초록 ▼

○ 연구결과
- 마름의 항당뇨효과 측정
In vitro에서 마름 용매별 추출물의 활성을 비교한 결과 yeast α-glucosidase 저해활성 및 DPPH 라디칼 소거능 모두 메탄올 추출물에서 가장 우수하게 나타났다. Aldose reductase 저해활성 측정 결과 시료 농도 0.1 및 0.05 mg/mL에서 AR 저해활성은 각각 73.6%, 56.6%로 나타났으며, 마름 추출물의 rat lens aldose reductase에 대한 저해활성의 IC50는 0.09 mg/mL로 나타났다.
STZ-유발 당뇨쥐에 있어

○ 연구결과
- 마름의 항당뇨효과 측정
In vitro에서 마름 용매별 추출물의 활성을 비교한 결과 yeast α-glucosidase 저해활성 및 DPPH 라디칼 소거능 모두 메탄올 추출물에서 가장 우수하게 나타났다. Aldose reductase 저해활성 측정 결과 시료 농도 0.1 및 0.05 mg/mL에서 AR 저해활성은 각각 73.6%, 56.6%로 나타났으며, 마름 추출물의 rat lens aldose reductase에 대한 저해활성의 IC50는 0.09 mg/mL로 나타났다.
STZ-유발 당뇨쥐에 있어서 식후 혈당 저하효과 측정 결과, 전분과 함께 마름추출물을 섭취한 경우, 식후 30, 60, 90, 120분에 혈당 증가치가 전분만 섭취한 경우에 비해 유의적으로 낮게 나타났으며, 식후 혈당변화 곡선의 면적은 마름 추출물 투여군이 유의적으로 낮게 나타났다. Db/db mouse에 있어서 마름의 장기 섭취는 당화 헤모글로빈 농도, 공복혈당, 혈장 중성지방 및 총 콜레스테롤 농도를 유의적으로 감소시켰다. 마름군의 간조직 TBARS 함량은 대조군에 비해 유의적으로 감소하였으며, 간조직의 catalase 활성, SOD 활성 및 glutathione 농도는 마름군이 유의적으로 증가하였다. 마름군의 간조직에서 GLUT4, insulin receptor, Cu,Zn-SOD 및 catalase mRNA expression이 유의적으로 증가하였다.
13인의 제2형 당뇨환자에 있어서 마름이 식후 혈당 조절에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 마름추출물 3g을 쌀밥과 함께 섭취한 경우, 식후 30, 60, 90, 120, 180분의 혈당증가치가 쌀밥만 섭취한 경우에 비해 유의적으로 낮았으며, 식후 혈당 증가곡선의 면적(AUC)또한 대조군에 비해 유의적으로 감소하였다.
제2형 당뇨환자에 있어서 마름의 장기간 섭취가 나타내는 당뇨병 개선효과 측정결과 마름군의 수축기 혈압이 유의적으로 감소하였다. 마름군에 있어서, 마름 섭취 전의 공복 혈당과 인슐린 농도는 섭취 기간 후 유의적으로 감소하였으며, HOMA-IR, 혈장 fructosamine 및 당화헤모글로빈 농도가 유의적으로 감소되었다. 마름군에 있어서 혈청 콜레스테롤, 중성지방 농도 및 동맥경화지수(Triglycerides/HDL-cholesterol)는 섭취 기간 후 유의적으로 감소하였다. 마름의 장기간 섭취는 혈장 TBARS 함량을 유의적으로 감소시키고, 적혈구 SOD 활성을 유의적으로 증가시켰다.
- 마름의 항암 효과 규명
암 세포주들에서 마름 추출물의 항암 세포활성을 MTT assay방법 및 세포독성의 형태학적 관찰 등으로 스크리닝하여 항암 효능이 유효한 추출물 분획을 선발하였다. Flow cytometry분석을 시행한 결과 선발된 마름 hexane분획을 처리하였을 때 비처리군과 비교하여 현저한 subG1기 분획의 증가가 관찰되어 apoptosis가 일어났음을 알 수 있었다. 분리된 마름 분획 중 물추출물 및 70% 에탄올추출물에서 기존 항암 약제들(Taxol, cisplatin, adriamycin)과 동시에 처리했을 때 암세포 살해 synergy 효과를 보였다. MCF-7세포에서 표준 reference protein map을 작성하였고 thioredoxin계 항산화효소인 peroxiredoxin 2 등 일부 단백질들을 동정하였다. 항암 효능이 확인된 마름 추출물의 세부 분획을 추가 분리하여 항암 활성을 검증한 결과 각 시료 처리 군들에서는 현저한 암 세포 살해 경향을 보였다. 복수암 세포주 S-180 세포를 마우스 복강 내에 주입하여 악성 복수생성을 통한 발암을 유도하였으며, 2주째까지 대부분의 마우스에서 대량 복수가 발생하였고, 성공적으로 복수암 발암 모델을 수립하였다. 악성 복수의 형태를 동반한 복수암 마우스에 있어서 마름 hexane 분획투여군의 평균 생존기간이 대조군에 비해 유의적으로 길게 나타났다. 마름 hexane 분획투여군의 복수량이 감소하는 경향을 나타내었으며 생존기간을 2배정도 연장하는 항암 효과를 보였다.
