[논문]비만 환경 내 면역세포 활성화 표현형의 변화

박주휘; 남주옥

doi:10.5352/jls.2023.33.3.295

비만 환경 내 면역세포 활성화 표현형의 변화
Phenotype Changes in Immune Cell Activation in Obesity 원문보기

생명과학회지 = Journal of life science, v.33 no.3, 2023년, pp.295 - 303

박주휘 (경북대학교 식품공학부 식품응용공학전공) , 남주옥 (경북대학교 식품공학부 식품응용공학전공)

초록
AI-Helper

면역 체계와 대사 체계는 항상성을 유지하는데 중요한 요소이다. 면역 반응과 대사 조절은 연관성이 높아, 정상적인 대사가 교란되면 대사 질환이 발생하며, 면역 반응에도 변화가 발생하였다. 마찬가지로, 비만은 면역 반응과 높은 관련이 있다. 에너지 대사의 불균형으로 발생하는 비만은 인슐린 저항성, 제2형 당뇨병, 지방간 질환, 동맥경화증, 고혈압 등의 대사 질환과 관련이 있다. 알려진 바로는, 비만은 낮은 수준의 염증이 만성화된 상태가 특징이다. 비만 환경에서, 면역세포의 미세 환경은 대식세포, 자연살해세포, T세포 같은 면역세포의 독특한 활성화 표현형에 의해 염증성이 되었다. 또한, 면역 세포는 세포 간의 기전, 사이토카인을 매개하는 기전을 통해 상호작용하여 비만으로 인한 염증 반응을 강화한다. 이러한 현상은 기존의 췌장 리파아제나 알파-아밀라아제 같은 체내 효소의 억제나 지방전구세포의 분화를 억제를 표적으로 하는 일반적인 비만의 약리학적 치료 외에 면역세포 활성화 조절을 표적으로 하는 비만의 약리학적 치료 전략을 시사한다. 본 논문에서는 대식세포, 자연살해세포, T세포의 활성화 표현형과 비만 환경 내이들의 양상에 대해 정리하였다. 또한, 본 논문에서는 현재까지 확인된 면역세포의 활성화 조절을 통한 비만을 완화하는 약리학적 물질에 대해서 정리하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Immune and metabolic systems are important factors in maintaining homeostasis. Immune response and metabolic regulation are highly associated, so, when the normal metabolism is disturbed, the immune response changed followed the metabolic diseases occur. Likewise, obesity is highly related to immune response. Obesity, which is caused by an imbalance in energy metabolism, is associated with metabolic diseases, such as insulin resistance, type 2 diabetes, fatty liver diseases, atherosclerosis and hypertension. As known, obesity is characterized in chronic low-grade inflammation. In obesity, the microenvironment of immune cells became inflammatory by the unique activation phenotypes of immune cells such as macrophage, natural killer cell, T cell. Also, the immune cells interact each other in cellular or cytokine mechanisms, which intensify the obesity-induced inflammatory response. This phenomenon suggests the possibility of regulating the activation of immune cells as a pharmacological therapeutic strategy for obesity in addition to the common pharmacological treatment of obesity which is aimed at inhibiting enzymes such as pancreatic lipase and α-amylase or inhibiting differentiation of preadipocytes. In this review, we summarize the activation phenotypes of macrophage, natural killer cell and T cell, and their aspects in obesity. We also summarize the pharmacological substances that alleviates obesity by regulating the activation of immune cells.

주제어

표/그림 (2)

그림 Fig. 1. Activation mechanisms and phenotypes of macrophage (A), natural killer cell (B), T cell (C). IFN-_γ, Interferon-gamma; LPS, Lipopolysaccharide; CD, Cluster of differentiation; MHC, Major histocompatibility complex; TNF, Tumor necrosis factor; IL, Interleukin; iNOS, Inducible nitric oxide synthase; NO, Nitric oxide; Arg1, Arginase-1; TGF, Transforming growth factor; TRAIL, TNF-related apoptosis-inducing ligand; TCR, T cell receptor; TNFR, Tumor necrosis factor-alpha receptor; IFNR, Interferon-gamma receptor; APC, Antigen-presenting cell
그림 Fig. 2. The activation and interaction of macrophage, natural killer cell, T cell in obesity induced-adipose tissue.

