Ferulic acid 의 프리포뮬레이션과 物理化學的 特性에 關한 硏究

吳眞禧 덕성여자대학교 2003 국내석사

Ferulic acid(3-methoxy, 4-hydroxy cinnamic acid) is antioxidant of flavonoid components. The aim of this study was to investigate the physicochemical properties of ferulic acid that could affect drug performance and development of an efficacious dosage form. Accelerated stability study of ferulic acid was performed with high-performance liquid chromatography(HPLC). These studies were performed at 40℃, 60℃, 75%(RH) with tablet(ferulic acid 250mg). Compatibility was tested using differential scanning calorimetry(DSC) with mixtures of 1:1 ratio of ferulic acid and excipients. The hygroscopicity of ferulic acid was investigated by storage at various relative humidities(RH). Particle size of ferulic acid powder was measured using a Laser Particle Size Analyzer, Partition coefficient of ferutic acid was determined in octanol/water. Two polymorphic forms (modifications) were obtained by recrystallization from different solvents. In the accelerated stability, the t90 (timne for 10% degradation to occur) was 459 days at 23℃. DSC curve showed that Avicel, CMC, PVP, starch were incompatible with ferulic acid, while aerosil, Eudragit, lactose, PEG, talc were compatible with ferulic acid. The evaluation of hygroscopicity revealed that the drug is unstable near 76%(RH). The mean particle size of ferulic acid was 60.951㎛. The flowability of ferulic acid was not so good. Partition coefficient in pH 3 and pH 10 were 0.3753, 0.4890. New polymorphic form of ferulic acid was prepared by recrystallization from 1,4-dioxane. The DSC profile of Form I showed an sharp endothermic peak at 175.07℃ due to melting, while Form II showed a major peak at 185.81℃ and small two peaks at 106.76℃, 149.42℃. The XRPD patterns of two forms were different. Dissolution rate of Form I was higher than that of Form II. The data reported in this article provided a meaningful set of physicochemical properties of ferulic acid. Ferulic acid는 항산화제로 사용되는 flavonoid물질이다. 본 연구의 목적은 drug performance 와 효율적인 dosage form에 영향을 줄 수 있는 ferulic acid 의 물리화학적 특성을 연구하는데 있다. 본 연구에서는 가속실험을 통한 안정성시험은 HPLC를 사용하여 40℃, 60℃, 75%(RH)하에서 tablet(ferulic acid 250mg)을 사용하여 실험하였다. 배합성 실험은 ferulic acid와 부형제관 1:1 혼합물을 DSC를 통해 분석하였다. 흡습성 실험은 다양한 상대습도에서 시행하였고, 입자크기와 그 분포도 측정, 유동성 시험에 관한 연구가 행해졌다. pH에 따른 분배계수 실험은 octanol/water에서 시행하였고 여러 상대습도하에서 흡습성실험을 하였다. 여러 용매에서의 재결정법에 의한 폴리몰피즘 연구와 제조된 각 Form을 37℃에서 HPLC용 water를 사용하여 용출시험을 실시하였다. 안정성 시험결과 t(go)은 23℃에서 459일 이었다. 배합성 실험에서는 Avlcel, CMC, PVP, starch와는 배합불가인 반면에 aerosil, Eudragit, lactose, PEG, talc와는 배합이 가능하였다. 흡습성 실험결과 이 물질은 76%근처에서 급격히 불안정해졌고 평균 입자경은 60.951㎛이다. 그리고 이 물질의 유동성은 그리 좋지 않으므로 제제화시 활택제를 첨가하는 등의 유동성을 증가시키는 방법이 필요하다. pH 3에서는 분배계수가 0.3753, pH 10에서는 0.4890였다. 1.4-dioxane에서 재결정방법으로 새로운 polymorph가 발견되었는데 DSC결과 Form I은 175.07℃에서 sharp한 endothermic peak가 나타났고 Form II는 185.81℃에서 major peak가, 106.76℃와 149.42℃에서 작은 두개의 peak가 나타났다. XRD pattern도 서로 달랐고, 용출시험결과 용출률은 Form I > Form II 순이었다.

Protective Effect of Ferulic Acid and Identification of Changed Proteins on Hyperglycemia in Cerebral Ischemic Injury Model - A Proteomics Approach : 허혈성 대뇌 손상시 ferulic acid의 방어효과와 고혈당증에서 변화된 단백질 규명

