Effects of Kumsooyukkun-jeon extract on the Ovalbumin-Induced Allergic Asthma in Mice

교신저자 : 조준기, 전북 익산시 신용동 344-2 원광대부속한방병원 안이비인후피부과

(Tel. 063-859-2821 E-mail : foramenmagnum@daum.net)

∙접수 2007/10/31 ∙수정 2007/11/24 ∙채택 2007/12/04 Otolaryngology & Dermatology 2007;20(3) : 107-117

金水六君煎 extract 투여가 Ovalbumin으로 유발된 마우스의 알레르기성 천식에 미치는 영향

조준기

․ 안찬근

․ 김경준

․ 김남권

․ 박민철

1)

원광대학교 한의과대학 안이비인후피부과교실

2)

경원대학교 한의과대학 안이비인후피부과교실

Effects of Kumsooyukkun-jeon extract on the Ovalbumin-Induced Allergic Asthma in Mice

Joon-Ki Jo ․ Chan-Gn An ․ Kyung-Jun Kim ․ Nam-Kwen Kim ․ Min-Cheol Park

Objective : Kumsoouyukkun-joen extract(KSE) has been used treating asthma for a long time in korea. In the present study, I examined the effects of KSE on the ovalbumin(OVA)-induced airway hyper-reactivity(AHR).

Methods : To examine the effects of KSE on asthma, mice were sensitized with 100 ㎍ of OVA and 1 ㎎ of aluminum potassium sulfate(Alum; Sigma) intraperitoneally on day 0 and 7. On day 14, mice were challenged on 3 consecutive days with 5% OVA and AHR was assessed 24 hrs after the last challenge. To examine severity of AHR, I examined eosinophil population and cytokine production in bronchoaveloar lavage fluid(BALF) and stained with hematoxylin and eosin in lung and also measured enhanced pause(Penh) in AHR from mice.

Results and Conclusion : KSE potently inhibited the development of Penh and also reduced the number of eo- sinophil during OVA-induced AHR. KSE also inhibited cytokines production such as IL-4, IL-5 in BALF.

Furthermore, KSE inhibited percentage of eosinophil in BALF. These results suggest that KSE may be beneficial oriental medicine for AHR.

Key word : asthma, Kumsoouyukkun-joen, airway hyper-reactivity, eosinophil

Ⅰ. 緖 論

알레르기성 기관지 천식은 전 세계적으로 인구

의 약 10%가 앓고 있는 호흡기의 염증질환으로서,

가역적인 기도폐색과 기관지 과민성, 기도의 부종,

호산구성-임파구성 염증을 특징으로 하고, 발작적 인 호흡곤난, 해수, 천명음 등의 소견을 보이는 복 합적인 증후군을 말한다. 최근 고도의 산업화에 따 른 새로운 항원의 출현 및 환경공해 특히 대기오 염, 흡연인구의 증가 등으로 인해 천식의 유병율은 증가하고 있는 추세이고, 기관지 확장제나 항염증 제인 스테로이드, 면역조절제 등이 증상이나 항원 에 따른 치료제로 사용되고 있으나, 근본적인 치료 법은 되지 못하고 있는 상태이다

.

알레르기성 기관지 천식은 한의학에서 呼吸促急 하고 喉中有聲한 증상을 나타내는 哮喘證, 哮吼證 의 범주에 속하는 질환으로

, 원인으로는 痰, 偏 食, 驚恐, 外感, 夙根 등이 있고, 치료는 주로 허실 을 구별하여 實證에는 祛風寒, 燥濕, 淸熱, 溫肺, 化痰, 降氣宣肺, 定喘의 치법으로, 虛證에는 補肺, 益心腎, 化痰定喘의 치법을 사용한다

.

금수육군전은 肺腎虛寒의 虛症에 주로 사용하는 처방으로 1642년경 張

의 《景岳全書》에 최초로 수록된 처방으로서 일명 歸地二陳湯 혹은 熟地二 陳湯이라고도 한다

.

