초록 ▼

본 연구에서는 질병과 연관된 선천면역반응을 치료목적으로 조절하기 위하여 마크로파지의 분화 기전을 이해하고자 하였으며, cyclooxygenase 가 마크로파지 분화에 관여하는 현상을 밝히고 임상에서의 비스테로이드성 진통제(NSAID) 사용에 따른 선천면역계 양상 변화에 대해 연구하였다.
1년차에는 cyclooxygenase 가 마크로파지의 분화에 미치는 영향을 세포 실험으로 연구하였다. 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구에 colony stimulating factor를 처리하여 마크로파지로 분화시키는 7일간 단핵구는 분화가 진

본 연구에서는 질병과 연관된 선천면역반응을 치료목적으로 조절하기 위하여 마크로파지의 분화 기전을 이해하고자 하였으며, cyclooxygenase 가 마크로파지 분화에 관여하는 현상을 밝히고 임상에서의 비스테로이드성 진통제(NSAID) 사용에 따른 선천면역계 양상 변화에 대해 연구하였다.
1년차에는 cyclooxygenase 가 마크로파지의 분화에 미치는 영향을 세포 실험으로 연구하였다. 사람의 말초혈액에서 분리한 단핵구에 colony stimulating factor를 처리하여 마크로파지로 분화시키는 7일간 단핵구는 분화가 진행됨에 따라 endogenous cyclooxygenase-1 (COX-1) 의 발현량을 지속적으로 증가시켰으며, 염증 자극에 의해 발현이 유도된다고 알려져 있는 cyclooxygenase-2 (COX-2) 의 발현량 또한 소량이지만 증가하였다. COX-1을 inhibition 시키기 위해 SC-560을 사용하였고, COX-2를 inhibition 시키기 위해서는 NS-398 및 etodolac을 사용하였다. COX-1 과 2를 모두 저해하는 indomethacin 과 aspirin 또한 범용 NSAID로서 선택하였다. 약물의 처치는 단핵구가 마크로파지로 분화하는 7일간 만성으로 처치하는 군과, LPS 자극 30분 전 단기로 처치하는 두 가지 상황으로 진행하였다. 실험 결과 만성적으로 endogenous COX를 저해할 경우 분화된 마크로파지가 LPS 에 의해 생산하는 염증성 사이토카인 TNFα 와 IL-12p70가 대조군에 비해 증가하고 항염성 사이토카인 IL-10 은 대조군에 비해 감소함을 확인하였다. 이러한 현상은 COX-1 뿐만 아니라 COX-2 inhibitor 모두에서 나타나는 것으로 보아 단핵구 분화 과정에서 발현량이 증가하는 COX-1/2 에 의해 합성되는 endogenous lipid mediator 가 마크로파지의 M2 function 즉 항염적 혹은 항상성유지 기능 강화에 관여함을 나타낸다. 약물을 단기로 처치하였을 경우는 이러한 현상이 관찰되지 않았다. COX 가 inhibition 된 상태로 분화된 마크로파지는 surface MHCII 발현량도 향상되었으며, LPS 에 의한 early TLR signaling 도 대조군에 비해 상당부분 증가하는 것으로 보아 COX-derived lipid mediator 가 전반적인 마크로파지의 polarization 에 관여한다는 것을 알 수 있었다. Human PBMC-derived macrophage 뿐만 아니라 마우스의 bone marrow derived macrophage (BMDM) 에서도 동일한 현상을 확인하였다. 분화 기간 중 NSAID 에 의해 COX 가 저해된 BMDM 은 endogenous M2 marker 인 YmI을 대조군에 비해 적게 발현하였고, surface MHCII 가 향상되었으며, LPS 에 의한 TNFα 및 IL-12p70 의 합성이 증가한 반면 IL-10 합성은 감소하였다.
2차년도에는 NSAIDs 의 사용이 체내 선천면역계 양상 변화에 미치는 영향을 동물 실험으로 확인하였다. COX-1/2 inhibitor 인 indomethacin을 제브라피쉬에게 5일간 적용한 후 LPS 에 의한 survival curve를 그리면 대조군에 비해 급격히 사망률이 증가하는 커브를 얻게 된다. 마우스에게 30일간 indomethacin을 적용한 후 간, 복강, 지방, 폐조직의 마크로파지를 LPS로 자극하여 주면 대조군에 비해 더 높은 정도의 TNFα를 분비하였다. 마우스의 복강에 LPS를 주사하면 1시간째 혈청 내 TNFα의 양이 indomethacin 그룹에서 더 높았고, 24시간 째 장기별 염증 소견도 indomethacin 그룹에서 더 심하게 나타났다. 이는 사람에서 장기적인 NSAID의 처치가 체내 선천면역계를 염증성으로 활성화시켜 염증성 질환의 예후를 안 좋게 할 수 있음을 시사한다. 반면, 마우스 유방암 모델에서 암세포의 이식에서부터 폐전이에 이르는 기간까지 etodolac (COX-2 inhibitor)을 처치하면 원발암소를 이루는 마크로파지의 M2 marker 발현량이 감소하면서 폐전이가 감소하는 결과를 얻었다. COX 가 억제된 tumor-associated macrophage 는 TNFα의 발현량이 증가하고 IL-10 의 발현량이 감소하는 등, tumor microenvironment를 전반적으로 항암적 성격으로 변화시킬 수 있는 것으로 보인다.
종합하여 이번 연구 결과는 장기적인 진통/소염제 (NSAIDs) 의 처치에 의해 마크로파지가 염증성으로 변화할 수 있음을 밝힘으로서 중요한 기초과학적인 발견과 함께 임상적 의의를 제시하였다. 더불어 연구 과정에서 관찰되었던 cyclooxygenase/PGE2 가 선천면역계에 미치는 영향을 보다 심층적으로 연구할 필요성이 있음을 시사하였다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목 차 ... 3
• I. 연구결과 요약문 ... 4
• II. 연구내용 및 결과 ... 5
• 1. 연구과제의 개요 ... 5
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 5
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 8
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 8
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 8
• III. 연구성과 ... 9
• 끝페이지 ... 11