기니픽을이용한 sweet bee venom의항원성평가 · 2017-06-23 · revised : dec 8, 2011...

10
Experimental study of antigenicity test of Sweet Bee Venom in Guinea Pigs Byung Jun Cho 1) , Ki Rok Kwon 2) 1) Sangji University Graduate School of Oriental Medicine, Wonju, Korea 2) Research Center of Pharmacopuncture Medicine, Korean Pharmacopuncture Institute, Seoul, Korea KEY WORDS: Melittin; Sweet Bee Venom; antigenicity; ASA; PCA Received : Aug 31, 2011 Revised : Dec 8, 2011 Accepted : Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the antigenic potential of pure melittin (Sweet Bee Venom - SBV) extracted from the bee venom by utilizing protein isolation method of gel filtration. Methods: All experiments were conducted at Biotoxtech (Chungwon, Korea), authorized a non-clini- cal studies institution, under the regulations of Good Laboratory Practice (GLP). Antigenic potential of SBV was examined by active systemic anaphylaxis (ASA) and passive cutaneous anaphylaxis (PCA) in guinea pigs. SBV was subcutaneously administered at 0.07 and 0.28㎎/㎏and also as a sus- pension with adjuvant (Freund's complete adjuvant: FCA). Ovalbumin (OVA) as a suspension with adjuvant was used to induce positive control response (5㎎/㎖- FCA). Results: 1. In the ASA test, experimental groups showed some symptoms of anaphylaxis like piloerection, hyperpnea and staggering gait. 2. In the PCA test, low dosage group did not show any antibody responses, whereas high dosage group showed positive responses. 3. In the weight measurement and clinical observation, experimental groups didn't show any signifi- cant changes compared with control group. 4. In the autopsy of body, the abnormalities of lung were detected in the corpse. This means that the cause of death may induced anaphylactic shock. Conclusions: Above findings suggested that SBV had antigenic potential in guinea pig. Further stud- ies on the subject should be conducted to yield more concrete evidences. 23 http://dx.doi.org/10.3831/KPI.2011.14.4.023 ISSN 2093-6966·Journal of Pharmacopuncture 2011 Korean Pharmacopuncture institute http://pharmacopuncture.co.kr This is an Open-Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution Non-Commercial License (http://cre- ativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non- commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provid- ed the original work is properly cited. Corresponding Author Ki Rok Kwon. Research Center of Pharmacopuncture Medicine, Korean Pharmacopuncture Institute, Seoul, Korea Tel: +82-2-2658-9051 E-mail: [email protected] cc 조병준 1) , 권기록 2) * 1) 상지대학교 한의과대학 침구학교실 2) 약침의학연구소 Original Article 기니픽을 이용한 Sweet Bee Venom의 항원성 평가 I . 서론 Sweet Bee Venom(이하 SBV)은 벌독 (Bee Venom) 의 주성분인 melittin을 분리·정제하여 근·골격계 질환 023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지23

Upload: others

Post on 26-Jul-2020

1 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Experimental study of antigenicity test of Sweet Bee Venom inGuinea Pigs

Byung Jun Cho1), Ki Rok Kwon2)

1) Sangji University Graduate School of Oriental Medicine, Wonju, Korea2) Research Center of Pharmacopuncture Medicine, Korean Pharmacopuncture Institute, Seoul, Korea

KEY WORDS:Melittin; Sweet BeeVenom; antigenicity;ASA; PCA

Received : Aug 31, 2011

Revised : Dec 8, 2011

Accepted : Dec 14, 2011

Abstract

Objectives: This study was performed to examine the antigenic potential of pure melittin (Sweet BeeVenom - SBV) extracted from the bee venom by utilizing protein isolation method of gel filtration.

Methods: All experiments were conducted at Biotoxtech (Chungwon, Korea), authorized a non-clini-cal studies institution, under the regulations of Good Laboratory Practice (GLP). Antigenic potentialof SBV was examined by active systemic anaphylaxis (ASA) and passive cutaneous anaphylaxis(PCA) in guinea pigs. SBV was subcutaneously administered at 0.07 and 0.28㎎/㎏and also as a sus-pension with adjuvant (Freund's complete adjuvant: FCA). Ovalbumin (OVA) as a suspension withadjuvant was used to induce positive control response (5㎎/㎖- FCA).

Results:

1. In the ASA test, experimental groups showed some symptoms of anaphylaxis like piloerection,hyperpnea and staggering gait.

2. In the PCA test, low dosage group did not show any antibody responses, whereas high dosagegroup showed positive responses.

3. In the weight measurement and clinical observation, experimental groups didn't show any signifi-cant changes compared with control group.

4. In the autopsy of body, the abnormalities of lung were detected in the corpse. This means that thecause of death may induced anaphylactic shock.

Conclusions: Above findings suggested that SBV had antigenic potential in guinea pig. Further stud-ies on the subject should be conducted to yield more concrete evidences.

