The promoting effect of shikimic acid on hair growth

Abstract

Shikimic acid (SA) has recently been found to be a major component of plant stem cells. The exact effects of SA on human hair follicles (HFs) is unknown. The purpose of this study was to examine the effects of SA on hair growth. We investigated the effect of SA on an in vivo C57BL/6 mouse model. We examined the expression of mannose receptor (MR), which is a known receptor of SA, in human HFs and the effect of SA on human dermal papilla cells (hDPCs), outer root sheath cells (hORSCs), and on ex vivo human hair organ culture. SA significantly prolonged anagen hair growth in the in vivo mouse model. We confirmed expression of the MR in human HFs, and that SA increased the proliferation of hDPCs and hORSCs. It was found that SA enhanced hair shaft elongation in an ex vivo human hair organ culture. SA treatment of hDPCs led to increased c-myc, hepatocyte growth factor, keratinocyte growth factor and vascular endothelial growth factor levels and upregulation of p38 MAPK and cAMP response element-binding protein levels. Our results show that SA promotes hair growth and may serve as a new therapeutic agent in the treatment of alopecia.

시킴산(Shikimic acid)은 식물추출물의 성분으로서, 항산화, 항염증 효과가 알려져 있고, 항바이러스제 (Oseltamivir)의 원료로 쓰이면서 주목을 받게 되었다. 특히 시킴산은 최근에 식물의 줄기세포 추출물 성분으로 알려져, 이를 이용하여 성체의 분화된 세포를 맞춤형 만능줄기세포를 유도하는 방법이 특허로 등록된 바 있다. 따라서 이러한 특성이 모낭의 재생능력에 영향을 줄 수 있을 것이라 생각되나 아직까지 발모효과에 대한 부분은 잘 알려져 있지 않다. 따라서 이 연구는 인체모낭의 조직배양조건에서 시킴산의 모발 성장 효과를 밝히고, 기전을 규명함으로써 탈모의 새로운 치료방안을 제시하고자 하였다. 마우스를 이용한 동물실험에서 시킴산이 모발의 성장을 촉진시키고 모발주기에서 성장기 시기의 모낭을 유도하는 것을 관찰하였다. 시킴산의 수용체로 알려진 만노스 수용체가 인체 모낭에서 발현하는 것을 확인하였고, 모유두세포와 외모근초세포에 시킴산을 처리하였을 때 세포증식을 촉진시켰다. 모낭기관 배양결과, 시킴산을 처리한 군이 대조군에 비해 모낭의 길이가 유의하게 증가한 것을 관찰하였고, 세포증식의 표지자로 알려진 Ki-67 항체로 염색한 결과 시킴산을 처리한 군에서 모낭의 세포증식이 유의하게 증가하는 것을 확인하였다. 또한 시킴산은 모발성장을 촉진시키는 인자들로 알려진 c-myc, hepatocyte growth factor (HGF), keratinocyte growth factor (KGF), vascular endothelial growth factor (VEGF)의 mRNA 발현을 증가시켰다. 시킴산을 처리하면 세포증식을 촉진하는 유전자인 p38과 cAMP response element-binding protein (CREB)의 단백질 발현이 증가하는 것을 발견하였다. 본 연구에서는, 세포실험과 동물실험을 통해 시킴산이 모발 성장을 촉진시키는 역할을 할 수 있다는 것을 밝혔고, 이를 통해 시킴산이 탈모증 치료에 응용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.