성진희 경상대학교 대학원 2012 국내박사

뇌졸중은 우리나라에서 사망원인 중 두 번째로 많은 질병으로 정신적, 신체적 장애를 일으키고 심각한 경우 사망에 이르게 하는 질병으로 잘 알려져 있다 (2007년 통계청). 뇌졸중은 비만, 고혈압, 당뇨, 그리고 고지혈증 등 다양한 원인으로 인해 발병된다고 알려져 있으며, 이를 치료하기 위한 연구가 다양한 방면에서 활발히 이루어지고 있다. 따라서 본 연구에서는 뇌졸중 동물실험모델중 하나인 중간대뇌동맥폐쇄술 (middle cerebral artery occlusion)을 이용하여 다음의 주제들로 연구를 수행하였다. 제1장 : 허혈성 대뇌 손상시 ferulic acid의 방어효과와 변화된 단백질 규명 Ferulic acid는 당귀와 천궁에 많이 포함되어 있는 물질로, 폐놀화합물 (phenolic compound)로 잘 알려져 있다. 또한 ferulic acid는 항산화제로서도 잘 알려진 물질이다. 최근 ferulic acid는 뇌 손상시 신경세포를 보호한다는 사실이 밝혀졌다. 따라서 본 연구에서는 허혈성 대뇌 손상에서 ferulic acid의 뇌세포 방어 효과와 ferulic acid에 의해 변화되는 단백질 발현의 변화를 proteomic 기법으로 조사하였다. 수컷 흰쥐 (210-250 g)를 사용하여 실험군에는 ferulic acid (100 mg/kg)을 DMSO에 녹여 복강 투여하였고 대조군으로 DMSO만을 투여하였다. 투여 30분에 후, 중간대뇌동맥폐쇄술을 실시하여 중간대뇌동맥을 차단하였고 24시간 후 뇌 조직을 적출하여 proteomics를 이용하여 단백질의 변화를 관찰 하였고, MALDI-TOF (matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight)를 이용하여 변화된 단백질을 동정하였다. 2D 결과 두 개의 대조군과 실험군의 단백질 발현 량의 변화를 확인하였고 변화된 단백질 중에서, 뇌 손상시 대조군에서 dihydropyrimidinase related protein 2 (CRMP-2), pyridoxal phosphate phosphatase 그리고 heat shock protein 60 은 현저하게 증가 하였고 ferulic acid은 이들 단백질의 증가를 억제하였다. 반면에 Adenosylhomocysteinase, isocitrate dehydrogenase [NAD+], mitogen-activated protein kinase kinase 1, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, peroxiredoxin-2, thioredoxin 그리고 parvalbumin 등의 단백질은 감소하였고 ferulic acid는 이들 단백질의 감소를 막았다. 따라서 본 연구의 결과 ferulic acid는 허혈성 대뇌 손상에서 다양한 단백질은 조절하여 신경보호 효과를 가진다. 제 2장 : 허혈성 대뇌 손상 모델에서 hyperglycemia에 의해 변화된 단백질 규명 당뇨(Diabetic mellitus)는 췌장 랑게르한스섬에서 베타세포가 파괴되어 충분한 인슐린을 생산하지 못하거나 세포가 인슐린을 인지하지 못하여 생기는 질병이다. 최근 들어 사회 경제적인 발전으로 과식, 운동부족, 스트레스 증가 등으로 인하여 당뇨병 인구가 증가하고 있다. 당뇨는 시경손상, 신장손상, 말초동맥질환, 심장병, 뇌졸중 같은 당뇨 합병증을 유도하고 이들 중에서 심장병과 뇌졸중은 당뇨병 환자의 주된 사망원인으로 알려져 있다. 또한, 당뇨병 환자는 일반 환자들에 비해 뇌졸중에 걸릴 확률이 높다고 보고되어 있으며, 좋지 않은 예후를 유도한다고 알려져 있다. 따라서 본 연구에서 허혈성 대뇌 손상에 당뇨에 의해 변화되는 단백질에 관하여 조사하였습니다. 수컷 흰쥐 (210-250 g)를 사용하여 실험군에는 streptozotoin (40 mg/kg)을 pH4.5의 citrate buffer에 녹여 복강 투여하였고 대조군으로 citrate buffer만을 투여하였다. 투여 한달 후, 혈중 glucose 농도가 300 ㎎/㎗ 이상인 흰쥐에 중간대뇌동맥폐쇄술을 실시하여 중간대뇌동맥을 차단하였고 24시간 후 뇌 조직을 적출하여 TTC stain을 실시하여 뇌 손상시의 당뇨의 영향을 분석 하였고, proteomics를 이용하여 단백질의 변화를 관찰 하고, MALDI-TOF (matrix assisted laser desorption ionization time-of-flight)를 이용하여 변화된 단백질을 동정하였다. TTC stain 결과 당뇨는 허혈성 대뇌 손상에서 대뇌 피질의 뇌경색부위를 현저하게 증가시켜 당뇨가 뇌 손상을 증가 시킨다는 것을 확인 하였다. 2D 결과 두 개의 대조군과 실험군의 단백질 발현 량의 변화를 확인하였고 변화된 단백질 중에서, 당뇨와 뇌 손상 시 C3 와 annexin A3는 대조군에 비해 실험군에서 현저하게 증가 하였다. 반면에 PEA-15, 14-3-3, hippocalcin, parvalbumin, ICDH, GAPDH, Adenosylhomocysteinase, albumin, Peroxiredoxin-2, Neuroleukin, pyruvate kinase, α-synuclein, UCHL1 and Rab GDIα 등의 단백질은 대조군에 비해 실험군에서 현저히 감소하였다. 따라서 본 연구의 결과 당뇨는 허혈성 대뇌 손상에서 다양한 단백질은 조절하여 뇌 손상을 증가 시킨다. Stroke leads to a major health problem such as disability, deficit of memory and death. the rate of stroke occurrence is developing by the various factors including high blood pressure, high cholesterol, diabetes, smoking, alcohol and obesity in recent years. Therefore, many researchers study on finding out new medical therapy. Ferulic acid is phenolic compound from nature. It is known that ferulic acid has antioxidant effects against reactive oxygen species and plays a neuroprotective role in neurodegenerative diseases such as brain ischemia and Alzheimer’s disease. In this study, I investigated neuroprotective effects and change of protein expression with ferulic acid treatment during ischemic brain injury. Rats were induced cerebral ischemic injury by middle cerebral artery occlusion (MCAO). Male rats (210~250 g) were treated with ferulic acid (100 mg/kg) or vehicle before MCAO. Brains were collected 24 h after MCAO. TUNEL stain was performed to evaluation protective capacity of ferulic acid. Proteomics was used for identification of proteins that were expressed in vehicle and ferulic acid-treated groups. Adenosylhomocysteinase, isocitrate dehydrogenase subunit alpha, mitogen-activatd protein kinase kinase 1, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), peroxiredoxin-2, thioredoxin and parvalbumin were deceased in vehicle-treated group compare to ferulic acid-treated group. While dihydropyrimidinase related protein 2 (CRMP-2), pyridoxal phosphate phosphatase and heat shock 60 (HSP60) were increased in vehicle-treated group. Ferulic acid prevents elevation of pyridoxal phosphate phosphatase and HSP60 in ischemic brain injury. These proteins are implicated in structure, metabolism and differentiation. The results of this study suggest that ferulic acid plays protective role against cerebral ischemic injury via up- and down-regulating of several proteins. Diabetic mellitus (diabetes) is a kind of metabolic disease that result from excessive blood glucose. Diabetes is a chronic diseases companied by the long-term complication. Various diabetic complications such as heart disease, neuropathy, nephropathy and stroke increase the risk of many serious health problems. Diabetes leads worsen outcome in cardiovascular and cerebralvascular disease. Diabetic patients have the higher risk of stroke incidence compare to non-diabetic counterparts. Ischemic stroke is a lethal disease to induce mortality and morbidity. The aim of this study is to investigate different expression of proteins and their roles in brain ischemic injury between normal and diabetic rats. Adult male rats (210~250 g) were treated with streptozotocin (40 mg/kg) to induce diabetes. After one month, diabetic and non diabetic rats were induced cerebral ischemic injury by middle cerebral artery occlusion (MCAO). The animals were killed 24 h after MCAO to harvest brain tissue. Proteomics was performed to compare different patterns of proteins in non-diabetic and diabetic brain ischemic injury. Changed proteins between two groups were identified MALDI-TOF technique. Silver stained gel image shown about 1200 protein spot. In these spots, forty-six protein spots were deferentially expressed in both non-diabetic and diabetic brain ischemic injury. Forty-two spots in changed proteins were identified by MALDI-TOF. Four protein spots remained unknown. Whereas, identified protein were analyzed as 9% protein degeneration, 37% signal transduction, 6% antioxidant/apoptosis, 28% metabolism, 11% other and 9% unknown proteins. Diabetes leads to up-regulation of complement component C3 and annexin A3 in brain ischemia. Diabetes induces down-regulation of various proteins in brain ischemia; PEA-15, 14-3-3, hippocalcin, parvalbumin, isocitrate dehydrogenase (ICDH), glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), protein phosphatase 2A, alpha-synuclein, peroxiredoxin-2, albumin, adenosylhomocysteinase, glucose-6-phosphate isomerase (neuroleukin), pyruvate kinase, dynamin-related protein 1 (DLP-1), ubiquitin carboxy-terminal hydrolase L1 (UCHL-1) and Rab GDP dissociation inhibitor alpha (Rab GDI┒). This study suggests that diabetes may exacerbate brain ischemic injury via mediating up-regulation and down-regulation of many proteins.

