참모자반 물 추출물의 항아토피 효과 Inhibitory Effect of Sargassum fulvellum Water Extract on 2,4-Dinitrochlorobenzene-induced Atopic Dermatitis-like Skin Lesions in Mice원문보기
본 연구는 BALB/c mice의 등 쪽 부위에 반복적인 DNCB 도포를 통해 유발시킨 아토피 피부염에 있어서 참모자반 물 추출물의 효능에 대해 연구하였다. 참모자반 물 추출물을 2주 동안 지속적으로 처리하고 IL-4 및 IFN-γ cytokine의 분비량, 비장세포 증식능, 혈청 중 총 IgE 함량, 육안 평가 및 skin clinical severity score, 조직관찰을 실시하였다. 그 결과 참모자반 물 추출물을 지속적으로 도포함으로써 IL-4 cytokine과 총 IgE 함량이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었으며 IFN-γ cytokine은 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 비장세포 증식능에는 참모자반 물 추출물의 도포처리가 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 육안평가 및 skin clinical severity score 결과, 참모자반 물 추출물을 2주간 지속적으로 도포 처리하였을 때, 그 증상이 눈에 띄게 완화되는 것을 확인할 수 있었으며 score 또한 DNCB 단독 처리군과 비교 시 유의적으로 감소하였다. 등 조직 관찰에서도 참모자반 물 추출물에 의해 DNCB로 유발된 아토피 동물 실험군의 경피 및 진피 조직 두께 및 진피에서의 mast cell의 침윤 정도가 감소되었음을 확인하였다. 이상 결과를 종합 해볼 때, 참모자반 물 추출물이 아토피 피부염 치료제로서 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 BALB/c mice의 등 쪽 부위에 반복적인 DNCB 도포를 통해 유발시킨 아토피 피부염에 있어서 참모자반 물 추출물의 효능에 대해 연구하였다. 참모자반 물 추출물을 2주 동안 지속적으로 처리하고 IL-4 및 IFN-γ cytokine의 분비량, 비장세포 증식능, 혈청 중 총 IgE 함량, 육안 평가 및 skin clinical severity score, 조직관찰을 실시하였다. 그 결과 참모자반 물 추출물을 지속적으로 도포함으로써 IL-4 cytokine과 총 IgE 함량이 현저히 감소하는 것을 확인할 수 있었으며 IFN-γ cytokine은 유의적으로 증가하는 것을 확인하였다. 비장세포 증식능에는 참모자반 물 추출물의 도포처리가 큰 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 육안평가 및 skin clinical severity score 결과, 참모자반 물 추출물을 2주간 지속적으로 도포 처리하였을 때, 그 증상이 눈에 띄게 완화되는 것을 확인할 수 있었으며 score 또한 DNCB 단독 처리군과 비교 시 유의적으로 감소하였다. 등 조직 관찰에서도 참모자반 물 추출물에 의해 DNCB로 유발된 아토피 동물 실험군의 경피 및 진피 조직 두께 및 진피에서의 mast cell의 침윤 정도가 감소되었음을 확인하였다. 이상 결과를 종합 해볼 때, 참모자반 물 추출물이 아토피 피부염 치료제로서 이용 가능성이 있을 것으로 사료된다.
This study was intended to evaluate the anti-atopic effect of Sargassum fulvellum water extract (SFWE). Atopic dermatitis (AD) was induced in BALB/c mice by spreading 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB) to the dorsal skin area. The production of IL-4 and total IgE of the SFWE treated group was significa...
This study was intended to evaluate the anti-atopic effect of Sargassum fulvellum water extract (SFWE). Atopic dermatitis (AD) was induced in BALB/c mice by spreading 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB) to the dorsal skin area. The production of IL-4 and total IgE of the SFWE treated group was significantly less than the DNCB only group. On the other hand, the production of the IFN-γ of SFWE treated group was greater than that of the DNCB only group. In addition, SFWE alleviated the AD symptoms when compared to the DNCB only group and reduced the epidermal thickness and the number of mast cells in histological analysis. In conclusion, these results suggest that the application of SFWE has an anti-atopic activity through the modulation of IL-4 and IFN-γ cytokines, and the total IgE in DNCB-induced BALB/c mice. Therefore, SFWE can be utilized with atopic disease therapies.
