cyclophosphamide로 유도된 면역장기 손상 모델에서의 왕느릅나무의 보호 효과 Protective effect of ulmus macrocarpa hance against cyclophosphamide-induced lymphoid organ damage in BALB/c mice원문보기
왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance)는 우리나라 중부 이북의 산기슭에서 자생하는 느릅나무과(Ulmaceae) 낙엽 활엽 소교목이다. 왕느릅나무의 껍질은 유백피(Ulmi cortex)라 하여 동양의학에서는 예로부터 부종, 유방염, 위통, 종양, 방광염 등의 치료에 사용되어 왔으며, 고약을 만들어 ...
왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance)는 우리나라 중부 이북의 산기슭에서 자생하는 느릅나무과(Ulmaceae) 낙엽 활엽 소교목이다. 왕느릅나무의 껍질은 유백피(Ulmi cortex)라 하여 동양의학에서는 예로부터 부종, 유방염, 위통, 종양, 방광염 등의 치료에 사용되어 왔으며, 고약을 만들어 농양 및 염증 환부 치료에도 사용하였다. 최근 연구에 의하면 느릅나무는 항산화효과, 항암효과, 항혈소판 활성을 통한 혈전 형성 예방 및 항염증효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 왕느릅나무는 면역기능 조절 효과에 대한 연구는 진행되어 있으나 면역장기 손상에 의한 보호연구는 진행되지 않는 실정이다. 이러한 약용식물의 면역조절효과를 건강한 사람과 동물에서는 검증하기 어렵다. Cyclophosphamide (Cy)는 DNA alkylating agent로 1950년대 후반에 상용화되어 지난 50여 년간 가장 많이 사용되어진 항암제중 하나이다. Cy는 간세포에 존재하는 cytochrome P-450 효소에 의해 활성화 되어 세포 내로 확산을 통해 들어가 DNA 합성장애를 일으켜 세포사멸을 유도한다. 이러한 Cy는 그 부작용으로 백혈구 감소증과 골수억제를 통해 면역억제를 유발한다. 최근에는 Cy를 면역억제제로서 사용하여 면역억제 또는 면역장기의 손상을 유발시킨 동물모델을 면역조절연구에 많이 사용하고 있다. 또한 이러한 동물 모델을 대상으로 약용식물의 항암제 부작용 완화효능 및 감염, 영양결핍, 노화로 인한 면역약화 환자의 치료효능 검증연구에도 사용되고 있다. 면역계는 호중구, 대식세포, 림프구와 같은 면역세포와 관련되어 있으며, 이들 면역세포의 상호작용에 의하여 면역 반응이 일어나게 된다. Cy는 이러한 면역세포에 손상을 줌으로써 면역의 항상성을 깨트리고 면역과 관련된 비장과 흉선의 변화를 초래한다. 비장에서의 white pulp는 림프구가 밀집하여 있는 곳으로 면역반응의 중심이 되고 있다. 따라서 Cy에 의해 면역억제 상태가 되면 림프구 수의 감소가 관찰 된다. 흉선은 T 세포가 분화 및 성숙을 하는 곳으로, 흉선의 cortex에서 미성숙 T 세포가 분화하여 성숙된 T 세포가 되면 medulla로 이동하며 면역반응을 위해 체액내로 유입된다. 이러한 흉선에 면역억제 상태가 되면 T 세포 수의 감소가 관찰된다. 따라서 비장과 흉선에서의 면역세포의 변화는 Cy로 유발한 면역억제를 의미한다. 본 연구는 왕느릅나무 추출물이 Cy에 의한 면역장기 손상 보호를 실험적으로 확인하고자 하였다. BALB/c 수컷 쥐를 군당 6 마리씩 6군으로, 1) 정상군, 2) Cy 투여군, 3) UMWE 100 ㎎/㎏ + Cy 투여군, 4) UMWE 200 ㎎/㎏ + Cy 투여군, 5) UMWE 100 ㎎/㎏ 투여군, 6) UMWE 200 ㎎/㎏ 투여군으로 나누었고 왕느릅나무 추출물(Ulmus macrocarpa Hance water extract, UMWE)을 농도별(100 ㎎/㎏, 200 ㎎/㎏) 14 일간 경구 투여하였다. 13 일에 Cy (120 ㎎/㎏) 복강 내 주사하여 면역장기 손상을 유도한 뒤 15 일에 희생하여 그 결과를 분석하였다. 실험결과 Cy에 의하여 비장과 흉선의 위축과 장기무게지수의 감소를 확인 하였고, 조직학적 분석을 통해 Cy에 의하여 비장은 white pulp에서 periarteriolar lymphoid sheath (PALS)로부터 marginal zone (MZ)까지의 손상을 확인하였으며, 흉선은 cortex의 손상을 확인하였다. 