우스 모델을 대상으로 다양한 농도의 피톤치드를 천식 마우수에 투여한 후, 천식의 개선 정도를 기관지의 기도 저항 정도를 분석하였는데, 그 결과, 0.5% 및 1%(v/v)의 피톤피드를 적용한 군에서는 기도 저항에 현저하게 감소되는 것으로 나타났으나, 이와는 대조적으로 2.5%, 5% 및 10%(v/v)의 농도를 적용한 군에서는 기도저항을 거의 감소시키지 못하는 것으로 나타남에 따라 본 발명에서는 저농도(2% 이하)의 피톤치드가 천식 치료에 효과적인 반면, 그 외의 농도에서는 천식 치료의 효과가 미미하다는 것을 확인하였다. 또한, 본 발명의 실험결과에 의하면, 천식이 유발된 마우스 동물모델을 대상으로 피톤치드를 농도별로 처리하고, 기관지 폐포로 침윤된 염증세포수를 분석한 결과, 0.5% 및 1%(v/v)의 농도의 피톤치드를 적용한 실험군에서는 난황 감작으로 인한 기관지 폐포로 침윤된 염증세포 전체 수 뿐만 아니라 호산구의 숫자가 현저히 감소되는 것으로 나타난 반면, 10%(v/v)의 농도를 적용한 실험군에서는 기관지 폐포로 침윤된 염증세포가 감소되지 않는 것으로 나타남에 따라 저농도(2% 이하)의 피톤치드가 천식 치료에 효과적이라는 사실을 다시 한번 확인하였다. 뿐만 아니라, 피톤치드가 갖는 천식 치료 효과가 면역관용을 통한 기작인지를 확인하기 위해 천식이 유도된 마우스를 대상으로 피톤치드를 처리한 군과 처리하지 않은 대조군으로부터 폐를 분리한 후, IL-10, IL--4 및 인터페론 감마의 mRNA의 발현 정도를 RT-PCR을 통해 분석한 결과, 0.5% 및 1%(v/v)의 농도의 피톤치드를 적용한 실험군에서 IL-4의 사이토카인 발현양이 현저하게 감소되는 것으로 나타난 반면(0.5% 농도의 피톤치드를 적용한 실험군에서는 전혀 나타나지 않음), 이와는 대조적으로 2.50%, 5% 및 10%(v/v)의 농도를 적용한 실험군에서는 농도에 의존적으로 IL-4의 사이토카인 발현양이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 인터페론 감마(IFN-γ)와 IL-10의 발현양을 살펴본 결과, 특히 인터페론 감마(IFN-γ)의 발현이 0.5% 및 1%(v/v)의 농도의 피톤치드에서만 급격히 증대된 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 본 발명자들은 저농도(2% 이하)의 피톤치드만이 IL-4의 생성을 감소시킴과 동시에, 인터페론 감마(IFN-γ)의 발현을 증대시키고 IL-10 발현을 증가시켜 천식을 예방, 억제 및 치료할 수 있다는 사실을 알 수 있었다. ․즉 Th2 세포가 분비하는 사이토카인의 일종으로 알레르기 염증 반응 기전의 가장 근본적인 IL-4의 생성 감소 및 Th1 세포가 분비하는 사이토카인의 일종으로 바이러스 및 세균감염에 대한 방어기전에 관여하는 인터페론 감마(IFN-γ)의 발현을 증대시키는 양 방향적 작용기작(염증 억제와 동시에 감염에 대한 방어기전 강화)과 IL-10 생성 촉진에 의한 면역관해를 통해 기관지과민성 및 기관지 내의 세포 침투를 현저하게 감소시킴으로써 천식을 예방 또는 치료할 수 있는 피톤치드의 최적의 농도가 2% 이하임을 실험적으로 입증하였다.

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