Western blot에서 종양억제단백질인 retinoblastoma protein은 마름추출물 처리에 의하여 탈인산화된 형이 증가되었고 proto-oncogene인 cyclin D1은 마름추출물 처리에 의하여 단백질 발현이 감소하였다. 프로티움 분석을 통하여 vimentin, cytokeratin 19, glutathion S-transferase:increase, cathepsin D등 항암 효능 관련 단백질을 동정하였다.
S-180 암 세포의 복강내 전처치를 통해 발암율을 높힌 복수암 마우스 모델에게 제2세부과제에서 개발된 항암 소재를 섭취시킨 결과, 마름 추출물은 복수생성 억제 및 생존기간 연장 등으로 암억제 효과를 보였다.
면역조직화학염색을 통한 분석 결과 peroxiredoxin 효소는 인간 유방암세포에서도 발현이 증가 되었으며 peroxiredoxin II 과발현 세포에서는 ubiquitination도 적게 일어났다. PARP실험을 통해 마름 추출물의 암 세포 살해 기작은 apoptosis를 통하여 일어남을 다시 검증하였으며 프로티움 분석을 통한 목적 단백질을 추가로 동정하였다.
- 마름의 유효 활성성분의 분리 및 동정
마름과피를 80% ethanol로 추출한 후 용매획분별 추출물의 활성을 비교한 결과 DPPH 라디칼 소거능 및 yeast α-glucosidase 저해활성 모두 ethylacetate 추출물에서 가장 우수하게 나타났다.
마름의 ethylacetate 추출물로부터 LH-20 column chromatography와 C18 semi- preparative HPLC를 이용하여 4가지의 유효활성성분을 순수 분리하였다. LC/MS, IR, NMR을 이용하여 순수 분리된 4가지의 유효성분이 gallotannin 계열의 물질임을 확인하였으며 그 구조는 각각 gallic acid, 1,2,6-tri-O-galloyl-β-D-glucose, tellimagrandinII 및 1,2,3,6-tetra-O-galloyl -β-D-glucose로 동정하였다.
순수 분리된 4가지의 유효활성성분 중 gallic acid의 항산화효과가 가장 우수하였으며 (IC50=60μg/mL), tellimagrandin II에서 가장 뛰어난 yeast α-glucosidase 저해 활성을 나타내었다 (IC50=0.38μg/mL). Tellimagrandin II의 yeast α-glucosidase에 대한 저해특성을 살펴본 결과, 효소농도, 기질농도 및 첨가된 BSA의 농도가 증가함에 따라 저해도가 감소하여 단백질에 비특이 적인 tight binding inhibition 및 경쟁적 저해를 하는 것으로 판단되었다.
(주)기화제약에서 공급받은 열풍건조한 마름으로부터 제조한 ethanol 추출물과 창녕에서 수확한 후 냉동건조된 마름으로부터 제조한 ethanol 추출물 중의 유효활성성분의 함량은 각각 9.2%와 14.5%였으며 열풍 건조시 고온에 의하여 일부 활성성분의 분해가 일어나함량 감소가 야기된 것으로 추정되었다. 유효성분 각각의 함량을 (주)기화제약에서 제공받은 마름분말 1kg당 수율로 환산할 경우 gallic acid는 1.5g, 1,2,6-tri-O-galloyl-β-D- glucose는 1.5g, tellimagrandin II은 1.9g, 1,2,3,6-tetra-O-galloyl-β-D-glucose는 3.3g으로 나타났다.
