[논문]감껍질 열수 및 초임계 유체 추출물의 항아토피 효과

조병옥; 윤홍화; 방숭주; 신재영; 하혜옥; 김상준; 정승일; 장선일

doi:10.9721/kjfst.2015.47.3.394

감껍질 열수 및 초임계 유체 추출물의 항아토피 효과
Anti-atopic Effect of Hot Water and Supercritical Carbon Dioxide Fluid Extract of Persimmon (Diospyros kaki) Peels 원문보기

한국식품과학회지 = Korean journal of food science and technology, v.47 no.3, 2015년, pp.394 - 400

조병옥 ((주)아토큐앤에이) , 윤홍화 ((주)아토큐앤에이) , 방숭주 (전주대학교 보건관리학과) , 신재영 (전주대학교 보건관리학과) , 하혜옥 (전주대학교 보건관리학과) , 김상준 ((재)전주생물소재연구소) , 정승일 ((재)전주생물소재연구소) , 장선일 ((주)아토큐앤에이)

초록
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본 연구에서는 고종시 감껍질을 열수 추출 및 초임계 유체 추출하여 아토피 피부염 증상 억제 효과를 밝히고, 항염 효능을 나타내는 기능성 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다. 그 결과 육안 평가를 통해 피부의 홍반(erythema), 가려움과 피부의 건조상태(pruritus and dry skin), 부종과 혈종(edema and excoriation), 짓무름(erosion), 그리고 태선화(lichenification)와 같은 아토피 피부염 같은 증상이 AD 모델에서 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 완화되는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 피부 두께와 염증 세포의 침윤은 AD 모델에서 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 혈청 중의 IgE와 IL-4의 수치를 측정한 결과, AD 모델에서 크게 증가하였으나 SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 효과를 나타내었다. 또한 RAW264.7 세포에 SPPE를 처리하였을 경우 염증 매개 인자인 NO, $PGE_2$, IL-6, IL-$1{\beta}$의 생성량이 유의적의로 감소하였고, PPWE의 경우 NO, $PGE_2$, IL-$1{\beta}$의 생성을 억제한 반면 IL-6 생성 억제에는 영향을 나타내지 않았다. 이러한 염증 매개 인자 억제 효능은 SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 것을 확인하였다. 따라서 감껍질 추출물은 아토피 피부염 증상 개선과 염증관련 질환 치료를 위한 기능성 천연물 소재로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study aimed to investigate the anti-atopic effect of hot water (PPWE) and supercritical-carbon dioxide fluid extract of persimmon peels (SPPE) on atopic dermatitis (AD)-like skin lesions in hairless mice. Histological analyses demonstrated that SPPE treatment more strongly inhibited the dermal infiltration of inflammatory cells in AD-like skin lesions than that by PPWE. Compared to PPWE, SPPE significantly decreased the dermatitis clinical score and the epidermal thickness and potently suppressed serum IgE and interleukin (IL)-4 production in hairless mice with AD. Furthermore, compared to PPWE, SPPE potently inhibited the production of nitric oxide, prostaglandin $E_2$, and proinflammatory cytokines such as IL-6 and IL-$1{\beta}$ in lipopolysaccharide-stimulated RAW264.7 macrophages. These results suggested that SPPE exhibited anti-atopic dermatitis activity via the regulation of inflammatory responses.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

하지만 아토피 피부염에서 나타나는 염증과 가려움증 완화에 대한 감껍질의 효과에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고종시 감껍질을 열수 추출 및 초임계 유체 추출하여 아토피 피부염 증상 억제 효과를 밝히고, 항염 효능을 나타내는 기능성 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.
하지만 아토피 피부염에서 나타나는 염증과 가려움증 완화에 대한 감껍질의 효과에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 고종시 감껍질을 열수 추출 및 초임계 유체 추출하여 아토피 피부염 증상 억제 효과를 밝히고, 항염 효능을 나타내는 기능성 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다.