하지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군를은 이러한 손상이 완화, 보호됨을 확인하였다. 면역장기 세포 수를 확인한 결과, 총 비장세포 수에서는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군이 53.0% 감소하였지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군에서는 각각 42.3%, 37.6% 감소하여 UMWE에 의하여 농도 의존적으로 생존율이 높아졌고, 총 흉선세포 수에서는 정상군과 비교하였을 떄 Cy 투여군이 82.0% 감소하였지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군에서는 이러한 감소가 각각 66.7%, 70.4% 줄어들어 생존율이 높아졌으나 UMWE의 농도에 따른 차이는 없었다. 대표적인 면역세포인 CD4+ T 세포와 CD8+ T 세포 및 CD45R+ B 세포를 flow cytometry로 분석하였고, 그 비율을 총 면역장기 세포 수에서의 절대 수로 확인하였다. 비장과 흉선세포의 CD4+ T 세포와 CD8+ T 세포는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군보다 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군들이 낮게 감소하여 UMWE에 의해 높은 생존율을 보였으나 농도와는 관계가 없었다. 하지만 비장세포에서의 CD45R+ B 세포는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군이 67.7% 감소하였으나 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군은 각각 61.3%, 48.8% 감소하여 UMWE에 의하여 농도 의존적으로 높은 생존율을 보였다. 또한 UMWE 200 ㎎/㎏ + Cy 투여군은 Cy 투여군과 비교하여 58.8% 유의적으로 증가하였다. 이러한 결과를 통하여 Cy에 의한 면역세포의 사멸로 유발된 면역장기 손상을 UMWE이 면역세포의 생존율을 높여 면역장기 손상을 완화 보호함을 처음으로 증명하였으며, 앞으로의 추가 연구의 근거와 항암치료 중인 환자의 건강과 삶의 질을 개선시키거나 면역약화 환자의 치료에 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
왕느릅나무(Ulmus macrocarpa Hance)는 우리나라 중부 이북의 산기슭에서 자생하는 느릅나무과(Ulmaceae) 낙엽 활엽 소교목이다. 왕느릅나무의 껍질은 유백피(Ulmi cortex)라 하여 동양의학에서는 예로부터 부종, 유방염, 위통, 종양, 방광염 등의 치료에 사용되어 왔으며, 고약을 만들어 농양 및 염증 환부 치료에도 사용하였다. 최근 연구에 의하면 느릅나무는 항산화효과, 항암효과, 항혈소판 활성을 통한 혈전 형성 예방 및 항염증효과가 있다고 알려져 있다. 하지만 왕느릅나무는 면역기능 조절 효과에 대한 연구는 진행되어 있으나 면역장기 손상에 의한 보호연구는 진행되지 않는 실정이다. 이러한 약용식물의 면역조절효과를 건강한 사람과 동물에서는 검증하기 어렵다. Cyclophosphamide (Cy)는 DNA alkylating agent로 1950년대 후반에 상용화되어 지난 50여 년간 가장 많이 사용되어진 항암제중 하나이다. Cy는 간세포에 존재하는 cytochrome P-450 효소에 의해 활성화 되어 세포 내로 확산을 통해 들어가 DNA 합성장애를 일으켜 세포사멸을 유도한다. 이러한 Cy는 그 부작용으로 백혈구 감소증과 골수억제를 통해 면역억제를 유발한다. 최근에는 Cy를 면역억제제로서 사용하여 면역억제 또는 면역장기의 손상을 유발시킨 동물모델을 면역조절연구에 많이 사용하고 있다. 또한 이러한 동물 모델을 대상으로 약용식물의 항암제 부작용 완화효능 및 감염, 영양결핍, 노화로 인한 면역약화 환자의 치료효능 검증연구에도 사용되고 있다. 