23

http://dx.doi.org/10.3831/KPI.2011.14.4.023

ISSN 2093-6966·Journal of Pharmacopuncture

ⓒ 2011 Korean Pharmacopuncture institute http://pharmacopuncture.co.kr

This is an Open-Access article distributed under the terms of theCreative Commons Attribution Non-Commercial License (http://cre-ativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/) which permits unrestricted non-commercial use, distribution, and reproduction in any medium, provid-ed the original work is properly cited.

Corresponding AuthorKi Rok Kwon. Research Center of Pharmacopuncture Medicine,Korean Pharmacopuncture Institute, Seoul, KoreaTel: +82-2-2658-9051 E-mail: [email protected]

cc

조병준1), 권기록2)*

1) 상지대학교한의과대학침구학교실 2) 약침의학연구소

Original Article

기니픽을 이용한 Sweet Bee Venom의 항원성 평가

I. 서론

Sweet Bee Venom(이하 SBV)은 벌독(Bee Venom) 의주성분인 melittin을분리·정제하여근·골격계질환

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지23

Page 2: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Journal of Pharmacopuncture 제14권 제4호(2011년 12월)

등의치료에사용되는약침제제이다1).

Melittin은 벌독에서 건조 중량으로 약 40-50%를 차

지하고있는분자량 2840의저분자펩티드로, 26개의아

미노산으로구성된나선형의구조를가진것으로추정되는

물질이다 (Fig. 1). 그동안근·골격계질환이나연부조직

질환, 그리고자가면역계질환의치료에사용되어온봉독

이우수한효능2-5)에비해강력한항원성을가지고있어, 시

술자가의료사고등에노출될가능성이비교적다른치료

법에비해높다는위험성이있었다6-8). 따라서봉독의위험

요소인 allergy반응을억제하기위해벌의독에서주항원

으로작용하는분자량 10,000이상의효소성분(phospho-

lipase A2, hyaluronidase 등)과가려움이나염증을일으

키는 histamine 등의 저분자 물질을 단백질 분리기법을

이용하여정제단계에서제거하고, 순수하게melittin만분

리·정제하여개발된약침용봉독이바로SBV이다9).

그동안 SBV에대한다양한연구결과, SBV는봉약침

에비해전신과민반응이나부종, 동통그리고종창과같은

국소·즉시형과민반응을현저하게감소시킨것으로보고

되었고10-12), 또 임상적 운용에서도봉약침에비해많은장

점을가지고있음이보고된바있다13-16).

하지만몇몇사례의보고17)와같이 SBV의시술후전신

즉시형 과민반응(anaphylaxis)이 발생한 사례가 보고되

고있어이에대한정확한규명이필요한실정이다.

이미 SBV의 안전성과 관련한 연구로 김 등18)의 rat를

이용한단회근육시술독성시험, 윤등19)의비글견을이용한

단회근육시술독성시험, 임등20)의비글견의심혈관계에미

치는영향, 박 등21)의 비글견을이용한 4주반복근육시술

독성시험등이보고된바있다.

이에 저자는 SBV의항원성유무를알아보기위해, 기

존의연구자료가풍부하여항원성시험에흔히사용되는

Hartley계 기니픽에 능동성 전신성 anaphylaxis(active

systemic anaphylaxis-ASA)와 수동 피부 anaphylax-

is(passive cutaneous anaphylaxis-PCA) 반응시험을

수행한결과유의한결론을얻어이에보고하는바이다.

II. 재료및방법

1. SBV의조제및조제물의분석

시험물질을 전자저울 (LA230S, CP323S, Sartorius,

Germany)로측량하여조제병에넣고, 부형제를일부넣

어 vortex mixer로용해시키고, 부형제를가하여규정농

도로조제하였다. 부형제는생리식염수를사용하였다.

2.실험동물

2.1 실험동물및사육환경

실험에 사용된 동물은 과민증상의 연구에 많이 사용되

고 있는 5주령의 Hartley계 Guinea Pig을 사용하였고,

수컷의 체중은 250-300g이었다. 실험동물의 반입 시 동

물의 외관 검사를 실시하였고, 전자저울(BP4100S,

Sartorius, Germany)로체중을측정하였다. 7일간의순

화기간 중에 매일 1회 일반증상을 관찰하였다. 순화기간

종료일에체중을측정하고, 일반증상 및 체중변화를확인

하여모든동물에이상이없음을확인하였다.

실험실의 온도는 21.6~23.7°C, 습도는 38.7~59.3%를 유지하였고, 실험동물용 고형사료(Teklad Certified

Irradiated Global 18% Protein Rodent Diet 2918C)와 물은 충분히 공급하였다. 모든 실험은 식품의약품안전

청고시 제2005-79호(비임상시험 관리기준)의 Good

Laboratory Practice (GLP)규정22)을준수하여비임상시

험인증기관인(주)바이오톡스텍에서시행하였다.

