BALB/c 및 NC/Nga 마우스의 아토피성 피부질환모델에서 생약조성물 SPZZC
※의 치료효능
이금선·아이크·최지영·윤서영
*
·최종현·강태진·오세군**
·정재훈*
,#삼육대학교 약학과, *삼육대학교 의명신경과학연구소, **(주) 로다멘코스메틱
(Received April 15, 2008; Revised May 23, 2008)
Effect of SPZZC, a Composition of Herb Extracts, on Atopic Dermatitis in BALB/c and NC/Nga Mouse
Geum Seon Lee, Ike Dela Pena, Ji Young Choi, Seo Young Yoon, Jong Hyun Choi, Tae Jin Kang, Se Koon Oh** and Jae Hoon Cheong*
,#Department of Pharmacy, Sahmyook University, Seoul 139-742, Korea
*Uimyung Research Institute for Neuroscience, Sahmyook University, Seoul 139-742, Korea
**Lordamen Cosmedics Co., Seoul 130-070, Korea
Abstract
— The aim of this study was to evaluate if a composition of herb extracts, PLX-PLS was effective to treat atopic dermatitis (AD) in mice. SPZZC is a composition of herb extracts containing the roots of Scopolia parviflora and Paeonia lac- tiflora, the herb of Zizania caudiflora, the fruit of Ziziphus jujuba and the leaf of Chinese arborvitae. AD in BALB/c mouse was induced by patching ovoalbumin on the backside, while it in NC/Nga mouse was induced by repeated application of 1- chloro 2,4-dinitrobenzene (DNCB). Mice were topically treated with SPZZC or Domohorn ointment on the backside for 2 weeks (BALB/c) or 1 week (NC/Nga). Scratching behavior, clinical skin severity and the levels of WBC, neutrophil, eosi- nophil and total serum IgE were measured. After AD induction, scores of scratching behavior and clinical skin severity and the levels of WBC, neutrophil, eosinophil and total serum IgE were increased. Treatment with SPZZC significantly decreased scores of scratching behavior and clinical skin severity in a dose dependent manner in NC/Nga and BALB/c mice.
Treatment with SPZZC 2% significantly decreased also the levels of WBC, neutrophil, eosinophil and total serum IgE. Espe- cially, treatment of SPZZC 2% reduced more rapidly score of clinical skin severity than clobetasol cream. These results sug- gest that the SPZZC may be an alternative substance for the management of AD.
Keywords □
atopic dermatitis, scratching behavior, clinical skin severity, WBC, neutrophil, eosinophil, IgE
피부의가장외층인표피는외부환경으로부터인체를보호할 뿐아니라
,
수분증발및손실을억제하여피부의건조화를방지한다
.
건강한표피는15~20%
의수분을함유하고있으며수분이
10%
이하로떨어지면피부가건조해지고,
거칠며윤기가없어져피부손상이일어난다
.
1,2)피부건조가일어나는대표적인질환으로건선염과아토피피부염이알려져있는데이중특히 아토피성 피부염은 피부 건조화뿐만 아니라 표피 과증식
(hyperkeratosis),
홍반,
부종,
심한소양증,
삼출과부스럼딱지 를특징으로하고급성기에는표피내에수포를형성하며만성 기에는피부에비후가생기는피부염증등과같은여러증상을 같이수반하는피부질병이다.
지금까지병인으로알려진것에는면역학적으로
T
림프구의활성화,
랑게르한스선의세포의자극증가
, cytokine
의체계의이상,
세포매개성면역의감소, IgE
의 증가등이있으며그밖에혈관작용성매개체의분비와약리학 적인반응의변형도아토피성피부염의병리상태에중요한역할 을한다고보고되고있다.
3)피부염진행과정에침윤되는염증세 포들은주로대식세포,
호산구와같은속발반응에관여하는세포들이며이들은아토피성피부염의급성기에존재하던세포들 에서생성된
IL-1
과TNF-
α와같은cytokine
의직접적인영향 으로피부에침투한것으로여겨지고있다.
