초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
국내 자생 산림생명자원으로부터 대기오염으로 인한 중금속의 해독 생약제제 및 건강기능성식품 원료의 개발
전체 내용
1. 원료 수집 및 전처리 공정 확립
○ 원료 산지수집 및 사용부위 선정, 전처리법 확립
○ 원료선정 근거자료 확보

2. 원료 기준규격 설정
○ 시료의 추출공정 확립
-조건별 수율 및 지표성분 함량 확인
○ 원료별 분획 및 단일 compound 구조확인
○ 구기근 및 맥문동 지표성분 설정 및 정량
-구기근 지표성분 (

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
국내 자생 산림생명자원으로부터 대기오염으로 인한 중금속의 해독 생약제제 및 건강기능성식품 원료의 개발
전체 내용
1. 원료 수집 및 전처리 공정 확립
○ 원료 산지수집 및 사용부위 선정, 전처리법 확립
○ 원료선정 근거자료 확보

2. 원료 기준규격 설정
○ 시료의 추출공정 확립
-조건별 수율 및 지표성분 함량 확인
○ 원료별 분획 및 단일 compound 구조확인
○ 구기근 및 맥문동 지표성분 설정 및 정량
-구기근 지표성분 (betaine)선정 및 정량분석 설정
-맥문동 지표물질 (spicatoside A)선정 및 정량분석 설정
○ 복합물의 제조 및 복합물에서의 지표물질 확인
○ 안전성 자료 및 유해물질 규격설정
○ 안정성 확인 (유통기한 설정 시험)
-가속실험 조건별 지표성분, 성상, 수분, 대장균군 등 이화학적, 물리학적 품질변화 확인을 통한 유통기간 예측
○ 제형 적용성 실험 및 Scale –up 제조 공정 실험

3. 국내산 미세먼지 수집 및 규격확인
○ 국내산 미세먼지 수집
○ 국내산, 수입산 미세먼지 유해성분 비교 정량

4. 원료의 생리활성 효능 및 작용기작 규명(in vitro)
○ 추출물의 항산화 효능 평가
-DPPH 라디칼 소거능 및 금속 이온 킬레이팅 효능 평가
-H2O2에 의한 인간 기도상피세포의 산화스트레스 완화 효능 평가
○ PM10에 대한 호흡기 상피세포의 항산화 효능 평가 및 작용 기전 구명 (A549, BEAS-2B)
-기도상피세포 (BEAS-2B cells)에 대한 PM10의 세포 독성 확인
-폐상피세포 (A549 cells)에 대한 PM10의 세포 독성 확인
-PM10의 처리에 의한 호흡기 상피세포에서의 ROS 생성 및 이에 대한 추출물의 억제 효능 평가
-PM10에 의한 급성 염증 유발 동물에서의 항산화 효능 평가 및 기전 규명
○ 다양한 미세먼지 시료별 (PM1—ERM, PM10-SRN, PM2.5) 염증유발 세포주 모델구축 및 구기근 추출물의 항염증에 대한 효능평가
-구기근 추출물의 면역세포 (THP-1, RBL-2H3)에대한 세포독성
-미세먼지시료 (PM1—ERM, PM10-SRN, PM2.5)의 면역세포 (THP-1, RBL-2H3)에 대한 세포독성 및 cytokine 생성 변화
○ 미세먼지 (PM10)으로 인한 염증유발 세포주 모델 (RBL-2H3) 및 동물 모델에서 구기근 추출물 (GR30)의 항염증 효능 평가
-미세먼지(PM10)로 인한 염증 유발 세포주 모델 (RBL-2H3)에서 사이토카인 mRNA 발현량에 대한 구기근 추출물의 영향평가
-미세먼지에 의해 유도된 염증반응으로 인한 세포사멸에 대한 구기근 추출물의 세포 보호 효능평가
-미세먼지(PM10)에 의해 유도된 염증반응으로 인한 세포사멸에 대한 구기근 추출물의 세포 보호 효능 기작 규명
-구기근 추출물의 세포 보호 효능에 대한 신호전달 경로 탐색
-미세먼지(PM10)로 인한 염증유발 동물모델에서 구기근 추출물의 항염증 효능 평가
-미세먼지(PM10)로 인한 염증유발 동물모델에서 혈액 내 분비되는 IgE에 대한 구기근 추출물의 영향
○ 구기근 추출물의 PM10에 대한 항염증 효능규명 및 작용기작 평가 (THP-1)
-추출물 및 PM-10의 면역세포(THP-1)에 대한 세포 독성 평가
-미세먼지시료(PM-10)의 면역세포(THP-1)에서의 cytokne (TNF-α)의 생성에 미치는 형향 평가
-PM10에 의해 유발된 염증에 대한 구기근 추출물의 항염증 효능 평가
○ 구기근 추출물의 과민면역반응완화 효능규명 및 작용기작 평가 (RBL-2H3)
○ 구기근 추출물의 대식세포에 대한 면역증강 활성 평가 (RAW264.7)
-구기근 추출물의 대식세포에 대한 세포독성 및 cytokine 생성변화
-구기근 추출물의 대식세포에서의 iNOS 발현 및 NO 생성에 대한 영향
-구기근 추출물의 대식세포에서의 AKT, AMPK 및 NF-κB의 활성화에 대한 영향
Cyclophosphamide(Cy)를 이용한 면역 저하 동물 모델 개발
○ 구기근 추출물의 대식세포에 대한 항염증 활성 평가 (RAW264.7)