제안 방법

1시간 후 LPS (1 μg/mL)를 처리하여 18시간 배양한 후, 세포배양 상층액을 취하여 PGE2, IL-6, IL-1β 사이토카인의 생산량 측정은 R&D systemes에서 구입한 ELISA kit를 사용하여, 제조사에서 권장하는 실험방법에 따라서 측정하였다.
무균환경에서 사육된 7주령의 수컷 hairless 마우스는 오리엔트 바이오(Iksan, Korea)에서 구입하여 식이 및 일정한 조건(23±3°C, 습도 50±5%, 명암12시간)으로 1주일간 환경에 적응 시킨 후 실험에 사용하였다. 1주의 적응기간 후 난괴법에 따라 군당 5마리씩 5군(대조군, AD 유도군, AD+SPPE 200 mg/kg 처리군, AD+PPWE 200 mg/kg 처리군, AD+Prednisolone 5 mg/kg 처리군)으로 나누고 전주대학교 실험동물위원회의 실험 규정에 준하여 실행하였다.
24시간 후 EZ-Cytox 시약 10 μL를 넣고 3시간 동안 배양한 후 microplate reader (Tecan Group Ltd., Mannedorf, Switzerland)를 이용하여 450 nm에서 흡광도를 측정하였고, 세포생존율은 대조군에 대한 생존율로 나타내었다.
Ez-Cytox cell viability assay kit를 이용하여 RAW264.7 세포에서 SPPE와 PPWE의 세포독성을 측정하였다(Fig. 4). SPPE (0, 25, 50, 100, 150 μg/mL)와 PPWE (0, 25, 50, 100, 150 μg/mL) 를 농도별로 처리한 결과 두 추출물 모두 150 μg/mL의 농도까지 세포 독성을 나타내지 않았다.
RAW264.7 세포를 6 well plate에 최종농도가 2×105 cells/mL가 되도록 분주한 뒤 37°C, 5% CO2 incubator에서 24시간 배양한 후 감껍질 초임계 추출물과 열수 추출물을 처리하였다.
SPPE와 PPWE의 항아토피 효과 유효성을 평가하기 위해 아토피 피부염의 면역학적 지표로 알려진 IgE와 염증 유발 사이토카인 IL-4의 함량을 측정하였다(Fig. 3). 혈청을 대상으로 아토피 바이오 마커인 IgE와 IL-4의 생성능을 조사한 결과, AD군은 정상군에 비해 IgE와 IL-4의 함량이 유의적으로 증가하였다.
각 실험군별 hairless mice의 등 부위를 관찰하여 아토피 피부염 병변의 형태학적 변화를 확인하였다. Fig.
각 실험군별 hairless mice의 아토피 피부염의 조직학적 변화를 확인하기 위하여 등 부위 피부 조직을 hematoxylin과 eosin으로 염색하여 관찰하였다(Fig. 2). 그 결과 AD군에서 피부 두께 및 염증세포의 침윤 상태가 뚜렷하게 확인되었으나, SPPE, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 피부 두께 및 염증세포의 침윤 상태가 완화되는 것을 확인할 수 있었고, SPPE 투여군이 PPWE 및 prednisolone 투여군 보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다.
건조시킨 감껍질을 100메시(mesh)로 분쇄하여 감껍질 500 g을 반응기에 주입 후 압력 300 bar, 온도 40°C, 보조용매 에탄올 유량은 6 mL/분(min)의 조건에서 총 8시간 동안 추출하였고, 분리조 압력은 40 bar, 온도 40°C, 이산화탄소(CO2) 유량은 60 mL/분의 조건에서 추출하였다(SPPE).
다음으로 SPPE와 PPWE를 처리할 경우 NO와 PGE2 생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 100μg/mL의 SPPE와 PPWE를 처리하고 1시간 후에 LPS (1 μg/mL)로 자극하여 18시간 배양한 다음 NO와 PGE2 생성량을 확인하였다.
15% DNFB를 제조하여 1일과 4일에 각각 등쪽 피부(100 μL)에 감작(sensitization)하였다. 두 번째 감작일인 4일부터 대조군은 생리식염수를 경구투여하였고, 추출물은 하루에 한번 실험 종료일까지 경구 투여하였다. 또한 염증질환 치료 약물인 prednisolne을 표준물질로 사용하여 하루에 한번 실험 종료일까지 경구 투여하였다.
