• Journal of the Korean Association of Oral and Maxillofacial Surgeons
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• 제34권1호
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• pp.28-35
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• 2008

Purpose: The nitric oxide (NO) release by inducible nitric oxide synthase (iNOS) is the key events in macrophage response to lipopolysaccharide (LPS) which is suggested to be a crucial mediator for inflammatory and innate immune responses. NO is an important mediator involved in many host defense action and may also lead to a harmful host response to bacterial infection. However, given the importance of iNOS in a variety of pathophysiological conditions, control of its expression and signaling events in response to LPS has been the subject of considerable investigation. Materials and Methods: The Raw264.7 macrophage cell line was used to observe LPS-stimulated iNOS expression. The expression of iNOS is observed by Western blot analysis and real-time RT-PCR. Protein kinase C $(PKC)-{\alpha}$ overexpressing Raw264.7 cells are established to determine the involvement of $PKC-{\alpha}$ in LPS-mediated iNOS expression. $NF-{\kappa}B$ activity is measured by $I{\kappa}B{\alpha}$ degradation and $NF-{\kappa}B$ luciferase activity assay. Results: We found that various PKC isozymes regulate LPS-induced iNOS expression at the transcriptional and translational levels. The involvement of $PKC-{\alpha}$ in LPS-mediated iNOS induction was further confirmed by increased iNOS expression in $PKC-{\alpha}$ overexpressing cells. $NF-{\kappa}B$ dependent transactivation by LPS was observed and $PKC-{\alpha}$ specific inhibitory peptide abolished this activation, indicating that $NF-{\kappa}B$ activation is dependent on $PKC-{\alpha}$. Conclusion: Our data suggests that $PKC-{\alpha}$ is involved in LPS-mediated iNOS expression and that its downstream target is $NF-{\kappa}B$. Although $PKC-{\alpha}$ is a crucial mediator in the iNOS regulation, other PKC isozymes may contribute LPS-stimulated iNOS expression. This finding is needed to be elucidated in further study.

• Clinical and Experimental Reproductive Medicine
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• 제45권1호
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• pp.1-9
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• 2018

Objective: To determine the localization, expression, and function of Toll-like receptors (TLRs) in fallopian tube epithelial cells. Methods: The localization of TLRs in fallopian tube epithelial cells was investigated by immunostaining. Surprisingly, the intensity of staining was not equal in the secretory and ciliated cells. After primary cell culture of fallopian tube epithelial cells, ring cloning was used to isolate colonies of ciliated epithelial cells, distinct from non-ciliated epithelial cells. The expression of TLRs 1-10 was examined by quantitative real-time polymerase chain reaction, and protein localization was confirmed by immunostaining. The function of the TLRs was determined by interleukin (IL)-6 and IL-8 production in response to TLR2, TLR3, TLR5, TLR7, and TLR9 ligands. Results: Fallopian tube epithelial cells expressed TLRs 1-10 in a cell-type-specific manner. Exposing fallopian tube epithelial cells to TLR2, TLR3, TLR5, TLR7, and TLR9 agonists induced the secretion of proinflammatory cytokines such as IL-6 and IL-8. Conclusion: Our findings suggest that TLR expression in the fallopian tubes is cell-type-specific. According to our results, ciliated cells may play more effective role than non-ciliated cells in the innate immune defense of the fallopian tubes, and in interactions with gametes and embryos.

• Molecules and Cells
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• 제44권5호
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• pp.281-291
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• 2021

Tissue-resident macrophages play an important role in maintaining tissue homeostasis and innate immune defense against invading microbial pathogens. Brain-resident macrophages can be classified into microglia in the brain parenchyma and non-parenchymal brain macrophages, also known as central nervous system-associated or border-associated macrophages, in the brain-circulation interface. Microglia and non-parenchymal brain macrophages, including meningeal, perivascular, and choroid plexus macrophages, are mostly produced during embryonic development, and maintained their population by self-renewal. Microglia have gained much attention for their dual roles in the maintenance of brain homeostasis and the induction of neuroinflammation. In particular, diverse phenotypes of microglia have been increasingly identified under pathological conditions. Single-cell phenotypic analysis revealed that microglia are highly heterogenous and plastic, thus it is difficult to define the status of microglia as M1/M2 or resting/activated state due to complex nature of microglia. Meanwhile, physiological function of non-parenchymal brain macrophages remain to be fully demonstrated. In this review, we have summarized the origin and signatures of brain-resident macrophages and discussed the unique features of microglia, particularly, their phenotypic polarization, diversity of subtypes, and inflammasome responses related to neurodegenerative diseases.

