KR101714448B1 - 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물 및 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물 - Google Patents

위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물 및 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물, 헬리코박터 파이로리의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 함유하는 건강기능식품에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 조성물은 위에서 기생하는 헬리코박터 파이로리의 우레아제 활성을 저해시켜, 헬리코박터 파이로리균에 의해 발생하는 위암, 위궤양, 위염 등 각종 위장관련 질병의 치료 및 예방용으로 활용이 가능하며, 위염과 같은 위장 질환의 개선에 효과적인 기능성 음료, 건강 기능 식품 등의 기능성 식품 분야에 유용하게 이용될 수 있다.

Description

위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물 및 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물{COMPOSITION FOR INHIBITING UREASE ACTIVITY OF HELICOBATER PYLORI AND COMPOSITION FOR PREVENTING OR TREATING DAMAGES OF GASTRIC MUCOSA}
본 발명은 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물, 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물 및 이를 함유하는 건강기능식품에 관한 것이다.
온천수는 땅표면에서 자연용출 되거나 인공적으로 착정시추하여 끌어올린 지하수로 정의되는 것으로서, 수온이 그 지역의 연평균 기온 또는 그 지역의 얕은 지층의 지하수 수온보다 높아야 한다. 이에 비교하여 그 이하의 것은 냉천, 수온과 관계없이 무기물질 또는 가스성분을 다량 함유하고 있는 것은 광천이라고 한다.
온천의 한계 온도는 지역에 따라 다르며, 우리나라는 섭씨 25℃ 이상을 온천으로 규정하고 있으며, 영국, 독일, 프랑스 등은 섭씨 20℃ 이상을, 미국은 21.1℃ 이상을 온천으로 규정하고 있다.
또한, 우리나라는 온천을 지하로부터 용출되는 섭씨 25℃ 이상의 온수로 그 성분이 인체에 해롭지 아니한 것으로 규정하고 있으며[온천법(81.3.2.법률 3377호), 온천법시행령(81.6.18.대통령령10354호)], 온천학 상으로 좁은 뜻의 온천은 물리적, 화학적으로 보통의 물과는 성질이 다른 천연의 특수한 물이 땅속에서 지표로 나오는 현상이다.
이와 같은 온천수의 물리적 작용에 의한 효과로는 일반적 혈액순환 항진효과, 진통 완화효과, 진정효과,및 피부미용효과 등이 있다.
한편, 헬리코박터 파이로리(Helicobacter pylori)균은 1982년 호주의 Marshall과 Warren에 의하여 인체의 위점막에서 처음 분리된 이래, 만성위염 및 소화성 궤양의 주요 원인균임이 밝혀졌으며, 1994년에는 세계보건기구 산하 국제 암연구기관에서 발암인자의 하나로 규명되었다. 이 균은 몇 개의 편모를 가진 그람음성 간균으로 위 점막층의 표층이나 점액 내에 증식하며 가장 특징적인 미생물학적 성상으로서 강력한 운동성과 유레아제(urease)효소 활성을 가지고 있다.
헬리코박터 파이로리균은 강력한 요소 분해효소인 우레아제(urease)를 분비하여 위액내의 요소(H2NCONH2, urea) 1 분자를 가수분해하여 2분자의 암모니아(NH3)를 형성한다. 이 세균의 우레아제는 인체 위장관 표피세포에 헬리코박터 파이로리균을 감염시키고, 콜로니화(집락화, colonization)를 돕는 것에 대한 밀접한 관련성이 있다고 보고된다. 구체적으로, 우레아제를 불활성화시킨 헬리코박터 파이로리 균주는 위 점막세포에서 콜로니화하지 못하며, 우레아제 활성이 헬리코박터 파이로리의 콜로니화에 필수적이라는 보고가 있으며(Eaton K.A., et al., Infect Immun., 59, pp2470-2475, 1991), 헬리코박터 파이로리 우레아제에 의해 생성된 암모니아는 위액내 pH를 증가시키고, 위 점액층을 손상시키며(Sidebotham R.L., et al., J. Clin. Pathol., 44, pp52-57, 1991), 암모니아 자체가 위 점액층 세포의 산소소비와 미토콘드리아의 ATP 생성을저해하고(Tsujii M., et al., Gastroenterology, 102, pp1881-1888, 1992), 궁극적으로 암모니아는 모노클로로아민 (monochloroamine)을 형성하여 반응성 산소종(reactive oxygen species)을 생성하기 때문에 세포손상을 유발하여 만성염증을 일으키고, 나아가 DNA 손상을 일으켜 암발생 과정을 촉진시킨다는 보고가 있다(Hahm K.B., et al., Am. J. Gastroenterol., 92, pp1853-1857, 1997).
