자외선조사와 부신피질홀몬제(Fluocinonide)도포가 마우스 멜라닌 형성기전에 미치는 영향

Abstract

[한글]

인체나 동물의 피부에 자외선을 반복조사하면 멜라닌색소양의 증가와 함께 색소세포의 수도 증가됨은 주지하는 바이며 이러한 현상이 일어나는 기전에는 이견이 많으나 대다수의 연구가 기존불활성 색소세포의 활성화와 색소세포의 세포분열에 의한다고 생각하고 았

다(Quevedo와 Smith, 1963; Wolff와 Winkelman, 1967). 그러나 표피세포는 제외하고 배양한 색소세포에 자외선을 조사하면 생체내에서와는 달리 멜라닌합성을 자극하지 않고 오히려 색소세포의 증식이 억제된다(Silver와 Hu, 1968). 이로 보아 한개의 색소세포와 이에 연관된 36개의 표피세포로 형성된 소위 "epidermal melanin unit"내에 색소세포가 존재하기 때문에 표피내의 색소세포 외적요소가 색소형성증가에 중요한 역할을 할 가능성을 생각할 수 있다(Kitano와 Hu, 1969).

근자에 피부의 광생물학적 연구가 활발해져 자외선조사가 피부에 미치는 변화에 관하여 많이 연구되었다. 자외선조사시 피부의 반응은 홍반으로 시작되어 그 후 색소침착 및 표피증식등의 변화를 보여 사실, 자외선조사에 대한 정상피부의 반응은 자외선광자라는 손

상요인에 대한 비특이성 염증반응으로 시작한다고 볼 수 있다(Hawk와 Parrish, 1982). 자외선조사후 corticosteroid를 피부에 도포하면 홍반등 피부의 반응은 감소된다고 하나(Kaidbey와 Kurban, 1976; Eaglstein등, 1979) 이때의 표피 및 색소형성에 대한 형태학적 연

구는 미흡하며 자외선조사에 의한 표피의 손상과 염증성 변화가 색소세포에 어떤 영향을 주는지는 알려져 있지 않다.

이에 저자는 웅성흑색마우스에 ultraviolet(UV)-자외선을 조사한 후 corticosteroid 제제인 0.05% fluocinonide gel을 도포하여 자외선조사로 인한 표피세포의 손상에 이 약제가 어떤영향을 주는가를 관찰하고 표피세포손상과 색소형성과의 관계를 검토분석 함으로써 색소형성기전을 알아보고자 본 실험을 시행하였다.

실험동물로는 체중 25∼30gm의 C57BL 웅성흑색마우스 84마리를 다음과 같이 5군으로 나누어 실험하였다.

제 Ⅰ 군 : 정상대조군 4마리

제 Ⅱ 군 : UV-B 50mJ 조사군 20마리

제 Ⅲ 군 : UV-B 50mJ 조사후 fluocinonide도포군 20마리

제 Ⅳ 군 : UV-B 150mJ 조사군 20마리

제 Ⅴ 군 : UV-B 150mJ 조사후 fluocinonide도포군 20마리

광원은 Elder제약회사 제품인 UV-B lamp를 광원으로 사용하였으며 마우스의 배부의 털을 제거하고 해당군에 따라 자외선을 매일 1회 조사하였으며 조사후 fluocinonide도포군은 0.05% fluocinonide gel을 1일 3회 조사부위에 도포하였다. 각군 공히 1, 3, 5, 7, 9회 조사후 4마리씩 최종조사 24시간후에 도살하여 피부의 일부는 일반적인 변화를 보기위한 hematoxylin-eosin 염색과 멜라닌과립을 보기위한 Fontana·Maason 염색을 시행하여 광학현미경으로 검색하였으며, 손상받은 표피세포와 색소세포를 미세구조걱 차원에서 보기 위하여 전자현미경적 검색을 시행하였고 나머지는 split-DOPA preparation을 시행하여 DOPA양성인 색소세포수를 산출하였다.

실험결과를 요약하면 다음과 같다.

1. 자외선조사로 초래된 피부의 조직학적 변화는 sunburn세포의 출현, 표피세포내 부종 및 spongiosis, 각화증 및 극세포증등의 표피증식 및 염증세포침윤등이었다.

2. 이러한 조직학적 변화는 50mJ 조사군들보다 150mJ 조사군들에서 심하게 나타났으며 fluocinonide도포군에서는 50mJ 조사군에서보다 150mJ 조사군에서 분명히 감소되었다.

3. DOPA 염색양성인 색소세포수는 조사회수가 증가함에 따라 증가되었으며 50mJ 조사군들보다 150mJ 조사군들에서 더 많았다.

4. 자외선만 조사한군에 비해 fluocinonide를 도포한 군에서 DOPA양성인 색소세포수가 적은 경향이 있었으나 특히 150mJ 조사후 fluocinonide 도포군중 3회 및 5회 조사한 경우에 의의있게 감소되었다.