1-3)또한,
아토피성피#본논문에관한문의는저자에게로
(
전화) 02-3399-1605 (
팩스) 02-3399-1617 (E-mail) [email protected]
※
SPZZC:
Scopolia parviflora뿌리,
Paeonia lactiflora뿌리,
Zizaniacaudiflora전초
,
Ziziphus jujuba과실및 Chinese arborvitae잎추출 물의혼합조성물.
부염환자의
80%
에서IgE
의혈청치증가가보고됨으로써이질 환이면역학적이상과관련이있다는증거를제시하고있다.
4)IgE
의증감은병변의범위와증상의중증도와관련이있음을시사하고있고
,
면역학적인기전이관여한다는것은알려져있지 만정확한병인에관해서는아직까지이해가부족한실정이다.
아토피성피부염은전체인구의약
10~20%
에게서발병하고있는것으로추산되고있으나완치시킬수있는뚜렷한치료법이 없는실정이다
.
5,6)일반적으로아토피성피부염의치료는염증과소양감의조절
, 2
차병변발생의방지를목적으로한다.
스테로이드외용제가보습제
,
식이조절,
항히스타민제,
항생제와함께 흔히사용된다.
그러나이를장기간사용했을때피부의위축이나소아환자에서성장지연의가능성등각종부작용이문제되 고있어새로운치료에대한필요성이증가하고있다
.
7)최근아 토피성피부염및건선염환자의표피에서자연보습인자의수치 감소가보고됨에따라증상을개선하기위해피부의건조화방 지또는피부영양인자보급등의방법들에대한연구가활발히 진행되고있다.
2)이와함께천연물을이용한아토피성피부염의치료제의개발연구도활성화되면서
,
소풍산(
消風散)
이흰쥐의히스타민유리억제와림포카인조절에영향을미친다고보고되 고있고
,
8)상백피(
桑白皮)
가화합물48/80
에의해유도된과민성쇼크와비만세포의히스타민유리와탈과립을억제한다고보고
되었다
.
9,10)그러나아직까지획기적인의약조성물,
화장품조성물또는식품조성물등은없는실정이다
.
이에,
본연구팀은민간에서아토피성피부질환의예방과치료에사용되어온한약제 들에대한사전연구와예비실험을실시하였다
.
그결과가장좋 은효과를나타낸조성물은미치광이풀과작약지하경,
줄풀전초
,
대추및측백나무껍질의추출물을혼합한조성물인SPZZC
였다
.
미치광이풀의뿌리는스코폴리아근이라고도하며,
부교감 신경억제성분인scopolamine
과부종에유효한scopoletine
등이함유되어있고
,
작약에는진정,
항궤양및항염작용이있는paeoniflorin
과항알러지 작용이있는benzoylpaeoniflorin
등이함유되어있다
.
11,12)줄풀과측백나무잎은민간에서목욕제로사용되어왔는데
,
줄풀은거친피부와습진의치료에사용되어왔 고,
측백나무는거친피부와옴등의치료에사용되어왔다.
본 연구에서는예비실험에서가장좋은효과를나타낸SPZZC
가아토피성피부염동물모델에서피부염치료효능에대해평가함으 로써신약또는기능성화장품으로의개발가능성을확인하고자 하였다
.
실험 방법
약물및시약
수산화알루미늄
(Aluminum hydroxide),
오범알부민(Ovum albumin),
클로로디니트로벤젠(1-chloro 2,4-dinitrobenzene;
DNCB)
은Sigma-Aldrich Chemical Co.(St. Louis, MO, USA)
에서구입하여사용하였으며
,
도모호론(Domohorn, Clobetasol propionic acid 0.005%
함유연고.
동구제약,
서울)
및그외시약은시중에서구입할수있는최상급을사용하였다
.
미치광이 풀,
백작약,
줄풀,
대추및측백나무피는경동시장(Seoul, Korea)
에서구입하여사용하였다
.
실험동물
4
주령의BALB/c
마우스(18~20 g)
와NC/Nga
마우스(18~20 g)
를
(
주)
한림실험동물(Whasung, Korea)
과중앙실험동물(Seoul,
Korea)
에서공급받아삼육대학교의명신경과학연구소의동물실에약
7
일간적응시켜사용하였으며,
물과사료는자유롭게섭취하도록하였고
,
온도(23±2
oC),
습도(50±10%)
및명암주기(12
시간)
는자동으로조절되도록하였다.
