Anti-tuberculosis effects of frankincense through immune responses of Mycobacterium tuberculosis-infected macrophages

Frankincense has been used as a traditional medicine for treating rheumatoid arthritis, dermatitis, and muscle pain. In this study, the anti-tuberculosis effects of Frankincense were evaluated in immune responses of macrophages. Frankincense methanol extract was not cytotoxic to the host. The 3-(4,5-dimethylthiazol-2-yl)-2,5-diphenyltetrazolium bromide reduction assay using human macrophage (THP-1) cells did not show cytotoxic effects or morphological changes with treatments of 31.3, 62.5, and 125 ㎍/mL Frankincense methanol extract (FRM). Inhibitory effects of Frankincense methanol extract on the growth of Mycobacterium tuberculosis in human macrophages were investigated. The immune response was measured by monitoring the levels of TNF-α and IL-1β in THP-1 cells with or without M. tuberculosis infection under Frankincense methanol extract treatment. Inflammatory cytokine levels and M. tuberculosis numbers were reduced in THP-1 cells treated with Frankincense methanol extract. Therefore, Frankincense methanol extract could be used as a potential anti-tuberculosis agent.

결핵균이 감염된 대식세포의 면역반응을 통한 유향(Frankincense)의 항결핵효과

현재 시판되는 항생제 및 항결핵약제 대부분은 균의 성장을 저해하는 기전에 맞추어 개발되었고, 지금도 새로운 약제들이 개발되고 있다. 이러한 약제들은 사용빈도가 증가함에 따라 자연발생적으로 약제내성이 출현하게 되고, 약제 내성 결핵의 경우 치료가 더 어려울 뿐만 아니라 치료에 소요되는 시간과 비용이 기하급수적으로 증가한다. 이런 관점에서 볼 때, 인체 면역을 활성화시켜 결핵을 치료하는 방법이 결핵균을 직접적으로 사멸시키는 방법보다 더 안전하고 효과적인 방법이 될 수 있을 것이다. 본 연구에서는 오랜 시간 동안 민간요법으로 사용되어지고 있으면서 탐식구 활성화를 촉진시키는 것으로 알려져 있지만, 항결핵 효과는 검증되어 있지 않은 FRM에 의한 항결핵효과를 검증하였다. 유향의 세포독성효과를 확인하기 위해 MTT reduction assay를 실시하여 31.3, 62.5 ㎍/mL의 농도에서 독성효과를 나타내지 않는 것을 확인하였다. 또한 형태학적 관찰을 통해서도 세포독성 효과를 나타내지 않은 것을 확인하였다. 대식세포의 면역 작용기전을 측정하는 중요한 지표인 cytokine TNF-α, IL-1β의 발현양의 변화를 통해서 면역반응을 확인하였다. 결핵균이 감염된 대조군에서는 이 cytokine들의 발현이 증가한 반면, FRM을 처리한 세포에서는 발현이 감소하였고, 결핵균 또한 감소하였다. 이러한 현상은 FRM이 necrosis를 감소시키면서 apoptosis로 면역반응을 유도하여 발생하는 것으로 가정할 수 있으며, 결과적으로 결핵균 제거 효과를 보여주었다. 현재 치료가 힘든 다제내성결핵, 광범위내성결핵에서 유향이 대식세포의 면역력 활성화를 통한 항결핵효과를 나타내는 치료제로서의 잠재적인 가능성을 제시하였다. 다만, 추가적인 항결핵효과의 검증 및 면역기전에 대한 연구가 이루어져야 할 것으로 사료된다.