면역계는 호중구, 대식세포, 림프구와 같은 면역세포와 관련되어 있으며, 이들 면역세포의 상호작용에 의하여 면역 반응이 일어나게 된다. Cy는 이러한 면역세포에 손상을 줌으로써 면역의 항상성을 깨트리고 면역과 관련된 비장과 흉선의 변화를 초래한다. 비장에서의 white pulp는 림프구가 밀집하여 있는 곳으로 면역반응의 중심이 되고 있다. 따라서 Cy에 의해 면역억제 상태가 되면 림프구 수의 감소가 관찰 된다. 흉선은 T 세포가 분화 및 성숙을 하는 곳으로, 흉선의 cortex에서 미성숙 T 세포가 분화하여 성숙된 T 세포가 되면 medulla로 이동하며 면역반응을 위해 체액내로 유입된다. 이러한 흉선에 면역억제 상태가 되면 T 세포 수의 감소가 관찰된다. 따라서 비장과 흉선에서의 면역세포의 변화는 Cy로 유발한 면역억제를 의미한다. 본 연구는 왕느릅나무 추출물이 Cy에 의한 면역장기 손상 보호를 실험적으로 확인하고자 하였다. BALB/c 수컷 쥐를 군당 6 마리씩 6군으로, 1) 정상군, 2) Cy 투여군, 3) UMWE 100 ㎎/㎏ + Cy 투여군, 4) UMWE 200 ㎎/㎏ + Cy 투여군, 5) UMWE 100 ㎎/㎏ 투여군, 6) UMWE 200 ㎎/㎏ 투여군으로 나누었고 왕느릅나무 추출물(Ulmus macrocarpa Hance water extract, UMWE)을 농도별(100 ㎎/㎏, 200 ㎎/㎏) 14 일간 경구 투여하였다. 13 일에 Cy (120 ㎎/㎏) 복강 내 주사하여 면역장기 손상을 유도한 뒤 15 일에 희생하여 그 결과를 분석하였다. 실험결과 Cy에 의하여 비장과 흉선의 위축과 장기무게지수의 감소를 확인 하였고, 조직학적 분석을 통해 Cy에 의하여 비장은 white pulp에서 periarteriolar lymphoid sheath (PALS)로부터 marginal zone (MZ)까지의 손상을 확인하였으며, 흉선은 cortex의 손상을 확인하였다. 하지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군를은 이러한 손상이 완화, 보호됨을 확인하였다. 면역장기 세포 수를 확인한 결과, 총 비장세포 수에서는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군이 53.0% 감소하였지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군에서는 각각 42.3%, 37.6% 감소하여 UMWE에 의하여 농도 의존적으로 생존율이 높아졌고, 총 흉선세포 수에서는 정상군과 비교하였을 떄 Cy 투여군이 82.0% 감소하였지만 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군에서는 이러한 감소가 각각 66.7%, 70.4% 줄어들어 생존율이 높아졌으나 UMWE의 농도에 따른 차이는 없었다. 대표적인 면역세포인 CD4+ T 세포와 CD8+ T 세포 및 CD45R+ B 세포를 flow cytometry로 분석하였고, 그 비율을 총 면역장기 세포 수에서의 절대 수로 확인하였다. 비장과 흉선세포의 CD4+ T 세포와 CD8+ T 세포는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군보다 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군들이 낮게 감소하여 UMWE에 의해 높은 생존율을 보였으나 농도와는 관계가 없었다. 하지만 비장세포에서의 CD45R+ B 세포는 정상군과 비교하였을 때 Cy 투여군이 67.7% 감소하였으나 UMWE (100, 200 ㎎/㎏) + Cy 투여군은 각각 61.3%, 48.8% 감소하여 UMWE에 의하여 농도 의존적으로 높은 생존율을 보였다. 또한 UMWE 200 ㎎/㎏ + Cy 투여군은 Cy 투여군과 비교하여 58.8% 유의적으로 증가하였다. 이러한 결과를 통하여 Cy에 의한 면역세포의 사멸로 유발된 면역장기 손상을 UMWE이 면역세포의 생존율을 높여 면역장기 손상을 완화 보호함을 처음으로 증명하였으며, 앞으로의 추가 연구의 근거와 항암치료 중인 환자의 건강과 삶의 질을 개선시키거나 면역약화 환자의 치료에 적용할 수 있는 가능성을 제시하였다.
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