두 번째 감작일인 4일부터 대조군은 생리식염수를 경구투여하였고, 추출물은 하루에 한번 실험 종료일까지 경구 투여하였다. 또한 염증질환 치료 약물인 prednisolne을 표준물질로 사용하여 하루에 한번 실험 종료일까지 경구 투여하였다. 첫 번째 감작일로부터 7일, 10일과 13일에 3일 간격으로 0.
마지막 공격 5시간 후에 마우스의 간 문맥으로부터 혈액을 채취하여 혈청을 얻고, 등 피부조직의 두께는 디지털 캘리퍼(Mitutoyo, Kawasaki, Japan)를 사용하여 측정하였다.
삭정한 조직 절편은 탈파라핀과 함수 과정을 거친 후 H&E로 염색하여 현미경(×100, Leica Microsystems DM500 and ICC50 HD, Wetzlar, Germany)으로 관찰하였다.
세포배양액 100μL와 Griess 시약 100 μL를 혼합하여 실온에서 15분 동안 반응시킨 후 microplate reader를 이용하여 540 nm에서 흡광도를 측정하였고, sodium nitrate로 표준곡선을 작성하여 nitric oxide (NO)생성량을 산출하였다.
아토피 피부염 모델 마우스의 IgE와 IL-4 사이토카인은 혈청으로부터 측정하였다. 혈청 IgE 사이토카인의 측정은 Shibayagi에서 구입한 ELISA kit를 사용하여, 제조사에서 권장하는 실험방법에 따라서 측정하였으며, IL-4 사이토카인은 R&D Systems가 제공하는 방법에 준하여 측정하고 정량하였다.
피부상태는 실험 종료 후 사진을 찍어 조사하였다. 아토피 피부염에서 일반적으로 사용되는 임상적 육안 평가 방법으로써 아토피 피부염의 심각성 정도를 다음의 5가지 항목을 각각 평가한 점수의 총 합으로 나타내었다. 평가항목은 홍반(erythema), 가려움과 피부의 건조상태(pruritus and dry skin), 부종과 혈종(edema and excoriation), 짓무름(erosion), 그리고 태선화(lichenification)를 체크하여 병변이 없는 상태를 0점(none), 가벼운 상태를 1점(mild), 중간 상태를 2점(moderate), 심한 상태를 3점(severe)을 주었고 각 단계별로 총점수를 부여하여 평가하였다(7).
조직염색은 H&E (Hematoxylin & Eosin) stain으로 실시하였다.
채취된 감껍질은 그늘진 자연 상태에서 15일간 건조한 후 최종적으로 건조기에서 37-40°C로 12시간 동안 충분히 건조하여 수분 함량을 7%로 조정한 감껍질을 세절한 후 감껍질 200 g에 2 L의 물을 가하여 30분간 열수추출하였다(PPWE).
또한 염증질환 치료 약물인 prednisolne을 표준물질로 사용하여 하루에 한번 실험 종료일까지 경구 투여하였다. 첫 번째 감작일로부터 7일, 10일과 13일에 3일 간격으로 0.2% DNFB를 도포한 후 완전히 건조 후 마리당 100 mg의 집먼지 진드기 항원 유래 Biostir AD 연고를 3회 도포하여 공격(challenge)을 하였다.
아토피 피부염에서 일반적으로 사용되는 임상적 육안 평가 방법으로써 아토피 피부염의 심각성 정도를 다음의 5가지 항목을 각각 평가한 점수의 총 합으로 나타내었다. 평가항목은 홍반(erythema), 가려움과 피부의 건조상태(pruritus and dry skin), 부종과 혈종(edema and excoriation), 짓무름(erosion), 그리고 태선화(lichenification)를 체크하여 병변이 없는 상태를 0점(none), 가벼운 상태를 1점(mild), 중간 상태를 2점(moderate), 심한 상태를 3점(severe)을 주었고 각 단계별로 총점수를 부여하여 평가하였다(7).
피부상태는 실험 종료 후 사진을 찍어 조사하였다. 아토피 피부염에서 일반적으로 사용되는 임상적 육안 평가 방법으로써 아토피 피부염의 심각성 정도를 다음의 5가지 항목을 각각 평가한 점수의 총 합으로 나타내었다.
피부조직 약 5×5mm를 적출하여 4% paraformaldehyde (pH 7.4)로 고정하고 일련의 과정을 통하여 파라핀 블록을 제작한 후, 5μm 두께로 삭정하였다.
화학항원 유도 아토피 피부염 모델 동물을 유도하기 위해서 아세톤과 올리브 오일을 3:1로 제조된 용매에 0.15% DNFB를 제조하여 1일과 4일에 각각 등쪽 피부(100 μL)에 감작(sensitization)하였다.

