여포 상피세포에 우수한 모발성장 촉진효과를 보이는 minoxidil의 단점을 보완하고자 대체의학제재로서의 모발 성장 촉진제로 지모를 연구하였다. 지모과(知母科)의 뿌리식물인 지모(知母)는 해열제, 항 당뇨병, 항우울제, 항염제 등으로 이용되고 있는 한국의 전통적인 약용식물이다. 지모 에탄올 추출물을 마우스의 등에 도포하여 관찰하였는데 모든 그룹의 마우스에서 체중과 음식 섭취량은 유의한 차이를 보이지 않았다. 지모 에탄올 추출물은 혈청 조성의 변화 없이 왕성한 모발성장 촉진효과를 보임으로써 향후 모발성장 촉진제로서 유용한 가치가 있으리라 사료된다.
지모의 고품질 품종 육성 및 재배법 개선과 유통중인 생약으로서의 안전성을 위한 품질 평가 기준을 설정하기 위해 지모의 지표성분의 HPLC 분석법을 확립하고자 하였다. 먼저 지모의 유효성분을 분리하고 지표성분화 한 후 HPLC 분석 정량법을 검토하므로써 지모의 품질 분석법을 구명한 결과는 다음과 같다. 지모를 MeOH로 대량 추출하여 계통 추출법으로 용매분배 후 조사포닌 분획인 n-BuOH ext.를 얻었으며 이 n-BuOH ext. 을 silica gel 컬럼 크로마토그래피를 수행하여 화합물 1를 순수 분리 정제하였다. 화합물 1의 $^1H$, $^{13}C$ NMR spectra 등을 검토한 결과 화합물 1은 지모의 주요 약효성분인 timosaponin A III로 확인되었다. Timosaponin A III은 지모의 주요 성분이자 혈당 강하작용과 항암활성 등의 주요 약효를 보이는 성분으로 지모의 품질 평가 기준으로서 지모의 지표성분으로 하기에 적합하였다. Timosaponin A III의 HPLC 분석법 확립을 위해 ELSD 검출기 가 사용되었으며 ODS계 컬럼을 사용하고 60% acetonitrile를 이동상으로 하여 0.9ml/min의 유속으로 분석을 한 것이 가장 적절한 timosaponin AIII의 HPLC 분석 조건이었다. Timosaponin AIII의 HPLC 분석을 위한 지모 시료의 추출조건 검토에서는 1g 분말시료를 80% MeOH를 추출용매로 할 때 $80^{\circ}C$에서 총 2회 환류 추출하는 것이 성분의 총 회수율을 가장 높이는 추출조건이었다.
지모 (Anemarrhena asphodeloides)는 탁월한 해열작용과 진정작용을 갖는 한약재로 한국, 중국, 일본에서 널리 이용되어 왔다. 본 연구에서는 먼저 국내 연구소에서 형태학적 분류 결과 지모로 확인된 3종의 식물체를 수집하여 엽록체 DNA의 trnL-F 염기서열을 분석하였다. 분석 결과, 국내 연구기관에서 보관중인 지모 식물체들이 모두 동일한 trnL-F의 염기서열을 보여서, 형태학적 분류와 계통유전학적 분류가 동일함을 확인하였다. 최초로 얻어진 지모 trnL-F 염기서열은 NCBI database에 등록하였다. 다음으로 국내 한약재 시장과 중국 한약재 시장에서 유통 중인 지모 한약재를 다량 구입하여 trnL-F의 염기서열을 분석하였다. 그 결과, 유통 중인 지모 한약재들이 모두 기원식물과 동일한 TrnL-F의 염기서열을 보여서 지모 약재의 경우 진품이 유통되고 있음을 알 수 있었다. TrnL-F의 염기서열로 계통수를 작성한 결과 지모는 아스파라거스목 (Asparagales), 용설란과 (agavaceae)에 속한 것으로 보여 졌다. 엽록체 rbcL 유전자 염기서열로 얻은 계통수와 비교한 결과 trnL-F 계통수와 rbcL 계통수가 비슷한 결과를 보여주어서 분자유전학적 분류에 두 유전자가 상호보완적으로 이용될 수 있음을 확인하였다.
