초록 ▼

○ 연구결과
1)검색 대상 소재:
-700여종의 식품원료, 첨가물, 농수산물 및 식용으로 허용된 한약재를 대상으로 1차 검색
-대조군 대비 2.0 이상의 활성을 보이는 소재를 대상으로 질환동물을 통하여 in vivo 효능평가 실시하여 10개의 후보 소재 도출
-3개의 소재(F0218, F0475, F0330)를 최종 후보로 선정하였으며 나머지는 단일물질 분리 수준에서 실험진행
2) 추출물을 이용한 효능평가 실험
F0330, F0218 & F0475를 추출물로 제조한 후 질환동물을 대상으로 다양한 효력

○ 연구결과
1)검색 대상 소재:
-700여종의 식품원료, 첨가물, 농수산물 및 식용으로 허용된 한약재를 대상으로 1차 검색
-대조군 대비 2.0 이상의 활성을 보이는 소재를 대상으로 질환동물을 통하여 in vivo 효능평가 실시하여 10개의 후보 소재 도출
-3개의 소재(F0218, F0475, F0330)를 최종 후보로 선정하였으며 나머지는 단일물질 분리 수준에서 실험진행
2) 추출물을 이용한 효능평가 실험
F0330, F0218 & F0475를 추출물로 제조한 후 질환동물을 대상으로 다양한 효력실험을 진행-비만, 당뇨, 고혈압, 지구력, 운동능력, 지질대사
3) 단일물질분리 및 물질규명
10여개의 소재로부터 물질분리를 시도하였으나 5개의 소재에서만 단일물질을 분리하였음.
총 9개의 단일물질을 분리하였으나 1개는 동일물질로 중복되었으며 1물질은 구조결정에 실패함.
물질을 특성별로 분류하면 플라보노이드류, 쿠마린류 및 알칼로이드 등임.
4)단일물질 대량 생산 공정 개발
F0218C에 대하여 대량 생산공정을 개발하여 경제적으로 생산하는 공정을 개발하였다. 순도는 35%내외이며 수율은 75%정도이다.
이를 이용하여 고순도의 F0218C를 대량으로 회수하는 공정을 개발하여 순도 99.9%를 대량으로 회수하는 공정을 확보하였다. 수율은 40% 순도에서 시작할 경우 70% 정도이다.
5)단일물질의 작용기전 및 효능평가
F0218C 및 F0475C3의 단일물질을 질환동물에 경구투여하여 비만, 당뇨, 지방간, 고혈압,지구력, 운동능력등을 확인하여 추출물에서 도출된 결과를 동일하게 재현하는 것을 확인하였으며 이들의 활성은 에너지대사, 지방산화 및 미토콘드리아생성에 관여하는 유전자 및 단백질의 조절을 통하여 이루어지는 것을 확인하였다.
6) F0218C의 유도체 합성 및 효능비교
F0218C를 원료로 다수의 유도체를 합성하여 신약으로의 가능성, 작용기전 및 moiety 변화에 따른 활성의 변화를 확인하고자 하였으며 F0218C보다 효능이 우수하며 세포수준에서 세포독성을 나타내지 않는 후보를 확보하여 향후 합성신약을 위한 가능성을 확보하였다.
7) AMPK활성화제를 근거로 한 당뇨용 생식 및 떡 제품개발
AMPK를 활성화시키는 것으로 확인된 소재를 대상으로 당뇨질환동물을 이용하여 혈당조절능력을 평가하였으며, 맛, 식감, 색상 및 풍미등을 고려하여 최적의 생식배합을 도출하여 당뇨질환동물, 운동능력 및 지구력 등을 평가하여 제품으로의 가능성을 확인하였다. 한편 기능성 떡을 만들기 위하여 소재를 대상으로 최적화한 결과 3-5%의 범위에서 첨가할 경우 맛, 식감 및 색상에서 제품으로의 응용가능성을 확인하였다.
8)지적재산권
현재까지 4건의 국내특허를 출원하였으며 1건의 PCT 출원이 진행 중에 있으며 향후 4건 이상의 특허를 출원할 계획을 갖고 있다.