최근 기관지 천식에 대한 한의계의 연구로는 이 등

과 김 등

과 김 등

의 단미 및 처방을 이용한 염증반응이나 면역기능에 관한 동물실험이 있었고, 차 등

과 백 등

과 이

와 주 등

이 천식에 분 자생물학적 실험기법을 도입하여 cytokines이나 chemokines에 대한 각종 한방치료제제들의 작용 에 대한 실험연구가 이루어져 왔다.

그리고 금수육군전에 대한 연구로는 이 등

이 SO

로 유발된 호흡기 손상에 치료 및 예방의 효능 이 있음을 이화학적인 측면과 조직학적인 측면에 서 보고하였고, 김 등

이 금수육군전의 경구투여 가 알레르기성 천식 모델 마우스의 기관의 조직 및 미세구조에 미치는 영향을 보고하였다. 그러나 KSE의 경구투여가 기도저항, 폐조직, 세포활성물 질(BALF내 cytokine양), 세포분포변화(BALF내 호 산구의 비율)에 미치는 영향에 대한 연구는 없는

실정이다.

이에 저자는 KSE의 알레르기성 기관지 천식 억 제 효과를 조사하기 위하여 Balb/c 마우스에 ovalbumin(OVA)를 이용하여 알레르기성 천식을 유발하고, 천식이 유발된 마우스에 KSE를 투여하 여 기도저항, 폐조직, 세포활성물질, 세포분포변화 에 미치는 영향을 관찰하여 결과를 얻었기에 보고 하는 바이다.

Ⅱ. 實驗材料 및 方法

1. 실험동물

동물은 자성인 8주령의 Balb/c 마우스를 (주)오 리엔트바이오에서 공급 받아 실험당일까지 고형사 료와 물을 충분히 공급하고 실온 22 ± 2도를 유 지하였다.

2. 알러지 모델 및 알레르기성 기관지 천식의 유도

실험 1, 2주째 100 ㎍의 난알부민(OVA, chicken egg ovalbumin; Grade IV)과 1 ㎎의 aluminum potassium sulfate(Alum; Sigma)를 PBS(phosphate buffer saline, pH. 7.4) 0.2 ㎖에 혼합하여 마우 스의 복강내로 주입하였다. 3주째 5% OVA/PBS 20 ㎖을 분무기(neubulizer)를 이용하여 1시간씩 3 일간 노출시켜 감작시켰다. 실험은 4마리를 1군으 로 하여, 정상군(Negative control), 천식유발군 (Positive control), 실험군Ⅰ(천식유발후 KSE(1 g/

㎏)투여), 실험군Ⅱ(천식유발후 KSE(100 ㎎/㎏)투

여) 등 4군으로 나누었다. 정상군은 천식유발 없이

PBS를 투여하였고, 천식유발군은 천식 유발 후

PBS를 투여하였으며, 실험군은 천식을 유발하고 1

주일간 1 g/㎏, 100 ㎎/㎏의 KSE를 경구투여하였

다.

3. KSE의 제조와 투여

본 실험에 사용된 약재는 원광대학교 익산한방 병원에서 구입, 정선하여 사용하였고, 처방은 ≪方 藥合編≫

에 따랐으며, 1첩의 내용과 분량은 Table 1과 같다.

Table 1. The Composition of KS

藥物名 生藥名 用量(g)

熟地黃 當歸 半夏 白茯苓

陳皮 甘草 白芥子

生薑

Rehmanniae Radix Preparat Angelicae Gigantis Radix

Pinelliae Rhizoma Poria Citri Pericarpium Glycyrrhizae Radix

Semen Sinapis Zingiberis Rhizoma Recens

20 4 4 4 6 4 3 6

總量 51

금수육군전 4첩 분량 204g을 취하여 정제수 2000 ㎖로 2시간 30분 전탕하였다. 이 전탕액을 filter(0.2 ㎛ syringe filter)로 3회 여과한 후, 동 결건조 과정을 거쳐 PBS으로 100 ㎎/㎖과 10 ㎎/

㎖로 희석하여 KSE를 제조 사용하였다.