한방에서 사용되는 약재 중 가자와 지모, 단삼은 면역조절 및 항암효과, 항염증효과가 있다고 알려졌다. 그러나 비만세포와 관련된 아나필락스를 이해할 수 있는 세포학적 기전에 대한 가자와 지모, 단삼의 효과에 대해서는 알려진 바 없다. 본 연구에서는 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물이 아나필락시스 반응에 대해 어떠한 영향을 끼치는지를 조사하였다. 시험관내 실험과 생체 실험을 통하여, 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물이 compound 48/80에 의한 아나필락시스와 비만세포 활성화 및 IgE에 의한 피부반응을 관찰하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1) 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물은 compound 48/80에 의한 전신성 아나필락시스와 귀부종 반응, IgE에 의한 피부반응을 억제하였다. 2) Compound 48/80에 의한 비만세포 탈과립과 흰쥐 복강 비만세포로부터 히스타민 유리가 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물 전처리에 의해 억제되었다. 3) Compound 48/80에 의한 흰쥐 복강 비만세포내로의 칼슘 유입이 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물 전처리에 의해 현저하게 억제되었다. 이상의 결과로 가자와 지모, 단삼의 메탄올 추출물은 비만세포 탈과립과 비만세포로부터 히스타민 유리, 비만세포내로 칼슘유입을 억제함으로써 compound 48/80에 의한 아나필락시스와 IgE에 의한 피부반응을 억제한다는 것을 알 수 있었다. 이로써 가자와 지모, 단삼은 알레르기 질환에 대한 효과적인 치료제로 이용될 수 있을 것으로 생각된다.
식생활의 변화, 공해 등의 환경변화 등으로 인하여 아토피 환자가 급격하게 증가하고 있다. 본 연구소에서는 자원식물로부터 아토피 치료제 개발을 위하여 면역세포의 탈과립화억제를 통하여 수종의 식물 자원을 탐색한 바 있다. 애기땅빈대, 여뀌, 고들빼기 등으로부터 유효성분 분리하여 산업화 단계에 있으며, 특히 본 연구에서는 한약자원인 지모로부터 분리된 성분에 대하여 보고하고자 한다. 지모는 현재 수많은 보고를 통하여 항암성분, 여성호르몬조절성분 등이 보고되고 있으며, 본 연구에서는 nyasol을 비롯하여 4개의 유도체를 분리하였다. 분리된 성분에 대한 면역세포 탈과립화억제 평가를 수행하였으며, 이들 성분이 함유되어 있는 MeOH추출물에서 systemic 및 passive anaphylaxis 억제 효과가 있음을 확인하였다. 특히, 이들 성분에 대한 유도체 합성을 진행하고 있으며, 이에 대하여 면역세포 탈과립화 억제를 통한 항아토피 및 항알러지에 대한 연구결과를 보고하고자 한다. 이들의 성분과 합성 유도체들은 항아토피에 활용될 수 있으며, 지모추출물자체로도 화장품, 식품, 의약품에 적용이 가능할 정도로 우수한 효능이 확인되었으며, 앞으로 이들 유도체에 대한 의약품 개발연구가 기대된다.
