In this study, whitening activity of Lithospermum erythrorhizon extracts were investigated according to several extraction processes: water extraction at 100℃ (WE100) and 60℃ (WE60), 70% ethyl alcohol extraction (EE) and ultra high pressure extraction (HPE) at 500 MPa for 30 minutes at 60℃. The extracts from ultra high pressure extraction showed the highest tyrosinase inhibition and melanogenesis inhibition activities as 52% and 79.5%, respectively, in adding 1mg/ml than others extraction processes. HPE extracts also showed the strong reducing power as 3.19 that absorbance at 450 mm. The contents of polyphenol in WE100, we measured as 10.1μg/ml in adding 1mg/ml. Extracts have a high total flavonoid contents by HPE as 4.1μg/ml at 1mg/ml. We can conclude that better whitening activity of extracts from high pressure extraction was due to high antioxidant activities which could be extracted by higher polyphenol and flavonoid contents in HPE than others.

The objectives of this study were to compare the antioxidant activities by high pressure extraction of Codonopsis lanceolata from different cultivation areas; Hoeng-sung, Jeju island, and China. Total phenolic acid contents of Hoeng-sung, Jeju, China were estimated as 732.11, 640.25, and 584.85 mg QUR/100 g DW, respectively. The flavonoids contents of Hoeng-sung, Jeju, China were measured as 80.37, 76.46, and 74.55 mg QUR/100g DW, respectively. Generally, contents of phenolic acid and flavonoids, HPE was higher than conventional extraction process. Hoeng-sung Codonopsis lanceolata showed 64.33% of DPPH radical scavenging activity (EDA, %) in 3.2 mg/ml of Hoeng-sung Codonopsis lanceolata. The reducing power of Hoeng-sung cultivation area Codonopsis lanceolata also showed the high activity as 3.15. In generally, antioxidant activities of Codonopsis lanceolata were increased by high pressure extraction process. Based on these results, higher contents of flavonoids and total polyphenols were found extracted by high pressure extraction of Codonopsis lanceolata grow in Hoeng-sung area than others.

Enhancement effect of ultrasonification process on UV-protection and skin-whitening activities using Centella asiatica L. Urban extract was investigated. Cytotoxicity of the extracts measured on human skin fibroblast cells, CCD-986sk, and then, ultrasonification associated extracts showed 5~9% lower cytotoxicity then normal crude extracts on 1.0 mg/ml of highest sample concentration. The associated extrats showed highest inhibition activity of hyaluronidase on 1.0 mg/ml of concentration as 54.2%. Also, the associated extract reduced expression of MMP-1 on UV-irradiated CCD-986sk cells down to 100.2% from 136.1%, and revealed high inhibitory potency on tyrosinase as 74.6% by adding 1.0 mg/ml of concentration. Ultrasonification associated extract showed strong inhibition effect of melanin production on Clone M-3 cells as 84.2% by adding 1.0 mg/ml of concentration. From the preliminary observations, we considered that the extracts from C. asiatica could be potent natural materials for skin-whitening and anti-aging agent, and could enhance the activities by ultrasonification process.

Phosphatidylcholine was used to encapsulate aqueous extracts of Centella asiatica, and its biological activity was compared with another aqueous extracts. Nanoparticle of C. asiatica was made by encapsulation to w/o type spherical liposome which of aqueous extracts seized with oil phase as 78.2 nm average diameter. Cytotoxicity of the nanoparticle was measured on human skin fibroblast cells, CCD-986sk, and showed lower cytotoxicity on 1.0 mg/ml of highest concentration as 28% than that of another extracts. The nanoparticle showed the highest promotion of human B and T cell growth up to 138% and 135%, respectively, compared to the control. and the NK cell growth was promoted up to 8% higher than the control in proportion to secretion of IL-6 and TNF-α from immune cell growth. Also nanoparticle showed highest inhibition activity of hyaluronidase on 1.0 mg/ml of highest concentration as 60.5%. It seems that because of enhanced biological application of aqueous extracts on cell through nano-encapsulation process.

This study was performed to compare the effects of immuno-modulating activities of Rhodiola sachalinensis A. Bor. fractionized by consecutive solvent separation. The Cytotoxicity of all fractionized extracts on human kidney cell (HEK293) was lower than crude extracts. Generally, the butanol and chloroform extracts showed less cytotoxicity on about 10.07% and 9.67% than the crude extracts. For human immune B and T cell growth, chloroform fraction showed the highest cell growth compared to the control. The secretion of cytokines (IL-6, TNF-α) on human B and T cells were increased by adding chloroform extracts. Also, NK cell growth was significantly improved up to nearly 30% by adding the supernatant of B cell medium grown with the chloroform fraction. It was also found that chloroform fraction could yield higher nitric oxide production from macrophage than untreated control cells. Differentiation of HL-60 cells was increased up to 131.9% after treatment with chloroform fraction extracts, compared to the control. These results indicate that the chloroform fraction of R. sachalinensis have high immune activation activity than others fractions and the crude extracts, implying that this chloroform fractions could be used a new functional material.