대상 데이터

10% FBS (fetal bovine serum; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)와 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin을 첨가한 DMEM (Dulbecco’s modified eagle medium)배지(GIBCO-BRL, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 37°C, 5% CO2 incubator에서 배양하였으며, 세포 밀도가 90%로 포화되었을 때 계대배양하며 실험에 사용하였다.
Prostaglandin E₂ (PGE₂), IL-6, IL-1β, IL-4 ELISA kit는 R&D systemes (Minneapolis, MN, USA)로부터 구입하였다. Mouse IgE ELISA kit와 집먼지 진드기 연고(AD Biostir)는 Shibayagi (Hyogo, Japan)로부터 구입하였으며, 기타 분석시약은 reagent grade로 Sigma-Aldrich로부터 구입하여 사용하였다.
고종시 품종의 동정은 우석대학교 한의과대학 본초방제학교실에서 동정하였으며, 표본(#2014-11-10)은 전주대학교 보건관리학과 표본실에 보관하였다. Prednisolone, 1-fluoro-2,4-dinitrobenzene (DNFB), griess reagent와 lipopolysaccharide (LPS)는 Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA)로부터 구입하였다. Prostaglandin E₂ (PGE₂), IL-6, IL-1β, IL-4 ELISA kit는 R&D systemes (Minneapolis, MN, USA)로부터 구입하였다.
Prostaglandin E2 (PGE2), IL-6, IL-1β, IL-4 ELISA kit는 R&D systemes (Minneapolis, MN, USA)로부터 구입하였다.
무균환경에서 사육된 7주령의 수컷 hairless 마우스는 오리엔트 바이오(Iksan, Korea)에서 구입하여 식이 및 일정한 조건(23±3°C, 습도 50±5%, 명암12시간)으로 1주일간 환경에 적응 시킨 후 실험에 사용하였다.
본 실험에 사용된 감껍질은 감이 성숙되는 시기인 2014년 11월 10일에 전라북도 진안군 정천면 학동마을에서 고종시 감나무로부터 채취하였다. 고종시 품종의 동정은 우석대학교 한의과대학 본초방제학교실에서 동정하였으며, 표본(#2014-11-10)은 전주대학교 보건관리학과 표본실에 보관하였다.
본 실험에 사용된 세포는 마우스 유래 대식세포주인 RAW264.7 세포로 ATCC (American Type Culture Collection, Manassas, VA, USA)에서 구입하였다. 10% FBS (fetal bovine serum; Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)와 100 units/mL penicillin, 100 μg/mL streptomycin을 첨가한 DMEM (Dulbecco’s modified eagle medium)배지(GIBCO-BRL, Invitrogen, Carlsbad, CA, USA)를 사용하여 37°C, 5% CO₂ incubator에서 배양하였으며, 세포 밀도가 90%로 포화되었을 때 계대배양하며 실험에 사용하였다.
8 g을 회수한 후 −20°C에서 보관하면서 실험에 사용하였다. 초임계 유체 추출은 초임계 유체추출장치(ISA-SEFE-0500-0700-080, Ilshin Autoclave, Daejeon, Korea)를 이용하였다. 건조시킨 감껍질을 100메시(mesh)로 분쇄하여 감껍질 500 g을 반응기에 주입 후 압력 300 bar, 온도 40°C, 보조용매 에탄올 유량은 6 mL/분(min)의 조건에서 총 8시간 동안 추출하였고, 분리조 압력은 40 bar, 온도 40°C, 이산화탄소(CO₂) 유량은 60 mL/분의 조건에서 추출하였다(SPPE).
건조시킨 감껍질을 100메시(mesh)로 분쇄하여 감껍질 500 g을 반응기에 주입 후 압력 300 bar, 온도 40°C, 보조용매 에탄올 유량은 6 mL/분(min)의 조건에서 총 8시간 동안 추출하였고, 분리조 압력은 40 bar, 온도 40°C, 이산화탄소(CO₂) 유량은 60 mL/분의 조건에서 추출하였다(SPPE). 추출된 감껍질 초임계 추출물을 동결건조하여 총 20 g을 얻고 실험에 사용하였다.

데이터처리

모든 실험결과는 평균±표준편차로 나타내었으며, 대조군과 실험군 간의 통계적 유의성에 대한 검증은 Microsoft excel program 의 Student’s t-test를 사용하여 실시하였으며, 조사 항목들 간의 유의성 검정은 p<0.05 수준에서 실시하였다.