Study for the effects of Ferulic acid on PI3K, AKT, VASP-phosphorylation in Thrombin induced Platelet Aggregation

박민서 인제대학교 대학원 2017 국내석사

혈소판 응집은 혈관 손상 시 정상적인 지혈작용을 위해 필요하며, 자극제 (예. thrombin, collagen, ADP)가 유발한 glycoprotein IIb/IIIa (αIIb/β3)와 점착단백질 fibrinogen을 결합시키는 “inside-out signaling”에 의해 생성된다. 이 반응은 계속해서 “outside-in signaling”을 야기하여 혈전증, 죽상동맥경화증, 심근경색 등을 일으키는 혈전을 생성하게 된다. 따라서 fibrinogen binding의 연구는 혈소판-매개 혈전증에 대한 항혈소판 효과를 검토함에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 천연물질에서 유래한 phenol의 한 종류인 ferulic acid가 αIIb/β3와 fibrinogen의 결합에 영향을 주는 vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP), phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), phosphoinositide-dependent kinase-1 (PDK1) 그리고AKT (protein kinase B)의 인산화에 관하여 조사하였다. Ferulic acid는 사람 혈소판에 세포독성 없이 농도 의존적으로 thrombin-유도 혈소판 응집반응을 억제하였다. 게다가 ferulic acid는 thrombin으로 유도된 혈소판 응집에서 VASP (Ser157)의 인산화와 PI3K (Tyr458), PDK1 (Ser241), AKT (Ser473 and Thr308)의 탈인산화를 통하여 αIIb/β3와 fibrinogen과의 결합 억제에 의한 항혈소판 효과를 보였다. 이러한 결과들을 통해 ferulic acid는 fibrinogen binding을 저해하고, 혈소판 응집-매개 혈전증을 차단할 수 있는 유익한 물질임을 명확히 하였다. Platelet aggregation is required for normal hemostatic process when blood vessels are injured, and generated by agonists (i.e. thrombin, collagen, ADP) induce “inside-out signaling” to bind adhesive protein fibrinogen to glycoprotein IIb/IIIa (αIIb/β3), platelet membrane integrin. This reaction subsequently cause “outside-in signaling” to make the stable hemostatic plug, a cause of thrombosis, atherosclerosis, and myocardial infarction. Accordingly, the study for fibrinogen binding is very important a promising target to evaluate the antiplatelet effect on platelet-mediated thrombotic diseases. In this study, it was investigated the effect of ferulic acid, a phenol of natural plants, on phosphorylation of vasodilator-stimulated phosphoprotein (VASP) and dephosphorylation of phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), phosphoinositide-dependent kinase-1 (PDK1) and AKT (protein kinase B), affecting binding of fibrinogen to αIIb/β3. Ferulic acid dose-dependently inhibited thrombin-induced platelet aggregation without affecting cytotoxicity against human platelets. In addition, ferulic acid had an antiplatelet effect by inhibiting the binding of fibrinogen to αIIb/β3 via phosphorylation of VASP (Ser157), and dephosphorylation of PI3K (Tyr458), PDK1 (Ser241) and AKT (Ser473 and Thr308) on thrombin-induced platelet aggregation. These results strongly indicate that ferulic acid is a beneficial compound attenuating fibrinogen binding to αIIb/β3, and may block platelet aggregation-mediated thrombotic diseases.

Enhanced production of neuroprotective compounds from rice bran fermentation using Lactobacillus plantarum Hong KFCC 11556P

파자리 잉카수파트 인제대학교 대학원 2016 국내박사

As interest in value-added processing research grows, attempts have been made to utilize agricultural by-products for pharmaceutical or nutraceutical materials. Previous study reported that the fermented rice bran extract promoted a functional recovery from ischemic brain injury and showed an inhibitory effect on ADP-induced platelet aggregation. In this study, rice bran medium was fermented with a novel Lactobacillus strain; Lactobacillus plantarum Hong KFCC 11556P (LW). Extract from LW fermentation showed an effect on increasing of antioxidant activities (in vitro) and recovery from ischemic brain injury in the rat model (in vivo). Hydroferulic acid (HFA) was found to be an active compound. Identification process consisted of solvent extraction, Prep-HPLC, finally analytical HPLC, and LC/MS analysis. The fraction received from Prep-HPLC was examined for its effect on brain damage recovery. The metabolic pathway of ferulic acid (FA), a precursor of hydroferulic acid, was scrutinized by incubating the broken LW cell with 0.01% FA solution. Ferulic acid was converted to 4-vinylguaiacol at initial period and it seemed to promote the activity of reductase enzyme, which then became more active than phenolic acid decarboxylase enzyme. This process resulted in the saturation of double bond of acyl group in ferulic acid to produce hydroferulic acid. Optimization process was carried out using response surface methodology (RSM). Optimum fermentation time, fermentation temperature, and percent ferulic acid addition estimated by RSM were found to be at 45.8 h, 34.4°C, and 0.0545%, respectively to reach 148.21 mg HFA/L. Upon verification using 4 different sets of fermentation condition, prediction by RSM was found to be precise in the error range of 0.6 ~ 6.8%. Total infarct volume and neurological functional test in rat fed hydroferulic acid at the dose of 7.32 mg/kg/day significantly decreased. The results demonstrated that hydroferulic acid produced from rice bran fermentation with LW can prevent the ischemic brain injury that is considered as one of the leading causes of death and disability all over the world. The production yield of hydroferulic acid can be improved by controlling the factors of fermentation time, fermentation temperature, and percent ferulic acid addition. Further work is needed to find other natural sources containing high amount of ferulic acid instead of using ferulic acid addition. Moreover, identification of enzymes involved needs to be explored.

