펩타린 ‘인돌 알칼로이드’ 혈전 치유‧혈행 개선 효과 구명, 꽃벵이에서 항혈전 치료제 소재 찾았다

□ 식용곤충인 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)에서 분리한 물질이 혈전 치유와 혈액 순환(혈행) 개선에 큰 효과가 있는 것으로 나타났다.

○ 이에 따라 2016년 12월 29일자로 일반 식품원료로 인정된 꽃벵이를 소재로 한 항혈전 치료제 및 혈행 개선 건강기능식품 개발이 탄력을 받을 전망이다.

□ 농촌진흥청(청장 정황근)은 ‘Top5 융복합 프로젝트’의 ‘곤충 이용 식품 및 의약 소재 개발’ 연구의 하나로 경북대학교, 충남대학교와 함께 꽃벵이에서 분리한 ‘인돌 알칼로이드’라는 물질이 혈전 치유와 혈행 개선에 효과가 있음을 동물실험 등을 통해 과학적으로 구명했다고 밝혔다.

○ 주요 실험결과를 보면 시험관(in vitro)에 ‘인돌 알카로이드’를 처리한 결과, 혈액을 응고하는 인자의 활성을 70% 가량 억제하면서 혈전 생성량을 60%～70% 가량 줄이는 효과가 있었다<참고자료>.

○ 또 ‘인돌 알카로이드’는 혈액 응고를 일으키는 당단백질인 ‘피브린’의 응집을 70% 저해하고, ‘혈소판’의 응집을 60% 가량 억제하는 것으로 나타났다.

○ 경동맥 혈전증이 있는 동물(쥐)에게 ‘인돌 알카로이드’를 투입한 결과, 혈전의 크기와 생성을 50% 억제하는 것을 확인했다. 폐 혈전증이 있는 동물(쥐) 실험에서는 혈액 응고 인자인 ‘콜라겐’과 혈관 수축 물질인 ‘에피네프린’에 의한 치사율을 70% 가량 줄이는 데 효과가 있었다.

○ 농촌진흥청은 이번 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)의 혈전 치유 효능 물질에 대해 특허출원(출원번호: 제10-0086702)을 했으며, 이 연구결과는 국제 학술지인 JCMM(Journal of Cellular and Molecular Medicine)에 논문이 게재 확정됐다. 앞으로 건강기능식품이나 신약 개발을 희망하는 산업체를 대상으로 기술 이전할 계획이다.

□ 한편, 항혈전 및 심혈관 질환 치료제의 세계 시장규모는 2015년 기준 29조 원, 국내는 6,200억 원에 달하는 것으로 추정된다. 우리나라에서도 서구화된 식습관과 인구의 고령화에 따른 심혈관계 질환이 급격히 늘면서 2022년에는 시장규모가 4조 원에 달할 것으로 전망된다<참고자료>.

○ 이에 여러 가지 부작용이 나타나고 있는 기존의 항혈전 치료제를 대체해 장기적 복용에도 부작용이 적고 치료적 효능이 높은 천연물질을 이용한 새로운 식‧의약품 개발이 요구되고 있다.

□ 농촌진흥청 곤충산업과 김미애 농업연구사는 “꽃벵이가 식품공전에 등록돼 식품원료로 안전성이 입증된 데 이어 이번 연구로 혈전 치유 효능까지 밝혀진 만큼 앞으로 꽃벵이가 일반 식품은 물론 건강기능성 식품과 의약품으로까지 활용 가능성이 더욱 커질 것으로 기대하고 있다.”라고 말했다.

<참고자료>

꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)에서 혈전치유 물질 개발

□ 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)

○ 흰점박이꽃무지 애벌레는 일명 ‘굼벵이’로 불리기도 함. 민간 및 동의보감 등의 전통 한방의서에는 간에서 비롯되는 질병(간암, 간경화, 간염, 누적된 피로의 해소 등)을 포함해 월경불순, 시력감퇴, 백내장, 금창, 산후풍, 악성종기, 구내염, 파상풍, 중풍 등의 성인병을 치료하는데 효과가 있다고 기록돼 있음.

○ 2014년 9월에 한시적 식품원료로 인정됐다가 2016년 12월 29일자로 식품공전에 등재돼 누구나 자유롭게 식품원료로 사용이 가능하게 됐음.

