전문 항원제시 세포 (antigen presenting cells :APC) 중 수지상세포는 체내에서 알려진 가장 전문적이고 강력한 세포이다. 본 실험에서는 수지상 세포주에서 모델 외부항원인 ovalbumin (OVA)을 탐식(phagocytosis)과 항원 처리과정 (antigen processing)을 거친 OVA peptide가 MHC class I과 MHC class II에 항원을 제시 (antigen presentation)하는 것을 연구 하였다. 본 연구에서는 수지상세포주 이외에도 생쥐의 골수로부터 분리한 ...
전문 항원제시 세포 (antigen presenting cells :APC) 중 수지상세포는 체내에서 알려진 가장 전문적이고 강력한 세포이다. 본 실험에서는 수지상 세포주에서 모델 외부항원인 ovalbumin (OVA)을 탐식(phagocytosis)과 항원 처리과정 (antigen processing)을 거친 OVA peptide가 MHC class I과 MHC class II에 항원을 제시 (antigen presentation)하는 것을 연구 하였다. 본 연구에서는 수지상세포주 이외에도 생쥐의 골수로부터 분리한 골수세포에 granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF)만을 처리하여 유도된 수지상세포와 GM-CSF와 IL-4를 함께 처리해서 만든 골수 유도 수지상세포를 사용 하였다. Macrophage-colony stimulating factor (M-CSF)를 두 종류의 골수 유도 수지상세포에 처리하였을 때, 두 수지상세포 모두 OVA peptide가 MHC class I을 통한 항원 교차제시 (cross presentation)과 MHC class II를 통한 항원 제시 (antigen presentation)를 증가시켰다. M-CSF처리시 두 수지상세포에서 항원교차 제시의 증가는 GM-CSF 만을 단독 처리하여 유도한 수지상세포가 GM-CSF와 IL-4를 함께 처리한 수지상 세포 보다 더 증가했다. 수지상세포에 M-CSF를 처리하였을 때, 항원의 탐식작용과 MHC class I의 발현은 증가되지 않았으나 모델 외부항원인 OVA를 탐식 후 수지상세포내에 항원 처리과정(antigen processing)을 통해 생성된 펩타이드인 SIINFEKL은 MHC class I를 통한 발현은 증가하였다. 따라서 세포 안 (intracellular)에서 항원을 처리하는 과정에서 M-CSF가 역할을 한 것으로 생각된다. 항원 교차제시능에 영향을 줄 수 있는 다른 면역조절물질로 한국산 프로폴리스 분획인 WP (water extract of propolis)와 CP (chloroform layer of WP)를 조사한 결과, WP와 CP는 수지상세포주 DC2.4와 생쥐 골수 유도 수지상세포에서 모두 항원 교차제시를 저해하였다. WP의 경우 수지상 세포주와 골수 유도 수지상세포에서 모두에서 탐식능에는 저해를 나타내지 않았으나, CP의 경우, 수지상세포주에서는 탐식능 저해를 나타내지 않았으나, 골수 유도성 수지상세포에서는 탐식작용이 저해되었다. 또한 MHC class I의 발현에는 변화가 없으나, MHC class II의 발현은 감소하였다. 항원의 탐식을 통해 생성된 펩타이드가 MHC class I과 함께 발현되는 정도를 확인하는 실험에서는 CP를 처리하였을 때 SIINFEKL-H-2Kb complexes가 감소되었다. MHC class II을 통한 항원 제시에서 MHC class II와 반응하는 펩타이드를 인식하는 CD4 T 세포 (DOBW)와의 반응결과, WP와 CP를 처리한 경우, 농도가 증가할수록 IL-2의 생성 또한 의존적으로 증가시켰다. 위에서 수행된 모든 실험 결과들을 통해 WP와 CP모두 항원교차 제시를 저해시키는데 CP의 경우 항원 교차제시능의 저해현상은 탐식능의 저해로 인한 외부항원 물질의 MHC class I를 통한 항원 제시능의 감소됨을 확인하였다. 결론적으로 항원 교차제시능 조절 효과를 조사한 결과, M-CSF는 항원 교차제시를 강력히 증가시키며, 반면 천연물질로 민간에서부터 사용되었던 프로폴리스의 경우 항원 교차만 선택적으로 저해하고, MHC class II 기전에는 영향을 주지 않는 것으로 보아 항원 교차제시능 면역조절물질에 의해 그 항원제시 또한 조절될 수 있다. 또한 앞으로 이런 후보물질들이 어떤 조절 기작에 의해 항원 교차제시가 조절 되는지 더 많은 연구가 진행 되어야 할 것이다.
