인체의 원활한 면역반응의 수행을 위해서는 면역체계가 숙주와 외부항원을 적절히 식별할 수 있어야 하며 면역체계는 자가 항원을 인식하는 면역세포를 선택적으로 제거하고, 면역 반응의 조건이 충족되지 않았을 때는 알레르기(allergy)를 유도하여 숙주를 보호한다. 아토피 피부질환의 동물모델로는 NC/Nga 생쥐가 잘 알려져 있고 NC/Nga 생쥐는 1957 Kondo에 의해서 구축된 모델로서, 사람의 아토피 피부염과 매우 유사한 아토피 동물 모델이다.
<h1>서 론</h1> <p>인체의 원활한 면역반응의 수행을 위해서는 면역체계가 숙주와 외부항원을 적절히 식별할 수 있어야 한다. 따라서 면역체계는 자가 항원을 인식하는 면역세포를 선택적으로 제거하고, 면역 반응의 조건이 충족되지 않았을 때는 알레르기(allergy)를 유도하여 숙주를 보호한다. 면역반응을 직접적으로 억제할 수 있는 세포가 있을 것이라는 의견이 오래 전부터 제기되어 왔으나 이 세포의 존재는 오랫동안 논쟁거리가 되어왔고, 최근의 연구 결과에 의해서야 비로소 조절 T 세포(regulatory T cell, Treg)의 존재가 드러났다. Treg는 흉선으로 부터 직접 유래한 자연(natural) Treg과 말초에서 처녀(naive) T 세포가 항원의 자극을 받아 유도되는 유도(inducible) Treg가 존재한다고 알려져 있다. 이러한 Treg의 특징은 세포표면에 CD25(IL-2Ra)를 지속적으로 발현시키며, foxp3라는 전사인자를 특이적으로 발현한다. 따라서 Treg 세포는 CD25와 foxp3을 marker로 \( \mathrm{CD}4^{+} \mathrm{CD} 25^{+} \mathrm{foxp}3^{+} \) Treg 세포를 식별할 수 있고, Treg 세포가 직접적으로 다양한 면역반응을 억제하는 역할을 한다는 연구 결과들이 발표되었다. 또한 \( \mathrm{foxp}3^{+} \) Treg 세포는 처녀(naive) T 세포의 활성화와 성장 및 다양한 면역 반응을 주관하는 Th1, Th2, Th17을 포함한 효과(effector) T 세포로의 분화를 억제한다는 연구 결과도 있다. 이처럼 Treg 세포는 자가 면역질환, 알레르기, 장기 이식 및 만성 감염(chronic infection)에 있어서 매우 중요한 역할을 하는데, foxp3은 Treg 세포에 있어서 현재까지 가장 잘 알려진 혈통 인자(lineage marker)이며 전사인자로서의 세포고사 프로그램(cell fate programming)에 관여하므로 Treg 세포에 대한 연구의 중요성은 매우 크다.</p> <p>아토피 피부질환은 주로 유아와 소아에 발생하는 만성적 또는 재발성 염증 피부질환이다. 아직까지 정확한 원인을 규명하지 못하고 있으나, 유전적인 가족력과 음식섭취 등으로 인한 생활·환경의 영향, 결손된 피부층을 통해 유입된 항원물질에 대한 면역반응에 따른 혈중 IgE 항체의 수준이 증가함으로써 나타나는 복합적 질환이다. 아토피 질병 초기단계에서 Th2 타입의 T 세포들에서 IL-4와 IL-10 이 과도하게 분비되고, 따라서 IL-12가 불안정하게 생산되어 IFN-\( \gamma \) 분비가 감소된다. 아토피 피부질환은 Th2 면역반응에 의하여 개시되어 점차 만성적인 Th1 면역 반응으로 전환된다고 믿고 있다.</p> <p>아토피 피부질환의 동물모델로는 NC/Nga 생쥐가 잘 알려져 있다. NC/Nga 생쥐는 1957 Kondo에 의해서 구축된 모델로서, 사람의 아토피 피부염과 매우 유사한 아토피 동물 모델이다. NC/Nga 생쥐의 임상 증상은 얼굴, 코와 등피부에 사람의 아토피 피부염과 매우 유사한 홍반, 태선화, 부종, 짓무름이 나타나며 심한 가려움을 동반한다. 