초록 ▼

연구의 목적 및 내용
본 연구는 본 연구진이 개발한 K/BxNsf라는 류마티스관절염 모델 마우스의 비장에 비정상적으로 분포하는 자가반응적 장수형질세포(splenic long-lived plasma cells; sLL-PC)의 발생과 장기 생존의 원리, 약물에의 불응성의 원인을 규명하고자 하였다. 또한 이 세포의 항체 생성 이외의 다른 새로운 병적 기능을 발굴하여, 이 세포가 만성 염증성 자가 면역질환의 병리에 어떤 역할을 할지를 제시하고자 하였다. 이를 위해, K/BxNsf 마우스의 sLL-PC와 대조군인 K/BxN 마우스의

연구의 목적 및 내용
본 연구는 본 연구진이 개발한 K/BxNsf라는 류마티스관절염 모델 마우스의 비장에 비정상적으로 분포하는 자가반응적 장수형질세포(splenic long-lived plasma cells; sLL-PC)의 발생과 장기 생존의 원리, 약물에의 불응성의 원인을 규명하고자 하였다. 또한 이 세포의 항체 생성 이외의 다른 새로운 병적 기능을 발굴하여, 이 세포가 만성 염증성 자가 면역질환의 병리에 어떤 역할을 할지를 제시하고자 하였다. 이를 위해, K/BxNsf 마우스의 sLL-PC와 대조군인 K/BxN 마우스의 통상적 비장 short-lived PC (SL-PC)를 in vitro, in vivo에서 비교 분석하였다.

연구결과
1. sLL-PC는 APC로 작용하여 CD4 세포를 증식 활성화 시킬 수 있으나, SL-PC에 비해 항원처리 및 항원제시 과정에 필요한 분자들과 B7 costimulator 발현도가 낮았고 CD4 T 세포를 증식시키는 능력도 낮았다. 하지만 sLL-PC는 SL-PC와 수지상세포(DC)보다 더 우세하게 priming된 CD4 T세포를 TFH 세포로 분화시켰다. 즉, sLL-PC와 TFH세포가 양성 피드백 회로를 형성함을 새로이 밝혔다.
2. sLL-PC에서는 IL-16 발현이 감소하였으나, PC에 의한 TFH 세포로의 양성 및 음성 피드백 작용은 IL-16에 비의존적 과정임을 밝혔다.
3. sLL-PC에서 과발현된 Tim2, FKBP11, FKBP13의 기능을 골수종세포에서 조사한 결과, 이들 분자들은 골수종세포의 생존 및 bortezomib 유도 세포사멸에 저항성을 주는 기능을 함을 밝혔다. 따라서 sLL-PC의 장기 생존과 약물에의 불응성에 기여할 것이라 추정된다.
4. sLL-PC에서 과발현된 Egr-1과 C/EBPβ의 역할을 규명하기 위해, Egr-1 knockout과 C/EBPβfl/fl/Cγ1-Cre conditional knockout 마우스를 제작하고 항원으로 감작하면, 정상대조군에 비해 분비된 항체 역가와 항체분비세포 수가 비장과 골수에서 감소하였다. 그러므로 Egr-1과 C/EBPβ는 PC분화와 LL-PC 유지에 중요함을 밝혔다.
5. 루푸스모델인 sanroque마우스도 비장에, K/BxNsf보다 낮은 비율이긴 하지만, sLL-PC가 유의성 있는 비율로 발생함을 보였다.
6. 류마티스관절염 환자의 관절활액에 분포하는 LL-PC를 새로이 동정하였다.

