본 연구의 목적은 동물실험을 통해 海??(Sepiae Os), 瓦楞子(Arcae Concha), 牡蠣(Ostreae Concha), Esomeprazole의 역류성 식도염(reflux esophagitis) 개선 효과를 비교하기 위함이다.
연구 방법으로는 세포주 실험에서 NO생성량과 iNOS mRNA발현량을 측정하여 海??, 瓦楞子, 牡蠣의 NO 생성 억제 효과를 확인하였다. 그리고 海??, 瓦楞子, 牡蠣, Esomeprazole을 생쥐에 투여한 후, 위바닥과 날문부 결찰로 역류성 식도염을 유발하여 NO 생성과 관련된 iNOS, iNOS발현과 관련된 전염증효소인 TNF-α 와 p-IκB, 식도 하부 조임근 수축 조절에 관련된 serotonin등을 면역조직화학법을 통해 비교하였다. 각 투약군의 역류성 식도염 손상완화 작용을 비교하기 위해 위식도 연결부 외부형태, 하부식도 조임근, 식도각질과 점막세포 사이 간극을 관찰하였고 점막내의 염증 지표인 IL-6 활성도를 면역 조직 화학 법으로 평가하였다.
실험 결과 海??, 瓦楞子, 牡蠣를 처리한 세포주 실험에서 NO생성과 iNOS mRNA발현량은 3.0 ㎎/㎖ 에서 가장 많이 감소하는 농도 의존적 감소를 보였고, 모두 2.0 mg/mL이상에서 유의하게 나타났다. 역류성 식도염 생쥐 모델에서 iNOS 억제는 海??군, 牡蠣군, 瓦楞子군, esomeprazole군 순서로 우수하였고, 海??군과 牡蠣군이 역류성 식도염 유발군에 비해 우수한 억제 효과를 보였으며, 海??군은 esomeprazole군보다 억제 효과가 우수하였다. TNF-α 억제는 海??군, 瓦楞子군, 牡蠣군, esomeprazole군 순서로 우수하였고 海??군과 瓦楞子군이 esomeprazole군에 비해 우수한 억제 효과를 보였으며, 海??군은 esomeprazole보다 억제 효과가 우수하였다. p-IκB 억제는 海??군, esomeprazole군, 牡蠣군, 瓦楞子군 순서로 우수하였고, 海??군와 esomeprazole군이 대조군에 비해 우수한 억제 효과를 보였으며, 海??군은 瓦楞子군보다 억제 효과가 우수하였다. Serotonin 증가는 瓦楞子군, Esomeprazole군, 牡蠣군, 海??군, 역류성 식도염 유발군, 대조군 순서로 우수하였고, 瓦楞子군, esomeprazole군, 牡蠣군이 역류성 식도염 유발군에 비해 serotonin 증가 효과가 우수하였으며, 瓦楞子군은 海??군보다 증가 효과가 우수하였다. 하부식도 조임근의 손상과 식도 각질 및 점막 세포사이 간극은 海??군, 瓦楞子군, 牡蠣군, esomeprazole군에서 역류성 식도염 유발군보다 적게 관찰되었다. IL-6 억제는 海??군, 牡蠣군, 瓦楞子군, esomeprazole군 순서로 우수하였고, 海??군, 牡蠣군이 역류성 식도염 유발군에 비해 IL-6 억제 효과가 우수하였으며, 海??군은 esomeprazole군 보다 억제 효과가 우수하였다.
이상의 결과를 종합해보면 항염증 효과는 海??군에서 가장 우수 했고, 하부식도 조임 효과는 瓦楞子군에서 가장 우수했다. 특히 iNOS, TNF-α, IL-6 억제 효과에서 海??군은 esomeprazole군 보다도 유의성 있는 효과를 보였다. 향후 역류성 식도염에서 PPI제제를 대체하는 우수한 한방약재 개발을 위한 추가적인 연구가 필요할 것으로 생각한다.
Key Words : Sepiae Os, Arcae Concha, Ostreae Concha, esomeprazole, reflux esophagitis, iNOS, TNF-α, IL-6, serotonin, mouse, cell lines

ABSTRACT

A Comparative Study of Sepiae Os, Arcae Concha, Ostreae Concha and Esomeprazole in a Mouse Model of Reflux Esophagitis

Chang-hun Song
Dept. of Korean Medicine
Graduate School of Korean Medicine
Sangji University, Wonju, Korea
(Directed by Prof. Tai-Hyeun Baik, K.M.D., Ph.D.)

