KCI등재
THP-1 수지상세포주와 HaCaT 각질세포주 공배양을 통한 피부감작성 평가 대체시험법 개발 = Development of skin sensitization alternative test through co-culture of THP-1 dendritic cell line and HaCaT keratinocyte cell line
저자
여경욱 ( Kyeong Uk Yeo ) ; 차원석 ( Won Seok Cha ) ; 연동은 ( Dong Eun Yeon ) ; 최성희 ( Sung Hee Choi ) ; 이지연 ( Ji Youn Lee ) ; 신경민 ( Kyeong Min Shin ) ; 조지훈 ( Ji Hoon Jo ) ; 허용 ( Yong Heo )
발행기관
학술지명
동물실험대체법학회지(Journal of alternatives to animal experiments : KSAAE)
권호사항
발행연도
2013
작성언어
-주제어
KDC
500
등재정보
KCI등재
자료형태
학술저널
수록면
29-34(6쪽)
제공처
본 연구진은 THP-1 수지상세포주에서 생성되는 MIP-1β 싸이토카인이 피부 비감작성 단순 자극성 물질을 첨가하였을 때 비해 피부감작물질을 첨가하였을때 유의하게 높은 수준으로 생성됨을 보고하면서 MIP-1β가 피부감작능 평가 대체시험법에서 biomarker로 개발될 수 있음을 제시하였다 (안 등, 2008; Lim et al., 2008). 또한 HaCaT 각질세포주에서 생성되는 IL-6 수준 증가가 피부감작물질과 비감작물질을 구분 해줄 수 있는 친염증성 싸이토카인 중 하나임을 보고하고 HaCaT 세포주를 이용한 피부감작능 대체시험법 개발 가능성을 제시하였다 (김 등, 2011 & 2012). 실제 in vivo에서 각질세포는 피부 Langerhans 탐식 세포와 상호작용을 통하여 접촉성 알레르기성 피부염의 진행을 유도하는 것으로 알려져 있다 (Kimber et al., 2004). THP-1 세포주는 원래 단핵구성 백혈구 암세포 (monocytic leukemia cell)로 알려져 있었으나 지속적인 연구를 통하여 수지상세포의 특성을 갖고 있음이 보고되었고 현재 이 세포주를 이용한 h-CLAT 시험법은 국제적인 검증과정에 있다 (Ashikaga et al., 2010). 본 연구는 피부감작능 평가시 각질세포와 수지상세포의 상호 작용이 기전상 중요하고 이를 in vitro에서 적절하게 재현하여 보다 정확도가 높은 피부감작성평가 대체시험법을 개발하고자 시도된 최초의 탐색연구이다. THP-1 세포주에서 생성되는 MIP-1β와 HaCaT 세포주에서 주로 생성되는 IL-6, IL-8 수준을 세포배양액에서 측정하였고, 용매 대조 물질을 첨가한 군에 비해 몇 가지 화학물질을 첨가한 경우에 어느 정도 이들 싸이토카인이 생성되었는지를 자극지수로 하여 계산하였다. 본 연구 결과 24-well plate의 바닥에서 배양한 THP-1 세포에서 생성되는 MIP-1β가 HaCaT 세포가 존재하는 culture plate insert 안에서 채취한 배양액에서도 유사한 수준으로 측정되었는데 이는 pore size 0.4 ㎛인 culture plate insert를 통하여 싸이토카인이 이동하고 있음을 알 수 있었다 (Table 1). 또한 HaCaT 세포 배양시 통상적으로 사용되는 DMEM 배지보다도 RPMI 배지의 경우가 IL-6, IL-8 싸이토카인 수준이 높았다는 점에서 추후 공배양을 이용한 대체시험법 개발시 RPMI 배지를 사용할 것이 권장된다. 본 연구의 핵심 결과는 MIP-1β 생성 수준이 DNCB와 HCA 모두 1X 농도에서는 LLNA에서 피부감작물질로 판정하는 3이상의 자극지수를 나타내면서 비감작성 물질 lactic acid 첨가시 생성 수준보다 유의하게 높았다는 것이다 (Table 2). 과거 본 연구진의 THP-1 세포주 단일 배양시 MIP-1β 생성 수준이 1X DNCB에서 246.0±68.5%, 0.1X HCA에서 167.0±3.7%로 최고였던 결과와 (Lim et al., 2008) 비교하면 이번 연구에서 1X DNCB 및 1XHCA 각각 308±147%, 345±13%로 높았던 점은 피부감작물질 노출시 THP-1 세포의 활성화가 각질세포와 공배양을 통하여 증진되는 측면이 있을 가능성을 제시하는 것으로 판단된다. 본 공배양체계에서 DNCB, HCA 첨가시 IL-6 생성 수준은 본 연구진의 최근 연구에서 (김 등, 2012) HaCaT 세포주 단일 배양시 얻어졌던 결과 (0.5X DNCB: 158±20%, 0.5X HCA: 156±23%)에는 미치지 못하였다. 비록 초기 탐색 연구이지만 본 연구를 통하여 THP-1 수지상세포주와 HaCaT 각질세포주를 공배양하였을 때 MIP-1β 생성 수준을 평가함으로써 피부감작능 여부를 예측할 수 있는 가능성이 높음을 알 수 있었다. 본 시험 결과는 보다 많은 시험물질을 사용하여 보다 체계적인 연구를 통하여 확인할 필요성이 높다고 생각된다.
더보기Co-culture system of THP-1 dendritic cell line and HaCaT keratinocyte cell line was developed for its usefulness in sorting out chemicals with skin allergic potential. THP-1 cells were plated onto wells of 24-well culture plate followed by placement of culture plate insert to each well. Thereafter HaCaT cells were added into the culture plate inserts. Levels of macrophage inflammatory protein-1β (MIP-1β), interleukin-6 (IL-6), and interleukin-8 (IL-8) production were determined using culture supernatants from HaCaT cell or THP-1 cell culture area. The optimal culture duration was 48 hour among 24, 48, and 72 hour for production of those cytokines. In addition, complete RPMI medium was better than complete DMEM medium. Co-culture of THP-1 and HaCaT cells was maintained in the presence or absence of 4 doses, 0.01X, 0.1X, 0.5X, or 1X CV75 (75% cell viability concentration) of 2 sensitizing chemicals (dinitrochlorobenzene, hexyl cinnamic aldehyde) and an irritant chemical (lactic acid) for 48 hour. Stimulation index (SI) was calculated through dividing each cytokine amount at each chemical concentration by vehicle control`s cytokine amount. When SI 3 is considered as a threshold for categorizing chemicals into skin-sensitizer, dinitrochlorobenzene and hexyl cinnamic aldehyde were positive for MIP-1β, but no chemicals were above SI 3 for both IL-6 and IL-8. Further evaluations for other various cytokines and cytokine determination using cell lysates should be performed for examining usefulness of the co-culture system as a skin sensitizing alternative method.
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