상기와 같은 헬리코박터 파이로리 우레아제의 활성을 저해하기 위해 항생제 요법이 사용되고 있으나, 항생제 내성 균주의 출현으로 인해 효율성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 최근에는 헬리코박터 파이로리를 제균할 수 있는 효과적인 방법으로 다양한 백신이 개발되고 있으며, 이들 중 대부분은 헬리코박터 파이로리의 병원성에 특이적인 표적인자(antigen)로 알려진 우레아제, VacA, CagA 및 뉴트로필-활성단백질(neutrophil-activating protein; NAP)과 같은 단백질을 표적으로 하는 억제자의 탐색에 대한 연구들이 진행되고 있다.
현재까지, 온천수의 음용은 위 점막의 혈류를 증가시키고 위액의 분비를 증가 혹은 억제하는 작용이 있다고 알려져 왔으나, 온천수의 음용이 사람의 위에서 기생하여 살면서 위염, 소화성 궤양, 위암의 원인으로 알려진 헬리코박터 파이로리균에 대한 항균효과를 지니거나 항우레아제 활성을 지닌다는 구체적인 보고는 아직 미흡한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명자는 백암 및 덕구 지역의 온천수를 음용하도록 한 흰 쥐를 대상으로, 위 점막의 손상 정도 감소 및 위장 내 헬리코박터 파이로리 우레아제의 활성 억제를 확인하여, 이에 기초하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에, 본 발명의 목적은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 백암 또는 덕구 지역의 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는, 헬리코박터 파이로리의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 백암 또는 덕구 지역의 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 함유하는, 건강기능식품을 제공하는 것이다.
그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역의 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는, 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역의 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는, 위장 내 헬리코박터 파이로리의 우레아제 활성 저해능을 지닌 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역의 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 함유하는, 건강기능식품을 제공한다.
본 발명의 일 구현예로서, 상기 조성물은 K 0.60 내지 0.80 mg/L, Na 41.00 내지 47.00 mg/L, Ca 1.9 내지 3.0 mg/L, Cl 4.40 내지 10.00 mg/L, SO45.20 내지 16.00mg/L, HCO389.70 내지 134.00mg/L, SiO2 34.00 내지 87.00mg/L, F 4.2 내지 10.30mg/L, Li 0.04 내지 0.08 mg/L, Sr 0.03 이하 mg/L, Zn 0.01 이하 mg/L및 Al 0.01 내지 0.016 mg/L의 성분을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 조성물은 위 점막 손상 정도를 감소시키고, 위에서 기생하는 헬리코박터 파이로리의 우레아제 활성을 저해시켜, 헬리코박터 파이로리균에 의해 발생하는 위암, 위궤양, 위염 등 각종 위장관련 질병의 치료 및 예방용으로 활용이 가능하며, 위염과 같은 위장 질환의 개선에 효과적인 기능성 음료, 건강 기능 식품 등의 기능성 식품 분야에 유용하게 이용될 수 있다.
도 1은 흰 쥐의 온천수 음용시, NSAID(Indomethacin) 투여에 의한 위점막 손상 정도를 육안 수준으로 나타내어 비교한 것이다.
도 2는 흰 쥐의 온천수 음용시, NSAID(Indomethacin) 투여에 의한 위점막 손상 정도를 현미경 수준으로 나타내어 비교한 것이다.
도 3은 흰 쥐의 온천수 음용시, NSAID(Indomethacin) 투여에 의한 위점막 손상 정도를 비교한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 4는 온천수 및 증류수에서 증식한 헬리코박터 파이로리 균(26695) 및 배양액 상층부의 우레아제 활성 억제효과를 비교한 결과를 그래프로 나타낸 것이다.
도 5및 도 6은 in vitro 에서 Jack bean urease 활성도에 대한 덕구, 백암 온천수의 억제 효과를 나타낸 것이다.
이하,본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 위 점막 손상의 예방 및 치료용 조성물을 제공한다. 또한, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는, 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 저해능을 지닌 조성물을 제공한다.
