보고서 정보
주관연구기관 |
서울대학교 Seoul National University |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2012-08 |
과제시작연도 |
2011 |
주관부처 |
교육과학기술부 Ministry of Education and Science Technology(MEST) |
과제관리전문기관 |
한국연구재단 National Research Foundation of Korea |
등록번호 |
TRKO201300012046 |
과제고유번호 |
1345157686 |
사업명 |
중견연구자지원 |
DB 구축일자 |
2013-08-26
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키워드 |
알러지.아토피.인터루킨.나한백.월계수.비만 세포.Nc/Nga 아토피 모델.Allergy.Atopic dermatitis.Janus kinase (JAK).Interleukin(IL).STAT6.Thujopsis dolabrata.Laurus nobilis.Mast cell.Nc/Nga mouse model.
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201300012046 |
초록
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연구의 목적 및 내용
선행연구에서 mast cell degranulation 억제효과, IL-dependent cell 증식억제 및 Nc/Nga mouse 이용한 아토피성 피부염 동물모델실험 등을 통하여 월계수에서 분리한 단일성분이 IL 유도 세포증식 억제효과 및 나한백 추출물이 동물실험에서 효과가 있음을 확인 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 유효성분을 분리 구조규명하며, 아토피성 피부염 및 알러지의 작용기전과 밀접한 관련이 있는 IL-4,5 유도 신호전달 과정에서 억제활성성분의 작용기전을 규명한다. 특히 IL 에 의하여 유도
연구의 목적 및 내용
선행연구에서 mast cell degranulation 억제효과, IL-dependent cell 증식억제 및 Nc/Nga mouse 이용한 아토피성 피부염 동물모델실험 등을 통하여 월계수에서 분리한 단일성분이 IL 유도 세포증식 억제효과 및 나한백 추출물이 동물실험에서 효과가 있음을 확인 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 유효성분을 분리 구조규명하며, 아토피성 피부염 및 알러지의 작용기전과 밀접한 관련이 있는 IL-4,5 유도 신호전달 과정에서 억제활성성분의 작용기전을 규명한다. 특히 IL 에 의하여 유도되는 선택적 신호조절 기전인 Janus kinase 와 STAT6 와 관련된 천연물을 선별하고 그 조절작용 기전을 세포 및 알러지 동물모델을 이용하여 연구하며, IL 유도에 의한 신호전달 분자의 조절억제작용이 아토피 치료제로 사용 가능성을 확인하고자 한다.
연구결과
월계수 Laurus nobilis 잎의 유기추출물로부터 유래한 중정도 극성 분획에 대하여 다양한 크로마토그래피 방법을 활용하여 22종의 eudesmane계 sesquiterpene lactones 및 그와 동일한 탄소골격의 esters를 분리 정제하여 10종의 신물질의 구조를 완전히 규명하였으며 12 종의 기지의 물질도 동정 완료하였다. 또한 유사한 극성의 분획으로부터 6종의 kaempferol계 glycosylated flavonoids를 분리하여, 분광자료의 해석과 화학반응의 결과를 종합하여 구조를 동정하였다. 또한 나한백 Thujopsis dolabrata 의 추출물로부터 분획, 크로마토그래피 방법을 혼용하여 11종의 물질을 분리 정제하였다. 분광자료의 종합적 해석에 의하여 이들은 8종의 sesquiterpenes와 3종의 phenolics로 구조가 동정되었다. 1차년도에는 월계수 단일성분에 대한 추가확보와 구조규명을 하였고, 아직 효과측정을 못한 물질에 대하여 RBL-2H3 cell을 이용한 β-hexosaminidase 활성측정에 의한 mast cell deregulation 억제작용 과 IL-dependent Y16 cell 을 이용하여 이미 활성이 확인된 magnolialide, zaluzanin D 이외의 천연물 추출 성분 추가 확인하였고, 면역 관련 작용기전의 중요인자 중 하나인 IL-4의 감소 활성을 확인하였다. 2 차년도에 추가로 확보된 월계수 단일성분과 함께, 나한백 단일 성분에서도 mast cell degranulation, IL-4 mRNA 및 프로틴 발현, 그리고 IL-4 분비량 억제 실험을 통한 천연물의 활성을 추가 확인하였다. 이와 함께, Nc/Nga 아토피 동물 모델을 이용한 병리 조직적 분석, 피부두께 변화, 비만세포 recruitment 측정, 동물 serum내에 히스타민 및 IgE 함유량 측정을 수행함으로써, 나한백 정유의 아토피 피부질환 완화 활성을 in vivo model에서 확인 하였다. 3차년도에서는 1,2차년도에 선별된 활성물질을 이용하여 IL-4 로 유도되는 작용기전에서의 연구를 수행 하였고, IL-4에 의해 활성이 유도되는 Janus kinase 1, 3 및 transcription factor 인 STAT6 작용기전에 활성을 미치는 천연물질을 확인하였다.
