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- Appl. Chem. Eng., Vol. 22, No. 1, February 2011, 91-97 권택관 임건빈 * 김진철 강원대학교바이오산업공학부생물소재공학전공, * 화인코주식회사 (2010 년 11 월 8 일접수, 2010 년 11 월 24 일채택 ) The Effect of Anti-atopic Cosmetic in Hairless Mice Taek Kwan Kwon, Kun Bin Lim*, and Jin-Chul Kim Division of Biotechnology & Bioengineering and Institute of Bioscience and Biotechnology, Kangwon National University, Kangwon-do 200-701, Korea *FineCo Ltd., Bio Venture Plaza, Kangwon-do 200-160, Korea (Received November 8, 2010; Accepted November 24, 2010) 이연구는아토피피부염이유발된 hairless mice 에항아토피제품처리를통해아토피증상개선효과에대해알아본실험이다. 항아토피물질인 ceramide 와 astaxanthin 을 melt-homogenization 방법을이용해고형지질나노입자를제조하고입자주위에 silk fibroin 을코팅시켰다. 동시에고형지질나노입자를함유하는항아토피로션 (lotion) 과크림 (cream) 을만들어타사의항아토피제품과비교하였다. 아토피피부염이유발된마우스의외형적인모습관찰을통해 ceramide 와 silk fibroin 을함유한항아토피제품인 FL 과 FC 는아토피피부염으로손상된피부장벽을재생시키는것을확인하였고, 아토피피부염이유발된피부두께역시감소됨을알수있었다. 면역학적평가를통해 silk fibroin 과 astaxanthin 이 Th2 cytokine 인 IgE 와 IL-4 의발현을억제하고 IFN-γ 의발현을증가시켜 Th cell 사이의균형을이루게하는것이밝혀졌다. 또한, 비장수치를통해 T 림파구의따른 IgE, IL-4 발현억제능, 그리고 IFN-γ 발현을확인하였다. The efficacies of anti-atopic preparations were investigated in hairless mice suffering from 2,4-dinitro-chlorobenzene (DNCB)-induced atopic dermatitis-like lesion. Solid lipid nanoparticle (SLN) containing ceramide and astaxanthin was prepared by a melt-homogenization method using Aminsoft-CT 12 (Cocoyl glutamate) as an emulsifier. And then, the SLNs were coated with silk fibroin (SF) by taking advantage of an electrostatic interaction between the surface of SLNs and SF. SLNs were included in lotion (FL) and cream (FC) types of preparations. Anti-atopic efficacies of the preparations were investigated in terms of appearance of skin surface, spleen index, serum IgE level, and serum cytokine level. SLN-containing preparations suppressed IgE production and IL-4 expression, but promoted IFN-γexpression. Keywords: ceramide, astaxanthin, atopic dermatitis (AD), immunoglobulin E, cytokine 1) 1. 서론 아토피피부염은심한가려움증과피부건조증등을동반하는재발성, 만성의알레르기습진을말한다. 아토피는혈액내에서높은 IgE 발현량과호산구의증가와같은특징을가진다 [1-3]. 