5. 인체적용시험 IRB 승인
○ 호흡기 관련 인체적용시험의 선행조사 및 인체적용시험 수행기관 선정
○ 인체적용시험용 시험약 및 대조위약 제조
○ IRB 신청 및 승인

연구개발성과
○ 그동안 임산 폐기물로 취급되어 버려지기만 하던 구기자 뿌리의 새로운 용도를 개발하고 과학적으로 규명함으로써 새로운 시장을 창출하는 계기를 마련하였음.
○ 구기자 뿌리의 면역활성 및 호흡기 개선 효능을 규명함으로써 최신의 헬스케어 수요에 부합한 새로운 용도시장 발굴.
○ 구기자 뿌리의 산지 수확방법 및 전처리법, 사용부위 등을 확인 선정하여 향후 제품화에 근거를 확보하였음.
○ 구기자 뿌리의 원료화 추출공정을 확립하고 건강기능식품에 부합한 표준규격을 설정하였음.
○ 국내산 미세먼지를 포집하여 분리회수 절차 및 방법을 확립하였음.
○ 국내산 미세먼지의 구성성분과 유해성분 함량을 분석하고 국내산과 해외수입산 미세먼지의 금속성분 등 유해성분의 함량 비교실험을 완료하였음.
○ PM10 흡입에 의한 급성 염증 유발 동물 모델 구축에 성공하였으며, 해당 모델 하에서 구기근 추출물이 미세먼지로 인해 유도된 폐에서의 염증 반응을 완화 시켜주는 것을 확인함. 상기연구 결과를 바탕으로 국제 SCI급 학술지인 Plants (IF=4.658)에 논문 게재.
○ 구기근 추출물의 항산화 및 항염 활성을 확인하였으며 과민면역반응 완화능을 보유하고 있음을 확인하였음. 이를 기반으로 하여 맥문동 추출물과의 복합 처리시 미세먼지(PM10)로부터의 세포 보호능이 증가하는 것을 확인하였음. 상기연구 결과를 바탕으로 국제 SCI급 학술지인 Journal of Food Biochemistry (IF=3.654)에 논문 게재
○ 구기근 복합추출물의 호흡기 기능개선 기능성을 평가하기 위하여 인체적용시험 수행기관을 선정하고 프로토콜을 작성하여 IRB 신청 및 승인을 완료하였음.

