초록 ▼

인슐린의존형 당뇨병은 만성 소아성 질병으로 인슐린을 생산하는 췌장의 베타세포가 점진적으로 파괴되어 발병하는 자가면역 질환이다. 인슐린의존형 당뇨병에 걸려 오랜 기간 고혈당을 유지하면 고혈압, 실명, 신장장애, 신경장애, 감염에 대한 저항력 저하 등의 합병증을 유발하고 이로 인해 사망에 까지 이르는 심각한 질환이다. 인슐린의존형 당뇨병은 베타세포의 재생이 불가능하여 엄격한 의미에서 치료가 불가능한 질병이다. 현재 매일 인슐린의 주사로 혈당을 조절하여 당뇨병의 합병증을 지연시키고 있는 실정이다. 지금까지 인슐린의존형 당뇨병을 유발하는

인슐린의존형 당뇨병은 만성 소아성 질병으로 인슐린을 생산하는 췌장의 베타세포가 점진적으로 파괴되어 발병하는 자가면역 질환이다. 인슐린의존형 당뇨병에 걸려 오랜 기간 고혈당을 유지하면 고혈압, 실명, 신장장애, 신경장애, 감염에 대한 저항력 저하 등의 합병증을 유발하고 이로 인해 사망에 까지 이르는 심각한 질환이다. 인슐린의존형 당뇨병은 베타세포의 재생이 불가능하여 엄격한 의미에서 치료가 불가능한 질병이다. 현재 매일 인슐린의 주사로 혈당을 조절하여 당뇨병의 합병증을 지연시키고 있는 실정이다. 지금까지 인슐린의존형 당뇨병을 유발하는 정확한 요인은 밝혀지지 않았기 때문에 뚜렷한 예방법이 개발되지는 않았으나 인슐린의존형 당뇨병은 항진된 자가면역 체계에 의하여 베타세포가 파괴되어 나타나는 질병으로 밝혀졌으므로 항진된 면역 체계를 억제시키거나 정상화시켜 당뇨병을 예방할 수 있는 가능성이 있다.
본 과제는 면역억제 T 임파구 및 그 임파구로부터 나오는 면역억제 사이토카인인 TGF-β에 의한 인슐린의존형 당뇨병의 예방 효과를 조사하고 그에 대한 기작을 연구하였다. 또한 세포독성 T 세포 수용체에 인식하는 펩타이드를 이용하여 당뇨병을 예방하는 연구를 인슐린의존형 당뇨병의 동물모델인 NOD 쥐를 이용하여 연구하였다. NOD 쥐에 NY4.2 면역억제 T 세포를 투입하였을 때에 나이가 어린 NOD 쥐 (5주)에서는 예방 효과가 뚜렷하였으며 10 주령의 NOD 쥐에서도 예방 효과는 분명히 있었다. 예방 기작은 억제 T 세포가 이미 췌장 소도에 이미 들어와 있는 effector T cell의 기능을 억제하여 더 이상 베타세포가 파괴되지 않도록 protection하기 때문이라 추정된다.
둘째 과제를 통하여 면역 억제 사이토카인인 TGF-β 는 NOD 쥐에서 당뇨병 예방 효과가 있음을 알았으며 당뇨병이 발병하기 전인 4-8 주령의 NOD 쥐에 0.3-0.6 ug의 투여량이 적당하며 약 20-30 주간 계속 투여함으로 약 65% 의 예방률을 증가시키는 것으로 나타났다. 다음 레트로바이러스를 이용한 벡터를 이용하여 TGF-β를 발현하는 벡터를 만들었고 이 벡터를 CD4+ T 임파구 (Th 1.6) 에 인입하여 transduce된 T 임파구를 만들 수 있었으며 이 임파구는 TGF-β를 분비하였다. 마지막으로 이 임파구를 NOD 쥐에 투여하여 당뇨병 예방 효과를 얻을 수 있었다.
셋째 과제는 인슐련의존형 당뇨병에서 세포독성 T 임파구의 의한 베타세포의 직접적연 파괴가 당뇨병을 유발시키는데 일조를 한다는 가정 하에 베타세포 특이 세포 독성 T 임파구를 순수 분리하여 클로닝하고 이 세포독성 T 임파구의 T 세포 수용체와 반웅하는 베타세포의 MHC Class I 분자 위에 표현된 펩타이드를 찾아보았다. 세포독성 T 임파구를 순수 분리 해낼 수 있었으며 이 임파구는 세포독성 능력을 가지고 있음을 밝혔으나 세포독성 T 임파구와 반응하는 실제 (real) 펩타이드는 찾지 못하였다. positional scanning peptide library 방법을 이용하여 우리의 세포독성 T 임파구의 TCR (T 세포수용체)과 반응하는 하나의 펩타이드를 찾았는데 이 펩타이드의 아미노산 서열은 K-Y-N-K-A-N-A-F-L 이었다. 이 펩타이드를 NOD 쥐에 투여하였을 때 세포독성 능력을 저하시켜 당뇨병을 예방할 수 있는지 조사하였고 어린 NOD 쥐에 이 펩타이드를 투여하였을 때 우리는 당뇨병이 부분적으로 예방되는 결과를 얻을 수 있었다.
본 과제를 통하여 우리는 동물모델인 NOD 쥐를 이용하여 항전된 자가면역 체계를 항원 특이하게 면역 세포 독성을 막거나 또는 보다 일반적인 면역 억제를 유도하면 자가면역 질환을 예방할 수 있음을 보였으며 특히 조직적합성의 문제를 해결하고자 임파구를 이용한 면역 억제 세포 치료도 당뇨병 예방 효과를 보여 본 과제의 기본 연구목표를 달성하였다.

