섬유아세포에서 Smad2/3 발현 감소를 통한 Silibinin의 제 1형 교원질 발현 억제

Abstract

제 1형 교원질은 피부 세포외 기질의 대부분을 구성하는 중요한 물질로 피부의 섬유아세포에서 합성된다. 1형 교원질의 합성에는 TGF-β/Smad 신호전달체계가 주로 관여하는 것으로 알려져 있다. Silibinin은 우유 엉겅퀴에서 추출되는 플라보노이드 물질로서 오래전부터 간 기능 보조식품으로 사용되었고, 최근에는 심장과 간 담도에서 항 섬유화 기능이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 현재까지 피부 섬유아세포에서 섬유화에 대한 연구는 없는 실정이다. 이 연구에서는 silibinin이 제 1형 교원질의 발현과 그 조절을 담당하는 Smad2/3, MMP-1, 2, TIMP-1의 발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 본 연구의 결과 silibinin을 처치한 피부 섬유아세포에서 세포의 활성도가 현저하게 감소를 보이지 않아 세포독성은 없는 것으로 확인이 되었다. Western blot 분석 결과 silibinin 처치 농도와 시간이 증가 할수록 제 1형 교원질과 TIMP-1의 발현은 감소하였고 MMP-1, 2는 발현이 증가되었으며, CAT assay 결과 제 1형 교원질의 촉진자 활성도는 silibinin의 농도가 증가할수록 활성도가 감소하였다. 또한 Western blot 분석 결과 silibinin의 농도가 증가 할수록 Smad3의 발현이 감소하였고 TGF-β1에 의하여 인산화 된 Smad2/3의 인산화가 억제되고 핵 내 전위가 억제됨에 따라 제 1형 교원질의 감소가 TGF-β1/Smad 신호전달체계 억제를 통해 일어나는 것으로 확인되었다. 결론적으로, silibinin은 섬유아세포에서 Smad2/3의 발현 감소와 인산화 억제를 통해 제 1형 교원질의 촉진자 활성도와 제 1형 교원질 발현을 억제시켰고, 교원질을 분해하는 MMP-1, 2의 발현을 증가시켜 교원질을 감소시켰다. 이는 향후 silibinin이 임상적으로 교원질 형성이 과도한 섬유화 관련 질환의 치료약물 개발 시 구성 물질이 될 수 있을 것으로 기대 된다.

Type I collagen is a major component of extracellular matrix in the skin. TGF-β/Smad is a major pathway of collagen synthesis in skin fibroblasts. Silibinin, the flavonoid compound found in the extract of milk thistle, has been used to treat various liver diseases and has shown anti-fibrotic effect in previous studies. The purpose of this study was to investigate the effect of silibinin on the expressions of type I collagen, matrix metalloproteinase-1, 2 (MMP-1, 2), Smad2/3, and tissue inhibitor of MMP-1 (TIMP-1) proteins in silibinin-treated human skin fibroblasts. Proliferation rates of fibroblasts were not markedly decreased in a dose and time dependent manner by silibinin treatment. The expressions of type I collagen and TIMP-1 were decreased but the expressions of MMP-1, 2 were increased by silibinin treatment in dose and time dependent manner. Type I collagen promoter activities were decreased by silibinin treatment. Moreover, silibinin induced decreased expression levels of Smad3 and inhibited TGF-β1-induced phosphorylation of Smad2/3. Silibinin inhibited TGF-β1-induced nuclear translocation of p-Smad2/3. In conclusion, silibinin has the potential to protect fibrotic change of skin through inducing down-regulation of type I collagen expression, which is partly mediated by blocking the Smad2/3 dependent singnaling pathway in skin fibroblasts.