조골세포의 활성 및 증식을 위한 식품조성물 document_id A220623057753

골(bone)은 세포와 콜라겐성 기질 그리고 무기질 성분으로 구성되어진 매우 복잡한 조직으로서, 이들은 기계적인 지지 및 중요 장기의 보호, 조혈화에 필요한 미세환경의 제공, 칼슘과 다른 미네랄의 저장 장소와 같은 다양한 기능을 한다. 골의 성장과 발달, 유지는 매우 조절이 잘된 과정으로서, 골량(bone mass)의 정도는 세포 수준에서 골 형성과 골 흡수에 관여하는 조골세포(osteoblast)와 파골세포(osteoclast)의 균형에 의해 조절된다(1. Hwang, K. K.; Huh, N. K.; Lee, J. H. Studies on the signaling molecules in RANK, an osteoclast differentiation receptor. Oral Biology Research 2000, 24, 245-255.). 조골세포는 골조직의 세포외 기질을 합성하고, 기질의 침착과 석회화를 조절하는 골격계의 주된 세포로서, 미분화간엽세포 및 간질세포로부터 유래하고, 조골세포의 전구세포로부터 전조골세포 및 조골세포, 골내막 세포 또는 골세포로 분화되는 순차적인 과정에 속하는 세포이다. 활발한 대사 작용으로 석회화 과정에 중요한 역할을 하는 조골세포는 골표면에 근접한 세포질 내에 과립형질내세망이 발달해 있고, 핵 주위로 골지체가 위치하고, 골지체 바깥 세포질에 사립체가 존재하고, 세포막에 당단백 효소인 염기성 인산분해효소(alkaline phosphatase ; 이하, ''ALP''라고 함.)를 갖고 있다(Nijweide, P. J.; Burger, E. H.; Feyen, J. H. M. Cells of bone : Proliferation, differentiation, and hormonal regulation. Physiol. Rev. 1986, 66, 855-886. / Weinger, J. M.; Holtrop, M. F. An ultrastructural syudy of bone cells : the occurrence of microtubules, microfilaments and tight junctions. Tissue Res. 1974, 14, 15-29.). 한편 파골세포는 골수에서 기원하는 단핵세포/대식세포(monocyte/macrophage) 계통의 조혈세포(hematopoietic cell)이며 파골세포 전구체는 골수에서 생성되는 성장인자와 싸이토카인에 의해 파골세포로 분화 및 발달되며 뼈를 파괴 또는 흡수하는 역할을 한다(4. Kinoshita, T.; Shirouzu, M.; Kamiya, A.; Hashimoto, K.; Yokoyama, S.; Miyajima, A. Raf/MAPK and rapamycin-sensitive pathways mediate the anti-apoptotic function of p21Ras in IL-3-dependent hematapoietic cells. Oncogene 1997, 15, 619-627.). 골다공증(osteoporosis)은 이러한 조골세포의 골 형성과 파골세포의 골 흡수의 균형이 파괴되면서 생기는 질병을 말한다. 즉, 골다공증은 뼈의 화학적 조성에는 변화가 없는 채, 골량(bone mass)이 병적으로 감소된 상태로 뼈의 무기질과 단백질이 줄어들어 골조직이 엉성해지는 증상으로서, 뼈가 물러짐에 따라 요배통, 골절 등을 나타내는 대사성 골질환 중의 하나이다(Canalis, E. Effect of growth factors on bone cell replication and differentiation. Clin. Orthop. Rel. Res. 1985, 193, 246-263.). 골다공증을 치료하기 위하여 사용되고 있는 약제에는 크게 동화작용적 제제 (anabolic agent)와 항흡수성 제제(antiresorptive agent)로 나눌수 있다. 이중 동화작용적 제제는 골형성을 자극하는 조골세포에 주로 작용하고, 항흡수성 제제는 골흡수(bone resorption)를 억제하는 파골세포에 작용하는 것으로 알려져 있다. 동화작용적 제제에는 불소염(fluoride salts) 및 부갑상선 호르몬(parathyroid hormone), 동화작용성 스테로이드(anabolic steroids) 등이 있다. 항흡수성 제제로는 호르몬 치료제로서 에스트로겐(estrogen) 및 노르에신드론(norethindrone), 리비알(tibolone) 등이 있고, 칼시토닌, 비타민 D제제, 칼슘 제제 그리고 비스포스포네이트(bisphosphonate) 제제 등이 있다(Francis, R. M. Bisphosphonates in the treatment of osteoporosis in 1997 : a review. Cur. Therapeutic Res. 1997, 58, 656-78. / Price, P. A.; Parthermore, J. G.; Doftos, L. J. New biochemical marker for bone metabolism. J. Clin. Invest. 1980, 66, 878-883. / Morris, N. Osteoporosis : screening, prevention, and management. Fertility and Sterility. 1993, 59, 707-725.). 현재까지 골다공증 치료에 주로 사용되고 있는 약제는 대부분 골흡수를 억제하는 작용을 하는 항흡수성 제제이기 때문에 이미 진행된 골소실을 다시 완전히 회복할 수 없어 궁극적인 목표인 골다공증의 발생을 완전히 예방할 수 없는 것이 현실이다(Cho, S. H.; Kim, K. G.; Kim, S. R.; Lee, J. A.; Moon, H.; Hwang, Y. Y. The effects of 17-β etradiol, medroxyprogesterone acetate and parathyroid hormone on the differentiation of osteoblast cell. 