Abstract ▼

Insulin dependent diabetes mellitus (IDDM) is a chromc metabolic disease in children and young adult resulting from the progressIVe destruction of pancreatic beta cell producing insulin, culminating m hypoinsulinemia and hyperglycemia. Long duration of hyperglycemic state m IDDM patient induces seve

Insulin dependent diabetes mellitus (IDDM) is a chromc metabolic disease in children and young adult resulting from the progressIVe destruction of pancreatic beta cell producing insulin, culminating m hypoinsulinemia and hyperglycemia. Long duration of hyperglycemic state m IDDM patient induces severe complications such as microvascular i1-normalization leading to neuropathy, retinopathy, nephropathy and macrovascular abnormaization leading to atherosclerosis. In addition to these complications, diabetic patients get to have an increased incidence of infection. However, this disease cannot be completely cured smce the insulin-producing beta cell cannot be regenerated once the beta cells are destroyed. Presently, this disease is controlled by everyday injection of insuln to control the blood glucose. IDDM was believed to be a autoimmune disease resulting from the activation of beta cell-specific autoimmunty. Thus, this disease can be prevented by normalization or suppression of beta cell-specific autoimmunity.
The basic aims of this project are to development of preventive method using immunosuppressive T lymphocyte or immunosuppressive cytokines and then to elucidate the prevention mechanism by these immune suppressive agents. In addition, another objective for this project is to select the bate cell-specific cytotoxic T cell which may be involved in the destruction of beta cell and to design a peptide which protect the beta cell-specific cytotoxic T cell. Through the first project, we obtained results that NY4.2 T lymphocyte clone which had an immunosuppressive function could prevent the IDDM in young female NOD mice (5 weeks old) and that the preventive mechanism was due to the blocking the immune effector system in pancreatic islet.
TGF-β, as an immunosuppressive cytokine, also had an 65 % of preventive effect on IDDM in young NOD mice (4-8 weeks old) when we inject 0.3-0.6 ug of TGF-β for 20-30 weeks In this case, the THI cytokines such as IL-2 and IFN-r was significantly reduced after injection of TGF-β. In addition, we constructed a retroviral vector harboring the TGF-β gene. When we transduced the TGF-β-expressing retroviral vector into TH1.6 lymphocyte clone, this recombinant T cell clone produced the TGF-β. When we transfused this recombinant clone into young NOD mice, tms clone could prevent the development of IDDM.
Through the third project, we selected and cloned a cytotoxic T lymphocyte reactive with pancreatic beta cell. This clone had a cytotoxic capability to beta cell. We isolated a peptide (K-Y-N-K-A-N-N-A-F-L) by positional scanning peptide library method, which recognize the our cytotoxic T cell. This peptide showed a preventive effect of IDDM when we injected this peptide into 4 week old female NOD mice.
Through these studies, we accomplished the basic goals to development of preventive methods usmg immunosuppressive T lymphocyte and immunosuppressive cytokine. In addition, we found a peptide ligand which recognize the beta cell-specific cytotoxic T cell and developed a preventive method using this CTL-reactive peptide.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 목차 ... 4
• 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 6
• Project Summery ... 7
• 면역요법을 이용한 언슐련의존형 당뇨병의 예방 ... 8
• 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 8
• 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 11
• 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 18
• 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 21
• 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 25
• 6. 첨부서류 ... 26
• 제1세부연구개발과제 연구결과 ... 27
• 1. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 28
• 2. 제1세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 29
• 3. 제1세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 33
• 4. 제1세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 41
• 5. 제1세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 42
• 6. 제1세부연구개발과제의 활용계획 ... 43
• 7. 참고문헌 ... 43
• 제2세부연구개발과제 연구결과 ... 46
• 1. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 47
• 2. 제2세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 48
• 3. 제2세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 52
• 4. 제2세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 62
• 5. 제2세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 63
• 6. 제2세부연구개발과제의 활용계획 ... 64
• 7. 참고문헌 ... 64
• 제3세부연구개발과제 연구결과 ... 67
• 1. 제3세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 68
• 2. 제3세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 70
• 3. 제3세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 73
• 4. 제3세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 80
• 5. 제3세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 81
• 6. 제3세부연구개발과제의 활용계획 ... 82
• 7. 참고문헌 ... 82
• 끝페이지 ... 86