초록 ▼

○ 본 연구는 임산물 품목 중 재배 및 산업화가 가능한 산림자원을 발굴하여 식품의약품안정처의 기능성 식품 개별인정을 위한 기반 데이터 확보 및 시스템 구축을 목표로 수행되었음
○ 오갈피와 천마 등 고기능성 산림자원을 발굴하였고 재배 표준화 등 지속적 이용체계를 확립함
○ 원료 관리 및 제조 생산 관리를 위한 표준 공정을 확립함
○ 오갈피의 항산화, 항염증, 혈관기능 개선 등 기능성 관련 자료를 확보하여 개별인정형 식품 소재로 개발하였으며, 동물 및 인체에서 기능성 평가를 수행함
○ 천마 외 혼합추출물의 인지기능

○ 본 연구는 임산물 품목 중 재배 및 산업화가 가능한 산림자원을 발굴하여 식품의약품안정처의 기능성 식품 개별인정을 위한 기반 데이터 확보 및 시스템 구축을 목표로 수행되었음
○ 오갈피와 천마 등 고기능성 산림자원을 발굴하였고 재배 표준화 등 지속적 이용체계를 확립함
○ 원료 관리 및 제조 생산 관리를 위한 표준 공정을 확립함
○ 오갈피의 항산화, 항염증, 혈관기능 개선 등 기능성 관련 자료를 확보하여 개별인정형 식품 소재로 개발하였으며, 동물 및 인체에서 기능성 평가를 수행함
○ 천마 외 혼합추출물의 인지기능 개선, 기억력 향상 등 관련 자료를 확보하여 개별인정형 식품 소재로 개발하였으며, 식약처 기능성 원료 개별인정 신청을 완료함
○ 검증된 기능성 소재는 향후 건강기능식품 제품으로 개발될 예정임

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Results
Comparing the growth characteristics of Acanthopanax from different regions, height was more favored in Acanthopanax koreanam Nakai, and the number of branches was found large on Acanthopanax koreanam Nakai and Acanthopanax divaricatus var. albeofructus. Cultivation regions was not a

IV. Results
Comparing the growth characteristics of Acanthopanax from different regions, height was more favored in Acanthopanax koreanam Nakai, and the number of branches was found large on Acanthopanax koreanam Nakai and Acanthopanax divaricatus var. albeofructus. Cultivation regions was not a significant factor for Acanthopanax growth. Acantoside D content was highest in stem of the plant cultivated for 3-4 years and in roots of the plant cultivated for 7-9 years. The application of nitrogen fertilizer increased biomass of Acanthopanax and lime treatment increased the index material’s content in the plant. No harmful microorganisms were detected from the stored raw plant materials.

Comparing the extraction procedures for different parts of Acanthopanax divaricatus var. albeofructus, water extraction or 50~75% methanol extraction for 3-4 years old stems had higher index material’s content. The water extraction was on the other hand more effective to conduct. For the development of safe production technology, Acanthopanax cultivated soils were analyzed. Compared to the compost non-treated soils, soil pH, electrical conductivity, available phosphorus, organic matter, and exchangeable cations increased in the compost treated soils. Genetic difference was resolved by ISSR markers-based analysis among the major varieties of Acanthopanax that have been cultivated in Korea.

To investigate the effects of Acanthopanax extract on initial vascular inflanunation, an experiment was designed and conducted on cellular level.
Acanthopanax extract appeared to inhibit LPS-induced adhesion of monocyte (THP-1) or macrophage (U937) to endothelial cells. These adhesions are well-known to be an early event of inflammation. Additionally, in the vascular system, inflammation is closely associated with the development of atherosclerosis. By mechanistic study, we found that Acanthopanax extract reduces expression of adhesion molecules, such as LFA-1 and Mac-1 via inhibition of NFkB.

Antihypertensive effects of Acanthopanax divaricatus van chiisanensis (AE) and its active compound were investigated. Acanthoside-D (AD), and also their underlying mechanisms on vascular actions in vivo and in vitro. Spontaneously hypertensive rats were fed high-cholesterol diet with AE or AD by gavage for 14 weeks, and their blood pressure was recorded weekly. Blood pressure was significantly reduced in the AE group compared to the control group. Consistent with this, we observed a significant reduction in arterial wall thickness by H&E staining and an activation of endothelial nitric oxide synthase by immuno-fluorescence staining in the AE group. The findings in vivo were confirmed by increase of nitric oxide production using the fluorescent probe DAF-2and activation of PI3-kinase-Akt-eNOS pathway in human umbilical vein endothelial cells after AE treatment. Taken together, the results provide a basis for the use of AE in regulating blood pressure by enhancing endothelial function in a nitric oxide-dependent mechanism.

There was an improvement on the extraction method for Acanthopanax extract with high content of functional materials. In order for commercialization of Acanthopanax extracts, short and long term safety evaluation was carried out. Acanthoside D, functional substance in Acanthopanax, showed stability when added to products (milk, fermented milk, and fruit beverage).