OBJECTIVE:
The objective of this study was to compare effects of Sepiae Os, Arcae Concha, Ostreae Concha, and esomeprazole in improving reflux esophagitis in an animal model.

METHODS:
We measured NO production and iNOS mRNA expression in a cell line to examine inhibitory effects on NO production of Sepiae Os, Arcae Concha, and Ostreae Concha. Further, Sepiae Os, Arcae Concha, Ostreae Concha, and esomeprazole were orally pretreated to mice, and than reflux esophagitis was induced in mice by ligating the fundus and the pylorus to immunohistochemically examine expression levels of pro-inflammatory enzymes iNOS, which is related to NO production, TNF-α and p-IκB, which are related to iNOS expression, and serotonin, which is involved in the regulation of the lower esophageal sphincter contraction . To compare healing effects of each agent, we observed the external shape of the gastroesophageal junction, lower esophageal sphincter contraction, and the gap between esophageal keratin and mucosal cells. In addition, immunohistochemical assessment of IL-6 activity, an indicator of inflammation within the mucosa, was performed.

RESULT:
When mice were treated with Sepiae Os, Arcae Concha, and Ostreae Concha, NO production and iNOS mRNA expression showed a dose-dependent reduction, with the lowest levels at 3.0 mg/mL. Changes were significant in all groups at concentrations of 2.0 mg/mL and above. In the mouse model for reflux esophagitis the Sepiae Os treat group(SOT) showed the greatest inhibition of iNOS, followed by the Ostreae Concha treat group(OCT), Arcae Concha treat group(ACT) and esomeprazole treat group(MT). The SOT and OCT showed stronger inhibitory effects on iNOS than the reflux esophagitis elicited group(GE), and the SOT showed a better inhibitory effect on iNOS than the MT. TNF-α inhibition was the strongest inhibitory effect in the SOT, followed by the ACT, OCT, and MT. The SOT and ACT showed better inhibitory effects on TNF-α than the MT, and the SOT showed a better inhibitory effect on TNF-α than the MT. The SOT had the strongest inhibitory effect on p-IκB, followed by the SOT, MT, OCT, and ACT. The SOT and MT showed better inhibitory effects on p-IκB than the control group, and the SOT showed a better inhibitory effect on p-IκB than the ACT. Serotonin level was the highest in the ACT, followed by the MT, OCT, SOT, GE and control group. The ACT, MT, and OCT showed higher serotonin secretion than the GE, and the ACT showed higher serotonin secretion than the SOT. The SOT, ACT, OCT, and MT showed less damage to the lower esophageal sphincter and a smaller gap between esophageal keratin and mucosal cells than the GE. The SOT had the greatest inhibitory effect on IL-6, followed by the OCT, ACT, and MT. The SOT and OCT showed stronger inhibitory effects on IL-6 than the GE, and the SOT showed a better inhibitory effect on Il-6 than the MT.

CONCLUSION:
In summary, the SOT had the strongest anti-inflammatory effect, whereas the ACT had the greatest lower esophageal sphincter contraction. In particular, the SOT inhibited iNOS, TNF-α, and IL-6 expression more significantly than did the MT. In the future, additional studies are needed to develop superior oriental herbal medicine as an alternative to proton pump inhibitors (PPIs) for the treatment of reflux esophagitis.

Key Words:
Sepiae Os, Arcae Concha, Ostreae Concha, esomeprazole, reflux esophagitis, iNOS, TNF-α, IL-6, serotonin, mouse, cell lines