멜론추출물과 방사선

[시크달달]

요즘 방사능에 의한 방사선 부작용에 대한 관심이 급증하고 있습니다.

이에 PME88멜론추출물은 방사선노출에 의한 질환, 파킨슨 병, 알츠하이머 병, AIDS, Bilharzia, 감염 후에 발생하는 간경변증, 약물 치료에 의한 부작용에 대한 특허를 가지고 있으며 논문도 있습니다.

또한 SOD가 방사선의 부작용을 줄여준다는 여러편의 논문이 나와있습니다.

. Therapeutic Uses of Heterologous Superoxide Dismutase( HSD ), and Method for selecting said HSD

Dugas et al.

2002년 7월 30일 등록,  특허 번호 US 6,426,068 B1

발명자 : Bernard Dugas, Verrieres le Buisson;Alphonese Calenda, Boulogne;Jacques

Sauzieres, Saint-Remy-les-Chevreuse;Eric Postaire, Vanves, 모두 프랑스인

요약

본 발명은 이종성 SOD( heterologous superoxide dismutase : HSD )를 다양한 퇴행성 질환에 사용하고자 하는 것에 대한 것이며 또한 이러한 HSD를 선택하는 방법에 대한 것이다.

발명의 범위

본 발명은 HSD의 면역학적인 성질 및 산화-환원 반응에 관련된 성질을 규명하여 귀중한 치료제로서 사용하고자 하는 것과 또한 HSD를 골라내는 방법에 대한 연구를 포함한다.

발명의 배경

정상적인 산소 분압 하에서 산소 대사는 과산화 수소, 과산화 음이온, 과산화 라디칼, 질산 등을 생성하며 이것들은 자율 조절되는 항산화 방어 체계( 항산화 물질, 항산화 효소, 금속 킬레이션 ) 등에 의하여 제거된다. 반대로 이러한 항산화 방어 체계에 결손이 발생하거나 발생되는 산화 스트레스가 너무 많아지면 세포와 조직은 손상을 입어 퇴행성 변화를 일으키게 된다.

SOD는 철, 구리, 아연, 망간 등을 함유하는 metalloprotein 효소로서 과산화 음이온을 물로 변환시켜 세포가 손상되는 것을 방지하는 가장 중요한 항산화 효소다.

과산화 음이온은 주로 산소가 어떠한 힘( 주로 이온화 방사선 )에 의하여 부가적으로 1개의 전자를 더 얻는 경우에 생성되는데( O2- ) 이것은 SOD에 의하여 1차적으로 과산화 수소(H2O2)로 변환되고 이것은 다시 물과 산소로 대사되어 독성을 상실하게 된다.  

2O2- + 2H+ → H2O2+O2                   by SOD

2H2O2  →  O2 + 2 H2O                    by Catalase

              ROOH + 2GSH → ROH + H2O + GSSG    by glutathione peroxidase

만약 catalase와 glutathione peroxidase가 충분하지 않고 철분이 존재하는 환경에서는 Fenton 반응에 의하여 더욱더 독성이 많은 hydroxyl radical 로 대사된다. 반응은 다음과 같다.             O2- + Fe3+ → Fe2+ + O2

 Fe2+ + H2O2  → Fe3+ + OH-OHo

               O2- + H2O2  →  O2 + OH- + OHo

다양한 질병( 기관지 이형성증과 같은 폐질환, 염증성 관절질환, 허혈성 질환, 비혈관성 소화기 질환, 백내장 등의 안구 질환 등 ), 약물 치료의 부작용( 항암제, 항에이즈 약물 ) 등에서 산소에서 비롯된 이러한 독성 자유라디칼이 병태 생리에서 세포 손상의 주요한 원인으로 알려졌다. 따라서 항산화제를 이러한 질환에서 사용하여 질병의 치유를 촉진하고 약물 치료의 부작용을 완화시키려는 연구가 이루어져왔고 어느 정도의 성과도 있었다.

SOD에는 3종류가 있는데 Cu/Zn-SOD는 유핵 세포의 세포질에 주로 존재하며 Mn-SOD는 원핵세포나 유핵세포의 미토콘드리아에 존재한다. 마지막으로 Fe-SOD는 혐기성 세균이나 원핵세포에 존재한다.

다양한 SOD 중 실험을 통하여 안전하고 긴 반감기를 가진 것으로 선택된 것으로는 소의 Cu/Zn-SOD, 대장균의 Mn-SOD, Fe-SOD, liposomal SOD, polyethylene glycol-conjugated SOD, SOD polymer or copolymer, 사람 유전자 재조합형 Cu/Zn-SOD 와 Mn-SOD, 그리고 식물에서 추출한 SOD 등이 있다.

발명 내용 요약

염증을 억제하고자 하는 다양한 실험에서 동종 SOD 보다 이종 SOD가 통계적으로 유의하게 항염증 작용이 우세한 것으로 나타났다.

