초록 ▼

□ 연구개요
염증성 장질환(IBD) 환자는 간 질환, 골격 질환, 신경퇴행성 질환 등 다양한 장외 증상을 수반하며 장내 미생물 불균형으로 인한 비정상적인 면역 반응이 특징적으로 대장 미세구조가 파괴되고, 장 장벽이 파괴시 각종 세균, 세균 대사산물 및 세균 성분, 내독소 등이 간문맥 혈류 및 순환계로 이동됨. 이로 인해 다양한 합병증이 발생하는데, 이 중 2차 간 손상이 가장 일반적임. 따라서 IBD 관리는 2차 병리학적 상태의 발병을 예방하는 데 중요하게 기여함. Polyscias fruticosa는 아열대 및 열대 지역 원

□ 연구개요
염증성 장질환(IBD) 환자는 간 질환, 골격 질환, 신경퇴행성 질환 등 다양한 장외 증상을 수반하며 장내 미생물 불균형으로 인한 비정상적인 면역 반응이 특징적으로 대장 미세구조가 파괴되고, 장 장벽이 파괴시 각종 세균, 세균 대사산물 및 세균 성분, 내독소 등이 간문맥 혈류 및 순환계로 이동됨. 이로 인해 다양한 합병증이 발생하는데, 이 중 2차 간 손상이 가장 일반적임. 따라서 IBD 관리는 2차 병리학적 상태의 발병을 예방하는 데 중요하게 기여함. Polyscias fruticosa는 아열대 및 열대 지역 원산지의 다년생 관목으로 베트남과 인도에서 널리 재배됨. P. fruticosa는 류마티스 관절염, 신경통, 이질 및 허혈 치료를 위해 식품 및 민간요법으로 사용되었음. P. fruticosa에 대한 여러 연구가 수행되었지만 P. fruticosa 뿌리의 화학적 조성, 특히 지용성 파트에 대해서는 거의 알려지지 않음. 선행연구를 바탕으로, 본 연구는 장-간-마이크로바이옴-대사산물 축의 조절을 통해 P. fruticosa 뿌리 추출물 유래 지용성 분획물이 대장염 및 2차 간 손상에 대한 보호 효과를 조사하고자 하였음.

□ 연구 목표대비 연구결과
- P. fruticosa 부위별 EtOH 추출물과 분획물의 시험관 내 항산화 및 항염증 활성을 확인함
- P. fruticosa 뿌리의 고활성 지용성 분획물의 주요 구성 성분으로 Sterols, tocopherols, terpenes, 불포화 지방산 및 페놀성 화합물을 분석하였음
- LPS로 자극한 대식세포모델에서 추출물과 각 분획물이 NF-κB 신호전달 경로 억제를 통해 각종 염증마커의 발현수준을 감소시킴으로써 항염증작용을 발휘한다는 작용기전을 규명함
- HepG2 간세포 모델에서 전사인자 Nrf2가 매개하는 제2상 해독/항산화 효소 및 1차 항산화 효소와 같은 항산화 방어 시스템을 강화함을 확인함
- LPS/D-GalN 처리 마우스 염증모델에서 NF-κB 경로 매개 염증성 사이토카인 감소, NLRP3 인플라마솜 활성화 억제를 통해 염증을 억제하고 Nrf2, CAT, GPx, SOD, HO-1 등의 발현유도를 통해 간의 항산화 세포방어력을 강화함을 확인함
- 급성 및 만성 대장염 마우스 모델에서 NF-κB 및 Stat3 신호전달 경로의 하향 조절을 통해 염증성 사이토카인 발현 및 NLRP3 염증복합체 활성화를 억제하여 대장염의 중증도를 완화함을 확인함
- 급성 및 만성 대장염 마우스 모델에서 Nrf2 매개 2단계 해독/항산화 효소뿐만 아니라 CAT, GPx 및 SOD와 같은 대장 항산화 방어 시스템을 강화하여 대장조직의 산화적 손상을 감소시킴을 확인함
- 세포 및 동물 모델에서 tight juction proteins 발현을 상향조절하여 장 상피 장벽 기능을 향상시켜 장 장벽 손상을 감소키는 것으로 나타남
- 급성 및 만성 대장염 마우스 모델에서 장내 미생물의 다양성과 구성을 조절하고 Lachnospiraceae 및 Lachnospiraceae_NK4A136_group과 같은 단쇄지방산 생성 박테리아의 구성을 풍부하게 하며 Bacteroides와 같은 독성병원균의 구성비율을 감소시켜 장내 미생물 불균형을 개선하는 것으로 나타남
- 대장염 마우스 모델에서 butyric acid 및 propionic acid과 같은 단쇄지방산의 생성을 증가시켜 장내 미생물 유래 대사산물 profile을 개선하고, 동시에 acetate, succinate와 같은 바람직하지 않은 대사산물의 생성을 감소시켜 대장염 관리에 기여하는 것으로 확인함
- 혈청 LPS 수준과 간 염증을 감소시키고 간세포 방어시스템을 감화함으로써 대장염증을 인한 2차 간 손상을 예방하는 것으로 나타남
- 급성독성 마우스 모델에서 P. fruticosa 뿌리 추출물의 지용성 분획물은 안전하고 독성이 없는 것으로 확인하였음
- P. fruticosa는 한국에서 온난한 환경에서 자랄 수 있으며, 국내 재배된 P. fruticosa 추출물의 생물학적 활성은 베트남에서 반입한 샘플보다 상대적으로 높은 것으로 나타났음

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 본 연구결과는 아열대작물 P. fruticosa 뿌리추출물과 지용성 분획물이 대장염증 예방 및 억제에 직접적으로 활용될 가능성을 제시하였으며, 대장염증 유래 2차 간손상에 대한 잠재적인 보호효과도 확인하였음.
- 또한, 해당작물 활성분획의 투여로 대장염증과 관련된 장내 미생물 불균형을 방지하고 단쇄 지방산 증가를 유도하여 대장건강을 증진시킬 수 있음을 규명하였음.
- 이러한 결과는 P. fruticosa 뿌리 추출물과 그 지용성 분획물이 대장염증 관련 질병의 예방 활성이 있는 유망한 건강기능식품 소재로 활용 가능성이 높으며, 의약품개발도 견인할 수 있을 것으로 기대됨.
- 연구에 사용된 아열대작물은 기후변화에 대응하는 고부가가치 신작물 도입 및 이를 활용한 제품개발에 대한 과학적 근거를 제공함

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목적 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 1) 세부 연구방법 ... 5
• 2) 실험 결과 ... 6
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 16
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 16
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 17
• 3) 목표 달성 수준 ... 17
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 17
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 17
• 6. 자체점검표 ... 17
• 7. 참고문헌 ... 18
• 끝페이지 ... 37