KR101092304B1 - 히아루론산, 글리코사미노글리칸 및/또는 콜라겐의생합성을 촉진하는 대두추출물 - Google Patents
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Abstract
Description
도1 은 대두추출물에 의한 연골세포 내에서의 증식효과를 살펴본 그래프이다.
도2 는 대두추출물에 의한 연골세포 내에서의 히아루론산 합성을 살펴본 그래프이다.
도3 은 대두추출물에 의한 연골세포 내에서의 GAG 합성을 살펴본 그래프이다.
도4 는 대두추출물에 의한 섬유아세포에서의 주름방지효과를 살펴본 그래프이다.
도5 는 대두추출물에 의한 섬유아세포에서의 히아루론산 합성을 살펴본 그래프이다.
도6 은 대두추출물에 의한 섬유아세포에서의 콜라겐 합성을 살펴본 그래프이다.
본 발명은 대두추출물을 유효성분으로 함유하는 관절염, 디스크(추간판돌출증), 피부노화 및 주름살, 안구건조증, 상처치유, 흉터제거, 질건조증, 잇몸질환, 아토 피피부염 및 건조피부의 예방 및 치료 조성물에 관한 것으로 더욱 상세하게는 동물 및 사람세포, 동물 그리고 인체에서 히아루론산과 글리코사미노글리칸의 생합성을 촉진하는데 우수한 활성을 나타내는 대두추출물을 유효성분으로 함유하는 관절염, 디스크(추간판돌출증), 피부노화 및 주름살, 안구건조증, 상처치유, 흉터제거, 질건조증, 잇몸질환, 아토피피부염 및 건조피부의 예방 및 치료 조성물에 관한 것이다.
여기서 글리코사미노글리칸이라 함은 아미노당을 포함한 다당류를 의미하는 것으로 히아루론산을 포함하여 콘드로이틴황산(chondroitin sulfate), 케라틴황산(keratan sulfate), 헤파린(heparin), 헤파린황산(heparan sulfate), 더마탄황산(dermatan sulfate) 등이 여기에 속한다.
히아루론산 및 글리코사미노글리칸은 모든 생물체의 존재하는 생체 고분자 다당물질로 인체의 경우 피부에 56%, 근육조직에 35%, 그리고 관절 활액과 척수액등에 9%가 분포되어 생명현상을 유지하는 중요한 역할을 하는 물질로서 히아루론산 다당 1분자는 218개의 물분자와 결합하여 물리적으로 점성과 탄성을 동시에 갖는 특성이 있으며 피부의 근육과 관절에서는 충격흡수 및 윤활작용 등의 다양한 기능을 수행한다. 또한 히아루론산은 CD44, RHAMM등 다양한 세포의 수용체와 결합하여 세포분화, 증식 및 세포간의 신호전달을 통해 생명현상의 조절작용을 하는 중요한 체내 고분자 다당물질이다.
우리 몸에서 히아루론산 및 글리코사미노글리칸 은 하루에 3g 이상이 매일 자외선이나 염증 등에 의해 생기는 유해산소기를 제거하는 과정에서 분해되며 다시 생 합성 되는 빠른 대사 과정을 통해 일정 양이 유지되지만 나이가 들어감에 따라 점차 생산되는 양이 감소하기 시작한다. 분해되는 양보다 생산되는 양이 적어짐에 따라 피부는 탄력을 잃게 되면서 주름이 생기기 시작하고 관절 등에서는 충격흡수와 윤활작용이 제대로 되지 않아 점차 연골이 파괴되고 마모되는 퇴행성 질환들의 원인이 지속적으로 악화되는 악순환이 일어난다.
지금까지 히아루론산 및 글리코사미노글리칸을 이용한 의약품 개발은 주로 백내장 수술시 안구 형태 유지를 위한 수술보조제, 수술후 유착방지제, 주름제거 주사제, 상처치유제, 서방출형제제 및 세포치료제의 Carrier, 안구건조증 치료 안약, 조직공학에서 세포증식 지지대(Scafford) 그리고 화장품의 피부보습제로 다양한 제품들이 히아루론산 및 글리코사미노글리칸 의 물리 화학적 성질을 활용하여 안전하게 사용되고있다.