24

Fig. 1. Molecular modeling of oligomeric melittin.The packing of melittin chains in the tetramer.Chain A is the chain built into the electron densitymap. Chain B is associated with chain A through an2-fold axis approximately perpendicular to thispage. Chain C and D are associated with chains Aand B through a precise 2-fold axis almost in theplane of the page, as indicated.

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지24

Page 3: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

2.2 군의분리

군분리는모든동물에대하여순화종료일(군분리일)에

실시하였다. 군분리는일반증상및체중의증가에이상이

없는동물중 75마리를선발하였다. 선발한동물을각군

평균체중이균등하도록무작위로군을분리하였고감작시

에는군당 5마리로, 야기시에는군당 10마리로실험을진

행하였다 (Table 1, 2).

2.3 시약

SBV를 적정비율로 생리식염수 (중화제약, 한국)에 녹

여 사용하였다. Ovalbumin (OVA)과 evans blue는

Sigma (St. Louis, MO, USA)에서, Freund's com-

plete adjuvant (FCA)는 Difco (Grand Island, NY,

USA)에서구입하여사용하였다.

2.4 1회시술용량의설정및시술경로

SBV의임상적용예정용량은약 0.1 ~ 0.4 ㎎/human/회(성인 60kg 기준시최대 0.007㎎/㎏)이므로, 본 시험

에서는임상예상용량의 10배인 0.07㎎/㎏을저용량으로,

저용량의 4배인 0.28㎎/㎏을고용량으로하였고 0.28 ㎎

/㎏ + FCA를혼합시술군으로설정하였다. 야기시에는

모든시험군에고용량인 0.28㎎/㎏을설정하였다. 양성대

조군은OVA 10㎎/㎖에동량의 FCA를가하여 5㎎/㎖-

FCA 유화액을만들어사용하였다. 감작 시에는 5㎎/㎏,야기시에는 10㎎/㎏을설정하였다. 시술경로는‘의약품

독성시험기준’23)에서항원성시험의아나필락시스쇼크반

응시험및수동피부아나필락시스반응시험에따라감작

시에는피하(sc),야기시에는정맥(iv)으로시술하였다.

2.5 시술횟수및방법

2.5.1 감작시술

실험시작 0. 3. 6, 9, 12및 15일에피하로시술하였다.

혼합시술군 (고용량-FCA)과 양성대조군은 시술 0, 7 및

14일에피하로시술하였다.

2.5.2 능동아낙필락시스(ASA) 및수동피부아나필

락시스(PCA)야기

ASA 야기 시에는 후지정맥 내에 1회 시술하였고,

PCA 야기시에는시술 4 시간후에후지정맥내에 1회

시술하였다.

2.5.3 감작혈청분리

최종감작후 12일에각군의감작된기니픽 1 마리당

2~3㎖ 정도의혈액을안와정맥총에서채혈하였다. 약 2시간 정도 상온에서 방치해서 응고시킨 다음, 원심분리

(3,000rpm, 10min, 4℃; UNION 32R Plus, 한일과

학)하여혈청을채취하고동종수동피부아나필락시스반

응시험의항혈청으로사용하였다.

2.5.4 아나필락시스쇼크반응방법

최종 감작일로부터 14일에 감작된 기니픽의 후지정맥

내에야기항원량을정맥으로시술하여야기하고, ‘3.4.1의아나필락시스쇼크반응유·무판정기준’에따라판정

하였다.

25

Group Number of animal

(Code No.)Pathway

5 (1101~1105) iv

5 (1501~1505) iv

5 (1201~1205)

5 (1301~1305)

iv

iv

5 (1401~1405) iv

Table 1. Experimental design and treating groups foractive systemic anaphylaxis (ASA) test.

Dose

(㎎/㎏)

Amount

(㎖/㎏)

Negative

control group

Low dose g.

High dose g.

High dose+FCA

Positive control

(OVA-FCA)

G1

G2

G3

G4

G5

0

0.07

0.28

0.28

5

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

Group Number of animal

(Code No.)시술경로

10 (1601~1610) iv

10 (11001~11010) iv

10 (1701~1710)

10 (1801~1810)

iv

iv

10 (1901~1910) iv

Table 2. Experimental design and treating groups for pas-sive cutaneous anaphylaxis (PCA) test.

Dose

(㎎/㎏)

Amount

(㎖/㎏)

Negative

control group

Low dose g.

High dose g.