본실험에서사용한BALB/c
마우스는오범알부민에민감하여8,13)아토피성피부염실험에흔히사용되는종이며
, NC/Nga
마우스는IgE
의과생성에의해동반된아토피성피부염의형태가임상적으로나조직학 적으로인간의아토피성피부염의병변과매우흡사한양태를나 타내고
X
선조사와오범알부민에의해유도되는과민반응에매우 민감하여일반재래환경에서아토피성피부염과같은피부습 진성상처가쉽게유발되는실험동물이다.
13-15)생후4
주령의BALB/c
마우스를1
주일간안정화를시킨후아토피비유발군,
대조군
(
연고기제),
시험물질도포군(SPZZC 0.22%, 0.66%, 2.0%)
과양성대조군
(Clobetasol propionic acid
도포군)
으로분류하여 실험을실시하였다.
시험물질의제조
미치광이풀
,
백작약,
줄풀,
대추및측백나무피각각을에칠알 콜에서4
시간씩3
회가온(80
oC)
추출하여그추출액을수욕상에서감압농축하여에탄올추출물을얻었다
.
위추출물들을(
주)
로다멘코스메틱이지정한비율로혼합한후연고기제
(
프로필렌글리콜
,
세라마이드및PCA-
나트륨혼합물)
를첨가하여0.22%, 0.66%
및2%
조성물을제조하였다.
BALB/c마우스에서아토피성피부염의유발
마우스의등을귀하단부에서부터꼬리상단부까지전체를제
모한후에
4%(w/w)
수산화알루미늄액0.05 m
l와오범알부민0.05 mg
을복강주사한후3
일째되는날100
µl의인산완충용액을등에도포하고증발을막기위하여
Tegadum(2×2 cm)
을부착하였다
.
나머지군들은100
µl의인산완충용액과0.1 mg
오범알부민을같은방법으로도포하고부착하였다
. 3
일이지난후부착한패치를떼어내고
2
주일간의잠복기를두었다. 2
주일후두 번째피부자극을위해대조군은50
µl의인산완충용액을복강주사하였으며다른군들은
50
µg
오범알부민을50
µl의인산완충용액에녹여서복강주사하였다
. 3
일후첫번째패치를부착하 였던것과동일한방법으로등피부에두번째패치를부착하였 다가3
일후패치를떼어내었다.
8,13)NC/Nga마우스에서아토피성피부염의유발
마우스의등을귀하단부에서부터꼬리상단부까지전체를제 모하고
24
시간방치한후1%
의DNCB
용액(
아세톤:
올리브오일=3 : 1) 200
µl를제모부위에도포하고, 3
일후2
차도포하였다. 1
차도포후7
일째부터는, 1
주일에3
회씩5
주간0.4% DNCB
용액
150
µl를재도포하여아토피성피부염을유발하였다.
13-15)시험약물의처치
대조군의동물에는연고기제를
,
시험군의동물에는조성물SPZZC 0.22%, 0.66%, 2.0%
함유연고200 mg
을,
양성대조군의동물에는프로피온산크로베타솔
(
®Domohorn)
연고200 mg
을1
일
1
회,
오전10:00~11:00
시사이에도포하였다.
Scratching behavior시험
시험물질처치후
1, 3, 7, 14
일이되는시점에실시하였다.
시 험물질도포한시간전과도포30
분후한시간동안긁는횟수
(scratching counts)
를측정하였다.
13,16)관능평가시험
시험물질도포후
1, 3, 7, 14
일이되는시점에실시하였다.
본 평가방법은아토피성피부염에서일반적으로사용되는임상적 육안평가법으로서아토피성피부염의심각성정도를다음의5
가지항목을각각평가한점수의총합으로나타내었다
.
평가항 목은홍반(erythema),
가려움과건조피부(pruritus & dry skin),
부종과혈종
(edema & excoriation),
짓무름(erosion),
그리고태선화
(lichenification)
이다.