This study was intended to evaluate the anti-atopic effect of Sargassum fulvellum water extract (SFWE). Atopic dermatitis (AD) was induced in BALB/c mice by spreading 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB) to the dorsal skin area. The production of IL-4 and total IgE of the SFWE treated group was significantly less than the DNCB only group. On the other hand, the production of the IFN-γ of SFWE treated group was greater than that of the DNCB only group. In addition, SFWE alleviated the AD symptoms when compared to the DNCB only group and reduced the epidermal thickness and the number of mast cells in histological analysis. In conclusion, these results suggest that the application of SFWE has an anti-atopic activity through the modulation of IL-4 and IFN-γ cytokines, and the total IgE in DNCB-induced BALB/c mice. Therefore, SFWE can be utilized with atopic disease therapies.
이처럼 참모자반에 대한 생리활성 연구는 주로 유기용매의 추출물을 이용한 실험들이 주를 이루고 있으며, 물 추출물에 대한 생리활성 연구는 거의 없는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 2,4-dinitrochlorobenzene (DNCB)로 유발된 접촉성 피부염 동물 모델에 참모자반 물 추출물을 도포하여 세포 배양액 내의 cytokine 분비량, 혈청 내 IgE 분비량 측정 및 육안 평가 등을 통해 참모자반 물 추출물의 아토피 억제 효과를 밝히고 이를 기능성 소재로의 이용 가능성을 제시하고자 연구하였다.
제안 방법
Ahn 등[2]의 방법을 약간 변형하여 아토피 피부염을 유발하였다. 생후 4주령의 수컷 BALB/c 마우스의 등 부위를 깨끗하게 제모한 후, 미세상처가 치유되도록 24시간 방치하였다.
본 연구에서는 DNCB로 아토피 피부염을 유발한 동물 모델에 2주간 참모자반 물 추출물을 도포한 후, 비장세포를 분리 및 배양하여 MTT assay를 실시하였다. 그 결과, 참모자반 물 추출물 처리구의 경우 DNCB 단독 처리군과 비교하였을 때 유의적으로 낮은 증식능을 보였으며 normal군과 유사한 수준을 보였다(Fig.
본 연구에서는 참모자반 물 추출물의 아토피 피부염에 대한 회복 정도를 조사하기 위하여 음성 대조군과 DNCB로 아토피 피부염을 유발시킨 양성 대조군 및 DNCB로 유발 후에 참모자반 물 추출물을 도포한 처리구로 나누어 실험을 실시하였다. 육안적 관찰 결과, 모든 실험구에서 1주째에 피부발진이 심해졌으며 특히, 양성 대조군은 등 부위에 피부 반점, 홍반, 피부 건조, 부종 및 출혈 등이 심하게 나타났다.
3% DNCB 200 μl을 하루에 한 번 동일한 부위에 고르게 도포하였다. 참모자반 물 추출물(30 mg/ml)은 0.3% DNCB 용액과 12시간 간격으로 하루에 한 번, 200 μl씩 2주 동안 마우스의 귀 뒤쪽과 등 부위에 고르게 도포하였다.
대상 데이터
생후 4주령의 수컷 BALB/c 마우스를 사용하였다. 마우스는 오리엔트바이오(Orient Co., Seongnam, Korea)로부터 구입하여 온도 20 ± 2℃, 습도 50 ± 10%, 12시간 명암주기가 유지되는 동물실에서 1주간 예비사육한 후 실험에 사용하였다.
생후 4주령의 수컷 BALB/c 마우스를 사용하였다. 마우스는 오리엔트바이오(Orient Co.
Ahn 등[2]의 방법을 약간 변형하여 아토피 피부염을 유발하였다. 생후 4주령의 수컷 BALB/c 마우스의 등 부위를 깨끗하게 제모한 후, 미세상처가 치유되도록 24시간 방치하였다. 24시간 후, 아세톤과 올리브오일을 3:1로 혼합하여 제조한 1% DNCB (Sigma Chemical Co.
