TNF-α로 유도된 HaCaT 세포에서 Sargachromenol의 피부 염증 억제 효과

Abstract

톱니모자반 (Sargassum serratifolium C. Agardh)은 바다 속에 널리 분포하는 갈조류로 모자반과 (Sargassaceae)에 속한다. 모자반 속에 풍부하게 함유되어 있는 생리활성 물질인 meroterpenoids는 γ-tocotrienol과 유사한 구조를 가지고 있으며, 항염증, 항산화와 같은 다양한 생리활성이 보고되고 있다. 톱니모자반으로부터 분리된 meroterpenoids의 피부 염증 억제 기전은 정확히 보고된 바가 없으므로 본 연구에서는 톱니모자반 주정 추출물로부터 분리된 sargachromenol (SCM)을 이용하여 케라티노사이트에 속하는HaCaT 세포에 tumor necrosis factor (TNF)-α를 처리하여 염증매개물질의 생성을 유도하고 이에 대한 SCM의 피부 염증 억제효과를 확인하였다. 피부 염증의 대표적인 질환 중 하나인 아토피 피부염은 가려움증을 보이는 만성, 재발성의 염증성 피부상태를 말하며, 주로 유아와 소아에서 많이 발생한다. 아토피 피부염은 환경적인 요소와 유전적인 요인이 모두 관여하는 복합적인 질환으로 알려져 있는데, 여러 가지 세포들과 인자들이 아토피 피부염의 발생에 관여하는 것으로 알려져 있다. 면역학적 측면에서 아토피 피부염은CD4+ T세포와 CD8+ T 세포 비율의 증가, Th2 세포가 발현하는 사이토카인과 케모카인들이 Th1 세포의 증식 및 분화를 억제시킴으로써 Th1/Th2 세포들의 불균형, IgE의 증가, T세포의 감소, Langerhans 세포의 활성 증가, 비만세포의 증가나 활성화 등의 특징을 갖는다. HaCaT 세포에 SCM을 농도별 (2.5, 5.0과 10.0 μМ)로 전처리 한 후 TNF-α (10 ng/mL)의 농도로, 자극하여 피부 염증 억제효과를 분석하였다. SCM은 염증매개물질을 생성하는 효소인 COX-2의 발현을 억제함으로써 prostaglandin E2 (PGE2)의 생성을 감소시켰다. SCM에 의해 염증촉진성 사이토카인인 IL-6의 생성 또한 농도의존적으로 감소되었고, 염증반응 부위에 백혈구를 침윤시켜 염증반응을 더욱 유발하는 케모카인인 monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)의 발현을 감소시켰다. 이외에도 SCM은 세포부착인자인 intracellular cell adhesion molecule (ICAM-1)의 발현을 효과적으로 억제시켰다. SCM의 피부 항염증 효과에 관련된 기전을 살펴보기 위해 염증성 매개물질들의 유전자 발현을 조절하는 전사인자인 activator protein (AP-1)의 활성조절을 분석한 결과, SCM에 의해 AP-1 활성이 억제되는 것을 Western blot assay를 통해 확인할 수 있었다. 그리고 phosphoinositide 3-kinase (PI3K)의 하류 단백질인 Akt와 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 단백질 중 extracellular signal regulated kinase (ERK)와 c-Jun NH2-terminal kinase (JNK)의 인산화가 SCM에 의해 억제되는 것을 확인하였다. 더불어 AP-1의 활성억제로 염증성 효소인 matrix metalloproteions (MMPs)의 생성이 억제되고, reactive oxygen species (ROS)의 생성 역시 억제되는 것으로 나타났다. 이러한 결과들을 종합해보면, SCM은 TNF-α로 처리된 HaCaT 세포에서 COX-2와 PGE2 발현 및 염증촉진성 사이토카인과 케모카인들의 생성을 억제하였고, 이는 Akt와 MAPKs (ERK와 JNK) 경로의 활성화 저해와 그에 따른 AP-1의 전사활성 억제로 나타나는 것으로 확인되었다. 본 결과는 SCM이 피부 염증 반응을 억제할 수 있는 치료 및 예방을 위한 의약품 또는 기능성 식품 소재가 될 수 있음을 나타내고 있다.