이 때, 상기 조성물은 K 0.60 내지 0.80 mg/L, Na 41.00 내지 47.00 mg/L, Ca 1.9 내지 3.0 mg/L, Cl 4.40 내지 10.00 mg/L, SO4 5.20 내지 16.00 mg/L, HCO3 89.70 내지 134.00mg/L, SiO2 34.00 내지 87.00 mg/L, F 4.2 내지 10.30 mg/L, Li 0.04 내지 0.08 mg/L, Sr 0.03 이하 mg/L, Zn 0.01 이하 mg/L 및 Al 0.01 내지 0.016 mg/L의 성분을 함유하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르는 조성물은 헬리코박터 파이로리균에 의해 발생하는 위암, 위궤양, 위염 등 각종 위장관련 질병의 치료 및 예방용으로 활용이 가능하며, 가축의 분뇨에서 우레아제 활성에 의해 발생하는 암모니아의 생성을 억제할 수 있다는 점에서 환경개선제로서도 응용할 수 있다.
또한, 본 발명은 백암 또는 덕구 지역 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 조성물을 함유하는 건강기능식품을 제공한다. 즉, 본 발명의 조성물은 위장 질환 개선을 위한 목적으로 식품 또는 음료에 첨가될 수 있다. 이때, 식품 또는 음료 중에 본 발명의 상기 온천수를 포함하는 조성물의 양은 일반적으로 전체 식품 중량의 10 내지 90 중량%로 가할 수 있으며, 위장 질환의 개선을 목적으로 한 기능성 음료, 환제, 정제 또는 상기 성분을 건조 분말화하여 충진한 연질 또는 경질 캡슐제의 형태로 이용할 수 있고, 음료 조성물에는 100 ㎖를 기준으로 10 내지 90 ㎖의 비율로 본 발명의 조성물을 가할 수 있다.
본 발명의 건강 음료 조성물은 필수 성분으로서 상기 조성물을 함유하는 외에는 액체성분에는 특별한 제한점은 없으며 통상의 음료와 같이 여러 가지 향미제 또는 천연 탄수화물 등을 추가 성분으로서 함유할 수 있다. 상술한 천연 탄수화물의 예는 모노사카라이드, 예를 들어, 포도당, 과당 등의 디사카라이드, 예를 들어 말토스, 슈크로스 등의 폴리사카라이드, 예를들어 덱스트린, 시클로덱스트린 등과 같은 통상적인 당 및 자일리톨, 소르비톨, 에리트리톨 등의 당알콜이다. 상술한 것 이외의 향미제로서 천연 향미제(타우마틴, 스테비아 추출물(예를 들어 레바우디오시드 A, 글리시르히진등) 및 합성 향미제(사카린, 아스파르탐 등)를 유리하게 사용할 수 있다. 상기 천연 탄수화물의 비율은 본 발명의 조성물 100 ㎖당 일반적으로약 1 내지 20g, 바람직하게는 약 5 내지 12g이다.
상기 외에 본 발명의 조성물은 여러가지 영양제, 비타민, 광물(전해질), 합성 풍미제 및 천연풍미제 등의 풍미제, 착색제 및 중진제(치즈, 초콜릿 등), 펙트산 및 그의 염, 알긴산 및 그의 염, 유기산, 보호성 콜로이드증점제, pH 조절제, 안정화제, 방부제, 글리세린, 알콜, 탄산 음료에 사용되는 탄산화제 등을 함유할 수 있다. 그밖에 본 발명의 조성물들은 천연 과일 쥬스 및 과일 쥬스 음료 및 야채 음료의 제조를 위한 과육을 함유할 수 있다. 이러한 성분은 독립적으로 또는 조합하여 사용할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 것으로, NSAID 제제는 비스테로이드성 항염증제로서 다양한 질환을 치료하기 위해 전세계적으로 널리 사용되고 있는 물질이다. 그러나 이들은 산성의 성질을 띠므로 점막을 직접적으로 손상시키고, 점막의 프로스타글란딘의 합성을 저해하는 등 위장질환을 일으키는 것으로 널리 알려져 있다.
본 명세서에서 사용된 것으로, PPI는 프로톤 펌프 억제제의 약어이며, 따라서 에소메프라졸, 또는 그의 알칼리성 염 또는 이들 중의 어느 하나의 수화된 형태뿐만 아니라 오메프라졸, 또는 그의 알칼리성 염 또는 이 들 중의 어느 하나의 수화된 형태를 포함한다. 상기 프로톤 펌프 억제제는 위산의 분비를 억제해주는 제제로서, 위염, 위궤양, 십이지장 궤양과 같은 위장질환의 증상을 감소시키는 효과를 띤다.
