보고서 정보
주관연구기관 |
동아대학교 Donga University |
연구책임자 |
안목련
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2017-05 |
과제시작연도 |
2016 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO201800005878 |
과제고유번호 |
1345247200 |
사업명 |
이공학개인기초연구지원 |
DB 구축일자 |
2018-05-12
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201800005878 |
초록
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현재 프로폴리스는 기능성 천연물질로 평가되어 건강기능식품으로 널리 이용되고 있으나 국내에서의 양봉산물에 관한 기초연구는 다른 기능성식품 분야에 비해 미진하며, 특히 「프로폴리스」에 대한 연구는 매우 미흡한 수준이다. 지금까지 국내산 프로폴리스의 구성성분과 기능성에 대하여 일부 밝혀진 바 있으나 상세 구성성분과 이에 대한 생리활성, 특히 혈관신생 억제작용에 대한 유효성분과 그 작용 메커니즘에 관하여 체계적으로 보고된 예는 전무하므로 본 연구에서는 이에 대하여 심도있게 진행하였다.
본 연구(2014.11.1~2017.4.30, 총
현재 프로폴리스는 기능성 천연물질로 평가되어 건강기능식품으로 널리 이용되고 있으나 국내에서의 양봉산물에 관한 기초연구는 다른 기능성식품 분야에 비해 미진하며, 특히 「프로폴리스」에 대한 연구는 매우 미흡한 수준이다. 지금까지 국내산 프로폴리스의 구성성분과 기능성에 대하여 일부 밝혀진 바 있으나 상세 구성성분과 이에 대한 생리활성, 특히 혈관신생 억제작용에 대한 유효성분과 그 작용 메커니즘에 관하여 체계적으로 보고된 예는 전무하므로 본 연구에서는 이에 대하여 심도있게 진행하였다.
본 연구(2014.11.1~2017.4.30, 총 30개월)는 국내에서 수집된 프로폴리스에 함유되어 있는 구성성분에 대한 생리활성 평가를 행하는 동시에 혈관신생 억제활성에 대한 유효성분을 밝혀내어 국내산 프로폴리스에 관한 기초자료를 확립하고(1-2차년도), 혈관신생 억제활성 및 기능적 특성을 분석·화학적 측면뿐만 아니라 분자 메커니즘과 같은 생화학적 측면으로부터 밝혀내는 것(3차년도)을 목표로 하였다. 특히 프로폴리스 유효성분을 암 치료 및 예방에 관한 기능성식품 소재로 평가하기 위하여 혈관신생 억제활성에 대한 다양하고 상세한 연구진행을 통하여 유효성분의 기능성을 확립하고자 하였다.
[1-2차년도] 국내에서 수집된 프로폴리스를 에탄올로 추출한 후(EEKP, ethanol extracts of Korean propolis) 함유 구성성분을 분획하여 단일성분으로 분리·동정 하였으며, 획득한 구성성분 총 15개(KPC 1-15; 1, apigenin; 2, benzyl caffeate; 3, caffeic acid; 4, chrysin; 5, cinnamylidenacetic acid; 6, p-coumaric acid; 7, 3,4-dimethoxycinnamic acid; 8, ferulic acid; 9, galangin; 10, kaempferol; 11, phenethyl caffeate; 12, pinobanksin; 13, pinocembrin; 14, pinostrobin; 15, tectochrysin)에 대한 다양한 생리활성(항산화, 항혈관신생, 세포독성, 항염증, 항비만 등)을 평가하였다.