본 발명자는 대두추출물이 연골세포(chondrocyte cell), 섬유아세포(fibroblast cell) 등에서 히아루론산과 글리코사미노글리칸 생합성을 촉진하는 효능이 있음을 최초로 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다
대두 및 대두배아에는 기능성 생리활성 물질들인 Phenolic Compound (Isoflavone, phenolic acids), Phytic Acid, Protease Inhibitors (Pls), Lignans, Saponine, Dietary Fiber, Soy Oligosaccharide, Soy Protein, Soy Peptide, Lechitin, chiro-inositol, 각종 비타민 및 미네랄 등이 풍부하게 들어 있다.
대두 및 대두배아에는 적어도 14 phytochemical이 암예방에 관여하며 이외에도 항노화, 항산화, 골다공증 예방, 혈압강화, 항혈전, 면역 증강, 간기능 증진, 변비완화, 항알레르기, 항비만, 이뇨작용, 치매예방, 항콜레스테롤혈증, 고지혈증예방, 동맥경화 억제, 항심혈관 질환등 대체로 성인병 예방에 유효하게 작용하는 것으로 알려져 있다.
본 발명자는 대두추출물이 섬유아세포 등에서 히아루론산의 생합성을 촉진하는 효능이 있음을 최초로 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명자는 대두추출물이 섬유아세포 그리고 연골세포 등에서 히아루론산 및 글리코사미노글리칸의 생합성을 촉진하는 효능이 있음을 최초로 확인하여 본 발명을 완성하게 되었다. 따라서 본 발명의 목적은 동물 및 사람세포 그리고 인체에서 히아루론산 합성 촉진을 유도하는 대두추출물의 유효성분을 포함하는 소재를 이용한 관절염, 디스크(추간판돌출증), 피부노화 및 주름살, 안구건조증, 상처치유, 흉터제거, 질건조증, 잇몸질환, 아토피피부염 및 건조피부의 예방 및 치료 조성물에 관한 것이다
본 발명은 대두추출물, 대두순물, 대두배아추출물, 대두배아 순물로 이루어진 그룹 중에서 선택된 1종 이상의 화합물 함유하는 관절염, 디스크(추간판돌출증), 피부노화 및 주름살, 안구건조증, 상처치유, 흉터제거, 질건조증, 잇몸질환, 아토피피부염 및 건조피부의 예방 및 치료 조성물을 제공한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 대두 및 대두배아를 이용한 추출 물의 제조방법에 있어서, 대두 및 대두배아 원료를 열수 및 냉수 추출하여, 분리, 침전, 여과 공정을 포함하는 대두 및 대두배아추출물의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 대두 및 대두배아추출물을 제공한다.
본 발명에 사용되는 대두 및 대두배아 추출물은 통상의 방법으로 제조될 수 있다.
본 발명에 사용할 수 있는 대두는 peanut, jack bean, soybean, sweet pea, lentil, lima bean, kidney bean, pea, winged bean, fava bean 및 이들의 배아들 그리고 이들을 대두유 제조시 부산물인 대두박 혹은 탈지대두를 원료로 사용할 수 있다. 이들 원료를 건조 분쇄하여 분말화한 후 약 10 배 량의 추출용매로 열수 혹은 냉침하여 1내지 10시간 동안 추출한 추출원액을 원심분리하여 불용성잔사를 제거한 후 응고제로 황산칼슘, 황산마그네슘, 키토산, 글루코노델타락톤, 염산 황산, 초산, 구연산, 젖산, 사과산, 주석산, 인산 중에서 1종을 선택하여 단백질을 응고시켜 분리 여과 한 후 남는 여과액을 농축 건조하여 제조하였다.
제조한 분말을 분석하여 본 결과 수용성단백질, 대두올리고당 (라피노스, 스타키오스, 설탕), phytic acid, 이노시톨, 피니톨, 사포닌, 수용성식이섬유, 이소플라본, 칼슘, 마그네슘 등으로 구성되어 있다.