이상의 결과를 종합하면 UV-B조사는 소량조사때 보다 MED이상 조사시와 조사회수가 많아짐에 따라 표피손상은 증대하였으며, 이에 따라 DOPA 양성색소세포수도 증가하였다. 그러나 조사후 표피손상의 변화는 flucinonide 도포로 뚜렷이 감소되었으며, DOPA 양성색소

세포수도 특히 3회 및 5회 조사한 군에서 의의있게 감소되었다. 즉 fluocinonide 도포로 인한 색소세포형성의 억제는 표피손상이 경각됨에 수반되는 것으로 해석할수 있어 표피세포손상으로 인한 색소세포 외적인 요소가 멜라닌 형성기전에 중요하게 관여되는 것으로

사료된다.

[영문]

It is well known that melanin pigmentation as well as the number of melanocytes increase when the human and experimental animals are exposed to repeated irradiation of ultraviolet(UV) light. Although somewhat controversial yet, most of the studies have suggested and proposed that this increase is caused by the

activation of preexisting inactive melanocytes and mitoses of the melanocytes. According to Kitano and Hu(1969), the direct effect of UV light on melanocytes in culture was to inhibit proliferation but not to stimulate melanin synthesis. This

differs from the response of the epidermal melanocytes in vivo. The melanocytes, in vivo, exist in the epidermis together with keratinocytes in an apparent system called epidermal melanin unit. The concept of such a unit emphasizes the cooperative effort of both melanocytes and keratinocytes in epidermal melanization. Therefore, it is possible that extra-melanocytic factors are necessary to induce increased pigmentation.

Recently photobiologic studies of the skin became active and the general effects of UV light on the skin started to be documented. The response of normal skin to UV irradiation is in part an example of inflammation, a nonspecific response to a damaging agent photons. The inflammation begins as an erythema and is often followed by a pigmentary response and hyperplastic changes, both of which tend to protect against further damage.

The skin's response to erythemogenic, UV-B irradiation may be altered and moderated by systemic and topically adminiateded drugs with anti-inflammatory properties including corticosteroids. The morphologic studies in this field, especially about tee epidermal changes and melanogenesis has been poorly documented and it is not known to what extent the epidermal damage made by UV irradiation and modified by topical corticosteroid treatment exert their effect on the melanocyte.

For these reasons the present study is aimed toward investigating the effect of topical fluocinonide application on melanocytes and epidermal changes after UV-B irradiation and the relation between the moderation of epidermal damage and melanogenesis.

A total of 84 mature C 57 BL black mice were used and divided into five groups.

Group Ⅰ : Normal control 4

Group Ⅱ : UV-B 50mJ irradiation 20

Group Ⅲ : Fluocinonide application after UV-B 50mJ irradiation 20

Group Ⅳ : UV-B 150mJ irradiation 20

Group Ⅴ : Fluocinonide application after UV-B 150mJ irradiation 20

A UV-B lamp(Elder Pharmaceutical Co.) was used as an ultraviolet light source. After depiliatins a 4×4 cm area of dorsal skin, the animals were given the corresponding doses of UV-B irradiation once a day and in group Ⅲ and Ⅴ, 0.05%

fluocinonide gel, a potent corticosteroid, was topically applied to the irradiated area. The animals were sacrificed 24 hours after the last irradiation and biopsied specimens were removed from the irradiates site of four animals each after 1, 3, 5,

7 and 9 times of irradiation. A part of the biopsied skin was prepared for light microscopic examination, using hematoxylin-eosin stain for general histologic changes and Fontana-Masson stain for melanin granules, and for electron microscopic

observation. The rest of the biopsied skin was used for split-DOPA preparation for the counting of DOPA-positive melanocytes.

The results are as follows:

1. The histologic changes caused by UV-B irradiation were sunburn cells, intracellular edema and spongiosis, hyperkeratosis and acanthosis, and mild inflammatory cell infiltration.

2. These epidermal damages were more marked in the 150mJ-irradiated groups than in the 50 mJ-irradiated ones and the moderation of histologic changes was more obvious in the 150 mJ-irradiated group with topical fluocinonide treatment than in the 50mJ-irradiated group with the treatment.

3. DOPA-positive melanocytes were more abundant in the 150 mJ-irradiated groups than in the 50 mJ-irradiated groups, and they increase in number with repetition of the irradiation.

4. As compared with the UV-B irradiation groups, the number of DOPA-positive melanocytes tended to be of small quantity in the UV-B irradiation plus fluocinonide treatment group, however, it is statistically significant only in the 150 mJ-irradiation groups.

In summary, the topical fluocinonide application after UV-B irradiation does not abolish but moderate the epidermal damage and, when the irradiation dose is over minimal erythema dose(MED) but not extreme, it inhibits the quantitative increase of DOPA-positive melanocytes, especially in the cases exposed to small frequency of irradiation. Therefore, It is considered that the damage to keratinocytes is related with melanogenesis as an extra-melanocytic factor.