최근아토피피부염은전체인구의약 10 20% 에게서발병하고있는것으로추산되고있으나, 완치시킬수있는뚜렷한치료법이없는실정이다. 아토피피부염은 T 림파구의활성화, cytokine 체계의이상세포매개성면역의감소, IgE의증가와같은면역학적이상과생리학적인요인그리고피부의생화학적결함과같은많은요소로인해야기된다 [4]. 이전의연구를통해아토피피부염은 IFN-γ에대한 IL-4의비율의증가때문이라고정의하였다 [5]. 또한아토피피부염환자의단핵세포에서정상적인사람에비해 IL-4, IL-5 그리고 IL-13과같은 cytokine을많이 교신저자 (e-mail: jinkim@kangwon.ac.kr) 생성한다 [6]. 아토피피부염은피부의수화를감소시키고, 인설, 가피, 태선화와같은거친피부를가진다 [7]. Ceramide는피부각질층을구성하는각질세포간지질중 40% 를차지하며, 수분증발을억제하는지질방어벽역할과각질층의정연한구조를유지하게하는기능을가지고있다 [8]. 아토피피부염은피부표피의장벽기능이허물어져외부알레르겐이피부속으로들어와전신으로알레르기를일으킨다. 이러한아토피피부염에 ceramide는피부의각질층을보호함과동시에피부의수분기능을유지하면서항아토피작용을한다고알려져있다 [9]. Astaxanthin은카로티노이드계색소로주로붉은색을띄며주로새우, 게등의갑각류를비롯하여수생동물에널리분포한다 [10]. 이전연구를통해 astaxanthin은지질과산화억제효능이뛰어나 β- carotene, rutin, zeaxanthin보다강하고 vit. E의활성과비교해서 100 배이상으로알려져있다 [11]. 이와같이탁월한항산화능과항염증작용으로인해아토피피부염치료개선에효과적인것으로알려져있다 [12]. 아토피피부염증상완화를위해여러가지치료보조제가개 91

92 권택관 임건빈 김진철 Scheme 1. Schematic representation of melt-homogenization method. 발, 판매되고있으나항아토피성분과같은생리활성물질은보통화학적으로불안정하고생체이용률이낮다는단점이있다. 그래서항아토피물질을빛, 산소, 수분, ph 등의외부환경으로부터보호함으로써유효성분의파괴및손실을예방하고안정성을향상시킬수있는제형의필요성이대두되었다 [13]. 본논문에서는생체적합성이우수한지방산인 stearic acid를이용한고형지질나노입자를이용해항아토피물질성분인 ceramide와 astaxanthin을함유하였으며, 입자주위에 silk fibroin의코팅을통해피부재생력과적합성을향상시켰다. 동시에 silk fibroin이코팅된고형지질나노입자를함유한항아토피로션 (lotion), 크림 (cream) 제품을개발하였다. 이와같이개발된항아토피제품의효능평가를위해타사의아토피제품과함께아토피피부염을유발시킨마우스모델에처리함으로써아토피피부염증상에대한개선효과를외형적인관찰과면역학적지표 (IgE, IL-4 IFN-γ) 측정을통해평가하였다. 2. 실험 2.1. 재료및시약지방산 (stearic acid) 과아토피피부염유발을촉진시키기위해사용한 1-Chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB) 는 sigma (St. Louis, MO, USA) 에서구입하였다. Ceramide (N-Oleoyl-phytosphingosine, Contents > 90% by HPLC), astaxanthin 그리고 silk fibroin은화인코 ( 주 )( 강원도춘천시후평동, 대한민국 ) 에서제공받았다. 면역실험에사용된시약중 monoclonal 항체는 ID Labs Inc. (Ontario Canada) 에서구입하였으며, IgE 와관련된항체들과 biosource international (Comarillo, CA, USA) 에서구입하였다. IL-4, IFN-γ와관련된항체들은 ID Labs Inc. 에서, IL-4, IFN-γ와관련된시약은 Kirkegaard Perry Laboratory, Inc. (Gaithersburg, MD, USA) 에서구입하였다. 항아토피제품은시중약국에서구입하였으며 phosphate buffered saline (PBS) 은 Bio-Rad Laboratories, Inc. (California, USA) 에서구입하였다. 2.2. 