대한산부회지, 1996, 39, 1497-1506. / Boonen, A.; Broos P.; Deqeker, J. The prevention of treatment of age-related osteoporosis in the elderly by systemic recombinant growth factor therapy(rhIGF-Ⅰ or rhRGF-β) : a perspective. J. internal medicine 1997, 242, 285-290.). 그러므로, 최근에는 골다공증의 예방과 치료는 골형성 증가에 초점을 맞추어 많은 연구가 집중되고 있으며 두충의 골다공증 효과(Lee, D. S.; Byun, S. Y. Effects of the dietary mixture of Eucommia ulmoides oliver on osteoporosis. Korean J. Biotechnol. 2001, 16, 614-619.), 홍화씨를 이용한 조골세포 활성 검색(Jang, H. O. Effect of extracts from safflower seeds on osteoblast differentiation and intra cellular calcium ion concentration in MCT3-E1 cells. Nat. Prod. Res. 2007, 9, 787-97.), 아스크로브산(ascorbic acid)이 조골세포에 미치는 영향(13. Franceschi, R. T. Effects of ascorbic acid on collagen matrix formation and osteoblast differentiation in murine MC3T3-E1 cells. J Bone Miner. Res. 1994, 6, 843-54.) 등 항산화 효과가 뛰어나며 부작용이 적고 쉽게 접할 수 있는 천연소재를 이용한 물질 검색에 대한 과학적인 접근이 시도되고 있는 실정이다. 현재까지 로즈마리의 주요 성분인 카르노스산(carnosic acid) 및 카르노솔(carnosol) , 로즈마리산(rosmarinic acid) 등은 항산화성 물질로 알려져 있으며, 식품의 산패방지 또는 미생물의 활동을 억제하는 등 천연 항산화물로 이용되고 있다(Ho, C. T. Phenolic compounds in food. Maple Press. 1992, 2-7 / Serafini, M.; Ghiselli, A.; Ferro-Luzz, A. In vivo antioxidant effect of green and black tea in man. Eur. J. Clin. Nutr. 1996, 50, 28-32. / Sadzuka, Y.; Sugiyama, T.; Miyagishima, A.; Nozawa, Y.; Hirota, S. The effects of theanine, as a novel biochemical modulator, on the antitumor activity of adriamycin. Cancer Lett. 1996, 105, 203-209.). 특히, 로즈마리산(rosmarinic acid)은 하고초(Prunella vulgaris), 소염(Perilla frutescens), 바질(Ocimum basilicum), 곽학(Teucrium veronicoides), 형개(Schizonepeta tenuifolia var. japonica), 향유(Elsholtzia ciliata), 박하(Mentha arvensis var. piperascens) 등에 함유되어 있으며, 현재 항산화제(Aruoma, O. I.; Spencer, J. P.; Rossi, R.; Aeschbach, R.; Khan, A.; Mahmood, N.; Munoz, A.; Murcia, A.; Butler, J.; Halliwell, B. An evaluation of the antioxidant and antiviral action of extracts of rosemary and provencal herbs. Food Chem. Toxicol. 1994, 34, 449-456.)로서 뿐만 아니라 항히스타민(antihistamine) 효과(Lourdes, R. S.; Otsuka, H.; Ohtani, K.; Kasai, R.; Yamasaki, K. Nitrile glucosides and rosmarinic acid : The histamine inhibitor from Ehretia philippinensis. Phytochmistry 1994, 36, 91-95.), 항바이러스(Peake, P. W.; Pussell, B. A.; Martyn, P.; Timmermans, V.; Charlesworth, J. A. The inhibitory effect of rosmarinic acid on complement involves the C5 convertase. Int. J. Immunopharmacol. 1991, 13, 853-857.), 항미생물 작용(Sahu, A.; Rawal, N.; Pangburn, M. K. Inhibition of complement by covalent attachment of rosmarinic acid to activated C3b. Biochem. Pharmacol. 1999, 57, 1439-1446.) 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나, 로즈마리의 주요 성분, 특히 항산화 작용 등을 가지는 것으로 알려진 카르노스산(carnosic acid), 카르노솔(carnosol) 및 로즈마리산(rosmarinic acid) 등의 조골 세포 분화에 관한 연구는 거의 없는 실정이다.