• Title/Summary/Keyword: innate immune response

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Research for Intestinal Mucosal Immunity Induced by Salmonella enteritidis Infection (Salmonella enteritidis 감염에 의해 장내 점막에서 유도되는 면역반응에 관한 연구)

  • Lee, Kang-Hee;Lee, Se-Hui;Yang, Jin-Young
    • Journal of Life Science
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    • v.32 no.1
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    • pp.36-43
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    • 2022
  • Mucosal immunity is a well-designed defense system that builds precise and dynamic relationships against pathogens, and the gastrointestinal tract is the most important organ with this system, acting as a guardian at the forefront of its activity. Salmonella spp. cause food poisoning, entering the body orally and mainly invading the Peyer's patches of the small intestine. Although Salmonella strains share similar mechanisms for inducing innate immunity, different serotypes may have different effects on the intestinal mucosa due to host specificities and pathogenicity. In this study, we evaluated the effects of Salmonella enteritidis infections in mouse intestine and observed significantly reduced dose-dependent survival rates in a challenge test. Flow cytometry data showed no significant differences in intestinal immune cell populations, although histology indicated increased mucin production and decreased goblet cell counts in the Salmonella-treated groups. Furthermore, Claudin expression was significantly decreased in the samples with Salmonella. To investigate the relationship between S. enteritidis infection and inflammatory response, dextran sodium sulfate (DSS) was administered after infection and the results indicate lower survival rate after DSS treatment. In conclusion, we were able to identify the optimal concentration of S. enteritidis to modulate the intestinal mucosal immunity of mice and inflammatory response.

Effect of Dietary Krill Meal Levels on Performance and Immune Response of Broiler Chicks Injected with Salmonella typhimurium Lipopolysaccharide (살모넬라 LPS를 주입한 육계병아리에 있어서 사료 중 크릴 밀 수준이 생산성과 면역반응에 미치는 영향)

  • Im, J.T.;Park, I.K.;Koh, T.S.
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • v.49 no.2
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    • pp.225-238
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    • 2007
  • In this study, the effects of dietary krill meal levels on cellular immunity in LPS-injected broiler chicks was evaluated. One day-old male broiler chicks(Ross) were fed on the experimental basal meal(0.0% krill meal), or diets containing 0.5%, 1.0% and 2.0% krill for 3 weeks, and the acute phase response was activated by intraperitoneally injection of Salmonella typhimurium lipopolysaccharide(LPS) 3 times at 9, 11, and 13 days of age. 1. Acute phase response induced a significant reduction in(p<0.05) daily weight gain and feed intake, and increases in liver and spleen weight. However, it was not affected by dietary krill meal levels. 2. The krill meal diets reduced TNF-α activity as compared to the basal diet after 24 hours (acute phase response) and 1 week(recovery from the acute phase response) following LPS injection (p<0.05). The acute phase response induced a significant increase(p<0.05) in TNF-α activity relative to the control in chicks fed on a basal diet, but this was also unaffected by dietary krill meal levels. 3. Acute phase response-mediated ovotransferrin levels(relative to what was measured in the control bird) were increased in birds fed on the basal, 1.0% and 2.0% krill diets, and were reduced in birds fed on the 0.5 % krill diet. 4. In LPS-injected chicks, 1.0% and 2.0% krill meal diets induced a significant reduction in(p<0.05) the Con A-induced proliferation of PBMC and splenocytes relative to what was observed in the chicks fed on a 0.5% krill diet, whereas the splenocytes proliferated in a linear fashion with the krill levels in the diets of the control birds. The results showed that the dietary levels of krill meal reduced TNF-α activity in the blood and also influenced blood ovotransferrin levels and the proliferation of PBMC and splenocytes, and krill meal is considered to be associated with both innate and cellular immunity in broiler chicks.

