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면역결핍 동물모델에서 울금 주정 추출물의 면역조절 효과
Immunomodulatory Effects of Curcuma longa L. Extract in LP-BM5 Murine Leukemia Viruses-induced Murine Acquired Immune Deficiency Syndrome 원문보기

한국식품영양과학회지 = Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition, v.43 no.9, 2014년, pp.1317 - 1324  

김옥경 (경희대학교 의학영양학과) ,  유선아 (경희대학교 의학영양학과) ,  남다은 (경희대학교 의학영양학과) ,  김용재 (한국인스팜(주) 중앙연구소) ,  김은 (한국인스팜(주) 중앙연구소) ,  전우진 (전남대학교 식품영양학과) ,  황권택 (남부대학교 식품영양학과) ,  이정민 (경희대학교 의학영양학과)

초록
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본 연구에서는 울금 20% 주정 추출물이 LP-BM5 MuLV에 감염된 MAIDS 모델에서 면역조절 효과를 확인하기 위해 cytokines 생산, 혈장 면역글로불린 농도, T 세포 및 B 세포의 증식능, NK 세포의 활성능을 측정하였다. 그 결과 LPBM5 MuLV 감염으로 인하여 감소된 T 세포 및 B 세포의 증식능, NK 세포의 활성능을 울금 20% 주정 추출물 식이 투여가 증가시켰으며, Th1 type cytokines(IL-2, IFN-${\gamma}$)의 생성량을 증가시키고 Th2 type cytokines(IL-4, IL-10)은 억제시킴으로써 Th1/Th2 type cytokine 발현을 조절하여 면역 항상성을 유지하는 효과를 보였다. 따라서 울금은 면역조절 효과를 가진 천연 기능성 소재로서의 가능성을 기대할 수 있다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The immune system protects the body against harmful substances and infectious agents. Normally, the body can maintain a state of immune homeostasis. However, failure of immune homeostasis results in severe diseases when the immune system is defective. We investigated the immunomodulatory effect of C...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 울금의 뿌리에서 추출된 커큐민(curcumin)은 가장 대표적인 성분으로 항산화 효과(12), 항염(13), 면역조절 (14) 등의 다양한 생리활성을 지닌다고 보고된 바 있으나, LP-BM5 MuVL 감염 모델에서의 면역조절에 관한 연구는 진행된 바 없다. 따라서 본 연구에서는 LP-BM5 MuVL 감염 동물모델에서의 비장세포의 cytokines 생산, 혈장 면역 글로불린 농도, T 세포 및 B 세포의 증식능, NK 세포의 활성능 측정을 통하여 울금 주정 추출물이 면역조절 효과에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다.
  • 이러한 면역세포 수 감소에 대한 기전은 정확하게 밝혀지지 않았지만 apoptosis에 의한 것으로 알려져 있다(21,22). 본 연구에서는 T 세포와 B 세포의 증식능을 측정하여 LP-BM5 MuLV 감염에 따른 변화를 관찰하고 울금 주정 추출물의 효능을 평가하였다.
  • 따라서 이러한 조직의 무게 증가는 LPBM5 MuLV 감염이 정상적으로 발현되고 있음을 나타내는 지표가 되기도 한다. 본 연구에서는 마우스의 몸무게 변화와 조직 무게 변화를 측정하여 이러한 병리학적 변화를 관찰하였다. 국내에서 면역력 증진 기능성을 지닌 것으로 널리 알려진 홍삼을 양성대조군으로 사용하여 울금 주정 추출물과의 효능을 비교하였다.
  • HIV가 B 세포의 CD21 단백질의 감소를 시킴으로써 B 세포의 정상적인 기능을 방해하는 것으로 알려져 있다(19). 본 연구에서는 혈중 IgG의 농도를 측정하여 LP-BM5 MuLV의 감염으로 일어나는 고감마글로불린혈증에 울금 20% 주정 추출물이 미치는 영향을 살펴보았다.
  • 이에 따라 면역조절제와 치료 물질에 대한 연구가 지속적으로 진행되고 있으며, 최근에는 식이요법과 천연물 투여를 통하여 면역조절 능력을 증가시켜 AIDS 환자의 조기사망을 예방하는 연구도 보고되고 있다(10). 이에 따라 면역조절에 긍정적인 효능을 보이는 천연물을 개발 하기 위한 연구의 일환으로 본 연구를 진행하였으며, 많은 연구를 통해 다양한 생리활성이 밝혀진 울금(Curcuma longa L. tumeric)의 면역조절 효과를 평가하였다. 울금은 생강과에 속하는 식물로서 향신료로 널리 사용되고 있으며 중국, 인도, 일본 등 다른 아시아 국가에서 널리 재배되고 있다(11).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
면역체계에 문제를 일으키는 감염성 질환 중 가장 심각한 질환은 무엇인가? 면역체계에 문제를 일으키는 감염성 질환 중 가장 심각한 질환은 HIV(human immunodeficiency virus, 인간 면역결핍 바이러스) 감염에 의한 AIDS(acquired immune deficiency syndrome, 후천성 면역결핍 증후군)이다. HIV 감염은 바이러스 감염에 대한 면역반응은 일어나지만 바이러스를 제거하지 못하고 무증상 시기인 잠복기간을 거쳐 AIDS 로 발전되어 면역력을 감퇴시켜 여러 감염성 질환에 노출된다(4).
LP-BM5 MuLV 감염은 무엇을 유발하는 특징을 가지고 있는가? MAIDS(murine acquired immune deficiency syndrome, 마우스 후천성 면역결핍 증후군)는 LP-BM5 MuLV (murine leukemia viruses) 감염에 의한 동물 질환으로서, 인간 AIDS와 유사한 면역체계 이상을 보이기 때문에 MAIDS 모델은 면역결핍 연구에 사용하기 적절하다(5). LP-BM5 MuLV 감염은 비장비대증, 고감마글로불린혈증(hypergammaglobulinemia), 림프절 장애 등을 일으키는 특징을 가지고 있다. 또한 CD4+ T helper(Th) 세포의 감소와 기능 이상을 일으킨다(6,7). 이로 인하여 Th1 type cytokines의 생산은 감소시키고 Th2 type cytokines의 생산은 증가시킴으로써 Th1/Th2 type cytokines의 불균형이 일어나고, 이는 B 세포의 활성을 자극시켜 면역글로불린 생산을 증가시킨다.
면역조절 능력이 저하되면 일어나는 문제점은? 면역체계는 외부의 다양한 해로운 물질과 감염원, 알레르겐 등으로부터 인체를 보호하는 방어 체계로서 질병의 발생을 억제시키는 역할을 한다. 이러한 면역체계는 면역억제와 증진의 작용으로 항상성을 유지하여 면역조절을 한다(1). 면역 항상성이 불균형을 일으키게 되어 면역조절이 실패하게 되면 질병을 발생시켜 건강을 유지하기 어려워진다. 따라서 건강한 인체를 유지하기 위해 면역조절 능력을 키우는 것이 중요하다(2).
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참고문헌 (32)