High dose+FCA

Positive control

(OVA-FCA)

G1

G2

G3

G4

G5

0

0.07

0.28

0.28

10

1.0

1.0

1.0

1.0

1.0

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지25

Page 4: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Journal of Pharmacopuncture 제14권 제4호(2011년 12월)

2.5.5 수동피부아나필락시스반응방법

최종감작후 12일에감작시켜얻은각군의개체별항

혈청을 생리식염 주사액으로 연속배수 희석하였다(×10,

×20, ×40, ×80, ×160, ×320, ×640, ×1280,

×2560, ×5120, 생리식염주사액). 희석한 항혈청은 냉

장보관하였다. 최종감작후 13일에제모한각군의기니

픽등부위에희석한해당항혈청을 1㎖용량의일회용주

사기로 0.05㎖씩피내시술하였다. 각혈청 1개당감작되

지않은 2마리의기니픽을사용하였다 (한 혈청× 5군 =

10마리). 피내 시술한기니픽은사육상자에넣어수용하

였고, 4시간후동량의 2% Evans blue와혼합한야기항

원량을각기니픽의후지정맥내에주입하였다. 야기항원

량의 시술 30분 후에 각 개체를 CO2를 이용하여 안락사

시킨후등부위피부를조심스럽게박리하였다. 판정은아

래의‘3.4.2 수동피부아나필락시스반응의판정’에따라

판정하였다.

3. 관찰및검사

3.1 일반증상관찰

관찰기간중매일 1회일반증상의변화와사망유무를

관찰하였다.

3.2 체중측정

체중은시술당일(시술전) 및주 1회전자저울을이용하

여측정하였다. 단, 실험 마지막주에는관찰종료일(시술

29일)에실시하였다.

3.3 부검

30분간전신의아낙필락시스쇼크반응시험증상을관

찰한후 shock이일어난동물에대해서 CO2가스마취하

에배대동맥에서방혈하여안락사시키고부검하였다. 조

직검사는시행하지않았고, 기관점막, 폐, 심장, 흉강및

횡격막등에대한육안적관찰을시행하였다.

3.4 아낙필락시스 shock의유·무판정

3.4.1 아나필락시스쇼크반응유·무판정기준

아나필락시스쇼크반응시험판정은다음의기준에따라

판정하였다.

1.불안 (Restlessness)

2.기모 (Piloerection)

3.진전 (Tremor)

4.코를문지르거나핥음 (Rubbing or licking nose)

5.재채기 (Sneezing)

6.기침 (Coughing)

7.과호흡 (Hyperpnea)

8.배뇨 (Urination)

9.배변 (Evacuation)

10.유루 (Lacrimation)

11.호흡곤란 (Dyspnea)

12.찍찍거리는소리 (Rhonchus)

13.청색증 (Cyanosis)

14.보행불안 (Staggering gait)

15.도약 (Jumping)

16.헐떡거리고몸부림침 (Gasping and writhing)

17.경련 (Convulsion)

18.횡와 (Side position)

19. Cheyne-Stokes 호흡 (Cheyne-Stokes respira-

tion)

20.사망 (Death)

3.4.2 수동피부아나필락시스반응의판정등급

청색반점의장경과단경의평균치가 5㎜이상이면양성

으로하고, 양성을나타내는가장마지막혈청희석배수(최

대희석배수)를그혈청의최종역가(항체가)로정하였다.

3.5. 관찰종료후동물의처리

쇼크반응이 확인되지 않은 동물에 대해서는 관찰종료

후CO2가스마취하에안락사시켰다.

4. 통계처리

본시험에서얻어진판정치및측정치에대해서는평균

을구하고, 통계학적해석은실시하지않았다.

26

[-]

[±]

Asymptomatic

Mild

무증상

1~4의 증상

[+]

[++]

Moderate

Severe

1~10의 증상

1~19의 증상

[+++] Death 사망

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지26

Page 5: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

III. 결과

1.개체의사망유무및일반증상관찰

관찰기간동안, 모든실험군에서사망개체는관찰되지

않았다. 일반증상의관찰에서도모든실험군에서이상증

상이관찰되지않았다 (Table 3).

2.체중변화

관찰기간동안, 음성대조군은 214g, 저용량군은 203g,

고용량군은 225g, 혼합 시술군이 205g 그리고양성대조

군이 195g의 체중증가를 나타내어 SBV의 시술이 체중

변화에영향을미치지않음을알수있었다 (Table 4).

3.아나필락시스 shock 반응결과

기니픽을대상으로한능동전신성아낙필락시스 shock반응에서음성대조군에서는야기항원량시술후 3/5례에

서 배뇨 (Urination), 1/5례에서는 배변(Evacuation)의

증상이관찰되었다.

저용량군에서는 야기 항원량 시술 후 2/5례에서 불안

(Restlessness), 4/5례에서기모(Piloerection), 1/5례에

서 코를 문지르거나 핥음(Rubbing and licking nose),

1/5례에서 재채기 (Sneezing), 1/5례에서 기침

(Coughing) 1/5례에서배뇨, 4/5례에서배변, 3/5례에서

찍찍거리는 소리(Rhonchus), 1/5례에서 헐떡거리고 몸

부림침(Gasping and writhing), 1/5례에서 경련

(Convulsion), 1/5례에서횡와(Side position), 1/5례에

서 Cheyne-Stokes 호흡(Cheyne-Stokes respiration)이관찰되다가 1/5례가사망(Death)하였다.