면역조직화학염색을 통한 분석 결과 peroxiredoxin 효소는 인간 유방암세포에서도 발현이 증가되었다. 마름 추출물에 의한 항암 효과 발생 시 암 세포에서 손상 단백질이 많아지면서 세포 사멸에 이르는데 peroxiredoxin II가 chaperon단백질로서 작용하여 단백질 손상을 줄이면서 항암 효능 감소로 이어지는 것으로 보인다. peroxiredoxin II 과발현 세포에서는 ubiquitination도 적게 일어났다. 마름에 의한 항암 효능은 단백질 분해와 연관되고 단백질 분해는 ubiquitin-proteasome system을 이용함을 확인 할 수 있었다. PARP실험을 통해 마름 추출물의 암 세포 살해 기작은 apoptosis를 통하여 일어남을 다시 검증하였다. 프로티움 분석을 통한 목적 단백질을 추가로 동정하였다.
- 유효 활성을 이용한 식품소재 개발
마름으로부터 유효 생리활성 물질을 기능성 식품소재로 개발하기 위해 추출방법을 최적화시킨 결과, 마름분말에 80% 주정을 첨가하여 pH를 4(약산성)에 맞춘 후 40℃이상의 온도에서 24시간 동안 2회 추출하는 것이 14.7%수율의 최적조건으로 판단되었다. 마름 유래 생리활성물질의 물리화학적 안정성 분석을 위해 온도와 pH 및 금속에 대한 안정성을 살펴본 결과, 고온(100℃)에서 장시간(20시간) 방치할 경우 큰 분자량의 gallotannin 성분은 대부분 분해되어 불안정하였으며 산성이나 중성 pH보다 알칼리성 pH에 방치할 경우 대부분의 유효활성성분이 파괴되었다. 따라서 가공시 마름 추출물의 pH를 중성 및 약산성으로 유지하며 고온에서의 처리시간은 가능한 줄이고 저온으로 처리하는 것이 유효생리활성성분의 분해를 최소화시킬 것으로 판단되었다.
본 연구결과를 바탕으로 마름 추출물을 이용하여 기능성식품으로 개발해 본 결과, 마름 추출물의 유효 성분이 주로 gallotannin 성분이고 쓴맛이 강한 특성을 가지고 있어 정제보다는 캡슐형태의 제품이, 단일제품보다는 선식과 같은 분말식품에 첨가한 제품이 유리할 것으로 판단되었으며 마름 추출물에 대한 독성 평가가 보완된다면 마름 추출물을 이용한 다양한 건강기능식품으로의 개발이 가능하다고 사료된다.

Abstract ▼

The prevalence of diabetes mellitus is increasing in the general population, and it has been the fifth leading cause of death among Koreans. Controlling bloodglucose levels as close to normal and preventing diabetic complications are the major goals in the treatment of diabetes mellitus. Intensive

The prevalence of diabetes mellitus is increasing in the general population, and it has been the fifth leading cause of death among Koreans. Controlling bloodglucose levels as close to normal and preventing diabetic complications are the major goals in the treatment of diabetes mellitus. Intensive glycemic control is essential for risk reduction of diabetes-related complications, which are the major causes of premature death among patients with diabetes. Dyslipidemia and oxidative stress are also related with risk for diabetic complications. Although oral hypoglycemic agents are used to treat diabetes, the chronic use of these agents can result in side effects. Therefore, numerous studies have evaluated natural products with hypoglycemic effect, as alternative hypoglycemic agents for diabetes to be used in addition to conventional treatments. Cancer is the first leading cause of death among Koreans. Trapa japonica Flerov. has been traditionally used to treat cancer and diabetes without scientific evidences. The previous studies showed that Trapa japonica Flerov. exerts strong antioxidant effect in vitro. Thus it could be effective in preventing cancer and improving diabetes mellitus.
The objectives of this study is to elucidate antidiabetic and anticancer effects of Trapa japonica Flerov. and develop value-additive products. This project consists of three subjects to fulfill the objectives. The first subject is to elucidate antidiabetic effect of Trapa japonica Flerov. in vitro and in vivo and determine efficacy of the products containing Trapa japonica Flerov. in the patients with type 2 diabetes mellitus. The second is to determine the anticancer effect of Trapa japonica Flerov. in vitro and in vivo and elucidate the mechanisms of action by molecular biological methods. The third is to isolate and identify the bioactive compounds from Trapa japonica Flerov. and develop functional food materials.