항아토피물질을함유한고형나노입자제조항아토피효능을나타내는 ceramide와 astaxanthin을포접시키기위해 stearic acid 고형지질나노입자 (Solid lipid nanoparticle, SLN) 를제조하였다 (Scheme 1)[14]. 2.3. 항아토피화장품제조 Silk fibroin이코팅된고형지질나노입자를함유한로션과크림, 제품의제조방법을다음과같다. 로션제품제조를위해수상인보습제인 glycerin과 water 그리고점증제로서 xanthan gum (2% solution) 을혼합하여 75 80 에서용해하였다. 다음오일상인 cetyl alcohol 지방산과 oil류인 squalane, medowfoam seed oil을혼합하여 75 80 에서용해하였다. 수상을 homogenizer로 5000 rpm으로교반하면서오일상을서서히가하고 7 min 간유화를시켰다. 45 에서천연추출물인 grapefruit ext., ginseng ext., ginkgo ext., 그리고 silk fibroin이코팅된고형지질나노입자를첨가하고냉각을시켜제조하였다. 크림제품제조를위해로션수상에서보습제인 glycerin 과정제수로 Water 그리고점증제로서 xanthan gum (2% solution), algine을혼합하여 75 80 에서용해하였다. 동일한방법으로오일상인 cetyl alcohol 지방산과 oil류인 squalane, jojoba oil을마지막으로왁스류인 bees wax 를혼합하여 75 80 에서용해하였다. 수상을 homogenizer로 5000 rpm으로교반하면서오일상을서서히가하고 7 min 간유화를시켰다. 45 에서천연추출물인 aloe vera gel, green tea., ginseng ext., 그리고 silk fibroin이코팅된고형지질나노입자를첨가하고냉각을시켜제조하였다. 2.4. 실험동물본실험에서사용한실험동물은 6 주령된암컷 hairless mice (26 ± 2 g) 로, 오리엔트바이오 ( 주 )(Sungnam, Korea) 에서공급받아실험동물사육장에서 1주일간적응시킨후실험에사용하였다. 실험기간중사료와물은자유로이섭취시켰으며사육실의온도는 (22 ± 2 ), 상대습도 (55 ± 5%) 와명암은 12 h 주기를유지하였다. 실험시작일하루전실험동물의귀부분에 ear punch를통해실험군마다표지를시켰다. 이동물실험은국립수의과학검역원의동물실험지침에의거하여수행되었다. 2.5. 시료준비실험에서사용한아토피유발시약인 1-Chloro-2,4-dinitrobenzene (DNCB) 를 1% 와 0.5% 의농도가되도록 acetone에용해하여제조하였다 [15]. 대조군으로서 N사에서판매중인항아토피크림 (NC) 과 B사에서판매중인항아토피크림 (BC), 화인코 ( 주 ) 에서만든항아토피로션 (FL), 항아토피크림 (FC) 을사용하였고마지막으로인산완충용액 (phosphate buffer saline, PBS) 은 ph 7.4로유지하였다. 2.6. 아토피피부염유발및시료처리모든동물군에는자유로운식이와식수를제공하였다. 실험동물은총 28마리를사용하였으며 7군으로나누어각실험군을 4마리씩 cage에배정하였다. 아무것도처리하지않은정상군 4마리, DNCB를도포한대조군 4마리, DNCB를도포하며인산완충용액 (ph 7.4) 100 µl를처리한실험군 4마리, DNCB를도포하며 NC를 100 µl 처리한실험군 4마리, DNCB를도포하며 BC를 100 µl 처리한실험군 4마리, DNCB 를도포하며 FL를 100 µl 처리한실험군 4마리, DNCB를도포하며 FC 를 100 µl 처리한실험군 4마리를사용하였다. 아토피피부염유발은다음과같은실험과정을따라시행하였다 (Scheme 2). 2.6.1. 아토피피부염증상관찰및피부두께측정실험시작과함께아토피피부염이유발된마우스 dorsal skin의외형적인변화 ( 홍반, 인설, 가피 ) 를 digital camera (SONY Cyber-shot 공업화학, 제 22 권제 1 호, 2011