각각의항목에대해증상없음(0
점),
증 상약함(1
점),
보통(2
점),
심함(3
점)
으로채점한후5
항목의점수를합산함으로써최소
0
점(
아무증상이없는상태)
에서최고15
점
(
모든항목의증상이심한상태)
사이의평가점수를부여하였 다.
17,18)혈액중백혈구와호중구,호산구과혈장 IgE함량의측정 최종관능평가를실시한후
EDTA
처리된튜브형주사기로심장혈액
0.5 m
l를채취하였다.
전혈을네오딘뱃렙(
주)(Seoul,
Korea)
에의뢰하여혈액중백혈구와호중구,
호산구의함량을측정하였고
, ELISA kit(Shibayagi. co., Ltd. Japan)
를사용하여혈청중
IgE
함량을측정하였다.
14,17,18)통계처리
모든실험 결과는
ANOVA(one way analysis of variance)
를이용하여통계처리하였고
, Post-hoc test
로Newman-Keuls Test
를사용하여p
<0.05
수준이하에서유의성검정을실시하였다.
결과 및 고찰
피부는외부환경과체내의경계를이루면서수많은항원에접 촉할기회를갖는다
.
아토피성피부염이발병하면피부의과민 반응과소양증에대한역치의감소로인해서피부를긁게되고,
긁는자극과염증반응은피부의각질세포에서
cytokine
을분비시켜19)염증반응을심화시키고
,
각질층의변형을유도하며,
20)면역세포를활성화시킨다
.
면역세포의활성화는IgE
생성증가와항체반응증가를유도하고
IgE
의존성histamine
유리체의활동성을증가시켜
histamine
분비를촉진시킨다.
21)Histamine
등 은호산구의침윤을유도하고,
4)급성과민반응과소양감을유발한다
.
22)이러한과정에나타나는피부소양감,
피부변형(
홍반,
건조피부
,
부종과혈종,
짓무름,
그리고태선화)
정도와혈중호산구와
IgE
함량등을근거로아토피성피부염정도를평가하였다.
Scratching behavior횟수
아토피성피부염의대표적인증상인염증부위를긁는행동의
횟수를관찰한결과
, BALB/c
마우스에서아토피성피부염의유발은
1
시간동안상처부위를약200
회긁게했고,
이러한현상은2
주이상지속되었다. Fig. 1
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
BALB/c
마우스에게SPZZC
를처치한결과3
일째고용량
(2.0%)
처치군에서긁는횟수가유의성있게줄기시작하여
7
일째와14
일째(2.0%
처치군긁는횟수=
평균30
회)
는용량의존적으로유의성있게감소하였고
,
그효능은clobetasol
처 치군(
평균71
회)
보다우수하였다. NC/Nga
마우스에서아토피성 피부염의유발은1
시간동안상처부위를약300
회긁게했고,
이러한현상은
1
주이상지속되었다. Fig. 2
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
NC/Nga
마우스에게SPZZC
를처치한결과
3
일째0.66%
와2.0%
처치군및clobetasol
처치군에서긁는횟수가유의성있게줄기시작하여
7
일째는전용량군에서(2.0%
처치군긁는횟수=
평균120
회)
유의성있게감소하였고,
그 효능은
clobetasol
처치군(
평균167
회)
보다 우수하였다.
SPZZC
의처치에따른경시증상완화효과여부를알아보기위해처치전
1
시간과처치후1
시간동안긁는횟수를비교한결과
BALB/c
마우스와NC/Nga
마우스에서모두유의성있는차이가없었다
.
그러므로SPZZC
의처치에의한긁는횟수의감소는국소적이며일시적인소양효과라기보다는피부염의치료작용 에따른결과로여겨진다
.