<흰점박이꽃무지 애벌레(꽃벵이)와 성충>

□ 혈전 치유 효능 물질 분리

○ 식용곤충인 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)의 에탄올 추출물을 제조하고 다양한 컬럼크로마토그래피 기법을 이용해 저분자 ‘인돌 알칼로이드’를 순수 분리함.

○ 분광학적 분석을 통해 순수 분리한 화합물의 화학구조를 결정함

○ 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)로부터 분리된 항혈전 유효물질은 「5-히드록시인돌린-2-온(5-hydroxyindolin-2-one)」 화합물임

※ 동결건조 꽃벵이 5.2kg → 인돌 알칼로이드 12mg 추출

□ 동물(쥐)모델을 이용한 실험 개요

○ 실험기간: 2016년 1월 1일～3월 31일

○ 실험동물 종(계통) 및 마릿수: 마우스 ICR과 C57BL/6, n=10마리

○ 물질 투여 방법: 정맥 (intravenous, i.v.)주사

○ 투여량: 10µM(3µg), 25µM(7.5µg), 50µM(15µg)

□ ‘인돌 알칼로이드’의 혈전 치유 효능 주요 실험결과

○ 혈액이 들어있는 시험관(in vitro)에 ‘인돌 알카로이드’를 처리한 결과, 혈액 응고 인자(트롬빈)의 활성을 70% 가량 억제하면서 혈전 생성량을 60%～70% 가량 줄임.

○ ‘인돌 알카로이드’의 농도가 증가할수록 ‘트롬빈’과 ‘U46619(혈소판 응집 물질)’에 의해 유도되는 피브린 응집을 70% 저해하고, 혈소판의 응집을 60% 가량 억제함.

 ○ 염화제2철(FeCl3)로 유도한 경동맥 경동맥: 머리부분에 혈액을 공급하는 동맥

 혈전증 동물(쥐)에 ‘인돌 알카로이드’를 투여한 결과, 혈전의 크기와 생성을 50% 가량 억제함.

 ○ 폐 혈전증이 있는 동물(쥐)에 콜라겐 콜라겐: 혈액 응고 인자

과 에피네프린 에피네프린: 혈관 수축 물질

와 함께 ‘인돌 알카로이드’를 투여한 결과, 치사율이 70% 가량 감소함.

□ 항혈전 치료제 현황과 시장규모 

 ○ 항혈전제인 와파린과 헤파린은 치료 안전 범위가 좁고 약물과 음식물의 상호작용 위험, 출혈 위험, 규칙적인 환자 모니터링의 필요성 등으로 인해 사용이 한정됨.

 ○ 항혈소판제인 아스피린의 경우에는 심각한 위장 장해와 과민 반응으로 장기적인 사용이 어려움.

 ○ 심근경색증 및 뇌졸중 등에서 사용하는 혈전용해제로 스트렙토키나아제, 유로키나아제 등은 전신 출혈과 혈액 내에서 반감기가 매우 짧아 사용하기 불편하고 가격이 비싸며 입으로 투여하는 것이 불가능한 문제점이 있음. 

 ○ 이에 따라 장기적으로 부작용이 적고 치료적 효능이 높은 새로운 치료제 개발이 시급함. 따라서 유럽심장학회에서는 기존의 항혈전제가 가지는 부작용을 극복하는 새로운 치료제의 개발을 권고했음.

 ○ 항혈전 및 심혈관 질환 치료제의 세계 시장 규모는 2015년 기준 29조원에 달하는 것으로 추정되고 있으며(영국, 2012), 우리나라에서도 서구화된 식습관과 인구의 고령화에 따른 심혈관계 질환이 급격히 증가하고 있는 추세로 2022년까지 4조원으로 증가될 것으로 전망됨(Datamonitor, 2009).

□ 기대효과와 앞으로 계획

 ○ 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)는 2016년 12월 29일자로 식품공전에 등록돼 식품원료로 안전성이 입증됐고, 혈전 치유 효능까지 과학적으로 구명됨에 따라 앞으로 항혈전 치료제 및 혈행 개선 건강기능식품 개발의 원료로 활용 가능성이 높음.

 ○ 꽃벵이(흰점박이꽃무지 애벌레)의 혈전 치유 효능 물질에 대해 특허출원(출원번호: 제10-0086702)을 함.

 ○ 앞으로 건강기능식품이나 신약 개발을 희망하는 산업체를 대상으로 기술 이전할 계획임.

펩타린 바이오슬림환(인돌알칼로이드 함유):

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