Background: As Actinobacillus pleuropneumonniae (APP) infection causes considerable losses in the pig industry, there is a growing need to develop effective therapeutic interventions that leverage host immune defense mechanisms to combat these pathogens. Objectives: To demonstrate the role of microRNA (miR)-127 in controlling bacterial infection against APP. Moreover, to investigate a signaling pathway in macrophages that controls the production of anti-microbial peptides. Methods: Firstly, we evaluated the effect of miR-127 on APP-infected pigs by cell count/enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). Then the impact of miR-127 on immune cells was detected. The cytokines tumor necrosis factor (TNF)-α and interleukin (IL)-6 were evaluated by ELISA. The expression of cytokines (anti-microbial peptides [AMPs]) was assessed using quantitative polymerase chain reaction. The expression level of IL-6, TNF-α and p-P65 were analyzed by western blot. The expression of p65 in the immune cells was investigated by immunofluorescence. Results: miR-127 showed a protective effect on APP-infected macrophage. Moreover, the protective effect might depend on its regulation of macrophage bactericidal activity and the generation of IL-22, IL-17 and AMPs by targeting sphingosine-1-phosphate receptor3 (SIPR3), the element involved in the Toll-like receptor (TLR) cascades. Conclusions: Together, we identify that miR-127 is a regulator of S1PR3 and then regulates TLR/nuclear factor-κB signaling in macrophages with anti-bacterial acticity, and it might be a potential target for treating inflammatory diseases caused by APP.
Byeong Jun Chae;Kyung-Seo Lee;Inhwa Hwang;Je-Wook Yu
IMMUNE NETWORK
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제23권3호
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pp.23.1-23.17
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2023
Inflammation is a series of host defense processes in response to microbial infection and tissue injury. Inflammatory processes frequently cause extracellular acidification in the inflamed region through increased glycolysis and lactate secretion. Therefore, the immune cells infiltrating the inflamed region encounter an acidic microenvironment. Extracellular acidosis can modulate the innate immune response of macrophages; however, its role for inflammasome signaling still remains elusive. In the present study, we demonstrated that macrophages exposed to an acidic microenvironment exhibited enhanced caspase-1 processing and IL-1β secretion compared with those under physiological pH. Moreover, exposure to an acidic pH increased the ability of macrophages to assemble the NLR family pyrin domain containing 3 (NLRP3) inflammasome in response to an NLRP3 agonist. This acidosis-mediated augmentation of NLRP3 inflammasome activation occurred in bone marrow-derived macrophages but not in bone marrow-derived neutrophils. Notably, exposure to an acidic environment caused a reduction in the intracellular pH of macrophages but not neutrophils. Concordantly, macrophages, but not neutrophils, exhibited NLRP3 agonist-mediated translocation of chloride intracellular channel protein 1 (CLIC1) into their plasma membranes under an acidic microenvironment. Collectively, our results demonstrate that extracellular acidosis during inflammation can increase the sensitivity of NLRP3 inflammasome formation and activation in a CLIC1-dependent manner. Thus, CLIC1 may be a potential therapeutic target for NLRP3 inflammasome-mediated pathological conditions.
Eosinophils play critical roles in the maintenance of homeostasis in innate and adaptive immunity. Although primarily known for their roles in parasitic infections and the development of Th2 cell responses, eosinophils also play complex roles in other immune responses ranging from anti-inflammation to defense against viral and bacterial infections. However, the contributions of pattern recognition receptors in general, and NOD-like receptors (NLRs) in particular, to eosinophil involvement in these immune responses remain relatively underappreciated. Our in vivo studies demonstrated that NLRC4 deficient mice had a decreased number of eosinophils and impaired Th2 responses after induction of an allergic airway disease model. Our in vitro data, utilizing human eosinophilic EoL-1 cells, suggested that TLR2 induction markedly induced pro-inflammatory responses and inflammasome forming NLRC4 and NLRP3. Moreover, activation by their specific ligands resulted in caspase-1 cleavage and mature IL-1β secretion. Interestingly, Th2 responses such as secretion of IL-5 and IL-13 decreased after transfection of EoL-1 cells with short interfering RNAs targeting human NLRC4. Specific induction of NLRC4 with PAM3CSK4 and flagellin upregulated the expression of IL-5 receptor and expression of Fc epsilon receptors (FcεR1α, FcεR2). Strikingly, activation of the NLRC4 inflammasome also promoted expression of the costimulatory receptor CD80 as well as expression of immunoregulatory receptors PD-L1 and Siglec-8. Concomitant with NLRC4 upregulation, we found an increase in expression and activation of matrix metalloproteinase (MMP)-9, but not MMP-2. Collectively, our results present new potential roles of NLRC4 in mediating a variety of eosinopilic functions.