상기 히아루론산 및 글리코사미노글리칸 생합성 촉진제인 대두 및 대두배아 추출물의 조성물은 약품, 약품첨가제, 화장품 또는 화장품 첨가제, 건강 기능성식품, 식품, 식품첨가제, 음료, 또는 음료첨가제로 사용할 수 있으며 이를 위하여 분말, 캡슐, 정제, 과립, 산제, 액제, 음료, 죽 등의 형태로 제형화 할 수 있다.
본 발명의 히아루론산 및 글리코사미노글리칸 생합성 촉진제의 조성물은 약품 등으로 사용할 경우, 형태로서는 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 환제, 트로키(troche), 내용액제, 현탁제, 유제, 및 시럽제 등의 경구제로 사용할 수 있으며 이들을 증상에 따라 각각 단독으로 또는 조합해서 사용할 수 있다. 이들 각종제제는 상용법으로 목적에 따라 주약에 부형제, 결합제, 방부제, 산화안정제, 붕괴제, 활택제, 교미제 등의 의약 제제 기술분야에서 통상 사용할 수 있는 기존에 알려진 담체를 사용하여 제제화할 수 있다.
사용할 수 있는 담체로는 제형에 따라 통상 사용되는 것은 특별한 제한이 없이 사용할 수있는데, 바람직한 것은 전분, 젖당, 만니톨, 카르복시메틸셀룰로오스, 콘스타치, 및 무기염 등의 고형 담체, 증류수, 생리식염수, 포도당 수용액, 에탄올 등의 알코올, 프로필렌글리콜, 및 폴리에틸렌글리콜 등의 액체담체, 및 각종 동식물유, 백색바셀린, 파라핀 및 왁스 등의 유성담체가 있다.
투약 단위는, 예를 들면 개별 투약량의 1, 2, 3 또는 4배를 함유하거나 또는 1/2, 1/3 또는 1/4배를 함유할 수 있다. 개별 투약량은 바람직하기로는 유효 약물이 1회에 투여되는 양을 함유하며, 이는 통상 1일 투여량의 전부, 1/2, 1/3 또는 1/4배에 해당한다. 대두추출물의 유효용량은 농도 의존적이나 바람직하게는 10mg 내지 1g/㎏이고, 더욱 바람직하기로는 40 내지 200 mg/kg이며, 하루 1-6 회 투여될 수 있다.
또한, 본 발명은 대두추출물을 유효성분으로 함유하는 관절염, 디스크(추간판돌출증), 피부노화 및 주름살, 안구건조증, 상처치유, 흉터제거, 질건조증, 잇몸질환 아토피피부염 및 건조피부 치료용 건강식품 조성물을 제공한다. 본 명세서에서 건강식품이란 일반 식품에 대두추출물을 첨가함으로써 일반 식품의 기능을 향상시킨 식품이며, 대두추출물을 일반식품에 첨가하거나, 캡슐화, 분말화, 현탁액 등으로 제조할 수 있다. 이를 섭취할 경우 건강상 특정한 효과를 가져오고, 일반 약품과는 달리 식품을 원료로 하였기 때문에 약품의 장기 복용 시 발생할 수 있는 부작용 등이 없는 장점이 있다.