Mishell 등[15]의 방법을 약간 변형하여 비장 세포를 분리하였다. 아토피 피부염을 유발시킨 생후 4주령의 수컷 BALB/c 마우스를 diethyl ether로 마취하여 희생시킨 후, 비장을 무균적으로 적출하였다. 적출한 비장은 RPMI 배지(RPMI Medium 1640, GIBCO, NY, USA)로 세척한 후, tissue grinder (Corning Pyrex®, NY, USA)로 균질화하여 세포를 유리시켰다.
참모자반은 2009년 진도에서 채취한 것으로 담수로 깨끗이 수세, 건조, 분쇄한 후 −20℃에서 보관하며 실험에 사용하였다.
이론/모형
5). 따라서 이러한 아토피 피부염의 심각성 정도를 skin clinical severity score 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 1주 동안 참모자반 물추출물을 도포하였을 경우, DNCB 단독 처리군과 비교 시 유의적인 차이는 없었으나 2주 동안 참모자반 물 추출물을 지속적으로 도포하였을 경우에는 DNCB 단독 처리군과 비교하여 score가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었다(Fig.
성능/효과
또한 Th1 세포의 경우 특이적으로 IFN-γ, IL-2와 같은 cytokine을 발현하며 cell-mediated immune response를 담당하고 있다[5]. DNCB로 아토피를 유발한 뒤 참모자반 물 추출물을 2주간 도포하고 IL-4 cytokine의 분비량을 측정한 결과, Th2 cytokine인 IL-4의 생성을 유의적으로 억제시킴을 확인할 수 있었다(Fig. 2).
따라서 이러한 아토피 피부염의 심각성 정도를 skin clinical severity score 방법을 이용하여 측정하였다. 그 결과, 1주 동안 참모자반 물추출물을 도포하였을 경우, DNCB 단독 처리군과 비교 시 유의적인 차이는 없었으나 2주 동안 참모자반 물 추출물을 지속적으로 도포하였을 경우에는 DNCB 단독 처리군과 비교하여 score가 현저히 감소한 것을 확인할 수 있었다(Fig. 6).
4와 같다. 그 결과, normal 군의 혈 청 중 총 IgE의 함량은 13.22 ± 1.20 pg/ml이었으며 DNCB 단독 처리군의 혈청 중 총 IgE 함량은 185.81 ± 1.63 pg/ml으로 나타났다. 즉, DNCB 처리에 의해 아토피 피부염이 유도된 BALB/c 마우스의 혈중 IgE의 농도가 증가하는 것은 일반적인 결과이다.
본 연구에서는 DNCB로 아토피 피부염을 유발한 동물 모델에 2주간 참모자반 물 추출물을 도포한 후, 비장세포를 분리 및 배양하여 MTT assay를 실시하였다. 그 결과, 참모자반 물 추출물 처리구의 경우 DNCB 단독 처리군과 비교하였을 때 유의적으로 낮은 증식능을 보였으며 normal군과 유사한 수준을 보였다(Fig. 1).
7). 따라서 참모자반 물 추출물이 DNCB로 인하여 발생된 아토피 피부염을 효과적으로 억제해 주는 기능을 가지는 것으로 사료된다.
In vitro test에서도 비장세포 배양액에 참모자반 물 추출물을 500 μg/ml 농도까지 처리 시 비장세포에 대한 독성을 나타내지 않았다(data not shown). 따라서 참모자반 물 추출물이 비장세포 증식능에 큰 영향을 미치지 않으면서 아토피를 억제하는 것으로 사료된다.
53 pg/ml으로 normal 군과 비교하여 분비량이 크게 감소하였다. 반면, 참모자반 물 추출물 처리구는 435.70 ± 8.07 pg/ml으로 DNCB 단독 처리군과 비교하여 유의적으로 증가한 것을 확인할 수 있었다. IL-4 cytokine 생성이 줄어들고 IFN-γ cytokine 생성이 증가한 결과는 계피나무 추출물[28], 혼합 에센셜[9], 당귀음자와 삼황세제가미방[27] 등의 아토피 억제 효과에 대한 연구 결과와 유사하였다.