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

본 리뷰 논문에서는 비만 환경의 체내에서 대식세포, 자연살해세포, T세포를 포함하는 면역세포의 표현형 변화가 두드러지며, 활성화된 면역세포는 다양한 종류의 사이토카인 등의 인자를 분비하여 지방조직의 특성이 변화되는 연구 결과를 정리하였다. 이러한 사이토카인에 의한 지방 조직의 변화는 조직 내 미세 환경 변화와 밀접한 관계가 있으며, 전반적으로 염증성 환경을 동반한다는 공통점이 있다.
따라서, 염증성 및 항염증성 면역세포의 활성화 비율 조절은 비만과 함께 발병할 수 있는 대사 질환의 치료 전략으로 활용할 수 있는 새로운 방향성을 제시한다. 현재까지 보고된 면역세포 활성화 조절을 통해 비만 및 인슐린 저항성, 제2형 당뇨, 간 질환 등 다양한 대사 질환을 완화하는 약리학적 제재에 대하여 정리하였다. 하지만, 현재까지 비만 치료 및 개선을 목적으로 하는 소재 개발에서 면역세포의 표현형을 분석하는 연구는 미흡한 실정이다.

후속연구

대표적으로 인슐린, 랩틴 등 내분비계 인자에 대한 감수성 저하를 유도하여 대사 항상성에 장애가 생기며, 최근 연구 결과로는 M2 대식세포, 조절 T세포, 도움 T세포와 같은 항염증성 면역 세포의 역할이 비만으로 야기되는 대사 장애를 개선 및 완화하는 것에 중요하다고 보고되고있다. 따라서, 염증성 및 항염증성 면역세포의 활성화 비율 조절은 비만과 함께 발병할 수 있는 대사 질환의 치료 전략으로 활용할 수 있는 새로운 방향성을 제시한다. 현재까지 보고된 면역세포 활성화 조절을 통해 비만 및 인슐린 저항성, 제2형 당뇨, 간 질환 등 다양한 대사 질환을 완화하는 약리학적 제재에 대하여 정리하였다.
하지만, 현재까지 비만 치료 및 개선을 목적으로 하는 소재 개발에서 면역세포의 표현형을 분석하는 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 향후 항비만 소재 연구 및 개발 과정에서 체내 면역세포의 표현형 비율 조절을 분석하는 것은 항비만 생리활성의 생리학적 지표로써 중요성과 필요성을 제시한다.

참고문헌 (81)

Afzali, B., Lombardi, G., Lechler, R. and Lord, G. 2007.？The role of T helper 17 (Th17) and regulatory T cells？(Treg) in human organ transplantation and autoimmune？disease. Clin. Exp. Immunol. 148, 32-46.？

상세보기
Alisi, A., Carpino, G., Oliveira, F. L., Panera, N., Nobili,？V. and Gaudio, E. 2017. The role of tissue macrophage-mediated inflammation on NAFLD pathogenesis？and its clinical implications. Mediators Inflamm. 2017,
Andersen, M. H., Schrama, D., Thor Straten, P. and？Becker, J. C. 2006. Cytotoxic T cells. J. Invest. Dermatol.？126, 32-41.？

상세보기
Bahr, I., Spielmann, J., Quandt, D. and Kielstein, H. 2020.？Obesity-associated alterations of natural killer cells and？immunosurveillance of cancer. Front. Immunol. 11, 245.？
Bai, Y. and Sun, Q. 2015. Macrophage recruitment in？obese adipose tissue. Obes. Rev. 16, 127-136.？

상세보기
Balkwill, F. and Burke, F. 1989. The cytokine network.？Immunol. Today 10, 299-304.？

상세보기
Booth, A., Magnuson, A., Fouts, J. and Foster, M. T. 2016.？Adipose tissue: an endocrine organ playing a role in metabolic regulation. Horm. Mol. Biol. Clin. Investig. 26, 25-42.？

상세보기
Borgeson, E., et al. 2015. Lipoxin A4 attenuates obesityinduced adipose inflammation and associated liver and？kidney disease. Cell Metab. 22, 125-137.？

상세보기
Bossi, G. and Griffiths, G. 1999. Degranulation plays an essential part in regulating cell surface expression of Fas？ligand in T cells and natural killer cells. Nat. Med. 5, 90-96.？

상세보기
Boulenouar, S. and Michelet, X., et al. 2017. Adipose type one innate lymphoid cells regulate macrophage homeostasis？through targeted cytotoxicity. Immunity 46, 273-286.？

상세보기
Castoldi, A., Naffah de Souza, C., Camara, N. O. S. and？Moraes-Vieira, P. M. 2016. The macrophage switch in？obesity development. Front. Immunol. 6, 637.？
Chaplin, D. D. 2010. Overview of the immune response.？J. Allergy Clin. Immunol. 125, S3-S23.？