본 발명의 대두추출물을 식품 첨가물로 사용할 경우, 상기 대두추출물을 그대로 첨가하거나 다른 식품 또는 식품 성분과 함께 사용되고, 통상적인 방법에 따라 적절하게 사용될 수 있다. 유효 성분의 혼합양은 그의 사용 목적 (예방, 건강 또는 치료적 처치)에 따라 적합하게 결정될 수 있다. 일반적으로, 대두추출물을 식품 또는 음료의 제조 시에 원료에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 첨가될 수 있다. 그러나, 건강 및 위생을 목적으로 하거나 또는 건강 조절을 목적으로 하는 장기간의 섭취의 경우에는 상기 양은 상기 범위 이하로 조절할 수 있다. 또한, 본 발명의 건강식품은 상기 약학적 조성물로 이용하는 경우는 측정된 독성 범위내의 대두추출물을 함유되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 식품의 종류에는 특별한 제한은 없다. 상기 대두추출물을 첨가할 수 있는 식품의 예로는 육류, 소세지, 빵, 쵸코렛, 캔디류, 스넥류, 과자류, 피자, 라면, 기타 면류, 껌류, 아이스크림류를 포함한 낙농제품, 각종 스프, 음료수, 차, 드링크제, 알콜 음료 및 비타민 복합제 등이 있다. 구체적으로, 대두추출물을 함유하는 건강 식품으로는 대두추출물을 주성분으로 만든 즙, 차, 젤리, 쥬스 등의 건강식 품 및 기호품을 들 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예1: 대두추출물의 제조
원료인 대두분말 대비 약 10 배 량의 정제수를 넣고 100 도에서 3 시간 동안 추출한 후 고형분 잔사를 제거하기 위하여 100 메쉐 여과포, 그리고 5 미크론의 필터를 통과시켜 분리한 후 황산칼슘 응고제를 1중량%로 넣어 단백질이 응고되게 한다. 응고된 단백질은 여과포를 사용하여 분리하고 여액을 모아 농축 건조한다. 건조는 진공건조, 열풍건조, 냉동감압건조, 분무건조 중 택일하여 사용할 수 있다.
실시예 2 : 대두 수용성 단백질의 회수
원료인 대두분말 대비 약 10 배 량의 정제수를 넣고 100 도에서 3 시간 동안 추출한 후 고형분 잔사를 제거하기 위하여 100 메쉐 여과포, 그리고 5 미크론의 필터를 통과시켜 분리한 후 황산칼슘 응고제를 1중량%로 넣어 단백질이 응고되게 한다. 응고된 단백질은 여과포를 사용하여 분리하고 1um로 정밀여과한 후 60 도에서 감압 농축한다. 농축액을 10brix가 되도록 증류수로 희석한 후 염산 혹은 유기산을 넣어 pH4가 되도록 첨가한다. 혹은 농축액에 에탄올을 3 배 부피로 넣어 단백질 및 고분 자물질을 침전시킨다. 침전된 고형분을 회수하기 위하여 3,000rpm에서 10분간 원심분리하여 고형분과 상층액을 분리하였다. 회수한 고형분을 에탄올 95%로 1-2회 세척한 후 진공 건조하였다.
실시예 3 : 대두배아 수용성 단백질의 회수
원료인 대두배아분말 대비 약 10 배 량의 정제수를 넣고 100 도에서 3 시간 동안 추출한 후 고형분 잔사를 제거하기 위하여 100 메쉐 여과포, 그리고 5 미크론의 필터를 통과시켜 분리한 후 황산칼슘 응고제를 1중량%로 넣어 단백질이 응고되게 한다. 응고된 단백질은 여과포를 사용하여 분리하고 1?m로 정밀여과한 후 60 도에서 감압 농축한다. 농축액을 10brix가 되도록 증류수로 희석한 후 염산 혹은 유기산을 넣어 pH4가 되도록 첨가한다. 혹은 농축액에 에탄올을 3 배 부피로 넣어 단백질 및 고분자물질을 침전시킨다. 침전된 고형분을 회수하기 위하여 3,000rpm에서 10 분간 원심분리하여 고형분과 상층액을 분리하였다. 회수한 고형분을 에탄올 95%로 1-2회 세척한 후 진공 건조하였다.
실시예 4 : 대두추출물의 연골세포에서의 증식 효과
세포를 96-well plate에 3x103cell/well로 옮겨 cell을 부착시킨 후 1% FBS-DMEM 배지로 교체(FBS에 대한 영향을 최소화 시켜줌) 해주고 대두추출물을 첨가하여 48시간 배양하였다. 대두추출물에 대한 세포증식 정도는 Cell Proliferation Kit(XTT, Roche)를 사용하여 control군에 대한 상대적 비교를 하였다. 간단한 KIT사용 방법은 XTT labeling reagent와 Electron coupling reagent 을 혼합하여 각 well에 동일하게 처리한 다음 4 시간동안 5% CO2, 37oC incubation하여 490nm 파장에서 ELISA reader로 읽어낸다. 결과는 도 1을 참고한다.
