경구적으로 투여된 항원에 대해서 특이적으로 T세포의 기능과 항체산생이 억제되는 현상이 경구면역관용(oral tolerance)인 것이다. 지금까지 해석이 곤란하였던 이 현상에 대해서 최근 분자생물학적인 기법이 적용되기 시작한 결과, 이 현상에 관여하는 세포가 주로 $CD8^+$ T세포에의한 억제 혹은 $CD4^+$T세포의 불응답(unresponsiveness)에 기인하다는 것이 명백해졌다. 또한 각종 cytokine중 IFN$\gamma$, TGF$\beta$, IL-10 등이 이 현상에 있어 중요한 역할을 담당한다는 것이 밝혀지고 있다. 사실 경구면역관용은 말초면역관용을 야기한다는 것이 오래전부터 알려진 한 방도이다. 경구적으로 투여된 항원이 관용을 야기하는 일차적인 기전은 능동적인 억제의 발생 혹은 clone성 anergy(과민증에 대한 무감증)에 의거하는 것이다. 낮은 량의 경구투여항원은 능동적인 억제를 야기하기 쉬우나 반대로 높은 양의 경구투여항원은 clone성 anergy를 야기하는 경향이 있다. 능동적인 억제를 매개하는 조절세포는 경구면역관용에 의해서 격발된 후 TGF$\beta$및 IL-4와 같은 억제성 cytokine의 분비에 의해서 능동적 억제작용을 한다. 더구나 GALT(gut-associated lymphoid tissue)를 선별적으로 자극하는 항원은 Th2형 세포반응을 발생한다. 또한 이와같은 유도기구의 해석과 동시에 사람에서 면역반응의 이상으로 야기되는 관절 rheumatism이나 다발성경화증(multiple sclerosis) 그리고 각종 allergy도 이 경구면역관용을 이용하여 치료하는 것이 가능하게 되었다는 것이다.
본 연구는 참모자반 조다당 추출물(SFP) 및 에탄올 추출물(SFE)의 면역 활성에 관하여 비교하기 위하여 선천면역계에서 중요한 역할을 수행하는 대표적인 세포인 대식세포와 후천면역계에서 중추적인 역할을 수행하는 비장세포에 각각 SFP와 SFE를 처리하여 각각의 면역세포의 세포 증식률과 사이토카인 분비능에 미치는 영향에 관하여 측정하여 보았다. 대식세포에 SFP 및 SFE를 각각 농도별(12.5, 25, 50, $100{\mu}g/mL$)로 처리하였을 때 두 추출물 모두 대식세포에 대한 세포독성을 유발하지 않았으며, 대식세포의 활성과 밀접한 관련을 가지는 NO, iNOS 및 cytokine의 분비능에 미치는 영향에 관하여 알아본 결과 SFP 처리구에서도 농도 의존적으로 분비능이 증가되는 것으로 관찰되었다. 또한 마우스 비장에서 유리된 비장세포에 SFP 및 SFE를 처리하였을 때 SFP의 처리구에서 비장세포의 증식능 및 면역 활성과 밀접한 관련을 갖는 Th1 type의 cytokine인 IL-2 및 $IFN-{\gamma}$의 분비능이 유의적으로 증가되는 반면, 알레르기를 유도하는 것으로 알려진 Th2 type의 cytokine인 IL-4의 함량에는 영향을 미치지 않는 것으로 관찰되었다. 따라서 참모자반 당류 추출물은 선천면역계와 후천면역계를 담당하는 면역세포인 대식세포 및 비장세포의 활성에 중요한 영향을 미치는 것으로 사료된다.
두툴상어의 췌장 내분비세포를 면역조직화학적으로 관찰하였던바, 5종의 면역반응세포들이 동정되었다. glucagon 면역반응세포는 도관의 상피간 및 췌장외분비선의 선포주위에서 한개 또는 다수의 집단으로 출현하였으며, insulin 면역반응세포는 islet의 주변부 또는 도관의 상피간에 각각 관찰되었다. somatostatin 면역반응세포는 도관의 상피간 또는 췌장외분비선의 주위에 한개 또는 집단으로 분포하였으며, 소수의 5-HT 연역반응세포는 islet의 주변부 및 췌장 외분비선의 선세포간에서 관찰되었다. BPP 면역반응세포는 극소수로 관찰되었으며, GAS/CCK외 chromogranin 면역반응세포들은 관찰되지 않았다.
