초록 ▼

○ 연구결과;
제1세부,제2세부 및 제3세부과제의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
제1세부과제:
연구 제목: “번데기동충하초의 대량생산 및 간기능 개선 생리활성연구”
1.번데기동충하초 채집 및 균주:
• 번데기동충하초 대량생산 방법확립 및 대량생산에 대한 효율,균주의 활용성 연구확립
• 번데기동충하초 대량생산 방법확립 및 대량생산에 대한 효율 및 균주의 활용성 연구확립.
2.자실체 우수균주를 선발 및 선발된 균주의 대량생산:
• 번데기동충하초에 관한 형태.유전적인 특성 및 자원의 연구자

○ 연구결과;
제1세부,제2세부 및 제3세부과제의 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
제1세부과제:
연구 제목: “번데기동충하초의 대량생산 및 간기능 개선 생리활성연구”
1.번데기동충하초 채집 및 균주:
• 번데기동충하초 대량생산 방법확립 및 대량생산에 대한 효율,균주의 활용성 연구확립
• 번데기동충하초 대량생산 방법확립 및 대량생산에 대한 효율 및 균주의 활용성 연구확립.
2.자실체 우수균주를 선발 및 선발된 균주의 대량생산:
• 번데기동충하초에 관한 형태.유전적인 특성 및 자원의 연구자원 확보.
3.대량 생산 번데기동충하초의 출 및 분획:
• 번데기동충하초의 물 추출 및 알콜 침전 분획물의 제조
4.약물에 의한 간세포 손상에 대한 번데기동충하초의 보호 효능평가 및 표준화를 위한 화학적인 연구:
• 번데기동충하초의 알콜에 의한 간 세포 손상에 대한 보호 효능 평가
• invitro에서 번데기동충하초의 알콜 및 약물에 의한 간세포 손상 보호 효능평가
• 약물에 의한 간세포 손상에 대한 번데기동충하초의 보호 효능평가 및 표준화를 위한 화학적인 연구를 확립함.
• invitro에서 번데기동충하초를 이용한 간세포 손상에 대한 보호 효능의 생화학적 기작 규명
제2세부과제:
연구 제목: “번데기동충하초로부터 대식세포 매개성 간염 치료 효능 평가”
1.번데기동충하초 유래 분획의 간 유래 대식세포의 염증반응 조절능 평가
• 번데기동충하초의 간조직 유래 대식세포의 염증억제 효능 효능연구확립
2.대식세포 매개성 간염 모델 (septic shock모델)에서 간염증과정 치료 효능
• 간염 모델 (septic shock모델)에서 간염증과정 치료 효능확립
3.간 유래 대식세포(쿠퍼세포) 매개성 간염 모델에서 염증조절 효능 평가
• 간 유래 대식세포(쿠퍼세포) 매개성 간염 모델의 확립
4.대식세포 매개성 간염 모델 치료 기전연구
• 간 유래 매개성 간염 모델에서 염증조절 효능 평가확립
5.간 유래 대식세포 (쿠퍼세포)간염 치료 기전연구
• 번데가도 충하초의 간 유래 대식세포 (쿠퍼세포)간염 치료 기전연구확립
제1협동과제:
연구 제목: “번데기동충하초로부터 간기능을 향상시키는 기능성 물질의 개발”
1.번데기 동충하초로부터 시료의 확보
• 번데기 동충하초로부터 간 기능을 향상 시키는 기능성 물질의 추출 및 시료 생산.
2. 1,2세부과제 지원.
• 1,2세부과제에 본 연구 시료를 제공함.
3.번데기동충하초로부터 간기능을 향상시키는 기능성 물질의 추출 및 정제
• 기능성 물질의 추출 및 정제확립
4.번데기동충하초의 기능성 물질의 간기능 개선효과 검증
• 간경화가 유발된 실험동물에서 번데기 동충하초 추출물이 간 기능의 향상 및 간 섬유화의 억제 효능에 관한 연구확립..
• 흰쥐에서 TAA로 유발한 간 섬유화에 대한 번데기 동충하초 추출물의 에탄올 침전물(CMWE)의 효과확인.
• TAA로 유발한 섬유화 간에서 α-smooth muscle actin 발현에 대한 CMWE의 효과확립.
• TAA로 유발한 섬유화 간에서 tissue inhibitor of metalloproteinase 발현에 대한 CMWE의 효과확인.
5.건강기능성 식품 제조의 표준화 및 기능성 성분 및 지표성분 개발
• 각 시료의 cordycepin 함량을 HPLC를 이용하여 측정하여 cordycepin을 지표성분으로 하였으며, CMW의 표지물질로 cordycepin을 활용함이 적절하며 함량의 측정은 HPLC를 이용하는 방법이 타당한 것으로 판단되었으며,본 연구에 사용된 번데기동충하초에는 2.13mg/g 의 cordycepin이 함유된 것으로 HPLC 에 의한 실험으로 확인 하였다.