Camptotheca acuminata, a native of South China is a well known natural source of monoterpene-indole alkaloid camptothecin(CPT), one of the most promising anti-tumoural compounds. This study was conducted to optimize plant growth regulators and culture conditions on plantlets regeneration through organogenesis from callus of Camptotheca acuminta. Callus were induced from various explants of in vitro germinated plantlets of C. acuminta using WPM medium containing 0.2 ㎎/L 2,4-D. Hypocotyl segments were exhibited higher embryogenic callus than the other explants. Shoot buds formation from embryogenic callus was affected by plant growth regulators, pre-treated dark condition and liquid culture. Organogenesis was optimal in WPM liquid medium containing 0.5 ㎎/L BA. The dark pre-treatment for 2 weeks before the solid culture was effective for organogenesis. The regenerated shoots were rooted in WPM medium with 0.2 ㎎/L NAA and successfully acclimated in green-house conditions.

This study was performed to compare effect of immune activities of Rhodiola sachalinensis by various extraction process with different temperature and extraction solvents. Experiments were performed for investigate the immune activities on human B and T cell growth and secretion of their cytokines. Also, antibodies in serum were investigated in female ICR mouse by feeding the extracts of R. sachalinensis at doses of 40, 120 and 360 mg/kg orally for 15 days. The immune cell growth and secretion of cytokines (IL-6, TNF-α) on human B and T cells were increased by adding R. sachalinensis extracts compare to the control. Also, total serum IgG levels increased by feeding R. sachalinensis extracts. It can be conclude that optimum condition for efficient extraction of R. sachalinensis as functional material is slovent extraction process using water with ultrasonification at below 100℃ than typical process.

본 연구는 병풀의 초음파 추출 시 용매에 따른 면역활성 증진 효과를 탐색하고자 수행되었다, 각 추출공정의 수율 비교에서 초음파 공정을 병행한 60℃ 에탄올 추출이 일반 100℃ 물 추출에 비해 15% 높은 수율을 나타냈으며, 에탄올을 용매로 한 추출이 동일한 조건의 물 추출에 비해 모두 높은 수율을 나타냈다. 이는 용매의 극성과 용출되는 병풀 내 성분의 극성에 기인하는 것으로 사료된다. 인간 정상 섬유아세포인 CCD-986sk를 이용한 세포독성 측정을 통해 모든 병풀 추출물이 32% 이하의 세포독성을 나타냈다. 인간 면역 B, T세포의 생육도 측정에서 초음파를 병행한 60℃ 에탄올 추출물이 무첨가 대조구에 비해 10%의 증진 효과를 나타내었으며, 면역세포의 cytokine 분비량 측정에서도 IL-6, TNF-α의 분비를 각각 4.86 × 10-4 pg/cell과 5.73 × 10-4 pg/cell로 나타내 증진 효과를 나타냈다. 또한, 초음파 병행 에탄올 시료를 첨가한 면역 T세포의 분비물에 의한 NK 세포 활성에서도 10%의 생육증진효과를 나타내었다. 이를 통해 병풀의 에탄올 추출물이 면역 활성을 가지고 있으며 초음파 공정을 통해 활성의 증진이 나타날 수 있음을 확인하였다. 이는 에탄올 용매를 통해 병풀 유용성분의 용출이 증진되고, 초음파 공정을 통해 병풀 유용 성분의 수율 향상 및 유용성분의 변화, 신규물질 용출 등이 일어나기 때문인 것으로 사료된다.

참돌꽃 캘러스로부터 elicitor와 전구체가 salidroside 생산에 미치는 영향을 조사하였다. Elicitor로서 효모추출물, 연자성 세라믹, methyl jasmonate, jasmonic acid, ascorbic acid, 및 중금속 (CuCl2/CdCl2)을 캘러스 배양에 처리하였다. 효모추출물 0.2g/l농도로 처리한 결과 처리하지 않은 대조구에 보다 3.45배 증가시켰다. 사용된 elicitor 중 효모추출물이 가장 높은 salidroside 생산을 보여 가장 적합한 elicitor로 사료된다. 전구체로서 L-phenylalanine과 L-tyrosine을 배지에 첨가하여 4일 간 배양 처리하였다. Salidroside 함량분석 결과 캘러스로부터 전구체들은 유용물질 생합성에 영향을 주지는 않았다. 캘러스 배양에 첨가 처리된 L-tyrosine의 모든 농도의 경우에는 캘러스 생장뿐만 아니라 salidroside 생산을 감소시켰다.