고용량군에서는 야기 항원량 시술 후 5/5례에서 불안,

3/5례에서기모, 2/5례에서코를문지르거나핥음, 1/5례

에서 재채기, 2/5례에서 과호흡(Hyperpnea), 5/5례에서

배뇨, 2/5례에서배변, 1/5례에서찍찍거리는소리, 2/5례

서보행불안(Strggering gait)이관찰되었다.

혼합 시술군에서는 야기항원 시술 후 5/5례에서 불안,

5/5례에서기모, 1/5례에서진전(Tremor), 3/5례에서코

를 문지르거나 핥음, 1/5례에서 재채기, 3/5례에서 과호

흡, 5/5례에서배뇨, 2/5례에서배변, 1/5례에서호흡곤란

(Dyspnea), 3/5례에서찍찍거리는소리, 2/5례서보행불

안이관찰되었다.

양성대조군에서는야기항원량시술후 5/5례에서불안,

5/5례에서기모, 4/5례에서진전, 3/5례에서코를문지르

거나핥음, 3/5례에서재채기, 5/5례에서과호흡, 4/5례에

서배뇨, 5/5례에서배변, 5/5례에서호흡곤란, 3/5례에서

찍찍거리는 소리, 4/5례에서 보행불안, 3/5례에서 도약

(Jumping), 3/5례에서 헐떡거리고 몸부림침, 5/5례에서

경련, 5/5례에서 횡와, 5/5례에서 Cheyne-Stokes 호흡

이관찰되다가 5/5례모두사망하였다 (Table 5).

27

Table 3. Clinical signs and mortality

Table 4. Change of body weights

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지27

Page 6: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Journal of Pharmacopuncture 제14권 제4호(2011년 12월)

4.동종수동피부아나필락시스반응시험결과

음성대조군및저용량군에서는 5례(감작된혈청에대한

5례로 1례는기니픽 2 마리를의미함) 모두음성반응이관

찰되었다.

고용량군에서는 1/5례에서최대희석배수 20배까지양

성반응이관찰되었고, 혼합시술군에서는 1/5례에서최대

희석배수 20배까지, 1/5례에서최대희석배수 160배까지,

1/5례에서는최대희석배수 640배까지양성반응이관찰되

었다. 양성대조군에서는 5마리 모두에서 최대희석배수

5120배까지양성반응이관찰되었다 (Fig. 2, Table 6).

5.부검소견

아나필락시스쇼크반응시험의야기항원량시술후, 시

28

Table 5. Active systemic anaphylaxis (ASA) test.

Fig. 2. Skin test for Passive Cutaneous Anaphylaxis (PCA)by Sweet Bee Venom in guinea pigs. (1) Negativecontrol group (NCG) was treated by normal saline,(2) Low dose group of Sweet Bee Venom (SBV:0.07mg/kg) (3) High dose group of Sweet BeeVenom (SBV: 0.28mg/kg), (4) High dose + FCA(Freund's complete adjuvant) (5) OVA (Ovalbumin) +FCA (Freund's complete adjuvant)

(1) Negative control (2) Low dose of Sweet BeeVenom

(3) High dose of Sweet BeeVenom

(4) High dose + FCA

(5) Positive control (OVA-FCA))

Table 6. Passive cutaneous anaphylaxis (PCA) test.

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지28

Page 7: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

험물질의 저용량군, 고용량군 및 고용량-FCA군에서

shock 반응이확인되었으며, 저용량군에서는 1례가사망

하였다. 양성대조군에서는 shock 반응이 확인되다가 5례

모두사망하였다.

Shock 반응이확인된동물에대해부검을실시한결과,

저용량군, 고용량군 및 고용량-FCA군에서는 폐의 팽대

(Enlarged) 소견이, 양성대조군에서는폐의팽대및심장

확장(Dilatation) 소견이모든동물에서공통적으로관찰

되었다 (Table 7).

IV. 고찰

아낙필락시스 shock 반응은감작이성립된개체에항원

을투여하여항원-항체 반응을전신성반응으로관찰하는

것인데, 비만세포에결합된항원이 crosslink 되면비만세

포로부터 히스타민 등의 매개인자들이 나오면서 일어나는

반응이다. 아낙필락시스 shock 반응을동물실험할때에는

기존의연구자료등으로인해일반적으로기니픽을사용하

고있다24).

