과일, 채소에서 많이 나타나는 플라보노이드 중 하나이며 혈관 확장, 항고혈압, 항비만, 항산화, 항염증 등 여러 생물학적, 약리학적 특성이 확인되는 Quercetin는 건선과 같은 자가면역성 만성 피부질환과 같은 질환에는 효능이나 활성연구는 많지 않다. 그래서 본 연구는 표피등을 이루는 인간 각질형성세포인 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주를 가지고 quercetin이 피부 염증 개선에 끼치는 효능과 작용 기전을 알아내고자 했다. 건선 피부염 우발 인자들의 quercetin에 의한 선택적 제어를 보여주는 데 건선 피부염 개선에 대한 소재 개발이 가능하다는 것을 보여주고 있으므로 향후 quercetin 효능 결과를 통해 전 임상 동물실험과 임상시험으로 건선 피부염 개선 후보 물질로 만들수 있을 것으로 관심이 집중되고 있다.
<h2>고 찰</h2> <p>Quercetin은 과일, 채소에서 널리 발견되는 플라보노이드 중 하나이며 항산화, 항염증, 항고혈압, 혈관 확장, 항비만 등 다양한 생물학적 및 약리학적 특성을 가진다. 그러나, 건선과 같은 자가면역성 만성 피부질환 등에 대한 quercetin의 효능과 활성 연구는 많이 보고되지 않았다. 따라서 본 연구는 표피 등을 이루는 인간 각질형성세포인 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주를 활용해 quercetin 이 피부 염증 개선에 미치는 효과와 작용 기전을 밝히고자 하였다. 건선은 대표직인 피부 자가면역 질환으로 각질형성세포에서 생성되는 케라빈 단백질의 과발현 및 과각화로 인한 두꺼운 각질층 형성, 교리고 변역 세포들로부터 과도한 사이토카인, 케모카인 분비로 인한 만성 피부 염증 유발이 가장 큰 특징이다. \( \mathrm{TNF}- \alpha \) 및 \( \mathrm{IL}-23/\mathrm{IL}-17\)은 건선 발병 인자로 알려지며, 특히 \( \mathrm{IL}-17 \mathrm{~A} \) 는 각질형성세포에서 \( \mathrm{CXCL1},  \mathrm{CXCL2}, \mathrm{CXCL8} \) 및 \( \mathrm{CCL} 20 \) 을 생산을 상향 조절하여 조직 병리학적 특징을 초래한다. \( \mathrm{CCL20}\)은 건선에서 과다 발현되는 케모카인 중 하나로 변역세포를 페누 염증 부위로 유인하여 면역반응을 촉진시켜 과도한 염증 반응을 가져온다. 특히 피부각질형성세포에 \( \mathrm{TNF}- \alpha \)가 \( \mathrm{TNF} \) 수용체에 결합하면 \( \mathrm{TRADD},  \mathrm{TRAF} 2, \mathrm{NIK} 1, \mathrm{IKK} \alpha / \beta \) 단백질 신호전달 기작을 통해 \( \mathrm{IKB \alpha}^{\mathrm{K} B} \) 인산화가 이뤄지고 이는 전사조절 인자인 \( \mathrm{NF}-\mathrm{KB} \) p65 단백질이 핵 내로 이동하여 궁극적으로 \( \mathrm{IL}-1 \beta, \mathrm{IL}-6, \mathrm{IL}-8 \) 및 \( \mathrm{CCL} 20\) 유전자의 \( \mathrm{mRNA} \) 가 합성된다. 이때 분비된 \( \mathrm{IL}-6\)는 \( \mathrm{IL}-6\) 수용체에 결합하여 \( \mathrm{STAT} 3\) 전사인자를 활성화시킴으로써 \( \mathrm{CCL} 20\) 발현을 더욱 촉진한다.</p> <p>케라빈은 상피의 유형, 세포 분화 단계 및 상황에 의존한다. 따라서 케라빈 유전자 및 단백질은 건강 및 질병에서 상피 세포의 상태를 추적하기 위해 분자 마커를 제공한다. 비정상적인 각질 발현 패턴은 건선 각질 세포에서 발견되며 질병의 특징으로 간주된다. 건선에서는 \( \mathrm{KRT} 6,  \mathrm{KRT} 16\) 및 \( \mathrm{KRT} 17\)의 발현이 표피에서 과도하게 증가한다.</p> <p>본 연구에서는 시험관 내 건선 유사 모델인 \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 또는 IL-\( 17 \mathrm{~A} \) 단독 처리 조건 및 \( 1 \mathrm{TNF}-\alpha / \mathrm{IL}-17 \mathrm{~A} \) 동시 처리 조건에서 유도된 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주를 사용하여 quercetin의 건선 피부염 개선 효능을 관찰하였다. 먼저 quercertin은 TNF- \( \alpha \) 유도 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주에서 quercetin은 \( \mathrm{IL}-1\) \( \alpha, \mathrm{IL}-1 \beta, \mathrm{IL}-6, \mathrm{IL}-8 \) 및 \( \mathrm{CCL} 20, \mathrm{mRNA}\) 발현을 유의적으로 감소시켰다. 또한 quercetin은 \( \mathrm{IKB \alpha} \) 및 \( \mathrm{STAT} 3\) 단백질의 인산화를 억제하였다. 