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보고서 상세정보

식물 추출물을 이용한 변형프리온의 증식 억제 연구
Inhibition of disease-associated prion protein with natural plant products

  • 사업명

    농림축산검역검사기술개발

  • 과제명

    식물 추출물을 이용한 변형프리온의 증식 억제 연구

  • 주관연구기관

    농림축산검역본부
    Animal and Plant Quarantine Agency

  • 보고서유형

    최종보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2014-12

  • 과제시작년도

    2014

  • 주관부처

    농림축산식품부
    Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs(MAFRA)

  • 등록번호

    TRKO201600000732

  • 과제고유번호

    1545008958

  • 키워드

    식물추출물.복분자.백일홍.BSE.

  • DB 구축일자

    2016-04-30

  • DOI

    https://doi.org/10.23000/TRKO201600000732

  • 초록 


    ...


    5. 최종 연구결과 요약

    세부과제명: 식물추출물을 이용 세포와 마우스에서 증식억제 비교 연구
    1. 식물추출물 중 복분자와 백일홍의 효과에 대한 동물 접종 실험은 백일홍은 100% 복분자는 30% 에탄올에서 추출한 ...

    5. 최종 연구결과 요약

    세부과제명: 식물추출물을 이용 세포와 마우스에서 증식억제 비교 연구
    1. 식물추출물 중 복분자와 백일홍의 효과에 대한 동물 접종 실험은 백일홍은 100% 복분자는 30% 에탄올에서 추출한 물질을 사용하였다. 최소접종농도는 세포에서 효과를 나타낸 농도인 25~35mg/kg로, 최대 접종 농도는 C57BL마우스에 투여 시 체중증가가 정상적으로 이루어지는 100mg/kg로 정하였다.
    2. 식물추출물의 프리온 억제효과 확인을 위한 동물실험은 1)BSE와 추출물을 binding한 물질을 접종하는 방법, 2)BSE 감염 전․후로 추출물을 투여하는 방법으로 아래와 같이 진행하였다.
    1) 백일홍과 복분자 추출물을 각각 BSE 감염 뇌 시료와 binding후 억제 효과 확인실험
    - PMCA를 수행한 결과 복분자와 백일홍 추출물 모두 8mg/ml농도로 binding 시켰을 때부터 증폭이 되지 않음을 확인하였다.
    - 그 결과를 토대로 각각의 추출물을 농도별로 VM mice에 접종하였고, 현재까지 백일홍 및 복분자 추출물에서는 유효성 있게 잠복기가 증가하는 것으로 확인하였다.
    2) BSE를 감염시키기 전에 식물추출물을 먼저 투여 한 실험
    - C57BL마우스에 복분자 및 백일홍 추출물 50 및 100mg/kg을 주 2회씩 3주간 6회 투여 후 다음날 BSE를 뇌내 접종하였다. 그 결과 현재까지 488일 경과하였고 100mg/kg 투여군은 아직까지 임상증상 발현이 없음을 확인하였다.
    3) BSE 감염 후 시기별, 추출물별 투여 실험(크게 세 가지로 나누어 진행하고 있음)
    ① 실험1: BSE를 뇌내 접종으로 감염시킨 후 세포유효농도(25~35mg/kg)를 1일(1d.p.i.) 부터 일주일에 2회 실험군에 지속적으로 복강으로 투여
    - 복분자, 백일홍 모두 대조군과 유사한 잠복기를 가진 것으로 확인되어 세포에서 유효농도를 지속적으로 투여하여도 in vivo실험에서는 억제효과가 없었음을 확인하였다.
    ② 실험2: BSE를 추출물과 동일 경로인 복강으로 감염시킨 후, 추출물의 세포유효 농도로 지속적으로 투여
    - 복분자의 경우 대조군의 잠복기(356일)와 유사하게 329±40일로 변형프리온 억제효과가 없었으나 백일홍의 경우 변형프리온이 검출되지 않았다.
    ③ 실험3: BSE를 뇌내 접종으로 감염시킨 후 10일(10 dpi), 60일(60dpi)경에 각각 최대 유효 농도인 100mg/kg을 복강으로 투여
    - 감염 후 10일 경에 백일홍을 투여한 군에서는 6마리 중 3마리는 205일의 잠복기를 나머지 3마리는 아무런 임상증상이 확인되지 않았고, 복분자의 경우 393일 경과하였으나 6마리 모두 아무런 임상증상을 보이지 않았다.