이론/모형

세포생존율은 Ez-Cytox cell viability assay kit (DAEIL lab, Seoul, Korea)을 사용하였으며, 제조사에서 권장하는 실험방법에 따라서 측정하였다. 먼저 RAW264.
혈청 IgE 사이토카인의 측정은 Shibayagi에서 구입한 ELISA kit를 사용하여, 제조사에서 권장하는 실험방법에 따라서 측정하였으며, IL-4 사이토카인은 R&D Systems가 제공하는 방법에 준하여 측정하고 정량하였다.

성능/효과

다음으로 SPPE와 PPWE를 처리할 경우 NO와 PGE₂ 생성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 100μg/mL의 SPPE와 PPWE를 처리하고 1시간 후에 LPS (1 μg/mL)로 자극하여 18시간 배양한 다음 NO와 PGE₂ 생성량을 확인하였다. Fig. 5에서 나타낸바와 같이 LPS를 처리한 군에서 NO와 PGE₂ 생성량이 무처리군과 비교하여 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 전처리한 군에서는 LPS 처리군과 비교하여 NO와 PGE₂ 생성량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. LPS에 의한 NO와 PGE₂ 생성 증가는 SPPE를 처리하였을 경우 PPWE를 처리하였을 때 보다 더 우수한 억제 효능이 있음을 확인할 수 있었다.
5에서 나타낸바와 같이 LPS를 처리한 군에서 NO와 PGE₂ 생성량이 무처리군과 비교하여 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 전처리한 군에서는 LPS 처리군과 비교하여 NO와 PGE₂ 생성량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. LPS에 의한 NO와 PGE₂ 생성 증가는 SPPE를 처리하였을 경우 PPWE를 처리하였을 때 보다 더 우수한 억제 효능이 있음을 확인할 수 있었다. NO는 NO synthase에 의해 생성되며, 동맥경화, 염증반응, 종양형성, 고혈압, 비만 및 당뇨 같은 여러 질병에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다(30).
RAW264.7 세포에 감피 추출물을 처리한 다음 LPS를 처리하고 배양하여 사이토카인의 생성량을 측정한 결과, 염증성 사이토카인인 IL-1β의 경우 LPS 처리군에 비해 SPPE와 PPWE처리 시 유의적으로 IL-1β 생성을 억제하였고, PPWE를 처리하였을 때 보다 SPPE를 처리하였을 경우에 더 억제 효능이 있음을 확인할 수 있었다(Fig. 6A).
SPPE (0, 25, 50, 100, 150 μg/mL)와 PPWE (0, 25, 50, 100, 150 μg/mL) 를 농도별로 처리한 결과 두 추출물 모두 150 μg/mL의 농도까지 세포 독성을 나타내지 않았다.
1에서 나타낸 바와 같이 정상군에서는 피부의 형태학적 변화가 나타나지 않았지만, AD 유발군에서는 홍반(erythema), 가려움과 피부건조(pruritus and dry skin), 짓무름(erosion), 부종과 혈종(edema and excoriation), 태선화(lichenification)와 같은 아토피성 피부 변화가 심하게 나타났다. SPPE, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 이러한 아토피 피부염 증상들이 개선되는 효과를 나타내었고, SPPE 투여군은 PPWE와 prednisolone보다 더 낮은 점수를 나타내어 아토피 피부염을 완화시키는 데 효과가 있음을 확인하였다. 또한 아토피 피부염 유발 부위의 피부 두께를 측정한 결과, AD 유발군에 비해 SPPE 처리 시 PPWE 및 prednisolone 처리 시 보다 낮은 두께를 나타내어, 병변 상태가 더 양호함을 확인하였다(Fig.
또한 혈청 내 IL-4의 함량은 SPPE와 prednisolone을 투여한 군에서 AD군에 비해 혈청 내 IL-4 함량이 유의적인 감소를 보였으며, PPWE를 투여한 군에서는 IL-4 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. SPPE를 투여하였을 경우 PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여군보다 혈청 내 IgE 및 IL-4의 증가를 억제하는 효과가 더 우수하였다. 아토피 피부염의 면역학적 지표로 알려진 IgE는 아토피 피부염 발생 시 가장 먼저 알레르기 유발 물질을 인식하는 것으로 알려져 있다(26).