태아기, 신생아기, 생후 1개월령, 6개월령 및 성체의 한국재래산양 췌장에서 pancreatic poluypeptide(PP) 면역반응세포의 분포 및 출현빈도를 PAP 법에 의해 검색하였다. 외분비부에서는 모든 연령에서 관찰되었으며 췌장세포 사이에 분포하였다. PP 면역반응세포는 신생아가기에서 생후 1개월에 증가한 후 점차 감소하였다. 췌도관에서는 PP 면역반응세포가 생후 1개월부터 관찰되면 그후 점차 감소하였다. 췌도관에서는 PP 면역반응세포가 생후 1개월부터 관찰되면 그후 점차 감소하였다. 이들 면역반응세포는 생후 1개월령 및 6개월령의 췌도관 상피하 결합조직에서 소수 관찰되었다. 그러나 성체에서는 췌도관 상피세포 사이에서 극소수 관찰되었다. 그러나 성체에서는 췌도관 상피세포 사이에서 극소수 관찰되었다. 내분비부(췌장섬)에서 PP 면역반응세포는 신생아기부터 관찰되며, 생후 1개월령부터의 PP면역세포의 분포는 췌장성 주변부에 중등도 또는 소수가 산재하는 것과 다수의 PP 면역반응세포가 췌도 전체 (생후 1개월령)또는 췌도 중앙부(생후 6개월령)에 산재하는 것 등 두가지 유형을 나타내었다. 결론적으로 한국 재래산양의 췌장에 있어서 PP 면역반응세포의 분포와 출현빈도는 발생단계에 따라 상이하였다. 이는 발생단계 동안의 식이성 및 생리학적 조건변화가 이와같은 상이함을 유발하는 요인이 된 것으로 사료된다.
본 연구는 둥글장수풍뎅이(Pentodon quadridens bidentulus (Famaire, 1887)) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 종류와 병원균 침입시 세포 면역을 담당하는 세포를 특정하고 분석하였다. 둥글장수풍뎅이(P. quadridens bidentulus)유충 혈강내에는 과립혈구세포, 부정형혈구세포, 편도혈구세포, 소구형혈구세포, 원시혈구세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 존재하였다. 여섯 종류의 혈구세포 중 과립혈구세포가 병원균 침입 시 형태적 변이와 함께 병원균들에 대한 식균작용을 수행하는 면역세포로 관찰 되었다. 특히, 생체 내에서 병원균 침입시 12시간 안에 활발히 식균작용을 수행하였고 24시간 이후로는 면역 활성화가 줄어들면서 정상상태로 전환되는 것을 알 수 있었다. 세포질 혈구세포의 식균작용도 간혹 관찰 되었으나 나머지 세포들은 면역과 연관된 활성화가 없는 것으로 나타났다.
본 논문에서는 생명체의 면역계에서 중요한 역할을 하는 세포독성 T세포의 생성과정의 하나인 긍정선택(positive selection)과 부정 선택(negative selection)을 모델링하여 침입에 의한 데이터 변경과 바이러스에 의한 데이터 감염 등을 탐지할 때 가장 중요한 요소인 변경 검사 알고리즘을 개발하였다. 제안한 알고리즘은 면역세포의 생성시 MHC 인식부를 형성해 주는 긍정 선택을 자기 인식 알고리즘으로 구현하여 컴퓨터에서 자기로 인식해야하는 파일이나 기능에 대해 MHC 인식부를 형성하고, 또한 항원 인식부를 형성하는 부정 선택을 이용해 변형 검지기(anomaly detector)를 구성한다. 따라서 제안한 알고리즘은 실제 면역세포와 마찬가지로 자신과 침입자 모두에 대한 인식기를 가지고 변경을 탐지하게 된다. 시뮬레이션을 통하여 자기파일의 일부가 변경되었을 때와 블록이 변경되었을 때에 대하여 두 가지 방법을 이용한 변경 검사 알고리즘의 특성과 유효성을 밝힌다.
S. cereviaiae KCTC 7911에 돌연변이를 유도하고 selective pressure로서 세포벽 분해효소인 zymolsae와 mechanical stress인 glass bead를 차례로 처리하여 효모변이주를 S. cerevisiae IS2를 선발하였다. S. cerevisiae IS2는 세포벽 분해효소인 zymolase의 농도별 내성실험 결과 wild-type에 비해 훨씬 강한 내성을 보여 세포벽에 변화가 일어난 균주로 예상된다. 효모변이주와 wild-type으로부터 베타글루칸을 추출하여 면역활성에 미치는 영향을 조사하기 위해 생쥐의 복강에 주사하고 생성되는 면역세포의 수, NO 생성능, 및 면역세포의 대다수를 차지하는 대식세포의 탐식능을 측정하였다. 베타글루칸을 쥐의 복강에 주사하였을 때 베타글루칸의 종류에 상관없이 면역세포의 수, NO 생성능 및 대식세포의 활성도가 증가하는 결과를 얻을 수 있었다. 특히 변이주 베타글루칸을 주사하였을 경우 wild-type 베타글루칸에 비해 면역세포의 수는 1.40배, NO 생성능은 1.12배, 대식세포의 활성도와 탐식능은 각각 1.18배와 1.43배 높은 수치를 얻을 수 있었다. 