보고서 정보
주관연구기관 |
중앙대학교 Chung Ang University |
연구책임자 |
이민원
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2023-03 |
과제시작연도 |
2022 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202300011409 |
과제고유번호 |
1711169877 |
사업명 |
개인기초연구(과기정통부) |
DB 구축일자 |
2023-10-18
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키워드 |
골관절염.생물전환.오가피.음나무.물오리.bone muscle disease.bioconversion.Acanthopanax sessiliflorus.Kalopanax pictus.Alnus sibirica.
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초록
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□ 연구개요
국내 자생식물로부터 염증조절복합체 (inflammasome : IFM) 조절 활성을 가지는 생물전환물 또는 유효성분을 이용하여 만성 염증질환(골관절염)을 치료 또는 개선할 수 있는 소재 개발을 위하여 국내자생식물(오가피, 음나무, 물오리나무)의 생물전환물(효소분해/발효물)의 IFM 관련 인자의 억제 활성 평가와 골관절염과 관련된 in vitro 실험을 통해 골관절염 치료 효능을 가진 최종 후보소재 및 후보물질을 도출하고자 함.
□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도에는 국내자생식물(오가피, 음나무,
□ 연구개요
국내 자생식물로부터 염증조절복합체 (inflammasome : IFM) 조절 활성을 가지는 생물전환물 또는 유효성분을 이용하여 만성 염증질환(골관절염)을 치료 또는 개선할 수 있는 소재 개발을 위하여 국내자생식물(오가피, 음나무, 물오리나무)의 생물전환물(효소분해/발효물)의 IFM 관련 인자의 억제 활성 평가와 골관절염과 관련된 in vitro 실험을 통해 골관절염 치료 효능을 가진 최종 후보소재 및 후보물질을 도출하고자 함.
□ 연구 목표대비 연구결과
1차년도에는 국내자생식물(오가피, 음나무, 물오리나무)의 생물전환물(효소분해/발효물) 확보 및 성분 분리를 진행하였고, TLC와 HPLC를 이용하여 원 추출물과 생물전환물의 성분 변화를 확인하였으며, TLC 및 HPLC를 통해 효소분해가 적절한 것으로 판단되었음. 오가피, 음나무 및 물오리나무의 효소분해물에서 원 추출물에 비해 배당체(acanthoside D, kalopanaxsaponin B, oregonin)의 함량이 감소하고 비당체 또는 monodesmoside (syringaresinol, kalopanaxsaponin I, hirsutanonol, hirsutenone)의 함량이 증가하였음. 따라서 효소 pectinex를 이용하여 37℃에서 3일 동안 효소분해 시키는 것을 최적 조건으로 선정하였으며, 문헌조사와 예비실험을 통해 IFM 조절 및 골관절염과 관련된 cell 모델을 RAW 264.7 macrophage cell로 확립하였음.
2차년도에는 생물전환 된(효소분해) 오가피, 음나무, 물오리 추출물의 IFM 조절 활성을 평가하기 위해 western blotting을 활용하여 NLRP3, ASC, caspase-1의 발현을 평가하였고, ELISA 기법을 사용하여 염증 cytokine인 IL-1β 및 IL-18의 억제 활성을 평가하였음. 세포내 NLRP3 IFM 저해 실험의 결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리 추출물은 세포내 NLRP3, ASC, caspase-1 활성을 모두 저해하였음. 또한 cytokine IL-1β와 IL-18과 억제 활성 평가 결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리는 모두 억제활성을 보였으며, IL-1β에서는 효소오가피와 효소음나무가 전반적으로 높은 억제 활성을 보였고, IL-18에서는 효소음나무가 가장 높은 억제활성을 보였음.
3차년도에는 관절염과 관련된 식품의약품안전처 가이드라인에 따라 바이오마커를 선정하여 in vitro 실험(NO 생성 억제 평가, COX-1, 2의 억제 활성 평가, Collagenase 억제 활성 평가, MMP-2 및 MMP-9 억제 활성 평가)을 진행하여, 골관절염 치료 효능을 가지는 최종 소재를 도출하였음. NO 생성 억제 평가 결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리 모두 강한 억제활성을 나타내었고, 효소오가피와 효소물오리가 가장 높은 억제활성을 보였음. COX-1, 2의 억제 활성 평가 결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리 추출물은 모두 세포내 COX-1, COX-2 모두 발현을 저해하였음. Collagenase 억제 활성 평가 결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리 모두 collagenase 억제 효과를 보였으며 효소오가피가 가장 우수한 억제활성을 보였음. MMP-2 및 MMP-9 억제 활성 평가결과 효소오가피, 효소음나무, 효소물오리 모두 MMP-2와 MMP-9의 억제 활성을 보였으며, 그 중 효소오가피의 억제활성이 가장 좋았음.
따라서 모든 연구결과를 바탕으로 생물전환물(효소오가피나무, 효소음나무, 효소물오리나무)은 모두 골관절염 치료 소재로 적합하다고 판단되며, 그 중 효소오가피는 전반적으로 가장 높은 효능을 가진 것으로 판단됨.
□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
국내 자생식물(오가피나무, 음나무, 물오리나무)를 생물전환하였을 때 각 소재별로 배당체에서 비당체 또는 monodesmoside로 화합물이 변화하는 것을 확인할 수 있었으며, 모두 골관절염 치료소재로써 적합하다고 판단되었음. 따라서 본 연구는 앞으로 골관절염 치료 또는 개선 소재로써 오가피, 음나무, 물오리나무의 생물전환물이 다양하게 활용될 것으로 기대됨. 또한 본 기술은 여러 국내자생식물에 생물전환을 활용하는 다양한 연구에 기초 연구로써 크게 활용 될 것으로 보여지며, 국내 자생식물의 생물전환을 이용한 각종 기능성 소재 개발에 기여 할 것으로 사료됨. 한편 국내 자생 식물 소재가 적극 활용되어지면서 자생식물 지역 농가의 소득을 증대시킬 수 있을 것으로 기대됨.
(출처 : 연구결과 요약문 2p)
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 연구결과 요약문 ... 2
- 목차 ... 3
- 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
- 1) 연구의 목표 및 내용 ... 4
- 2) 연구개발의 필요성 ... 4
- 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
- 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 6
- 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 6
- 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
- 3) 목표 달성 수준 ... 13
- 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
- 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
- 6. 자체점검표 ... 13
- 7. 참고문헌 ... 14
- [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
- [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
- 끝페이지 ... 23
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