혈청을 대상으로 아토피 바이오 마커인 IgE와 IL-4의 생성능을 조사한 결과, AD군은 정상군에 비해 IgE와 IL-4의 함량이 유의적으로 증가하였다. SPPE를 투여한 군은 AD군에 비해 혈청 내 IgE 함량이 유의적인 감소를 보였고, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 IgE 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 또한 혈청 내 IL-4의 함량은 SPPE와 prednisolone을 투여한 군에서 AD군에 비해 혈청 내 IL-4 함량이 유의적인 감소를 보였으며, PPWE를 투여한 군에서는 IL-4 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다.
2). 그 결과 AD군에서 피부 두께 및 염증세포의 침윤 상태가 뚜렷하게 확인되었으나, SPPE, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 피부 두께 및 염증세포의 침윤 상태가 완화되는 것을 확인할 수 있었고, SPPE 투여군이 PPWE 및 prednisolone 투여군 보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 조직학적 관점에서 볼 때, 아토피 피부염이 유발된 피부 조직에서는 백혈구의 침윤과 각질층의 두께 증가가 야기된다(25).
본 연구에서는 고종시 감껍질을 열수 추출 및 초임계 유체 추출하여 아토피 피부염 증상 억제 효과를 밝히고, 항염 효능을 나타내는 기능성 소재로서의 이용 가능성을 알아보고자 하였다. 그 결과 육안 평가를 통해 피부의 홍반(erythema), 가려움과 피부의 건조상태(pruritus and dry skin), 부종과 혈종(edema and excoriation), 짓무름(erosion), 그리고 태선화(lichenification)와 같은 아토피 피부염 같은 증상이 AD 모델에서 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 완화되는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 피부 두께와 염증 세포의 침윤은 AD 모델에서 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다.
대식세포가 LPS의 자극을 받으면 염증 매개 인자인 NO와 PGE₂를 대량으로 생산함으로써 염증 반응을 유도한다(32). 기존에 연구된 바에 의하면 감껍질 수용성 추출물이 LPS에 의한 NO와 PGE₂ 생성 증가를 억제하는 것으로 보고되었으며, 본 실험 결과 또한 이러한 인자들을 억제하는 양상을 보였고, 초임계 추출물은 더 뛰어난 억제 효능을 보였다. 따라서 감껍질 추출물은 우수한 항염증 효능을 나타내는 것으로 생각된다.
알레르기성 및 염증성 피부질환인 아토피 피부염이 발생하면 과민반응으로 홍반(erythema), 종창, 발진, 짓무름(erosion), 농포 및 태선화(lichenification)가 반복적으로 형성되면서 피부 장벽이 붕괴되면서 염증성 매개물질 뿐만 아니라 ROS 같은 산화적 스트레스 물질이 피부 조직 손상을 일으키고(23), 이를 통해 여러 자극 물질들이 피부 내로 침투할 경우 가려움증이 더욱 심해질 뿐만 아니라 염증반응이 더 가중된다(24). 따라서 감껍질 추출물 투여가 아토피 피부염 증상을 효과적으로 완화시킬 수 있음을 나타낸다.
조직학적 관점에서 볼 때, 아토피 피부염이 유발된 피부 조직에서는 백혈구의 침윤과 각질층의 두께 증가가 야기된다(25). 따라서 본 실험 결과는 감껍질 추출물 투여가 피부두께 및 백혈구 침윤과 같은 아토피 피부염의 조직학적인 징후들을 효과적으로 완화시킬 것으로 생각된다.
특히 IL-4의 증가는 Th1 사이토카인인 IFN-γ의 발현을 억제하여 Th1과 Th2의 균형이 깨어짐으로써 아토피 피부염 증상이 더욱 악화된다(29). 따라서 아토피 피부염이 유발된 hairless mice에서 혈청 내 IgE 함량과 IL-4 사이토카인의 감소는 감껍질 추출물이 아토피 피부염 증상 개선에 긍정적인 효과를 보이는 것으로 생각된다.
또한 RAW264.7 세포에 SPPE를 처리하였을 경우 염증매개 인자인 NO, PGE2, IL-6, IL-1β의 생성량이 유의적의로 감소하였고, PPWE의 경우 NO, PGE2, IL-1β의 생성을 억제한 반면 IL-6 생성 억제에는 영향을 나타내지 않았다.
SPPE, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 이러한 아토피 피부염 증상들이 개선되는 효과를 나타내었고, SPPE 투여군은 PPWE와 prednisolone보다 더 낮은 점수를 나타내어 아토피 피부염을 완화시키는 데 효과가 있음을 확인하였다. 또한 아토피 피부염 유발 부위의 피부 두께를 측정한 결과, AD 유발군에 비해 SPPE 처리 시 PPWE 및 prednisolone 처리 시 보다 낮은 두께를 나타내어, 병변 상태가 더 양호함을 확인하였다(Fig. 1C). 알레르기성 및 염증성 피부질환인 아토피 피부염이 발생하면 과민반응으로 홍반(erythema), 종창, 발진, 짓무름(erosion), 농포 및 태선화(lichenification)가 반복적으로 형성되면서 피부 장벽이 붕괴되면서 염증성 매개물질 뿐만 아니라 ROS 같은 산화적 스트레스 물질이 피부 조직 손상을 일으키고(23), 이를 통해 여러 자극 물질들이 피부 내로 침투할 경우 가려움증이 더욱 심해질 뿐만 아니라 염증반응이 더 가중된다(24).
