녹차 카테킨이 Nc/Nga 생쥐 아토피 피부염의 염증 개선에 미치는 영향

Abstract

실험배경 : 아토피성 피부염은 피부의 가장 흔한 염증성 질환 중 하나이며 원인은 잘 알려져 있지 않지만 유전적, 환경적 또는 심리적 요인들이 서로 상호 작용하여 아토피성 피부염을 유발하는 것으로 알려져 있다. 아토피성 피부염에 대한 근본적인 치료법은 아직까지 개발되어 있지 않기 때문에, 이를 개발하기 위한 많은 연구 들이 진행되고 있는데, 최근에는 천연물에 대한 탐색이 많이 이루어지고 있다. 식물에 많이 함유된 플라보노이드는 항산화 작용, 항균작용 및 항암작용 등 생리활성이 알려지면서 많은 연구자들의 관심을 끌고 있다. 실험목적: 본 연구는 플라보노이드의 한 종류인 카테킨이 아토피성 피부염 증상개선에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 실험방법 : 실험은 아토피 질환 모델 실험동물인 Nc/Nga 종 생쥐를 이용하였다. 실험군은 대조군, 아토피성 피부염군, 아토피성 피부염+카테킨 전처치군 및 아토피성 피부염+카테킨후처치군으로 분류하고, 아토피성 피부염군에는 실험동물의 등에서 털을 제거하고 1주일에 2회씩 8주간 비오스타 AD 크림을 도포하였다. 대조군과 아토피성피부염군에는 수돗물을 음용수로, 아토피성 피부염+카테킨 전처치군에는 AD 크림 도포 1주일 전부터 0.2% 카테킨을 함유한 수돗물을 음용수로, 아토피성 피부염+카테킨 후처치군에는 AD 크림 도포 1주일 후 부터 0.2% 카테킨을 함유한 수돗물을 음용수로 공급하였다. AD 크림 도포 후 4주와 8주에 피부사진을 촬영하여 관찰하고, AD 크림 도포 후 1주, 4주 및 8주에 실험동물의 동영상을 촬영하여 긁는 횟수를 측정하였다. AD 크림 도포 후 8주에 실험동물을 희생시켜서 AD 크림 도포부위 피부를 절제하여 조직검사와 전사체 검사를 실시하였다. 실험결과: 아토피성 피부염군의 긁는 횟수는 AD크림 도포 1주에 대조군보다 100%가 증가되었고, 4주에는 1주 때보다 47%정도 증가되었으며, 8주에는 1주 때보다 100% 정도가 증가된 248+32 회/hr를 나타냈다. 아토피성 피부염+카테킨전처치군의 긁는 횟수는 AD크림 도포 1주에 대조군보다 50% 가 증가되었고, 4주에는 1주 때와 차이가 없었고, 8주에는 1주 때보다 30% 정도 감소된 63+26 회/hr를 나타냈다. 아토피성 피부염+카테킨후처치군의 긁는 횟수는 AD크림 도포 1주에 대조군보다 126% 가 증가되었고, 4주에는 1주 때에 비하여 28 %가 감소되었으며, 8주에는 1주 때보다 84% 정도 감소된 22+8 회/hr를 나타냈다. AD크림 도포 8주에 아토피성 피부염군의 등 AD크림 도포 부위를 관찰한 결과 피부에 홍반, 구진, 가피형성 등 아토피 피부증상이 현저히 나타났고, 아토피성 피부염+카테킨전처치군의 피부는 아토피 피부증상이 아토피 피부염군에 비하여 완화되었으며, 피부염+카테킨후처치군의 피부는 아토피 피부증상이 완화되어 거의 나타나지 않았다. AD크림 도포 8주에 아토피성 피부염군의 등 AD크림 도포 부위 피부의 전사체를 조사하여 대조군과 비교한 결과 피부 표피세포 분화(keratinocyte differentiation) 관련유전자 14개, 펩티다제 활성의 음성 조절(Negative regulation of peptidase activity) 관련유전자 10개, 각질화(keratinization) 관련유전자 6개 및 염증반응( Inflammatory response) 관련 유전자 10개가 변화되었다. AD크림 도포 8주에 아토피성 피부염+카테킨전처치군의 등 AD크림 도포 부위 피부의 전사체를 조사하여 아토피성 피부염군과 비교한 결과 피부 표피세포 분화(keratinocyte differentiation) 관련유전자 9개와 각질화(keratinization) 관련유전자 5개 변화되었다. AD크림 도포 8주에 아토피성 피부염+카테킨후처치군의 등 AD크림 도포 부위 피부의 전사체를 조사하여 아토피성 피부염군과 비교한 결과 근육수축(muscle contraction) 관련유전자 10개, 피부 표피세포 분화(keratinocyte differentiation) 관련유전자 9개와 각질화(keratinization) 관련유전자 5개 변화되었다. 이상의 실험결과 아토피성 피부염 모델 생쥐에 카테킨을 경구 투여하면 아토피성 피부증상이 완화되고, 피부 긁는 증상이 현저히 감소되어 아토피성 피부증상 개선효과가 있는 것으로 나타났다. 또한 전사체 분석결과 아토피성 피부염군의 피부 유전자 발현의 변화는 아토피성 피부염의 발생과 관련이 있을 것으로 추측된다. 아토피성 피부염+카테킨전처치군과 아토피성 피부염+카테킨후처치군에서 발현량의 차이가 있는 유전자는 카테킨의 작용에 의한 결과로 생각된다. 결론 : 카테킨 경구 투여는 아토피성 피부염의 증상 개선에 도움이 되며, 유전자 발현 변화는 아토피성 피부염 증상개선과 관련이 있는 것으로 생각된다. 어떤 유전자의 발현변화에 의해서 아토피성 피부염 증상개선이 일어나는지에 대해서는 추후 계속적인 연구가 있어야 할 것으로 생각된다.|Background : Atopic dermatitis(AD) is one of the most common inflammatory diseases of the skin and its cause is not well known. It is known that genetic, environmental or psychological factors interact with each other to cause atopic dermatitis. An effective and fundamental treatment for atopic dermatitis has not yet been developed. Many studies have been carried out to develop atopic dermatitis treatments. Recently, there have been many searches for natural products. Flavonoids, which are abundant in plants, attractes much research interest because their physiological activities such as antioxidant, antibacterial and anticancer effects are known. Purpose: The purpose of this study is to investigate the effect of catechin, a type of flavonoid, on the improvement of atopic dermatitis symptoms. Experimental Method : Nc/Nga mice, an experimental animal model of atopic disease, were used for the experiment. The experimental group was divided into 4 groups as control