93 Scheme 2. Schematic diagram of experimental protocol. Atopic dermatitis-like skin lesion was induced on dorsal skins of 6-week-old female hairless mice with daily application of 100 ml DNCB solution (1%) for the first one week and five weeks at two-day intervals application of 100 µl DNCB solution (0.5%) for subsequent five weeks. DSC-W320) 과 skin diagnosis system (Aramo TS, Aram HUVIS Co., Ltd. Sungnam, Korea) 을통해관찰하면서아토피가유발된피부의두께를 digimatic indicator (No. 99MAH007B, Series No. 543) 를통해 6 주간관찰하였다. 2.6.2. 면역학적평가시료수집은실험종료일에마우스를 heparinized capillary tube와주사기를이용해안와와심장에서채혈하였다. 혈액을채취하여 10000 rpm, 4 에서 30 min 간원심분리를하여혈청을분리한후분석시까지 -70 deep freezer에보관하였다. 이후경추탈골을통해마우스를희생시켜비장을적출하고그무게를 analytical balances (Sartorius/Cp324s, USA) 통해측정하였다. 2.6.3. Immunoglobulin E (IgE) 농도측정실험동물의심장과안와로부터채취한혈액을원심분리한후혈청 IgE 농도를 ELISA 방법을이용하여측정하였다. 각 96 well plates에마우스에서취한혈청 5 µl와 dilution buffer 45 µl를혼합하여각각의 well에 50 µl를분주하고실온에서 shaker에올려 2 h 동안방치한후 washing buffer solution으로 3회세척하였다. 다시 biotin-conjugated anti-ige를넣고 2 h 실온에 incubation 한후에다시 3회세척하였다. HRP-conjugated avidin 50 µl를넣고실온에서 shaker에올려 1 h incubation 한후다시세척하였다. Chromogenic substrate (TMB) reagent 50 µl를넣고 5 min 간 incubation한후 50 µl의 stop solution을넣고 ELISA reader (450 nm) 에서흡광도를측정하였다. 2.6.4. Cytokine 농도측정실험동물의심장과안와로부터채취한혈액을원심분리한후혈청 IL-4, IFN-γ의농도를 enzyme immunometric assay kit (Assay Designs, Inc. USA) 을이용해측정하였다. 시료를 96 well plate에 PBS로 180배희석한 capture antibody를 100 µl씩분주하여실온에서 overnight 시킨후, block buffer 300 µl을분주하여최소 1 h 실온에서반응시켰다. 다음 reagent diluent로희석한각샘플과표준액을 100 µl씩분주한후, 실온에서 2 h 반응시켰다. Streptavidin-HRP 을 working dilution으로희석하여 100 µl씩각 well에분주하여실온에 20 min 반응시킨후, substrate solution을 100 µl씩분주하고다시실온에 20 min 반응시켰다. 각단계는 0.05% PBS-Twin으로세척하였으며마지막으로발색후 2N H 2SO 4 를 50 µl씩넣고반응을정지시켰다. 동일한과정을통하여 purified cytokine을표준으로하여 ELISA reader (450 nm) 로측정하였다. 2.7. 통계분석모든실험결과는평균 ± 표준오차로표시하였고, 통계적유의성검정은 Student s t-test로처리하였다 (n = 4). Figure 1. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on dorsal skin features of DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. 3. 결과및고찰 3.1. 아토피피부염이유발된마우스의외형관찰 Figure 1은아토피피부염이유발된마우스의외형적인사진이다. 정상군은 1주차와 6주차에서크게차이가없었다. 반면에대조군 1주차에서 6주차로갈수록아토피피부개선의효과없이계속아토피가유발된것으로관찰되었다. 또한피부에서홍반, 인설, 가피, 태선화등다양한아토피증상이나타났다 [6,16]. 아토피의유발로피부의탈수현상이일어나경피수분손실도 (Transepidermal water loss, TEWL) 가큰것으로관찰되었다 [17]. 