SPPE를 투여한 군은 AD군에 비해 혈청 내 IgE 함량이 유의적인 감소를 보였고, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 IgE 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 또한 혈청 내 IL-4의 함량은 SPPE와 prednisolone을 투여한 군에서 AD군에 비해 혈청 내 IL-4 함량이 유의적인 감소를 보였으며, PPWE를 투여한 군에서는 IL-4 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다. SPPE를 투여하였을 경우 PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여군보다 혈청 내 IgE 및 IL-4의 증가를 억제하는 효과가 더 우수하였다.
6A). 또한, IL-6의 경우 PPWE 처리 시 억제능이 없었으나, SPPE를 처리하였을 경우 현저하게 억제하는 효과를 나타내었다(Fig. 6B). 염증반응은 미생물 및 생체 이물질 같은 외부의 자극을 받은 면역세포가 수많은 염증 매개 인자를 분비함으로써 활성화된다(33).
Zhang 등(38)에 따르면 흰 후추, 계피, 사프란 및 몰약 초임계 유체 추출물이 마우스에서 우수한 항염증 효능을 나타낸다고 보고하였다. 본 연구 결과 또한 열수 추출물보다 초임계 유체 추출물이 아토피 개선 효능과 염증 억제 효능이 더욱 뛰어난 결과를 얻었다. 따라서 감껍질 추출 시 초임계 추출법이 보다 효율적인 방법이라 생각되며, 감껍질 초임계 추출물은 기능성 천연 소재로서 다양한 활용이 가능할 것으로 생각되며 산업적 활용이 기대된다.
7 세포에 SPPE를 처리하였을 경우 염증매개 인자인 NO, PGE₂, IL-6, IL-1β의 생성량이 유의적의로 감소하였고, PPWE의 경우 NO, PGE₂, IL-1β의 생성을 억제한 반면 IL-6 생성 억제에는 영향을 나타내지 않았다. 이러한 염증 매개인자 억제 효능은 SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 것을 확인하였다. 따라서 감껍질 추출물은 아토피 피부염 증상 개선과 염증관련 질환 치료를 위한 기능성 천연물 소재로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
그 결과 육안 평가를 통해 피부의 홍반(erythema), 가려움과 피부의 건조상태(pruritus and dry skin), 부종과 혈종(edema and excoriation), 짓무름(erosion), 그리고 태선화(lichenification)와 같은 아토피 피부염 같은 증상이 AD 모델에서 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 완화되는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 피부 두께와 염증 세포의 침윤은 AD 모델에서 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 혈청 중의 IgE와 IL-4의 수치를 측정한 결과, AD 모델에서 크게 증가하였으나 SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 효과를 나타내었다.
피부 두께와 염증 세포의 침윤은 AD 모델에서 크게 증가하였지만, SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어난 효과를 나타내었다. 혈청 중의 IgE와 IL-4의 수치를 측정한 결과, AD 모델에서 크게 증가하였으나 SPPE와 PPWE를 투여하였을 경우 감소하는 것을 확인할 수 있었으며, SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 효과를 나타내었다. 또한 RAW264.
3). 혈청을 대상으로 아토피 바이오 마커인 IgE와 IL-4의 생성능을 조사한 결과, AD군은 정상군에 비해 IgE와 IL-4의 함량이 유의적으로 증가하였다. SPPE를 투여한 군은 AD군에 비해 혈청 내 IgE 함량이 유의적인 감소를 보였고, PPWE와 표준물질인 prednisolone을 투여한 군은 IgE 함량이 감소하는 경향을 보였지만 유의적인 차이는 나타나지 않았다.