본고에서는 초고압 추출 공정을 통한 홍경천의 독성 저감 및 항암활성 효과를 알아보기 위하여 실험을 실시하였는데 그 결과는 아래와 같다. 인간의 정상 신장세포인 HEK293을 이용한 세포 독성은 초고압으로 15분간 처리한 것에서는 1.0 mg/ml의 농도에서 최고 20.4%의 세포독성을 보였으며, 초고압으로 5분간 처리한 것은 22.5%로 초고압 시간이 길어질수록 세포독성이 낮아지는 것을 확인했다. 일반 추출물은 25.3%로 초고압 처리한 군에 비해 높은 독성을 나타내어 초고압 처리 시 독성이 저감되는 것을 확인하였다. 초고압 처리 군은 또한 HEL299를 이용한 세포독성 실험에서도 1.0 mg/ml의 농도에서 일반 추출물인 WE보다 5% 정도 낮은 독성을 나타냈다. 항암활성 측정은 A549, AGS, MCF-7, Hep3B의 암세포를 실험에 사용하여 실시하였다. 모든 암세포에서 1.0 mg/ml의 농도에서 75% 이상의 높은 억제활성을 보였고, 또한 암세포의 생육활성에 대한 정상 세포의 세포독성의 비로 나타낸 선택적 사멸도는 0.6 mg/ml에서 가장 높은 수치를 보였는데 모두 4이상으로 나타났으며, 15분 동안 초고압 추출을 한 것이 가장 높게 나타났다. 본 실험 결과를 통하여 초고압으로 인해 기존의 추출 방법으로는 추출되지 않았던 유용생리활성 물질들이 초고압으로 인해 조직과 세포막 파괴로 인해용출량 증가로 인해 수율이 증가하였으며, 홍경천의 독성 물질이 파괴되는 것으로 판단된다. 단순한 침전 추출법에 의한 추출방법보다는 초고압 추출에 의한 추출로 식물체에 함유되어 있는 성분 추출의 수율을 배가 시킬 수 있으며, 홍경천 자체 성분에 약간의 변화를 가할 수 있을 것으로 생각된다. 홍경천 성분의 변화는 초고압 추출을 통하여 에너지 수준이 제한된 수소결합, 전기적 결합, 반데르발스결합, 수소결합과 같은 약한 결합들이 분리됨으로써 성분의 변화가 있을 것으로 보인다.

대량 원소의 종류 및 적정 농도의 규명은 식물의 생장뿐 아니라 유용한 2차 대사산물의 생합성량 증가를 위해 필수적이다. 참돌꽃 배양조직에서 salidroside의 생산성을 높이기 위해 기본 배지의 대량 원소의 농도를 달리하였을 때 KNO3는 98.92 mM, (NH4)2SO4는 1.01 mM, NaH2PO4·2H2O는 2.18 mM, CaCl2·2H2O는 2.04 mM, 그리고 MgSO4·7H2O는 1.01 mM 일 때, salidroside의 생산량이 가장 높았다. 또한 이와 같은 무기이온의 농도를 조합한 S4B5배지에서 기본배지인 2XB5배지에 비해 2.5배 salidroside 함량 증가를 확인할 수 있었다.

쥐오줌풀 부정근으로부터 valepotriates와 valerenic acids 함량을 증진시키고자 다양한 elicitor를 처리하였다. 쥐오줌풀 부정근의 생장은 YE 처리구를 제외한 모든 처리구에서 대조구에 비해 감소하였다. 그러나 valepotriates와 valerenic acids 생산은 모든 처리구에서 대조구에 비해 증가하였으며 특히, valepotriates는 100 μM MeJA 처리구에서 12.56 ± 0.78 mg/l, valerenic acids는 1 g/l YE 처리구에서 10.63 ± 1.1 mg/l 로 가장 높았으며, 이는 대조구에 비해 1.6배와 1.8배의 생산성증가를 가져왔다.