실험군의 경우 KSE(100 ㎎/㎖, 10 ㎎/㎖)를 1회 0.2 ㎖씩 경구로 강제 투여하고, 투여기간은 면역 된 마우스를 분무에 감작시키기 4일 전부터 최종 감작시까지, 즉 제 11일부터 제17일까지 매일 1회, 총 7일 동안 투여하였다.

4.기도과민반응 측정

최종 감작 1일 후, 즉 실험 제 18일째 methacholine을 PBS로 희석하여 0 ㎎/㎖, 10 ㎎/

㎖, 20 ㎎/㎖, 40 ㎎/㎖, 80 ㎎/㎖의 농도에 각각 4 분간 노출시킨 후 동물용 체적 변동 측정기를 사 용하여 enhanced pause(Penh)를 각 methacholine

농도마다 3분씩 측정하였다.

5. 기관지폐포세척액 검사

최종 감작 1일 후 기관지를 개봉한 뒤 폐포의 세척을 위해서 PBS를 기관지를 통해서 1회에 0.5

㎖씩 2회 넣어 세척하여 BALF를 채취하여 Cytospin을 사용 500rpm에서 5분간 원심분리한 후 슬라이드를 건조하였다. 건조된 슬라이드는 Diff-Quick 용액을 이용하여 염색하였다. 이 슬라 이드로부터 세포의 모양과 염색 특징 등으로 면역 세포의 type을 결정하였다. 광학현미경 X400에서 관찰하여 대식세포, 호산구, 호중구, 림프구 등의 세포 수를 측정하였다.

6. 효소면역측정법을 이용한 세포활성물질 측정 마우스에서 채취한 BALF에서 각 세포활성물질을 측정하기 위해 ELISA kit(R&D system)를 사용하여 IL-4, IL-5의 생산량을 측정하였다. 각 항체(antibody) 를 coating 완충용액에 희석하여 microwell에 coating한 후 4℃에서 overnight하였다. 각 well을 3 회 세척 완충용액으로 세척한 후 BALF를 100 ㎕씩 분 주하였다. 1시간 동안 실온에서 방치한 후 2회 세척 완 충용액으로 세척한 다음 antibody Avidin-HRP conjugated 100 ㎕를 처리하고, 1시간 실온에서 방치 한 후 다시 세척하였다. 기질(TMB; 3,3',5,5-tetramethyl benzidine, Sigma)을 100 ㎕씩 분주하고, 暗所에서 30분간 방치한 후 50 ㎕의 stop 용액을 처리한 후 ELISA leader 450 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.

7. 조직병리검사

폐를 떼어내어 즉시 10% 포르말린에 고정시키

고, 파라핀으로 포매한 후 3 ㎛ 두께의 block을

제작하여 Hematoxylin/eosin(H&E) 염색을 시행하

였다.

Ⅲ. 實驗 結果

1. 기관지 천식 유발시 기관지 수축에 대한 KSE의 효과

알레르기성 과민반응에 미치는 KSE의 효과를 조사하기 위해서 정상군, 천식유발군과 실험군에서 methacholine에 대한 기도저항값(Penh)을 비교하 였다(Fig. 1).

Fig. 1에서 나타난 바와 같이 0-80 ㎎/㎖ 농도의 methacholine 비말에 노출시킨 후 Penh을 조사한 결과 methacholine의 농도가 높을수록 Penh이 상 승하였다. 각 group 간의 차이를 조사한 결과, 0

㎎/㎖, 5 ㎎/㎖의 methacholine의 농도에 노출시켰 을 때는 모든 군에서 비슷한 정도의 Penh을 보 였다. 10 ㎎/㎖ 이상의 농도부터는 실험군의 Penh 이 가장 낮게 나왔고, 그 다음이 정상군이었으며, 천식유발군이 가장 높은 Penh을 보였다. 특히 정 상군과 실험군 사이에는 Penh의 차이가 크지 않았 으나, 천식유발군과 다른 군 사이의 Penh은 현저 한 차이를 보였다. 40 ㎎/㎖의 농도에서 정상군의 Penh이 4.2인데 반해 천식유발군은 8.8을, 실험군

Ⅱ는 1.8을, 실험군Ⅰ은 2.7을 보였고, 80 ㎎/㎖의 농도에서는 정상군의 Penh이 5.5를, 천식유발군은 14.2를, 실험군Ⅱ는 2.3을, 실험군Ⅰ은 3.2를 보였 다.

