바쿠치올의 조성물 및 그것의 제조방법 document_id A220623054703

하기에 나타낸 구조의 바쿠치올은 방향족 고리 상의 단일 하이드록실기 및 불포화된 탄화수소 사슬을 가지는 페놀성 화합물이다. 바쿠치올은 솔라리아 코릴리폴리아(Psoralea. corylifolia L; 콩과(Luguminosae))의 종자 및 솔라리아 글랜듈로사(Psoralea. glandulosa L; 콩과(Papilionaceae))의 지상부로부터 분리되어왔다. 식물 솔라리아 코릴리폴리아로부터 추출된 바쿠치올은 항암, 항산화(Haraguchi et al. (Sept. 2002) Phytother Res. 16(6):539-544), 항세포독성((Dec. 1989) Yakugaku Zasshi. 109(12):962-965), 항균성(Newton et al. (Jam. 2002) J Ethnopharmacol. 79(1):57-67) 및 간보호 활성(hepatoprotective activity; Cho et al. (Nov. 2001) Planta Med. 67(8):750-751)을 가짐을 나타내었다. 바쿠치올은 또한 토포아이소머라아제(topoisomerase) Ⅱ 억제제임을 나타내었다(Sun et al. (Mar. 1998) J Nat Prod. 61(3):362-366). 바쿠치올은 20.8 +/- 1.9μM의 IC50 값을 나타내는 투약 의존성(dose-dependent manner)으로 PTP1B 활성을 억제한다(Kim et al. (Jan. 2005) Planta Med. 71(1):87-99). 항암제로서의 방사선요오드화된(radioiodinated) 바쿠치올의 제조 및 시험관 내 평가는 바탑 등에 의해 보고되어 있다(Batap et al. (Mar. 2005) Appl Radiat Isot. 62(3):389-393). 바쿠치올의 테르펜 사슬(terpenoid chain)은 바쿠치올의 항산화 활성에 중요하다고 보고되어 있다(Adhikari et al. (Sept. 2003) Chem Res Toxicol. 16(9):1602-1069). 바쿠치올은 또한 구강내 병원균에 대한 항균제의 개발에 유용한 화합물이며, 충치를 예방하고 치료하기 위한 식품 첨가물 및 양치질 물약에 사용하는데 큰 가능성을 가지는 것으로 보고되어 있다(Katsura et al. (Nov. 2001) Antimicrob Agents Chemother. 45(11):3009-3013). 솔라리아 코릴리폴리아 활성 추출물의 항염증 및 항해열(antipyretic) 활성 추적 분획(activity-guided fractionation)은 사이클로바쿠치올(cyclobakuchiols) A와 B 및 안젤리신(angelicin)과 같은 세가지 다른 활성 화합물과 함께 바쿠치올의 분리를 야기한다(Backhouse et al. (Nov. 2001) J Ethnopharmacol. 78(1):27-31). 바쿠치올은 알려진 바로는 염증 부위에서 아이코사노이드(eicosanoid)의 생산, 이동 및 탈과립(degranulation)과 같은 백혈구성 기능을 조절하며, 분비성 및 세포내 PLA2의 약한 억제제이다. 바쿠치올은 각각 인간의 호중성 백혈구(neutrophils) 및 혈소판 마이크로솜(platelet microsomes)에 의한 LTB4 및 TXB2의 형성을 투약 의존성으로 감소시킨다(Ferrandiez et al. (Sept. 1996) J Pharm Pharmacol. 48(9):975-980). 바쿠치올은 또한 RAW 264.7 대식세포(macrophages)에서 핵 전사 인자-카파비(nuclear transcription factor-kappaB)의 불활성화를 통하여 유도성 산화 질소 합성 유전자의 발현을 억제한다(Pae et al. (Sept. 2001) International Immunopharmacol. 1(9-10):1849-1855). 바쿠치올에 의한 미토콘드리아성 지질 과산화(mitochondrial lipid peroxidation)의 억제 또한 보고되어 있다(Haraguchi et al. (Aug. 2000) Planta Med. 66(6):569-571). 오톨로비움 푸베센스(Otholobium pubescens; 콩과(Fabaceae))로부터 분리된 바쿠치올의 분리 및 혈당강하(antihyperglycemic) 활성은 크레니스키 등에 기재되어 있다(Krenisky et al. Biol Pharm Bull. (Oct. 1999) 22(10):1137-1140). 