Abstract ▼

1. Establishment of Extract Library based upon Food Stock
2. Selection of Effective Active Materials
1) Assay of AMPK-activating material using Cell-based assay system
2) Assay of materials accelerating absorption of glucose using AMPK activation material
3) Verification of effect using

1. Establishment of Extract Library based upon Food Stock
2. Selection of Effective Active Materials
1) Assay of AMPK-activating material using Cell-based assay system
2) Assay of materials accelerating absorption of glucose using AMPK activation material
3) Verification of effect using cells and animal models
3. Development of production process of AMPK activation agent
1) Isolation and purification of physiological activation materials
2) Development of analysis method of effective components and index materials
3) Development of mass production process
4) Identification of isolated materials containing effective component
4. Preparation of raw material and commercial product
1) Development of formulation and foods for treatment of diabetes-related diseases
2) Verification of function mechanism

목차 Contents

• 제출문 ... 1
• 요약문 ... 2
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 18
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 22
• 제1절 연구개발의 목적 ... 22
• 제2절 연구개발의 필요성 ... 23
• 1. AMPK의 역할 ... 23
• 2. Multiple effect of AMPK ... 24
• 3. Regulation of AMP-Activated protein kinase ... 24
• 4. Glucose Uptake ... 25
• 제3절 연구의 개발 내용 및 범위 ... 27
• 1. AMP-activated protein kinase 활성화 소재의 library 구축 ... 27
• 2. Cell based assay system을 이용한 AMPK 활성화 소재 검색 ... 27
• 3. AMPK 활성화를 이용항 포도당 흡수 촉진소재 선별 ... 27
• 4. 세포 및 동물모델을 이용한 효능검증 ... 27
• 5. 생리활성물질 분리 및 정제 ... 28
• 6. 단일물질의 작용기전규명 ... 28
• 7. 대량생산공정 개발 ... 28
• 8. AMPK 활성화제를 기초로 한 당뇨용 생식 및 떡 개발 ... 29
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 30
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 34
• 제1절 식품소재를 기초로 한 추출물 library 구축 ... 34
• 제2절 AMPK를 활성화 시키는 소재 선별 ... 34
• 제3절 비만, 당뇨질환 동물모델을 이용한 효력실험 ... 37
• 1. F0330 후보소재의 효력실험 ... 37
• 가. 세포에서의 AMPK 및 포도당 흡수 활성 ... 37
• 나. Zucker fa/fa rat에서 항비만 및 항당뇨 효과 측정 ... 38
• 다. F0330 분획의 AMPK 활성 ... 40
• 라. F0330 분획의 항비만 효과 ... 40
• 마. F0330 분획의 항당뇨효과 ... 41
• 2. F0475 후보소재의 효력실험 ... 42
• 가. 세포에서의 AMPK 및 포도당 흡수 활성 ... 42
• 나. Zucker fa/fa rat에서 항비만 및 항당뇨 효과 측정 ... 43
• 3. F0218 후보소재의 효력실험 ... 45