After searching plasma clotting inhibitory effect of Acanthopanax extract, it was found Acanthopanax extracts did not show meaningful effect on plasma clotting. Acanthopanax senticosus (RUPR. et MAX.) HARMS extract inhibited platelet cohesion. However the effect was not that crucial because the threshold concentration was over 100//요/ml. The effect of Acanthopanax raw material on contraction and relaxation of blood vessel decreased the reactivity of calcium in smooth muscle cells, however did not show hindrance to contraction of separated blood vessel.

Both safety and functionality related data of Acanthopanax raw material was secured through literature analysis, and safety data from the results of animal experiments.

HX106N was found to have a neuroprotective activity against glutamate-induced oxidative neurotoxicity in HT22 cells, a murine neuronal cell line, by attenuating ROS production and GSH depletion. The mechanistic study has shown that HX106N increased the expression of antioxidant enzymes, including heme oxygenase-1 (HO-1), NAD(P)H, quinone oxidoreductase 1 (NQOl), and glutamate-cysteine ligase modifier subunit (GCLm), through the activation of Nrf2, the key transcription factor for regulation of various antioxidant genes.

Nitric oxide (NO) produced by activated glial cells, such as microglia and astrocytes, is known to be a major mediator of oxidative damage in various neurodegenerative diseases. In BV-2 cells, a murine microglia cell line, HX106N appeared to inhibite LPS-induced NO production via suppression of inducible NO synthase (iNOS) expression at the level of transcription. Prostaglandin E2 (PGE2)production induced by LPS was alsoreduced by HX106N.

In a cholinergic amnesia mouse model induced by scopolamine, a nonselective muscarinic antagonist, treatment with HX106N inhibited a scopolamine-induced decrease in spontaneous alternation and step-through latency in the Y-maze and passive avoidance tests, respectively, suggesting that HX106N could improve memory functions. Morover, oral administration with HX106N significantly inhibited a level of hippocampal and cortical acetylcholinesterase (AChE) activity.

Amyloid β (Αβ) peptide is known to play a crucial role in the pathogenesis of Alzheimer’s disease (AD). It was found that administration with HX106N for four weeks was able to improve the memory impairment in Αβ-treated rat in the water-maze and passive avoidance tests. In consistent with these results, HX106N reduced the neuronal degeneration in the hippocampal pyramidal neurons of Αβ-treated rat.

Efficacy and safety of the HX106 for improving working memory in individuals with subjective memory complaints were investigated. In randomized, double-blind, placebo-controlled trial, 75 individuals with subjective memory complaints were assigned to receive either placebo or HX106 (low-dose group or high-dose group) supplementations. HX106 supplementation improved working memory performance and increased the white matter integrity in the temporo-parietal region of the brain among healthy individuals who had subjective memory complaints.