마지막으로, 다수의 다른 쿠마린 타입 화합물 뿐만 아니라 바쿠치올도 포함하는 버구지(buguzhi) 약제로 칭해지는 조추출물(crude extract)은 뼈의 치유를 촉진하는 것으로 보고되어 있다(US 2004/0043089A1). 따라서, 바쿠치올은 여러가지 질병 및 이상의 예방 및 치료에 사용하기 위한 많은 가능성을 가지는 생물학적 활성을 가지는 천연 물질이다. 그러나, 공존하는 독성 화합물의 존재 뿐만 아니라 주로 천연원(natural sources)에서의 낮은 농도 때문에, 여기에는 일반적으로 이 화합물의 용도에 관련된 많은 제한이 있다. 솔라리아 속 식물로부터 분리된 바쿠치올 조성물의 용도에 관련된 주요 문제점 중의 하나는 하기에 나타낸 구조의 솔라렌(psoralen) 및 이소솔라렌(isopsoralen)과 같은 솔라렌의 존재이다. 푸라노쿠마린으로도 알려져 있는 솔라렌은 많은 과일 및 야채를 포함하는 식물들에서 자연적으로 생성되는 2차 대사물질이다. 많은 건강상의 위험들이 솔라렌을 함유하는 식물 및 합성 솔라렌의 취급, 국소 적용 및 섭취와 관련되어 있다. 솔라렌들은 자외선에 대한 피부의 민감성을 증가시키고 피부암을 촉진시키는 광독성제(phototoxic agents)로 잘 알려져 있다(Epstein (1999) Med. Surg. 18(4):274-284). 솔라렌은 백서에서 성장의 억제를 유도하는 것으로 나타났다(Diawara et al. (1997) Cancer Lett. 114(12):159-160). 솔라리아 식물들의 조추출물로부터의 성선 독성(gonadal toxicity)은 시상하부-뇌하수체-고환축(hypothalamus-pituitary-gonadal axis)의 파괴와 직접적으로 관련되어 있다(Takizawa et al. (2002) J. Toxicological Sciences 27(2):97-105). 암컷 백서의 식이에서 솔라렌, 베르갑텐(bergapten; 5-메톡시솔라렌) 및 크산토톡신(xanthotoxin; 8-메톡시솔라렌)의 경구 투여는 투약 의존성으로 출생률(birthrates); 착상 부위(implantation site), 새끼(pups), 황체(corpora lutea)의 수; 가득찬 자궁 및 빈 자궁의 무게; 및 순환 에스트로겐의 농도를 감소시킨다(Diawara et al. (1999) J. Biochem. Molecular Toxicology 13(3/4):195-203). 솔라렌들은 또한 간효소(liver enzymes) CYP1A1 및 UGT1A6의 mRNA를 유도하는 것으로 나타났으며, 솔라렌들에 의해 증가된 에스트로겐의 대사가 생식 독성(reproductive toxicity) 및 측정된 난소의 난포 기능(ovarian follicular function) 및 배란(ovulation) 감소를 설명할 수 있음을 암시한다(Diawara et al. (May-June 2003) Pediatr Pathol Mol Med. 22(3):247-58). 솔라렌 및 이소솔라렌은 솔라리아 종자들의 건조 중량의 약 0.1 - 2%를 차지하며, 에탄올 및 다른 유기 용매의 조추출물에서 중량의 약 1 - 20%를 차지한다. 바쿠치올 조성물, 특히 식물원으로부터 분리된 것들의 순도 및 안정성을 증가시키기 위하여 다른 쿠마린들 뿐만 아니라 솔라렌 및 이소솔라렌과 같은 독성 화합물들을 제거하기 위한 방법에 대한 필요성이 남아있다. 세포막으로부터의 아라키돈산(arachidonic acid; AA)의 방출 및 대사는 여러가지 다른 경로에 의하여 전염증성 대사물질의 생성을 야기한다. 논란의 여지는 있으나, 염증에 대한 두가지의 가장 중요한 경로는 효소 리폭시게나아제(LOX) 및 사이클로옥시게나아제(COX)에 의하여 매개된다. 이 경로들은 각각 염증성 반응의 개시와 진행에 중요한 역할을 하는 류코트리엔(leukotrienes)과 프로스타글란딘(prostaglandins)을 생성하는 경로들과 병행하여 일어난다. 