Hepatoprotective and anti-apoptotic effects of ferulic acid on ischemia/reperfusion injury

최준호 성균관대학교 일반대학원 2011 국내석사

Ischemia/reperfusion (I/R) injury is a major cause of morbidity and mortality in liver surgery and transplantation. During I/R, aggressive reactive oxygen species and over expression of inflammatory mediators damage liver tissue and lead to hepatic cell death. Ferulic acid is a component from Scrophularia buergeriana that has been used to treat hepatitis, stroke, anticancer and arthritis, acute hepatitis in traditional Chinese medicine. Many of these protective effects can be attributed to its potent antioxidant and anti-inflammatory capacity. The aim of this study was to investigate the hepatoprotective mechanisms of ferulic acid during I/R injury. Mice were subjected to 60 min of ischemia followed by 5 hr of reperfusion. Ferulic acid (50, 100 and 200 mg/kg) or the vehicle was administered orally 30 min before ischemia. The level of alanine aminotransferase activity significantly elevated after reperfusion, and this increase was attenuated by ferulic acid treatment. Histological analysis also showed the protective effect of ferulic acid against I/R-induced cell inflammation and the infiltration of lymphocytes and Kupffer cells. In I/R mice, the level of hepatic lipid peroxidation elevated, whereas hepatic glutathione contents decreased. These changes were attenuated by ferulic acid. The serum level of tumor necrosis factor (TNF)-α and protein expression level of TNF-α receptor associated death domain and TNF receptor-associated factor 2 increased significantly after the reperfusion, and ferulic acid attenuated these increases. Ferulic acid attenuated apoptosis after reperfusion, which was analyzed by the caspase-3, 8 activities, levels of proapoptotic BH3-only protein, such as Bid, Bax, cytochrom c, phosphorylated form of c-jun N-terminal kinase and terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end-labeling method. These results suggest that ferulic acid has protective effects against hepatic I/R injury, and this protection is likely due to reduction of the oxidative stress and suppression of apoptosis. 최근 의료기술의 발달로 장기 이식술과 같은 치료법이 보편화되면서 허혈 및 재관류시 나타나는 인체 여러 장기 손상 억제에 많은 관심이 모아지고 있다. 특히 간장 허혈 및 재관류 손상은 쇼크 후 간부전, 간절제술, 간암 및 더 나아가 간장이식 시 필연적으로 수반되며 이는 이병률과 사망률의 주요 요인이다. 현재까지 의약학 및 분자생물학의 급속한 발전으로 허혈 및 재관류 손상의 기전적 연구에 있어 많은 부분이 진전되었으며, 이에 따르면 간장 허혈 및 재관류 초기에는 간문맥 주위의 간세포 괴사가 주로 나타나나 그 이후에는 간중심정맥 주위의 세포 자멸사가 주로 일어난다고 하며 이에서 활성산소종 및 염증매개인자들의 발현을 통해 세포손상을 일으킨다고 한다. 현삼은 전통적으로 뇌졸중, 항암 및 항염증제로 널리 사용되어왔다. Ferulic acid는 현삼 뿌리의 활성 성분으로 체내의 활성 산소종을 줄임으로써 항산화 효과가 뛰어나다고 알려져 있으며 뇌경색시 ferulic acid의 뉴런 보호 효과가 보고된 바 있다. 본 연구에서는 웅성 생쥐의 생체 내 실험을 통해 간장 허혈 및 재관류로 유도된 간장 손상에 대한 ferulic acid의 세포 보호 효과를 항산화, 세포 괴사 및 세포자멸사를 중심으로 알아보고자 하였다. 간장 허혈 및 재관류는 60 분 간의 허혈과 5 시간의 재관류를 유도하였으며, 허혈 처치 30 분 전에 ferulic acid (50, 100 및 200 mg/kg)를 각각 복강으로 투여 하였다. 간장 허혈 및 재관류 5 시간 후 간세포 손상의 지표인 혈청 내 ALT 활성은 현저히 증가하였으며, 이는 ferulic acid 전처치에 의해 유의적으로 억제되었다. 이러한 간보호 효과는 조직학적 검사에서도 확인할 수 있었다. 허혈 및 재관류 5 시간 후 간세포 중심부 괴사가 광범위하게 나타났으며 간세포 이형성이 관찰되었으나, 이러한 조직학적 변화는 ferulic acid 전처치에 의해 현저히 감소하였다. 지질과산화의 지표인 MDA는 허혈 및 재관류 5 시간 후 증가되었으나, 세포 내 항산화 기능의 지표인 GSH 양은 감소하였다. 이러한 변화는 ferulic acid의 투여에 의해 현저히 완화되었다. 허혈 및 재관류에 의한 혈액 내 tumor necrosis factor-α (TNF-α) 수치, TNF-α receptor associated death domain (TRADD) 및 TNF-α receptor associated factor 2 (TRAF2) 단백질 발현 증가는 ferulic acid 전처치에 의해 현저히 억제되었다. 또한, caspase-3 및 -8 활성, BH3-only protein인 Bid 및 pro-apoptotic protein인 Bax, Phosphorylated C-Jun N terminal kinase (JNK)의 단백질 발현, cyotochrome c 및 terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP nick end-labeling 방법을 통하여 ferulic acid가 허혈 및 재관류에 의한 세포자멸사를 억제함을 확인하였다. 이상의 결과로 보아 ferulic acid는 간장 허혈 및 재관류로 인한 세포괴사 및 자멸사를 완화시키 간세포 보호작용을 나타내고 이는 항산화 및 세포자멸사의 억제 기전을 통해 나타나는 것으로 여겨진다. 이를 바탕으로 볼 때, ferulic acid는 허혈 및 재관류 손상의 예방제로서 탁월한 후보물질이 될 수 있을 것으로 사료된다.