실시예 5 : 대두추출물의 연골세포에서의 히아루론산 합성
1. 연골 세포분리
3~4 주령 토끼에서 무균상태에서 연골조직을 분리한 후 0.2% collagenase type II로 37℃에서 4시간 처리한 후 100?m filter로 filtering하여 연골 세포를 얻었다. 세포는 37℃, 5% CO2에서 연골세포배지(DMEM/F12, 10%FBS, Insulin, Nonessential amino acid, Ascorbic acid, penicillin, Gibco BRL products)로 2일마다 교체해주었다.
2. bead 만들기
연골세포가 2X106cell/ml가 되게 1.5% alginate solution과 혼합한 후 102mM CaCl2solution(pH7.4)내로 주사기를 이용하여 한방울씩 떨어뜨려 chondrocyte-bead를 제작하였고 마지막으로 0.15M NaCl로 씻어주었다. Bead는 37℃, 5% CO2에서 연골배양배지(DMEM/F12, Nonessential amino acid, Ascorbic acid, Penicillin, Gibco BRL products)와 대두추출물을 첨가하여 실험 전까지 2일마다 교체해주었다.
3. Bead 내 히아루론산의 함량
3-1. Bead 획득
Bead를 연골세포 배양배지와 대두추출물을 첨가하여 2주간 배양한 후 PBS로 washing하였다. Bead를 수거하여 55mM sodium citrate, 30mM EDTA, 150mM sodium chloride(pH6.8) 용액에 4℃, 10~15min동안 처리한 후 Papain 20?g/ml in 0.1M sodium acetate, 50mM sodium EDTA, 5mM L-cyctein hydrochloride (pH5.53)을 56~60℃, overnight 반응시켰다. Enzyme inhibition을 위해 10분간 heating 후 얻어진 sample을 assay전까지 -20℃에서 보관하였다.
3-2. HA assay
Assay 하루전 HA binding protein(HABP)를 96 well plate에서 4℃, overnight으로 코팅 후 1% BSA로 blocking 시킨다. 37℃에서 60 분 동안 samples을 binding 시킨 후 0.5% PBST로 washing한다. Biotin-HABP를 60 분 동안 RT에서 binding 시킨 후 Extra-avidin alkaline phosphatase를 첨가한 후 p-nitrophenyl-phosphate(PNPP)으로 발색시킨다. 이 반응은 3N-NaOH로 inibition 시키고 405nm파장에서 흡광도를 읽는다. 결과는 도 2를 참고한다.
실시예 6 : 대두추출물의 연골세포에서의 GAG 합성
96well에 Sample 적정량과 DMB(dimethylmethylene blue) dye(in formate solution)를 mixing하여 540nm파장에서 흡광도를 읽어낸다. 결과는 도 3을 참고한다.
실시예 7 : 주름개선효과 (fibroblast proliferation assay)
4 주령 토끼의 섬유아세포(Rabbit primary fibroblast)를 96well-plate에 2x103cell/well로 10% FBS-DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium)에 배양하였다. 대두추출물 처리 전 1% FBS-DMEM으로 교체하고 대두추출물을 첨가하여 3일 동안 37℃에서 배양하였다. 배양 3일 후 XTT labeling reagent{sodium 3'-[1-(Phenylaminocarbonyl)-3,4-tetrzolium]-bis[4-methoxy-6-nitro] benzene sulfonic acid hydrate}와 Electron-coupling reagent[PMS(N-methyl dibenzopyrazine methyl sulfate)]를 50?l/well씩 첨가하여 4시간 이상 배양하였다. 이 XTT시약은 살아있는 세포에 의해 수용성인 Fromazan을 형성하게 되며, 형성된 Formazan은 ELISA leader를 이용하여 490nm에서 측정하여 세포 증식의 정도를 control군에 대한 상대비로 확인 할 수 있다. 결과는 도 4를 참고한다.
