Loranthus tanakae Franch. & Sav. reduces allergic responsiveness induced by OVA exposure via matrix metalloproteinase-9 = OVA로 유발된 천식 마우스 모델에서 Matrix Metalloproteinase-9을 매개로 한 꼬리겨우살이의 보호효과

국문 초록 (Abstract)

알러지성 천식은 만성 염증이 특징인 질환으로, 호산구 수치가 높아지는 것이 특징이다. 알레르기성 천식에는 코르티코스테로이드가 널리 처방되고 있으나, 많은 환자들이 약물에 대한 제한적인 민감도와 장기적 사용에 따른 부작용을 겪는다. 동아시아 전통 약초인 꼬리겨우살이 (Loranthus tanakae Franch. & Sav.)는 이전 연구에서 Asian sand dust 및 담배 연기 농축액으로 유발된 만성 폐쇄성 폐 질환의 폐 염증에 항염증 및 항산화 효능이 있는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 꼬리겨우살이의 보호 효과를 평가하기 위해, 난백알부민으로 유도된 천식에 대한 꼬리겨우살이 에탄올 추출물 (L. tanakae ethanol extract, LTE)의 영향을 조사했다. 실험 0일과 14일에 마우스에 난백알부민을 복강 내로 감작시켰고, 21일부터 23일까지 OVA를 흡입 노출시켰다. 18일부터 6일간 LTE를 경구 투여하였다. 부검 후, ELISA를 이용해 기관지폐포세척액을 평가하고, 폐 조직은 hematoxylin and eosin 염색 및 periodic acid-Schiff 염색을 통해 폐 염증과 점액 분비를 평가하였고, immunohistochemistry 및 Western blotting을 진행하여, 염증관련 단백질의 발현 정도를 평가했다. 그 결과, LTE 투여군은 난백알부민 대조군에 비해 기관지폐포세척액 내 염증 세포 수와 염증성 사이토카인, 혈청 면역글로불린E가 상당히 감소했다. 또한 기도과민반응도 줄어들었다. LTE는 폐 조직 내 기도 염증을 개선시키고, 점액 과분비도 억제시켰다. 또한 LTE 투여군에서는 MMP-9 발현과 Erk, JNK, p-38 활성화가 현저히 감소했다. 본 연구는 MMP-9 및 mitogen-activated protein kinases (MAPKs) 관련 인자 억제를 통해 난백알부민 유도 천식에서 기도 염증이 감소했음을 밝혔다. 결론적으로, 본 연구 결과는 LTE가 알레르기성 천식의 잠재적 치료제로 제시될 수 있음을 보여준다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Allergic asthma, characterized by chronic inflammation, is a widespread disease with elevated eosinophil levels. Although corticosteroids are widely prescribed for allergic asthma, numerous patients experience limited sensitivity and long-term side effects. Loranthus tanakae Franch. & Sav., a traditional East Asian herbal plant, has shown anti-inflammatory and antioxidant properties in pulmonary inflammation caused by Asian sand dust (ASD) and cigarette smoke condensate (CSC) induced chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in previous studies. To assess protective capabilities of L. tanakae, we examined the influence of L. tanakae ethanol extract (LTE) in OVA-induced asthma. On days 0 and 14, mice received intraperitoneal sensitization with OVA, and challenged using OVA inhalation from days 21 to 23. From day 18, LTE was consecutively orally gavaged for 6 days. Following sacrifice, bronchoalveolar lavage fluid (BALF) was analyzed using ELISA, and lung tissues underwent histological assessments (H&E, PAS, IHC) and Western blotting. LTE treatment considerably dropped inflammatory cell counts, proinflammatory cytokines in BALF, and serum immunoglobulin E (IgE) as opposed to the OVA group, along with a reduction in airway hyperresponsiveness (AHR). LTE also improved airway inflammation and suppressed mucus hypersecretion within lung tissues. Additionally, expression of MMP-9 and activation of Erk, JNK, and p-38 were notably diminished in the LTE groups. This study revealed that LTE reduces airway inflammation in OVA-induced asthma via suppressing MMP-9 and mitogen-activated protein kinase (MAPK) associated factors. Consequently, our findings demonstrated that LTE is suggested as a potential remedy for allergic asthma.

목차 (Table of Contents)

• I. Introduction 1
• II. Materials and Methods 4
• 1. Plant material 4
• 2. Loranthus tanakae Franch. & Sav. extract analysis 4
• 3. Animals 5
• 4. OVA-induced allergic asthma model 6
• 5. Analysis of bronchoalveolar lavage fluids 9
• 6. Analysis of serum 10
• 7. Histopathological analysis of lung tissue 10
• 8. Western blotting 11
• 9. Statistical analysis 12
• III. Results 13
• 1. Analysis of ingredient in LTE 13
• 2. Effects of LTE on AHR in asthmatic animals 15
• 3. Effects of LTE on inflammatory cell count in the BALF of asthmatic animals 17
• 4. Effects of LTE on pathophysiological factors of BALF and serum of asthmatic animals 19
• 5. Effects of LTE on pulmonary inflammation, mucus secretion and MMP-9 expression of asthmatic animals 21
• 6. Effects of LTE on MAPK signaling of asthmatic animals 23
• IV. Discussion 25
• V. Conclusion 29
• References 30
• Abstract in Korean 37