(출처 : SUMMARY 10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 18
• 제1절 연구개발 목적 ... 18
• 제2절 연구개발 범위 ... 18
• 제3절 연구개발의 필요성 및 중요성 ... 19
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 24
• 제1절 연구개발 대상 기술의 국내·외 현황 ... 24
• 1. 세계적 수준 ... 24
• 2. 국내수준 ... 25
• 3. 국내·외의 연구현황 ... 26
• 4. 국내 연구개발 대신 외국기술도입에 대한 가능성 검토 ... 28
• 제2절 연구개발과제 및 대상기술의 중복성 ... 29
• 1. 연구개발과제의 중복방지를 위한 조사 및 검토결과 ... 29
• 가. 오갈피의 기능성 규명을 위한 기존 연구개발과제 현황 ... 29
• 나. 천마 혼합추출물 관련 특허와 논문 조사로 중복방지를 위한 조사를 대치 ... 29
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 30
• 제1절 오갈피 추출물 소재 개별인정형 기능성 식품 산업화 연구 ... 36
• 1. 산림자원 품목의 주요 재배종(품종)에 대한 재배적 특성과 기능성 지표물질 관계 구명 ... 36
• 가. 지역에 따른 오갈피 품종간 생육 비교 ... 36
• 나. 재배 연한에 따른 식물체부위별 Acanthoside-D 등 지표물질 함량 비교 분석 ... 37
• 2. 고기능성 물질 축적 증대 재배기술 개발 ... 37
• 가. 시비에 따른 흰털오갈피 식물 생장분석 ... 37
• 나. 시비에 따른 흰털오갈피 지표물질 함량 증대 분석 ... 42
• 3. 기능성 품종 원료의 생산 효율 및 함량 분석 ... 50
• 4. 액상추출법에 따른 원료의 기능성 추출효율 평가 ... 51
• 가. 물을 이용한 오갈피 부위별 성분추출 ... 51
• 나. 오갈피의 각 부위(잎, 줄기, 뿌리) 추출액의 Acanthoside-D 정량분석의 요약 ... 53
• 다. 액상추출 단계별 함량 분석 및 회수 평가 ... 53
• 5. 고기능성 품종의 안전재배 생산기술 개발 ... 54
• 가. 오갈피 재배 농장 토양 분석 ... 54
• 나. 오갈피 재배농장 병해 조사 ... 57
• 다. 오갈피재배농장의 충영 ... 67
• 라. 오갈피 제품의 미생물 안전성 검사 ... 68
• 6. 저장 조건에 따른 원료의 안전성 확보 ... 73
• 가. 저장중에 오갈피 줄기 원료의 안전성 조사 ... 73
• 7. 오갈피 5품종을 이용하여 오갈피의 유전학적 관계 규명(위탁과제: 동국대) ... 75
• 가. 실험재료 ... 75
• 나. 실험방법 ... 75
• 다. 연구수행 결과 ... 77
• 8. 오갈피 추출물의 기능성 평가(기전 연구) ... 82
• 가. 이론 및 실험적 접근방법 ... 82
• 나. 오갈피 추출물의 독성 실험 ... 83
• 다. Lipopolysaccharide에 의해 유도된 단핵구/대식세포의 혈관세포부착을 억제하는 오갈피 추출액의 혈관 기능 검출 ... 83
• 라. 오갈피 추출물의 혈구세포부착억제 기능에 관한 메카니즘 연구 결과 ... 85
• 마. (주)생명의 나무에서 생산한 오갈피 추출물의 혈관기능 요약 ... 88
• 9. 오갈피 추출물의 기능성 평가(동물시험) ... 89
• 가. 오갈피 추출물의 안전성 근거자료 확보 ... 89
• 나. 오갈피 추출물의 기능성 근거자료 확보 ... 92
• 10. 오갈피 기능성 원료 생산공정 및 품질 관리 연구 ... 158
• 가. 기능성 고함유 가공 추출 개선 ... 158
• 나. 오갈피 추출물의 제품화 연구 ... 161
• 다. 혈소판 응집 및 혈장 응고에 미치는 오갈피 원료의 영향 연구 ... 163
• 라. 오갈피 원료가 혈관의 수축 및 이완능에 미치는 효과 규명 ... 166
• 마. 시작품 생산 및 formulation ... 172
• 제2절 천마 혼합추출물 소재 개별인정형 기능성 식품 산업화 연구 ... 182
• 1. HX106N의 대량 생산 ... 182
• 2. 대량배치 HX106N의 세포 생물학적 활성 연구 ... 183
• 가. HT22 세포주에서 HX106N의 세포 보호 효과 ... 183
• 나. BV-2세포주에서 HX106N의 항염증 효과 ... 183
• 3. HX106N의 생체 내 생물학적 활성 연구 ... 184
• 가. 마우스 뇌 균질액을 이용한 HX106N의 AChE 활성 시험 ... 184
• 4. Microarray방법을 이용한 HX106N의 유전자 상호작용 기전 연구 ... 185
• 가. 천마 외 혼합 추출물의 세포 생물학적 기전 연구 ... 185
• 5. HX106N의 지표성분 확립 ... 186
• 가. 단삼의 지표성분 (salvianolic acid B) 설정 및 분석법 확립 ... 186
• 나. 천마의 지표성분(gastrodin) 설정 및 분석법 확립 ... 189
• 다. 용안육의 지표성분(ellagic acid) 설정 및 분석법 확립 ... 191
• 라. 맥문동의 지표성분 (spicatoside A) 설정 및 분석법 확립 ... 195
• 6. HX106N에서 salvianolic acid B와 gastrodin 분석법의 validation ... 196
• 가. Salvianolic acid B 분석법 validation ... 196
• 나. Gastrodin 분석법 validation ... 200
• 7. 인체적용시험용 시작품 생산 및 formulation ... 203
• 가. HX106N 구성생약 원산지 정보 및 추출 수율 ... 203
• 나. 생산 방법 및 공정도 ... 204
• 다. 시제품 생산 ... 205
• 8. 원료에 대한 안정성 시험 ... 206
• 가. 천마 외 혼합 추출물에서 단삼의 salvianolic acid B의 함량 범위 설정 ... 206
• 나. 천마 외 혼합 추출물에서 천마의 gastrodin의 함량 범위 설정 ... 207
• 다. 안정성 시험 계획서 ... 209
• 9. HX106N에서 salvianolic acid B와 gastrodin 분석 ... 209
• 가. 시료 및 지표물질 ... 209
• 나. 실험방법 ... 210
• 다. 실험결과 ... 212
• 라. 고찰 ... 214
• 10. 천마 혼합물의 인지기능 평가를 위한 인체적용시험 준비 ... 215
• 가. 기능성 기반자료 분석 ... 215
• 11. 천마 혼합 추출물 (HX106)의 기능성평가 ... 218
• 가. 천마 혼합 추출물의 안전성 근거자료 확보 ... 218
• 나. 천마 혼합 추출물의 인지기능평가를 위한 인체적용시험 수행 ... 219
• 다. 천마 혼합 추출물의 작업 기억력 및 작업 집중력 개별인정신청문건 작성 및 식약처 제출 ... 224
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 226
• 1. 평가의 착안점 및 기준 ... 226
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 233
• 가. 활용계획 ... 233
• 나. 기대효과 ... 233
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 235
• 제7장 참고문헌 ... 236
• 끝페이지 ... 238