목 적: 피부는 인체의 가장 외부에 존재하는 기관으로 체내 수분을 보호하고, 외부 환경으로부터 인체를 보호하는 필수적인 장벽기능을 수행한다. 피부의 다양한 질환 중 아토피 피부염은 영·유아부터 성인에 이르기까지 광범위하게 유발되는 만성 염증성 피부질환으로, 홍반, 부종, 가피, 소양감, 태선화 등의 증상이 특징적으로 나타난다. 이러한 아토피 피부염의 정확한 원인은 현재까지 규명하지 못하였으나, 일반적으로 유전적 요인과 환경적요인, 면역 기능의 불균형과 피부 보호막 이상 등의 복합적 인자가 함께 관련되어 있는 것으로 알려져 있다. 유전적 요인으로는 피부장벽을 구성하는 핵심 단백질인 filaggrin의 유전자 돌연변이에 대한 연구가 잘 알려져 있으며, 후천적인 요인으로는 집먼지 진드기, cytokine 등 다양한 요인들에 의해 아토피 피부염이 유발되거나 악화된다. 또한 아토피 피부염을 유발하는 면역학적 인자들에는 T lymphocytes, Langerhans cells, eosinophils과 keratinocytes 등의 세포와 여러 cytokines, immunoglobulin 등이 관여한다. 이처럼 아토피 피부염은 다양한 원인으로 인하여 발생하는 복잡한 면역 병리학적, 임상소견을 나타내는 질환으로, 아토피 피부염의 치료제 개발을 위해 다양한 연구들이 시행되고 치료 방법이 제시되었으나, 현재까지 아토피 피부염을 완치하는 방법은 개발되지 않았다. 실제로 아토피 피부염은 소아 때부터 시작하여 만성 경과를 보이고, 장기간의 치료에도 완벽한 치료가 어려운 난치성 질환이라 인식된다. 이러한 아토피 피부염의 치료제로는 스테로이드 제제, 항히스타민제, 세포 과증식 및 염증과 가려움증 억제제 등의 다양한 방법이 이용되고 있으나, 부작용을 일으킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 문제점을 보완할 수 있는 천연물 유래의 봉독과 그의 주요성분인 멜리틴의 아토피 피부염 동물모델과 세포모델에서의 약리효과와 기전을 규명하고자 한다.
방 법: 실험은 동물과 세포실험으로 나누어 수행하였다. 동물실험은 마우스의 등을 제모하고 24시간 방치 후 1%의 1-chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB)용액 (아세톤:올리브오일=3:1) 200 μl를 제모부위에 도포하고, 3일 후 2차 도포하였다. 1차 도포 후 7일째부터는 1주일에 2회씩 5주간 0.4% DNCB 용액을 재차 도포하여 아토피 피부염을 유발시켰다. 3주차부터 봉독과 멜리틴을 농도 별로 주 5회씩 4주간 처리하였으며, 봉독과 멜리틴의 아토피 피부염 치료효과를 hematoxylin and eosin (H&E) 염색, Giemsa 염색, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), Western blot, real-time PCR, 면역조직화학염색, 면역형광염색 실험기법을 이용하여 확인하였다. 세포실험에서는 keratinocyte 세포주인 HaCaT 세포에 tumor necrosis factor (TNF)-α/interferon (IFN)-γ를 함께 처리하여 여러 가지 cytokine과 chemokine 분비를 유도하였다. 봉독과 멜리틴을 전처리 하여 cytokine과 chemokine의 분비 억제효과를 CCK-8, ELISA, Western blot, 면역형광 염색을 통하여 확인하였고 janus kinase (JAK)/signal transducer and activator of transcription (STAT) signal pathway 그리고 nuclear factor (NF)-κB signal pathway를 면역형광염색과 EMSA 실험기법 등을 이용하여 확인하였다.
결 과: 동물 실험 결과로는 먼저, DNCB를 반복적으로 처리하였을 때 아토피 피부염 동물모델이 확립되었으며, 확립된 동물모델에 봉독과 멜리틴을 농도 별로 처리하여 그 효능을 확인하였다. H&E 염색을 통해 조직학적 검사를 한 결과, 봉독과 멜리틴은 DNCB로 유도된 아토피 피부염 모델에서 두꺼워진 표피와 진피를 현저하게 감소시켰으며, 염증성 세포들의 침윤도 억제하였다. 또한 DNCB 처리 군에서 증가한 mast cell의 침윤과 탈과립이 봉독과 멜리틴을 처리함으로써 현저하게 감소되는 것을 관찰 할 수 있었다. 아토피 피부염의 대표적인 면역학적 지표인 IgE, IL-4, IFN-γ, TSLP의 경우 DNCB 처리 군의 혈청에서 증가하였으며, 봉독과 멜리틴은 이들의 발현을 유의하게 감소시키는 것을 확인하였다. 피부장벽을 구성하는 핵심 단백질인 filaggrin의 발현 또한 DNCB 처리로 현저하게 감소하였으나, 봉독과 멜리틴에 의해 증가한 것을 관찰 할 수 있었다. 세포 실험 결과에서는 HaCaT 세포에 TNF-α/IFN-γ를 함께 처리하여 아토피 피부염과 관련 있는 염증성 환경을 유발시켰으며, 봉독과 멜리틴이 TARC/CCL17와 MDC/CCL22 chemokine의 발현을 현저하게 감소시키는 것을 확인하였다. 또한, 이러한 발현변화는 NF-κB, STAT1과 STAT3 전사인자의 발현을 억제함으로써 조절하는 것을 확인하였다.
결 론: 본 연구에서는 아토피 피부염 피부질환에 봉독과 멜리틴이 미치는 영향을 확인하고자 하였다. 봉독과 멜리틴은 DNCB로 유도된 아토피 피부염 동물모델에서 항염증 효과가 있음을 확인할 수 있었고, 이러한 효과는 봉독과 멜리틴이 CD4+T세포의 침윤을 억제하여, 결과적으로 T helper (Th)1과 Th2관련 cytokine의 발현을 억제함으로써 나타내는 것으로 사료된다. 또한 봉독과 멜리틴은 피부장벽을 구성하는 핵심 단백질인 filaggrin의 감소를 억제함으로써 아토피 피부염에 효과가 있는 것으로 확인되었다. 또한, 각질세포에서 NF-κB와 STAT 신호전달 경로의 억제를 통해 염증성 인자들의 발현을 억제하는 봉독과 멜리틴의 항염증 효과를 확인하였다. 이에 따라 본 연구는, 천연물질인 봉독과 멜리틴이 부작용이 적은 아토피 피부염의 치료제로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.