상세보기
Chylikova, J., Dvorackova, J., Tauber, Z. and Kamarad,？V. 2018. M1/M2 macrophage polarization in human obese？adipose tissue. Biomed. Pap. Med. Fac. Univ. Palacky？Olomouc Czech Repub. 162, 79-82.？

상세보기
Delves, P. J. and Roitt, I. M. 2000. The immune system.？N. Engl. J. Med. 343, 37-49.？

상세보기
Deng, T. and Lyon, C. J., et al. 2013. Class II major histocompatibility complex plays an essential role in obesity-in-duced adipose inflammation. Cell Metab. 17, 411-422.？

상세보기
Fan, J.-G., Kim, S.-U. and Wong, V. W.-S. 2017. New？trends on obesity and NAFLD in Asia. J. Hepatol. 67, 862-873.？

상세보기
Feng, X., Qin, H. and Shi, Q., et al. 2014. Chrysin attenuates inflammation by regulating M1/M2 status via activating PPARγ. Biochem. Pharmacol. 89, 503-514.？

상세보기
Feuerer, M. and Herrero, L., et al. 2009. Lean, but not obese,？fat is enriched for a unique population of regulatory T cells？that affect metabolic parameters. Nat. Med. 15, 930-939.？

상세보기
Finelli, C. 2020. Obesity and immunotherapy: the surprisingly positive association! Immunotherapy 12, 541-544.？

상세보기
Fisher, A. G. 2002. Cellular identity and lineage choice.？Nat. Rev. Immunol. 2, 977-982.？

상세보기
Gonzalez, S., Gonzalez-Rodriguez, A. P., Lopez-Soto, A.,？Huergo-Zapico, L., Lopez-Larrea, C. and Suarez-Alvarez, B. 2011. Conceptual aspects of self and nonself discrimination. Self Nonself 2, 19-25.？
Gordon, S. 1998. The role of the macrophage in immune？regulation. Res. Immunol. 149, 685-688.？

상세보기
Heidi, D., Laurence, G., Xiao-Lian, H., Jason, P., Nico, van R., Wayne, M. and Keren, A. 2013. Macrophages play a key role in angiogenesis and adipogenesis in a mouse tissue engineering model. Tissue Eng. Part A 19, 2615-2625.？

상세보기
Heindel, J. J., et al. 2017. Metabolism disrupting chemicals and metabolic disorders. Reprod. Toxicol. 68, 3-33.？

상세보기
Hoebe, K., Janssen, E. and Beutler, B. 2004. The interface？between innate and adaptive immunity. Nat. Immunol. 5, 971-974.？

상세보기
Hoggatt, J. and Pelus, L. 2013. Hematopoiesis. Developmet 140, 2463-2467.？
Holan, V., Krulova, M., Zaji？cova, A. and Pindjakova, J.？2002. Nitric oxide as a regulatory and effector molecule？in the immune system. Mol. Immunol. 38, 989-995.？

상세보기
Hotamisligil, G. S. 2006. Inflammation and metabolic disorders. Nature 444, 860-867.？

상세보기
Lanier, L. L. 2005. NK cell recognition. Annu. Rev.？Immunol. 23, 225-274.？

상세보기
Lanthier, N. and Leclercq, I. A. 2014. Adipose tissues as endocrine target organs. Best Prac. Res. Clin. Gastroenterol.？28, 545-558.？

상세보기
Lee, B.-C. and Kim, M.-S., et al. 2016. Adipose natural？killer cells regulate adipose tissue macrophages to promote？insulin resistance in obesity. Cell Metab. 23, 685-698.？

상세보기
Lee, P.-S., Teng, C.-Y., Hsieh, K.-F., Chiou, Y.-S., Wu,？J.-C., Lu, T.-J. and Pan, M.-H. 2019. Adzuki bean water？extract attenuates obesity by modulating M2/M1 macrophage polarization and gut microbiota composition. Mol.？Nutr. Food Res. 63, 1900626.？

상세보기
Li, Y., Wang, F., Imani, S., Tao, L., Deng, Y. and Cai,？Y. 2021. Natural killer cells: friend or foe in metabolic？diseases? Front. Immunol. 12, 614429.？
Longo, M. and Zatterale, F., et al. 2019. Adipose tissue？dysfunction as determinant of obesity-associated metabolic？complications. Int. J. Mol. Sci. 20, 2358.？
Majumdar, S., Pathak, S. and Nandi, D. 2018. Thymus:？the site for development of cellular immunity. Resonance？23, 197-217.？

상세보기
Mantovani, A. 1999. The chemokine system: redundancy？for robust outputs. Immunol. Today 20, 254-257.？

