Molecular mechanism study of components with improvement effect on hypersensitivity response and atopic dermatitis
- 발행기관 강릉원주대학원 일반대학원
- 발행년도 2020
- 학위수여년월 2021. 2
- 학위명 박사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 학연협동과정
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000010913
- UCI I804:42001-000000010913
- 본문언어 영어
초록/요약 도움말
면역반응은 병원균이나 외래 물질 같은 항원에 대한 생체내의 복잡한 방어반응이다. 또한, 면역 반응은 다양한 세포들의 상호작용이나 싸이토카인의 생산 및 분비에 의해 나타나는 반응이다. 피부는 외부의 다양한 자극, 병원성 미생물, 화학 물질에 대해 일차적으로 방어하는 장벽이다. 과민성 면역반응 제 1형은 아토피 피부염, 아나필락시스, 천식, 알레르기성 비염 등을 포함한다. 알레르기성 면역 반응에는 인터류킨-4 (IL-4)와 이뮤노글로블린 E(IgE)의 증가가 중요한 역할을 하게 된다. 그렇게 증가 된 IL-4 및 IgE에 의해 히스타민, 프로스타글란딘, 다양한 싸이토카인, 화학전달자 등이 과립으로 분비되어 정상적인 면역반응을 비정상화 시키며, 피부장벽기능을 붕괴시킨다. 알레르기 반응이나 아토피 피부염과 같은 면역질환에 대한 연구는 보고되었다. 하지만, 과민성 면역반응이나 아토피 피부염의 대한 정확한 기전연구나 천연물을 이용하여 아토피 피부염과 같은 과민성 면역반응에 대한 치료연구는 부족하다. 따라서 본 연구에서는 알레르기 반응을 억제하고, 면역관련 싸이토카인의 분비와 탈과립의 억제에 대한 천연물 추출물 및 그로부터 분리된 유효성분을 확인하고 그에 대한 분자적 메커니즘을 연구하고자 하였다. 본 연구에서 엄나무로부터 분리한 Caulophyllogenin은 IL-4와 IL-33을 억제하고, 호염기성 세포로부터 탈과립 억제를 확인하였다. 또한, 인터류킨-4의 발현을 바탕으로 DNCB에 의해 유도된 아토피 피부염 동물모델에서 Caulophyllogenin의 효능을 확인한 결과 피부발적, 과각화증, 두꺼워진 피부두께, 면역세포의 침윤 등을 감소시켰고, 피부장벽 기능을 복구시켰다. 그리고 구멍쇠미역 추출물과 이로부터 분리된 화합물인 Trifuhalol A가 호염기성세포에서 탈과립을 강하게 억제함을 확인하였다. 구멍쇠미역 추출물과 Trifuhalol A는 compound48/80으로 유도한 가려움증 동물모델과 아나필락시스 쇼크 모델 실험을 통해 알레르기 반응을 억제하여, 가려움증을 완화시키고 아나필락시스 쇼크를 억제해 생존률을 증가시키는 것을 확인하였다. 구멍쇠미역으로부터 분리한 화합물인 Trifuhalol A는 집먼지 진드기를 이용하여 NC/Nga 마우스에서 아토피 피부염을 유도한 후 동물모델에서 경표피 수분손실량, 혈장 내 싸이토카인, 긁는 행동 수, 침윤된 면역세포, 악화된 피부등을 개선시켰다. 구멍쇠 미역과 Trifuhalol A는 탈과립 강한 억제를 통해 알레르기 반응을 억제하고, 면역반응을 정상화 시킴으로써 알레르기 질병에 대한 개선 효과를 증명하였다. 이상의 결과들을 종합 해 볼 때, 본 연구는 Caulophyllogenin과 구멍쇠미역, Trifuhalol A는 알레르기 반응과 면역반응 억제를 통해 아토피 피부염과 같은 과민성 면역반응을 개선시키는 유효한 천연물 소재가 될 수 있음을 제시하였다
more초록/요약 도움말
The immune response is a complex defense reaction in vivo against antigens such as pathogens or foreign substances. In addition, the immune response occurs by the interaction of various cells or the production and secretion of cytokines. The skin is the primary defense barrier against various external stimuli, pathogenic microorganisms, and chemical modulators. Hypersensitivity immune response type 1 includes atopic dermatitis, anaphylaxis, asthma, allergic rhinitis. Increased levels of interleukin-4 (IL-4) and immunoglobulin E (IgE) play an important role in the allergic immune response. Histamine, prostaglandin, various cytokines, chemical transporters, etc. are secreted into granules by the increased IL-4 and IgE, causing abnormal immune response and disrupting skin barrier function. Studies on immune diseases such as allergic reactions and atopic dermatitis have been reported. However, there are deficient studies on the exact mechanisms of hypersensitivity immune response or atopic dermatitis, and treatment studies on hypersensitivity immune responses such as atopic dermatitis using natural products. In this study, we tried to identify natural extracts and isolated active ingredients for inhibiting allergic reactions, secretion of immune-related cytokines and inhibition of degranulation, and to study molecular mechanisms for them. In this study, Caulophyllogenin isolated from from stem bark of Kalopanax pictus. Kalopanax pictus was confirmed to inhibit IL-4 and IL-33 and degranulation from basophilic cells. Based on the expression of interleukin-4, as a result of confirming the efficacy of Caulophyllogenin in an animal model of atopic dermatitis induced by DNCB, erythema, hyperkeratosis, increased skin thickness, infiltration of immune cells were reduced, and skin barrier function was restored. In addition, it was confirmed that Agarum cribrosum and Trifuhalol A isolated from the Agarum cribrosum extract, strongly inhibited degranulation in basophilic cells. It was confirmed that both Agarum cribrosum extract and Trifuhalol A suppressed allergic reactions through compound48/80-induced itching animal models and anaphylactic shock models, alleviating itching, suppressing anaphylactic shock, and increasing survival rate. Trifuhalol A improved transepidermal water loss, serum cytokines, number of scratching behaviors, infiltrated immune cells and weakened skin in an animal model that induced atopic dermatitis in NC/Nga mice using house dust mites. Agarum cribrosum and Trifuhalol A suppressed allergic reactions and normalized immune responses by strongly inhibiting degranulation, thus demonstrating the improvement effect on allergic diseases. In summarizing the above results, this study suggested that Caulophyllogenin, Agarum cribrosum and Trifuhalol A can be effective natural materials that improve hypersensitivity immune responses such as atopic dermatitis through suppression of allergic and immune responses.
more목차 도움말
List of Figures 1
Abstract 4
Objectives 8
Chapter 1 9
1.1 Introduction 10
1.2 Materials & Methods 12
1.3 Result 19
1.4 Discussion 43
1.5 Summary 47
Chapter 2 49
2.1 Introduction 50
2.2 Materials & Methods 52
2.3 Results 57
2.4 Discussion 88
2.5 Summary 91
Conclusions 93
References 94
Acknowledgements 101
