초록 ▼

최종 연구개발목표
고콜레스테롤증은 인류의 52% 이상에서 찾아볼 수 있는 가장 흔한 만성질환으로써, 세계성 인사망원인 1위인 심혈관질환을 유발시키는 원인임.
따라서 세계적으로 연간 300억불이라는 거대한 콜레스테롤 저하제 시장이 형성되어 있고 연간 20%씩 성장하고 있음.
또한 현재 세계시장을 개척하고 있는 대표적 기능성 식품들 역시 콜레스테롤 관련 기능성인데 향후 개발될 기능성 식품들도 바로 심혈관질환을 일으키는 콜레스테롤을 목표로 하리라 예측되고 있음.
본 연구에서는 기존의 화학적 콜레스테롤 저하제와는 달리

최종 연구개발목표
고콜레스테롤증은 인류의 52% 이상에서 찾아볼 수 있는 가장 흔한 만성질환으로써, 세계성 인사망원인 1위인 심혈관질환을 유발시키는 원인임.
따라서 세계적으로 연간 300억불이라는 거대한 콜레스테롤 저하제 시장이 형성되어 있고 연간 20%씩 성장하고 있음.
또한 현재 세계시장을 개척하고 있는 대표적 기능성 식품들 역시 콜레스테롤 관련 기능성인데 향후 개발될 기능성 식품들도 바로 심혈관질환을 일으키는 콜레스테롤을 목표로 하리라 예측되고 있음.
본 연구에서는 기존의 화학적 콜레스테롤 저하제와는 달리 부작용이 전혀 없으면서 혈중 콜레스테롤 저하효과를 가지는 콜레스테롤 저하 유산균의 개발을 최종 목표로 하였음.
연구개발내용 및 방법
본 연구팀에 의해 개발된 콜레스테롤 저하 유산균은 장내 유용균인 유산균에 담즙산분해기능을 추가함으로써 이 유산균은 섭취하면 장에서 담즙산을 분해하므로 이를 보충하기 위해 체내에서는 담즙산을 추가로 만들고 이 과정에서 담즙산 생성에 필요한 콜레스테롤이 많이 소모되어 혈중 콜레스테롤 저하라는 효과를 가져오는 유산균임.
본 과제로 개발된 콜레스테롤 저하 유산균은 쥐에서 10% 이상의 뚜렷한 혈중 콜레스테롤 저하효과를 보였음.
연구방법
(1) Eubacterium sp. VPI 12708의 genomic DNA로부터 담즙산분해 유전자인 $7{\alpha}$-dehydratase를 PCR해낸 후 E. coli-Latobuillus suttle vector에 subcloning하였음.
(2) 담즙산분해 유전자를 식용유산균인 Lactobacillus acidophilus에 transformation 하였음.
(3) 담즙산분해 유전자를 가진 Lactobacillus acidophilus가 담즙산을 제거하는지를 HPLC로 분석${\cdot}$확인하였음.
(4) 담즙산분해 유전자를 가진 Lactobacillus acidophilus를 혐기배양하여 콜레스테롤 저하요구르트로 발효시켰음.
(5) Rat 실험을 통해 콜레스테롤 저하 요구르트를 섭취시켜서 혈중 콜레스테롤 수치를 분석하여 콜레스테롤 저하 유산균의 혈중 콜레스테롤 저하효과를 측정하였음.
결과 및 기대효과
본 연구팀에서는 2001년 보건복지부 벤처및중소기업기술개발사업의 수행을 통해 동물실험 에서 10%이상의 혈중 콜레스테롤 저하효과를 가지는 콜레스테로 저하유산균을 개발하였음.
콜레스테롤 저하 유산균이 향후 본격적인 상업화 연구를 통해 상업화되어지면 다음과 같은 기대효과가 있으리라 예측됨.
(1) 저렴한 가격에 콜레스테롤 저하 기능성 요구르트를 보급하여 세계 및 한국인의 사망원인 1위인 심혈관질환에 의한 사망자수를 저하시키는 직접적 효과(콜레스테롤 수치를 10% 낮추면 심혈관질환의 발병률을 30% 이상 감소시킬 수 있음; MMWR. Vol 49, No 33, 2000).
(2) 심혈관질환 발병률을 저하시킴으로써 의료비용 및 생산성 감소로 인한 경제적 손실을 막아줌(일반적으로 심혈관질환에 대한 병원비용은 전체 병원비용의 33.3%를 차지함).
(3) 약리식품 시장을 공략함으로써 수출효과
(4) 가축사료첨가제로 활용하여 고기나 계란 같은 각종 저콜레스테롤 육제품 개발 및 생산에 활용.
(5) 콜레스테롤 저하 약품으로 개발시 250억원 규모의 콜레스테롤 저하제 수입시장에서 최소 수십 억원의 수입대체 효과 및 300억불 규모의 세계시장의 0.01% 장악시 40억원 이상의 수줄효과
(6) 한국최초의 신약개발 성공시 국위선양