상세보기
Martinez, F. O. and Gordon, S. 2014. The M1 and M2？paradigm of macrophage activation: time for reassessment.？F1000prime Rep. 6, 13.？

상세보기
Martinez, F. O., Sica, A., Mantovani, A. and Locati, M.？2008. Macrophage activation and polarization. Front.？Biosci. 13, 453-461.？

상세보기
Matarese, G., Procaccini, C., De Rosa, V., Horvath, T.？L. and La Cava, A. 2010. Regulatory T cells in obesity:？the leptin connection. Trends Mol. Med. 16, 247-256.？

상세보기
Metallo, C. M. and Vander Heiden, M. G. 2013. Understanding metabolic regulation and its influence on cell？physiology. Mol. Cell 49, 388-398.？

상세보기
Mizel, S. B. 1989. The interleukins 1. FASEB J. 3, 2379-2388.？

상세보기
Morris, A. 1988. Interferons. Immunology 64, 43.？
Murray, P. J. 2017. Macrophage polarization. Annu. Rev.？Physiol. 79, 541-566.？

상세보기
Mykkanen, O. T., Huotari, A., Herzig, K.-H., Dunlop, T.？W., Mykkanen, H. and Kirjavainen, P. V. 2014. Wild？Blueberries (Vaccinium myrtillus) alleviate inflammation？and hypertension associated with developing obesity in？mice fed with a high-fat diet. PLoS One 9, e114790.？

상세보기
Nishimura, S. and Manabe, I., et al. 2009. CD8+ effector？T cells contribute to macrophage recruitment and adipose？tissue inflammation in obesity. Nat. Med. 15, 914-920.？

상세보기
O'Shea, D. and Hogan, A. E. 2019. Dysregulation of？Natural killer cells in obesity. Cancers (Basel) 11, 573.？

상세보기
Odegaard, J. I. and Chawla, A. 2008. Mechanisms of macrophage activation in obesity-induced insulin resistance.？Nat. Clin. Pract. Endocrinol. Metab. 4, 619-626.？

상세보기
Onoprienko, L. 2011. Molecular mechanisms of regulation？of the macrophage activity. Russ. J. Bioorg. Chem. 37, 387-399.？

상세보기
Pang, C., Gao, Z., Yin, J., Zhang, J., Jia, W. and Ye, J.？2008. Macrophage infiltration into adipose tissue may promote angiogenesis for adipose tissue remodeling in obesity.？Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 295, E313-E322.？

상세보기
Park, C. S. and Shastri, N. 2022. The role of T cells in obesity-associated inflammation and metabolic disease.？Immune Netw. 22, e13.？
Parkin, J. and Cohen, B. 2001. An overview of the immune system. Lancet 357, 1777-1789.？

상세보기
Paul, S. and Lal, G. 2017. The molecular mechanism of？natural killer cells function and its importance in cancer immunotherapy. Front. Immunol. 8, 1124.？
Ravaut, G., Legiot, A., Bergeron, K.-F. and Mounier, C.？2021. Monounsaturated fatty acids in obesity-related？inflammation. Int. J. Mol. Sci. 22, 330.？
Riera Romo, M., Perez-Martinez, D. and Castillo Ferrer,？C. 2016. Innate immunity in vertebrates: an overview.？Immunology 148, 125-139.？

상세보기
Rocha, V. Z., Folco, E. J., Sukhova, G., Shimizu, K.,？Gotsman, I., Vernon, A. H. and Libby, P. 2008. Interferon-γ, a Th1 cytokine, regulates fat inflammation. Circ. Res.？103, 467-476.？

상세보기
Roszer, T. 2015. Understanding the mysterious M2 macrophage through activation markers and effector mechanisms.？Mediators Inflamm. 2015, 816460.？
Rotter, V., Nagaev, I. and Smith, U. 2003. Interleukin-6？(IL-6) induces insulin resistance in 3T3-L1 adipocytes and？is, like IL-8 and tumor necrosis factor-α, overexpressed？in human fat cells from insulin-resistant subjects. J. Biol.？Chem. 278, 45777-45784.？

상세보기
Saravia, J., Chapman, N. M. and Chi, H. 2019. Helper？T cell differentiation. Cell. Mol. Immunol. 16, 634-643.？

상세보기
Sarma, J. V. and Ward, P. A. 2011. The complement system. Cell Tissue Res. 343, 227-235.？

