기관지 천식은 만성 염증반응에 의해 기관지가 좁아지는 기도 염증성 질환으로 T2 high와 T2 low 천식으로 구분된다. 기도 상피세포는 항원 자극에 의해 케모카인 및 사이토카인, 금속기질단백분해효소-9(MMP-9)을 분비함으로써 T2 high와 T2 low 천식을 매개한다. 기관지 천식에 사용되는 항염증 치료제인 코르티코 스테로이드는 T2 high 천식을 목적으로 하며 고용량 사용 시 전신 및 국소 부작용을 초래한다. 따라서 본 연구는 T2 high 천식뿐만 아니라 T2 low 천식을 예방 및 개선할 수 있으며 부작용이 적은 천연물 소재의 개발을 위해 수행되었다.
복분자(Rubus occidentalis)는 다른 베리류와 비교하여 ellagic acid 의 함량이 높다. 또한 완숙과에 비해 미숙과에서, 주정 추출물보다 열수 추출물에서 그 함량이 더 높은 것으로 보고되었다. 특히 ellagic acid 는 기관지 천식 마우스 모델에서 호산구성 기도 염증에 대한 효과가 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 ellagic acid를 다량 함유한 미숙과 복분자 열수 추출물(water extract of unripe Rubus occidentalis, uRO-w)을 이용하여 기도 상피세포가 분비하는 면역세포를 활성화 및 모집하는 주화성 인자의 억제 효과 및 그 분비 기전에 대한 효과를 평가하고자 in vitro 연구를 진행하였다.
천식 개선과 관련된 효과를 평가하기에 앞서, LPS로 자극한 RAW 264.7 세포를 사용하여 항염증 효과를 평가하였으며 uRO-w의 처리는 염증성 분자들의 mRNA 발현을 감소시켰다. 그 후 IL-1β로 염증반응을 유도한 A549 세포를 사용하여 천식 개선 효과를 평가하였으며 uRO-w 의 처리는 염증성 사이토카인 및 케모카인, MMP-9 의 분비를 유의하게 감소시킨 것을 확인하였다. 이러한 염증성 분자들은 MAPK/AKT/NF-κB 신호전달경로를 통해 분비된다. 따라서 MAPK, AKT, NF-κB 활성화에 대한 uRO-w 의 영향을 평가한 결과, uRO-w 가 활성화 형태를 감소시킨 것을 확인하였다.
결론적으로 이러한 결과는 uRO-w가 A549 세포에서 MAPK/AKT/NF-κB 신호전달경로의 활성화 억제를 통해 면역세포를 병소부위로 모집하는 주화성 인자의 발현을 감소시킴으로써 기도 염증성 질환 개선에 도움을 줄 수 있음을 보여준다.