이러한 결과들로 미루어 변이주 베타글루칸이 wild-type 베타글루칸보다 우수한 면역활성 촉진능력을 가지고 있음을 증명할 수 있었으며, 고부가가치 기능성 면역물질로서의 응용 가능성을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 면역억제 동물모델에서 밀리타리스 동충하초 50% 에탄올 추출물의 면역력 증강 기능을 평가하였다. 이를 위하여 C57BL/6 마우스에 cyclophosphamide를 2회 복강주사 하여 면역력을 억제한 후, 밀리타리스 동충하초 추출물을 30, 100, 300 mg/kg 용량으로 12일간 경구투여 하였다. 마우스를 희생하여 몸무게 및 면역장기 무게, 비장세포의 증식, 비장세포의 cytokine 분비능, NK 세포 활성을 측정하였다. 그 결과, cyclophosphamide 투여에 의한 면역억제는 마우스의 몸무게와 간의 무게에 영향을 주지 않았으나 흉선의 무게는 감소시켰고 비장의 무게는 증가시켰다. 밀리타리스 동충하초 추출물 투여는 마우스의 몸무게 및 면역장기 무게에 영향을 주지 않았다. Cyclophosphamide 투여는 비장세포의 증식능을 감소시켰으며 밀리타리스 동충하초 추출물은 용량 의존적으로 비장세포 증식을 증가시켜 실험에 사용한 전 용량에서 비장세포의 유의적인 증식효과를 보였다. 비장세포의 cytokine 분비능을 측정한 결과, 밀리타리스 동충하초 추출물 투여는 IL-2, IL-12, IFN-${\gamma}$, TNF-${\alpha}$ 같은 Th1 cytokine의 분비를 대조군에 비해 유의적으로 증가시켰으나, IL-4와 IL-10 같은 Th2 cytokine의 분비에는 영향을 미치지 않았다. 또한 cyclophosphamide는 NK 세포의 활성을 정상군에 비하여 유의적으로 감소시켰으며, 밀리타리스 동충하초 추출물 투여는 cyclophosphamide에 의해 저하된 NK 세포 활성을 현저하게 증가시켰다. 이상의 결과를 종합해 볼 때, 밀리타리스 동충하초는 면역력이 억제된 상황에서 면역력을 증강시키며, 이러한 면역력 증강 효과는 체액성 면역보다 세포성 면역력 증강에 기인하는 것으로 보인다.
더덕 물추출물이 면역세포에 미치는 영향에 대해 연구한 결과, 더덕 물추출물을 경구투여한 경우 흉선세포의 증식을 촉진하였으나, 흉선세포에 직접 처리한 경우는 그다지 영향을 주지 않았다. 경구투여시 TH 세포를 활성화하였다. 더덕물추출물은 경구투여시 복강 매크로파지의 NO 생성을 억제하였고, 사람 PMN 세포의 phagocytosis를 증가시켰다. 이 결과는 더덕이 생체내에서 면역작용을 증강시킬 수 있는 것을 시사한다.
본 연구에서는 신령버섯의 면역기능 개선 효과를 마우스를 이용한 동물 모델에서 면역기관의 무게와 세포증식, 자연살해세포 활성, 사이토카인 분비능을 측정하고 대식세포 증식과 활성을 측정하여 평가하였다. BALB/c 마우스에 저(4 mg/kg), 중(20 mg/kg), 고(100 mg/kg) 농도의 신령버섯을 21일간 경구로 투여하였다. 마우스를 희생하여 체중 및 면역장기 무게, 비장세포의 증식과 사이토카인 생성, 자연살해세포의 활성을 측정하였다. 그 결과 신령버섯은 마우스의 체중, 간, 비장, 흉선의 무게에 영향을 주지 않았으며, 비장세포의 증식에 유의한 효과가 없었다. 또한 비장세포의 IL-4과 IL-12 생성을 억제하였으며, 마우스 자연살해세포의 활성을 현저하게 증가시켰다. 정상 마우스에서 분리한 비장세포에 신령버섯을 처리한 in vitro 실험에서는 신령버섯 $5{\sim}100{\mu}g/mL$에서 농도 의존적으로 비장세포의 증식과 $IFN-{\gamma}$ 생성을 증가시켰다. 신령버섯은 대식세포인 RAW 264.7 세포의 증식을 $100{\mu}g/mL$ 농도까지 농도 의존적으로 증가시켰으며, 대식세포에 의한 NO의 생성을 농도 의존적으로 증가시켰다. 이상의 결과를 종합해 보면 신령버섯을 마우스에 3주간 투여하면 동물의 체중, 면역장기의 무게와 면역세포의 증식에는 영향을 미치지 않지만 자연살해세포의 활성을 70% 가량 증가시키며 IL-4와 IL-12의 생성을 억제한다. 정상 마우스에서 분리한 비장세포에 신령버섯을 처리하면 세포증식과 $IFN-{\gamma}$ 분비가 증가되고, 대식세포인 RAW 264.7 세포의 증식과 NO 생성이 증가된다. 따라서 신령버섯은 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 죽이는 자연살해세포와 대식세포의 활성을 증가시켜 면역반응 조절에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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