전문 항원제시 세포 (antigen presenting cells :APC) 중 수지상세포는 체내에서 알려진 가장 전문적이고 강력한 세포이다. 본 실험에서는 수지상 세포주에서 모델 외부항원인 ovalbumin (OVA)을 탐식(phagocytosis)과 항원 처리과정 (antigen processing)을 거친 OVA peptide가 MHC class I과 MHC class II에 항원을 제시 (antigen presentation)하는 것을 연구 하였다. 본 연구에서는 수지상세포주 이외에도 생쥐의 골수로부터 분리한 골수세포에 granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF)만을 처리하여 유도된 수지상세포와 GM-CSF와 IL-4를 함께 처리해서 만든 골수 유도 수지상세포를 사용 하였다. Macrophage-colony stimulating factor (M-CSF)를 두 종류의 골수 유도 수지상세포에 처리하였을 때, 두 수지상세포 모두 OVA peptide가 MHC class I을 통한 항원 교차제시 (cross presentation)과 MHC class II를 통한 항원 제시 (antigen presentation)를 증가시켰다. M-CSF처리시 두 수지상세포에서 항원교차 제시의 증가는 GM-CSF 만을 단독 처리하여 유도한 수지상세포가 GM-CSF와 IL-4를 함께 처리한 수지상 세포 보다 더 증가했다. 수지상세포에 M-CSF를 처리하였을 때, 항원의 탐식작용과 MHC class I의 발현은 증가되지 않았으나 모델 외부항원인 OVA를 탐식 후 수지상세포내에 항원 처리과정(antigen processing)을 통해 생성된 펩타이드인 SIINFEKL은 MHC class I를 통한 발현은 증가하였다. 따라서 세포 안 (intracellular)에서 항원을 처리하는 과정에서 M-CSF가 역할을 한 것으로 생각된다. 항원 교차제시능에 영향을 줄 수 있는 다른 면역조절물질로 한국산 프로폴리스 분획인 WP (water extract of propolis)와 CP (chloroform layer of WP)를 조사한 결과, WP와 CP는 수지상세포주 DC2.4와 생쥐 골수 유도 수지상세포에서 모두 항원 교차제시를 저해하였다. WP의 경우 수지상 세포주와 골수 유도 수지상세포에서 모두에서 탐식능에는 저해를 나타내지 않았으나, CP의 경우, 수지상세포주에서는 탐식능 저해를 나타내지 않았으나, 골수 유도성 수지상세포에서는 탐식작용이 저해되었다. 또한 MHC class I의 발현에는 변화가 없으나, MHC class II의 발현은 감소하였다. 항원의 탐식을 통해 생성된 펩타이드가 MHC class I과 함께 발현되는 정도를 확인하는 실험에서는 CP를 처리하였을 때 SIINFEKL-H-2Kb complexes가 감소되었다. MHC class II을 통한 항원 제시에서 MHC class II와 반응하는 펩타이드를 인식하는 CD4 T 세포 (DOBW)와의 반응결과, WP와 CP를 처리한 경우, 농도가 증가할수록 IL-2의 생성 또한 의존적으로 증가시켰다. 위에서 수행된 모든 실험 결과들을 통해 WP와 CP모두 항원교차 제시를 저해시키는데 CP의 경우 항원 교차제시능의 저해현상은 탐식능의 저해로 인한 외부항원 물질의 MHC class I를 통한 항원 제시능의 감소됨을 확인하였다. 결론적으로 항원 교차제시능 조절 효과를 조사한 결과, M-CSF는 항원 교차제시를 강력히 증가시키며, 반면 천연물질로 민간에서부터 사용되었던 프로폴리스의 경우 항원 교차만 선택적으로 저해하고, MHC class II 기전에는 영향을 주지 않는 것으로 보아 항원 교차제시능 면역조절물질에 의해 그 항원제시 또한 조절될 수 있다. 또한 앞으로 이런 후보물질들이 어떤 조절 기작에 의해 항원 교차제시가 조절 되는지 더 많은 연구가 진행 되어야 할 것이다.
Dendritic cells (DCs) play a critical role not only in the initiation of immune responses, but also in the induction of immune tolerance. In an effort to regulate immune responses through the modulation of antigen presenting cell (APC) function of DCs, APC function modulators were searched for and c...