대표적 실험결과를 간단히 요약하면, 항산화 활성평가 결과 benzyl caffeate(2), caffeic acid(3), ferulic acid(8), galangin(9), kaempferol(10), phenethyl caffeate(11) 이상 6가지 성분의 경우 positive control로 사용한 VE 및 BHT와 유사하거나 더 높은 항산화 활성을 나타내었으며, in vitro 혈관신생 억제활성평가 결과 KPC 1, 2, 9-13의 첨가 시 HUVEC 세포의 접착 및 신전(伸展)이 저해되었으며 관강형성(tube formation)이 농도 의존적으로 억제되는 것을 관찰하였다. 따라서 국내산 프로폴리스의 높은 항산화 및 항혈관신생 활성은 이러한 단일 구성성분들의 함유 유무 및 함유량에 기인된 것으로 사료된다. 특히 혈관신생 억제활성이 높은 것으로 나타난 apigenin(1), benzyl caffeate(2), pinobanksin(12), pinocembrin(13) 성분의 경우, 지금까지 혈관신생 억제활성에 대한 연구보고가 거의 전무하므로 본 4가지 유효성분(KPC 1, 2, 12, 13)을 중심으로 추가 연구를 진행하였다.
국내산 프로폴리스 함유 4가지 유효성분에 대한 혈관내피세포 증식억제(inhibition of HUVEC proliferation) 를 평가한 결과, apigenin(1), benzyl caffeate(2), pinobanksin(12)를 첨가한 경우 농도 의존적(3.13, 12.5, 50 mg/ml)으로 세포증식이 억제되는 것으로 나타났으나, pinocembrin(13)을 첨가한 경우 농도 차에 대한 세포증식의 차이는 크게 나타나지 않았다. 그리고 chick chorioallantoic membrane(CAM) assay (鷄胚漿尿膜法)를 이용한 in vivo 실험 결과, 모든 시료(KPC 1, 2, 12, 13)에서 강한 혈관신생 억제활성을 나타내었으며 농도 의존적으로 억제활성이 높아지는 것으로 확인되었다(0-200 nmol/egg). 특히 benzyl caffeate(2)와 pinobanksin (12) 두 화합물에 대한 혈관신생 억제활성 연구보고는 현재까지 전무하므로 이는 매우 신규성 높은 연구결과로 사료된다.
[3차년도] 1, 2차년도 연구결과를 바탕으로 강한 혈관신생 억제작용을 나타내는 시료에 대한 억제 작용기전을 밝혀내기 위하여 Western Blot법을 이용하여 세포 레벨에서의 여러 signal 변화를 해석하였다. 혈관신생의 중요한 스텝인 관강형성(tube formation)에 관여하는 signal과 세포 사(死)에 관계하는 signal의 변화를 밝혀내기 위하여, apoptosis(caspase-3의 활성화 및 그 기질 단백질인 PARP, lamin A/C 등의 단백질 절단), 증식·분화, 생존(ERK 1/2, p38, Akt 등의 활성화) 및 혈관신생에 특이적인 단백질(VE-cadherin, PECAM-1 등의 변화) 등에 대한 활성화 및 단백질의 질적·양적 변화를 해석하였다. 그 결과, KPC 1, 2, 12, 13 구성성분의 혈관신생 억제활성은 혈관내피세포의 apoptosis 유도(caspase-3, PARK, lamin A/C의 활성화)와 세포의 증식 및 생존 억제(ERK 1/2, p38의 인산화), 세포 접착인자(VE-cadherin, PECAM-1)의 감소 유도에 의한 것으로 밝혀졌다.
따라서 본 연구결과로부터 혈관신생 억제작용을 중심으로 한 프로폴리스 유효성분의 기능성은 과학적으로 입증되었으며, 이는 국내산 프로폴리스를 이용한 기능성식품의 개발·제품화에 있어 기초자료가 될 것이다. 그리고 국내 프로폴리스 시장의 확대와 소비자의 인지도 상승뿐만 아니라 국내 양봉농가의 소득증대, 양봉산업계의 활성화, 국민 건강에 대한 사회공헌 등에도 크게 기여할 것으로 기대된다.
(출처 : 연구결과 요약문 3p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
- 1. 연구과제의 개요 ... 4
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 6
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
- Ⅲ. 연구성과 ... 7
- 끝페이지 ... 8
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