毒(poison, toxin, toxicant)이란“여러가지경로를통

해서소량이체내로들어오면, 생체조직에기능적혹은형태

적으로장애를주거나혹은치사작용을일으키는물질”로정

의된다25). 한의학에서도약재에대하여有毒, 無毒등의표현

으로독성을분류하여임상에사용하고있고, 본초학의고서

인神農本草經에서도독성의强弱에따라上藥, 中藥, 下藥

의세가지로나누어上藥은거의無毒하면서장기간복용하

여輕身益氣, 不老延年등의효능이있는약으로, 中藥은약

간의독성을지니면서질병의예방과치료에사용되는약으

로, 下藥은독성이강하여장기간의복용이곤란하면서질병

을치료하는효과가강한약재로구분하고있다.

어떤 물질에 대한 독성을 평가하기 위해서는 그 물질이

일으킬수있는급성또는만성적인유해작용과이들유해

작용각각의용량-반응관계를확인해야하는데이러한정보

를얻는데가장중요한것이바로동물을이용한시험성적이

다. 즉, 독성실험은의약품등의시험물질안전성평가를하

기위하여중요한기초자료이며, 필수적이라할수있다26).

독성연구의 주요목적은 신약의 안정성을 평가하여 임상적

용약의안전을확보하기위해시행하는것으로, 독성실험은

크게급성독성실험(단회시술독성시험), 아급성독성실험(̀1개월반복시술독성시험), 그리고만성독성실험(̀3개월이상

반복시술독성시험)으로나눈다25).

식품의약품안전청에서도독성시험기준23)을엄격하게제

안하고 있고, 이러한 시험은 모두 Good Laboratory

Practice (GLP) 규정에의해평가되어야인정을받을수

있다22). 또한의약품의품목허가신고·심사규정에서도의

약품의안전성·유효성심사를위하여제출해야하는자료

로첫째, 기원및발견의경위(배합목적및용도에관한자료

포함), 둘째, 물리화학적성질, 규격에관한자료, 셋째, 안정

성에관한자료, 넷째, 독성에관한자료(보존제및타르색소

의경우에는신약의첨부자료에준하며그외에는단회시술

독성, 반복시술독성, 기타필요한독성시험자료)를제출해야

한다고규정하고있다23). 이중항원성시험은면역독성시험

의일종으로제 1형과민반응의일종인능동전신성아낙필

락시스 shock 반응과세포친화성의 IgE type 항체의형성

유무를확인하기위한수동피부아낙필락시스 shock 반응

이있다.

Melittin은 26개의아미노산으로구성된 peptide로벌

의독에서건조중량 40-50%를차지하는분자량 2846의

수용성 물질이다27). Melittin은 벌의 독에서 가장 중요한

allergen인 phospholipase A2를 활성화시키고 세포막에

구멍을뚫어파괴시키는작용이있는것으로알려져있는데

이러한작용은melittin의구조와관련이있는것으로알려

져있다28). 각각의사슬은두개의나선구조로되어있고, 모

29

Table 7. Necropsy finding of active systemic anaphylaxis(ASA) test.

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지29

Page 8: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Journal of Pharmacopuncture 제14권 제4호(2011년 12월)

두휘어진막대기모양을하고있다. 이러한구조는세포의

용해작용이용이하고, 따라서melittin이암세포의사멸이

나소염효과를나타내는것과밀접한관련이있는것으로추

정된다.

이미이전의보고28-31)에서 melittin은 nuclear factor-κ

B(이하 NF-κB)의 활성을 조절하여 lipopolysacch-

aride(LPS), tumor necrosis factor-α(TNF-α), 그리고

sodium nitroprusside(SNP)의 활성을 저해하여 염증의

활성을억제하는것으로보고되어있다(Fig. 3).

김등18)은SBV의LD50은 30 ㎎/㎏이상으로벌독에비

해약1/50-100의독성을가지고있다고보고한바있으나,

임상에서SBV의시술과정에서아나필락시스사례가보고

된바17) 있고, SBV의항원성에대한연구보고가이루어진

바없어이에대한연구가필요한실정이었다. 따라서본연

구에서는SBV (melittin)의이상면역반응을검색하기위해

기니픽을대상으로능동전신성아낙필락시스 shock반응과

수동피부아낙필락시스shock반응실험을진행하였다.

전신성 아낙필락시스는시험물질에의한 사망이나일반

증상의관찰및체중의변화, 그리고부검소견등을확인하

여용량에따른항원성을평가하고있다24).

전신성아나필락시스쇼크반응결과, 저용량군, 고용량군

및혼합시술군과양성대조군에서는야기항원량의시술후

전형적인아나필락시스 shock 반응이관찰되었고, 저용량

군에서 1례, 양성대조군에서는 5례모두사망하였다. 부검

소견에서도 공통적으로 폐에서의 이상 소견이 관찰되어

SBV에의한이상면역반응으로판단되었다.

양성대조군은야기후 shock 증상이관찰되다가모두사

망하였으며, 부검소견에서도폐및심장에서소견이관찰되

어사망개체의사인은쇼크사로판단되었다.