이하, 본 발명의 구성을 하기의 실시예를 통하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 본 발명의 권리범위는 하기 실시예에 의하여 특허청구범위가 제한되는 것은 아니다.
실시예 1. 백암 및 덕구 온천수의 주요 원소 함유량 검출
백암 및 덕구 온천수의 주요 원소 함유량은 한국온천의 현황과 이용(이종태, ㈜한국중앙온천연구소, 2008년 12월 발행)에서 발췌하였다.
성분 백암온천수(mg/L) 덕구온천수(mg/L)
K 0.8 0.6
Na 47 41
Ca 1.9 3
Mg - 0.01
Cl 10 4.4
SO4 16 5.2
CO3 - 5.8
HCO3 134 89.7
SiO2 87.0 34.0
F 4.2 10.3
Li 0.04 0.08
Sr - 0.03
Zn - 0.01
Al 0.01 0.016
실시예 2. 위점막의 손상 정도 감소의 측정
실험동물로는 체중이 158g~160g (6주령, M) 되는 Sprague Dawley (SD) rat (오리엔트바이오 사) 37마리를 이용하였다.
상기 37마리의 흰 쥐는수도물 처리군 3마리, 덕구온천수 처리군 4마리, 백암온천수 처리군 4마리, NSAID (Indomethacin,80mg/kg)처리군 6마리, NSAID(Indomethacin, 180mg/kg) 및 덕구온천수 처리군 6마리, NSAID (Indomethacin , 180mg/kg)및 백암온천수 처리군 6마리, NSAID 및 PPI(omeprazole, 30mg/kg + Indomethacin, 180mg/kg)처리군 6마리로 나누었다.
온천수 및 NSAID를 처리한 군은, 먼저 5 내지 6일 정도 온천수를 음용 시킨 후에 NSAID를 투여 하였다. NSAID처리는 Indomethacin을 Tris(PH 8.0)에 녹이고 180mg/kg 의 양으로 1번 투여하였다. PPI처리는 Omeprazole을 생리식염수에 녹이고 30mg/kg 의 양으로 피하주사 처리하였고, Indomethacin을 180mg/kg 의 양으로 복강 내 1번 투여하였다.
이후, 24시간이 경과한 다음날 흰 쥐를 희생시켜 샘플을 얻었으며, 위 조직을 4% PFA 에 고정시틴 다음 파라핀에 포매시키고 paraffin block을 만들어 5 μm 두께로 절단하고, H&E stain을 한 후 육안 및 광학 현미경으로 관찰한 결과를 각각 도 1 및 도 2에 나타내었다.
도 1의 NSAID만을 처리한 군에서는 검은색의 위점막 점상출혈을 나타내고, 도 2의 NSAID만을 처리한 군에서는 상대적으로 흰 색의 위점막 손상부분을 나타내고 있어, 위 점막이 손상된 것을 알 수 있었다. 그러나, NSAID 및 온천수를 처리한 군에서는 상기 점상출혈 및 흰 색의 위점막 손상부분이 나타나지 않아, 위 점막이 손상되지 않음을 알 수 있었다.
이를 통하여, 백암 또는 덕구 온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 조성물은 위 점막의 손상을 예방하거나 치료할 수 있음을 확인하였다.
실시예 3. 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 저해활성의 측정
먼저 증류수와 온천수를 465ml각각에 브레인-하트 인퓨전(BD) 18.5g을 충분히 녹인 후에, 오토클레이빙을 하였다. 이 후, 7% serum 35ml을 섞어서 배지를 만들고, 이에 헬리코박터 파이로리 균을 접종하여 37 °C, CO2 인큐베이터에서 배양하였다.
이후,5일간 배양시킨 3가지 배지에서 헬리코박터 파이로리 균의 각 샘플을 채취하여,1.5내지 2ml의 쏘이 아가(soy agar)에 20% 우레아제 용액과 1:1로 접종시켰고, 맥팔랜드 수치를 0.08 내지 0.12의 범위 안에서 0.1로 맞춰주었다. 30분마다 헬리코박터 파이로리 균의 집락수를 측정하여 표 2에 나타내었다. 그 후증류수(DW), 덕구온천수,및 백암온천수를 30일 동안 먹인 후 증류수를 먹인 쥐와 온천수를 먹인 쥐에서 위 점막을 채취하여 혐기조건에서 세균배양을 하였다.