이들 혈관수축성 화합물들은 조직들 안으로 염증성 세포들의 침투를 촉진하는 화학주성 물질(chemotaxins)이며, 염증성 반응을 지속시킨다. COX 효소의 억제는 대부분의 비스테로이드성 항-염증성 약제(nonsteroidal anti-inflammatory drugs, NSAIDS)에 기인한 작용 기작이다. COX 효소에는 사이클로옥시게나제-1(COX-1)과 사이클로옥시게나제-2(COX-2)로 구별되는 2가지의 이성체(isoform)가 있고, 대략 60%의 서열 상동성을 보이나 그 발현 프로필과 기능에 있어서 서로 다르다. COX-1은 혈소판 응집, 위장에서의 세포 기능의 보호 및 정상적인 신장 기능의 유지와 같은 일반적인 생리학적 기능의 조절을 돕는 생리학적으로 중요한 프로스타글란딘의 생성에 관여하는 효소의 구조적 형태(constitutive form)이다(Dannhardt and Kiefer(2001) Eur. J. Med. Chem. 36:109-26). 두 번째 이성체인 COX-2는 인터루킨-1β(IL-1β) 및 다른 성장 인자들과 같은 전-염증성 사이토카인(pro-inflammatory cytokines)에 의해 유도될 수 있는 효소의 형태이다 (Herschmann(1994) Cancer Metastasis Rev. 134:241-56; Xie et al. (1992) Drugs Dev. Res. 25:249-65). 이 이성체는 아라키돈산으로부터 프로스타글란딘 E2(PGE2)의 생성을 촉진시킨다. COX 및 LOX에 대한 이중 특이성을 증명하는 억제제들은 아라키돈산 대사의 다중 경로를 억제하는데 명백한 이점을 가질 것이다. 이러한 억제제들은 다중 류코트리엔의 염증 효과 뿐만 아니라 프로스타글란딘의 염증 효과 또한 그들의 생성을 제한함으로써 차단할 것이다. 이것은 PGE2, LTB4, LTD4 및 LTE4의 혈관확장, 혈관 침투성 및 화학주성 효과를 포함하며, 또한 서행성 아나필락시스 물질(slow reacting substance of anaphalaxis)이라고도 알려져 있다. 이중에서, LTB4는 가장 강력한 화학주성 및 화학운동 효과를 가진다(Moore (1985) in Prostanoids: pharmacological, physiological and clinical relevance, Cambridge University Press, N.Y., pp. 229-230). COX 억제제의 작용 기작이 대부분의 통상적인 NSAIDs의 작용 기작과 일치하기 때문에, COX 억제제는 일시적인 이상 및 만성 질병에서의 염증으로 인한 죽상혈전증, 통증 및 부종(swelling)을 포함하는 이와 동일한 많은 증상들을 치료하는데 사용된다. 따라서, 염증의 이러한 매개물질들을 생성하는 효소들은 류마티스성 관절염(rheumatoid arthritis), 골관절염(osteoarthritis) 및 알츠하이머와 같은 질병의 발병 원인이 되는 염증의 치료에 도움이 되는 다수의 새로운 약제의 개발에서 표적이 되어 왔다. 일시적인 피부 이상은 피부의 과색소 침착(skin hyperpigmentation), 검버섯(age spots), 백반(vitilago), 전신 홍반성 낭창(systemic lupus erythromatosus), 건선(psoriasis), 암(carcinoma), 흑색종(melanoma) 및 다른 포유류의 피부암과 같은 프로스타글란딘 및 류코트리엔 경로에 직접적으로 관련되어 있는 피부 이상 뿐만 아니라 경미한 찰상(abrasions) 또는 접촉성 피부염과 관련된 염증의 치료 또한 포함한다. COX 억제제의 사용은 피부 경화증(scleroderma)과 같은 류마티스성 피부 이상 뿐만 아니라, 전신 홍반성 낭창(SLE; Geobel et al. (1999) Chem. Res. Toxicol. 12:488-500; Patrono et al. (1985) J. Clin. Invest. 76:1011-1018)과 같은 질병을 포함하도록 확장되어 왔다. COX 억제제들은 또한 건선과 같은 류마티스성 유래가 아닌 염증성 피부 이상을 완하시키기 위하여 사용되었으며, 프로스타글란딘의 과생성으로부터 야기된 염증을 감소시키는 COX 억제제들은 직접적인 이익을 제공할 수 있다(Fogh et al. (1993) Acta Derm Venerologica 73:191-193). 최근에 전신성 경화증(system sclerosis)을 가진 환자들의 피부에서 5-리폭시게나아제의 과발현이 보고되었다. 이것은 LOX 경로가 전신성 경화증의 발병에 중요한 것일 수 있다는 것을 시사하며, 효과적인 치료 표적임을 의미할 수 있다(Kowal-Bielecka (2001) arthritis Rheum. 44(8):1865). 마지막으로, 알레르겐(allergen) 주입 부위에서 COX-2 및 5-LOX 모두의 증가된 효소 활성은 피부 알러지 반응의 초기 및 후기 단계 모두에서의 증상을 치료하기 위한 이중 COX/LOX 억제제 사용에 대한 가능성을 시시한다(Church (2002) Clin. Exp. Allergy. 