초록 ▼

각질형성세포를 삼차원적으로 배양하면 생체의 표피와 유사한 구조를 형성하며 각질층을 포함하므로 인공표피 위에 화학물질을 직접 도포하여 피부의 자극도를 검색할 수 있는 장점이 있다. 최근에 표피를 벗겨낸 진피와 섬유모세포가 포함된 콜라겐 기질 위에서 각질형성세포를 삼차원적으로 배양한 새로운 모델이 개발되어 과거에 개발된 모델보다 우수한 인공피부모델로 보고되었다. 연구자들은 1차년도에 이 모델에 멜라닌세포를 추가하여 인체피부에 더욱 근접한 멜라닌세포가 포함된 인공피부모델을 개발하였다. 멜라닌세포가 포함된 인공피부모델은 자외선 조사가 피부

각질형성세포를 삼차원적으로 배양하면 생체의 표피와 유사한 구조를 형성하며 각질층을 포함하므로 인공표피 위에 화학물질을 직접 도포하여 피부의 자극도를 검색할 수 있는 장점이 있다. 최근에 표피를 벗겨낸 진피와 섬유모세포가 포함된 콜라겐 기질 위에서 각질형성세포를 삼차원적으로 배양한 새로운 모델이 개발되어 과거에 개발된 모델보다 우수한 인공피부모델로 보고되었다. 연구자들은 1차년도에 이 모델에 멜라닌세포를 추가하여 인체피부에 더욱 근접한 멜라닌세포가 포함된 인공피부모델을 개발하였다. 멜라닌세포가 포함된 인공피부모델은 자외선 조사가 피부에 미치는 영향에 대한 연구에는 더 좋은 모델이었으나, 예비실험 결과 피부의 자극도 검사에서는 멜라닌세포 유무가 영향을 주지 않았다 멜라닌세포가 포함되지 않더라도 새로운 인공피부모델을 제조하여 sodium lauryl sulfate의 자극도를 검색해 본 결과, living skin equivalent 모델보다는 자극도 검색에 있어서 우수하며, reconstructed epidermis on do-epidermized 모델보다는 동일하거나 약간 우수한 모델임을 확인하였다.
2차 연도의 연구에서는 단층 배양한 각질형성세포와 새로 개발된 인공피부모델을 이용하여 피부의 자극물질로 잘 알려진 sodium lauryl sulfate, methyl paraben, polyethylene-400을 처리 한 후 MTT assay와 neutral red uptake assay를 시행하고 배지에 유리된 LDH 활성도와 IL-1 alpha의 양을 측정하여 이 물질들의 자극도를 평가하였다. 인공피부모델에서는 자극물질 도포후인공표피의 형태학적 변화와 각질형성세포의 분화표지자가 되는 단백질들의 발현 변화도 관찰하였다. 자극도를 검색하는데 있어서 생체내 모델과 실험실적 방법과의 차이를 비교하기 위해서 자원자 11명을 대상으로 동일 물질들에 대한 첩포검사를 실시하였다.
자극물질에 의한 세포손상의 정도는 단층 배양한 각질형성세포를 사용한 경우나 인공피부 모델을 사용한 경우 모두에서 자극물질의 농도와 비례하여 증가하였으며 자극물질의 자극도 서열도 인체의 첩포시험 결과와 일치하였다. 그러나 인공피부모델을 이용한 실험에서는 인체의 첩포시험과 동일한 농도의 자극물질을 사용할 수 있어서 단층 배양한 각질형성세포를 이용한 경우보다 인체의 피부에 대한 자극도를 예측하는데 더욱 적합하였다. 또한 인공피부모델은 자극물질 도포 후에 물질의 자극도에 따라 피부의 형태학적인 변화를 관찰할 수 있었다. 따라서 화학물질의 자극도를 검색하기 위한 검사에서 새로운 인공피부모델은 동물 실험을 대체할 수 있는 좋은 모델로 생각된다.

Abstract ▼

The air-exposed culture forms a multilayered epidermis showing an overall structure which resembles that of a native epidermis. The presence of a coherent stratum corneum layer in these cultures permits the application of potential irritants at the concentrations and formulations which are applied i

The air-exposed culture forms a multilayered epidermis showing an overall structure which resembles that of a native epidermis. The presence of a coherent stratum corneum layer in these cultures permits the application of potential irritants at the concentrations and formulations which are applied in vivo. Recently, a new human skin recombinant, made of human keratinocytes cultured on do-epidermized dermis with fibroblast-populated collagen matrix, has been developed and appears to represent a better skin equivalent model than previous models. In the 1st year study, we confirmed that living skin equivalent was more susceptible to sodium lauryl sulfate than the new skin equivalent. The new skin equivalent had similar or less susceptibility to sodium lauryl sulfate compared to reconstructed epidermis on do-epidermized dermis.
In the 2nd year study, monolayer-cultured human keratinocytes and the new human skin recombinants were evaluated for the test models of various skin irritants. The extent of skin irritancy induced after application of 3 different irritants (sodium lauryl sulfate, methyl paraben, and polyethylene glycol-400) was evaluated on the basis of (1) MTT assay, (2) neutral red uptake assay, (3) LDH release, and (4) release of IL-1 alpha. In the human skin recombinants, morphological perturbations and changes in the expression of differentiation-specific protein markers (keratin 1, involucrin, filaggrin, and loricrin) were also evaluated. To determine the difference between in viuo and in vitro models for the detection of irritancy, a patch test was performed on 11 normal human volunteers with various concentrations of the different irritants.
The results of the present study show that irritant cytotoxicity correlates well with irritant concentration in both monolayer-cultured human keratinocytes and the new human skin recombinant. The new human skin recombinant is superior to monolayer culture as an in vitro model for skin irritancy screening in that the concentrations of test irritants are the same as in vivo. With the human skin recombinant, morphological changes were observed according to the irritant concentration. Therefore, the new human skin recombinant can be used as an alternative to animals for skin irritancy screening.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 목차 ...3
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ...4
• Project Summery ...5
• II. 총괄연구개발과제 연구결과...6
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...6
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과...12
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...32
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도...36
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획...38
• 6. 첨부서류...39
• 7. 참고문헌...40