Penaeidins은 새우류에 존재하는 항미생물성펩티드의 한 종류로서 새우의 외부 병원체에 대한 방어기작을 구성하는 중요한 인자이다. 본 연구에서는 대하 혈구세포의 cDNA library로부터 분리된 EST 클론을 분리 동정하였다. 아미노산 염기서열 분석과 계통수 분석을 통하여 본 연구에서 분리한 EST 클론이 대하의 Penaeidin 3-2 유전자와 아미노산 수준에서 동일함을 밝혔다. 대하의 Penaeidin 3-2는 signal peptides로 예상되는 19개 아미노산 잔기를 포함하여 전체 71개의 아미노산 잔기로 이루어져 있고, C-말단에는 3개의 이중황화결합을 형성할 수 있는 6개의 cysteine가 존재하였다. 대하 Penaeidin 3-2 전사체는 혈구세포, 간췌장, 근육 조직에서 발현되었으며, 특히 혈구세포에서 주로 많이 발현되었다. 흰반점바이러스의 인위감염 실험에서 바이러스 감염 후 대하 Penaeidin 3-2의 발현이 증가하였다. 이상의 결과들로부터 대하 Penaeidin 3-2가 자체 방어 작용에서 중요한 역할을 할 것으로 예상된다.
구봉 송익필은 신분의 제약으로 직접 경륜할 수 없었다. 그럼에도 지치주의(至治主義)를 목표로 '처변위권(處變爲權)'을 발휘하여 지우나 후생을 통한 간접적으로 경륜을 펼칠 수밖에 없었다. 그는 천명사상에 바탕한 민본주의 정치사상을 주장하였고, 애민의식에 입각하여 왕실의 검소화와 진휼책을 제시하기도 하였다. 또한 민생안정을 통해 애국심을 증진시키고 양천종부종모법(良賤從父從母法)을 실시하여 서얼공사천(庶?公私賤)의 군역부담으로 국방강화정책을 주장하기도 하였다. 또한 이산보에게 준 편지에서는 개인적으로는 사심을 제거하고 근면, 청렴, 지혜를 발휘하여 공평무사한 업무처리를 위해 최선을 다하고, 대외적으로 인재관리와 활용에 적극적으로 임하면서, 궁민구휼(窮民救恤)이나 명인(名人)들에 대한 관리도 필요하다는 공직윤리를 제시하기도 하였다. 결국 송익필의 경세사상은 인정(仁政)이나 덕치에 바탕한 민생안정을 통해 지치라는 왕도정치에 도달하고자 하는 구체적 방법론을 제시한 것이라고 할 수 있다. 천부적 자질과 지략으로 제갈량에 비유되기도 하고, 이이, 성혼, 정철, 이귀 사인(四人)의 모주(謀主)로, 혹은 간귀(奸鬼)로 악평될 만큼 뛰어난 경세 능력을 가지고 있던 그이다. 그러나 그의 경세사상은 신분상의 제약으로 미완으로 끝날 수밖에 없었다. 누구보다 백성들을 사랑하였고, 민생 안정을 위한 혁신적인 개혁안을 꾸준히 제기하였으며, 실천할 능력 또한 소유하였던 그였다. 그러나 지치라는 이상은 꿈으로 남을 수밖에 없었다.
라이소자임은 선천성 면역 물질로 개불을 포함하는 여러 무척추동물의 병원균에 대한 방어에 주요하게 작용한다. 본 논문은 개불(Urechis unicinctus)의 체벽 조직 추출물로부터 무척추형 라이소자임의 정제와 그 특성에 관한 분석을 기술하고 있다. 체벽 추출물은 우선적으로 Sep-Pak C18 cartridge를 사용하여 부분적으로 분리되었으며, 분리된 분획 중 60% 메탄올에 용출된 분획이 Bacillus subtilis KCTC 1021에서 강한 항균활성을 나타내었다. 그 후 여러 단계의 역상과 이온교환 고속액체크로마토그래피(High Performance Liquid Chromatography, HPLC)를 사용하여 항균성 물질이 정제되었으며, 분자량은 약 14 kDa이었다. 이 단백질의 일차서열은 LC-MS/MS를 통해 분석되었으며, 얻은 부분적 아미노산 서열을 NCBI BLAST를 통하여 분석해 본 결과, 이 항균성 물질은 다른 동물들로부터 동정된 무척추동물형 라이소자임(invertebrate-type lysozyme)의 서열과 유사도를 가지고 있어, 체벽으로부터 정제된 개불 라이소자임(Urechis unicinctus invertebrate-type lysozyme from body wall, Uu-iLysb)으로 명명하였다. 개불 라이소자임의 활성을 확인하기 위하여 항균활성 및 라이소자임 효소 활성실험을 진행한 결과, 개불 라이소자임이 항균활성과 라이소자임 효소활성 모두 강하게 가지고 있는 것을 확인하였다.
메기(Silurus asotus)의 껍질로부터 항균성 펩타이드를 정제하였다. 메기 껍질의 산 추출물은 단계적 농도구배조건으로 Sep-Pak C18에 의해 부분적으로 정제되었으며, 그 중에서 특히 60% 메탄올 분획(RM60)이 Escherichia coli D31에 대해 가장 좋은 항균활성을 나타내었다. 이 RM60을 사용하여 이온교환 및 5단계의 연속적인 역상 HPLC로 정제하였다. 정제된 펩타이드의 분자량과 아미노산 서열분석은 MALDI-TOF MS와 에드만 분해법으로 분석하였다. 이 펩타이드의 분자량은 약 4182.1 [M+H]+이었으며, 분석된 이 물질의 부분적인 일차구조서열은 다음과 같다; PALXXKARREAKVKF. 이러한 결과는 메기의 껍질에서 존재하는 이 펩타이드가 메기의 껍질에서 반응하는 선천성 방어 시스템에서 중요한 역할을 하고 있다고 여겨진다.