참모자반 물추출물이 미치는 조직학적 변화에 미치는 영향을 알아보기 hematoxylin-eosin 및 toluidine-blue 염색을 실시하여 등 조직 두께 및 mast cell의 침윤 정도를 살펴본 결과, 양성 대조군은 epidermis와 dermis의 두께가 증가되었고, dermis내로 mast cell의 침윤이 정상군에 비하여 현저하게 증가함을 확인하였다. 반면, 참모자반 물 추출물 처리군은 대조군에 비하여 epidermis와 dermis의 두께가 상대적으로 줄어들었고 dermis에서의 비만세포 침윤이 현저하게 감소하는 것으로 관찰되어 DNCB로 유발된 아토피 피부염 동물 실험군의 조직 두께 및 mast cell의 침윤 감소에 참모자반 물 추출물이 효과가 있음을 확인하였다(Fig. 7).
즉, DNCB 처리에 의해 아토피 피부염이 유도된 BALB/c 마우스의 혈중 IgE의 농도가 증가하는 것은 일반적인 결과이다. 반면에 시료 처리에 따른 결과는 51.87 ± 3.92 pg/ml의 IgE 농도를 나타내어 참모자반 물 추출물 도포에 의해 혈청 중 IgE의 생성이 유의적으로 억제된 것으로 관찰되었다. 이는 혼합 에센셜 오일[9], 계피나무 추출물[28], 카모마일 오일[24] 등의 IgE 함량 억제 연구와 비슷한 결과를 나타낸다.
IL-4 cytokine 생성이 줄어들고 IFN-γ cytokine 생성이 증가한 결과는 계피나무 추출물[28], 혼합 에센셜[9], 당귀음자와 삼황세제가미방[27] 등의 아토피 억제 효과에 대한 연구 결과와 유사하였다. 아토피 피부염은 정상인에 비해 IL-4 생산은 많아지고 IFN-γ는 생산이 줄어들어 그 현상으로 IgE 생산이 증가한다고 알려져 있는데[23], 본 연구에서는 아토피 피부염을 유발한 동물 모델에 참모자반 물 추출물을 도포함으로써 Th1 세포와 Th2 세포의 각기 특징적인 cytokine의 생성 및 억제를 조절함으로써 아토피 피부염 억제에 효과적인 것으로 사료된다.
육안적 관찰 결과, 모든 실험구에서 1주째에 피부발진이 심해졌으며 특히, 양성 대조군은 등 부위에 피부 반점, 홍반, 피부 건조, 부종 및 출혈 등이 심하게 나타났다. 이러한 상태의 동물 모델에 참모자반 물 추출물을 1주간 지속적으로 도포하면 환부의 피부염이 어느 정도 회복되는 양상을 볼 수 있었으며 2주간 지속적으로 도포했을 경우에는 거의 정상 피부 상태로 회복되었다(Fig. 5).
이는 혼합 에센셜 오일[9], 계피나무 추출물[28], 카모마일 오일[24] 등의 IgE 함량 억제 연구와 비슷한 결과를 나타낸다. 이와 같은 결과를 본 연구에서의 IL-4 cytokine 생성 억제 결과와 연관지어 볼 때, IL-4 cytokine의 감소 및 IFN-γ cytokine의 증가를 통해 IgE의 생성이 억제되었을 것으로 생각되며 참모자반 물 추출물의 도포에 의해 아토피 피부염의 증상을 완화시킬 수 있을 것으로 사료된다.
63 pg/ml으로 나타났다. 즉, DNCB 처리에 의해 아토피 피부염이 유도된 BALB/c 마우스의 혈중 IgE의 농도가 증가하는 것은 일반적인 결과이다. 반면에 시료 처리에 따른 결과는 51.
