1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose(PGG)는 오배자(Galla Rhois)의 gallotannin으로 항산화 효과, 항균 효과, 항알레르기 효과 등을 가지는 것으로 알려졌다. 알레르기성질환은 비만세포를 포함한 다양한 면역세포와 관련된 질환이다. 비만세포는 탈과립화에 의한 알레르기 매개성 물질(histamine 및 ${\beta}-hexosaminidase$)의 분비, T helper 2 type 사이토카인(IL-4) 분비 및 염증을 일으키는 매개체($TNF-{\alpha}$)의 증가를 통해 알레르기 반응에서 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 PGG가 phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)와 A23187로 비만세포인 RBL-2H3 세포에서 탈과립 그리고 Th2 type 및 염증성 사이토카인 생산에 미치는 영향을 조사하고, 관련 메커니즘에 대해 평가하였다. PGG는 PMA와 A23187 자극에 의한 탈과립 마커(histamine 및 ${\beta}-hexosaminidase$)의 분비를 억제하고, IL-4 및 $TNF-{\alpha}$와 같은 사이토카인의 분비를 억제하였다. 이러한 효과는 전사인자인 $NF-{\kappa}B$의 세포질에서 핵으로의 이동을 억제함으로써 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로부터 gallotannin의 하나인 PGG가 알레르기 반응을 현저히 저해하는 효과가 있는 것으로 나타나, 향후 알레르기성 질환을 예방, 개선 및 치료하는 데 유용한 물질로 사용될 가능성이 있을 것으로 생각된다.
1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose(PGG)는 오배자(Galla Rhois)의 gallotannin으로 항산화 효과, 항균 효과, 항알레르기 효과 등을 가지는 것으로 알려졌다. 알레르기성질환은 비만세포를 포함한 다양한 면역세포와 관련된 질환이다. 비만세포는 탈과립화에 의한 알레르기 매개성 물질(histamine 및 ${\beta}-hexosaminidase$)의 분비, T helper 2 type 사이토카인(IL-4) 분비 및 염증을 일으키는 매개체($TNF-{\alpha}$)의 증가를 통해 알레르기 반응에서 중요한 역할을 한다. 따라서 본 연구에서는 PGG가 phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)와 A23187로 비만세포인 RBL-2H3 세포에서 탈과립 그리고 Th2 type 및 염증성 사이토카인 생산에 미치는 영향을 조사하고, 관련 메커니즘에 대해 평가하였다. PGG는 PMA와 A23187 자극에 의한 탈과립 마커(histamine 및 ${\beta}-hexosaminidase$)의 분비를 억제하고, IL-4 및 $TNF-{\alpha}$와 같은 사이토카인의 분비를 억제하였다. 이러한 효과는 전사인자인 $NF-{\kappa}B$의 세포질에서 핵으로의 이동을 억제함으로써 나타나는 것으로 판단된다. 이러한 결과로부터 gallotannin의 하나인 PGG가 알레르기 반응을 현저히 저해하는 효과가 있는 것으로 나타나, 향후 알레르기성 질환을 예방, 개선 및 치료하는 데 유용한 물질로 사용될 가능성이 있을 것으로 생각된다.
1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose (PGG) is a gallotannin isolated from various plants such as Galla Rhois. In a previous study, it was reported that PGG has anti-allergic effects by inhibiting interleukin (IL)-4 signaling in B cells. However, the effect of PGG on basophilic ce...
1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose (PGG) is a gallotannin isolated from various plants such as Galla Rhois. In a previous study, it was reported that PGG has anti-allergic effects by inhibiting interleukin (IL)-4 signaling in B cells. However, the effect of PGG on basophilic cells remains unclear. Therefore, the aim of this study was to investigate the inhibitory effect of PGG on mitogen and calcium ionophore-induced allergic responses. PGG had no effect on proliferation and cytotoxicity of RBL-2H3 cells. PGG significantly suppressed cell degranulation (histamine and ${\beta}-hexosaminidase$) as well as inflammatory cytokine production such as IL-4 and tumor necrosis factor-${\alpha}$. The underlying mechanism of PGG on these anti-allergic actions was correlated with inhibition on translocation of nuclear factor-${\kappa}B$ from the cytosol to nucleus. These data suggest that PGG is a potentially effective functional compound for prevention of allergic diseases.
1,2,3,4,6-Penta-O-galloyl-${\beta}$-D-glucose (PGG) is a gallotannin isolated from various plants such as Galla Rhois. In a previous study, it was reported that PGG has anti-allergic effects by inhibiting interleukin (IL)-4 signaling in B cells. However, the effect of PGG on basophilic cells remains unclear. Therefore, the aim of this study was to investigate the inhibitory effect of PGG on mitogen and calcium ionophore-induced allergic responses. PGG had no effect on proliferation and cytotoxicity of RBL-2H3 cells. PGG significantly suppressed cell degranulation (histamine and ${\beta}-hexosaminidase$) as well as inflammatory cytokine production such as IL-4 and tumor necrosis factor-${\alpha}$. The underlying mechanism of PGG on these anti-allergic actions was correlated with inhibition on translocation of nuclear factor-${\kappa}B$ from the cytosol to nucleus. These data suggest that PGG is a potentially effective functional compound for prevention of allergic diseases.
따라서 본 연구에서는 PGG의 항알레르기 효과를 살펴보기 위한 실험 모델로서 비만세포인 RBL-2H3(rat basophilic leukemia cell line) 세포에 Ca2+ ionophore인 A23187과 mitogen인 phorbol 12-myristate 13-acetate(PMA)로 자극하여 알레르기 반응을 유도하고 이에 대한 PGG의 영향에 대해 검토하였다.
