초록 ▼

본 연구에서는 선천성 면역계를 자극했을 때 문제가 되는 inflammatory pathology를 유발하지 않으며 면역시스템을 활성화 시켜 다양한 외부 자극에 대한 세포 및 생체 보호 효과를 나타내는 Toll-like receptor (TLR) 자극 기전을 검증함으로써, TLR을 통한 선천성 면역 반응의 조절을 통하여 화학 독성 및 감염에 의한 생체 손상 시 예방 및 제어 약물로서 개발 가능성을 탐색하고자 하였다.
면역세포에서 선천성 면역계를 활성화시켜 염증반응을 유도하는 TLR family 중 TLR7과 TLR9 agonis

본 연구에서는 선천성 면역계를 자극했을 때 문제가 되는 inflammatory pathology를 유발하지 않으며 면역시스템을 활성화 시켜 다양한 외부 자극에 대한 세포 및 생체 보호 효과를 나타내는 Toll-like receptor (TLR) 자극 기전을 검증함으로써, TLR을 통한 선천성 면역 반응의 조절을 통하여 화학 독성 및 감염에 의한 생체 손상 시 예방 및 제어 약물로서 개발 가능성을 탐색하고자 하였다.
면역세포에서 선천성 면역계를 활성화시켜 염증반응을 유도하는 TLR family 중 TLR7과 TLR9 agonist를 동시에 처리하였을 경우 TNF-α의 생산을 감소시켰고, TLR signaling 활성화 정도를 확인해본 결과 TLR7과 TLR9을 동시에 자극했을 때 IRAK-1의 degradation이 각각 처리한 것에 비하여 지연되었고, Iκ Bα의 degradation 또한 각각 처리한 것에 비하여 감소함을 확인할 수 있었다. TLR signaling negative regulator인 SOCS-1은 TLR7과 TLR9의 동시 자극에 의한 tolerance를 조절하고, TLR7과 TLR9의 동시자극에 의하여 증가된 IL-1Ra 생산은 GSK3β에 의하여 조절됨을 입증하였다.
면역세포에서 선천성 면역계를 활성화시키는 TLR 중 TLR7을 자극하였을 경우 autophagy가 유발되고, TLR7 자극물질 처리 시 유도된 autophagy가 세포 내 박테리아 감염을 제어하여 세포 내 병원균으로부터 숙주를 보호한다는 것을 Mycobacerium tuberculosis (Mtb) 감염을 통해 확인 하였다. 또한 TLR7 자극물질 처리 시 nitric oxide (NO)의 생성으로 인하여 TLR7 자극에 의해 유도된 세포사멸을 조절하고, TLR7의 자극은 초기 MEK-ERK 신호전달 과정을 활성화시킬 뿐만 아니라 후기 GSK-3β를 통한 신호전달 과정을 통해 NO를 생성을 유도하여 autophagy를 더욱 촉진시키는 것을 확인하였다.
세포 내 박테리아인 Mtb는 mouse inbred strain에 따라 결핵균 감염에 대한 저항성이 각각 다르다는 사실을 확인하였다. DBA/2 마우스가 다른 마우스에 비하여 병원성이 강한 결핵균에 감염이 되었을 때 활성 산화질소의 생산이 감소하였고, 이에 따라 결핵균의 성장은 다른 마우스에 비하여 증가되어 있음을 확인하였다. 또한 DBA/2 마우스가 병원성이 강한 결핵균에 감염 되었을 때 pro-inflammatory cytokine의 발현 및 anti-inflammatory cytokine의 발현이 감소하였고, 세포사멸은 증가되어 있음을 확인하였다. 이에 따라 결핵균 감염 시 선천성 면역반응에 결핍이 있기 때문에 결핵균 감염에 대한 민감도의 차이가 존재하는 것이라 생각된다.
또 다른 세포 내 박테리아인 Salmonella typhimurium (S. typhimurium)을 쥐의 대식세포주에 감염시켰을 때, S. typhimurium을 1 MOI로 감염시킨 대식세포에서는 감염 후 1시간-4시간에 apoptosis-related gene의 발현이 증가하는 것을 볼 수 있었으나, 10 MOI로 감염시켰을 때는 감염 후 24시간 이후에 apoptosis-related gene의 발현이 증가하는 것을 볼 수 있었다. 이에 따라, S. typhimurium을 10 MOI로 감염시키고 48시간 후에 early apoptosis와 late apoptosis가 크게 증가한 것을 볼 수 있었으나, 1 MOI로 감염시켰을 때는 그다지 증가하지 않았다.
따라서 본 연구를 통하여 선천성 면역반응의 주요 수용체인 TLR 자극을 통하여 감염 및 염증 반응을 조절할 수 있는 분자적 기전을 밝혀냈으며, 향후 본 연구 결과를 통해 감염 및 염증에 대한 TLR 자극물질의 신약 개발 가능성을 제시하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 9
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 10
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 20
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 20
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 21
• III. 연구성과 ... 22