group, atopic dermatitis group, atopic dermatitis+catechin pretreatment group and atopic dermatitis+catechin posttreatment group. In atopic dermatitis, atopic dermatitis+catechin pretreatment group, and atopic dermatitis+catechin posttreatment group, hair was removed from the back of the experimental animal, and Biosta AD cream was applied to the back skin for 8 weeks twice a week. In the control group and atopic dermatitis group, tap water was supplied as drinking water, while in the atopic dermatitis+catechin pretreatment group, tap water containing 0.2% catechin as drinking water was supplied from 1 week before to 8 weeks after application of AD cream. In the atopic dermatitis+catechin posttreated group, tap water containing 0.2% catechin was supplied to drinking water from 1 week to 8 weeks after AD cream application. At 4 weeks and 8 weeks after application of AD cream, skin symptoms observed and the skin was taken photograph. The number of scratches was measured by taking CCTV images of experimental animals at 1 week, 4 weeks and 8 weeks after application of AD cream. At 8 weeks after application of AD cream, the animals were sacrificed and the skin of AD cream application site was excised and histological examination and transcriptome analysis were performed. Result: The number of skin scratches in atopic dermatitis group increased by 100% after 1 week of AD cream application, by 770% at 4 weeks, and by 1350% at 8 weeks. The number of skin scratches in the atopic dermatitis + catechin pretreatment group was 50% higher than that of the control at 1 week of AD cream application, and was not changed at 4 weeks and decreased by 30% at 8 weeks. The number of skin scratches in atopic dermatitis + catechin treated group was 126% higher than that of the control group at 1 week, 28% lower at 4 weeks than at 1 week, and 84% lower at 8 weeks than 1 week. At the 8th week of AD cream application, atopic skin symptoms such as erythema, papules and crust formation on the back skin of the atopic dermatitis group were remarkable. In atopic dermatitis+catechin pretreatment group, dermatitis symptoms were recovered compared to atopic dermatitis group, and skin of dermatitis+catechin posttreated group showed almost no symptoms of atopic dermatitis. Histological findings of the atopic dermatitis group showed that the epidermal layer thickness was increased due to the epidermal cell proliferation, the boundary between the dermal layer and the epidermal layer disappeared, and the stratum corneum was not seen. In the catechin-treated groups, the thickness of the epidermal layer was decreased, the boundary between the dermal layer and the epidermal layer was seen, and the stratum corneum was seen. Skin transcriptomes analysis from atopic dermatitis group showed 14 keratinocyte differentiation related genes, 10 negative regulation of peptidase related genes, 10 inflammatory response related genes were changed compared to the control group. In the atopic dermatitis + catechin pretreatment group and the atopic dermatitis + catechin posttreatment group, the expression of genes related to keratinocyte differentiation associated with negative control of peptidase and inflammatory response was recovered as compared with the atopic dermatitis group. Conclusion : Catechin oral administration is effective in improving the skin symptoms of atopic dermatitis, suggesting that the effect of catechin may be developed as a treatment agent for atopic dermatitis.