초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 과제에서는 국내 양치식물의 in-house library를 구축하고 이로부터 퇴행성 뇌신경계 질환 치료 후보물질을 발굴하는 것을 주된 목적으로 함. 이를 위하여 다양한 양치식물을 채집, 추출하고, 이들 시료에 대해 UHPLC-DAD-QTOF-MS를 활용하여 추출물시료의 성분프로파일을 확보함. 또한, 복수의 뇌신경세포주에 대한 생리활성을 평가함. 주요 양치식물에 다양한 분리 및 분석 기법을 적용하여 이들의 생리활성 성분을 분리, 동정하고자 하였으며, 활성성분의 in vitro 활성 및 주요 후보 양치식물

연구의 목적 및 내용
본 과제에서는 국내 양치식물의 in-house library를 구축하고 이로부터 퇴행성 뇌신경계 질환 치료 후보물질을 발굴하는 것을 주된 목적으로 함. 이를 위하여 다양한 양치식물을 채집, 추출하고, 이들 시료에 대해 UHPLC-DAD-QTOF-MS를 활용하여 추출물시료의 성분프로파일을 확보함. 또한, 복수의 뇌신경세포주에 대한 생리활성을 평가함. 주요 양치식물에 다양한 분리 및 분석 기법을 적용하여 이들의 생리활성 성분을 분리, 동정하고자 하였으며, 활성성분의 in vitro 활성 및 주요 후보 양치식물의 행동약리 동물실험을 진행함.

또한 효율적인 활성성분 탐색 플랫폼을 구축하기 위해 Dereplication - Microfractionation를 활용하여 통합 검색 기술을 확립함.

연구결과
1) 양치식물의 in-house 추출물 라이브러리 및 화학성분 연구
-45여종의 양치식물의 생체시료 확보하고 이로부터 200여종 이상의 추출물 시료 확보함.
-추출물 시료의 성분 프로파일을 확보하고, 추출물에 대해 뇌신경계세포주(HT-22, BV2)를 활용한 생리 활성 평가를 수행함. 이상의 결과를 바탕으로 9종의 연구대상 시료를 선정함. 9종의 양치식물로부터 다양한 분리/분석 기법을 활용하여 신물질 10종을 포함한 90여종 이상의 화합물을 분리, 동정함.
-이들 화합물들은 phloroglucinol, flavonoid, ent-kaurane diterpene, indanone sesquiterpene, serratane triterpene, stilbenoid등 화학적으로 매우 다양함.

2) 효율적인 활성성분 탐색을 위한 성분-활성 통합 검색법 확립
-UHPLC-DAD-QTOF-MS을 활용한 Dereplication과 Microfractionation 기반 검색법을 뇌신경세포주 및 효소저해검색에 적용함 .
-통합분석법을 통해 가자, 봉의꼬리 등에서 활성성분을 효율적으로 탐색, 동정함.

3)유효 소재의 성분 및 약리활성연구
- 뇌신경세포 보호 활성을 보인 봉의꼬리, 애기석위에서 다양한 화학성분과 이들의 in vitro 신경세포 보호 활성을 확인함. 또한 scopolamine 모델을 이용한 수동 회피, 수중 미로 동물실험에서 유의적인 활성을 확인함. 특히 봉의꼬리에서는 농도의존적인 인지기능개선활성을 확인하여 새로운 인지기능 개선 후보 소재로 확인됨.

연구결과의 활용계획
-본 연구 과제를 통해 확립한 성분-활성 통합 플랫폼 기술의 활용을 통한 천연물 연구 기법의 선진화
-양치식물에서의 퇴행성 뇌신경계 질환 치료 후보물질의 개발
-하등식물류에서 주로 분리되는 화합물에 대한 연구 확대
-양치식물과 같은 하등식물류에 대한 체계적인 화학적/약리학적 연구 활성화를 통한 신규 천연물 유효성분의 발굴 가속화 및 관심 증대

(출처 : 한글요약문 5p)

Abstract ▼

Purpose&contents
This research is to discover therapeutic candidates of neurodegenerative disease from endemic fern in-house library. Therefore, diverse endemic fern is collected and extracted to apply an integrated platform technology that rapidly acquire structural and bioactivity information f

Purpose&contents
This research is to discover therapeutic candidates of neurodegenerative disease from endemic fern in-house library. Therefore, diverse endemic fern is collected and extracted to apply an integrated platform technology that rapidly acquire structural and bioactivity information from the samples by combining UHPLC-DAD-QTOF-MS analytical method and in vivo bioactivity profiling of the samples.

Dereplication-Microfractionation is used as an integrated platform technology to rapidly estimate the bioactive potential of ferns directly from crude extracts. Through this innovative process, therapeutic candidate of neurodegenerative disease is discovered using platform combining in vitro and in vivo bioassay with microscale analytics to identify, isolate and evaluate pharmacologically active endemic ferns.

Result
1) Endemic fern extracts and chemical compounds in-house library
- Collection of 45 fern species and more than 200 extract samples
- Collection of chemical profiling data of the extracted samples and screen bioactivity of samples by neuronal cell line(HT-22, BV2)
- Determination of bioactive 9 species of fern based on the previous assessments
- Isolation of 93 compounds including 10 new compounds from 9 species of fern using various analytical/separative methods
- Constituents are chemically diverse: phloroglucinol, flavonoid, ent-kaurane diterpene, indanone sesquiterpene, serratane triterpene, stilbenoid and etc.

2) Development of a chemical profiling-bioassay integrated platform
- Establishment of Dereplication-Microfractionation integrated platform technology based on UHPLC-DAD-QTOF-MS
- Implication of platform technology to neuronal cell line and enzyme inhibition assay
- Application of platform technology to T. chebula and P. multifida to efficiently identify and isolate bioactive chemical compounds

3) Assessment of active extract constituents via in vitro assay and animal model
- Neuroprotective P. multifida and P. petiolosa identified diverse chemical constituents
- Assessment of two therapeutic candidates using scopolamine induced animal model by passive avoidance test and morris water-maze test
- Dose dependently cognitive enhancing activity of P. multifida hold therapeutic value as a new cognitive enhancing candidate

Expected Contribution
- To contribute to develop new integrated platform for biological and chemical profiling to advance natural product research
- To investigate therapeutic effects of endemic fern in neurodegenerative diseases
- To extend isolated chemical research from fern species
- To increase interest and discovery of new natural chemical constituents by strategic chemical/pharmacological research on fern

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1목차 ... 3연구계획 요약문 ... 4연구결과 요약문 ... 5 한글요약문 ... 5 SUMMARY ... 6연구내용 및 결과 ... 7 1. 연구개발과제의 개요 ... 7 2. 국내외 기술개발 현황 ... 10 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 11 4. 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 240 5. 연구결과의 활용계획 ... 243 6. 연구과정에서 수집한 해외 과학기술정보 ... 243 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 244 8. 참고문헌 ... 244 9. 연구성과 ... 253 10. 국가과학기술지식정보서비스에 등록한 연구시설‧장비 현황 ... 259 11. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전조치 이행실적 ... 259 12. 기타사항 ... 259별첨 ... 261끝페이지 ... 276