  1. Tomasi TB Jr, Tan EM, Solomon A, Prendergast RA. 1965. Characteristics of an immune system common to certain external secretions. J Exp Med 121: 101-124. 

  2. Gonzalez-Rey E, Chorny A, Delgado M. 2007. Regulation of immune tolerance by anti-inflammatory neuropeptides. Nat Rev Immunol 7: 52-63. 

  3. 2013 Health functional food market trends and consumer survey. 2014. Korea Health Supplements Association. Seongnam, Korea. 

  4. Piot P, Bartos M, Ghys PD, Walker N, Schwartlander B. 2001. The global impact of HIV/AIDS. Nature 19: 968-973. 

  5. Jolicoeur P. 1991. Murine acquired immunodeficiency syndrome (MAIDS): an animal model to study the AIDS pathogenesis. FASEB J 5: 2398-2405. 

  6. Li W, Green WR. 2006. The role of CD4 T cells in the pathogenesis of murine AIDS. J Virol 80: 5777-5789. 

  7. Lee JM. 2006. Dehydroepiandrosterone sulfate inhibited immune dysfunction induced by LP-BM5 leukemia retrovirus infection through regulating Th1/Th2 type cytokine mRNA expression and oxidative stress in murine AIDS model. J Korean Soc Food Sci Nutr 35: 1329-1335. 

  8. Iida R, Saito K, Yamada K, Basile AS, Sekikawa K, Takemura M, Fujii H, Wada H, Seishima M, Nabeshima T. 2000. Suppression of neurocognitive damage in LP-BM5-infected mice with a targeted deletion of the TNF-alpha gene. FASEB J 14: 1023-1031. 

  9. Rodriguez AR, Hodara V, Murthy K, Morrow L, Sanchez M, Bienvenu AE, Murthy KK. 2014. T cell interleukin-15 surface expression in chimpanzees infected with human immunodeficiency virus. Cell Immunol 288: 24-30. 

  10. Greenspan HC, Aruoma OI, Arouma O. 1994. Could oxidative stress initiate programmed cell death in HIV infection? A role for plant derived metabolites having synergistic antioxidant activity. Chem Biol Interact 91: 187-197. 

  11. Kim MS, Chun SS, Kim SH, Choi JH. 2012. Effect of tumeric (Curcuma longa) on bile acid and UDP-glucuronyltransferase activity in rats fed a high-fat and cholesterol diet. J Life Sci 22: 1064-1070. 

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  13. Chainani-Wu N. 2003. Safety and anti-inflammatory activity of curcumin: a component of tumeric (Curcuma longa). J Altern Complement Med 9: 161-168. 

  14. Varalakshmi Ch, Ali AM, Pardhasaradhi BV, Srivastava RM, Singh S, Khar A. 2008. Immunomodulatory effects of curcumin: in-vivo. Int Immunopharmacol 8: 688-700. 