Table 2. Effect of KSE on the AHR (Methacholine농도에 따른 각 Group의 평균 Penh)

정상군 천식유발군 실험군Ⅰ 실험군Ⅱ

0㎎/㎖

5㎎/㎖

10㎎/㎖

20㎎/㎖

40㎎/㎖

80㎎/㎖

0.4 1.0 2.1 2.3 4.2 5.5

0.4 1.0 2.9 4.8 8.8 14.2

0.5 0.8 1.0 1.9 2.7 3.2

0.5 0.7 1.3 1.4 1.8 2.3

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 20 40 60 80 100

penh

N P KSE0.1 KSE1

Methacholine ( mg/ml) 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 20 40 60 80 100

penh

N P KSE0.1 KSE1

Methacholine ( mg/ml)

Fig. 1. Effect of KSE on airway hyperreactivity(AHR) of asthmatic mice.

Mice were sensitized at days 0 and 7 and then challenged with OVA for 3 days from day 14 to 16.

KSE was given for 7 days from day 10 to 16. 24 hrs after last challenge, AHR was measured by enhanced pause(Penh) under exposure to indicated doses of methacholine. These results are representive of four independent experiments(n=4).

; N(정상군), P(천식유발군), KSE1(실험군Ⅰ), KSE0.1(실 험군Ⅱ)

2. 염증 유발 마우스의 기관지 폐조직에 대한 KSE의 효과

마우스를 OVA/Alum으로 면역한 후에 5%

OVA(3회/3일)로 감작하고, 마지막 감작 24시간 후 에 폐조직을 H&E 염색하여 관찰하였다(Fig. 2).

Fig. 2A에서 나타난 바와 같이 정상군에서는 기

도가 선명하게 보이고, 염증세포의 침착은 보이지

않고 있다. 그러나 천식유발군에서는 기도의 협착

과 기도벽의 두께가 증가하였고, 염증세포의 침착 이 현저하게 증가되었다(Fig. 2B). 실험군에서는 기도의 협착과 염증세포의 침작이 대조군에 비해 감소하였는데, Fig. 2C에서 나타난 바와 같이 실험 군Ⅰ에서 Fig. 2D인 실험군Ⅱ보다 기도의 협착과 염증세포의 침작이 더 감소하였다.

A B

C D

A B

C D

A B

C D

A B

C D

A B

C D

A B

C D

Fig. 2. KSE inhibits airway inflammation.

Lung tissues were sectioned and stained with hematoxylin and eosin(H&E). Mice (Fig. 2B, 2C, 2D) were immunized and challenged to OVA. Detail methods were described with materials and methods.

Fig. 2A, non immunized mice, Fig. 2B, mice that were immunized and challenged 3 consecutive days with OVA were sacrificed 24 hrs after last challenge.

Fig. 2C, 2D, mice that were immunized and treated with KSE(2C; 1 g/㎏, 2D; 100 ㎎/㎏) before challenge 3 consecutive days with OVA were sacrificed 24 hrs after last challenge. Original magnification, x400. Images are representative sections of four mice per group.

3. 기관지 천식 유발시 BALF내 세포활성물질 의 변화

본 실험에서는 BALF에서 Th2 타입의 세포활성물 질인 IL-4, IL-5의 농도를 조사하였다(Fig. 3).

Fig. 3A에서 보는 바와 같이 IL-4는 정상군에서 70 pg/㎖였고, 천식유발군에서 350 pg/㎖로 증가하였으

며, 실험군Ⅰ에서 160 pg/㎖로, 실험군Ⅱ에서는 291 pg/㎖(100 ㎎/㎏)로 감소하는 양상을 보였다. 또한 IL-5의 농도도 실험군에서 농도 의존적으로 억제되었 다 (Fig. 3B).