상세보기
Shabani, M., Sadeghi, A., Hosseini, H., Teimouri, M.,？Babaei Khorzoughi, R., Pasalar, P. and Meshkani, R. 2020.？Resveratrol alleviates obesity-induced skeletal muscle inflammation via decreasing M1 macrophage polarization？and increasing the regulatory T cell population. Sci. Rep.？10, 3791.？

상세보기
Shapiro-Shelef, M. and Calame, K. 2005. Regulation of？plasma-cell development. Nat. Rev. Immunol. 5, 230-242.？

상세보기
Smyth, M. J. and Cretney, E., et al. 2005. Activation of？NK cell cytotoxicity. Mol. Immunol. 42, 501-510.？

상세보기
Sprent, J. and Surh, C. D. 2002. T cell memory. Annu.？Rev. Immunol. 20, 551-579.？

상세보기
Sun, J. C. and Lanier, L. L. 2011. NK cell development,？homeostasis and function: parallels with CD8+ T cells.？Nat. Rev. Immunol. 11, 645-657.？

상세보기
Tabatabaei-Malazy, O., Larijani, B. and Abdollahi, M.？2015. Targeting metabolic disorders by natural products.？J. Diabetes Metab. Disord. 14, 1-21.？

상세보기
Taniguchi, Y., Yoshioka, N., Nakata, K., Nishizawa, T.,？Inagawa, H., Kohchi, C. and Soma, G.-I. 2009. Mechanism？for maintaining homeostasis in the immune system of the？intestine. Anticancer Res. 29, 4855-4860.？
Vermaak, I., Viljoen, A. M. and Hamman, J. H. 2011.？Natural products in anti-obesity therapy. Nat. Prod. Rep.？28, 1493-1533.？

상세보기
Vivier, E., Tomasello, E., Baratin, M., Walzer, T. and？Ugolini, S. 2008. Functions of natural killer cells. Nat.？Immunol. 9, 503-510.？

상세보기
Wang, L.-X., Zhang, S.-X., Wu, H.-J., Rong, X.-L. and？Guo, J. 2019. M2b macrophage polarization and its roles？in diseases. J. Leukoc. Biol. 106, 345-358.？

상세보기
Wang, Q. and Wu, H. 2018. T Cells in adipose tissue:？critical olayers in immunometabolism. Front. Immunol. 9, 2509.？
Wensveen, F. M. and Jelencic, V., et al. 2015. NK cells？link obesity-induced adipose stress to inflammation and insulin resistance. Nat. Immunol. 16, 376-385.？

상세보기
Winer, S., Chan, Y., Paltser, G. and Truong, D., et al.？2009. Normalization of obesity-associated insulin resistance through immunotherapy. Nat. Med. 15, 921-929.？

상세보기
Wolowczuk, I., Verwaerde, C., Viltart, O., Delanoye, A.,？Delacre, M., Pot, B. and Grangette, C. 2008. Feeding our immune system: impact on metabolism. Clin. Dev. Immunol. 2008, 639803.？

상세보기
Wu, H. and Ballantyne, C. M. 2020. Metabolic inflammation and insulin resistance in obesity. Circ. Res. 126, 1549-1564.？

상세보기
Xu, L., et al. 2017. SGLT2 Inhibition by empagliflozin？promotes fat utilization and browning and attenuates inflammation and insulin resistance by polarizing M2 macrophages in diet-induced obese mice. EBioMedicine 20, 137-149.？

상세보기
Yang, J., Zhang, L., Yu, C., Yang, X.-F. and Wang, H.？2014. Monocyte and macrophage differentiation: circulation inflammatory monocyte as biomarker for inflammatory diseases. Biomark. Res. 2, 1-9.？

상세보기
Zhao, L., Kang, I., Fang, X. and Lee, M. A., et al. 2015.？Gamma-tocotrienol attenuates high-fat diet-induced obesity and insulin resistance by inhibiting adipose inflammation and M1 macrophage recruitment. Int. J. Obes. 39, 438-446.？

상세보기
Zhu, J. and Paul, W. E. 2008. CD4 T cells: fates, functions, and faults. Blood 112, 1557-1569.？

상세보기
Zhu, X. and Zhu, J. 2020. CD4 T helper cell subsets and？related human immunological disorders. Int. J. Mol. Sci.？21, 8011.？
Zhuge, F. and Ni, Y., et al. 2016. DPP-4 inhibition by？linagliptin attenuates obesity-related inflammation and insulin resistance by regulating M1/M2 macrophage？polarization. Diabetes 65, 2966-2979.？

상세보기
Zitti, B. and Bryceson, Y. T. 2018. Natural killer cells in？inflammation and autoimmunity. Cytokine Growth Factor？Rev. 42, 37-46.

상세보기

저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증