Dendritic cells (DCs) play a critical role not only in the initiation of immune responses, but also in the induction of immune tolerance. In an effort to regulate immune responses through the modulation of antigen presenting cell (APC) function of DCs, APC function modulators were searched for and characterized in the present study. DCs phagocytized, processed and presented a microencapsulated form of ovalbumin (OVA) in the context of class I MHC as well as class II MHC. To examine, the effects of recombinant human macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) on the MHC-restricted presentation of microencapsulated OVA by DCs, two types of DCs were generated from mouse bone marrow (BM) cells, one type with granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) alone, the other type with GM-CSF and interleukin (IL)-4. Pretreatment with M-CSF significantly enhanced both class I MHC and class II MHC-restricted presentation of exogenous OVA by both types of DCs. The enhancing activity of M-CSF on antigen presentation was more potent in DCs generated with GM-CSF alone compared to DCs generated with both GM-CSF and IL-4. Pretreatment of the DCs with M-CSF did not increase phagocytic activity or total level of expression of class I MHC (H-2Kb) molecules, but increased expression of OVA peptide-H-2Kb complexes upon phagocytosis of microencapsulated OVA. These results demonstrate that M-CSF increases intracellular processing events of phagocytized antigen in DCs. In a separate study, DCs were cultured in the presence of propolis components, WP and CP, and then examined for their ability to present exogenous antigen in association with major histocompatibility complexes (MHC). WP and CP inhibited class I MHC-restricted presentation of exogenous antigen (cross-presentation) in a DC cell line, DC2.4 cells, and DCs generated from bone marrow cells with GM-CSF and IL-4. The inhibitory activity of WP and CP appeared to be due to not only inhibition of phagocytic activity of DCs, but also suppression of expression of MHC molecules on DCs. We also examined the effects of WP and CP on T cells. Interestingly, WP and CP increased IL-2 production from T cells. These results demonstrate that WP and CP inhibit MHC-restricted presentation of exogenous antigen through down-regulation of phagocytic activity and suppression of expression of MHC molecules on DCs. Collectively, these results demonstrate that MHC-restricted antigen presentation pathways can be modulated by immunonodulators.
Dendritic cells (DCs) play a critical role not only in the initiation of immune responses, but also in the induction of immune tolerance. In an effort to regulate immune responses through the modulation of antigen presenting cell (APC) function of DCs, APC function modulators were searched for and characterized in the present study. DCs phagocytized, processed and presented a microencapsulated form of ovalbumin (OVA) in the context of class I MHC as well as class II MHC. To examine, the effects of recombinant human macrophage-colony stimulating factor (M-CSF) on the MHC-restricted presentation of microencapsulated OVA by DCs, two types of DCs were generated from mouse bone marrow (BM) cells, one type with granulocyte/macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF) alone, the other type with GM-CSF and interleukin (IL)-4. Pretreatment with M-CSF significantly enhanced both class I MHC and class II MHC-restricted presentation of exogenous OVA by both types of DCs. The enhancing activity of M-CSF on antigen presentation was more potent in DCs generated with GM-CSF alone compared to DCs generated with both GM-CSF and IL-4. Pretreatment of the DCs with M-CSF did not increase phagocytic activity or total level of expression of class I MHC (H-2Kb) molecules, but increased expression of OVA peptide-H-2Kb complexes upon phagocytosis of microencapsulated OVA. These results demonstrate that M-CSF increases intracellular processing events of phagocytized antigen in DCs. In a separate study, DCs were cultured in the presence of propolis components, WP and CP, and then examined for their ability to present exogenous antigen in association with major histocompatibility complexes (MHC). WP and CP inhibited class I MHC-restricted presentation of exogenous antigen (cross-presentation) in a DC cell line, DC2.4 cells, and DCs generated from bone marrow cells with GM-CSF and IL-4. The inhibitory activity of WP and CP appeared to be due to not only inhibition of phagocytic activity of DCs, but also suppression of expression of MHC molecules on DCs. We also examined the effects of WP and CP on T cells. Interestingly, WP and CP increased IL-2 production from T cells. These results demonstrate that WP and CP inhibit MHC-restricted presentation of exogenous antigen through down-regulation of phagocytic activity and suppression of expression of MHC molecules on DCs. Collectively, these results demonstrate that MHC-restricted antigen presentation pathways can be modulated by immunonodulators.
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