Clinical skin severity점수
아토피성피부염은주로유소아기에발병이시작하는만성재
Fig. 1 −
Effects of SPZZC on scratching behavior in BALB/c mice (n=7~8). Each bar represents the mean±S.E.M. of scratching counts for 1 hour. A : once treatment of SPZZC; B : treatment of SPZZC for 3 days; C: treatment of SPZZC for 7 days; D : treatment of SPZZC for 14 days. Open bar is scratching counts for 1 hour before treatment of testing materials and closed bar is scratching counts for 1 hour after treatment (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
Fig. 2−
Effects of SPZZC on scratching behavior in NC/Nga mice (n=5). Each bar represents ts the mean±S.E.M. of scratching counts for
1 hour. A : once treatment of SPZZC; B : treatment of SPZZC for 3 days; C: treatment of SPZZC for 7 days; D : treatment of SPZZC
for 14 days. Open bar is scratching counts for 1 hour before treatment of testing materials and closed bar is scratching counts for
1 hour after treatment (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
발성피부질환으로연령에따라임상양상과병변의분포차이 를나타내는데유아에서는두부와신전부의습진양상을보이고
,
삼출이나가피형태의급성습진성양상을나타내나소아기로넘 어가면서전주
(antecubital area)
와슬와(popliteal area)
같은굴측부의병변이뚜렷해지면서건조증의형태로나타나는경우가 많고
,
사춘기와성인에서는간찰부위(intertriginous area),
목,
목의양측의태선화
,
안면과수부(hand area)
습진등의소견을보이고양진과태선화가관찰된다
.
17,18,23)본실험에서는아토피성피부염이유발된등부위의증상을주로관찰하여평가하였다
.
BALB/c
마우스에아토피성피부염이유발되어시험약물을처치하기직전관능평가점수는
12.5
점이었고2
주후에도8
점상태로유지되었다
. Fig. 3
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
BALB/c
마우스에게SPZZC
를처치한결과7
일째부터대조군에비해평균점수가유의성있게용량의존적으로줄기시작 하여
14
일째2.0%
처치군은0.3
점으로정상피부와유사한수준으로회복되었고
,
그효능은clobetasol
처치군(
평균3
점)
보다 우수하였다. NC/Nga
마우스에서아토피성피부염의유발은관 능평가점수가평균14
점이되게하였고1
주후에도11
점상태로유지되었다
. Fig. 4
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
NC/Nga
마우스에게SPZZC
를처치한결과3
일째부터관능평가점수가유의성있게줄기시작하여
7
일째는전용량군에서
(2.0%
처치군평균점수=3
점)
용량의존적으로유의성있게감소하였고
,
그효능은clobetasol
처치군(
평균5
점)
보다우수하였다.
혈액중백혈구,호중구,호산구와IgE함량
백혈구의주요기능은아메바운동을하면서혈관밖으로나와외 부로부터침입한세균이나이물질을세포내로탐식한다음소화 분해하여무독화시키는데
,
염증이발현되면백혈구의수가증가하고
,
24,25)아토피성피부염은IgE
항체반응을증가시킨다.
14,19)호산구는
IgE
항체와함께즉시형과민반응에중요한인자로항원에의해활성화된
T
림프구는호산구집락자극인자(eosinophil colony stimulating factor),
호산구성장촉진인자(eosinophil growth stimulating factor)
등을생산하여혈중호산구의증가를유도하며조직내호산구의침윤을유도한다
.
4,26)아토피성피부염환자에게오랫동안
IFN-
γ를처치한연구에서백혈구,
호중구및호산구의숫자가유의성있게감소한연구결과도있다
.
24,27)본실험도아토피성피부염의발현시나타나는혈액학적변화 인백혈구
,
호중구,
호산구와IgE
의함량변화를관찰하였다.
백 혈구,
호중구,
호산구와혈장IgE
의함량변화는염증반응의정도를예표하며
,
특별히, IgE
는알러지반응의정도를나타내는지표가된다
. BALB/c
마우스에아토피성피부염이유발된후2
주후에도백혈구는약
50%,
호중구은두배,
호산구와IgE
는약3
배 증가된상태가유지되었다. Fig. 5
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
BALB/c
마우스에게SPZZC
를2
주간처치한결Fig. 3−
Effects of SPZZC on severity score of atopic dermatitis in BALB/c mice (n=7~8). Each symbol represents the mean±S.E.M. of severity scores (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
Fig. 4−
Effects of SPZZC on severity score of atopic dermatitis in NC/Nga mice (n=5). Each symbol represents the mean±S.E.M. of severity
scores (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
Fig. 5−
Effects of SPZZC on levels of blood WBC, neutrophil, eosinophil and IgE in BALB/c mice (n=7~8). Each bar represents the mean±S.E.M. of WBC, neutrophil, eosinophil and IgE levels in blood (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
Fig. 6−
Effects of SPZZC on levels of blood WBC, neutrophil, eosinophil and IgE in NC/Nga mice (n=5). Each bar represents the
mean±S.E.M. of WBC, neutrophil, eosinophil and IgE levels in blood (*: p <0.05, **: p <0.01 versus control group).