Fig. 3. KSE inhibits cytokine levels in BALF.

(Fig. 3A) IL-4, (Fig. 3B) IL-5 levels in BALF. Lungs were removed 24 hrs after last aerosol challenge and BALF was performed at 24 hrs after last aerosol challenge. Mice were anesthetized and lungs were lavaged by means of the tracheal tube with PBS.

IL-4(Fig. 3A) and IL-5(Fig. 3B) cytokines production were measured by ELISA. These results are representive of four independent experiments. Detail methods were described materials and methods.

4. 기관지 천식 유발시 BALF내의 세포분포변 화에 미치는 영향

폐에서 KSE가 호산구의 침윤을 억제하는가를 조사 하기 위하여 BALF를 슬라이드 글라스에 도말한 후 Diff-Quick으로 염색하여 형태학적 차이로써 세포 의 분포를 비교하였다(Fig. 5).

각 군의 호산구의 비율을 조사한 결과, 정상군 에서 20%, 천식유발군은 61.4%, 실험군Ⅰ에서 34%, 실험군Ⅱ에서 50%로 농도 의존적으로 호산구 의 비율이 감소하였다.

A B

C D

A B

C D

Fig. 4. KSE inhibits eosinophil infiltration in OVA-induced airway inflammation.

BALF was performed at 24 hrs after last aerosol challenge. Mice were anesthetized and lungs were lavaged by means of the tracheal tube with PBS.

Cytospin preparations of BALF cells were stained with Diff-Quick and eosinophil population was distinguished with morphology and staining profile.

Ⅳ. 考 察

천식은 한의학의 哮病에 해당하는 질환으로 갑 작스레 반복 발작하는 喘促上氣, 喉中有水鷄聲의 증상을 특징으로 갖는 질병으로 반드시 喘이 겸하 여 발생하기 때문에 哮喘이라고 한다

. 哮喘은 隋

代 巢

의 《巢氏諸病源候論》에서 “上氣鳴息”,

“呻嗽”라고 칭하는데에서 그 유래를 찾아볼수 있으며, 그 병인을 폐의 장기적인 기능실조로 보았 다. 이후 唐代의 《千金要方》

과 宋代의 《聖濟 總錄》

등에서 咳와 喘에 대한 논의가 있었으며, 金元代의 朱

에 의해 하나의 독립된 질병으로 설 정되어 哮와 喘이 나뉘게 되었다. 明․淸代에 여러 의가에 의해 증상에 따라 더욱 세분화 되었으나, 오늘날에는 哮, 喘의 구별없이 하나의 증후군으로 인식되고 있다

.

哮喘의 원인으로는 巢

는 痰氣上擊이라 하였고, 孫

은 大逆上氣라 하였으며, 朱

는 痰으로 인하 여 발생한다고 하였다. 또한 張

은 夙根이라 하여 그 內的素因이 痰濕한 사람이 過寒과 過勞시 나타 난다고 보았다. 그리고 근래에 정

등은 哮喘의 원인을 첫째 冷한 음료나 혹은 鹹, 酸, 甘味를 지 나치게 嗜食하게 되면 積痰蘊熱하여 발생하게 되 고, 둘째 外感病邪를 초기에 表散시키지 못하여 餘 邪가 肺絡에 잠복해 있다가 다시 外邪가 침범하면 발병하게 되며, 셋째 내재된 소인을 가지고 있는 사람이 한냉, 피로 등 어떤 유인을 만나서 발생하 게 되고, 넷째 특정의 냄새에 대한 과민반응으로 발생되며, 다섯째 장기적인 원인으로 폐, 신의 호 흡기능 저하로 발생하게 된다고 정리하였다.