번행초로부터 분리한 Ferulic acid의 Pro-inflammatory 억제 효과

김나현 경북대학교 대학원 2017 국내석사

Tetragonia tetragonoides is widely cultivated throughout the world for use as a vegetable and medicinal plant effect of gastritis. In this study, we determined the anti-inflammatory effect of purified ferulic acid from Tetragonia tetragonoides in lipopolysaccharide (LPS) simulated Raw 264.7cells. An anti-inflammatory substance from Tetragonia tetragonoides was extracted with water and fracted with H2O/ethyl acetate/n-butanol. Phenolic content and hyaluronidase inhibition effect of H2O fraction appeared to the highest among the fraction. Thus, H2O fraction was set for target purification. The single compound was purified through the open column chromatography system with sephadex LH-20 and MCI gel CHP-20. The results of 1H-NMR, 13C-NMR spectrum and FAB/MS, active compound structure were confirmed as ferulic acid. Hyaluronidase inhibition activity related to the anti-inflammatory effect was 97% with the treated of ferulic acid 200 μg/mL. Anti-inflammatory effects in terms of nitric oxide (NO), inducible nitric oxide synthase (iNOS), cyclooxygenase-2 (COX-2), prostaglandin E2 (PGE2) and Tumor necrosis factor-α (TNF-α), Interleukin-1β (IL-1β), Interleukin-6 (IL-6) production were measured using LPS-treated Raw 264.7 cells. Cell cytoxicity was identified by treating purified ferulic acid in Raw 264.7 cell at different concentrations (5, 10, 25, 50, 100 µg/mL). As a result, ferulic acid at concentration ranging from 5 ~ 25 µg/mL did have above 95% cell viability. Therefore, ferulic acid were used concentration of 5, 10, 25 µg/mL in all subsequent experiment. To determine the inhibition of NO production in Raw 264.7 cells, ferulic acid was treated 5, 10 and 25 µg/mL concentrations. The inhibitory activity of ferulic acid was determined 30% at 25 µg/mL, decreased concentration dependantly. iNOS protein expression inhibitory effect related to NO production was determined 70% at 25 µg/mL. Therefore, we confirmed ferulic acid reduced NO production by inhibiting iNOS protein expression. The COX-2 protein expression and PGE2 production were decreased 70% and 66% at 25 µg/mL. Thus, we confirmed ferulic acid reduced PGE2 production by inhibiting COX-2 protein expression. The pro-inflammatory cytokines inhibitory effects, TNF-α, IL-6, IL-1β, were determined each 40%, 75%, 77% at 25 µg/mL. According to the results, ferulic acid was inhibited inflammatory mediators by reducing the inflammatory response. These results show that anti-inflammation activity of ferulic acid was expressed by decreasing the expression and secretion of inflammation inducing substances in Raw 264.7 cell induced by LPS. Therefore, it was found that ferulic acid can be developed as a functional ingredient with anti-inflammatory activity. 본 연구에서는 번행초로부터 염증 억제 효과를 지닌 단일 compound인 ferulic acid를 분리하여 Raw 264.7 세포를 이용하여 염증 억제효과를 확인하였다. 번행초로부터 단일 compound를 분리하기 위하여 열수 추출한 번행초 추출물을 동결 건조하여 H2O/ethyl acetate/n-butanol 순으로 용매 분획하였으며 용매 분획물 중 phenolic content 양과 hyaluronidase 저해 활성이 가장 높게 나타난 H2O fraction을 target으로 정제를 실시하였다. Sephadex LH-20과 MCI gel CHP-20을 resin으로 사용하였으며 open column chromatography system을 통해 단일 compound를 분리하였다. 1H-NMR과 13C-NMR spectrum 및 FAB/MS를 이용하여 구조 분석한 결과 active compound는 ferulic acid로 구조가 결정되었다. 번행초로부터 분리한 단일 compound인 ferulic acid의 항염증 효과를 확인하기 위하여 hyaluronidase 저해 효과를 확인한 결과, 50, 100, 150, 200 μg/mL의 농도에서 55~97%의 높은 저해 효과를 나타내었다. Ferulic acid의 세포 독성을 확인하기 위하여 Raw 264.7 세포에 ferulic acid를 농도별 (5, 10, 25, 50, 100 μg/mL)로 처리한 결과 50 μg/mL 처리군에서 80%, 100 μg/mL 처리군에서 59%의 cell viability를 나타내어 NO 측정 및 western blot, cytokine은 90% 이상의 cell viability를 나타내는 25 μg/mL 이하의 처리군에서 실험을 진행하였다. 염증반응의 지표 물질인 nitric oxide (NO) 생성 저해 효과를 확인하기 위하여 ferulic acid를 5, 10, 25 μg/mL 농도별로 처리한 결과, 농도 의존적으로 유의서 있게 NO 생성이 감소하였으며 25 μg/mL의 ferulic acid 처리군에서는 30% 이상의 NO 생성 저해 활성을 나타내었다. NO 생성에 관여하는 iNOS 단백질 발현 억제 효과를 확인한 결과, 25 μg/mL 처리군에서 70% 이상의 생성 억제 효과 나타내었으므로 ferulic acid는 iNOS 단백질 발현을 효과적으로 억제하여 NO 생성을 감소시키는 것으로 판단되었다. COX-2 단백질 발현 억제효과 확인한 결과, 25 μg/mL 처리군에서 70% 이상의 생성 억제 효과를 나타내었으며, COX-2 단백질에 의해 생합성되는 PGE2 생성 역시 60% 이상 억제하였다. 따라서 ferulic acid는 COX-2 단백질을 효과적으로 억제하여 PGE2 생성을 감소시키는 것으로 판단되었다. Ferulic acid의 pro-inflammatory cytokine 생성 억제효과를 확인하기 위하여 TNF-α, IL-1β, IL-6의 생성을 측정한 결과, ferulic acid 25 μg/mL 처리군에서 각각 40%, 75%, 77%의 생성 저해 효과를 나타내어 ferulic acid가 PGE2, TNF-α, IL-1β, IL-6 생성을 효과적으로 억제하는 것을 확인하였다. 이상의 결과로 LPS로 염증 반응이 유도되어진 Raw 264.7 세포에 대한 번행초로부터 분리한 ferulic acid는 염증성 질환의 분자생물학적 기전과 관련이 되어 있으며, NO, PGE2 생성 억제, iNOS, COX-2 단백질 발현 억제, pro-inflammatory cytokine 생성 억제를 통해 ferulic acid가 염증 반응을 효과적으로 저해하는 것으로 판단되었다. 따라서 번행초로부터 분리한 ferulic acid는 염증 질환을 완화시킬 수 있는 새로운 항염증 소재연구의 기초 자료로써 활용 될 것으로 예상되며, 추후 산업적 응용을 위한 지속적인 연구가 진행되어야 할 것으로 판단되었다.

Study for regulatory effects of Ferulic acid on platelet aggregation

Ok, Woo Jeong 인제대학교 일반대학원 2018 국내박사

Platelets generally play a beneficial role in the hemostasis, but can lead to serious illness if abnormally excessive activity is induced. Thus, if these dual functions of platelets could be regulated, it would be possible to prevent and treat circulatory diseases. In this regard, although many drugs have already been developed, there are limitations in the development of synthetic materials and problems such as side effects cannot be excluded. Accordingly, the recent research direction is shifting from a natural product to a form that confirms the possibility of a therapeutic agent. Ferulic acid is a kind of phytochemical that is abundant in cereals, nuts and fruits. In this study, it was investigated whether ferulic acid has the possibility on inhibition of platelet aggregation. Ferulic acid inhibited collagen-stimulated human platelet aggregation in a dose-dependent manner without cytotoxicity, and subsequently its antiplatelet mechanism was sought.. A. Inhibitory effects of ferulic acid on thromboxane A2 (TXA2) production associated enzyme activities and MAPK signaling pathway in platelet aggregation Ferulic acid at a concentration of 500 ��M inhibited TXA2 production by 72% and also inhibited the activity of TXA2 synthase (TXAS) and cyclooxygenase-1 (COX-1), the enzymes associated in TXA2 production. The inhibitory rates for TXAS and COX-1 activity by ferulic acid were 56% and 50%, respectively. Furthermore, ferulic acid inhibited the phosphorylation of ERK2 and p38, a type of MAPK that affects TXA2 production. However, ferulic acid did not affect platelet aggregation induced by TXA2 analog U46619. Therefore, ferulic acid might be used as a crucial tool for a strong negative regulator of COX- 1/TXAS activity and MAPK signaling pathway to inhibit thrombotic disease-associated platelet aggregation. B. Inhibitory effects of ferulic acid on IP3R phosphorylation, granule secretion and fibrinogen binding via cAMP pathway in platelet aggregation Ferulic acid increased the level of Ca2+-antagonistic cAMP that negatively affected platelet aggregation. In addition, ferulic acid decreased the levels of ATP and serotonin secreted during platelet aggregation and inhibited [Ca2+]i mobilization by increasing IP3R phosphorylation. Ferulic acid also reduced fibrinogen binding, which is the final response of platelet aggregation. On the other hand, cAMP-dependent protein kinase (A-kinase) inhibitor Rp-8-Br-cAMPS increased the ATP and serotonin secretion which is reduced by ferulic acid, and inhibited the IP3R phosphorylation which is increased by ferulic acid. These results suggest that the down-regulation of [Ca2+]i by ferulic acid is due to the cAMPincreased IP3R phosphorylation and is involved in attenuation of Ca2+-activated both granule secretion (i.e., ATP, serotonin) and fibrinogen binding. Accordingly, ferulic acid may have a beneficial effect on platelet aggregation-mediated thrombotic disease.