예를 들면

1)        실험 쥐에 Carrageenan 으로 관절염을 유발시킨 후 다양한 SOD 의 항염증 효과를 비교하면 대장균 Mn-SOD > 소의 Cu-SOD > 사람의 Cu-SOD > 효모의 Cu-SOD > 식물의 Cu-SOD 순서로 항염증 효과가 강하게 나타났다.

2)        실험 쥐에 항암제인 Adriamycin으로 흉강에 염증을 유발시킨 후 다양한 SOD의 항염증 효과를 비교하면 소의 Cu-SOD > 대장균 Mn-SOD > 의 순서로 항염증 효과가 나타나며 쥐 자신의 SOD는 효과가 전혀 없고 효모의 SOD는 오히려 염증을 악화시키는 것으로 나타났다.

또한 발명자들은 항산화 효과와는 무관하게 이종( heterologous ) SOD는 면역 증강 효과를 나타내는 것을 발견하였다. 따라서 이번 발명의 제목인 “ immuno-redox activity” 란 이것을 투여한 생체내부의 SOD, Catalase, Glutathione peroxidase 의 생성을 증폭시키는 효과를 말한다. 따라서 외부에서 투여하는 SOD 자체의 항산화 효과 외에도 이것이 체내에서 면역학적인 자극을 주어 체내에 본래 존재하던 SOD, catalase, glutathione peroxidase 의 생성을 증폭시킴으로써 결과적으로 세포와 조직의 산화 스트레스에 대한 방어력을 증강시킨다.

본 연구에서 사용되는 SOD는 식물에서 추출한 이종 SOD로서 세포나 장기의 퇴행성 변화로 인하여 발생하는 질병을 치료하고자 하는 목적으로 개발된다. 이러한 이종 SOD는 세포를 퇴행성 변화로부터 보호하여 각종 퇴행성 변화로 인한 질병( 방사선노출에 의한 질환, 파킨슨 병, 알츠하이머 병, AIDS, Bilharzia, 감염 후에 발생하는 간경변증, 약물 치료에 의한 부작용 )이 발생하는 것을 억제하거나 완화시키는 역할을 한다.

Therapeutic Strategies of Superoxide Dismutase by the Oral Route

(경구적으로 투여하는 SOD를 이용한 치료 전략에 대한 연구)

목적

gliadin 중합체와 결합시킨 SOD를 경구적으로 투여하였을 때 SOD 의 효능이 보전되는가를 알아보기 위함

기관

파스퇴르독성연구소(GLP기관)

저자

B. Dugas

실험방법

1. 동물실험

1) 경구적으로 투여한 SOD의 효능

SD 쥐를 이용하였다. 4마리는 gliadin 만을 먹였으며 나머지 12 마리는 3가지로 농도를 달리 하여 SOD/gliadin(PME 88)을 먹였다.

2) 방사선 치료 후의 뇌세포 퇴행성 변화에 기인하는 인지기능 감소의 치료

쥐에게 방사선을 (30 Gy/10 fractions) 12일간 조사하여 점진적인 학습 및 기억력 장애를 유발하였다. 이 쥐들 중 한 군은 SOD를 투여하였고 (경구 또는 근육 주사) 다른 군은 그냥 두었다.

3) 생리적인 노화중에 발생하는 인지기능 장애에서 SOD/gliadin(PME 88)치료가 미치는 영향             

생후 23개월의 75마리 Wistar 쥐와 생후 4개월의 15마리 쥐를 15마리 씩 6개 군으로 분류하였다. (n=90)

늙은 쥐에서 3군은 SOD/gliadin(PME 88)을 0.25, 0.5, 1.0 mg/kg 의 용량으로 투여 받았다. (각각 750, 1,500, 3,000 U/kg의 SOD/gliadin에 해당됨). 다른 두 군은 gliadin 만을 투여 받거나 아무것도 주지 않은 대조군이었다. 젊은 쥐들도 반응을 비교해보기 위하여 아무것도 투여하지 않고 대조군으로 사용하였다.

D1-D14   SOD/gliadin(PME 88) 의 경구 투여

D15-D19  SOD/gliadin (PME 88)투여와 동시에 water maze 시험의 훈련기간

D49      평가

 ● 수중미로테스트 (Water maze test)

14일간 시험용 약제를 투여하였고 그 후 5일은 water maze 시험에 대한 훈련 (이때도 계속 약제는 복용)을 시행하였다. 시험은 물이 찬 미로에서 쥐가 탈출하는데 소요되는 시간을 측정하는 것으로써 평균치를 구하였다.

실험결과

동물실험

1) 글리소딘 중합체를 수송체로 사용하여 경구적으로 투여할 수 있다.