1. Elucidation of antidiabetic effect of Trapa japonica Flerov. in animal model of diabetes and in the patients with type 2 diabetes mellitus.
A. Inhibition of Trapa japonica Flerov. against carbohydrate digestion enzyme in vitro and in vivo
- Alpha-glucosidase inhibitory activity in vitro
Yeast α-glucosidase inhibitory activities of extracts of Trapa japonica
Flerov. were measured using ρ-nitrophenyl-α-glucopyranoside as substrate.
Methanol and 80% ethanol extract showed strong inhibitory activities compared with Acarbose.
- Effect of Trapa japonica Flerov. on postprandial hyperglycemia in diabetic rats
The effect of the methanol extract of Trapa japonica Flerov. on the postprandial increase in blood glucose levels was studied in streptozotocin-induced diabetic rats using a carbohydrate load test. Oral administration of Trapa japonica Flerov. (0.5 g/kg) significantly decreased incremental blood glucose levels at 30, 60, 90, and 120 min (p<0.05) after an oral ingestion of starch (1 g/kg). The area under the glucose response curve(AUC) of the Trapa japonica Flerov. group significantly decreased compared to that of the control group.
B. Effect of chronic feeding Trapa japonica Flerov. on glycemic control and lipid metabolism in db/db mice
- Glycemic control
The effect of chronic feeding of Trapa japonica Flerov. was studied in an animal model of type 2 diabetes. Four-week-old db/db mice were fed AIN-93G diet or diet containing 10% Trapa japonica Flerov. powder for 6 weeks. Consumption of Trapa japonica Flerov. significantly decreased fasting plasma glucose and glycated hemoglobin and tended to decrease plasma insulin. Chronic consumption of Trapa japonica Flerov. significantly increased mRNA expression of hepatic GLUT4 and insulin receptor.
- Control of dyslipidemia and antioxidative effect
Chronic consumption of Trapa japonica Flerov. significantly decreased plasma triglyceride and total cholesterol levels. Hepatic TBARS levels of Trapa japonica Flerov. was significantly lower than the control group.
Trapa japonica Flerov. significantly increased hepatic glutathione level and SOD activity.
C. Antidibetic effect of Trapa japonica Flerov. in the patients with type 2 diabetes mellitus
- Acute effect of Trapa japonica Flerov. on postprandial glycemic response
The effect of 95% ethanol extract of Trapa japonica Flerov. on postprandial glucose was studied in 13 patients with type 2 diabetes mellitus. Each subject ingested cooked rice containing 50g of available carbohydrates alone or rice with Trapa japonica Flerov. extract (3 g) after an 12hr overnight fast. Consumption of Trapa japonica Flerov. extract significantly decreased postprandial blood glucose levels at 30, 60, 90, 120, 180 min and AUC of glycemic response curve compared with the control group. Consumption of Trapa japonica Flerov. extract significantly decreased postprandial plasma insulin levels at 60 min The data suggest that acute ingestion of Trapa japonica Flerov. extract could be effective in controlling postprandial hyperglycemia in diabetic patients.
- Beneficial effect of chronic consumption of Trapa japonica Flerov.in diabetic patients
Twenty patients with uncomplicated type 2 diabetes consumed meal
replacement containing milled barley, brown rice, buckwheat and Trapa japonica Flerov. powder in the ratio of 36:27:27:10 (TJF group, 70 g/d) or standard breakfast (control group) for 3 months. The amounts of carbohydrates, fat, protein and dietary fiber contained in the grain products and the regular breakfast were similar. BMI, waist circumference and body fat content of the TJF group were not significantly different from those of the control group. Consumption of Trapa japonica Flerov. significantly decreased systolic blood pressure, fasting plasma glucose, insulin, fructosamine, glycated hemoglobin and HOMA-IR. Consumption of Trapa japonica Flerov. significantly decreased plasma triglycerides, total cholesterol, FFA, and TBARS and atherogenic index and increased RBC SOD activity. Consumption of Trapa japonica Flerov improved glucose tolerance. Thus Trapa japonica Flerov. could decrease risk for diabetic complications by improving hyperglycemia and dyslipidemia and antioxidative activity.
2. Investigation of the anticancer effect of Trapa japonica Flerov. in vitro and in vivo and elucidation of the mechanisms of action by molecular biological methods.
A. Anticancer effects screening of Trapa japonica extracts - Anticancer effects screening in cancer cell lines
Cytotoxic effects were evaluated by MTT assay and morphologic observation in the cancer cells treated with Trapa japonica extracts.
