Forsythia velutina extract: Exploring its potential as a therapeutic alternative for atopic dermatitis through multiple cell type modulation
장수만리화 추출물: 여러 세포 유형 조절을 통한 아토피 피부염의 치료 대안으로서의 잠재력 탐구
- 주제(키워드) 도움말 Forsythia velutina; Atopic dermatitis; Macrophage; Basophil; Keratinocyte
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 주성수
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 KIST강릉분원학.연협동과정
- 세부분야 해당없음
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000011430
- UCI I804:42001-000000011430
- 본문언어 영어
초록/요약 도움말
아토피 피부염(AD)은 여러 세포 유형의 조절 장애를 특징으로 하는 병적인 면역 질환이다. 질병의 복잡성으로 인해 치료에는 여러 세포 표적에 대한 정교한 조절이 필요하다. 이 연구는 연구가 덜 진행된 호염기구, 대식세포, 각질세포에 대한 강력한 억제 활성을 가진 식물 추출물(PE)을 발굴하는 것을 목표로 했다. 장수만리화 추출물(FVE)은 RAW264.7 대식세포에서 LPS 매개 산화질소 생성에 대한 강력한 억제 활성을 바탕으로 20개의 PE 중에서 선택되었다. RAW264.7 세포에서 FVE는 염증 매개체(iNOS, COX, IL-1β, TNF-α, CCL3)의 발현과 ROS 생성을 효과적으로 하향 조절했다. 대식세포에 대한 FVE의 억제 효과는 TLR4 및 NRF2 경로의 교란으로 인한 것이었다. RBL-2H3 세포에서 FVE는 탈과립화와 Th2 반응 관련 사이토카인(IL-4 및 IL-13) 및 염증성 사이토카인 TNF-α의 발현을 강력하게 하향 조절했다. FVE의 호염기구 억제 효과는 FcεRI 신호 교란으로 인한 것이다. FVE는 손상된 각질세포에서 타이트 접합 분자 ZO-1과 Occludin의 발현을 상향 조절하는 반면, 백혈구 유인 물질과 Th2 반응 유도 인자인 IL-33의 발현은 하향 조절했다. 아토피 피부염 마우스 모델에서 조직학적 분석 결과, FVE 치료가 염증 세포 침윤을 억제하고 피부 구조의 완전성을 개선하는 것으로 나타났다. 덱사메타손에 비해 FVE는 대부분의 염증 세포 유형에서 우수한 억제 효과를 나타냈다. 시험관 및 생체 내 모델에서 유의미한 독성은 발견되지 않았다. FVE는 AD와 관련된 다양한 세포 유형을 독립적으로 억제하고 이들 사이의 해로운 연결 고리를 교란할 수 있기 때문에 장기적인 AD 치료를 위한 치료 옵션으로서 유망한 효능을 입증했다.
more초록/요약 도움말
Atopic dermatitis (AD) is a pathological immune condition characterized by dysregulation of multiple cell types. Due to the disease‘s complexity, treatment requires sophisticated modulation of multiple cell targets. This study aimed to identify a plant extract (PE) with potent inhibitory activity against the less-studied basophils, macrophages, and keratinocytes. The Forsythia velutina extract (FVE) was selected among 20 PEs based on its potent inhibitory activity against LPS-mediated nitric oxide production in RAW264.7 macrophages. In RAW264.7 cells, FVE effectively downregulated the expression of inflammatory mediators (iNOS, COX, IL-1β, TNF-α, and CCL3) and ROS production. The inhibitory effect of FVE on macrophages was due to the perturbation of the TLR4 and NRF2 pathways. In RBL-2H3 cells, FVE potently downregulated degranulation and the expression of Th2 response-related cytokines (IL-4 and IL-13) and proinflammatory cytokine TNF-α. The basophil inhibitory effect of FVE was due to the perturbation of FcεRI signaling. FVE upregulated the expression of the tight junction molecules ZO-1 and Occludin in damaged keratinocytes, whereas it downregulated the expression of leukocyte attractants and the Th2-response inducer IL-33. The histological analysis of the AD mouse model indicated that FVE treatment inhibited inflammatory-cell infiltration and improved skin structure integrity. Compared to dexamethasone, FVE exhibited a superior inhibitory effect in most inflammatory cell types. No significant toxicity was found in in vitro and in vivo models. FVE demonstrates promising efficacy as a therapeutic option for prolonged AD treatment since it can independently inhibit various cell types associated with AD and also perturb the harmful link between them.
more목차 도움말
1. Introduction 4
2. Materials and methods 6
2.1 Extraction procedure and phytochemical analysis 6
2.2 Cell culture and treatment 6
2.3 NO assay 7
2.4 Cell viability assay 7
2.5 Reactive oxygen species (ROS) analysis 7
2.6 Beta-hexosaminidase assay 8
2.7 Quantitative RT-PCR 8
2.8 Western blot 9
2.9 Immunofluorescence 9
2.10 Animal models 10
2.11 Evaluation of atopic index 10
2.12 Histological analysis 10
2.13 Statistical analysis 11
3. Results 13
3.1 FVE potently inhibits LPS-activated macrophage 13
3.2 FVE inhibits activated macrophage via modulation of Toll-like
receptor 4 (TLR4) signaling 19
3.3 FVE potently scavenges intracellular ROS by regulating the balan
ce between NF-κB and NRF2 23
3.4 FVE inhibits degranulation and cytokine release in basophil via
suppression of high-affinity IgE receptor (FcεRI) signaling 26
3.5 FVE strengthens the skin barrier by downregulating the expressio
n of inflammatory mediators and upregulating the expression of
tight junction molecules 29
3.6 FVE ameliorates infiltration of inflammatory cells and improves
skin architecture in an DNCB-induced AD animal model 33
4. Discussion 38
5. Conclusion 42
국문 요약 43
References 44