2) SOD를 투여 받은 군에서 noxious stimuli 를 주었을 때 회피 반응이 더 잘 일어났다. 이러한 결과는 SOD가 방사선치료 후 발생하는 행동장애를 호전시킨다는 것을 시사한다.

3) PME 88을 투여받은 늙은 쥐가 미로에서 탈출하는데 소요되는 시간이 대조군

   에 비해 유의적으로 빨랐고, 거의 젊은 쥐에 필적하였다. 결과적으로 인지

   력이 향상 되었다.  (그림 1)

                                               그림 1 수중미로테스트

기능성

요약 SOD/gliadin(PME 88)투여가 방사선 치료 후의 뇌세포 퇴행성 변화에 기인하는 인지기능 감소 억제, 피부    섬유화 개선, 생리적인 노화중에 발생하는 인지기능 장애를 억제하는데 도움

나. Orgotein and SOD in Radiation-induced dysfunction (10편)

    방사선으로 유도된 부작용(기능장애) 감소

1) Results of multicenter orgotein study in radiation induced and interstitial cystitis

   Eur J Rheumatol Inflamm. 1981;4(2):237-43

   Kadrnka F.

   방사선 환자나 방광염 환자에 orgotein 치료

2) Orgotein(SOD): a drug for the amelioration of radiation-induced side effects. A

   double-blind, placebo-controlled study in patients with bladder tumours.

   Urol Res. 1978;6(4): 255-7

   Menander-Huber KB, Edsmyr F, Huber W.

   방광종양의 고에너지 방사선 치료에서 부작용을 개선 (SCI)

3) Use of orgotein in the treatment of reactive damage to the use of high-energy

   radiation.

   Minerva Ginecol. 1989 Aug;41(8): 413-5

   [Article in Italian] Grio R, Tamburrano F, Tetti M, Zaccheo F, Cellura A,

   Malara D, Marchion L, Russo P.

   고 에너지 방사선 치료에서 부작용을 치료

4) Therapy of radiation injuries of the bladder with orgotein(Peroxinom).

   Z Urol Nephrol. 1988 May;81(5):305-8

   Maier U, Zechner O.  Urologische University Wien.

   방사선 상처에 대한 orgotein의  치료

5) Efficacy of orgotein in prevention of late side effects of pelvic irradiation: a

   randomized study.

   Int J Radiat Oncol Biol Phys. 2004 Nov 15;60(4):1211-9

   Esco R, Valencia J, Coronel P, Carceller JA, Gimeno M, Bascon N.  Department     of Radiation Oncolory, Hospital Clinico Lozano Blesa, Zaragoza, Spain.        

   resco@salud.aragob.as

   골반 방사선 치료 후 orgotein은 독성을 낮춘다. (SCI)

6) The efficacy of orgotein in the treatment of acute toxicity due to radiotherapy

   on head and neck tumor.

   Tomori. 2002 Sep-Oct;88(5):385-9

   Valencia J, Velilla C, Urpequi A, Alvarez I, Llorens MA, Coronel P, Polo S,          Bascon N, Esco R.  Radiotherapeutic Oncology Unit, Hospital Clinico          

   Universitario Lozano Blesa, San Juan Bosco, Zaragozza, Spain

   radiotherapy의 급성 2차 효과의 치료 (SCI)

7) Aerosol orgotein(Ontosein) for the prevention of radiotherapy-induced adverse

   effects in head and neck cancer patients: a feasibility study.

   Neoplasma. 2002;49(3):201-8

   Escribano A, Garcia-Grande A, Montanes P, Miralles L, Garcia A.  Department of

   Radiation Oncology, La Paz University Hospital, Madrid, 28046 Spain.     

   irabanalr@seorl.org

   radiotherapy로 유도된 부작용 감소 (SCI)

8) Orgotein(superoxide dismutase): a drug for the amelioration of radiation-induced

   side effects. A double-blind, placebo-controlled study in patients with bladder       tumors.

   Urol Res. 1978;6(4):255-7

   Menander-Huber KB, Edsmyr F, Huber W.

   radiotherapy로 유도된 부작용 감소 (SCI)

9) Prevention of radioinduced cystitis by orgotein: a randomized study.

   Anticancer Res. 1996 Jul-Aug;16(4A):2025-8

   Sanchiz F, Milla A, Artola N, Julia JC, Moya LM, Pedro A, Vila A.  Center of 

   Radiotherapy and Oncology of Catalonia, Clinica Platon, Barcelona, Spain.

   SOD는 급성의 방사선으로 유래된 손상을 감소시킴(SCI)

10) Therapy of acute radiation cystitis. A case report.

    Urologe A. 1984 Jan;23(1):65-7

    Mayer P, Marz FJ, Schilling A.

    orgotion을 주사하여 급성 방사선 방광염의 radiotherapy의 치료