哮喘의 치료는 朱

의 補陰, 降心火, 降痰下氣의 치법과 王

의 《證治準繩》에서 外邪와 攝生에 대 한 주의 그리고 張

의 虛實판별에 의한 扶正氣, 攻 邪氣의 치법을 기본으로 하였다. 최근에는 小靑龍 湯

, 定喘化痰降氣湯

, 麥門冬湯

, 瀉白散

, 神秘 湯

, 定喘湯

과 淸上補下湯

등이 천식에 효과가 있다는 연구보고가 있었고, 임상에서 활용되고 있 다.

금수육군전은 1642년경 張

의 《景岳全書》에

최초로 수록된 처방으로서 熟地黃, 當歸, 半夏, 白

茯苓, 陳皮, 甘草, 生薑으로 구성되어 있으며, 痰盛

氣滯, 胸脇不快者는 白芥子를 가한다고 하였다. 본

실험에서는 白芥子를 가미한 《方藥合編》의 구성 을 기준으로 하였다. 금수육군전은 주로 溫腎潤肺, 祛痰止咳, 溫中散寒하는 補益藥物들로 구성되어 있 으며, 방해로는 貞元飮과 二陳湯의 합방에 白芥子 를 가한 방제로, 貞元飮으로 腎水를 보하여 肺와 더불어 上下之水源을 潤하게 하여 水泛으로 生하 는 痰을 근본적으로 없애주며, 이미 생성된 痰은 二陳湯을 합하여 化痰하게 하고, 白芥子를 가하여 膜과 皮사이나 胸脇에 생긴 痰飮을 除하는 효능이 있어 咳嗽喘急과 신허로 인한 만성기관지염, 기관 지천식의 완해기, 기관지확장증, 久嗽, 肺勞에 보윤 제로 많이 응용되어 왔다

.

금수육군전에 대한 기존의 연구로는 김 등

의

󰡐金水六君煎이 Ovalbumin으로 유발된 Mice의 천식에 미치는 영향󰡑에서 금수육군전이 기관, 폐 의 기관지 및 세기관지 점막의 비후와 염증 세포 의 침윤, 내강내 점액성 분비물의 생성을 감소시키 고, 섬모 세포의 수적 감소 및 점액 생산 세포의 증가를 현저히 억제시켰다고 보고 하였고, 송 등

은 󰡐加味金水六君煎이 알러지반응과 폐손상에 미 치는 영향󰡑에서 가미금수육군전이 히스타민 유리 와 IL-4, IL-5, IL-6의 발현양 감소시켰다고 보고 하였으며, 감 등

은 󰡐金水六君煎이 흡연한 백서 의 폐손상에 미치는 영향󰡑에서, 유

는 󰡐金水六 君煎 및 加味鎭咳湯의 효능에 관한 실험적 연구󰡑

등에서 위와 유사한 결과를 보고하였다. 이상에서 보면 금수육군전이 천식 병태 동물의 기관 및 폐 의 조직학적 변화나 세포활성물질, 염증세포에 미 치는 영향에 대한 단편적인 연구는 있으나, 기도저 항, 폐조직, 세포활성물질, 세포분포변화에 미치는 영향에 대해 전반적으로 연구한 보고는 없어 저자 는 본 연구를 시행하였다.

알레르기성 기관지 천식은 전 세계적으로 인구 의 약 10%가 앓고 있는 호흡기의 염증질환으로서 기도내로 흡입된 항원에 의하여 체내에서 만들어 진 항원 특이 항체가 비만세포 및 호염기구에 부

착한 후 동일한 항원의 공격에 의하여 이들 세포 들로부터 활성화가 유도되고, 이들 세포들로부터 활성 매개물질이 유리되어 즉시형 과민반응이 일 어나며, 유리된 활성 매개 물질들에 의한 화학주성 때문에 관련된 다수의 염증세포들의 침윤이 일어 나는 기도 염증성 과민반응을 특징으로 하는 질환 이다

. 천식시에는 주로 알레르기성 과민반응으로 인해 기관에서는 기관 상피하 결합조직 부위에 다 수의 호산구를 비롯한 염증세포들이 밀집되어 기 도가 폐쇄되며, 상피내에 존재하는 점액생산세포인 배상세포들의 이상증식이 수반되는 것으로 알려져 있다

.