결론적으로, quercetin이 \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 유도된 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주에서 \( \mathrm{NF}-\mathrm{\kappa B}, \mathrm{STAT} 3 \) 신호전달 활성화를 억제함으로써 염증성 사이토카인 및 \( \mathrm{CCL} 20\) 케모카인 발현을 효과적으로 저해한다는 것을 입증하였다. 이 뿐만 아니라 quercetin은 건선에서 발현되는 \( \mathrm{KRT}6 \mathrm{A}, \mathrm{KRT} 16\) 유전자 \( \mathrm{mRNA} \) 발현과 \( \mathrm{IL}-17 \mathrm{A} \) 자극에 의한 \( \mathrm{IKB \alpha} \mathrm{~mRNA} \) 수준 및 STAT3 인산화를 유의하게 억제하였다. 마지막으로 \( \mathrm{TNF}-\alpha / \mathrm{IL}- \) \( 17 \mathrm{A} \) 동시 처리하여 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포를 자극한 후 quercetin에 의해 \( \mathrm{IL}-1 \alpha, \mathrm{IL}-1 \beta, \mathrm{IL}-6, \mathrm{TNF}-\alpha \) 및 \( \mathrm{CCL} 20 \mathrm{~mRNA}\) 발현이 억제되어 in vitro 세포 수준에서는 최대 \( 10 \mu \mathrm{g} / \mathrm{mL} \) 조건에서 유의미한 개선 효과가 관찰되었다. 이러한 결과는 건선 피부염 유발 인자들의 quercetin에 의한 선택적 제어를 보여주며, 이는 건선 피부염 개선 소재로서의 개발 가능성을 보여준다. 따라서 향후 건선 피부염 세포 모델에서의 quercetin 효능 결과를 바탕으로 전 임상 동물실험 및 임상시험을 통해 건선 피부염 개선 후보 물질로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.</p> <h2>초 록</h2> <p>Quercetin은 항산화 및 항염증 활성이 잘 알려져 있으나, 건선 피부염 조절에 대한 효능 연구는 거의 보고된 것이 없어, in vitro 건선 피부염 시험 모델인 \( \mathrm{TNF}-\alpha / \mathrm{IL}-17 \mathrm{~A} \) 유도 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주를 이용해 quercetin에 의한 건선 피부염 개선 효과를 규명하였다. 먼저, \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 에 의해 활성화된 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주에 quercetin을 처리한 결과, \( \mathrm{IL}-1 \alpha, \mathrm{IL}-1 \beta, \mathrm{IL}-6 \) 등 염증성 사이토카인 발현이 \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 처리군 대비 각각 \( 49.1 \pm 7.14,42.8 \pm 8.16, 34.5 \pm 2.52 \% \) 억제되었다. \( \mathrm{Th}17\)세포 및 수지상세포 등 면역세포를 염증 반응 부위로 유인하는 케모카인 \( \mathrm{IL}-8\) 및 \( \mathrm{CCL} 20\)의 \( \mathrm{mRNA} \) 발현량 또한 \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 처리군 대비 \( 38.4 \pm 5.83,52.9 \pm 4.59 \% \) 감소하였다. \( \mathrm{TNF}-\alpha \) 자극에 의해 건선피부에서 비특이적으로 증가되는 케라틴 단백질 \( \mathrm{KRT}6\mathrm{A}\) 및 \( \mathrm{KRT}16\) 발현뿐만 아니라, \( \mathrm{I} \kappa \mathrm{B} \alpha \) 및 \( \mathrm{STAT} 3\) 단백질의 인산화 또한 quercetin에 의해 유의적으로 억제되었다. 또 다른 건선 유발 사이토카인으로 알려진 \( \mathrm{IL}-17 \mathrm{A}\)로 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주를 자극한 후 quercetin에 의한 영항을 관찰한 결과, \( \mathrm{I} \kappa \mathrm{B} \alpha \mathrm{mRNA} \) 발현은 \( 55.8 \pm 5.28 \% \) 감소하였고, \( \mathrm{STAT} 3\) 인산화는 \( 36.3 \pm 6.81 \% \) 하향 조절되었다. 마지막으로 \( \mathrm{TNF}-\alpha / \mathrm{IL}-17 \mathrm{~A} \) 를 동시 자극한 \( \mathrm{HaCaT} \) 세포주에 quercetin을 처리한 결과, \( \mathrm{IL}-1\) \( \alpha, \mathrm{IL}-1 \beta, \mathrm{IL}-6, \mathrm{TNF}-\alpha, \mathrm{CCL} 20 \) 유전자 발현이 모두 억제되는 것을 확인하였다. 이를 통해 quercetin은 기존 항산화, 항염증 활성뿐만 아니라 건선 피부염 개선에 활성을 갖는 소재임을 확인할 수 있었다.</p>