인산완충용액을처리한실험군에서는 0주차때홍반과가피, 인설등아토피증상이나타났다. 5주차로갈수록인설, 가피는없어진것처럼보이나, 아토피로인한홍반은여전히남아있었다. NC, BC, FL, FC와같은항아토피제품에서는모두아토피피부염증상완화효과가있는것으로관찰되었다. 특히 FL과 FC 같은경우엔 3주차때부터효과를나타내기시작하였으며, 최종적으로 6주차때정상적인실험쥐피부처럼깨끗한피부를얻을수있었다. Figure 2는아토피피부염이유발된부위를 diagnosis system을이용해관찰한것이다. 정상군은 Figure 1에서와같이크게차이가없었다. 반면에대조군은 1주차에서 6주차로갈수록아토피피부개선의효과없이아토피피부염이유지되었다. 60배와 200배로확대한상태에서정상군과비교를통해얼마나많은각질과인설, 태선화와같은다양한아토피증상이나타난것으로확인할수있었다. Figure 1에서는인산완충용액을처리한경우각질이많이없어지고증상완화에효과가있는것으로보였으나, Figure 2에서보듯이피부조직은수분이손실되어갈라져있는것을확인할수있었다. NC, BC, FL, FC와같이항아토피제품이처리된실험군에서는 diagnosis system 상에서도모두아토피피부염개선에효과가있는것으로밝혀졌다. 최종적으로 6주차가되었을땐정상군처럼깨끗한피부가관찰되었다. FL과 FC 제품에는피부재생효과와보습력이탁월한 silk fibroin과 ceramide의효과로실험군에비해아토피피부염개선에효과가나타난것으로확인되었다 [18]. Appl. Chem. Eng., Vol. 22, No. 1, 2011

94 권택관 임건빈 김진철 Figure 2. Effect of Anti-atopic dermatitis preparations on dorsal skin appearance of DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. Magnification of left and right side in each column was 60 and 200 times, respectively. Figure 4. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on spleen index of DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group without any treatment, DNCB (n = 4); group treated with only DNCB, PBS (ph 7.4) (n = 4); group treated with DNCB plus PBS (ph 7.4), NC (n = 4); group treated with DNCB plus NC, BC (n = 4); group treated with DNCB plus BC, FL (n = 4); group treated with DNCB plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. Values are means ± SEM. **p < 0.01, ***p < 0.001 versus normal group, ap < 0.05, bp < 0.01 versus DNCB group. Figure 3. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on dorsal skin thickness of DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. 3.2. 아토피피부염이유발된마우스의피부두께측정 Figure 3은아토피피부염이유발된부위의피부두께를측정한것이다. 각주차마다동일한부위의피부를 mm로측정하였고, 1주차아토피가유발되지않은정상쥐의피부상태를 100% 로정하고, 시간에따라얼마나피부가증가했는지를 % 로수치화하였다. 피부두께를측정함으로써아토피와피부두께의상관관계에대해파악할수가 있었다. 정상군은 1주차에서 6주차로갈수록피부두께는큰차이가없었지만, 대조군은정상군에비해피부두께수치가 2배가까이증가하였다. 6주차로갈수록아토피피부염이유지되어수치또한일정하게유지되었다. 실험군에서는아토피가유발된 2주차때정상군에비해수치가 2배가까이증가하였으나, sample을처리를시작한 3주차때부터 6주차로갈수록수치는점점감소하는경향이보였다. 