• 생명과학회지
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• 제25권7호
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• pp.833-838
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• 2015

다제약제 내성을 가지는 슈퍼 박테리아, 곰팡이, 바이러스, 기생충 감염은 주요한 건강위협인자들이다. 하지만, 건강위협 상황을 극복하기위해 현재 약제의 대안들중 항생펩타이드를 들 수 있다. 항생펩타이드는 자연계 다양한 종에서 생산된다. 항생펩타이드는 작은 단백질로 어류, 양서류, 파충류, 식물 그리고 동물의 감염으로부터 다세포생명체를 보호하는 선천성 면역에 관여하고 있다. 1980년대 이후로 매년 항생펩타이드의 수가 증가하고 있다. 박테리아, 원생생물, 곰팡이, 식물, 동물로부터 동정된 2,000가지 이상의 항생펩타이드가 항생펩타이드 데이터베이스에 등록되어 있다. 이러한 항생펩타이드의 대부분은 11-50개의 아미노산으로 구성되어 있고 하전상태는 0에서 +7까지이며 소수성은 31-70%를 차지하고 있다. 본 보고는 항생펩타이드를 생물학적 원천, 생물학적 기능, 펩타이드 성질, 공유결합패턴, 3차구조등에 의해 분류하였다. 항생펩타이드의 기능은 항균작용외에 세포주화성과 같은 세포생물학적 활성에도 기능성을 가지고 있다. 더욱이 림프절 스트로마로부터 기원한 fibroblastic reticular cell (FRC)에 염증상황 유도시 항생펩타이드가 발현되는 것을 확인하였다. FRC로부터 유도된 항생펩타이드는 whey acidic protein (WAP) 도메인을 포함하고 있었다. 이것은 단백질 도메인에 의해서도 항생펩타이드를 분류 할 수 있다는 것을 제시한다.

• 생명과학회지
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• 제28권3호
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• pp.300-306
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• 2018

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.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제28권5호
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• pp.707-717
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• 2018

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.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.715-723
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• 2015

지구상에 존재하는 전체 동물 중 가장 큰 부분을 차지 하고 있는 곤충은 예로부터 인간의 식품, 농업, 산업, 의약 등의 일상 생활에 이용되어 왔다. 많은 수와 높은 영양학적 가치로 곤충의 생리활성물질이 미개발 생물자원으로 재평가 되고 있다. 곤충은 면역세포, 곤충 혈구세포, 효소들의 연쇄반응 혹은 항균 단백질/펩타이드 같은 방법으로 외부의 감염에 저항성을 가지게 된다. 항균 펩타이드는 곤충의 혈림프의 선천성 면역 시스템 중 주요한 성분중의 하나로 항생제 내성 균주의 출몰이 빈번하게 일어나 해결책으로 새로운 항생제 개발이 시급한 시점에서 유력한 후보물질로 주목 받고 있다. 곤충 유래 항균 펩타이드는 150개가 넘게 분리되었으며 크게 세크로핀, 디펜신, 글라이신/프롤린이 풍부한 펩타이드로 이루어진다. 이 논문에서, 향균 펩타이드를 생산하는 여러 곤충 중에서 벌, 소똥구리, 울도하늘소, 나비 그리고 울도하늘소에서 얻을 수 있는 펩타이드의 종류 그리고 작용 기작에 대해 알아보았다. 이 펩타이드들은 항균효과를 가지고 있으며 멜리틴을 제외하고 적혈구의 용혈 현상이 나타나지 않고 주로 세포막을 붕괴시키거나 세포자살기작을 유도하여 병원성 미생물의 성장을 억제한다. 곤충 유래 펩타이드와 같은 생리활성물질이 그 활용 가능성의 면에서 엄청난 가능성을 가지고 있어 이에 대한 연구는 앞으로 더 주목을 받을 것이다.

• 생명과학회지
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• 제31권1호
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• pp.83-89
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• 2021

