Escherichia coli outer membrane vesicle의 선천면역 자극 효과 및 기전
저자
발행사항
대전: 忠南大學校 大學院, 2016
학위논문사항
학위논문(석사)-- 忠南大學校 大學院: 화학·생화학과 생화학 전공 2016. 2
발행연도
2016
작성언어
한국어
DDC
572 판사항(22)
발행국(도시)
대전
기타서명
Escherichia coli outer membrane vesicles activate innate immunity and mechanism
형태사항
vi, 53 p.: 삽화; 26 cm.
일반주기명
충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
지도교수: 김영상, 김두진
참고문헌 : p. 39-49
소장기관
Outer membrane vesicle (OMV)은 그람 음성균이 분비하는 지름 20~200 nm 크기의 소포체이며, 외막, 내막, 펩티도글리칸, DNA, 단백질 등 세균 유래 물질을 포함한다. OMV는 세균의 신호전달 또는 물질교환 등 세균의 생존에 중요한 역할을 하며, 숙주 세포의 Toll-like receptor(TLR) 등을 통해 상호 작용을 한다고 알려져 있다. 세균은 숙주 세포의 다양한 선천면역 체계를 자극 할 수 있으며, OMV가 다양한 세균 유래 물질을 포함한다는 사실을 고려했을 때, OMV 만으로도 숙주의 선천면역 체계를 다양한 기전을 통해 자극할 가능성이 있으나, 그에 대해서 직접적으로 연구된 바가 없다. 본 연구에서는 E. coli의 OMV가 다양한 선천면역반응을 자극하는지 여부와 그 기전을 연구하였다. TLR를 발현하는 세포주에 OMV를 처리하여 TLR2, 4, 5, 9가 자극되는 것을 확인하였고, 생쥐 대식세포 유래 RAW264.7 세포주에 OMV를 처리하였을 때에도 SEK1/MKK4, p38 MAPK, NF-κB, AP-1, IRF-3 등 TLR 하위 신호전달 분자 또는 전사인자의 인산화 증가가 관찰되었다. 또한 OMV 처리에 의하여 NOD-like receptor(NLR) 의존적인 inflammsome의 활성이 나타났으며, 이는 NLRP3 oligomerization과 caspase-1의 활성화를 통해 확인하였다. RAW264.7 세포주에서 염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-6, IL-1β와 IFN-α/β/γ의 발현이 TLR와 NLR 활성화를 통해 증가하는 것을 관찰하였다. 또한 OMV를 비강으로 투여한 생쥐의 기관지 폐포 세척액(bronchoalveolar lavage fluid, BLAF)에서 TNF-α, IL-6, IFN-β, IL-1β가 증가하였다. 결론적으로 OMV가 in vitro에서 다양한 패턴인식 수용체를 활성화 할 수 있다는 것을 확인 하였으며, in vivo에서도 다양한 사이토카인 분비를 유도하는 것을 확인하였다. 이것은 E. coli의 OMV가 숙주와의 상호작용에 중요하게 작용할 수 있으며, 면역 조절제로서 개발 가능성도 시사하는 연구 결과이다.
더보기Outer membrane vesicles (OMVs) are 20 to 200 nm sized vesicles secreted from gram-negative bacteria. These are composed of many kinds of bacterial components such as outer membrane, inner membrane, peptidoglycan, DNA and bacterial proteins. OMVs play important roles in survival of the bacteria by mediating substance exchange and signaling between them. Also they interact with host via Toll-like receptors (TLRs) and so on. Bacteria stimulate various innate immune response of the host. Considering OMV is a complex of a number of bacterial molecules, it is supposed to induce diverse immune responses. But there is no significant improvement on the related studies. This study shows which pattern recognition receptors (PRRs) are stimulated and their pathways. In each cell line expressing TLR-2, 4, 5 and 9, TLR stimulation by OMV is observed. Furthermore TLRs-subordinate signaling molecules, including SEK1/MKK4, p38 MAPK, NF-κB, AP-1 and IRF-3, increased after OMV treatment in mouse derived macrophage cell line, RAW264.7. Also OMV treatment was followed by NOD-like receptor (NLR) dependent inflammasome, resulting from NLRP3 oligomerization and caspase-1 activation. Expression of TNF-α, IL-6, IL-1β and interferon-α/β/γ was upregulated as result of TLRs and NLRs activation in RAW264.7. Additionally, TNF-α, IL-6, IFN-β and IL-1β increased in bronchoalveolar lavage fluid (BALF). BALF was isolated from mice that OMV injected intranasally. In conclusion, OMV activate various PRRs in vitro and lead to many kinds of cytokines secretion not only in vitro but also in vivo. This suggest that OMV of E. coli play a crucial roles in interacting with host and that they have potential for immune modulator.
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