32(7):1013). 프로스타글란딘 및 류코트리엔은 또한 상처, 화상(scald), 세균성 감염, 피부염 및 다른 많은 피부 질병 및 이상들의 생리학적 및 병리학적 과정에서 중요한 역할을 한다. 현저하게 높아진 사이클로옥시게나아제 및 리폭시게나아제의 활성과 함께 열 또는 화학적 화상 후의 전염증성 캐스캐이드(cascade)의 활성은 잘 기록되어 있으며, 그 후에 일어나는 심각한 증상 및 복합 장기 부전(multiple organ failure)을 야기할 수 있는 면역기능 장애의 진전에 중요한 역할을 한다(Schwacha (2003) Burns 29(1):1; He (2001) J. Burn Care Rehabil. 22(1):58). 항염증성 약제로서의 용도 이외에도, COX 억제제들에 대한 또 다른 잠재적 역할은 암의 치료에 있다. COX의 과발현은 여러가지 인간의 악성 종양에서 증명되었으며, COX의 억제제들은 피부 종양을 가진 동물의 치료에 효과가 있는 것으로 나타났다. 반면에, 작용 기작은 완전히 이해되어 있지 않으나, COX의 과발현은 세포사멸을 억제하고 종양형성성 세포 타입의 침습성(invasiveness)을 증가시키는 것으로 나타났다(Dempke et al. (2001) J. Can. Res. Clin. Oncol. 127:411-17; Moore and Simmons (2000) Current Med. Chem. 7:1131-1144). 상승 조절된 COX 생산은 피부에서의 광선 각화증(actinic keratosis) 및 편평세포 암종(squamous cell carcinoma)의 생성에 관련되어 있다. COX의 증가는 또한 DNA 손상에 의해 생성된 병변(lesion)에서 발견된다(Buckman et al. (1998) Carcinogenesis 19:723). 따라서, COX의 발현 또는 단백질 기능의 조절은 염증성 반응 및 언젠가는 일어날 암으로의 진행을 감소시킬 것으로 보인다. 사실, 인도메타신(indomethacin) 및 셀레브렉스(CelebrexTM)와 같은 COX 억제제들은 UV 유도성 홍반(erythema) 및 암의 형성을 치료하는데 효과적이라는 것이 밝혀졌다(Fischer (1999) Mol. Carcinog. 25:231; Pentland (1999) Carcinogenesis 20:1939). 최근에는, 리폭시게나아제의 과발현 또한 상피암의 발생(Mulller (2002) Cancer Res. 62(16):4610) 및 흑색종의 암화 과정(Winer (2002) Melanoma Res. 12(5):429)에 관련되어 있는 것으로 나타났다. 리폭시게나아제 경로로부터 생성된 아라키돈산 대사물질은 리폭시게나아제 경로의 억제가 암의 진행을 예방하는데 효과적인 표적이라는 것을 암시하는, 종양 성장에 관련된 신호 전달(signal transduction)에서 중요한 역할을 한다(Cuendet (2000) Drug Metabol Drug interact 17(4):109; Steele (2003) Mutat Res. 523-524:137). 따라서, 이중 COX/LOX 억제 활성을 가지는 치료제의 사용은 암의 화학예방(chemoprevention)에 아주 큰 이점을 제공한다. 여드름(acne)은 피지선(sebaceous glands), 난포성 표피탈락(follicular epithelial desquamation), 세균성 증식 및 염증에 의한 피지의 과도한 생성을 특징으로 하는 모지피 단위(pilosebaceous unit)의 만성 질병이다. 호르몬 불균형, 세균 감염 및 염증은 여드름 발병에 관련된 세가지의 주요 인자이다(Toombs (2005) Dermatol. Clin. 23(3):575-581; Nishijima et al. (2000) J. Dermatol. 27(5):318-323). 여드름의 예방 및 치료를 위한 최근의 치료제들은 레티노이드(retinoids)와 같은 항염증제, 항균제 및 호르몬제를 포함한다(Leyden (2003) J. Am. Acad. Dermatol. 49(3 Suppl):S200). 여드름에 관련된 주요 세균 종들은 프로피오니박테리움 아크네스(propionibacterium acnes) 및 그람 양성 스태필로코커스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis)이다(Perry and Lambert (2006) Lett. Appl. Microbial. 