• 가. STZ 유발 당뇨질환 모델에 미치는 항당뇨효과 ... 45
• 나. 2형당뇨 db/db 마우스의 혈당조절에 미치는 F218추출물의 영향 ... 45
• 다. 2형 당뇨 동물 모델인 ZDF RAT의 혈당조절에 미치는 영향 ... 47
• 라. 비만 동물 모델 ob/ob 마우스의 체중조절에 미치는 영향 ... 48
• 마. 지구력(endurance)에 미치는 F218추출물의 영향 ... 48
• 바. 활동성(activity)에 미치는 영향 ... 49
• 제4절 활성물질 분리정제 ... 51
• 1. F0475의 활성물질 분리정제 ... 51
• 가. F0475 화합물 분리 ... 51
• 나. F0475 화합물의 구조동정 ... 51
• 다. F0475 single compound 별 AMPK 활성 ... 53
• 라. F0475 분리 물질의 효능평가 ... 53
• 1) 분리물질의 당뇨 관련성 실험 ... 53
• 2) 비만질환동물인 ob/ob mice의 체중조절 영향 ... 56
• 3) 비만유도질환 동물인 DIO mice의 체중조절 영향 ... 56
• 4) 2형당뇨질환동물인 ZDF rat에서의 당뇨 영향 ... 57
• 5) 2형당뇨질환동물인 ZDF rat에서의 혈액 분석 ... 59
• 2. F0218의 활성물질 분리정제 ... 60
• 가. F0218 화합물 분리 ... 60
• 나. F0218 화합물의 구조동정 ... 60
• 다. F0218 single compound 의 AMPK 활성 ... 61
• 라. F0218 분리 물질의 효능평가 ... 61
• 1) 비만질환동물인 ob/ob mice의 체중조절 영향 ... 61
• 2) 비만유도질환 동물인 DIO mice의 체중조절 영향 ... 62
• 3) 비만유도질환 동물인 DIO mice의 혈액 분석 ... 63
• 가) 생화학지표성분분석 ... 63
• 나) 혈액 내 insulin 분석 ... 65
• 4) 1형 당뇨 유도동물의 당뇨 영향 ... 66
• 5) 비만, 당뇨질환동물인 db/db mice에서 시판당뇨치료제와의 효력비교실험 ... 67
• 6) 고혈압 질환모델인 SHR rat의 체중 및 혈압 영향 ... 68
• 7) 활동성(activity)에 미치는 영향 ... 69
• 8) F0218 유도체의 합성 및 활성비교 실험 ... 70
• 3. F0479의 활성물질 분리정제 ... 71
• 가. F0479 화합물 분리 ... 71
• 나. F0479 분리물질 AMPK 활성 ... 72
• 다. F0479 화합물의 구조동정 ... 72
• 라. F0479 single compound AMPK 활성 ... 73
• 4. F0546의 활성물질 분리정제 ... 74
• 가. F0546 화합물 분리 ... 74
• 나. F0546 분리물질 AMPK 활성 ... 74
• 다. F0546 화합물의 구조동정 ... 75
• 라. F0546 single compound 별 AMPK 활성 ... 75
• 제5절 공정개발 ... 76
• 1. F0475 대량생산공정 ... 76
• 가. 공정도 ... 76
• 2. F0218 대량생산공정 ... 77
• 가. 공정도 ... 77
• 제6절 작용기전 규명 ... 78
• 제7절 당뇨질환 식품의 제형 및 소재개발 ... 83
• 1. 제형개발(micronization 제형개발) ... 83
• 가. 실험동물 및 식이 ... 83
• 나. 실험동물의 사육 및 약물투여 방법 ... 83
• 다. Vehicle 조제 ... 83
• 라. 실험물질 조제 ... 83
• 마. 효능평가 ... 84
• 2. 비만 당뇨용 생식개발 ... 85
• 가. 생식원료별 효능평가 ... 85
• 1) 비만,당뇨질환동물인 db/db mice의 체중 및 당뇨 영향 ... 85
• 나. 생식 formular 효능평가 ... 87
• 1) 비만,당뇨질환동물인 db/db mice의 체중 및 당뇨 영향 ... 87
• 2) 2형당뇨질환동물인 ZDF rat에서의 당뇨 영향 ... 88
• 3) O2 consumption 측정 ... 89
• 4) 활동성(activity)에 미치는 영향 ... 91
• 5) 지구력(Endurance)에 미치는 영향 ... 92
• 다. 기능성 떡 개발을 위한 최적화 ... 93
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 94
• 제5장 연구개발의 활용계획 ... 96
• 1. 활용방안 ... 96
• 2. 특허 출원 ... 96
• 3. 향후 연구 계획 ... 96
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 97
• 제7장 참고문헌 ... 98
• 끝페이지 ... 98