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 신규 개별인정형 건강기능성 식품소재로 개발
○ 구기자 뿌리 다수확을 위한 신품종 개발 및 보급에 활용
○ 구기자 뿌리의 산업적 활용 다각화와 고도 활용에 적용
○ 임업-산업체간 유기적 결속을 유도하여 신규 소득원창출 및 특산단지 조성
○ 고부가가치 산업소재로서의 지골피 대량 생산에 의한 신규 소득원 창출

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 7
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 9
• 1. 연구개발의 목적 ... 9
• 2. 연구의 필요성 ... 9
• 3. 연구개발의 범위 ... 16
• 제2장 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 17
• 제1절. 시료의 준비 ... 17
• 1. 기능성원료 개발을 위한 기반연구 ... 17
• 2. 구기근 시료의 선정 ... 23
• 3. 복합물 대상원료의 선정 ... 30
• 제2절. 원료의 선정 ... 31
• 1. 구기근 지표성분의 선정 ... 31
• 2. 맥문동 지표성분의 선정 ... 34
• 3. 원료의 추출법 확립 ... 37
• 제3절. 원료 표준화 ... 40
• 1. 원료별 지표성분의 함량 기준 설정 ... 40
• 2. 구기근 validation ... 42
• 3. 맥문동 validation ... 44
• 4. 복합물의 제조 ... 46
• 5. 안전성 자료 ... 49
• 6. 유해물질 규격설정 ... 53
• 7. 복합물의 안정성 확인(유통기한 설정 시험) ... 54
• 8. 제형 적용성 실험 ... 56
• 2. Scale-up 제조 공정 실험 ... 57
• 제4절. 미세먼지 표준화 연구 ... 57
• 1. 미세먼지 유병률 조사 ... 57
• 2. 미세먼지 관련 문제점 확인 ... 60
• 2. 국내산 미세먼지 및 해외 미세먼지 표준품의 확보 ... 62
• 3. 미세먼지의 분리 방법 확립 ... 64
• 4. 미세먼지의 특성 비교 ... 67
• 제5절. 효능규명 및 작용기작 평가 ... 71
• 1. 추출물의 PM10에 대한 항산화 효능 평가 ... 74
• 2. 미세먼지 종류별 염증유발 세포주 모델 구축 및 항염증 효능평가 (in vitro) ... 86
• 3. 미세먼지 유발 염증 세포주 모델 및 동물 모델에서의 항염증 효능 평가 ... 90
• 4. 미세먼지 PM10 유발 항염증 효능규명 및 작용기작 평가 (THP-1) ... 96
• 5. 과민면역반응완화 효능규명 및 작용기작 평가 (RBL-2H3) ... 99
• 6. 대식세포에 대한 면역증강 활성 평가 ... 100
• 7. 대식세포에 대한 항염증 활성 평가 ... 103
• 제6절. 인체적용시험의 준비 ... 105
• 1. 호흡기 관련 인체적용시험의 선행 조사 ... 105
• 2. 인체적용시험 수행기관 선정 ... 107
• 3. 인체시험용 시험약 ... 107
• 제7절. 인체적용시험 IRB ... 108
• 1. 인체적용시험 주요 PRT 설정 ... 108
• 2. IRB 신청 ... 113
• 3. IRB 신청 및 승인서 ... 115
• 제3장. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 116
• 1. 연구수행 결과 ... 116
• 2. 목표 달성 수준 ... 123
• 제4장. 목표 미달 시 원인분석 ... 125
• 제5장. 연구개발성과 및 관련 분야에 대한 기여정도 ... 125
• 1. 기술적 측면 ... 125
• 2. 경제적, 산업적 측면 ... 125
• 3. 사회적 측면 ... 126
• 제6장. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 126
• 붙임. 참고문헌 ... 128
• 끝페이지 ... 130