실시예 8 : 섬유아세포에서의 히아루론산의 함량
토끼의 섬유아세포를 10% FBS(fetal bovine serum)가 포함된 DMEM(Dulbecco's Modified Eagle's Medium)배지에 배양하여, 24well-plate에 2x104cell/well로 첨가하여 재배양(subculture)하였다. 다음날, 5% FBS가 포함된 DMEM 배지로 대두추출물을 첨가하여 3일 동안 37℃에서 배양하였다. 배양 3일 후 배지내의 total hyaluronic acid양은 HA binding protein(HABP)와 HA binding protein-biotin 의 sandwich ELIZA 방법으로 측정하여 405nm 파장에서 읽어내어 확인하였다. Standard로는 Hyaluronic acid(SIGMA H)를 사용하였다. 결과는 도 5를 참고한다.
실시예 9 : 섬유아세포에 의한 콜라겐 합성
위의 실험예 8)과 같은 방법으로 얻어진 배양액 내의 total collagen양은 Sircol red dye bind assay 방법으로 확인하였다. Dye와 결합된 collagen을 원심분리로 down시킨 후 Alkali reagent을 첨가하여 540nm 파장에서 읽어내어 확인하였다. 결과는 도 6을 참고한다.
본 발명에 따른 대두추출물에서 히아루론산 및/또는 글리코사미노글리칸의 생합성을 촉진하는 효과를 가짐으로써 관절염치료제, 안구건조증 치료제, 주름살 제거용 성형보조제, 수술후 유착방지제, 화장용 보습제, 인공피부, 창상치유, 흉터제거제, 질 건조증 치료제, 백내장수술 보조제 등에 사용할 수 있다.
Claims (16)
- 히아루론산 (hyaluronic acid), 글리코사미노글리칸 (glycosaminoglycan) 및/또는 콜라겐 (collagen)의 생합성을 촉진하는 대두 추출물, 대두 순물, 대두배아 추출물, 대두배아 순물로 구성된 그룹에서 선택된 하나 이상의 것을 유효성분으로 포함하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 대두는 피넛 (peanut), 잭빈 (jack bean), 쏘이빈 (soybean), 스윗피 (sweet pea), 렌틸 (lentil),리마 빈 (lima bean), 키드니 빈 (kidney bean), 피 (pea), 윙드 빈 (winged bean), 파바 빈 (fava bean) 및 이들의 배아 그리고 이들로부터 대두유 제조 시 부산물인 대두박 혹은 탈지대두로 구성된 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 것임을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 삭제
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 유효성분은 수용성단백질, 대두올리고당 (라피노스, 스타키오스, 설탕), phytic acid, 이노시톨, 피니톨, 사포닌, 수용성식이섬유, 이소플라본, 칼슘, 마그네슘을 포함함을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 상기 유효성분과 하나 이상의 약제학적으로 허용되는 담체 또는 부형제를 포함하는 것을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 제 5 항에 있어서, 상기 유효성분의 투여량은 성인 체중 1Kg 당 10 ~ 6,000 mg/일 범위인 것을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 제 5 항에 있어서, 상기 유효성분의 함량은 전체 조성물의 중량 대비 0.01 내지 10 중량 % 범위인 것을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
- 제 5 항에 있어서, 상기 담체는 전분, 젖당, 만니톨, 카르복시메틸셀룰로오스, 콘스타치, 및 무기염 등의 고형 담체, 증류수, 생리식염수, 포도당 수용액, 에탄올 등의 알코올, 프로필렌글리콜, 및 폴리에틸렌글리콜 등의 액체담체, 및 각종 동식물유, 백색바셀린, 파라핀 및 왁스 등의 유성담체로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 담체 또는 부형제를 포함하는 것임을 특징으로 하는 관절염 또는 디스크 (추간판돌출증) 치료용 조성물.
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