Abstract ▼

Object
Hypercholetserolemia is the most common adult chromic disease affecting 52% of adult population in developed countries. It is a major risk factor for cardiovascular disease, the leading cause of human mortality in the developed countries.
Therefore the market for cholesterol-lowering dr

Object
Hypercholetserolemia is the most common adult chromic disease affecting 52% of adult population in developed countries. It is a major risk factor for cardiovascular disease, the leading cause of human mortality in the developed countries.
Therefore the market for cholesterol-lowering drugs is n billion$ and it continues to grow at 20% a year. Cardiovascular drugs have been the leading class of drugs by worldwide sales for nearly three decades.
The goal of this research is the development of cholesterol-lowering Lactobacillus, having hypocholesterolemic effect without side effect.
Methods for development cholesterol-lowering Lactobacillus
The cholesterol-lowering Lactobacillus is a probiotic Lactobacillus that can reduce the blood cholesterol levels by degrading bile acids in the intestinal lumen with $7{\alpha}$-dehydratase, the enzyme responsible for degradation of cholic acid to deoxycholic acid. The reduced level of bile acids will promote the biosynthesis of bile acids from cholesterol, resulting in lowered blood cholesterol.
The cholesterol-lowering Lactobacillus developed in this work has about 10% hypocholesterolemic effect in animal experiments.
Methods
1. Subcloning of $7{\alpha}$-dehydratase in E. coli-Lactobacillus shuttle vector
2. Transformation of recombinant plasmids containing $7{\alpha}$-dehydratase into Lactobacillus
3. Expression of $7{\alpha}$-dehydratase by measuring the expression products of $7{\alpha}$-dehydratase
4. Production of cholesterol-lowering yogurt
5. In vivo experiments for measuring hypocholesterolemic effect of cholesterol-lowering yogurt
Results and Effects
The cholesterol-lowering Lactobacillus developed in this work reduce the blood cholesterol in rats about 10-20%.
Commercialization of cholesterol-lowering Lactobacillus will have the following effects.
1. Improve national health by providing cholesterol-lowering yogurts at affordable price and thereby preventing cardiovascular disease(lowering blood cholesterol level by 10% can reduce the incurrance rate of cardiovascular disease about 30%).
2. Economic impact by reducing the direct medical expenses and indirect economic loss due to decreased incurrence rate of cardiovascular disease(In general, the hospital expense for cardiovascular disease is about one third of the hospital expense for all diseases).
3. Can export cholesterol lowering nutraceuticals to America and Europe
4. Can be used as cholesterol-lowering feed supplements to produce low cholesterol meat and eggs
5. Replace import of at least several million dollars and export several billion dollars of hypocholesteerolemic drug developed from cholesterol-lowering yogurt
6. Improve the national image of Korea by developing new biological hypocholesterolemic drug

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 목차...3
• I. 연구개발결과 요약...4
• (한글) 콜레스테롤 저하 유산균 개발...4
• (영문) Development of Cholesterol-lowering Lactobacillus...6
• II. 총괄연구개발과제 연구결과...8
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...8
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...10
• 3. 총괄연구개발과제 연구결과 고찰 및 결론...17
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...18
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...20
• 6. 첨부서류...22
• III. 제1세부연구개발과제 연구결과 (세부과제별로 작성)...23
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표...24
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법...24
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 결과...24
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...24
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...24
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획...25
• 7. 참고문헌...25