이와 같은 결과는 참소리쟁이 물 추출물[2], 어성초 추출물[19] 등을 이용하여 아토피 피부염의 완화 효과에 관한 연구 결과와 유사하였다. 참모자반 물추출물이 미치는 조직학적 변화에 미치는 영향을 알아보기 hematoxylin-eosin 및 toluidine-blue 염색을 실시하여 등 조직 두께 및 mast cell의 침윤 정도를 살펴본 결과, 양성 대조군은 epidermis와 dermis의 두께가 증가되었고, dermis내로 mast cell의 침윤이 정상군에 비하여 현저하게 증가함을 확인하였다. 반면, 참모자반 물 추출물 처리군은 대조군에 비하여 epidermis와 dermis의 두께가 상대적으로 줄어들었고 dermis에서의 비만세포 침윤이 현저하게 감소하는 것으로 관찰되어 DNCB로 유발된 아토피 피부염 동물 실험군의 조직 두께 및 mast cell의 침윤 감소에 참모자반 물 추출물이 효과가 있음을 확인하였다(Fig.
참고문헌 (34)
Abramovits W. 2005. Atopic dermatitis. J. Am. Acad. Dermatol. 53: S86-93.
Ahn JY, Im LR, Park JH, Kim DH, Lee MY. 2009. Effects of Rumecis radix water extract on development of atopic dermatitis in BALB/c mice. Korean J. Pharmacogn. 40: 218-223.
Bae SJ. 2004. Anticarcinogenic effect of Sargassum fulvellum fractions on several human cancer cell lines in vitro. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 33: 1198-1120.
Ferrick DA, Schrenzel MD, Mulvania T, Hsieh B, Ferlin WG, Lepper H. 1995. Differential production of interferon-gamma and interleukin-4 in response to Th1- and Th2-stimulating pathogens by gamma delta T cells in vivo. Nature 373: 255-257.
Gombert M, Dieu-Nosjean MC, Winterberg F, Bünemann E, Kubitza RC, Da Cunha L, et al. 2005. CCL1-CCR8 interactions: an axis mediating the recruitment of T cells and Langerhans-type dendritic cells to sites of atopic skin inflammation. J. Immunol. 174: 5082-5091.
Kaburagi Y, Shimada Y, Nagaoka T, Hasegawa M, Takehara K, Sato S. 2001. Enhanced production of CC-chemokines (RANTES, MCP-1, MIP-1alpha, MIP-1beta, and eotaxin) in patients with atopic dermatitis. Arch. Dermatol. Res. 293: 350-355.
Kang SH, Cho EK, Choi YJ. 2012. α-glucosidase inhibitory effects for solvent fractions from methanol extracts of Sargassum fulvellum and its antioxidant and alcohol-metabolizing activities. J. Life Sci. 22: 1420-1427.
Kim HA, Yun MY, Song HH, Cheong KJ, Yoo HS. 2010. Effects of lavender, lemon and eucalyptus essential oil on Th2 related factors of DNCB-induced atopy dermatitis in NC/Nga mice model. J. Pharmacopuncture 13: 53-61.
Kim KS, Ahn MJ, Kim GS, Park SC, Rhee MH, In JG, et al. 2007. Effects of Opuntia humifusa extract on DNCB-induced allergic contact dermatitis in BALB/c Mice. Lab. Anim. Res. 23: 169-173.
Kim YH, Park YS. 2006. Effect of Scutellaria baicalensis water extract on antioxidative activity and epidermal thickness in DNCB-induced allergic contact dermatitis animal model. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 35: 543-548.
Lee IH, Lee SH, Lee IS, Park YK, Chung DK, Choue R. 2008. Effects of probiotic extracts of Kimchi on immune function in NC/Nga mice. Korean J. Food Sci. Technol. 40: 82-87.
Lee SH, Kim MA, Son HU, Nam DY, Cha YS, Shin YK, et al. 2012. Inhibitory effect of Angelica keiskei extract in an atopic dermatitis animal model. Korean J. Food Preserv. 19: 792-798.
Lee YK, Yeo MH, Kang TH, Yoo JS, Kim HY. 2009 Identification of diseasomal proteins from atopy-related disease network. J. Korea Contents Association 9: 114-120.
Mishell BB, Shiigi SM. 1980. Selected methods in cellular immunology, pp. 4-27. 1th ed. W. H. Freeman and Co., Sanfrancisco.