42(3):185-188). 최근의 체료제들은 벤조일 퍼록사이드 및 암피실린 및 겐타마이신과 같은 다른 항균제들을 포함한다(Fermandez et al. (2005) Expert Rev. Anti Infect Ther. 3(4):557-591). 유감스럽게도, 프로피오니박테리움 아크네스 및 스태필로코커스 에피더미디스 모두에 대한 약물 내성이 보고되어 있다(Nishijima et al. (2000) J. Dermatol. 27(5):318-323). 레티노이드(Millikan (2003) J. Am. Acad. Dermatol. 4(2):75) 및 COX 억제제 살리실산(Lee (2003) Dermatol Surg 29(12):1196)과 같은 항염증제의 국소 적용은 또한 여드름의 치료에 효과적이며 안전한 치료라는 것이 임상적으로 증명되었다. 또한, 비스테로이드성 항염증제(nonsteroidal antiinflammatory durgs; NSAIDs)는 여드름, 건선, 썬번(sun burn), 결절성 홍반(erythema nodosum), 한랭글로불린혈증(cryoglobulinemia), 급성 발열성 호중구성 피부증(Sweet's syndrome), 전신성 비만 세포증(systemic mastocytosis), 두드러기(urticarial), 청피반성 혈관염(livedoid vasculitis) 및 결절성 혈관염(nodular vasculitis)을 포함하는 일반적인, 일반적이지 않은 피부병에 대한 치료제로서 문서에 의해 충분히 입증되었다(Friedman (2002) J. Cutan Med. Surg. 6(5):449). 치주질환은 일부 또는 모든 치아 지지 구조(잇몸, 시멘트질, 치주 인대, 치조골 및 다른 치아 주변 조직)의 염증 및 감염이다. 치은염(잇몸) 및 치주염(잇몸 및 뼈)은 치주질환의 두가지 주요 형태이다. 미 국립 구강악안면연구소(National Institute of Dental and Craniofacial Research)에 의해 배포된 국제 구강 정보(National Oral Information)에 따르면, 미국 성인의 80 퍼센트가 현재 몇가지 형태의 치주질환을 가지고 있다고 추정된다. 치주질환은 피막(pellicle)이 깨끗한 치아(들) 상에 형성될 때 시작된다. 이 피막은 호기성 그람-양성 세균(aerobic gram-positive bacteria; 주로 악티노미세스속(actinomyces) 및 연쇄상구균(streptococci))을 유인하여, 치석을 형성한 치아에 부착된다. 수일 내에 피막이 두꺼워지고 밑에 깔려있는 세균이 산소를 모두 소비하면, 혐기성 운동성 간균(anaerobic motile rods) 및 스피로헤타(spirochetes)가 잇몸 밑 부분(subgingival area)에서 증식하기 시작한다. 혐기성 세균에 의해 배출된 내독소(endotoxins)는 염증, 잇몸 조직 파괴 및 심지어는 뼈의 손실을 야기한다. 치주질환의 네개의 주요 단계는 하기에 나타낸 것과 같이 특징지을 수 있다. 치주질환으로부터 야기된 현미경적 병변(microscopic lesions)이 몇몇 감염자의 간, 신장 및 뇌에서 발견된다는 점에서 치주질환의 파괴적인 영향은 치과 위생 및 건강 그 이상이다. 치주질환의 4단계 치주질환을 치료하기 위한 현재의 방법들은 주요한 목적인 감염의 억제로 한정되어 있다(Genco et al.(1990) in Contenporary Periodontics, The C.V. Mosby Company, St. Louis, pp.361-370). 일반적인 항균제 또는 항플라크제는 클로르헥시딘, 트리클로산, 스탠노스 플루오르화물(stannous fluoride), 리스테린(listerine), 과산화수소, 염화세틸피리디니움(cetylpyridinium chloride) 및 생귀나린 알카로이드(sanguinarine alkaloids)를 포함한다. 항균성 세구제(anti-microbial mouth rinse), 멸균칩(antiseptic chip), 항생 겔/마이크로스피어 및 효소 억제-독시사이클린 처방은 치주 질환을 치료하고 억제하기 위한 비기계적/물리적 선택으로 바람직하다. 유감스럽게도, 현재는 감염을 억제할 뿐 아니라 염증도 모두 억제하는 기능을 하는 단일 치주 약물은 없다. 이전의 일반적인 설명과 하기의 상세한 설명 모두는 단지 예시적이고 설명적인 것으로 이해되어야 할 것이며, 청구된 것으로서 본발명을 제한하는 것은 아니다.