표 2에서 나타낸 것과 같이, 증류수에 비해 덕구 및 백암온천수를 음용한 생쥐에서 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성을 저해시켜, 헬리코박터 파이로리 균의 콜로니화를 억제함을 확인하였다. 도 4 에서와 같이 덕구 및 백암온천수에서 배양한 세균 및 배양 상층액의 우레아제 활성 역시 증류수에서 배양한 것에 비하여 그 활성도가 감소하였음을 알 수 있었다.
즉시(cfu/㎖) 30분 후(cfu/㎖) 60분 후(cfu/㎖) 90분 후(cfu/㎖)
증류수 7906.7 7323.3 7423.3 8196.7
덕구온천수 7170.0 3870.0 3990.0 4030.0
백암온천수 6935.0 3865.0 3960.0 4005.0
이를 통하여, 백암 또는 덕구온천수와 동일 내지 유사한 성분을 포함하는 조성물은 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 활성을 저해시켜, 헬리코박터 파이로리 균의 콜로니화를 억제함을 확인하였다.
실시예 4. 잭 빈 우레아제 저해활성의 측정
증류수(DW), 덕구온천수, 및 백암온천수 각각의 우레아제 저해 활성을 다음과 같은 방법으로 측정하였고 그 결과를 도 5 및 도 6에 나타내었다.
잭 빈 우레아제(Jack bean urease : Sigma type III, Sigma Co.) 효소 용액(5㎕) 0.1㎖를 3mM 포스페이트완충용액(phosphate buffer solution : pH 6.8) 2.5㎖, 페놀 레드(phenol red) 0.1㎖(7㎍/㎖) 및 0.4㎖ 우레아(10, 20% urea 용액)를 포함한 1cm 길이의 큐베트(cuvette)에 넣고 23에서 분광광도계(SpectronicGenesys, Spectronic Inc., USA)로 OD560의 경시변화를 조사하여 30분마다 측정하였다. 속도는 곡선의 직선 부분(0.15 ~0.5 OD unit)의 기울기로부터 계산되었다.
도 5및 도 6에 나타낸 것과 같이, 덕구 및 백암온천수 각각은 잭 빈 우레아제 저해 활성을 나타냄을 알 수 있었다.

Claims (3)

  1. K 0.60 내지 0.80 mg/L, Na 41.00 내지 47.00 mg/L, Ca 1.9 내지 3.0 mg/L, Cl 4.40 내지 10.00 mg/L, SO4 5.20 내지 16.00 mg/L, HCO3 89.70 내지 134.00mg/L, SiO2 34.00 내지 87.00 mg/L, F 4.2 내지 10.30 mg/L, Li 0.04 내지 0.08 mg/L, Sr 0.03 이하 mg/L, Zn 0.01 이하 mg/L 및 Al 0.01 내지 0.016 mg/L의 성분을 함유하고, 위염, 소화성 궤양 및 위암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 위장 관련 질환의 예방 또는 개선용 건강기능식품.

  2. K 0.60 내지 0.80 mg/L, Na 41.00 내지 47.00 mg/L, Ca 1.9 내지 3.0 mg/L, Cl 4.40 내지 10.00 mg/L, SO4 5.20 내지 16.00 mg/L, HCO3 89.70 내지 134.00mg/L, SiO2 34.00 내지 87.00 mg/L, F 4.2 내지 10.30 mg/L, Li 0.04 내지 0.08 mg/L, Sr 0.03 이하 mg/L, Zn 0.01 이하 mg/L 및 Al 0.01 내지 0.016 mg/L의 성분을 함유하고, 위 점막 손상으로 인한 위염, 소화성 궤양 및 위암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 위장 관련 질환의 예방 및 치료용 약학적 조성물.

  3. K 0.60 내지 0.80 mg/L, Na 41.00 내지 47.00 mg/L, Ca 1.9 내지 3.0 mg/L, Cl 4.40 내지 10.00 mg/L, SO4 5.20 내지 16.00 mg/L, HCO3 89.70 내지 134.00mg/L, SiO2 34.00 내지 87.00 mg/L, F 4.2 내지 10.30 mg/L, Li 0.04 내지 0.08 mg/L, Sr 0.03 이하 mg/L, Zn 0.01 이하 mg/L 및 Al 0.01 내지 0.016 mg/L의 성분을 함유하는, 헬리코박터 파이로리 균의 우레아제 저해능을 지니고, 위염, 소화성 궤양 및 위암으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 위장 관련 질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물.
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