이처럼아토피가유발된피부염에서는경피수분손실도의증가로피부의가피, 인설, 태선화같은경피의각질층이일어나피부두께가증가하였으나, 실험군에서는피부의각질정도가감소를하였고따라서정상군의피부수치정도로감소하였다 [19]. 특히, FL과 FC 제품은 silk fibroin이코팅된고형지질나노입자를함유하고있다. 그리고지질나노입자는 ceramide와 astaxanthin과같은항아토피를띠는성분들로구성되어있다. 고형지질나노입자의코팅물질인 silk fibroin은강력한보습작용과생체적합성이우수하고피부세포생성촉진효과가우수하다고보고되어있다 [18]. 또한아토피피부염유발로건조해진피부에서보습작용으로수분을유지시켜주고피부세포를생성시킴으로써아토피피부염의증상을완화시킨다. Ceramide는생체내피부장벽을유지하고있는중요한물질이다. 아토피피부염으로손실된피부에 ceramide를공급함으로서아토피피부염증상완화에도움이된다. 3.3. 아토피피부염이유발된마우스의비장수치 (Spleen Index) Figure 4 DNCB에대한마우스의면역반응을검토하기위하여실험종료일에마우스를희생시켜비장을적출하고무게를측정하였다. 비장수치 (spleen index) 는아토피피부염마우스의비장무게 (mg) 를실험종료일마우스의 body weight (g) 로나눔으로써얻을수있었다. 공업화학, 제 22 권제 1 호, 2011

95 Figure 5. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on serum IgE level in DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group without any treatment, DNCB (n = 4); group treated with only DNCB, PBS (ph 7.4) (n = 4); group treated with DNCB plus PBS (ph 7.4), NC (n = 4); group treated with DNCB plus NC, BC (n = 4); group treated with DNCB plus BC, FL (n = 4); group treated with DNCB plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. Values are means ± SEM. *p < 0.05, **p < 0.01, ***p < 0.001 versus normal group, bp < 0.01, cp < 0.001 versus DNCB group. Figure 6. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on serum IL-4 expression in DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. Values are means ± SEM. **p < 0.01, ***p < 0.001 versus normal group, c p < 0.001 versus DNCB group. 정상군, 대조군, 실험군의인산완충용액처리, NC 처리, BC 처리, FL 처리, FC처리한군에서각각 3.68 ± 0.22, 7.44 ± 0.20, 6.76 ± 0.19, 5.31 ± 0.22, 5.66 ± 0.18, 5.11 ± 0.32, 5.39 ± 0.38와같은수치를얻을수있었다. Figure 4에서와같이정상군은 3.7정도의수치가나왔지만, 대조군은정상군에비해 2배가증가한수치를얻었다. 또한실험군인인산완충용액을처리하였을때정상군에비해상당히높게수치가나왔다. 이것은 DNCB에의한비장내의 T 림파구가현저하게증가하였음을나타내고, 인산완충용액은 T 림파구의증가를제대로억제하지못한것으로볼수있다 [6]. NC, BC, FL, FC와같은항아토피제품들은 T 림파구를억제능이우수하여인산완충용액에비해비장의수치가더낮게나왔다. 특히 FL 제품은 NC, BC 제품에비해큰유의차는없으나상대적으로 0.598, 0.156 수치로나타나다른항아토피제품에비해효능이우수한것으로밝혀졌다. 이것은 FL 제품이함유하고있는 astaxanthin때문이다. Astaxanthin은앞에서와같이우수한항산화능과항염증을나타낸다. 