초록 ▼

연구개요
결명자 유래 이차대사산물로부터 독성이 없으면서 강력한 항산화, 항염증, 항 당뇨, 항 알츠하이머 질환 활성의 복합 활성을 가지는 후보 유효성분을 분리 정제하고 다양한 실험법 및 분자구조 모델을 이용하여 구조 활성 상관관계를 규명하며 나아가 다양한 세포주를 이용한 항염증, 항 당뇨 및 Aβ40/Aβ42 생성억제 활성을 평가하여 최종적으로 in vivo 알츠하이머 질환 예방 및 치료 효능 검증을 위한 대량 생산과 동물실험을 통한 효과 입증으로 산업화 단계를 실시한다. 궁극적으로 결명자 유래 이차 대사산물로부터 당뇨병, 염

연구개요
결명자 유래 이차대사산물로부터 독성이 없으면서 강력한 항산화, 항염증, 항 당뇨, 항 알츠하이머 질환 활성의 복합 활성을 가지는 후보 유효성분을 분리 정제하고 다양한 실험법 및 분자구조 모델을 이용하여 구조 활성 상관관계를 규명하며 나아가 다양한 세포주를 이용한 항염증, 항 당뇨 및 Aβ40/Aβ42 생성억제 활성을 평가하여 최종적으로 in vivo 알츠하이머 질환 예방 및 치료 효능 검증을 위한 대량 생산과 동물실험을 통한 효과 입증으로 산업화 단계를 실시한다. 궁극적으로 결명자 유래 이차 대사산물로부터 당뇨병, 염증성질환, 알츠하이머 질환 예방 기능성을 가진 다기능 의약품 첨가물 및 치료 혹은 예방 의약품을 개발하는 것이 최종 연구목표이다.

연구 목표대비 연구결과
1차년도: 결명자의 메탄올 추출물과 용매별 분획물의 항 알츠하이머 활성을 아세틸콜린에스터레이제 (AChE), 부티릴콜린에스터레이제 (BChE), beta-secretase (BACE1) 억제활성 측정을 통해 평가하였다. 이들 분획물 중 EtOAc와 n-BuOH 분획물이 높은 AChE 억제활성을 보였고, BChE 저해에 있어서도 n-BuOH 분획물이 가장 높은 저해율을 보였다. 다음으로, 결명자로부터 분리한 anthraquinone (chrysophanol, physcion, emodin, obtusifolin, obtusin, questin, chryso-obtusin, gluco-obtusifolin, aurantio-obtusin, gluco-aurantio obtusin, chrysophanol tetraglucoside, 2-hydroxyemodin-1 methylether, chryso-obtusin-2-O-β-D-glucoside, chrysophanol triglucoside, aloe-emodin, alaternin), naphtopyrone glycoside (toralactone gentiobioside, cassiaside) 그리고 naphthalene glycoside (cassitoroside)를 포함하는 19개의 활성 화합물이 강력한 AChE, BChE 그리고 BACE1 저해제임을 알 수 있었다.
2차년도: ①결명자 메탄올 추출물과 그 분획물들 그리고 결명자로부터 분리한 anthraquinone, naphthopyrone 그리고 naphthalene glucoside류 19종 화합물의 항당뇨 효과를 protein tyrosine phosphatase 1B (PTP1B)와 α–glucosidase에 대한 저해 효과 및 분자 도킹 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 특히, anthraquinone류의 화합물들에서 두 효소에 대한 저해효과가 높게 나타났다. 다음 연구로, ②결명자와 그 성분들의 간보호 효과를 HepG2 세포를 이용하여 확인하였다. 그 결과, 결명자 메탄올 추출물의 EtOAc 분획물이 t-BHP로 유도된 HepG2 세포의 세포생존율을 유의적으로 증가시켰고 aloe-emodin, alaternin 그리고 cassiaside가 다른 성분들에 비해서 높은 세포보호효과를 보였다. 또한, 이 세 화합물 모두 세포내 글루타치온의 농도를 증가시킴으로써 산화적 손상을 줄이고 간보호 효과를 나타낸다는 것을 확인하였다. 다음으로, ③새롭게 분리한 rubrofusarin과 그 배당체들, nor-rubrofusarin 6-O-β-D-glucoside 그리고 isorubrofusarin 10-O-β-D-gentiobioside의 항알츠하이머 효과를 측정하였다. 그 결과, gentiobiosyl을 가진 rubrofusarin이 AChE와 BChE 저해 효과가 가장 뛰어나게 나타났으며 nor-rubrofusarin 6-O-β-D-glucoside이 BACE1 저해 효과가 뛰어나게 나타났다. 따라서, 결명자와 그 성분의 뛰어난 항당뇨 효과 및 간보호 효과를 확인할 수 있었으며 rubrofusarin 구조를 가진 화합물들의 항알츠하이머 질환 효과에 대하여 구조-활성 상관관계를 확인할 수 있었다.
3차년도: ①결명자 메탄올 추출물의 용매별 분획물들 중 물분획물로부터 2개의 신규 naphthalenic lactone glycoside를 분리 및 구조 동정 하였고 이들의 항당뇨합병증 효과를 최종당화생성물의 억제 효과를 통해서 확인하였다. 또한, ②2차년도에 뛰어난 항알츠하이머 효과를 나타낸 rubrofusarin-6-O-β-D-gentiobioside의 Nrf2 매개 HO-1 활성화와 MAPK 조절을 통한 간보호 효과를 HepG2 세포를 통하여 규명하였다. 다음으로, ③ emodin과 alaternin (7-OH emodin)의 항염증 효과를 Raw264.7 cell을 이용하여 평가하였다. 그 결과, alaternin이 emodin에 비교해서 세포내 LPS로 유도된 ROS, NO, COX-2 그리고 iNOS의 발현량을 더 효과적으로 감소시킴으로써 뛰어난 항염증 효과를 나타냈다. 따라서, 이번년도 연구를 통해서 결명자로부터 2개의 신규 화합물을 분리하였고 결명자 성분들의 항당뇨합병증, 간보호 그리고 항염증 효과를 규명하였다.