Most effective fractions-hexane fraction was one of them- were determined based on cyctotoxic analysis. Apoptosis was observed in Trapa japonica extracts-treated cells deteremined by flow cytometric analysis in that sub G1 fraction was markedly increased.
- Synergy evaluation with conventional anticancer drugs Conventional anticancer drugs were shown to be synergic with Trapa japonica extracts. Among the extracts, the water extract was synergic with cisplatin in MDA-MB-231 cells and the 70% ethanol extract was synergic with Taxol and cisplatin in MCF-7 cells. In drug resistant cells the 70% ethanol extract was most effective but all extracts were ineffective in adriamycin-resistant cells.
- Effector protein identification by proteomics
Effector proteins were identified by proteomics as a basic reference protein map with effect of Trapa japonica extracts. Peroxiredoxin 2, a thioredoxin enzyme system was identified as an effector protein.
B. Anticancer effects validation of Trapa japonica extracts - Evaluation of sub-fractions isolated the screened fraction Further screenings were done to define the most effective fraction.
Hexane fraction was defined as the candidate for following in vivo trial in tumor bearing animal model.
- Animal tumor model development
Human peritoneal sarcoma cell line S-180 was used to develope cancer in mouse. S-180 cells cultivated in flask culture were inoculated into mouse peritoneal space by intraperitoneal injection(IP). Successful tumor development was determined by the occurrence of significant ascites and weight increase which signifies a malignant process. Survival time spaned 16.3±1.1 days in tumor bearing mice. By contrast, mean survival time was 35.1±1.1 days in hexane fraction-treated tumor bearing mice.
These results showed that Trapa japonica extracts has a significant anticancer efficacy.
- Molecular biologic work to study the molecular mechanisms of action
Effector proteins were analyzed by Western blot. Retinoblastoma protein(RB), a tumor suppressor was dephosphorylated by Trapa japonica extracts and becomes an active regulator of cell cycle progression and acts as cancer cell growth inhibition. A protooncogene, cyclin D1 was decreased by Trapa japonica extracts and also deserved as being inhibitory to cell growing. Cdk4, a partner for cyclin D1 was not changed. These results suggested that tumor growth inhibition was executed by cell cycle arrest in G1/S transition controlled by RB. These were similar with the effects of other anticancer drugs.
- Target protein identifications
Several proteins such as vimentin, cytokeratin 19, glutathion
S-transferase:increase, cathepsin D were identified by proteomic analysis.
C. In vivo anticancer drug validation of Trapa japonica and determination of molecular mechanisms
- In vivo anticancer drug validation with animal tumor model
Tumor bearing rate was increased in mouse model by in vivo activation of S-180 cells in mouse peritoneal space in addition to in vitro flask culture. Based on the 2nd year data animal studies were followed by grouping including solvent-DMSO group. A significant antitumor effects were observed in Trapa japonica extracts-treated group. In this study survival time reached upto 36 days in Trapa japonica extracts-treated mice comparing 11-21 days of survival in control mice. These data confirmed the anticancer efficacy of Trapa japonica. and suggested that it may belong to a cytostatic anticancer agent.
- Study of molecular mechanism:
Trapa japonica did not appear to influence activity of peroxiredoxin 2.
Expression of peroxiredoxin 2 was increased in human breast cancer tissues.
- Determination of target protein expression
A stable transfectant in which peroxiredoxin 2 (prx2) overexpressed was established in cervical cancer cell line HeLa and used to assess the role of prx2 in executing anticancer action by Trapa japonica. The result with prx overexpressed cells showed that peroxiredoxin 2 overexpressing HeLa cells live longer than control cells with the treatment of Trapa japonica. Further experiments showed that peroxiredoxin 2 acts as chaperon protein and inhibits protein degradation induced by Trapa japonica. Ubiquitination was decreased in peroxiredoxin overexpressing cells. These results showed peroxiredoxin 2 protects cancer cells from the attack of anticancer agents such as Trapa japonica extract.
3. Purification and characterization of bioactive compounds from Trapa japonica Flerov.
A. Purification and identification of bioactive compounds from the extract
- Bioactivities of the solvent extracts
Eighty percent ethanol extract was prepared from the fruit shell of Trapa japonica Flerov. and fractionated by a series of extraction using hexane, chloroform, ethylacetate, butanol, and water. Among the fractions, ethylacetate extract showed both of strong DPPH radical scavenging activity and α-glucosidase inhibitory activity.
