Effect of Lactobacillus rhamnosus 4B15 on hair loss and hair growth
저자
발행사항
Seoul : Graduate School, Korea University, 2021
학위논문사항
학위논문(석사)-- 고려대학교 대학원: 생명공학과 2021. 2
발행연도
2021
작성언어
영어
주제어
발행국(도시)
서울
기타서명
락토바실러스 람노서스 4B15 의 탈모와 발모에 미치는 영향 분석
형태사항
v, 73장 : 삽화, 도표 ; 26 cm
일반주기명
지도교수: 김세헌
참고문헌: 장 59-71
UCI식별코드
I804:11009-000000235544
DOI식별코드
소장기관
Recent research about medical prescriptions in modern society has not kept up with the demand by patient suffering from hair loss. General hair growth is affected by not only direct involvement of growth factors, but also by various biological signals including Wnt signal and JAK signal. Causes of hair loss are known for the shortening of hair growing anagen phase, and the accelerated entry into the hair growth resting telogen phase. The mechanisms of altered hair growth cycle are excessive androgen production and increased inflammation. Although the FDA approved medications, finasteride and minoxidil, are known to have the inhibitory effect of hair loss, these drugs only show efficacy during long-term treatment and return to original state when unused. These drugs also have side effects such as decreased reproductive function and rash due to inhibition of androgen and excessive skin irritation. Lack of research about systematic design of probiotics application toward hair loss and mechanism of probiotics on hair growth restoration are obstacles of additional convergence study. Based on these situations, this study conducted an analysis on the design of the experimental method and the mechanism of action to investigate the effect of Lactobacillus rhamnosus 4B15 strain on hair growth and hair loss.
Through 4 weeks of 2 different hair loss inductions on mice for oral administration of 4B15 live cell model, subcutaneous injection of TP can be considered as suitable method for hair loss induction. However, no difference in the hair quality or the degree of hair growth were observed by oral treatment, which was similar in the gene analysis of factors involved in hair growth. On the other hand, the results of postbiotics topical application were different depending on the status of pretreatment on dorsal skin. 4B15 lysate treatment on TP pretreated model showed no difference in the signal expression, despite of restored hair growth. In contrast, both supernatant and lysate of 4B15 strain showed improved hair growth index and gene expression of signals related to hair growth. These results show that the application of postbiotics in strains promotes the expression of growth factors in normal state instead of hair loss models, leading to hair growth. Altogether, this study is believed to be used as appropriate method of conducting and analyzing experiments when conducting research on the effectiveness of hair loss treatment using probiotic strains. Further study about alternative effect of 4B15 live cell on hair growth, additional effect 4B15 postbiotics treatment on different hair loss induction, and ingredient analysis of effective 4B15 postbiotics are required.
탈모란 체모, 그 중에서도 머리카락이 부족한 상태를 의미한다. 현대 사회에서 의학적인 처방에 대한 연구는 탈모 환자의 점진적인 증가에 따른 수요를 따라 잡지 못하고 있다. 성장기 (anagen), 퇴행기 (catagen), 휴지기 (telogen)의 세 단계로 구분할 수 있는 모발의 생장주기에는 성장 인자의 직접적인 관여뿐만 아니라 Wnt 신호 및 JAK 신호를 비롯한 다양한 생체 신호가 연관되어 있다. 탈모의 발생 원인은 모발의 성장을 야기하는 성장기의 단축과, 모발의 생장 저해와 탈락을 유도하는 휴지기로의 빠른 진입으로 알려져 있는데, 이와 같은 모발 생장 주기의 변화 기작으로 과도한 남성 호르몬과 염증의 발현을 들 수 있다. 현재 공인된 의약품인 경구투여제인 피나스테리드와 도포제인 미녹시딜의 경우 탈모의 억제 효과를 갖는 것으로 알려져 있으나, 장기간 사용하는 경우에만 유의미한 효과를 보이며 처리를 중단할 경우 원래 상태로 복귀한다는 문제점을 가진다. 또한 이 의약품들은 남성 호르몬의 저감화와 피부의 과도한 자극을 유도하기 때문에 성기능 저하 및 가려움증을 유발하는 등의 부작용을 가진다. 탈모에 대한 프로바이오틱스 적용법의 설계에 대한 불충분한 연구는 이후 발모 회복에 대한 프로바이오틱스의 메커니즘 연구의 장애를 야기했다. 본 연구는 이러한 상황을 바탕으로 Lactobacillus rhamnosus 4B15 균주의 탈모 억제 및 발모 촉진 효능에 대한 분석을 실시했다. 4B15 균주의 경구 투여를 위한 4주간의 탈모 유도 결과, TP의 피하 주사를 통해 성공적으로 탈모를 유도할 수 있었다. 그러나 4B15 생균의 경구 투여에도 불구하고 쥐의 모발 품질이나 발모 주기로의 진입 정도에 개선이 없었으며, 이는 발모와 관련된 신호 전달 인자들의 유전자 발현에 대한 분석에서도 같은 결과로 나타났다. 한편 유의미한 효과를 보이는 처리법을 탐색하기 위해 TP 주사에 의한 탈모 유도 후 4B15 균주의 포스트바이오틱스 (postbiotics)인 세포 파쇄물 (lysate)을 도포한 결과, 발모 지표인 성장기와 휴지기의 비율 등이 개선되었지만 신호 전달 인자의 발현에는 변화를 보이지 않았다. 이후 탈모 유도를 거치지 않은 제모 모델에 두 종류의 포스트바이오틱스를 도포했을 때 실질적인 발모 지표 및 생장 인자의 발현이 촉진되어 발모 효과의 개선을 보였다. 본 연구에서 그치지 않고 생균의 경구 투여가 모발에 미치는 영향, 포스트바이오틱스 도포를 통한 탈모 유도 모델의 실질적인 개선 가능성, 실질적인 발모 효능을 보인 포스트바이오틱스의 성분 분석 등 아직까지 입증되지 않은 분야에 대한 추가 연구를 통해 유산균의 탈모 치료 및 발모 촉진에 대한 연구의 지평을 열 수 있을 것으로 사료된다.
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