후속연구

본 연구 결과 또한 열수 추출물보다 초임계 유체 추출물이 아토피 개선 효능과 염증 억제 효능이 더욱 뛰어난 결과를 얻었다. 따라서 감껍질 추출 시 초임계 추출법이 보다 효율적인 방법이라 생각되며, 감껍질 초임계 추출물은 기능성 천연 소재로서 다양한 활용이 가능할 것으로 생각되며 산업적 활용이 기대된다.
이러한 염증 매개인자 억제 효능은 SPPE가 PPWE보다 더 뛰어나게 억제하는 것을 확인하였다. 따라서 감껍질 추출물은 아토피 피부염 증상 개선과 염증관련 질환 치료를 위한 기능성 천연물 소재로 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
IL-1β는 숙주면역반응에서 반응 초기에 분비되어 염증을 매개하는 것으로 알려져 있으며, IL-6는 염증반응으로부터 B 림프구의 항체 생성을 활성화시키고 T 림프구의 분화를 유도하여 염증 반응을 촉진시키는 것으로 알려져 있다(34). 본 실험 결과에 따르면, 전염증성 사이토카인의 생성 억제 효과는 감껍질 추출물 특히 초임계 추출물 투여가 더 뛰어난 항염증 효능을 나타내는 것으로 생각되며, 염증관련 질환 약물 개발 및 치료에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	감의 떫은맛을 내는 성분은?	고종시 감(Diosoyros kaki)은 주로 곶감용으로 활용되어 지는데, 전라북도 진안군과 완주군의 운장산 일대는 떫은 재래 품종의 씨 없는 고종시가 주로 재배되며, 씨 없는 곶감은 이들 지역의 특산물로 생산되고 있다(12). 감은 포도당, 과당 등의 당질이 풍부한 알칼리성 과일로서, 떫은맛을 내는 타닌산이 풍부하며, 비타민 C의 함량은 동량의 사과보다 약 5-20배 높고 무기질이 풍부한 과일이지만, 단감을 제외하고는 숙성시킨 연시(홍시)와 곶감으로 주로 활용된다(13). 감껍질에 포함되어 있는 타닌 및 프로안토사이아니딘(proanthocyanidin) 성분은 수용성의 물질로 항균, 항산화, 항종양 및 중금속 제거와 같은 생리활성이 알려져 있고(14-16), 또한 감껍질의 폴리페놀 성분이 항산화 및 항유전독성(antigenotoxic) 효과가 있는 것으로 보고되었다(17).
	아토피 피부염 치료에 스테로이드제의 사용, 항히스타민제의 도포나 복용이 문제가 되는 이유는?	현재 아토피 피부염을 치료하는 방법은 건조된 피부의 보습과 함께 염증 억제제인 스테로이드제의 사용, 항히스타민제의 도포나 복용 및 면역반응 억제제가 주로 사용되어지고 있다. 이러한 약물제제는 매우 효과적인 증상 완화 결과를 나타내고 있지만, 항히스타민제는 환자의 가려움증을 증가시키는 부작용이 있고, 스테로이드제는 독성이 발생하는 부작용이 있어 장기적인 치료에 부적합하며, 약물 치료를 중단하면 아토피 피부염의 재발 가능성이 매우 높다(3,7). 따라서 부작용이 없는 아토피 피부염 예방 및 개선을 위한 치료법 개발이 요구되며, 안전하고 효과적인 천연물로부터 기능성 물질을 찾고자 하는 연구가 활발하게 진행되고 있다(7).
	아토피 피부염의 증상은?	아토피 피부염(atopic dermatitis, AD)은 산업화된 국가에서 발병율이 높은 흔한 염증성 피부 질환이다(1,2). 또한 유아와 소아에서 가장 흔한 염증성 피부질환으로 홍반, 짓무름, 부종과 혈종, 가려움, 그리고 태선화 등을 동반한다(3). 아토피 피부염의 원인은 아직까지 명확하게 알려지지 않았지만, 유전, 환경 및 식품 등 다양한 자극원이 복합적으로 작용하여 발생하며, 악화와 완화가 반복되어지는 재발 염증성 만성피부질환이다(4).

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

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용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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