  15. Liang B, Jiang S, Zhang Z, Inserra P, Lee J, Solkoff D, Watson RR. 2001. Anti-inflammatory effects of theophylline:modulation of immune functions during murine leukemia virus infection. Immunopharmacol Immunotoxicol 23:307-319. 

  16. Liang B, Wang JY, Watson RR. 1996. Murine AIDS, a key to understanding retrovirus-induced immunodeficiency. Viral Immunol 9: 225-239. 

  17. Odeleye OE, Eskelson CD, Watson RR. 1992. Changes in hepatic lipid composition after infection by LP-BM5 murine leukemia virus causing murine AIDS. Life Sci 51: 129-134. 

  18. Dimitrov DS, Norwood D, Stantchev TS, Feng Y, Xiao X, Broder CC. 1999. A mechanism of resistance to HIV-1 entry: inefficient interactions of CXCR4 with CD4 and gp120 in macrophages. Virology 259: 1-6. 

  19. Moir S, Malaspina A, Li Y, Chun TW, Lowe T, Adelsberger J, Baseler M, Ehler LA, Liu S, Davey RT Jr, Mican JA, Fauci AS. 2000. B cells of HIV-1-infected patients bind virions through CD21-complement interactions and transmit infectious virus to activated T cells. J Exp Med 192: 637-646. 

  20. Moir S, Buckner CM, Ho J, Wang W, Chen J, Waldner AJ, Posada JG, Kardava L, O'Shea MA, Kottilil S, Chun TW, Proschan MA, Fauci AS. 2010. B cells in early and chronic HIV infection: evidence for preservation of immune function associated with early initiation of antiretroviral therapy. Blood 116: 5571-5579. 

  21. Gougeon ML, Lecoeur H, Dulioust A, Enouf MG, Crouvoiser M, Goujard C, Debord T, Montagnier L. 1996. Programmed cell death in peripheral lymphocytes from HIV-infected persons: increased susceptibility to apoptosis of CD4 and CD8 T cells correlates with lymphocyte activation and with disease progression. J Immunol 156: 3509-3520. 

  22. Morris L, Binley JM, Clas BA, Bonhoeffer S, Astill TP, Kost R, Hurley A, Cao Y, Markowitz M, Ho DD, Moore JP. 1998. HIV-1 antigen-specific and -nonspecific B cell responses are sensitive to combination antiretroviral therapy. J Exp Med 188: 233-245. 

  23. Li X, Liu X. 2005. Effect of curcumin on immune function of mice. J Huazhong Univ Sci Technolog Med Sci 25: 137-140. 

  24. Powrie F, Coffman RL. 1993. Cytokine regulation of T-cell function: potential for therapeutic intervention. Immunol Today 14: 270-274. 

  25. Meyaard L, Schuitemaker H, Miedema F. 1993. T-cell dysfunction in HIV infection: anergy due to defective antigen- presenting cell function? Immunol Today 14: 161-164. 

  26. Biswas P, Poli G, Kinter AL, Justement JS, Stanley SK, Maury WJ, Bressler P, Orenstein JM, Fauci AS. 1992. Interferon gamma induces the expression of human immunodeficiency virus in persistently infected promonocytic cells (U1) and redirects the production of virions to intracytoplasmic vacuoles in phorbol myristate acetate-differentiated U1 cells. J Exp Med 176: 739-750. 

  27. Zimmerli SC, Harari A, Cellerai C, Vallelian F, Bart PA, Pantaleo G. 2005. HIV-1-specific IFN-gamma/IL-2-secreting CD8 T cells support CD4-independent proliferation of HIV-1-specific CD8 T cells. Proc Natl Acad Sci USA 102:7239-7244. 

  28. Fernandez-Ortega C, Dubed M, Ramos Y, Navea L, Alvarez G, Lobaina L, Lopez L, Casillas D, Rodriguez L. 2004. Non-induced leukocyte extract reduces HIV replication and TNF secretion. Biochem Biophys Res Commun 325: 1075-1081. 

  29. Yue GG, Chan BC, Hon PM, Kennelly EJ, Yeung SK, Cassileth BR, Fung KP, Leung PC, Lau CB. 2010. Immunostimulatory activities of polysaccharide extract isolated from Curcuma longa. Int J Biol Macromol 47: 342-347. 

  30. Chan MM. 1995. Inhibition of tumor necrosis factor by curcumin, a phytochemical. Biochem Pharmacol 49: 1551-1556. 

  31. Yoshikai Y, Nishimura H. 2000. The role of interleukin 15 in mounting an immune response against microbial infections. Microbes Infect 2: 381-389. 

  32. Peacock CD, Price P. 1999. The role of IL-12 in the control of MCMV is fundamentally different in mice with a retroviral immunodeficiency syndrome (MAIDS). Immunol Cell Biol 77: 131-138. 

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