- Purification of bioactive compounds from Trapa japonica Flerov.
Four kinds of effective bioactive compounds were purified using LH-20 column chromatography and C18 semi-preparative HPLC from ethylacetate extract.
- Identification of bioactive compounds
Purified bioactive compounds are identified as gallic acid, 1,2,6-tri-Ogalloyl-b-D-glucose, tellimagrandin II, and 1,2,3,6-tetra-O-galloyl-b-D-glucose using LC/MS, IR, and NMR analyses.
B. In vitro bioactivity of bioactive compounds purified from Trapa japonica Flerov.
- Bioactivity of purified compounds
Among four bioactive compounds, gallic acid showed the strongest antioxidant activity (IC50=60mg/mL) and tellimagrandin II showed the most effective inhibitory activity against yeast α-glucosidase (IC50=0.38mg/mL).
- Enzyme inhibition property of bioactive compound
Enzyme inhibition of tellimagrandin II against α-glucosidase was decreased as the concentration of enzyme, substrate, and BSA added increased, showing the inhibition was related with tight binding inhibition and competitive inhibition.
C. Contents of bioactive compounds in the fruits of Trapa japonica Flerov.
- The contents of bioactive compounds in the ethanol extract of fruits from Gihwa company (hot-air dried) and harvested from Changnyung, Korea (freeze-dried) were 9.2% and 14.5%. Low content of the extract from hot-air dried fruits may be due to the exposure to high temperature during drying process where some of bioactive compounds could be degraded.
The contents of gallic acid, 1,2,6-tri-O-galloyl-b- D-glucose, tellimagrandin II, and 1,2,3,6-tetra-O-galloyl-b-D-glucose in 1kg of hot-air dried powder of the fruits supplied from Gihwa company were 1.5g, 1.5g, 1.9g, and 3.3g, respectively.
4. Development of functional food materials using bioactive Trapa japonica Flerov.
A. Optimization of extraction procedure from Trapa japonica Flerov.
- The optimized condition for the extraction of bioactive compounds from Trapa japonica Flerov. is two times extraction using 80% ethanol as solvent at a temperature of 40℃ and pH of 4 for 24hr. B. Physicochemical stability of bioactive compounds from Trapa japonica Flerov.
- Physicochemical stabilities of bioactive compounds against temperature, pH and metal ion were determined. High molecular weight gallotannins were easily degraded during an incubation at high temperature (100℃) for 20hr and most of active compounds were destroyed at alkaline pH.
Therefore, to avoid high temperature and high pH during the process is helpful to maintain the bioactive compounds.
C. Development of functional food materials using bioactive compounds - On the basis of this study capsule type product and meal replacement such as Sunshik are recommended because the major gallotannin compounds have bitter taste. Toxicity evaluation is prerequisite for more application to functional foods.
The results on this study elucidated antidiabetic and anticancer effect of Trapa japonica Flerov.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 요약문 ... 3
