급·만성 위염치료제로 유용한 목별자 추출물 및 유효성분

Abstract

위점막은 위산, 알코올, 헬리코박터균 (Helicobacter pylori), 각종 약물 (대표적으로 NSAIDs

non-steroidal anti-inflammatory drugs) 등의 공격인자 또는 스트레스로 인한 위점막 혈액순환 저하에 의해 쉽게 손상을 받는다. 공격인자에 의해 위점막이 손상되면 발적, 출혈, 부종, 미란을 동반하는 위염이 발생하게 되고, 그 증상이 심한 경우에는 점막하 (粘膜下) 조직과 근육층까지 손상이 미치는 위궤양이 발생하게 된다. 현재, 위장관 병변에 대한 표준 치료제로 위산의 분비를 억제하는 프로톤 펌프 억제제 (PPIs

proton pump inhibitors) 또는 H2 수용체 길항제 (H2-receptor antagonists)가 주로 사용되며 임상에서 우수한 치료 효과를 보이고 있지만, 약물 복용을 중단한 경우 위장관 병변이 쉽게 재발하거나 일부 만성 및 난치성 위염 및 위궤양에 대해서는 치료의 한계를 보이는 경우가 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 위점막 보호제를 위산 분비 억제제와 병용하는 사례가 급격히 증가하고 있으나, 약효와 작용기전이 뚜렷하지 않거나 복용량이 많은 단점이 있어서 우수한 약물을 개발할 필요성이 여전히 있다. 본 연구에서는 각종 한의서와 문헌 검색 등을 통하여 위점막 보호 (급성 및 만성 위염치료) 효능을 보일 가능성이 있는 생약 후보들을 선별하였으며, 선별된 생약에 대해 동물모델 스크리닝을 실시하였다. 스크리닝을 위해 에탄올 유발 위염 모델과 NASID 중 하나인 디클로페낙 (diclofenac) 유발 위염 모델 실험을 수행하였으며, 그 결과 목별자 추출물이 가장 우수한 활성을 나타냄을 알 수 있었고, 이러한 결과로 목별자를 최종 후보생약으로 선정하였다. 목별자는 중국 남부지방과 베트남에 널리 분포하는 다년생의 박과 (Cucurbitaceae) 식물인 목별 (木鱉, Momordica cochichinensis Springer)의 종자로서 소염작용이 강하고 우수한 상처 치료효과와 함께 류머티즘성 동통 및 근경련 등에 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 선정된 목별자에 대해 에탄올 유발 위염 모델에서 분획 활성연구를 수행하였으며, 이를 통해 활성을 보인 n-BuOH 층에 대해 물질 분리를 시도하였다. 그 결과 3종의 사포닌을 분리하였고, 각종 분석광학적 데이터를 활용하여 구조분석을 실시한 결과, 화합물 1은 gypsogenin-3-O-β-D-galactopyranosyl(1→2)-[α-L-rhamnopyranosyl(1→3)]-β-D-glucuronopyranoside, 화합물 2는 quillaic acid-3-O-β-D-galactopyranosyl(1→2)-[α-L-rhamnopyranosyl(1→3)]-β-D-glucuronopyranoside, 그리고 화합물 3은 gysogenin-3-O-β-D-galactopyranosyl(1→2)-[α-L-rhamnopyranosyl(1→3)]-β-D-glucuronopyranosido-28-O-β-D-xylopyranosyl(1→3)-β-D-glucopyranosyl(1→3)-[β-D-xylopyranosyl(1→4)-α-L-rhamnopyranosyl(1→2)-β-D-fucopyranoside로 구조를 규명하였다. 화합물 1는 천연물에서 처음 분리된 물질이며, 화합물 2는 Momordica 속에서 처음 분리된 물질이고, 화합물 3은 목별자에서 이미 분리, 보고된 Momordica saponin I으로 동정하였다. 3종 화합물에 대한 에탄올 유도 위염 모델에서 약리활성을 측정한 결과, 통계적 유의성은 없었으나 모두 항위염 활성을 나타내었고, 화합물 3이 가장 높은 효능을 나타내는 경향을 보였다. 이러한 결과로 볼 때, 위점막 보호 활성이 어느 정도 사포닌에 기인하는 것으로 사료된다. 분리된 화합물의 경우 수율이 낮고 분리가 어려우며, 활성도 상대적으로 추출물 보다 높지 않다고 판단되고, 합성 자체도 어려운 문제점이 있기 때문에 단일화합물이 아닌 목별자 에탄올 추출물 (MSE

Momordicae Semen Extract)로 연구를 수행하였다. MSE에 대한 위점막 보호 활성을 검증하기 위해 각종 동물 모델 및 기전 관련된 실험을 수행하였다. 그 결과, 에탄올 및 디클로페낙 (diclofenac)으로 유발된 급성 위염 모델, 그리고 H. pyroli로 유발된 만성 위염 모델 모두에서 우수한 보호활성을 보였으며, 이러한 우수한 약효는 위점액 (gastric mucus) 분비 촉진 효과, 상처치료 (wound-healing) 효과, 항염증 및 진통 효과에 기인함을 알 수 있었다. 또한, 이러한 약리작용은 기전 연구를 통해 위점막 보호 활성을 지닌 neuropeptide인 calcitonin gene-related peptide (CGRP)와 가스트린 (gastrin) 분비를 억제하는 인자로 보고된 somatostatin이 주로 역할을 담당할 것으로 추정하였다. 약효와 더불어 MSE에 대한 랫드 독성시험을 실시하였는데, 그 결과 반복 경구투여 최소치사용량 (MLD)와 4주 반복 독성시험에서 무해용량 (NOAEL)이 2,000 mg/kg 임을 알 수 있었다. 목별자 원생약 자원의 안정적인 확보를 위해 LC-MS similarity analysis를 수행하였으며, 분석 결과 중국 운남성 산지의 목별자가 기준에 적합함을 알 수 있었다. 이와 더불어 목별자 원생약의 수급 과정 중에 동속 식물과의 혼돈 가능성에 대해 문헌적 연구를 실시하였는데, 그 결과 동속 식물과 혼재될 가능성이 희박하고, 만약 혼재되어 있다고 하더라도 다른 동속 식물과 육안으로 쉽게 구분 가능함을 알 수 있었다. 또한, MSE의 함량 분석법에 대한 신뢰성을 확보하기 위해 밸리데이션 연구를 수행하였으며, 이를 통해 분석법에 대한 신뢰성을 확보하였다. 이러한 결과들은 목별자의 GCAP (Good Collecting & Agricultural Practice)를 위한 기초 데이터로 활용할 수 있을 것으로 사료되었다. 이상의 연구 결과들을 종합해 볼 때, 목별자 추출물은 다양한 급성 및 만성 위염 모델에서 우수한 효능을 보였고, 다양한 in vivo 및 in vitro 기전 모델에서도 우수한 효과를 나타내었기에 향후 임상에 적용했을 경우에서도 뛰어난 위점막 보호 효과를 보일 가능성이 높다고 생각되며, 단회 및 반복 경구투여 독성시험을 통해 우수한 안전성을 확인할 수 있었다. 더욱이 원생약에 대한 문헌적 연구, similarity analysis, 분석법 밸리데이션 연구를 통해 GCAP를 위한 다양한 기초 데이터를 확보함에 따라, 위점막 보호 활성을 갖는 신규 천연물의약품 개발의 가능성이 높을 것으로 판단된다.