(The) effect of various psoralens and ultraviolet A on melanocytes, Langerhans cells and the formation of sunburn cells in C57BL mice

의학과/박사[한글] 광화학요법은 피부의 색소 침착 효과로 인해 백반증 치료에 쓰이고 있다. 광화학요법에 사용되는 약물인 psoralen은 직선구조 및 각구조로 구분된다. 직선구조를 갖는 8-methox ypsoraven(8-MOP) 및 5-methoxypsoralen(5-MOP)은 이중 작용기 (bifunctional) psoralen 으로 자외선 A를 조사하였을 때 세포 DNA 가닥 사이에 교차결합을 일으키며 돌연변이, 발 암성, 광독성 반응 등의 부작용을 초래할 수 있다. 반면 각구조를 갖는 angelicin은 단일 작용기(monofunctional) psoralen으로 자외선 A 조사시 세포 DNA 가닥 사이의 교차결합 을 거의 형성하지 않고 부작용을 비교적 적게 일으킨다. 색소 침착을 위한 광화학요법에 서는 멜라닌세포수와 크기를 증가시키면서 광독성 반응 및 면역학적 변화를 적게 일으키 는 약제의 선택이 바람직하다. 본 연구에서는 직선구조를 갖는 8-MOP과, 역시 직선구조이나 8-MOP에 비해 부작용이 적 다고 알려진 5-MOP, 그리고 각구조를 갖는 angelicin을 이용한 광화학요법을 시행하여 5- MOP및 angelicin이 현재 백반증 치료에 사용되고 있는 8-MOP에 비해 멜라닌세포의 수와 크기에 미치는 영향이 어떠한가를 알아보고, 또한 광화학요법 후 초래되는 면역학적 이상 에 중요한 역할을 하리라 생각되는 랑게르한스세포 감소와, 광독성 반응의 지표가 되는 일광화상세포 형성에 미치는 각 약물의 영향을 비교하고자 하였다. 즉 C57BL 마우스에 8- MOP, 5-MOP 및 angelicin을 이용한 전신 광화학요법을 시행하고 광화학요법 1주, 3주 및 6주에 피부를 생검한 후 dihydroxyphenylalanine(DOPA) 양성 멜라닌세포의 수, 면적 및 둘레길이와 ATPase 양성랑게르한스센포 수, 그리고 표피의 일광화상세포 수를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 1. 멜라닌세포 수는 8-MOP 투여군, angelicin 투여군, 5-MOP 투여군 모두에서 대조군에 비해 유의하게 증가하였으나 각 약물 투여군간에 유의한 차이가 없었다. 2. 멜라닌세포 면적 및 둘레길이는 8-MOP 투여군, angelicin 투여군, 5-MOP 투여군, 대 조군의 순으로 증가하였으며 광화학요법 6주에 8-MOP 투여군 및 angelicin 투여군에서 5- MOP투여군에 비해 유의하게 증가하였다. 3. ATPase 양성 표피 랑게르한스세포 수는 8-MOP 투여군, 5-MOP 투여군, angelicin 투 여군, 대조군의 순으로 감소가 많았으며 8-MOP 투여군에서 5-MOP 투여군 및 angelicin 투 여군에 비해 유의하게 감소하였다. 4. 일광화상세포 수는 8-MOP 투여군, 5-MOP 투여군, angelicin 투여군, 대조군의 순으 로 증가하였으며 8-MOP 투여군에서 5-MOP 투여군 및 angelicin 투여군에 비해 유의하게 많이 형성 되었다. 이상의 결과로 보아 멜라닌세포 수, 면적 및 둘레길이 증가가 angelicin 투여군 및 5-M OP투여군에서 현재 백반증 치료에 사용되고 있는 약물인 8-MOP 투여군에 비해 손색이 없 었으며, ATPase 양성 랑게르한스세포 감소와 일광화상세포 형성은 angelicin 투여군 및 5 -MOP 투여군에서 8-MOP 투여군에 비해 적었으므로 색소 침착을 목적으로 하는 백반증의 치료에 angelicin 및 5-MOP을 이용한 광화확요법이 좋은 방법이 될 가능성이 있다고 생각 된다. [영문] The combination of psoralen and subsequent exposure of ultraviolet A(UVA) is used with increasing importance in the treatment of vitiligo. There are two forms of psoralens. Linear psoralens and angular psoralens. Linear psoralens, such as 8-methoxypsoralen(8-MOP) and 5-methoxypsoralen (5-MOP),are photochemically bifunctional psoralens which can form interstrand cress-linking with DNA and may induce mutagenic and carcinogenic side effects in the presence of UVA. Angular psoralens, such as angelicin, are photochemically monofunctional psoralens and rarely form interstrnnd cross-linking with DNA on irradiation and consequently lead to less side effects than linear psoralens. For the purpose of increment of pigmentation, photosensitizing agents should be selected which increase the number and size of melanocytes while minimizing phototoxic reactions and immunologic alterations in the presence of UVA.5-MOP, a bifunctional psoralen, showed less side effects such as phototoxic reactions, mutation, and gastrointestinal problems than 8-MOP in the photochemotherapy. Angelicin is a monofunctional psoralen and the effect of angelicin on the number and size of melanocyte with UVA irradiation is still unknown. The objectives of this study are to compare the effects of photochemotherapy of linear psoralens,8-MOP and 5-MOP, and an angular psoralen, angelicin. In particular, the number and size of melanocytes formed, the number of Langerhans cells which are important in immune surveillance system and the number of sunburn cells which are the quantitative index of phototoxic reactions are compared. For this purpose, we injected these psoralens intraperitoneally into C57BL mice and subsequently exposed the mice to 4 J/cm**2 of UVA twice a week for 6weeks. We biopsied the skin at 1,3 and 6weeks of photochemotherapy, and stained them with DOPA stain, ATPase stain, and hematoxylineosin stain to measure the number, area and perimeter of melanocytes formed, the number of ATPase**+ Langerhans cells and the number of sunburn cells. The results are summarized as follows: 1. There were increases in the number of melanocytes in groups treated with 8-MOP, 5-MOP and angelicin compared with the UVA-only treated group. No statistically significant difference between groups treated with phototoxic drugs was observed. 2. There were marked increases in the area and the perimeter of melanocytes in groups treated with 8-MOP, angelicin and 5-MOP compared with the UVA-only treated group. Groups treated with 8-MOP and angelicin showed statistically significant increases in the area and the perimeter of melanocytes than the group treated with 5-MOP in the 6th week of treatment. 3. Threr were marked reductions in the number of ATPase**+ Langerhans cells in groups treated with all of phototoxic drugs compared to the UVA-only treated group. in the group treated with 8-MOP, there was statistically significant decrease in the number of ATPase**+ Langerhans cells than 5-MOP and angelicin treated groups. 4. There were increased formations of sunburn cells in all groups treated with phototoxic drugs compared to the UVA-only treated group. In the 8-MOP treated Broup, the number of sunburn cells was larger than that of 5-MOP and angelicin treated groups. In summary, 5-MOP and angelicin showed similar pigmentation with less side effects than 8-MOP, a commonly used psoralen for the treatment of vitiligo, and we have found encouraging possibilities for 5-MOP and angelicin to be useful photochemotherapeutic drugs.restrictio