졸복(Takifugu pardalis)의 아가미로부터 항균성 펩타이드를 정제하였다. 졸복 아가미의 산 추출물은 Sep-Pak C18에 의해 부분적으로 정제되었으며, 60% 메탄올 분획(RM60)은 Bacillus subtilis KCTC 1021에 대해 높은 항균활성을 나타내었다. 이 RM60을 사용하여 이온교환을 포함한 5단계의 연속적인 HPLC로 정제하였다. 정제된 펩타이드의 분자량과 아미노산 서열분석은 MALDI-TOF MS와 에드만 분해법으로 분석하였다. 이 펩타이드의 분자량은 약 1171.6 Da이었으며, 분석된 이 물질의 부분적인 일차구조서열은 다음과 같다; STKEKAPRKQ. 이 물질과 기존에 알려진 항균성 펩타이드들과 유사성을 조사한 결과, 정제된 물질은 histone H3 계열의 N-말단 부분과 유사하였다. 이러한 결과로부터 정제된 펩타이드는 졸복에서 반응하는 선천성 방어 시스템에서 중요한 역할을 하고 있다고 여겨진다.
Leukocytes are reportedly the first line of the innate immune defense and essential for the control of common bacterial infections. Therefore, in this work, the antibacterial activity of crocodile leukocyte extract against Propionibacterium acnes was evaluated, and we also characterized the related activity of skin infection. The leukocyte extract showed the minimum inhibitory concentration to be $100{\mu}g/ml$ to P. acnes. SEM imaging demonstrated that the leukocyte extract adversely affected P. acnes cell permeability in a concentration-dependent manner. Furthermore, the crocodile leukocyte extract could significantly reduce proinflammatory markers and decrease inflammatory signs in infected mouse ears. The crude leukocyte extract was further purified using FPLC and RP-HPLC. The resulting fraction F5 was indicated as the anti-acne peptide-containing fraction. The molecular mass of the peptide contained in F5 was calculated to be 4,790.5 Da. N-Terminal sequencing revealed the amino acid sequence as GPEPVPAIYQ, which displays similarities to immunoglobulin A and leucine-rich repeat neuronal protein. This is the first reported amino acid sequence of a crocodile leukocyte extract that possesses anti-acne activity. To attempt to use it in a prototype cosmetic, an anti-acne gel containing crude crocodile leukocyte extract was formulated, resulting in seven gel formulations (G1, G2, G3, G4, G5, G6, and G7). The formulations G5, G6, and G7 exhibited 2-fold higher anti-acne activity than G1-G4. Investigation of accelerating stability studies of anti-acne gel formulations G5, G6, and G7 demonstrated that a low storage temperature ($4^{\circ}C$) is suitable for maintaining the physical properties and biological activity of the anti-acne gel products.
목 적 : 폐 표면 활성제 단백질-A는 폐 표면 활성제의 생리작용과 구조에 관여하며, 폐의 숙주방어와 염증반응에 주된 역할을 하고 있다. 스테로이드 치료는 미숙아의 분만이 예측되는 산모에 대해서 미숙아의 급성 호흡곤란 증후군 등을 예방할 목적으로, 또는 미숙아의 만성 폐질환을 예방하기 위하여 널리 사용되고 있다. 현재까지 인간에서 두 가지의 SP-A 유전자 및 여러 종류의 대립형질이 밝혀져 있고, 덱사메타손 치료에 서로 다른 반응을 보이고 있으며, SP-A 3'UTR이 관여 할 가능성이 있다는 연구가 발표되었다. 저자들은 가장 많은 빈도를 보이는 8가지 SP-A 대립형질에서 덱사메타손 처치에 대하여 서로 다른 반응이 3'UTR에 의하여 이루어지는지를 규명하고자 연구를 하였다. 방 법 : 리포터 유전자로서 luciferase를 사용하여 8종류의 SP-A 대립형질의 3'UTR을 포함하는 구성체를 만들었다. 이 구성체들은 SV40 promotor에 의하여 조절되었으며, SP-A를 생산하는 H441 세포내로 형질도입 되었다. 덱사메타손 처치 후 리포터 유전자의 활성도를 측정하였으며, 대조군에 따라 표준화되었다. 결 과 : 덱사메타손 처치 시 $6A^3$, 6A, 1A 대립 유전자에서 리포터 유전자의 활성 반응이 유의하게 감소하였다. 결 론 : SP-A 유전자 변이 중 덱사메타손 처치에 대한 유전자 표현 반응이 서로 다르다는 사실은 스테로이드 치료 시 미숙아의 개개인의 SP-A 유전자 변이에 따라 고려하여 사용해야함이 타당할 것으로 생각된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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