이같은효과로인해 astaxanthin은아토피피부염의주요원인인과발현 Th2 cytokine의발현을억제시켜 Th cell 사이의균형을이루게함으로써 T 림파구를감소시킬수있다 [19,20]. T 림파구가감소함으로써 IgE의발현량이줄어들고그만큼히스타민의생성억제되어아토피피부염증상완화에효과가있는것으로확인되었다. 3.4. 혈청 IgE 농도 Figure 5는아토피피부염마우스의최종적인 IgE의농도측정한결과이다. 실험종료후, 혈청 IgE 농도는정상군, 대조군그리고실험군 의인산완충용액처리, NC 처리, BC 처리, FL처리, FC처리한군에서각각 25.98 ± 2.70, 456.45 ± 28.80, 314.65 ± 52.92, 95.46 ± 17.90, 122.34 ± 26.03, 71.02 ± 4.23, 89.18 ± 9.98 ng/ml으로각군마다유의차가상대적으로크게나타난것으로확인되었다. 정상군에비해아토피피부염이유발된대조군에서 18배나많은 IgE가발현이되었다. 인산완충용액을처리하였을경우 IgE의억제율이다른항아토피제품에비해상당히낮은것으로확인되었다. 항아토피제품을처리하였을경우대조군과인산완충용액에비해눈에띄게 total IgE의발현량이줄어든것을볼수가있다. 항아토피제품중 FL 제품은 NC, BC, FC에비해 0.232, 0.099, 0.144 유의차를가지고있어항아토피제품중효능이가장우수한것으로밝혀졌다. FL은고형지질나노입자를함유하고있으면서, 입자주위는 silk fibroin으로코팅되어있다. Silk fibroin은이전의연구를통해 IgE의과발현을억제한다고보고되어있다 [21]. 또한 astaxanthin의탁월한항산화능과항염증효과로인하여 Th1 cell이활성화되고 Th2 cell의활성이감소되면서 IgE의발현량이현저히낮아진것으로보고있다 [19]. 3.5. 혈청 Cytokine의농도 Figure 6은아토피피부염마우스의최종적인 IL-4의농도를측정하였다. 종료후, 혈청 IL-4의최종농도는정상군, 대조군, 정상군의인산완충용액처리, NC 처리, BC 처리, FL처리, FC처리한군에서각각 28.50 ± 2.01, 106.75 ± 0.75, 66.63 ± 9.77, 44.75 ± 3.02, 48.38 ± 1.16, 42.25 ± 1.59, 46.38 ± 0.55 pg/ml으로각군별로유의차가나타났다. Figure 6에서와같이정상군에비해아토피가유발된대조군에서 IL-4 Appl. Chem. Eng., Vol. 22, No. 1, 2011

96 권택관 임건빈 김진철 으로처리하였을경우엔정상군과대조군비해현저히 IFN-γ의발현량이증가한것을볼수있다 Figure 6에서의설명처럼 IL-4의과발현으로인해 IFN-γ의발현이억제가된다. Figure 7에서보듯이아토피피부에서는 IFN-γ의발현량이억제되었기때문에정상군보다대조군의 IFN-γ농도가낮은것이다. 항아토피제품은 IFN-γ의발현량을증가시키고 IL-4와균형을이루게함으로써면역학적으로아토피피부염의증상완화를이룰수있다 [15]. Figure 7에서와같이 IFN-γ의발현량의수치가높을수록항아토피효과는우수하다고볼수있다. 아토피피부염이유발된마우스에 FL 제품으로처리를하였을경우 NC, BC, FL에비해 0.354, 0.075, 0.565 정도의유의차를보여 IFN-γ의발현량이가장높은것으로확인되었다. 다음으로 FC, NC 그리고 BC가아토피증상완화에효과가있었다. 4. 결론 Figure 7. Effect of anti-atopic dermatitis preparations on serum IFN-γ expression in DNCB-applied hairless mice. Normal (n = 4); group PBS (ph 7.4) (n = 4); group treated with DNCB plus PBS(pH 7.4), plus FL, FC (n = 4); group treated with DNCB plus FC. Values are means ± SEM. *p < 0.05 versus normal group, a p < 0.05, b p < 0.01 versus DNCB group. 의발현량이증가하였다. 인산완충용액과항아토피제품을처리하였을때대조군보다현저히 IL-4의발현량이줄어든것을볼수가있다. 전반적으로 Figure 5에서와유사한경향을보이고있다. 앞에서의언급처럼면역학적으로정상적인상태에서는 Th1 cell의 cytokine인 IFN-γ와 Th2 cell의 IL-4가서로를조절하면서균형을이룬다. 