Proopiomelanocortin유래 펩티드가 인체 모낭의 면역체계와 cytokine 분비에 미치는 영향

Abstract

[한글]배경: Proopiomelanocortin(POMC)유래 신경펩티드는 피부를 포함한 다양한 조직에서 형성되어 다양한 면역 조절효과를 가진다. 모낭은 특이한 면역계를 나타내는 소기관으로 생장기 모낭의 근위부는 면역특권구역을 형성하는 것으로 알려져 있다. 이러한 모낭의 면역특권은 모낭주기에 따른 동적 변화를 보여 퇴행기나 휴지기에는 면역특권이 소실된다. 모낭 면역특권의 유지와 붕괴 및 재건에는 다양한 조절인자의 작용이 관여하는 것으로 알려져 있다.

목적: 본 연구에서는 인체 실험을 통해 POMC유래 펩티드가 모낭의 면역특권 형성과 모낭세포의 cytokine분비에 어떤 영향을 미치는지 조사하여, 모낭 면역체계에 POMC유래 펩티드가 어떠한 효과를 나타내는지 알아보고자 하였다.

방법: 배양된 인체 생장기 모낭에 interferon-γ(IFN-γ)를 첨가하여 major histocompatibility(MHC) class I의 이상발현을 유도하였다. 이후 POMC유래 펩티드가 이상 발현된 인체 모낭의 human leukocyte antigen(HLA)에 어떠한 변화를 보이는지 알아보고자 반정량적 역전사 중합효소연쇄반응(semiquantitative RT-PCR)과 면역조직화학 염색을 시행하였다. 또한 POMC유래 펩티드가 모낭세포에 직접적으로 미치는 영향을 알아보고자 외측모근초세포와 모유두세포 배양을 시행하여 모낭세포의 cytokine분비에 대한 영향을 real-time RT-PCR 방법을 통해 알아보았다.

결과: IFN-γ에 의해 표현된 모낭의 HLA class I의 이상 발현은 adrenocorticotropic hormone(ACTH), α-melanocyte stimulating hormone(α-MSH), β-endorphin 모두에 의해 억제되었으며, 특히 10-7M ACTH, 10-6M α-MSH, 10-6M β-endorphin에서 그 발현감소 효과가 명확하게 나타났고 면역조직화학 염색에서도 유사한 결과를 나타냈다. 외측모근초세포 배양에서 POMC유래 펩티드는 모낭성장억제 및 염증유도 cytokine인 IL-1α와 IL-1β에 대해 억제효과를 보였다.

결론: POMC유래 펩티드(ACTH, α-MSH, β-endorphin)가 모낭 면역계의 조절 인자로 작용할 수 있다고 판단된다

[영문]Background: It is known that neuropeptides derived from proopiomelanocortin(POMC) are created in many organs including skin and display various immune regulation effects. Hair follicle is a mini organ of peculiar immune system and the proximal(lower) part of anagen hair follicle is recognized as an immune privileged area. Immune privilege(IP) of hair follicle is dynamic according to hair cycle, disappear during catagen and telogen phase. There are various regulation factors acting on the generation, maintenance, and collapse of hair follicle IP.

Objectives: The purpose of this study is to investigate the effect of POMC-derived peptides on the IP and cytokine release of human hair follicles, and therefore to provide further understanding about the effect of POMC-derived peptides on the immune system of the hair follicle.

Methods: Interferon-γ was used to make ectopic Major histocompatibility(MHC) class I expression of anagen hair follicle in human hair follicle organ culture, and then it was examined the effects of POMC-derived peptides on the regulation of ectopic human leukocyte antigen(HLA) expression in cultured human hair follicles using Semiquantitative reverse transcriptase-polymerase chain reaction(RT-PCR) and immunohistochemical staining technique. To investigate the effect of POMC-derived peptides on follicle cell, we cultured outer root sheath cell and dermal papilla cell, and then examined the effects of POMC-derived peptides on the cytokine release of follicular cell using real-time RT-PCR.

Results: Adrenocorticotropic hormone(ACTH), α-melanocyte stimulating hormone(α-MSH), β-endorphin down-regulated INF- γ induced ectopic HLA class I expression, especially on the concentration of 10-7M ACTH, 10-6M α-MSH, 10-6M β-endorphin and immunohistochemical staining shows similar effect. On outer root sheath cell culture, POMC-derived peptides suppress proinflammatory and hair growth inhibitory cytokine(IL-1α and IL-1β) release.

Conclusions: These results indicate that POMC-derived peptides(ACTH, α-MSH, β-endorphin) might be an immune modulator of the hair follicle biology