기관배양을 통한 대량증식 방법의 일환으로 액아배양을 이용한 multiple shoot 유도 조건을 조사하였다. 기내 배양 중인 식물체로부터 액아를 절취하여 TDZ와 BA를 각각 농도 별로 첨가한 MS배지와 1/2 MS배지에서 6주간 배양한 결과, MS기본배지에 0.005 mg·L-1 TDZ가 첨가된 처리구에서 효과가 가장 양호하였다. 한편 발생된 신초를 1 mg·L-1 GA3와 0.5 mg·L-1 IBA가 첨가된 1/2 MS배지에 배양했을 때 뿌리의 발생과 신장이 가장 양호하였다. 발근된 식물체를 포트에서 순화시켜 온실로 이식하였을 때 90%에 가까운 생존율을 보였으며 형태적인 변이 없이 생장하였다. 이상의 결과는 액아유도를 통한 대량번식의 가능성을 제시한다.

액아가 포함된 줄기절편을 0.5 mgl-1 BA와 함께 IAA, NAA, 2,4-D를 농도별 (1,2,3 mgl-1)로 조합한 MS기본배지에 치상하여 신초를 유도하였다. 액아로부터 신초의 형성은 0.5 mgl-1 BA와 2;mgl-1 IAA를 혼합처리한 배지에서 57%의 효율로 가장 높게 나타났다. 신초로부터 발근은 MS배지에 IBA를 1 mgl-1를 첨가하였을 때 가장 좋았다. 발생한 root의 길이는 평균 4주 후 약 4 cm로 측정되었다.

자연산 인진호와 조직 배양체의 유용 생리활성을 살펴 보았다. 우선, 항암 효과를 살펴보기 위하여 인간 폐암세포(A549)와 위암세포(AGS), 인간 간암세포(Hep3B)와 유방암 세포(MCF7) 4가지 암세포주를 이용하여 세포 생육 저해능을 측정하였다. MTT assay의 경우 1.0g/l 의 농도에서 캘러스가 A549와 ACS에 대해 각각 약 45%와 42%로 모상근과 기내배양에 비해 높은 세포 생육 저해능을 나타내었고, 자연산 인진호는 약 45%와 38%로 캘러스와 비슷한 항암 활성을 나타내었다. SRB assay의 경우도 캘러스가 가장 높은 항암 효과를 나타내었는데 대체적으로 약 55% 이상의 암세포 저해율을 나타내었으며, 자연산 인진호의 항암 활성에 비해서도 높은 수치를 나타내었다. 면역세포를 이용한 생육도와 cytokine의 분비량을 측정한 결과 B 세포의 생육도는 6일째까지 계속적인 증가를 가져왔고, 이에 따라 cytokine의 분비량 또한 TNF-α와 IL-6 모두 6일째까지 증가하는 경향을 나타내었다. 면역세포의 생육도의 경우는 자연산 인진호가 가장 높은 생육도를 나타내었고, 인진호의 기내배양, 모상근, 캘러스 중에서는 모상근에서 가장 높은 생육도를 나타내었다. Ctyokine의 경우도 TNF-α에서 자연산 인진호의 분비량이 가장 많았고, 배양 방법에 따른 인진호의 경우 캘러스가 가장 많은 분비량을 나타내었다. IL-6의 경우는 모든 sample에서 control에 비해 높은 분비량을 나타내었고, 자연산 인진호와 기내배양, 모상근, 캘러스와 비교했을 때 큰 차이를 나타내지 않았다. HPLC 분석을 통한 추출물의 물질 비교 분석 결과 기내배양과 모상근에서는 자연산 인진호에 비해 주요 성분 peak인 artemisidin 면적이 모두 낮은 경향을 나타내었고, 캘러스의 경우는 일반 인진호에 비해 peak의 면적이 비슷한 경향을 나타법으로서, 캘러스가 다른 조직 배양체보다 인진호의 주요 성분인 artemisidin 성분의 함량이 더 높은 것으로 나타나 캘러스가 기내배양이나 모상근 보다 높은 항암 효과를 나타낸 것으로 사료되어진다. 이와 같이 자연산 인진호와 조직 배양체의 항암 효과나 면역활성에서 큰 차이를 나타내지 않았기 때문에, 이러한 조직배양체가 자연산 인진호를 대체 할 수 있는 하나의 방법으로서 환경적인 측면과 자원 보존적인 측면에서 볼 때 가치있는 결과라고 사료된다.

Random amplified polymorphic DNAs (RAPD) 분석을 통해 한국산 물레나물 속 (Hypericum) 식물에서의 유연관계를 분석한 결과, 병풍산 고추나물과 지리산 고추나물 사이에 상당한 유전적 차이가 있음을 확인할 수 있었고, 지리산의 500m, 1000m 그리고 1300m 고도 차이에 따른 군락지별로도 밴드 패턴의 차이가 확인되었다. 동일 과(科)에 속한 물레나물보다는 서양고추나물이라고 불리는 St. John's wort가 고추나물과 유연관계가 더 가깝게 나타났다.