Abstract ▼

II. Purpose, contents, and results of this research:
Cordyceps species are mushrooms ethopharmacologically known in Far East Asian countries such as Korea, China, and Japan. Preparation of the species Cordyceps sinensis and Cordyceps militaris have been traditionally prescribed as a tonic for lon

II. Purpose, contents, and results of this research:
Cordyceps species are mushrooms ethopharmacologically known in Far East Asian countries such as Korea, China, and Japan. Preparation of the species Cordyceps sinensis and Cordyceps militaris have been traditionally prescribed as a tonic for longevity, endurance, and vitality (Zhou et al. 2009). Continuous scientific studies have found that these preparations are capable of exhibiting numerous pharmacological activities as anti-oxidative, anti-viral, anti-cancer, anti-fibrotic, antiinflammatory, anti-nociceptive, anti-angiogenic, anti-diabetic, and anti-obesity drugs (Ng and Wang 2005;Zhou et al. 2009).
Cordyceps militaris is a fungus that parasitizes Lepidoptera larvae and has benefits in the human body including circulatory, immune, respiratory and glandular systems. Previous studies showed various properties such as anti-angiogenesis (Yoo et al., 2004), anti-tumor and anti-diabetic (Yun et al. ,2003), anti mutagenic(Cho et al., 2003)and hypoglycemic effect(Choiet al. 2004). Cordyceps militaris, a caterpillar-grown traditional medicinal mushroom, produces an important bioactive compound, cordycepin (3′-deoxyadenosine). Cordycepin is reported to possess many pharmacological activities including immunological stimulating, anti-cancer, anti-virusandanti-infection activities.
Cordycepin, a major component of C. militaris, has also been studied in anti-fungal activity(Sugar and McCaffrey, 1998),anti-herpes activity(De Julian-Ortiz et al., 1999), anti-metastatic action on some cell lines(Nakamura et al. ,2005), stimulating effect on interlukin-10 production as an immune modulator (Zhou et al., 2002), effect of polyadenylation inhibition (Ioannidis et al., 1999),and anti-leukemic activity (Koc et al., 1996).
Acetaminophen (AAP)is a safe and effective analgesic when used at therapeutic levels. An overdose of AAP, however, can induce severe hepatotoxicity in experimentalanimals and in humans. Recent advances suggest that reactive metabolite formation, glutathione depletion, and alkylation of proteins, particularly mitochondrial proteins, arekey initiating eventsin AAP toxicity. Asin other types of liver injury, the roles of oncotic necrosis and apoptos is in AAP-induced liver damage have been debated. When AAP causes extensive ATP depletion, ATP depletion-dependent necrotic cell death results. However, when fructose and glycine are used to prevent ATP depletion, necrosisis blocked and caspase dependent apoptosis increases.
MPT occurs under both fructose and glycinedeficientand sufficient conditions. The addition of cyclosporin A decreasesnecrosisandapoptosis. Thus, AAP toxicity is an example of "necrapoptosis,"in which necrosis and apoptosis represent alternate outcomes of the same mitochondrial death pathway.
Acetaminophen (N-acety1-p-aminophenol, paracetamol, AAP) is a widely used analgesic and antipyretic agent with very few side effects at its usual therapeutic doses.1)However, it can cause centrilo bularhepatic necrosis, renalfailure, and even death in humans and experimental animals when taken in overdoses2) or inmoderate doses in combination with other drugs or alcohol.3).
At therapeutic doses, AAP is primarily detoxified by glucuronidation and sulfation,4) with a small fraction metabolized by a cytochrome P450-dependent mixed function oxidase system to an electrophilic metabolite, N-acetyl-p-benzoquinoneimine (NAPQI).5) NAPQI is normally detoxified by glutathione (GSH) and therefore displays no significant toxicity. After an overdose of AAP, the glucuronidation and sulfation routes become saturated and a larger fraction of the drug is available for metabolism by cytochrome P450, leading to rapid depletion of hepatic GSH levels. In addition to NAPQI, reactive oxygen species formed during AAP metabolism induces oxidative stress which in turn contributes to the cell injury process. AAP interferes with the ongoing processes of each and every intracellular compartment: mitochondria, 6)nucleus,7) plasma membrane,8) and cytoplasm.9).
We cultured Chang liver and HepG2 cells in Eagle’s minimum essential medium (MEM) containing glycine (0.0075g/L) to block necroticcelldeath. AAP treatment and caspase-3 activation induced DNA fragmentation, indicating that the cells underwent apoptosis. However, DNA fragment results were not consistent with DNA laddering, acharacteristicofapoptosis,although someDNA smearing, a feature of necrosis, was observed. Thus, we concluded that the mode of AAP-induced cell death was necrapoptosis because both necrosis and apoptosis apparently occur.