연구결과의 활용계획
아토피성 피부염은 개도국에 비하여 서구화된 나라에서 증가율이 크게 증가되고 있고, 이는 hygiene hypothesis 에 의하여 뒷받침 되고 있다. 치료에는 보습제, glucocorticoid, calcinuerin, 항생제, 항히스타민제, 먼역억제제 등이 있으나, 부작용이 심각하다. 현재 연구는 monoclonal antibody에 의한 선택적 차단제(예: magainin), integrin antagonist (TBC-1269), neurokinin type 2 (NK-2) antagonist 등을 Target으로 시도되고 있었다. 따라서 본 연구는 최근에 관심이 높아진 cytokine 신호전달작용에 관여하는 STAT6 transcription factor 와 STAT6 activation에 관여하는 Janus kinase에 작용하는 천연물질의 작용기전 연구 및 선택적 신호분자조절에 의한 부작용감소 및 효능증대에 의한 아토피성 질환의 치료제 개발에 기여 할 것으로 사료된다.
Abstract
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Purpose& contents
Previous results demonstrated that magnolialide and zaluzanin D isolated from Laurus nobilis revealed inhibition against mast cell deregulation and IL-induced cell proliferation, and Thujopsis dolabrata revealed biological effects against atopic dermatitis animal model. Based on
Purpose& contents
Previous results demonstrated that magnolialide and zaluzanin D isolated from Laurus nobilis revealed inhibition against mast cell deregulation and IL-induced cell proliferation, and Thujopsis dolabrata revealed biological effects against atopic dermatitis animal model. Based on these results, mechanism studies will be performed against the regulation of signaling pathways (JAK-STAT) induced by IL, which have a relation with atopic dermatitis. Our aim of this research is to prove the mechanism of active principles during the IL-induced singal transduction pathways and prove their biological effects in Nc/Nga atopic dermatitis animal models, based on these results, we expect to develop the new therapeutric agents with low side effects.
Result
Organic extracts from the leaves of bay Laurus nobilis (Lauraceae) were solvent-partitioned by their polarity. Using the diverse chromatographic techniques, the moderately polar fractions were separated to yield 22 sesquiterpene lactones and corresponding esters of the eudesmane class. Based upon the combined results of HRMS, NMR, IR, UV and specific rotation analyses, these compounds were structurally determined to be 10 new compounds and 12 known ones. In the meanwhile, the organic extracts from Thujopsis dolabrata (Cupressaceae) were separated by solvent-partitioning followed by chromatographic methods to yield 11 compounds. These compounds were structurally identified to be 8 sesquiterpenes and 3 phenolics by combined spectroscopic analyses. In the first year, isolation and structure elucidation of Laurus nobilis-derived active principles have been performed and activities against mast cell degranulation using RBL-2H3 cells and inhibition of IL-induced cell proliferaion in Y15 cells have been demonstrated. These selected compounds also showed inhibitory effect againt interleukin-4, which has a major role in autoimmune responses. In the second year, with Laurus nobilis-derived active compounds, compounds isolated from Thujopsis dolabrata showed its inhibitory effects against mast cell degranulation, IL-4 mRNA and protein expression, and IL-4 secretion from mast cells. Additionally, through clinical scoring, histological analysis, calculation of tissue thickness, mast cell degranulation, and measurement of serum IgE and histamine level using Nc/Nga atopic animal models, essential oil from Thujopsis dolabrata showed inhibitory effects on atopic dermatitis-like skine lesions in vivo. In the third year, with selected compounds through the past two years, IL-4-mediated pathways were studied and several isolated compounds were selected as active compounds to regulate Jak-Stat pathway through inhibiting phosphorylation of Jak1, Jak3 or STAT6.
Expected Contribution
The study contribution is as follows. We can expect the development of mechanism Atopic dermatitis is a pruritic disease of unknown origin. It wasn't certainly identified about the pathologic reason of atopic dermatitis. As we suggesting effective compounds and their significant pathway, they could contribute to therapy of atopic disease such as atopic dermatitis, rhinitis, asthma. Therefore advancements in this research of the disease process are influencing the research and development efforts of the industry, along with the economic ripple effect. This study should be the proper way for increasing patients who feel allergic pain.
목차 Contents
- 중견연구자지원사업(핵심연구) 최종보고서 ... 1
- 목 차 ... 2
- 연구계획 요약문 ... 3
- 연구결과 요약문 ... 4
- 한글요약문 ... 4
- SUMMARY ... 5
- 연구내용 및 결과 ... 6
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 6
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 12
- 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 72
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 73
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 74
- 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 76
- 8. 공동연구책임자 대표적 연구실적 ... 76
- 9. 참고문헌 ... 77
- 10. 연구성과 ... 79
- 11. 기타사항 ... 83
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