연구개발결과의 중요성
학문적 파급효과:
①결명자 활성 성분의 분리, 정제 최적화 기술과 수율 최대화 핵심 기술을 확보
②결명자의 체계적이고 과학적인 효능 평가 자료로 활용할 수 있을 것이다.
③결명자에 들어있는 화합물의 당뇨병 및 알츠하이머 예방 및 치료제로서의 활용을 위하여 최적화 제조 공정방법 및 관리의 기준 자료로서 활용.
④컴퓨터 시뮬레이션을 통한 예측 결과를 적절히 활용함으로써 IT 기술이 융합된 새로운 연구의 장
기술적, 경제적 파급효과:
①향후 신약 개발 및 기능성 식품 개발에 있어서 이용 가치가 있을 것이라 생각되고 천연물 유래 기능성 물질 개발 관련 회사와 공동 연구를 통한 제품의 산업화를 가속화시킬 수 있을 것이라고 기대
②우수한 품종의 자생 결명자를 세계 각국에 수출할 수 있는 기회, 국가의 식품 및 제약 산업에 대한 연구 투자 유도 그리고 기술 및 응용분야의 활성화를 통해서 국가경쟁력 향상
③알츠하이머 질병을 포함하는 난치성 질환의 단순 증상 완화제가 아닌 근본적인 치료제의 개발 가능성을 기대할 수 있다.
④생물정보학적 IT 기술을 기반으로 의료 관련 빅 데이터와 분자모델링 등의 IT 기술을 신약 개발에 활용할 수 있는 선진적, 창조적 산업의 발전에 이바지할 것이라고 기대

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 9
• 4. 참고문헌 ... 9
• 5. 연구성과 ... 9
• 5-1. 전문학술지 논문게재 성과정보 ... 9
• 5-2. 학술대회 논문발표 성과정보 ... 11
• 끝페이지 ... 12