수동피부아낙필락시스는동물의피내에항혈청을투여

하여국소피내의호염기구와비만세포를수동적으로감작

시키고, 일정시간후에항원과색소를정맥주사하여항원-

항체반응의결과를유도해내는것으로서, 세포로부터화학

적매개인자의유리에의한국소모세혈관의투과성항진으

로나타나는누출색소의정도를측정하는것이다32).

동종수동피부아나필락시스반응시험결과, 음성대조군

및 시험물질의 저용량군에서는 모든 동물에서 음성반응이

관찰되었다. 반면, 시험물질의고용량군은최대희석배수 20배까지, 혼합시술군은최대희석배수 640배까지양성반응

이관찰되었다. 양성대조군에서는최대희석배수 5,120배

까지양성반응이관찰되었다.

이상의결과를종합해보면본시험조건에서 SBV는아

나필락시스 shock 반응시험및동종수동피부아나필락시

스반응시험에서모두양성반응이관찰되어항원성이있는

물질로판단되었다.

V. 결론

본연구는단백질분리기법인gel filtration을통하여벌

의독에서추출한Sweet BV(melittin)의항원성을평가하

고자식품의약품안전청고시의규정을준수하여기니픽을대

상으로능동전신성아낙필락시스 shock 반응과수동피부

아낙필락시스 shock 반응실험을진행한결과다음과같은

결론을얻었다.

1.능동전신성아낙필락시스shock반응에서는모든실험

군에서음성대조군에비해아낙필락시스반응이관찰되었다.

30

Fig. 3. Possible anti-inflammatory mechanism of melittin. NF-κB activity is stimulated by many inflammatorystimuli. The IKK complex, which consists of thekinases IKKα, IKKβand the regulatory subunitNEMO (also known as IKKγ), is a point of conver-gence for all 3 signaling pathways. The IKK com-plexes phosphorylate IκBα, which leads to itsdegradation and allows the NF-κB dimers to enterthe nucleus, where they bind to the cognate DNAbinding sites and activate the expression of thepro-inflammatory gene.

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지30

Page 9: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

2.수동피부아낙필락시스반응시험에서는저용량군에서

는음성반응이, 고용량군에서는양성반응이관찰되었다.

3. 관찰기간동안모든동물에서일반증상및체중의차

이를나타내지않았다.

4. 부검소견에서저용량군의사망한개체의폐에이상소

견이발견되었는데이는 SBV의이상면역반응으로추정되

었다.

이상의연구결과를바탕으로Sweet BV는능동전신성아

낙필락시스 shock반응과수동피부아낙필락시스 shock반

응실험에서모두항원성이있는것으로관찰되었고, 향후이에

대한보다다양한연구가진행되어야할것으로사료된다.

References

1. Academic committee of Korean Pharmaco-

puncture Institute. Pharmacopuncturology.

Elsevier Korea. 2008;167-199.

2. Kwon KR, Koh HK. An Experimental Study

with Bee Venom Therapy on Anti-inflammato-

ry and Analgesic Effects. The Journal of

Korean Acupuncture & Moxibustion Society.

1998;15(2):97-103.

3. Ko HK. Experimental Studies on the Effect of

Bee Venom Theraphy on the Analgesic, Anti-

pyretic and Anti-inflammatory Action. Korean

Journal of Oriental Medicine. 1992;13(1):283-

292.

4. Lee SN, Hong SY, Jo HC, Byeon IJ, Song HS,.

Kim GH, The Clinical Study on Bee Venom

Acupuncture Treatment on Osteoarthritis of

Knee Joint. The Journal of Korean Acupunc-

ture & Moxibustion Society.

2003;20(5):73-8.

5. Wang WH, Ahn KB, Lim JK, Jang HS, Clincal

Investigation Compared with the Effects of the

Bee Venom - Acupuncture on Knee Joint with

Osteoarthritis. The Journal of Korean Acu-

puncture & Moxibustion Society.

2001;18(3):35-47.

6. Hwang YJ, Lee BC. Clinical Study of

Anaphylaxis on Bee-Venom Acupuncture. The

Journal of Korean Acupuncture & Moxibus-

tion Society. 2000;17(4):149-159.

7. Youn HM. The Clinical Observation of

Anaphylaxis on Bee-Venom Acupuncture. The

Journal of Korean Acupuncture & Moxibus-

tion Society. 2005;22(4):179-188.

8. Robert L, Ronald D, William S. Allergy,

Hypersensitivity, Anaphylaxis. Emergency

Medicine. Mosby Year Book. 1998;2759-2766.

9. Choi YC, Kwon KR, Choi SH. Purification of

Peptide Components including Melittin from

Bee Venom using gel filtration chromatogra-

phy and propionic acid/urea polyacrylamide

gel electrophoresis. Journal of Pharmacopunc-

ture. 2006;9(2):105-112.

