신섬유화는 염증성 병변의 마지막 단계에서 초래되며, 신장의 염증성 질환, 혹은 폐색성 질환이 그 원인이다. 신섬유화는 주로 사구체 및 세뇨관 간질에서 발생하며, 염증에 의해 생성된 다양한 사이토카인과 성장인자는 섬유화의 주요한 매개체로 작용하고, 이로 인해 신장 기능이 소실되어 말기 신부전으로 이행된다. 이러한 신장의 섬유화를 치료하기 위해 다양한 약물이 이용되고 있으나 이에 따른 부작용이 많은 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완하기 위하여 천연물인 봉독과 그의 주요성분인 멜리틴을 이용하여 신섬유화 과정에서 이들의 약리효과를 규명하고자 한다.
방법: 본 연구에서는 편측성 요관 폐색 동물모델(UUO)을 이용하여 신섬유화 과정에서 봉독과 멜리틴의 섬유화 억제효과를 확인하였다. 신섬유화 동물모델은 Balb/c mouse의 좌측 신장의 요관을 상하로 결찰 시킨 편측성 요관 폐색 수술을 시행하였다. 수술 직 후 봉독과 멜리틴을 0.001, 0.005, 0.01 ㎎/㎏의 농도로 신장 주위로 도포하였으며, 수술 3일 후 봉독과 멜리틴을 복강 주사하였다. 수술 7일 후 신장을 적출하여, H&E 염색, 면역조직화학염색, 면역형광염색, Western blot, RT-PCR을 통하여 염증성 사이토카인인 TNF-?, IL-1β와 섬유화 관련 인자인 TGF-β1, fibronectin, 그리고 근섬유모세포 표지자인 ?-SMA의 발현변화를 관찰하였다. 또한, 신장섬유아세포인 NRK-49F 세포주에 TGF-β1을 5 ng/㎖ 처리하여 섬유화를 유도시킨 후, 멜리틴을 처리하여 섬유화 관련 사이토카인과 염증관련 인자들의 발현변화를 세포독성시험과 Western blot을 통하여 확인하였다.
결과: 봉독과 멜리틴의 유의한 농도를 확인하기 위하여 UUO 동물모델에 봉독과 멜리틴을 각각 0.001, 0.005, 0.01 ㎎/㎏의 농도로 투여한 결과, UUO로 증가한 섬유화 관련인자의 발현은 봉독과 멜리틴 0.01 ㎎/㎏의 농도에서 각각 유의하게 감소하는 것을 관찰하였다. 이러한 결과를 토대로 봉독과 멜리틴의 적정농도를 0.01 ㎎/㎏으로 결정하고 다음 실험을 수행하였다. H&E 염색을 통해 신장조직의 형태학적 변화를 관찰한 결과, UUO를 시행한 신조직은 세뇨관 간질 조직의 확장과 함께 단핵세포들의 침윤을 관찰할 수 있었으며, 세뇨관 간질의 염증세포 침윤과 더불어 경한 세뇨관 위축 및 간질의 섬유화가 관찰되었다. 이에 반해, 봉독을 투여한 실험군의 신장에서는 염증세포의 침윤정도, 섬유화 및 세뇨관 위축정도가 정상대조군의 조직학적 형태와 유사함을 관찰할 수 있었다. 면역조직화학염색을 통해 염증성 사이토카인인 TNF-?와 IL-1β, 섬유화 관련 인자인 TGF-β1과 fibronectin의 발현변화를 확인한 결과 UUO군에서 이들의 발현양은 증가하였으며, 봉독을 처리하였을 때 현저하게 감소하는 것을 관찰하였다. 또한, UUO군에서 증가한 TNF-?, IL-1β, TGF-β1, fibronectin의 단백질 및 mRNA의 발현양이 봉독을 처리하였을 때 현저하게 감소하는 것을 관찰하였다. ?-SMA 또한 UUO군에서 현저하게 증가하였으며, 봉독을 처리하였을 때 이의 발현이 감소하는 것을 관찰하였다. 또한, 본 연구에서는 봉독의 주요성분인 멜리틴의 섬유화 억제효과도 관찰하였다. UUO군에서는 세뇨관 간질 조직의 확장, 간질의 섬유화가 관찰되었으나, 멜리틴을 처리하였을 때 이와 같은 조직학적 변화가 억제됨을 관찰할 수 있었다. 면역조직화학염색을 통해 TNF-?, IL-1β, TGF-β1과 fibronectin의 발현양을 관찰하였을 때, 편측 요로 결찰로 증가한 염증 및 섬유화 관련 사이토카인의 발현은 멜리틴 투여로 인해 현저히 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 또한 ?-SMA는 UUO군에서 증가하였으며 멜리틴의 투여로 이의 발현이 감소함을 관찰하였다. 이러한 결과를 토대로 신장섬유아세포인 NRK-49F 세포에서 멜리틴의 효과를 관찰하였다. TGF-β1으로 섬유화를 유도한 NRK-49F 세포에서 섬유화 관련인자인 TGF-β1, fibronectin, vimentin, 그리고 ?-SMA의 발현은 증가했으며, 이의 발현은 멜리틴의 처리로 감소하였다.
결론: 본 연구에서는 봉독과 멜리틴이 신섬유화에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 신섬유화를 유도하여 봉독과 멜리틴을 처리하였을 때 여러 섬유화 관련인자들의 발현양이 현저하게 감소하는 것을 관찰할 수 있었다. 따라서, 본 실험의 결과로 천연물인 봉독과 그의 주요성분인 멜리틴은 섬유화 관련 인자들의 발현을 억제시킴으로서 신섬유화의 예방 및 치료에 효과가 있는 것으로 사료된다.