방사선 방어제(Radiation protector)는 방사선 피폭시 세포를 보호하는 물질이다. 현재 미국 FDA의 허가를 받은 방사선방어제는 thiol계 합성물질인 amifostine(WR-2721)이 있으나 고용량 사용시 심각한 부작용을 유발한다 부작용이 없는 방사선 방어제 성분을 발굴하기 위하여 제주에서 자생하는 식물체를 채집하여 에탄을 추출물 62종을 제조하였으며 그 중에서 방사선 방어효과를 갖는 성분 15종을 분리하였고 화학구조를 규명하였다. 방어효과가 뛰어난 성분인 감태추출물에서 분리한 triphlorethol-A의
방사선 방어제(Radiation protector)는 방사선 피폭시 세포를 보호하는 물질이다. 현재 미국 FDA의 허가를 받은 방사선방어제는 thiol계 합성물질인 amifostine(WR-2721)이 있으나 고용량 사용시 심각한 부작용을 유발한다 부작용이 없는 방사선 방어제 성분을 발굴하기 위하여 제주에서 자생하는 식물체를 채집하여 에탄을 추출물 62종을 제조하였으며 그 중에서 방사선 방어효과를 갖는 성분 15종을 분리하였고 화학구조를 규명하였다. 방어효과가 뛰어난 성분인 감태추출물에서 분리한 triphlorethol-A의 세포보호 효과 기전을 규명하였고, Phloroglucinol이 억제된 세포 생존율을 회복함을 발견하였다. 볏붉은잎의 추출물투여시 마우스의 생존율이 개선되었고 담팔수로 부터 분리한 1, 2, 3, 4, 6-penta-O-galloyl-b-D-glucose(PGG)은 세포내 산소종을 억제하여 세포 생존율을 회복하였다. 갈조류에서 분리한 fucoidan, 감태에서 분리한 dieckol, 수련(Nymphaea tetragona var. angusta)에서 분리한 geraniin, PGG가 말초혈액 및 면역세포에서 방사선에 의한 DNA손상를 억제시키고 증식능을 향상시킨다는 것을 입증하였다. dieckol과 fucoidan을 투여한 동물에서 생존률을 증가시켰고(각각 DRF=1.14, 1.12), 면역세포 및 줄기에서의 효능평가에서도 apoptosis의 현저한 감소에 의한 생존능과 증식능이 증가됨을 관찰할 수 있었다. 특히 Dieckol 투여한 경우 골수세포의 증가 등 면역조혈계의 회복촉진을 확인하였다. 무기섬광체인 BGO, CWO, GSO와 플라스틱 섬광체 조각을 광전송용 플라스틱 광섬유에 접합한 방사선량계 모형을 여러 종류 제작하여 선량측정 실험을 통하여 최적 선량계 모형을 도출하였다. 최적 선량계 모형으로 측정한 결과를 선량으로 변환하는 경우의 편차는 10% 미만으로 상용화된 선량계 간의 편차에 버금간다 본 연구에서 도출한 선량계모형 이 사용 선량계로 개발될 수 있음을 확인하였다.
Abstract▼
Ethanol extracts are prepared from the plants collected in Jeju Island, and DPPH radical scavenging activities are examined for the Prepared extracts. Isolation from the extracts of the compounds with high antioxidative activities is made and their chemical structures are identified by NMR study. Th
Ethanol extracts are prepared from the plants collected in Jeju Island, and DPPH radical scavenging activities are examined for the Prepared extracts. Isolation from the extracts of the compounds with high antioxidative activities is made and their chemical structures are identified by NMR study. The extracts and isolated compounds given to the other teams for examining the efficacy of antioxidation and immune function enhancement. Triphloroethol-A isolated from Ecklonia cava was investigated on mechanism of induction in HO-1 (heme oxygenase-1). Phloroglucinol isolated from Ecklonia cava was investigated mechanisms of recovery effect against cell survival reduced by irradiation in vitro and in vivo system. The extract of Callophyllis japonica was studied on cytoprotective effect against radiation. 1, 2, 3, 4, 6-penta-O-galloyl-b-D-glucose from Elaeocarpus sylvestris var. ellipticus was elucidated on scavenging effect of reactive oxygen species and its cytoprotective effect. In this study, we examined the effect and its mechanism of radiation protection for geraniin and 1, 2, 3, 4, 6-penta-O-galloyl-beta-B-glucose(PGG) , the pure extracts from Nymphaea tetragona, an extract from Eurya emarginata, as well as dieckol, the phlorotannin component from Ecklonia cava. For dieckol and fucoidan component from Ecklonia cava, whose radiation protection effect is already proven via the 1st stage investigation, we examined the radio-protection mechanisms such as apoptosis inhibition, immune activation, and anti-oxidation. A number of radiation dosimeter models are constructed by attaching a small piece of scintillator to a plastic optical fiber of 2mm or 3mm diameter. Considered scintillators are three inorganic scintillators BGO. CWO, GSO and a plastic scintillator, and their sizes are $2.2\times2.2\times10mm^3$ and $4.9\times4.9\times10mm^3$. The light read out device is either a pulse type PMT, current type PMT or GaP photodiode. We have tested each comgination of scintillator, plastic fiber, and light readout device in a 6,600Ci $^{60}Co$ irradiation chamber. We have analysed the magnitude of the signal intensity, the correlation between the signal intensity and the source-to-dosimeter distance. The measured data and MCNP simulation results are compared. Also compared are the measured data of the constructed dosimeter models and commercially available dosimeters, a Farmer type ion chamber and Alanine pellet dosimeters.