이대 잎의 마우스 지구적 운동력과 항산화계에 미치는 영향

유양희 전남대학교 대학원 2009 국내박사

최근 식품에서 기능성 소재로써 약리기능을 나타내는 식물에 대한 관심이 높아지면서 그 생물학적 활성과 생리활성 성분에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 대나무를 활용하기 위한 과학적 연구와 산업적 요구가 증가되어, 본 연구에서는 대나무의 항산화 활성에 기초하여 지구적 운동능력과 항산화계의 보호 활성에 대한 연구를 수행하였다. 이대 잎에서 80% 에탄올추출물 (PJE)과 열수추출물 (PJH)을 추출하고 페놀성화합물과 플라보노이드 함량을 비교한 결과 PJE에서 PJH에 상대적으로 높은 페놀성 화합물과 플라보노이드를 함유하고 있었다. 또한 PJE는 PJH에 비하여 높은 자유유리기 소거활성과 지질과산화 억제 활성을 나타냈다. 이러한 결과로부터, PJE의 높은 항산화 활성은 그 함유된 페놀성화합물과 플라보노이드와 관련이 있을 것으로 사료된다. In vivo 생리활성을 평가를 위해 먼저 추출물 PJE의 30일간 아만성 경구투여 독성을 평가하였다. PJE는 5 g/kg body weight (b.w.)까지 안전한 농도범위로 확인되었다. PJH 와 PJE는 18일간 마우스에 경구투여 되었고 유영수조를 이용하여 매 6 일 마다 지구적의 수영능력을 측정하였다. PJE 군은 수영측정 12, 18일에 통계적으로 유의하게 지구적 운동시간이 증가되었고 운동 후 혈중 젖산 수준이 감소되었다. 실험종료 후 조직의 무게와 혈중 독성 바이오마커들 (ALT, AST, LDH, ALP)에서 대조군과 유의한 차이가 없었다. PJE 마우스군은 대조군이나 PJH 마우스군과 비교하여 CAT, GST, GPx 활성과 GSH 함량은 통계적으로 유의하게 증가하였고 MDA 함량은 낮아졌다. 간의 SOD 활성은 대조군과 유사하나 근육에서는 증가된 활성을 나타내었다. 또한 조직의 글리코겐량이 PJE 군에서 가장 높게 나타남으로써 조직내의 글리코겐 절약 활성을 확인 할 수 있었다. 이러한 결과들로부터 PJE는 항산화 활성을 강화시키고, 혈액의 젖산 축적을 억제하며, 글리코겐의 사용을 절약함으로써 지구적운동력을 향상시켰을 것으로 사료된다. 용매의 극성도에 따라 n-hexane (PJE-H), chloroform (PJE-C), ethylacetate (PJE-E), water (PJE-W)순으로 PJE를 분획하고 그 분획물의 라디칼 소거와 지질과산화 억제 활성을 평가하였다. 이들 중 PJE-E는 페놀성화합물과 플라보노이드 함량이 높게 나타났으며, DPPH, superoxide anion, ABTs 라디컬 소거 활성 및 지질과산화 억제 활성 또한 PJE-E에서 가장 높았다. PJE-E를 대상으로 TLC를 실시하여 4개의 TLC획분 PJE-ET₁, PJE-ET₂, PJE-ET₃, PJE-ET₄를 분리하였다. PJE-ET₂는 superoxide 라디칼과 ABTs 라디칼 소거 활성이 높고, 지질과산화 억제 활성 또한 높게 나타남으로써 이대잎의 항산화 활성을 갖는 주요 획분으로 확인되었다. 이 획분을 high performance liquid chromatography를 실시하여 단일 peak를 확인하고, LC-MS 와 NMR을 이용하여 구조분석을 실행하였다. 이렇게 구조 규명된 이대 잎의 항산화 생리활성 물질은 ferulic acid로 확인되었다. 이로써 ferulic acid는 이대잎의 항산화활성을 대표하는 물질로 규명되었다. Ferulic acid의 라디컬소거능과 지질과산화 억제능은 합성항산화제인 BHT보다 높게 나타났다. Ferulic acid의 아만성 독성 실험에서 100 mg/kg b.w. 경구투여까지 안전한 농도 범위임을 확인하였다. 운동전에 단발로 25, 50 mg/kg b.w.량의 ferulic acid를 경구투여하여 그 지구적 수영능력을 평가하였다. 두 ferulic acid 투여군에서 대조군과 비교하여 통계적으로 유의한 한계치 수영시간 증가를 보여주었다. 또한 50 mg/kg b.w. ferulic acid 투여군은 운동 대조군에 비하여 항산화 효소활성 및 GSH 함량이 높고, 지질과산화물인 MDA 함량이 간과 근육에서 모두 낮았다. Ferulic acid 투여군은 비운동군과 유사한 결과를 나타내었다. 이러한 결과들로부터 ferulic acid가 지구적 운동에 의한 산화스트레스에 대한 보호효과를 나타 낸 것으로 추정할 수 있다. Ferulic acid 장기투여에 의한 지구적 운동력 활성에 관한 연구에서 25 mg/kg b.w.의 ferulic acid를 18일간 마우스에 경구투여하고, 매 6 일 마다 한계치 수영능력을 평가하였다. 매 측정일, 6, 12, 18일에 대조군에 비하여 유의하게 증가된 지구적 수영시간을 나타내었고, 운동 후 젖산 수준은 감소하였다. 모든 효소적 또는 비효소적 항산화 활성은 ferulic acid 투여군에서 통계적으로 유의하게 증가하였다. 또한 ferulic acid 투여군의 조직내 글리코겐 량이 대조군에 비하여 높게 나타남으로써 운동 에너지로 글리코겐 사용이 절약되어 지구적 운동력을 향상시켰을 것으로 사료된다. 이러한 결과로부터 이대 잎의 활성 물질인 ferulic acid는 항산화 방어계의 활성을 증가시켜 운동스트레스를 억제하고, 운동 후 젖산 축적을 지연시키고, 조직의 글리코겐 사용을 절약함으로써 지구적 운동시간을 연장시켰을 것으로 사료된다. 지구적 운동력 강화 활성 및 항산화 활성을 갖는 PJE와 ferulic acid를 대상으로 3일간 연속된 피로 운동 모델을 이용하여 항피로 활성을 평가하였다. PJE와 ferulic acid를 운동전 투여하여 연속운동 3일을 실시하고 연속운동 3일째 대조군과 각 시료 투여군의 수영시간을 평가한 결과 PJE 및 ferulic acid 투여군에서 통계적인 유의차를 나타내었고 이로써 PJE 와 ferulic acid는 항피로 활성이 있음을 확인하였다. 시료 처리군에서 운동 후 혈중 젖산 농도가 통계적으로 유의하게 낮게 나타남으로써 각 시료에 의해 혈중 젖산 생성이 지연됨을 확인할 수 있었다. 3일간의 연속된 지구적 운동에서 PJE 군은 간의 CAT, GST 활성과 GSH 함량이 높고, MDA 함량이 통계적으로 유의하게 낮게 나타났으며, 근육의 모든 항산화 효소활성 및 GSH 함량이 높고 MDA 함량이 낮게 나타났다. Ferulic acid 군은 간과 근육의 CAT, GST, SOD, GPx의 항산화 효소활성과 GSH 함량이 높게 나타나고 지질과산화물인 MDA 량이 낮게 나타났다. 비록 각 시료를 처리한 군의 간에서 항산화 효소활성이 높게 나타나지 않았지만 근육의 항산화 방어계의 활성을 증가시켰다. 또한 연속된 지구적 운동에서 PJE 와 ferulic acid 를 투여한 군은 간과 근육의 조직내 글리코겐이 대조군에 비하여 높게 남아 있음으로써 지구적 운동에서의 글리코겐 절약효과를 나타내었다. 이러한 결과들로부터, PJE 와 ferulic acid는 연속운동에 의한 산화스트레스로부터 항산화 방어계의 활성을 강화시키며, 글리코겐 절약효과를 갖음으로써 항피로 효과를 나타낸 것으로 사료된다. 결론적으로 이대 잎의 PJE와 ferulic acid는 천연 항산화제로써 유용할 것으로 사료되며, 이들의 항산화 활성은 지구적 운동에서 유발된 초과된 산화스트레스에 대항하여 체내의 항산화제 활성을 강화시키고 지질과산화를 억제하여 지구적 운동수행력을 높이고 항피로 효과를 나타내는데 기여하였을 것으로 사료된다. 또한 운동 중 조직내 글리코겐 절약 효과는 지방산대사 활성을 상승시켜 지구적 운동수행력을 높였을 것으로 추정할 수 있다. 이러한 생리활성을 갖는 PJE와 ferulic acid는 운동성 스트레스를 보호하는 수단으로써 식품 소재에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 사료된다. Recently, biological activities of medicinal plants and their active compounds have been widely studied in order to enhance their usage as functional food materials. Due to the increased interest in both scientific community and industry regarding the functional uses of bamboo, we studied the efficacy for enhancing exercise performance and protecting the oxidative stress based on its antioxidant potentials. Two extracts were obtained, using 80% ethanol (PJE) and hot water (PJH) from Pseudosasa japonica (P. japonica) leaves, possessing phenolic compounds-rich properties. The PJE exhibited the relatively high level of phenolic compounds and flavonoids as compare to PJH. The significant radical