    세부과제명: 식물추출물로 인한 세포에서 변형프리온 증식억제 기전 연구
    1. 복분자 추출물
    1) 변형프리온 지속감염세포(M2B) 및 소 프리온 발현세포(C1-2F) 등을 이용하여 IFA를 수행한 결과 프리온은 핵막주변 ER에 많은 양이 존재하는 것으로 확인되었다.
    2) 0.2% BSE감염 뇌 유제액을 감수성세포에 감염시킨 후 microarray법으로 유전자의 변화를 관찰한 결과, signal transduction, transportation에 관여하는 유전자의 변이가 많았다. 또한 기존에 보고 된 유전자 PDZK1 등 8종 이외에도 총 20종의 유전자를 선발하여 qPCR을 수행한 결과 11개가 microarray의 DEG결과와 일치하였다.
    3) 복분자 추출물의 경우 M2B에 횟수별로 처리했을 경우 처리 횟수에 따라 감소(2회 처리 후 변형프리온이 전혀 검출되지 않음)되는 반면 autophagy 관련 물질(LC3, Beclin-1, ATG12-ATG5, ATG7)들이 증가하여 변형프리온 감소에 autophagy가 관련 있음을 확인하였다.
    4) 또한 cDNA microarray법과 real-time PCR을 통해 변형프리온에 감염될 경우 염증매개 인자들이 증가하고, 복분자 추출물을 처리할 경우 염증관련 유전자들의 발현이 감소됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과는 in vivo 실험에서 실험동물의 생존기간을 연장시킬 수 있는 이유 중 하나로 작용되는 것으로 보인다.
    5) 복분자추출물의 변형프리온 억제기전을 in vivo 상에서 더 자세히 알아보기 위하여 시기별(30dpi, 75 dpi, 120 dpi, 150dpi, 180 dpi, terminal stage)로 BSE 감염 후 복분자 100 mg/kg을 6회 투여하고, 실험동물의 임상증상 및 변형프리온의 존재유무를 확인하였다. 현재 292일이 경과하였으며, 180일까지 임상증상을 보이지 않고 변형프리온 역시 검출되지 않았다.
    6) 시기별로 안락사한 실험동물을 autophagy 관련 물질들과의 상관성을 확인해 본 결과 복분자 추출물을 투여한 군이 대조군에 비해서 더 많이 증가하여 in vitro와 동일한 경향을 보임을 확인하였다.
    2. 백일홍 추출물
    1) 프리온의 전환차단효과를 확인하기위하여 PMCA기법을 활용하였으며 4R까지 증폭 하였을 때 4mg/ml까지 의 농도로 첨가하면 증폭이 가능하나 8mg/ml부터는 증폭되지 않아 전환차단 효과가 있음을 확인할 수 있었다.
    2) 식물추출물을 투여한 동물 실험 중 유의성 있는 결과를 나타낸 접종 군들을 분석한 결과 백일홍 추출물은 변형프리온과 직접적으로 binding하는 것으로 추정할 수 있었다.
    3) 가상의 프리온 이합체(dimer)를 타겟으로 만들어진 가상탐색시스템을 통해 백일홍 추출물 단일 화합물이 Leu125와 Gln186 residue와 binding하고 있으며 이러한 결합은 항프리온제제 효과가 있는 것으로 알려진 promazine과 유사한 결합모드를 보여줌을 확인하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지 ... 1
    2. 농림축산검역검사기술개발 연구과제 최종결과보고서 ... 2
    3. Ⅰ. 연구배경 및 목표 ... 5
    4. 1. 연구배경 ... 5
    5. 2. 연구최종목표 ... 6
    6. 3. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 6
    7. Ⅱ. 연구방법 및 수행전략 ... 7
    8. 1. 재...
    1. 표지 ... 1
    2. 농림축산검역검사기술개발 연구과제 최종결과보고서 ... 2
    3. Ⅰ. 연구배경 및 목표 ... 5
    4. 1. 연구배경 ... 5
    5. 2. 연구최종목표 ... 6
    6. 3. 연차별 연구개발 목표와 내용 ... 6
    7. Ⅱ. 연구방법 및 수행전략 ... 7
    8. 1. 재 료 ... 7
    9. 2. 연구전략 및 방법 ... 7
    10. Ⅲ. 연구결과 ... 8
    11. 가. 제1세부과제명: 식물추출물을 이용하여 세포와 마우스에서 변형프리온 증식억제 비교 연구 ... 8
    12. 다. 실험3: BSE를 뇌내 접종으로 감염시킨 후 10일(10dpi), 60일(60dpi)경에 각각 최대 유효 농도인 100mg/kg을 복강으로 투여 ... 13
    13. Ⅳ. 연구결과요약 ... 28
    14. V. 고찰 ... 30
    15. VI. 연구결과 활용실적 및 계획 ... 31
    16. VII.참고자료 ... 31
    17. 끝페이지 ... 32
  • 참고문헌

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