제안 방법
2B). 이상의 결과로부터 PGG가 RBL-2H3 세포의 성장 및 독성에 미치는 영향은 없는 것을 확인하였으며, 따라서 이후의 모든 실험에서 0, 0.1, 0.25, 0.5, 1 μM의 농도로 PGG를 처리하였다.
대상 데이터
PMA, A23187(Calcium Ionophore) 및 4-p-nitrophenyl-N-acetyl-β-D-glucosaminide는 Sigma-Aldrich(St. Louis, MO, USA)로부터, fetal bovine serum(FBS), penicillin, streptomycin, DMEM 및 trypsin-EDTA solution은 Gibco-BRL(Grand Island, NY, USA)로부터, IL-4 kit과 TNF-α kit은 eBioscience(San Diego, CA, USA)로부터, NE-PER Nuclear and Cytoplasmic Extraction Reagents는 Thermo Scientific(Tewksbury, MA, USA)으로부터, anti-NF-κB, anti-Lamin, horseradish peroxidase(HRP)-conjugated anti-rabbit IgG, anti-mouse IgG는 Cell Signaling Technology(Beverly, MA, USA)로부터, anti-β-actin은 Novus Biologicals(Littleton, CO, USA)에서 구입하였다.
RBL-2H3 세포는 한국세포주은행(Seoul, Korea)에서 분양받아 실험에 사용하였다. 세포는 10% FBS, 100 U/mL penicillin과 100 μg/mL streptomycin을 함유하는 DMEM 배지에서 배양하였다.
본 실험에 사용된 PGG(Fig. 1)는 오배자로부터 Kwon 등(13)에 의해 서술된 방법으로 추출, 분리한 sample을 실험에 사용하였다.
데이터처리
0 software(GraphPad, San Diego, CA, USA)를 이용하여 분석하였다. 실험 결과는 mean±standard error of mean(SEM)으로 나타냈으며, 각 그룹 간의 통계적 유의성을 one-way ANOVA를 통한 Dunnett's test를 통해서 검정하였다. P값은 P<0.
성능/효과
4A와 4B). 이러한 결과로부터 PGG 처리에 의한 IL-4와 TNF-α의 분비 억제는 염증성 알레르기 질환을 개선 및 예방할 수 있음을 시사한다.
PMA와 A23187의 자극에 의해 세포질의 NF-κB가 핵으로 이동하였으며(첫 번째 lane), PGG를 농도별로 처리하였을 때, 특히 1 μM의 PGG 처리군에서 핵의 NF-κB가 거의 검출되지 않아 PGG의 처리가 PMA와 A23197 자극에 의한 세포질에서 핵으로 NF-κB의 이행을 억제하는 것으로 나타났다. 이러한 결과로부터 PGG가 RBL-2H3 세포에서 PMA와 A23187에 의해 활성화되는 NF-κB signaling을 억제할 수 있음을 시사한다.
이와 같은 결과로부터 PGG는 PMA와 A23187에 의한 탈과립을 억제함으로써 항알레르기 효과를 나타낼 가능성이 있는 것으로 판단되며, 저농도에서부터 억제 효과가 큰 것으로 나타났다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose가 항알레르기 효과를 갖는 기작은 무엇인가?
오배자에서 분리한 gallotannin의 하나인 galloyl-glucose가 암세포의 전이를 억제하고(11), 1,2,3,4,6-penta-O-galloyl-β-D-glucose(PGG)가 혈관내피세포의 혈관 형성을 저해하며(12), 지방세포의 분화를 억제하는 것으로 보고되었다(13). 또한 PGG는 B 세포에서 IL-4 자극에 의한 신호전달을 억제하여 알레르기 반응에서 중심적인 역할을 하는 IgE의 생산을 억제하며(14), 달걀 단백질에 의한 알레르기 마우스 모델에서 면역억제 세포인 T regulatory 세포의 수를 증가시킴으로써(15) 항알레르기 효과를 나타내는 것으로 알려졌다. 하지만 알레르기 반응과 같은 면역반응은 한 가지 세포에 의해서 일어나는 것이 아니므로 PGG의 항알레르기 효과를 규명하기 위해서는 다양한 실험 모델에서의 PGG 효능이 평가돼야 하며, 그 일환으로 비만세포에서의 효과에 대해서도 평가할 필요가 있다고 생각한다.
즉시형 알레르기 반응의 경로에는 무엇이 있는가?
알레르기 반응에서 비만세포의 역할은 즉시형 알레르기 반응에 관여한다. 즉시형 알레르기 반응은 비만세포 표면의 고친화성 immunoglobulin(Ig) E 수용체에 항원과 IgE의 결합 반응에 의해 일어나는 IgE-의존성 신호전달 경로(4,5)와 직접적으로 Ca2+ ionophore와 mitogen 등의 자극을 받아 Ca2+의 유입을 일으켜 알레르기 반응을 일으키는 경로가 있다(6,7). 이들 자극에 의해 세포 내 과립 속에 존재하는 β-hexosaminidase와 histamine 등이 탈과립에 의해 방출되고, interleukin(IL)-4와 tumor necrosis factor(TNF)-α와 같은 염증성 사이토카인이 분비되어 알레르기 반응을 유발한다.
알레르기란?
알레르기는 여러 가지 환경 인자에 대한 면역계의 비정상적인 과민반응으로, 아토피 피부염과 천식 및 알레르기 비염 등과 같은 알레르기 질환의 유병률은 전 세계적으로 꾸준히 증가하고 있어 사회 문제가 되고 있다(1,2). 현재까지 알려진 알레르기 치료 방법으로 스테로이드제, 항히스타민제 그리고 면역반응억제제 등이 사용되고 있다.
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