목차 Contents
제 1 장 연구개발과제의 개요 ...20
제 1 절 천연 추출물 확보 및 방어효과 활성성분 분리 정제 ...20
제 2 절 방사선량계 개발 ...20
제 3 절 방사선 조사에 의한 산화적 손상 연구 ...21
제 4 절 방사선조사에 의한 면역증진 연구 ...21
제 2 장 국내외 기술개발 현황 ...23
제 1 절 천연 추출물 확보 및 방어효과 활성성분 분리 정제 ...23
제 2 절 방사선량계 개발 ...23
제 3 절 방사선 조사에 의한 산화적 손상 연구 ...24
제 4 절 방사선조사에 의한 면역증진 연구 ...26
제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ...28
제 1 절 천연 추출물 확보 및 방어효과 활성성분 분리 정제 ...28
1. 추출물 분획 확보 ...28
2. 활성성분의 분리정제 및 화학적 성분 규명 ...30
(1) 개가시나무(Quercus gilva) 항산화성분 분리 및 구조규명 ...30
(가) 시료 ...30
(나) 추출 및 분리 ...30
(다) 화합물 1-4의 구조 결정 ...31
(라) 분리 화합물의 DPPH 라디칼 소거 활성 검색 ...34
(2) 종가시나무(Quercus glauca Thunb) 항산화성분 분리 및 구조규명 ...35
(가) 시료 ...35
(나) 화합물 5의 분리 ...36
(다) 화합물 5의 구조 규명 ...36
(라) 결론 ...38
(3) 수련 뿌리의 항산화성분 규명 ...38
(가) 시료 ...38
(나) 추출 및 유효성분 분리 ...39
(다) 분획물의 DPPH 라디칼 소거활성 ...41
(라) 화합물 6-13의 구조 규명 ...42
(마) 분리된 화합물의 DPPH 라디칼 저해 활성 ...49
(바) 결론 및 결과 ...50
(4) 조록나무(Distylium racemosum)의 신규 항산화성분 규명 ...50
(가) 시료 ...50
(나) 유효성분 분리 ...51
(다) 분획물의 DPPH 라디칼 소거활성 ...51
(라) 화합물 14, 15의 구조 규명 ...52
(마) 결론 및 결과 ...57
제 2 절 방사선량계 개발 ...59
1. 섬광체와 광섬유를 조합한 방사선량계 모형 제작 ...59
(1) 섬광체 센서부 ...59
(2) 광전송 광섬유 ...60
(3) PMT ...61
(4) 광다이오드(photodiode) ...62
2. 선량계 모형 신호 특성 분석 ...62
(1) 실험장치 구성 ...62
(2) pulse 측정에 의한 신호특성 분석 ...64
(가) pulse 계수치 측정 결과 분석 ...65
(나) pulse height spectrum 측정결과 ...71
(3) 전류 측정에 의한 선량계 신호 분석 ...72
(가) 발생전류의 안정성 분석 ...73
(나) MCNPX 모의 결과와 비교 ...76
(4) 광다이로드를 이용한 실험 ...80
(5) 최적 선량계 모형 ...81
(6) 모델 선량계 측정결과와 상업용 선량계 측정 결과 비교 ...81
(가) 전리함과 Alanine 화학 선량계로 측정한 결과와 비교 ...81
(나) PMT 전류의 선량률 변환 ...88
(7) 섬광체의 고선량 방사선 조사에 PMT 전류 변화 ...94
3. 결론 ...96
제 3 절 방사선 조사에 의한 산화적 손상 연구 및 방어제 개발 ...97
1. Triphlorethol-A의 방사선 조사에 의한 세포보호 작용기전 ...97
2. Glycitein의 산화적 손상에 대한 세포보호효과 ...104
3. Kaempferol과 quercetin의 방사선 조사에 의한 세포보호효과 ...109
4. 누리장나무로부터 분리한 acetylmartynoside의 항산화 효과 ...113
5. Irisolidone의 산화적 손상에 대한 세포보호효과 ...115
6. 볏붉은 잎의 nitric oxide 조절 영향 평가 ...118
7. 볏붉은 잎 분획별의 방사선 방호 효과 검토 ...122
8. 방사선 방어제로 알려진 amifostine과 비교 실험 ...126
9. 담팔수로부터 분리한 tannin 성분의 활성 산소종에 대한 세포 보호 효과 작용 연구 ...129
10. 감태로부터 분리한 eckol의 방사선 조사에 의한 세포보호효과 ...134
11. 감태로부터 분리한 phloroglucinol의 방사선 조사에 의한 세포보호효과 ...142
12. 감태화합물 eckol의 암화 유전자 ras에 의한 세포 암화 억제 효능 ...151
13. 천연물 유래 pristimerin 종양 세포 사멸 효능 및 작용 기전 규명 ...154
제 4 절 방사선 조사에 의한 면역증진 연구 ...157
1. 새로운 후보물질 (Geraniin, PGG) 발굴을 위한 유효추출물에 대한 면역세포내에서의 독성 및 증식능 검증 ...157
2. 방사선을 조사한 비장세포에서 geraniin, PGG의 DNA손상 억제 및 세포사멸 억제효과 ...160
3. 정제된 유효활성성분 (dieckol) 투여에 의한 마우스. 체내에서의 약효실험 및 생존율에 대한 효과 ...165
4. 정제된 유효활성성분 (fucoidan) 투여에 의한 마우스 체내에서의 약효실험 및 생존율에 대한 효과 ...168
5. 마우스 체내에서 추출물 (dieckol)의 약동학적 특성 ; 흡수, 대사, 배설의 측면 ...174
6. 방사선을 전신조사한 마우스에서 dieckol 과 fucoidan의 면역조혈 재생에 관한 방사선 방호효과 평가 ...175
7. 방사선을 전신조사한 마우스에서 dieckol 과 fucoidan의 소장 줄기세포 재생에 관한 방사선보호효과 평가 ...185
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