2003년 6, 8월에 지리산과 전남 담양군의 병풍산에서 자생하는 고추나물과 물레나물을 채집하여 TLC 분석을 하고, TLC-densitometry를 이용해 정량한 결과, 물레나물에서는 hypericin이 확인되지 않은 반면, 고추나물의 꽃봉오리와 잎에서는 다량의 hyepricin이 확인되었다. 그리고 지리산에 자생하는 고추나물보다 병풍산 고추나물의 hypericin함량이 더 높게 나타났고, 고도가 낮을수록 hypericin 함량이 높은 것으로 나타났다. 채집 시기별로 비교했을 때, 병풍산은 6월보다 7월에서 hypericin함량이 높게 나타났고, 지리산에서는 7월에 가장 진하게 보였다. St. John's wort와 고추나물을 비교하였을 때, 2.22 mg/l hypericin을 함유한 St. John's wort 보다 3.2 mg/l의 함량을 보이는 병풍산 고추나물에서 hypericin함량이 더 높은 것으로 확인되었다.

국내에서 자생하는 팔손이 나무의 각 부위를 이용하여 에탄올과 물 용매를 이용하여 각각 65℃와 65℃로 12시간 동안 2회 반복 추출하였으며 부위에 따른 항암 및 면역 활성의 변화를 측정하는 실험을 하였다. 실험결과 부위에 따른 항암 활성 증진 효과 실험 중 근피와 에탄올 용매 추출물이 가장 높게 나타나는 것을 확인 할 수 있었다. 면역세포의 생육활성 측정결과에서는 근피 부위가 높은 활성도를 나타내어 다른 부위에 비해 40~60% 정도의 높은 활성을 나타내었다 이는 두릅나무과 수종들의 특징인 근피의 특이 활성을 나타내는 예인데 이에 반해 목부의 활성을 살펴보면 농도의 증가에 따라 활성도가 증가하기는 하지만 저농도의 시료에서는 100% 미만의 활성도를 나타냄으로서 면역 세포에 독성을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 면역세포의 활성과 관련하여 Cytokine의 분비량과의 상관관계를 확인 할 수 있었는데 면역세포의 생육활성이 가장 높은 때에 IL-6와 TNF-α의 Cytokine의 분비량이 최대치인 110~120 pg/ml를 나타내었다. 이로서 앞선 결과들에 따라 팔손이 나무의 부위별 항암 및 면역 활성 실험에서 다른 두릅나무들과 수종들과 같이 근피의 높은 활성도를 확인할 수 있었으며 특히 가장 활성이 좋은 근피는 가장 낮은 활성을 나타내는 목부의 추출물과 비교하여 최대 40% 이상의 높은 활성도를 관찰할 수 있었다. 이로서 근피의 추출물이 다른 부위와 비교하여 높은 활성을 나타내는 것은 두릅나무과 수종들의 대표적인 특징 성분인 사포닌이 다른 부위에 비해 많이 함유되어 있는 것으로 사료되어지며 이는 후에 분획 및 물질 분석 실험을 통하여 확인되어져야 할 사항으로 사료되어진다.

공기주입형 생물반응기를 이용하여 오미자 현탁배양세포로부터 Gomisin J의 생산 가능성을 확인 하였다. 시료의 초기접종 농도와 탄소원의 농도에 따른 세포증식과 Gomisin J의 생산성은 6% sucrose가 첨가된 MB5배지 에 100 g (FCW)의 현탁배양세포를 접종하였을 경우 세포중량 (dry biomass)과 Gomisin J의 함량은 각각 43.5 g DCW/과 0.71 × 10-3 μg/g DCW을 얻을 수 있었다. 배양기내 산소의 공급량은 0.5로 공급해 주는게 바람직 할 것으로 사료되었다.

Transformed roots of Schisandra chinensis were obtained following co-cultivation of in vitro cultivated plantlet segments with Agrobaterium rhizogens ATCC15834. This root was examined for its growth and gomisin J contents under various culture conditions. Among the six basal culture media tested, WPM (Lloyd & McCown, 1980) medium supplemented with 5% sucrose was the best roots growth 6.2 (g D.W/flask) and gomisin J accumulation 1.56 (X10-3 ug/g D.W). Initial inoculum size correlated with the yield of biomass while gomisin J contents was not affect. Gomisin J production was influenced by the initial sucrose concentration and the highest production yield was achieved at the concentration of 7%. The optimal shaking speeds for roots growth and gomisin J production was 120 and 140 rpm, respectively.