최근 천식의 발병기전과 그 치료과정에 대한 연 구로 분자생물학적 실험기법을 도입하였고, 이러한 연구방법은 염증반응이나 면역에 관여하는 여러 cytokine과 chemokines의 증감을 관찰함으로써 세 포단계에서의 조직손상 및 치유과정을 설명하고 있다

.

현재까지는 그 기전이 명확하지는 않으나, 천식

의 병인론으로는 기도의 수축, 부종, 점액분비 및

염증세포의 침윤 현상 등이 특징적인 것으로 알려

져 있고, 전형적인 외인성 천식의 발병기전은 항원

이 기도내로 유입되면 대식세포와 help T-cell의

보조적인 작용에 의해 B-cell에서 IgE와 IgG 항

원 특이 항체가 형성된다. 이렇게 형성된 특이항체

는 비만세포 및 호염기성 백혈구 등의 표면에 존

재하는 수용체에 부착된 후 동일한 항원에 재노출

될 경우 이 세포들이 활성화 되어 세포내의 여러

가지 화학전달물질들이 세포 밖으로 유리된다. 이

들 물질에 의해 기도는 수분에서 수초내에 수축되

고 30-60분후에 소실되는 조기 천식반응을 일으키

고, 비만세포에서 분비되는 화학 매개물질들과 기

타 대식세포, 비만세포 및 helper T-cell에서 분비

되는 다양한 종류의 cytokine들은 주로 호산성 백

혈구를 포함한 염증성 세포들의 증식 및 활성을

유도하여, 3-4시간 후에 기관지 수축, 점액분비 및

염증성 세포들의 침윤이 나타나기 시작하여 4-18 시간 후에 최고치에 달하는 후기 천식반응이 유발 되는 것으로 알려져 있다

.

Mosmann 등

은 Th세포의 cytokine 생산의 양상에 따라 두가지 형으로 분류하였다. 제1형 조 력 T림프구(type 1 helper T cell; Th1)는 IFN- γ, TNF-α를 생산하며, 주로 세포성 면역반응에 관여한다. 제2형 조력 T림프구(type 2 helper T cell; Th2)는 IL-4, IL-5를 생산하며, 체액성 면역 반응에 관여한다. 알레르기성 기관지 천식은 체액 성 면역반응에 중요한 Th2 아형의 CD4+ T cell 이 관여하며 염증 조직에서 그 수가 증가한다

. 염증이 유발된 조직으로 침윤한 CD4+ T cell은 항원제시세포(antigen-presentingcell; APC)가 제시 하는 allergen과 반응하여 분비성 단백질인 많은 종류의 cytokine을 생산한다

.

특히 제2형의 cytokine인 IL-4, IL-5는 알러지 질환에서 특히 과다하게 분비되는 cytokine으로 알 려져 있다

. IL-4는 B림프구의 항체 생산을 IgE로 전환시키는데(isotype switching) 중요한 인 자로 알려져 있고

, B림프구가 생산한 IgE는 비 만세포 및 호중구의 표면상에 존재하는 특이 Fc 수용체와 결합하여 이들 세포를 활성화시킴으로써 다양한 생리활성 물질의 분비를 유도하여 과민반 응을 유도한다

. IL-5는 염증이 유발된 조직으로 호산구의 침윤에 중요한 역할을 하는 것으로 알려 져 있고, IL-5 결핍 마우스를 이용한 많은 보고에 의하면 염증조직에 모이는 호산구의 수가 감소한 것을 볼 수 있다

.

최근 Th2 관련 질환인 알레르기성 천식에 관한 연구 결과가 많이 보고되고 있으며 그 결과 또한 다양하다. 이러한 보고들을 토대로 기도 염증 반응 에서 KSE의 효능과 그 작용 기전을 알고자 본 실 험을 시행하였다.

