Effect of 660-nm light emitting diode (LED) on the skin pigmentation before and after the ultraviolet (UV) irradiation in C57BL/6J mouse model

Abstract

연구배경: 자외선 조사는 급성 및 만성 염증 및 피부 색소 침착에 영향을 미친다고 알려져 있다. 특히 자외선 중에서도 자외선B 영역의 파장이 이에 주된 역할을 한다. 최근 피부질환에 light emitting diodes (LED)를 사용하려는 연구들이 활발히 진행되고 있으며, 특히 동물 모델에서는 자외선을 조사하기 전의 LED 조사가 자외선에 의한 색소 침착 예방에 효과가 있다는 연구 결과가 발표된 바 있다. 하지만 자외선을 쪼이고 난 후의 LED 조사에 대해서는 그 영향에 대한 연구가 진행된 바 없다. 연구목적: 따라서 본 연구에서는 자외선을 쪼이고난 후의 사후적 660 nm의 파장의 LED 조사가 C57BL/6J 마우스 모델에서 자외선에 의한 색소침착 예방에 효과가 있는지 알아보고자 하였다. 연구방법: 1주간의 안정기간을 거친 36마리의 5주령의 수컷 C57BL/6J 마우스들은 네 그룹으로 무작위 배정되었다. 각각의 그룹은 대조군, 280nm 자외선 300mJ만 쪼이는 그룹, 자외선을 쪼이기 6시간 전에 20J의 660 nm LED를 쪼이는 그룹, 자외선을 쪼이고 난 6시간 후 20J의 660 nm LED를 쪼이는 그룹으로 구성되었다. 각각의 그룹의 마우스들은 7일간 연속적으로 빛에 조사되었으며, 매일 색차계를 통해 등색깔이 측정되었다. 일주일 간의 조사 및 하루의 휴식 후 각 개체당 귀와 등에서 조직생검이 이루어졌다. 이렇게 얻은 조직들에는 헤마톡실린-에오신 염색과 폰타나 마손 염색을 시행하였다. 연구결과: 색차계를 통해 매일 마우스들의 등 색깔을 측정한 결과 자외선만 쪼인 그룹에서 가장 어둡게 색이 침착되었으며, 이어 LED를 자외선 전에 쪼인 그룹, 그리고 LED를 자외선 후에 쪼인 그룹에서 색소 침착이 이루어진 것을 볼 수 있었다. 또한 헤마톡실린-에오신으로 염색한 조직에서는 자외선만 쪼인 그룹에서 확연히 두꺼워진 표피와 뚜렷하게 침윤된 염증세포들을 볼 수 있었으며, 대조군과 비교하여 LED를 쪼인 그룹들에서도 상기 변화를 관찰할 수 있었다. 마지막으로, 폰타나 마손 염색을 통해 본 멜라닌의 양은 LED를 자외선 전에 쪼인 그룹 (0.62%±0.27)에서 자외선만 쪼인 그룹 (0.77%±0.13)에 비해 유의미하게 감소한 것을 볼 수 있었다. 결론: C57BL/6J 마우스 모델에서 660 nm 파장의 LED 조사는 자외선을 쪼이기 이전에 조사한 경우에만 유의미하게 색소 침착을 줄이는 효과를 나타내었다. 이는 추후 노인성 흑자, 기미, 염증 후 색소침착 환자들에게 있어 LED 치료를 적용할 때에 예비적으로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.