벼 재배포장에서 화학약제의 반복적인 사용으로 인한 병원균의 약제내성과 환경오염은 커다란 문제가 되고 있다. 이러한 약제내성을 극복하기 위한 노력의 하나로 유전자수준의 약제내성기작의 규명과 대체물질의 발굴이 필요하다고 사료된다. 이에 본 연구에서는 식물종이 지니는 광범위한 다양성에 주목하였고, 700여 종의 식물추출물을 벼 도열병균에 처리해 균사성장억제효과를 조사하는 선별실험을 실시하였고, 영릉향과 지모추출물이 높은 균사성장억제효과를 보이는 것을 확인했다. 영릉향과 지모 추출물이 화학약제를 대체하는 대안물질로서 가능성을 조사하기위해 균사성장억제능력 확인실험, 분획, HPLC (High Performance Liquid Chromatography), 포자발아 및 부착기 형성확인검정, ABC transporter의 발현조사, 환경독성실험등을 실시했다. 실험 결과, 영릉향과 지모 추출물을 벼 도열병균에 처리하였을 때 약제저항성유전자 ABC transporter의 기능이 저하되고 화학약제에 대한 내성이 감소를 확인했으며, 분획과 HPLC분석을 통해 영릉향과 지모의 유효성분을 확인했다. 또한, 실제 포장에서 영릉향 추출물과 지모 추출물을 사용하여 벼 도열병 방제가를 확인하는 포장시험을 실시한 결과, 각각 63%와 62%의 목 도열병 방제가를 확인 하였으며, 인축환경에 대한 유해성을 조사하기 위해 어류, 설치류, 중치류, 곤충을 대상으로 영릉향 추출물을 처리해 급성독성시험 실시한 결과, 고농도의 투여량에서도 독성이 없는 것을 확인했다. 위의 실험 결과를 토대로, 영릉향과 지모추출물이 화학농약에 의한 환경오염을 막을 수 있고, 인축과 환경에 피해를 입히지 않는 친환경자재로 친환경적인 생물농약의 신소재로서 가능성을 나타냈다고 사료된다.
최근 고해상도의 영상의 출현과 더불어 도심지역의 지물ㆍ지모에 대한 상세한 묘사가 가능해지고 있다. 하지만 도심지역의 지물ㆍ지모의 복잡성으로 인하여 그 추출이 쉽지 않다, 특히, 건물에 의한 가림, 그림자에 의한 정보 왜곡 등의 발생으로 추출의 어려움을 겪고 있다. 건물에 의한 폐색은 다른 위치에서 촬영을 하므로서 보정을 할 수 있지만 그림자에 의한 영향은 촬영위치에 상관없이 항상 발생한다. 본 연구에서는 도심지역에서 촬영한 컬러항공사진에서 그림자에 의한 정보 왜곡을 보정하여 그 판독력을 증대하고자 한다.
최근 고해상도의 영상과 컬러항공영상의 출현과 더불어 도심지역의 지물 지모에 대한 상세한 묘사가 가능해지고 있다. 하지만 도심지역의 지물 지모의 복잡성으로 인하여 지물의 추출이 쉽지 않다. 특히, 건물에 의한 가림, 그림자에 의한 정보 왜곡 등의 발생으로 지형정보 추출의 어려움을 겪고 있다. 건물에 의한 폐색은 다른 위치에서 촬영을 하므로서 보정을 할 수 있지만 그림자에 의한 영향은 촬영위치에 상관없이 항상 발생한다. 본 연구에서는 도심지역에서 촬영한 컬러항공사진에서 그림자에 의한 정보 왜곡을 LIDAR 자료와 수치지도를 이용하여 보다 자동화된 과정으로 처리하므로서 그 판독력을 증대시키고자 한다.
우리나라의 주민생활을 이해하는데는 먼저 지형지모에 대한 이해로부터 시작되어야한다. 지형지모의 근간이 되는 산세가 가장기본 토대가 되고 이에 따른 하천수계의 상태가 주민생활과 밀접하게 관계되고 있다. 본 연구는 우리나라 북부지방의 하천수계가 어떻게 흘러가고 있으며, 이들 강과 하천이 어떤 상태이며, 그리고 우리주민생활무대인 평야로 발달시키고 있는가를 분석 한 것이다. 실제로 하천은 침식과 운반 그리고 퇴적 등의 세가지 유수작용을 하고 있으므로 지구표면 각지역에 넓은 생활터전인 평야지역을 발달시켜 주고있다. 이로 말미암아 인류문화의 발전근거가 바로 하천과 평야에 근거되고 있다고 볼 수 있는 것이다.(중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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