10. Kwon KR, Choi SH, Cha BC. Component

Analysis of Sweet BV and Clinical Trial on

Antibody Titer and Allergic Reactions. Journal

of Pharmacopuncture. 2006;9(2):79-86.

11. Lee JS, Lee JY, Kwon KR, Lee HC. A Study

on Allergic response between Bee Venom and

Sweet Bee venom Pharmacopunture. Journal

of Pharmacopuncture. 2006;9(3):61-77.

12. Lim CS, Park WP, Jang SB, Choi YC, Kim

KS, Kwon KR, Lee HC. Clinical studies of

Sweet Bee Venom to the effect of allergic

responses. Journal of Pharmacopuncture.

2008;11(2):55-62.

13. Yoo HS, Kim JS. The effect of Sweet Bee

Venom Pharmacopuncture on cancer-related

pain: A randomized controlled trial and double

blinded-Pilot study. Journal of Pharmacopunc-

ture. 2008;11(1):21-29.

14. Kim SC, Na WM, Lee SY, Jang EH, Lim SI. A

study on pain relief and allergic responses for

the osteoarthritis of the knee joint between

sweet bee venom and bee venom Pharmacop-

uncture. Journal of Pharmacopuncture.

2008;11(1):31-40.

31

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지31

Page 10: 기니픽을이용한 Sweet Bee Venom의항원성평가 · 2017-06-23 · Revised : Dec 8, 2011 Accepted: Dec 14, 2011 Abstract Objectives: This study was performed to examine the

Journal of Pharmacopuncture 제14권 제4호(2011년 12월)

15. Song BY. A clinical study on the effect of

sweet bee venom Pharmacopuncture for

patient with Whiplash injury. Journal of

Pharmacopuncture. 2007;10(3):77-83.

16. Lee TH, Hwang HS, Chang SY, Cha JH, Jung

KH, Lee EY, Roh JD. The comparison of

effectiveness between bee venom and sweet

bee venom therapy on the low back pain with

radiating pain. Journal of Pharmacopuncture.

2007;10(3):85-89.

17. Kwon KR, Kang KS, Lee KH, Lim CS, Jeong

HS, Kwon HY. Clinical observation of anaphy-

laxis after treated with Sweet BV. Journal of

Pharmacopuncture. 2009;12(2):85-90.

18. Kim YJ, Lim CS, Kwon KR. Study of single

dose test of Sweet Bee Venom in rats. Journal

of Pharmacopuncture. 2009;12(4):5-32.

19. Yoon HC, Lee KH, Kwon KR. Study of single

dose toxic test of Sweet Bee Venom in Beagle

Dogs. Journal of Pharmacopuncture.

2010;13(4):43-62.

20. Lim CS, Lee KH, Kwon KR. Effects of Sweet

Bee Venom on cardiovascular system in the

conscious telemetered Beagle Dogs. Journal of

Pharmacopuncture. 2010;13(3):15-46.

21. Park JS, Lee KH, Kwon KR. Study of four

week repeated dose toxic test of Sweet Bee

Venom in Beagle Dogs. Journal of Pharmaco-

puncture. 2010;13(4):5-42.

22. 식품의약품안전청. 식품의약품안전청 고시 제2008-

56호.

23. 식품의약품안전청. 식품의약품안전청 고시 제2005-

79호.

24. Karol MH and Graham C. Antibody-mediated

hypersensitivity. Pergamon Press. New York.

1997;305-322.

25. Huh IH, Toxicology. Shinil Books. 1993;9-10,

185-186.

26. Kim YG. Toxicology. DongHwa Technology

Publishing Co. 1984;15-18.

27. Barbara & Rudolf. Chemistry and Pharmaco-

logy of Honey Bee venom. Academic Press.

1986;329-402.

28. Renata MS, Jorge A, Hugo V. Structural and

functional behavior of biologically active

monomeric melittin. J Molecular Graphics and

Modelling. 2007;25:767-772.

29. Park HJ, Lee HJ, Choi MS, Son DJ, Song HS,

Song MJ, et al. JNK pathway is involved on

the inhibition of inflammatory target gene

expression and NF-κB activation by melittin. J.

Inflammation. 2008;5(7):1-13.

30. Lind DS, Hochwald SN, Malaty J, Rekkas S,

Mishra G, et al. nuclear factor-κB is upregulat-

ed in colorectal cancer. Surgery. 2001;130:363-

369.

31. Aranha MM. NF-κB and apotosis in colorectal

tumorigenesis. Eur J Clin Invest. 2007;37:416-

424.

32. Mota I and Wong D. Homologous and hetro-

gous passive cutaneous anaphylactic activity of

mouse antisera during the course of immuniza-

tion. Life Sci. 1969;8:813-820.

32

023~032 기니픽 2012.9.7 3:43 PM 페이지32