• SUMMARY ... 18
• CONTENTS ... 26
• 목차 ... 27
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 31
• 제1절 연구개발 목적 ... 31
• 제2절 연구개발 필요성 ... 31
• 1. 연구개발의 필요성 ... 32
• 가. 기술적 측면 ... 32
• 나. 경제.산업적 측면 ... 34
• 다. 사회.문화적 측면 ... 35
• 제3절 연구개발 범위 ... 36
• 1. 연구개발 목표와 내용 ... 36
• 2. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 36
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 40
• 제1절 국내외 현황 ... 40
• 1. 당뇨병 및 암환자의 급증 ... 40
• 가. 전 세계의 당뇨병 환자 증가 추세 ... 40
• 나. 암 환자의 증가 ... 40
• 2. 당뇨병 및 암환자의 약물요법의 부작용 ... 40
• 3. 국내.외 관련기술 ... 41
• 제2절 문제점 ... 41
• 제3절 문제점의 해결방안 ... 42
• 1. 부작용이 없는 천연소재의 개발 ... 42
• 2. 원료의 가격이 저렴하고 지속적으로 공급이 가능함 ... 42
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 43
• 제1절 연구개발 추진체계 ... 43
• 1. 1차년도 ... 44
• 2. 2차년도 ... 45
• 3. 3차년도 ... 45
• 제2절 연구개발 수행내용 ... 46
• 1. 마름의 영양성분 분석 ... 46
• 2. 마름의 항당뇨 효과 규명 ... 46
• 가. In vitro에서 혈당조절 및 당뇨합병증 예방효과 조사 ... 46
• 나. 동물모델계에서 혈당저하 효과 규명 ... 47
• 다. 당뇨환자에 있어서 마름의 항당뇨 효과 조사 ... 50
• 3. 마름의 항암효과 규명 ... 54
• 가. 암 세포주에서의 항암효능 스크리닝 ... 54
• 나. 기존 항암 약제와의 synergy효과 분석 ... 55
• 다. 프로티움 연구를 통한 효능 관련 목적 단백질 동정 ... 55
• 라. 마름 추출물 세부 분획의 항암 활성 검증 ... 56
• 마. 동물 모델에서의 in vivo효능 분석 ... 56
• 바. 발암 동물모델 개발 및 효능분석 ... 57
• 사. 분자생물학적 연구를 통한 작용 메커니즘 규명 ... 58
• 아. 면역조직화학염색을 통한 목적 단백질의 in vivo 발현양상 및 역할 분석 ... 59
• 4. 유효 생리활성 물질 분리.동정 및 특성 ... 59
• 가. 마름 추출물의 생리활성 분석 ... 59
• 나. 마름 추출물의 유효 생리활성물질의 분리 및 동정 ... 61
• 제3절 연구개발 수행결과 ... 68
• 1. 마름의 영양성분 분석 ... 68
• 2. 마름의 항당뇨 효과 규명 ... 70
• 가. In vitro에서 혈당조절 및 당뇨합병증 예방효과 조사 ... 70
• 나. 동물모델계에서 혈당저하 효과 규명 ... 72
• 다. 당뇨환자에 있어서 마름의 항당뇨 효과 ... 80
• 3. 마름의 항암효과 ... 90
• 가. 암 세포주에서의 항암효능 스크리닝 ... 90
• 나. 기존 항암약제와의 synergy효과 분석 ... 94
• 다. 프로티움 연구를 통한 효능 관련 목적 단백질 동정 ... 96
• 라. 마름 추출물 용매 획분의 항암 활성 검증 ... 97
• 마. 동물 모델에서의 in vivo 효능 분석 ... 98
• 바. 유효 성분 투여에 따른 항암 효능 확인 및 효능 규명을 위한 분자 생물학적 연구 ... 99
• 사. 개발된 소재의 항암 효능 확인 및 기전 규명 ... 100
• 아. 분자생물학적 연구를 통한 작용 메카니즘 연구 ... 102
• 자. 면역조직화학염색을 통한 목적 단백질의 in vivo 발현양상 ... 107
• 4. 유효 생리활성 물질 분리.동정 및 특성 ... 107
• 가. 마름 추출물의 각 분획별 수율 ... 107
• 나. 마름추출물의 생리활성 측정 ... 107
• 다. 마름으로부터 유효생리활성 물질의 정제 ... 109
• 라. 마름의 유효생리활성 성분의 구조 분석 ... 113
• 마. 마름의 유효생리활성 성분의 생리활성 ... 126
• 바. 마름 추출물의 생리활성물질 함량분석 ... 130
• 5. 마름 유래의 생리활성물질의 기능성 식품소재로의 개발 ... 131
• 가. 마름으로부터 유효 생리활성물질의 추출방법 최적화 ... 131
• 나. 마름 유래 유효 생리활성물질의 물리화학적 안정성 분석 ... 137
• 다. 마름 유래 유효 생리활성물질의 기능성 식품소재로의 개발 ... 140
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 145
• 제1절 연차별 목표달성도 ... 145
• 1. 1차년도 ... 145
• 2. 2차년도 ... 146
• 3. 3차년도 ... 147
• 제2절 연구개발목표의 달성도 ... 148
• 1. 연구평가의 착안점 및 달성도 ... 148
• 제3절 관련분야 기여도 ... 150
• 제4절 연구성과 ... 152
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 154
• 제1절 추가연구의 필요성 ... 154
• 제2절 타 연구에의 응용 ... 154
• 제3절 기업화 추진방안 ... 155
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 156
• 제1절 항당뇨 효능 관련 해외과학기술정보 ... 156
• 제2절 항암 효능 관련 해외과학기술정보 ... 158
• 제3절 유효물질 분리, 동정 관련 해외과학기술정보 ... 160
• 제7장 참고문헌 ... 161
• 끝페이지 ... 169