연구결과의 활용계획
1. 본 연구결과는 자가면역질환에서 병적 역할을 담당하는 장수형질세포의 발생 기전, 특성, 병적 기능에 대한 학문적 발달을 초래할 것이다. 본 연구는 LL-PC를 죽일 수 있는 방법, 약물에 반응하도록 할 수 방법, 병적 효과물질 생산을 차단하는 방법 등을 제시함에 의해, 루푸스, 류마티스관절염과 같은 체액성 자가면역질환 및 장기이식 거부반응 제어의 4P적 미래치료기술 개발에 초석이 될 것이다.
2. sLL-PC의 발생은 제1형 알레르기질환에서도 문제점으로 제시된 바, 본 연구결과는 제1형 알레르기질환의 정복에도 일조를 할 것이다.
3. Multiple myeloma(골수암)는 종양화된 형질세포에 의한 질환으로, 형질세포의 apoptosis 장애가 주된 병인이다. 그러므로 이 세포는 apoptosis 신호체계의 장애라는 차원에서 LL-PC와 일맥상통 한다. 이런 맥락에서 장수형질세포의 anti-apoptosis 기전의 이해는 multiple myeloma 세포의 제거에도 적용될 전망이다.

Abstract ▼

Purpose&contents
We have found in the previous studies that K/BxNsf mice develop long-lived plasma cells abnormally accumulated in the spleen (referred to as sLL-PC hereafter) and these cells are associated with the disease activity. This study was designed to investigate the mechanism by which t

Purpose&contents
We have found in the previous studies that K/BxNsf mice develop long-lived plasma cells abnormally accumulated in the spleen (referred to as sLL-PC hereafter) and these cells are associated with the disease activity. This study was designed to investigate the mechanism by which these cells differentiate, survive for a long period, and resist to immunosuppressive drugs. Other pathogenic functions mediated by sLL-PCs rather than antibody secretion were explored. To this end, we evaluated the functional features of sLL-PCs from K/BxNsf mice, in comparison with conventional short-lived PCs (SL-PCs) from K/BxN mice. This study will highlight a novel pathogenesis of humoral autoimmune diseases.

Result
1. sLL-PC have lower levels of the antigen presentation machinery and costimulators than SL-PCs, and also have a lower CD4+ T cell priming capacity. However, they could more efficiently drive the differentiation of autoantigen-primed CD4⁺ T cells to TFH cells. This positive feedback loop between splenic LL-PCs and TFH cells may explain the persistence of humoral autoimmunity.
2. Although sLL-PCs expressed lower levels of IL-16 than SL-PCs, positive or negative feedback loops formed by PCs worked independent of IL-16.
3. We examined the functions of Tim2, FKBP11, and FKBP13, which were upregulated in sLL-PCs, using myeloma cell lines. We have found that these molecules acted as survival factors and protected cells from bortezomib-induced apoptosis. Therefore, we have hypothesized that these molecules also contribute to the long-term survival and resistence to drugs in sLL-PC.
4. To investigate the roles of Egr-1 and C/EBPβ in the physiology of PCs, we have developed Egr-1 knockout and C/EBPβfl/fl/Cγ1-Cre conditional knockout mice.
These mutant mice developed lower levels of antibody and lower numbers of antibody-secreting cells in the spleen and bone marrow, in response to immunization. Therefore, Egr-1 and C/EBPβ seem to be important for the development and maintenance of PCs.
5. We have found that a lupus model, entitled Sanroque, also develops a substantial fraction of LL-PCs in their spleens, suggesting the emergence of sLL-PCs is a common feature of chronic autoimmune subjects.
6. We have identified human LL-PCs in the synovial fluid from rheumatoid arthritis.

Expected Contribution
Given that LL-PCs make humoral memory persistent for a long time, resist to immunosuppressive treatments, and are prone to transformation to myeloma, therapeutics regulating the development of such cells are extremely important.
Therefore, the functional features and physiology of LL-PCs revealed in this study will largely contribute to the development of new therapeutics for autoantibody-related immune diseases, including SLE, RA, Sjogren's syndrome, type 1 allergy, and multiple myeloma.

목차 Contents

• 핵심연구사업 최종보고서(평가용) ... 1
• 목 차 ... 3
• 연구계획 요약문 ... 4
• 연구결과 요약문 ... 5
• 한글요약문 ... 5
• SUMMARY ... 6
• 연구내용 및 결과 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 12
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 19
• 4. 목표달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 43
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 46
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 46
• 7. 주관연구책임자 대표적 연구실적 ... 48
• 8. 참고문헌 ... 49
• 9. 연구성과 ... 50
• 10. 기타사항 ... 53
• 끝페이지 ... 60