scavenging and anti-lipid peroxidation activities were shown in PJE. The high antioxidant activities of PJE might be in part caused by its high level of phenolic compound and flavonoid levels. Before the bioactivities of extract were determined in vivo, the thirty-day oral subchronic toxicity study was conducted to confirm the safe dose of extract in mice. The results showed that the tolerated dose of PJE was ≤ 5 g/kg body weight (b.w). Two extracts were administered for 18 days and measured their exhaustive exercise capacity using adjustable-current water pool. The organosoluble extract, PJE significantly increased swimming time until exhaustion and lowered blood lactate level after exercise as compare to control and PJH groups. The glycogen in liver and muscle was saved in that group. Also, their antioxidant defense biomarkers such as the activities of catalase (CAT), glutathione-S-transferase (GST), glutathione-peroxidase (GPx), and the level of reduced glutathione (GSH) were significantly increased. Furthermore, level of malondialdehyde (MDA) was decreased in PJE-administered mouse group. These results suggest that PJE has stimulatory effects that can enhance exhaustive exercise capacity by the inhibition of elevating lactate level after exercise, the activation of antioxidant capacities, and the reduction of glycogen uses. The PJE was successively partitioned with n-hexane, CHCl3, EtOAc, and water. In the course of searching for the bioactive compound with antioxidant capacities, EtOAc solubles showed higher phenolic compound and flavoanoid levels. They also exhibited relatively high DPPH-, superoxide anion-, and ABTs- radical scavenging activities, with the low lipid peroxidation activity. The EtOAc solubles were divided into four sub-fractions by TLC. PJE-ET2 showed higher superoxide anion- and ABTs-radical scavenging, and anti-lipid peroxidation activities. The pure active compound was isolated by HPLC and identified as ferulic acid by LC-MS and NMR. From the toxicological test, the safety dose of ferulic acid was up to 100 mg/kg b.w. For the bioactivities of purified compound on exercise performance, the exhaustive swimming capacity was determined with the treatment of 25 or 50 mg/kg b.w. of ferulic acid by single intubation before exercise. 25- and 50-mg/kg b.w. treated groups significantly increased the exhaustive swimming time. Also, antioxidant-related biomarkers in 50 mg/kg b.w ferulic acid-administered mice were similar to those in non-exercise mice. Based on these results, ferulic acid has stimulatory effects that can enhance exercise capacity and activation of antioxidant capacities. The long term administration of ferulic acid on exhaustive exercise was revealed, the increased swimming time and the decreased lactate level. Glycogen sparing effect was observed in the same group. Moreover, all enzymatic and non-enzymatic antioxidant activities were elevated in that group. These results lead to the fact that ferulic acid, a bioactive compound of P. japonica leaves, possesses enhancing effects on exhaustive swimming exercise and antioxidant defense system against exercised induced oxidative stress. Extract and active compound of P. japonica leaves showed anti-fatigue, as evidenced effects by enhancing exercise peformance and decreasing the blood lactate level in mice with three-day consecutive swimmig. The intracellular antioxidant status and the inhibition of lipid peroxidation activity were improved in PJE and ferulic acid group. The PJE and ferulic acid activated the muscular antioxidant defense status on consecutive swimming exercise. These results suggest that anti-fatigue effects of extract and bioactive compound from P. japonica leaves might be strongly correlated with an increase in the antioxidant potentials and a decrease in the lipid peroxidation. In conclusion, P. japonica leaves was effective antioxidant. Its antioxidant potentials were mostly derived from the bioactive extract and compound, PJE and ferulic acid. Ferulic acid improved the endurance exercise capacity and elevated oxidative stress by prolonged exercise. Glycogen sparing effect of bioactive compound from P. japonica leaves suggest that they can induce other metabolites on the exercise. The PJE and ferulic acid might play a crucial role in functional food as a useful antioxidant against oxidative stress by exhaustive exercise and fatigue. Furthermore, the agent, containing the bioactive compound from P. japonica leaves would be developed and marketed as a means to relieve the oxidative stress by exercise.