Mosmann TR, Cherwinski H, Bond MW, Giedlin MA, Coffman RL. 1986. Two types of murine helper T-cell clone. I. Definition according to profiles of lymphokine activities and secreted proteins. J. Immunol. 136: 2348-2357.
Neis MM, Peters B, Dreuw A, Wenzel J, Bieber T, Mauch C, et al. 2006. Enhanced expression levels of IL-31 correlate with IL-4 and IL-13 in atopic and allergic contact dermatitis. J. Allergy Clin. Immunol. 118: 930-937.
Park SO, Park BS, Ryu CM, Ahn YS. 2012. Effect of herb extracts mixed with Houttuynia cordata on antiatopic dermatitis in DNCB-induced BALB/c mouse. J. Korean Oil Chem. Soc. 29: 175-183.
Park YL, Park J. 2007. Pathogenesis of atopic dermatitis. Korean J. Invest. Dermatol. 14: 67-72.
Park YM. 2006. Advances in the pathophysiology of atopic dermatitis. Pediart. Allergy Respir. Dis. 16: 189-196.
Powrie F, Coffman RL. 1993. Cytokine regulation of T-cell function: potential for therapeutic intervention. Trends Pharmacol. Sci. 14: 164-168.
Rousset F, Robert J, Andary M, Bonnin JP, Souillet G, Chrétien I, et al. 1991. Shifts in interleukin-4 and interferon-gamma production by T cells of patients with elevated serum IgE levels and the modulatory effects of these lymphokines on spontaneous IgE synthesis. J. Allergy Clin. Immunol. 87: 58-69.
Shin GR, Kim YW. 2009. Effect of Chamomile german oil application of IgG1 and IgE 1 to atopic dermatitis in NC/Nga mice model. Korean J. Human Ecol. 18: 501-507.
Shon MY, Nam SH. 2007. Effect of Eucommia ulmoides extracts on allergic contact dermatitis and oxidative damage induced by repeat elicitation of DNCB. J. Korean Soc. Food Sci. Nutr. 36: 1517-1522.
Smith CH. 2008. New approaches to topical therapy. Clin. Exp. Dermatol. 25: 567-574.
Song SP, Son DB, Hwang CH, Song SH, Hwang CY. 2007. Effects of Danggwieumja administration along with Samhwangseje-gamibang on NC/Nga atopic mice. Korean J. Ori. Med. Physiol. Pathol. 21: 1210-1218.
Sung YY, Yoon T, Jang JY, Park SJ, Jeong GH, Kim HK. 2011. Inhibitory effects of Cinnamomum cassia extract on atopic dermatitis-like skin lesions induced by mite antigen in NC/Nga mice. J. Ethnopharmacol. 133: 621-628.
Wierenga EA, Snoek M, Jansen HM, Bos JD, van Lier RA, Kapsenberg ML. 1991. Human atopen-specific types 1 and 2 T helper cell clones. J. Immunol. 147: 2942-2949.
Yamashita H, Makino T, Mizukami H, Nose M. 2007. Pharmacological characterization of a chronic pruritus model induced by multiple application of 2,4,6-trinitrochlorobenzene in NC mice. Eur. J. Pharmacol. 563: 233-239.
Yoon SY, Lee SY, Kim KBWR, Song EJ, Lee SJ, Lee CJ, et al. 2010. Antimicrobial activity of the Sargassum fulvellum ethanol extract and the effect of temperature and pH on their activity. Korean J. Food Sci. Technol. 42: 155-159.
Young HT, Choi HJ. 2005. Clinical efficacy of functional herbal extracts liquid in atopic dermatitis patient. Korean J. Food Nutr. 18: 380-384.
Yun JW, Kim H, Kang HJ, Koh JY, Kim BH. 2008. Comparative evaluation of animal models for atopic dermatitis in NC/Nga mice. Lab. Anim. Res. 24: 5966.
Yun MY, Noh YH, Shin GR, Cheong KJ. 2008. Effects of ELL on various immunological factors in spleen related to pathogenesis of atopy dermatitis in DNCB-induced NC/Nga mice. J. Korean Soc. Cosm. 14: 954-963.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.