그리고 피부염이 발생함에 따라 피부 조직의 극적인 병리적 변화가 나타나는데, 심한 피부발진 현상은 진피에 다량으로 유입되는 호산구의 침윤과 비만세포의 탈과립화에 의한 히스타민(histamine) 방출, leukotrienes(LTs) 및 prostaglandin(PG)의 생산이 증가되어 염증반응이 가속화되며, 또한 활성화된 T 세포 및 키모카인 수용체의 발현증가로 Th2 세포와 호산구 세포들이 다량으로 침윤이 일어나 발열, 피로 및 통증, 과민과 같은 염증에 대한 전신적 반응을 유발하는 것으로 알려져 있다.</p> <p>폴리감마글루탐산(poly-\( \gamma\)-glutamic acid, \( \gamma \)-PGA)은 한국의 전통 콩 발효식품인 청국장의 끈적끈적한 점액성 성분의 하나로, Bacillus subtilis에 의한 콩 발효 과정 중에 생성된다. \( \gamma \)-PGA는 수용성, 음이온성, 생분해성 및 식용의 아미노산 고분자소재로 고부가가치의 의약품, 화장품, 기능성 식품, 환경용, 공업용 등으로 적용 범위가 매우 다양하다. 최근 이 등의 연구에서는 \( \gamma \)-PGA가 대식세포를 자극하여 TNF-\( \alpha \)와 IL-1\( \beta \)의 분비를 유도하여 면역기능을 증강시키는 역할을 하며, 함 등의 연구에서 \( \gamma \)-PGA는 T-임파구에서 IFN-\( \gamma \)의 분비를 촉진하여 T 세포 및 B 세포, 대식세포, 자연살해세포(natural killer cell, NK cell) 등을 활성화시켜 세포 내 세균 및 바이러스 감염에 대한 억제효능 및 암세포 살해에 대한 효능을 가지고 있다는 것이 보고되었다. 이와 같이 \( \gamma \)-PGA가 체내 면역세포를 활성화시켜 면역증강 효과를 가지고 있다는 것이 확인되었으나, \( \gamma \)-PGA의 알레르기 면역질환에 관한 연구는 부족한 상태이다.</p> <p>전보(in vitro)에서는 NC/Nga 생쥐의 비장에서 B 세포와 T 세포를 순수 분리하여 항알레르기 작용에 대한 실험을 실시하였다. 그 결과 PGA-HM과 PGA-LM은 IL-1\( \beta \), IL-6, 그리고 TNF-\( \alpha \) mRNA 유전자 발현을 억제하고 IL-10, mRNA 유전자 발현을 증가시켜 염증유전자 발현을 억제하였다. 그리고 IFN-\( \gamma^{+} \)의 증가 및 조절 T 세포가 증가하는 결과를 얻었다.</p> <p>본 연구에서는 평균 분자량이 \( 300 ~ \mathrm{kDa} \)의 고분자(high molecular) \( \gamma \)-PGA(이하 PGA-HM이라 한다)를 저분자화시켜 저분자(low molecular) \( \gamma \)-PGA(이하 PGA-LM이라 한다)를 만들고, in vivo에서 NC / Nga 생쥐에 Biostir mite antigen cream (BMAC)을 3주간 도포하여 피부발진을 유발시킨 후 양성대조군으로 FK506 \( 0.3 \% \)를 도포하였고, PGA-HM과 PGA-LM을 경구 투여한 후 면역글로블린 측정, 면역조직화학분석 및 \( \mathrm{foxp}3^{+} \) mRNA 유전자 발현 측정 등을 분석하여 아토피 피부발진에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고자 하였다.</p>