개불 라이소자임(Uu-ilys)은 개불(Urechis unicinctus)로부터 정제된 무척추형 라이소자임으로 병원균에 대한 방어에 주요하게 작용하는 선천성 면역 물질이며, 비효소적 항균 활성을 가지고 있어 항균 활성을 지닌 유도체의 개발 가능성을 가지고 있다. 본 논문은 개불 라이소자임에서 유래된 항균 활성을 가지는 유도체의 디자인과 생산을 기술하고 있다. 여러 항균성 펩타이드(antimicrobial peptide, AMP) 데이터베이스에서 제공하는 항균성 펩타이드 예측 도구를 사용하여 개불 라이소자임에서 항균 활성을 가지는 부위를 예측하였다. 개불 라이소자임 C-말단의 절편이 항균 활성을 나타낼 것으로 예측되었으며, 이 펩타이드는 C-말단 절편, Uu-ilys-CF라 명명하였다. Uu-ilys-CF은 이형 발현 시스템인 TrxA-Uu-ilys-CF 퓨전 단백질을 사용하여 생산하였다. 만들어진 퓨전 단백질은 브롬화시안을 사용하여 메티오닌 잔기를 절단하였으며, 절단된 Uu-ilys-CF은 고성능액체크로마토그래피와 역상 컬럼인 CapCell-Pak C18을 사용하여 분리되었다. Uu-ilys-CF의 항균 활성을 조사하기 위해서 여러 균주(그람양성균 4개, 그람음성균7개, 진균 1개)를 사용하였다. Uu-ilys-CF의 항균 활성은 살모넬라에서 가장 높은 반응을 보였다. 비록 Uu-ilys-CF는 진균에 활성을 나타내지 않았지만, 사용한 균주들에서 넓은 범위의 항균 활성을 나타내었다.

• 생명과학회지
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• 제32권1호
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• pp.36-43
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• 2022

점막면역체계는 병원체에 대항하여 정밀하게 설계된 생물체의 방어체계로 그 중 위장관은 최전방에서 가장 중요한 기능을 하는 기관이다. 숙주 감염을 일으키는 병원성 미생물 가운데 식중독을 유발하는 살모넬라는 구강경로로 체내로 들어와 파이어판을 통해서 침입한다. 다양한 혈청형의 살모넬라 균주는 여러 톨유사수용체의 리간드를 통해서 숙주의 선천면역을 자극하지만, 숙주 특이성과 병원성에 따라 장내 점막에서 다양한 후천면역반응을 유도하기도 한다. 우리는 살모넬라 균주 중 비교적 연구가 덜 되어있는 S. enteritidis에 의해 감염되었을 때 장 내에서 일어나는 면역반응을 연구하였다. 우선 마우스에 처리할 적정 농도의 살모넬라 농도를 정하기 위해 살모넬라의 농도를 다르게 하여 실험을 진행하였고 고농도의 살모넬라 처리군에서 더 낮은 생존율과 높은 몸무게 감소율을 관찰하였다. 반수치사량의 반에 해당하는 농도의 살모넬라를 마우스에 감염시켰을 때 장 내 수지상세포와 T 세포에 유의적인 차이가 없는 것을 확인하였다. 하지만 동일한 조건의 마우스에서 회장조직을 염색했을 때 뮤신 분비의 증가와 술잔세포의 감소를 확인할 수 있었다. 또한 밀착연접단백질 유전자의 상대적인 발현량을 분석하였고 살모넬라 처리군에서 Claudin의 유의적인 감소를 확인할 수 있었다. 이어 살모넬라 감염 후 DSS를 처리한 실험에서 살모넬라 처리군에서 생존율이 낮아짐을 확인하여 S. enteritidis가 염증반응을 악화시킨다는 것을 알 수 있었다.

• Molecules and Cells
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• 제45권12호
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• pp.896-910
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• 2022

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a highly transmissible and potentially fatal virus. So far, most comprehensive analyses encompassing clinical and transcriptional manifestation have concentrated on the lungs. Here, we confirmed evident signs of viral infection in the lungs and spleen of SARS-CoV-2-infected K18-hACE2 mice, which replicate the phenotype and infection symptoms in hospitalized humans. Seven days post viral detection in organs, infected mice showed decreased vital signs, leading to death. Bronchopneumonia due to infiltration of leukocytes in the lungs and reduction in the spleen lymphocyte region were observed. Transcriptome profiling implicated the meticulous regulation of distress and recovery from cytokine-mediated immunity by distinct immune cell types in a time-dependent manner. In lungs, the chemokine-driven response to viral invasion was highly elevated at 2 days post infection (dpi). In late infection, diseased lungs, post the innate immune process, showed recovery signs. The spleen established an even more immediate line of defense than the lungs, and the cytokine expression profile dropped at 7 dpi. At 5 dpi, spleen samples diverged into two distinct groups with different transcriptome profile and pathophysiology. Inhibition of consecutive host cell viral entry and massive immunoglobulin production and proteolysis inhibition seemed that one group endeavored to survive, while the other group struggled with developmental regeneration against consistent viral intrusion through the replication cycle. Our results may contribute to improved understanding of the longitudinal response to viral infection and development of potential therapeutics for hospitalized patients affected by SARS-CoV-2.