하지만아토피가유발된상태에서는 IL-4은과발현이일어나 IFN-γ의발현을억제를함으로써불균형이초래된다 [15]. IL-4가많이생성되고 B cell이자극을받아 IgE의과발현을유도함으로써히스타민이과도하게배출되는것이다. IL-4와 IgE는아토피증상에직접적인영향을미칠뿐만아니라유도하기때문에면역학적으로중요한인자이다 [21]. Figure 6에서보듯이아토피피부염이유발된마우스에항아토피제품을처리하였을때각제품별유의차는크지않았다. 하지만, FL로처리하였을때 IL-4의수치가가장낮게나왔고, 그유의차는 NC는 0.675, BC는 0.321로나타났다. 이것으로 FL은 Th1 cell의 cytokine의과발현을억제시켜 T cell들사이의균형을유지하고하는작용이입증되었다. Figure 7 아토피피부염이유발된마우스의최종적인 IFN-γ의농도를측정하였다. 실험종료후, 혈청 IFN-γ 농도는정상군, 대조군그리고실험군의인산완충용액처리, NC 처리, BC 처리, FL처리, FC처리한군에서각각 31.82 ± 5.25, 16.10 ± 8.43, 18.60 ± 1.16, 55.68 ± 3.40, 42.56 ± 3.60, 56.91 ± 6.83, 56.74 ± 5.05 pg/ml 으로각군별로유의차가있게나타났다. Figure 7은 Figures 5, 6에서의경향과는반대로나타났다. Figure 7에서정상군의 IFN-γ 농도는 31.82 ± 5.25 pg/ml인반면, 대조군과인산완충용액으로처리하였을경우에는정상군에비해 2배정도낮은수치를보였다. 항아토피제품 본연구에서는 ceramide 와 astaxanthin을함유한고형지질나노입자의제조와동시에입자주위에 silk fibroin을코팅시켰으며, 이를기반으로하는항아토피제품인로션과크림을제조하였다. 아토피피부염모델인 hairless mice에항아토피제품인 NC, BC, FL, FC을처리하여아토피피부염의외형적인관찰과동시에피부두께를측정함으로서아토피피부염과피부사이의상관관계에대해설명하였으며면역학적인관점에서혈청면역지표 (IgE, IL-4, IFN-γ) 와비장의무게를측정하였다. ELISA 방법을통해 IgE와 IL-4, IFN-γ 의농도를확인한결과 IgE와 IL-4에서는아토피피부염이유발된마우스의경우정상군에비해상당히높은수치를보였지만항아토피제품 FL과 FC를처리한마우스에서는수치가감소한것을확인할수있었다. 반면에 IgE와 IL-4 경향과반대로아토피피부염이유발된마우스의 IFN-γ 수치는정상군보다낮았고, 항아토피제품을처리한마우스는상대적으로높게나타났다. 이것은 FL과 FC 제품에있는항아토피물질인 ceramide, silk fibroin이무너진피부장벽과피부세포의재생에관여를하였고, astaxanthin이 Th2 cell의발현을억제시키고 T helper cell 간의 balance를유지시켜아토피피부염치료개선에효과가나타난다. 이와같은결과를통해화인코 ( 주 ) 에서생산한항아토피로션과크림제품은아토피피부의치료및증상개선에효과가있는것으로밝혀졌다. 감 본연구는지식경제부지역연계개발사업의지원으로수행되었으며, 이에감사드립니다 (70004549). 사 참고문헌 1. K. D. Cooper, J. Invest. Dermatol., 102, 128 (1994). 2. N. A. Soter, Allergy, 44, 16 (1989). 3. M. Uehara, R. Izukura, and T. Sawai, Clin. Exp. Dermatol., 15, 264 (1990). 4. Y. M. Donald and M. Leung, J. Allergy Clin. Immunol., 105, 860 (2000). 5. X.-F. Qi, D.-H. Kim, Y.-S. Yoon, J.-H. Li, D. Jin, Y.-K. Deung, and K. J. Lee, J. Ethnopharmacol., 123, 195 (2009). 6. L. K. Poulsen, C. M. Reimert, C. Bindslev-Jensen, M. B. Hansen, and K. Bendtzen, Int. Arch. Allergy Immunol., 106, 55 (1995). 공업화학, 제 22 권제 1 호, 2011

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