초록 ▼

본 연구의 목적은 길경 사포닌을 이용하여 의약품소재로 발전시키고자 하였다. 길경으로부터 다양한 종류의 사포닌을 분리하고자 길경 사포닌류의 대량 정제 (최소 수십 mg단위) 방법을 개발하고자 하였다. 또한 미량 사포닌의 구조도 규명을 하고자 하였고 특정 길경사포닌의 유도체에 대한 지방세포로의 분화 억제와 이에 따른 비만, 당뇨등의 치료제로서 천연물 신약 개발의 가능성 연구를 수행하였다.
1. 길경사포닌 유도체의 분리
길경사포닌 분획을 특정 당분해효소와 반응시켜 생전환된 platycodin D 강화 분획물 및 새로운 길경사포

본 연구의 목적은 길경 사포닌을 이용하여 의약품소재로 발전시키고자 하였다. 길경으로부터 다양한 종류의 사포닌을 분리하고자 길경 사포닌류의 대량 정제 (최소 수십 mg단위) 방법을 개발하고자 하였다. 또한 미량 사포닌의 구조도 규명을 하고자 하였고 특정 길경사포닌의 유도체에 대한 지방세포로의 분화 억제와 이에 따른 비만, 당뇨등의 치료제로서 천연물 신약 개발의 가능성 연구를 수행하였다.
1. 길경사포닌 유도체의 분리
길경사포닌 분획을 특정 당분해효소와 반응시켜 생전환된 platycodin D 강화 분획물 및 새로운 길경사포닌류의 제조방법을 개발하였으며 반응물로부터 고속향류크로마토그라피(HSCCC)를 이용하여 분획물로부터 주요 및 미량의 길경사포닌 14 종을 대량 정제 (최소 수십 mg단위) 할 수 있는 방법을 개발하여 천연물을 이용한 생리활성 연구에 많은 기여가 가능하였다 (J. Sep.Sci.). 길경에 함유된 20여종 및 전환된 6종의 길경사포닌을 LC-MS를 이용하여 성분의 구조 확인을 할 수 있는 분석 기술을 개발하였다. 또한 랫트 혈장 시료에서 platycodin D를 정량분석하기 위해 LC-ESI/MS 분석법을 개발하였으며, 개발된 분석법을 이용하여 경구투여에 대한 platycodin D의 시간에 따른 혈장 내 농도변화를 확인 및 응용됨을 보여 이러한 분석 방법을 이용하여 차후 지속적인 약물 동태학 연구에 활용 가능성을 제시하였다. 이러한 사포닌 분리방법을 이용하여 인삼사포닌의 일단계 분리에도 활용하였다 (J. Sep. Sci., Anal. Bioanal. Chem.).
2. 플라티코딘 D의 지방세포로의 분화에 미치는 영향에 대한 기전 연구
분리된 플라티코딘 D와 유도체들을 가지고 섬유아세포인 3T3-L1 세포주에서 분화를 시킨 지방조직의 분화정도와 지방축적량 억제효과 비교 실험시 platycodin D가 polygalacin D보다 지방축적 억제 효과가 가장 뛰어나며, 유도체들의 구조에 따른활성 비교결과를 도출할 수 있었다. 지방세포에 platycodin D 5μM을 처리하였을 경우, 세포질내의 지방축척을 대조군대비 63%까지 억제하였다. Platycodin D는 지방합성 때에 발현되는 PPARγ와 C/EBPα(PPAR γ 경로)를 감소시키고,지방산화에 관여하는 AMPKα와 ACC의 발현을 증가(AMPKα 경로)시켰는데, 이는, platycodin D가 이 두 pathway의 상위 signal인 KLF-5에 관여함으로써 지방세포분화를 조절함을 알 수 있었다. 15mg platycodin D를 8주간 C57BL6 마우스에 투여하였다. Platycodin D는 음식 섭취량에 크게 영향을 주지 않았으며, 몸무게 증가는 복용 3일부터 서서히 둔화되어, 실험종료 후에는 고지방식이 대비 40%가량 억제되었다. 혈청에서는 TC, TG, LDL-C의 수치가 감소되고, HLD-C가 증가됨으로써, 지질대사가 개선되었으며 지방세포의 크기와 부피가 억제되었다. 지방조직에서는 PPAR γ가억제되고, AMPKα가 활성화 되었다. 결국, 세포수준에서 platycodin D는 KLF-5에 영향을 줌으로써 지방산화와 합성에 관여하는 pathway에 관여하게 되고, 이것이 몸무게 억제효과로 이어지는 것으로 확인하였다 (Life Sci, Planta Med)
3. 플라티코딘 D 강화분획의 지방분획 억제 및 항비만 효과
길경의 주성분인 platycodin D의 함량을 강화한 분획인 고농축 사포닌을 처리하여 지방세포에서의 지방함량 축적억제효과를 확인하였다. 길경 물추출물 처리량의 1/45 수준에서도 세포에 축적된 지방량의 50% 이상을 억제하는 더높은 억제효과를 나타내었다. 또한, 고지방식이 투여로 유도한 비만마우스의 동물실험을 수행하여 혈액 내의 지질대사 (콜레스테롤 저하, 글루코오스 저하, 중성지방 저하) 개선효과를 나타내었다. 마우스의 간에서 추출한 단백질과mRNA을 가지고 지질대사와 관련되어 발현되는 유전자들을 측정한 결과 지방세포 분화와 지방산 합성에 관여하는 PPARγ2, C/EBP, aP2, FAS, SCD1, Leptin, Adiponectin의 변화를 개선하였다. 고농축 사포닌을 8주간 경구 투여한 실험 결과 길경 물추출물의 1/3이하의 투여량에도 유의적인 체중감소와 복부지방량 감소 효과를 나타내었으며, 마우스 복부의 micro-CT촬영결과 복부단면의 지방면적 억제도 확인할 수 있었다. 또한, H&E 염색을 통한 복부지방의 조직학적 검사 결과 지방세포의 크기가 감소하였음을 증명하였다. 앞으로 제2형 당뇨에도 적용시킬 계획이다 (논문준비중).
4. 플라티코딘 D 강화 분획의 기술 이전
길경의 주성분인 플라티코딘 D를 g 단위로 확보할 수 있었지만 산업화에는 경제성의 문제가 고려되었다. 이 점에서 위의 1항에서 제조한 플라티코딘 D 강화분획에 대하여 전용권 실시의 기술이전을 제약회사에 2월까지 완료할 예정이다. 현재 계약서협의가 진행중이며 조만간 계약이 성립할 것이다 (국내특허 2011, “길경추출물로부터 분리한 길경사포닌 분획물 및 이 분획물로부터 효소에 의하여 생전환시킨 고 함량의 플라티코딘 D를 유효성분으로 함유하는 지질대사 질환의 예방 및 치료용 조성물, 기술이전)

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 4
• Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 6
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 9
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 9
• Ⅲ. 연구성과 ... 10