과백혈구
,
호중구,
호산구와IgE
함량모두용량의존적으로감 소하는경향을나타내었고,
백혈구,
호중구,
호산구는2%
처치군과
clobetasol
처치군에서유의성있게감소하였고, IgE
함량은SPZZC 0.66%
와2%
처치군및clobetasol
처치군에서유의성있 게감소하였다.
그러나그회복정도가정상동물수준에는미치지못하였고
,
그효능역시clobetasol
효과와유사하였다. NC/
Nga
마우스에아토피성피부염이유발된후1
주후에도백혈구는약
30%,
호중구와호산구는2
배, IgE
는약3
배증가된상태가유지되었다
. Fig. 6
에서보는바와같이아토피성피부염이유발된
NC/Nga
마우스에게SPZZC
를1
주간처치한결과백혈구,
호중구
,
호산구와IgE
함량모두용량의존적으로감소하는경향을나타내었고
, WBC
은2%
처치군과clobetasol
처치군에서,
호중구는
2%
처치군에서유의성있게감소하였고,
호산구는SPZZC 0.66%
와2%
처치군및clobetasol
처치군에서유의성있게감소하였으며
, IgE
함량은SPZZC
전용량군과clobetasol
처치군에서유의성있게감소하였다
.
그러나그회복정도가정상동물수준에는미치지못하였고
,
그효능역시clobetasol
효과와유사하였다
.
이러한SPZZC
의효과는미치광이풀의뿌리에함유되어있는
tropane
알칼로이드의항히스타민작용과항부종작용,
작약에함유되어있는
paeoniflorin
과benzoylpaeoniflorin
등에의한진정
,
항염,
항궤양,
과민반응억제및항알러지작용,
줄풀의면 역증강및항염작용,
대추의진정및항알러지작용및측백엽의항균작용등의복합적작용에기인하는것으로추정된다
.
11,12)결 론
오범알부민과수산화알루미늄을복강내주사하고패취를부착
하여아토피성피부염을유발한
BALB/c
생쥐와DNCB
를도포하여아토피성피부염을유발한
NC/Nga
생쥐에서생약조성물SPZZC
의0.22%, 0.66%, 2.0%
도포처치는아토피성피부염의대표적인증상인긁는횟수를용량으존적으로유의성있게감소 시켰고
,
피부의염증정도를알수있는관능평가점수와혈액중백혈구
,
호중구와호산구의함량역시용량의존적으로유의성있 게개선함으로써SPZZC
가아토피성피부염의증상개선에효과 가있음을증명하였다.
뿐만아니라SPZZC
의도포는피부염동물에서알러지반응정도를예표하는혈중
IgE
의함량을감소킴으 로써알러지성염증역시완화시킬수있음을시사하였다.
이러한효능들은
clobetasol
의효과보다우수하거나유사하였다.
그러므로본연구결과는생약조성물
SPZZC
가아토피성피부염의 증상을개선하는약물또는기능성화장품원료로개발될수있 음을나타내고있다.
그러나시험물질인SPZZC
의아토피성피부염증상을완화효과가어떤생약
,
어떤성분또는어떤복합 성분들의복합작용에기인하는지는확인되지않았다.
그러므로향후연구를통하여아토피성피부염치료효과가어떤성분에
기인하며어떤작용기전을통하여발현되는지밝혀야할것이다
.
감사의 말씀
이연구는
2007
년삼육대학교연구지원비에의해수행되었으므로이에감사를드립니다
.
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