기관지 과민 반응은 호산구가 분비하는 기도 이 완 억제물질에 의해서 기관지의 수축으로 인한 호

흡량의 변화가 일어난다. 이를 Penh으로 측정하여 대조군과 실험군을 비교한 결과, KSE를 처리한 실 험군에서 Penh이 감소되는 것을 관찰할 수 있었다 (Fig. 1).

기관지 과민 반응은 폐의 조직학적 검사에서 기 관지의 수축과 함께 염증세포의 침착을 수반하게 되는데, Fig. 2A에서 보는 바와 같이 정상군에서 는 기도가 선명하게 보이고, 염증세포의 침작은 보 이지 않고 있다. 그러나 천식유발군에서는 기도의 협착과 기도벽의 두께가 증가하였으며, 염증세포의 침착이 증가되었다(Fig. 2B). 실험군에서는 농도 의존적으로 기관지 협착이 감소하였다. 또한 염증 세포의 침작도 천식유발군과 비교할 때 감소하였 다(Fig. 2C, 2D). 이상의 결과들로 보아 KSE가 기 도의 편평상피세포의 증식을 억제하여 기도의 두 께를 감소했을 가능성이 있고, 또한 KSE가 염증성 세포의 기관지로의 유입과 침윤에 관여하는 여러 세포활성물질, 접착분자 등을 억제했을 것으로 사 료된다.

제2형의 cytokine인 IL-4, IL-5는 알레르기성 천 식에서 특히 과다하게 분비되는 cytokine으로 알려 져 있다. KSE의 투여가 BALF내 이들 cytokine의 양적 변화를 초래하는지를 비교한 결과, IL-4는 대 조군과 비교할 때 실험군에서 농도 의존적으로 감소 하는 양상을 보였다. 또한 IL-5의 농도도 실험군에서 농도 의존적으로 억제되었다(Fig. 3A, 3B). 이는 KSE 를 투여한 실험군에서의 B세포 및 호산구와 연계된 알 러지 반응이 억제되었음을 의미한다.

알레르기성 기관지 천식 반응에서 호산구다증은

마우스의 알러지 모델에서 나타나는 두드러진 특

징으로 알려져 있다. 따라서 KSE를 처리한 실험군

에서 호산구의 분포를 조사한 결과, 대조군에 비해

실험군에서 농도 의존적으로 호산구의 비율이 감

소됨을 알 수 있었다(Fig. 4). 이는 KSE가 호산구의

활성화 및 증식을 억제해서 기관지 및 폐의 호산구 수

를 감소시켰을 가능성이 있고, IL-5에 의한 신호전달

을 억제해서 호산구의 증식 및 활성화를 억제하였을 가능성도 배제할 수 없다.

이상의 실험 결과로 볼 때, KSE가 Penh을 감 소하고, 기관지의 협착 및 염증세포의 침착을 억제 하며, 제2형의 cytokine인 IL-4, IL-5를 감소시키 고, 호산구 비율을 감소시키는 등 천식을 억제하는 것으로 사료되며, 향후 이에 대한 임상 및 실험적 보충 연구가 필요한 것으로 사료된다.

Ⅴ. 結 論

KSE가 마우스의 알레르기성 기관지 천식에 미 치는 효과를 알아보기 위하여 마우스에 알레르기 성 기관지 천식을 유발하고 KSE를 투여한 후 기 도과민반응을 측정하고, 폐조직의 상태를 관찰하였 으며, BALF내의 cytokine의 변화와 BALF내 호산 구의 비율을 관찰한 결과 다음과 같은 결론을 얻 었다.

1. KSE는 알레르기성 기관지 천식에 대한 Penh을 감소시켰다.

2. KSE는 폐조직에서 기도협착과 염증세포의 침윤 을 억제하였다.

3. KSE는 BALF에서 IL-4, IL-5의 생성을 억제하 였다.

4. KSE는 BALF에서 호산구 비율을 감소시켰다.

이상의 결과로 보아 KSE는 마우스에 유발된 알 레르기성 기관지 천식을 억제시키는 효과가 있었 다.

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