Oxidative stress-induced cell death is a mitochondria-independent pathway of AAP cytotoxicity. Early investigations into the mechanism of oxidative stress-induced cell death identified glutathione(GSH)as a critical factor in the detoxification of the reactive metabolite of AAP. While this initial breakthrough resulted in novel therapeutics trategies in the clinic, the mechanism of cell injury and liver failure is still not completely understood. In particular, the role of reactive oxygen species(ROS) in the pathophysiology of liver damage continues to be debated, despite three decades of research. Studies using a variety of experimental models have established that severe hepatocellular injury can lead to intracellular, mitochondria derived oxidant stress. Elevated hepatic and mitochondrial GSSG levels are indicators of mitochondrial ROS formation, and AAP induced cell death may be a result of oxidative cytotoxicity.
Recent studies have shown that both endogenously produced and exogenously added ROS can regulate the activity of mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathways that may be involved in cellular responses, such as proliferation, differentiation, and apoptosis. Three major MAPK kinase types exist:extracellularsignal-regulated kinases(ERKs), p38 kinases, and c-Jun N-terminalkinases (JNKs). These kinases have severalisoforms generated by alternative splicing of pre-mRNA. ERKs are generally activated by mitogenic and proliferative stimuli,such as growth factors involved in cellular proliferation and differentiation. JNKs and p38 kinases are primarily activated by extracellular stresses, such as UV irradiation, inflammatory cytokines, heat, and arsenic trioxide. Activation of these protein kinases causes avariety of cellular responses, depending on the cell type. In our experimental system, AAP induced ERK activation, but not JNK or p38 kinase activation. Thus, AAP-induced oxidative stress involves ERK activation.
One of these involves the MAPKs, a family of serine/threonine protein kinases activated by many stimuli, including IGF-IR. A key MAPK pathway contains ERK1/2.
For “Development of functional materials for improving liver function from Cordyceps militaris” we performed the following tests and concluded that Cordyceps militaris can be considered a cytoprotective agent in vitro and in vivo testsl on drug toxicity and results from animal test.
First, in this study, we performed cytotoxicity profiles of AAP in human Chang liver cells and evaluated the protective effect of Cordyceps militaris against AAP-induced toxicity. by measuring various factors and animal test, ent, MTT metabolism, and signal pathway of human liver cells.
Second, we performed the effects of cordycepin in LPS-stimulated macrophage and evaluated the protective effect of Cordyceps militaris against inflammation by measuring various factors and metabolism.
Third, in this study, we performed animal test to evaluate the protective effect of Cordyceps militarisby measuring various tissues and animal test,on metabolism to prove the protective funtion of Cordyceps militaris.
These observations demonstrate that Cordyceps militaris may significantly sttenuate AAP-induced toxicity. And also from the animal test to evaluate the protective effect of Cordyceps militaris ,we proved the protective funtion of Cordyceps militaris on liver function.
From these results, Cordyceps militaris can be considered a cytoprotective agent in this in vitro and in vivo model on drug toxicity and results from animal test.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 요 약 문 ... 3
• SUMMARY(영문요약문) ... 23
• CONTENTS(영문목차) ... 27
• 목 차 ... 28
• 제 1장 연구개발과제의 개요 ... 29
• 제 1절 연구개발의 목적 ... 29
• 제 2절 연구개발의 필요성 ... 30
• 제 3절 연구개발의 범위 ... 31
• 제 2장 국내외 기술개발 현황 ... 38
• 제 1절 동충하초 생산 및 시장현황 ... 38
• 제 2절 개발기술의 산업화 방향 및 기대효과 ... 39
• 제 3절 동충하초의 국내외의 연구현황 ... 41
• 제 3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 45
• 제 1절 년차별 연구 내용 및 결과의 요약 ... 45
• 제 2절 기술 개발 접근방법 ... 54
• 제 3절 연구 수행 방법 및 결과 ... 56
• 제 4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 130
• 제1절 연도별 연구목표 달성도 ... 130
• 제2절 평가착안점에 입각한 년차별 연구개발목표의 달성도 ... 132
• 제 5장 연구개발결과 성과 및 활용계획 ... 135
• 1. 연구개발 성과: ... 135
• 2. 연구성과 활용계획 ... 138
• 3. 앞으로의 연구성과 활용계획 ... 139
• 제 6장 연구개발과장레서 수집한 해외과학기술정보 ... 140
• 제1절 학술적인 면(논문) ... 140
• 제 7장 연구시설 장비 현황 ... 147
• 제 8장 참고문헌 ... 148
• 연구개발보고서 초록 ... 153
• 끝페이지 ... 160