분자인식기법을 이용한 미강유로부터 Ferulic acid의 분리

이재찬 韓南大學校 大學院 2006 국내박사

일반적으로 천연물은 인체에 대한 무해독성으로 인하여 이로부터 추출되는 기능성 성분들에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 또한, 천연물로부터 추출된 기능성 성분들은 여러 분야에 광범위하게 이용되고 있다. 예를 들면, 식물, 특히 곡류의 세포벽은 셀룰로오스, 펙틴, 리그린 및 당단백질 등의 고분자 물질로 구성되어 있고, 이외에도 비타민, 무기질 등이 분포하고 있으며, 특히 기능성 생리활성 성분으로 주목받고 있는 polyphenol compounds이 다량 분포되어 있다. Polyphenol compounds계 화합물로서 가장 대표적인 것이 ferulic acid이며, ferulic acid은 매우 다양한 생리활성, 예를 들면 황산화 활성, 항종양 활성, 항콜레스테롤 활성, 항균 활성, 항돌연변이, 항염증등을 제공하는 것으로 보고되고 있다. 따라서, 이러한 ferulic acid는 의약품, 화장품의 피부노화 방지제, 기능성 식품 등으로 폭넓게 이용되고 있다. 한편, 천연물에서 항산화물을 추출에 대한 연구는 미국, 일본 등의 선진국 및 우리나라에서도 최근 활발히 수행되고 있는 실정이다. 대한민국 특허 (출원번호: 특1994-0022432)는 미나리로부터 ferulic acid를 추출하는 방법에 대하여 언급하고 있다. 이는 미나리를 수성용매로 1차 추출하고, 유기용매로 2차 추출하여 얻어진 추출물을 수집용 역상 고압 액체크로마토그래피를 수행하여 ferulic acid에 해당하는 구획을 수집하는 것을 특징으로 한다. 대한민국 특허는 탈지미강으로부터 수용성 항산화성 물질의 추출방법을 나타내고 있다. 그러나 이러한 방법의 경우 여러 항산화 물질이 혼합하여 얻어질 수 있다.대한민국 특허는 헛개나무의 줄기와 잎에서 분리한 천연항균활성 물질 및 그의 분리방법으로서, 용매추출 후 크로마토그래피를 이용하여 분리 추출하였다. 미국특허는 채소로부터 얻어진 화합물을 크로마토그래피를 이용하여 분획하여 얻은 방법이다. 그러나 용매추출, 고체흡착 추출, 크로마토그래피의 분획추출법으로는 고순도로 목적하는 물질을 추출하기가 곤란할 뿐만 아니라, 어느 한 성분만을 선택적으로 추출하기가 어렵다는 문제점을 갖는다. 한편, 분자인식기법이란 고분자매트릭스 내에 분자인식 기능을 도입하는 방법의 하나로, 인식하고자 하는 물질을 주형분자 (ferulic acid)로 사용하여 이 주형분자를 인식할 수 있는 단량체 및 가교제 존재 하에 중합시킨 후, 주형분자를 제거하여 고분자 사슬 내에 주형분자를 인식하는 3차원적인 분자인식 자리를 만드는 방법이다. 그러나 주형분자를 인식시켜 중합하는 과정에 반응온도가 올라가면 주형분자 및 단량체가 심한 운동을 하므로 분자인식자리를 만들 수 없다.따라서 실온이나 저온에서 중합반응을 수행하지 않으면 안 된다. 즉, 일반적인 화학반응을 통하여서는 제조할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 주형분자를 ferulic acid 주형분자를 인식하는 단량체, 그리고 가교제를 혼합한 용액을 제조, 즉, 수소결합에 의한 삼차원적인 분자인식 자리를 제조, 이용액에 실온에서 방사선을 조사하여 라디칼을 유기시켜, 고분자매트릭스를 제조한 후, 이 고분자매트릭스를 칼럼에 충진 시켜 대량 분리용 칼럼을 제조한 후 crude oil로부터 ferulic acid를 분리 후, 항산화 테스트를 수행 하였다.

Oryzanol과 Ferulic acid 보충이 지질대사와 제2형 당뇨대사 개선에 미치는 영향

손명진 경북대학교 대학원 2010 국내석사

The incidence of obesity, diabetes is rapidly increasing worldwide and the need for natural drugs against the disease has become stronger. The objective of this study was to investigate the effects of oryzanol and ferulic acid on the lipid metabolism and glucose metabolism of high fat-fed mice. MATERIALS AND METHODS: Male C57BL/6 mice were randomly divided into 4 groups: NC group fed with normal diet (NC group), HF group fed with high fat (17%) diet, HF-O group fed with high fat diet supplemented with 0.5% oryzanol and HF-FA group fed with high fat diet supplemented with 0.5% ferulic acid. All animals were allowed free access to the experimental diets and water for 7 weeks. Experiment I: The concentrations of plasma total cholesterol (TC), triglyceride (TG), HDL-cholesterol (HDL-C) and HDL-C/TC ratio were measured. The activities of hepatic lipid-regulating enzymes, such as malic enzyme (ME), fatty acid synthetase (FAS) and Glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), were also determined. The antioxidative state was measured by the detection of SOD, GSH-Px, catalse, glutathione reductase (GR), plasma TBARS, and erythrocyte TBARS Experiment II: The blood glucose, glycogen and insulin levels were measured. The activities of hepatic glucose-regulating enzymes, such as glucokinase (GK), glucose-6-phosphatase (G6Pase) and phosphoenolpyruvate carboxykinase (PEPCK), were also determined. RESULTS: The HF mice exhibited increased body weight gain, plasma and hepatic total cholesterol and triglyceride concentrations and lipid peroxidation rate, and reduced high-density lipoprotein cholesterol level. In general, they also showed lower hepatic antioxidant and higher lipid-regulating enzymes activities relative to those of NC group. Addition of oryzanol or ferulic acid in the diet counteracted these high fat-induced hyperlipidemia and oxidative stress via increased fecal lipid excretion and regulation of antioxidant and lipogenic enzyme sactivities. The HF-O and HF-FA groups exhibited significantly lower blood glucose level and G6pase and PEPCK activities and higher glycogen and insulin concentrations and GK activity compared with NC and HF groups. DISCUSSION: Results of this study illustrate that oryzanol and ferulic acid have relatively similar hypolipidemic actions and could be effective in lowering the risk of high fat diet-induced obesity. They also suggested that both oryzanol and ferulic acid could reduce the risk of high fat diet-induced hyperglycemia via regulation of insulin secretion and hepatic glucose-regulating enzyme activities.