Effect of Dietary Krill Meal Levels on the Cell Mediated Immunity in Intra-muscularly Croton Oil Injected Broiler Chicks (파두유를 주입한 육계병아리에서 사료중 크릴밀 수준이 세포성 면역에 미치는 영향)

  • Im, J.T.;Park, I.K.;Koh, T.S.
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • v.49 no.5
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    • pp.599-610
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    • 2007
  • Effect of dietary krill meal levels on the cellular immunity was studied in broiler chicks activated immune response. One day old male broiler chicks(Ross) were fed the experimental krill meal 0.0(basal), 0.5, 1.0 and 2.0% diets for 3wks. Blood TNF-α activity, ovotransferrin level and Con A induced proliferation of PBMC and splenocytes after 24 hr(21 d age) of the croton oil 10㎕ injection intra- musculary at the age of 20 days compared to the control olive oil. Krill meal diets did not affect growth performance of broiler chicks and plasma ovotransferrin levels but decreased significantly(p<0.0001) TNF-α like activity and proliferation of PBMC relative to krill meal 0.0% diet. And the proliferation of splenocytes were significantly(p<0.05) increased in birds fed krill meal 1.0% diet relative to krill meal 0.5 and 2.0% diets. The croton oil injection induced a significant(p<0.0001) increases in the TNF-α activity or the PBMC proliferation and enhanced circulating ovotransferrin levels relative to the olive oil. In birds injected with the croton oil the proliferation of PBMC was reduced linearly with the increase of dietary krill meal levels, and the proliferation of splenocytes was decreased in the krill meal 1.0 and 2.0% diets relative to olive oil. These results indicated that dietary krill meal changed the innate and cellular immunity in broiler chicks activated by the injection of croton oil.

Mode of Action of Antimicrobial Peptides Identified from Insects (곤충 유래 항균 펩타이드의 작용 기작)

  • Lee, Heejeong;Lee, Dong Gun
    • Journal of Life Science
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    • v.25 no.6
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    • pp.715-723
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    • 2015
  • Insects represent the largest class within the animal kingdom in terms of species number. Humans had been utilized insect in the broad area, including food, agriculture, industry, pharmaceuticals and so on. At present, insects are emerging as a leading group for identifying and extracting novel bioactive substances due to enormous number and a high nutritional value. Insects rely on a suite of systemic response to resist infection such as immune cells, hemocytes, activation of enzymes cascades, and antimicrobial peptide/protein. Among the substances, antimicrobial peptides (AMPs) are main components of potent antimircrobial innate defense system into the insect hemolymph. AMPs raise influential candidate as avenue to resolve the development of antibiotic-resistant microbial organism. Insect AMPs are classified into four main classes: cecropins, insect defensins, glycine/proline-rich peptides. Insect AMPs have been purified, over 150. In this review, AMPs derived from several insects were summarized including honey bee, dung beetle, butterfly and longicorn beetle. These peptides almost exhibited potent antimicrobial activities against human microbial pathogens without causing remarkable hemolysis to erythrocytes excluding melittin, and their mode of action(s) are based on disruption of the plasma membrane or fungal apoptosis. Therefore, study of insect AMPs is expected to be useful for designing novel therapeutic antimicrobial applications.

In vivo Antitumor Activity and Acute, Subacute Toxicity of Keumsa (Phellinus linteus) Extracts (금사목질진흙버섯 자실체 추출물의 in vivo 항암활성 및 급성, 아 급성 독성 시험)

  • Kim, Jong-Myeung;Park, Jun-Duck;Park, Dong-Chan;Kim, Byung-Oh
    • Journal of Life Science
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    • v.23 no.11
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    • pp.1388-1396
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    • 2013
  • This study used an S-180 cell-injected mouse model to evaluate the antitumor effects of the acute and subacute toxicity of Keumsa (Phellinus linteus) extract intravenously administrated in ICR mice. When administered intravenously (31.3-250 mg/kg body weight), Keumsa (Phellinus linteus) extract significantly inhibited the growth of the solid tumor cell. The antitumor activity of Keumsa (Phellinus linteus) extract increased in a dose-dependent manner. The highest dose (250 mg/kg body weight) was highly effective, reducing tumor formation by 42.7% compared with the control group. In the acute toxicity test, $LD_{50}$ of the Keumsa (Phellinus linteus) extract showed 632.84 mg/kg (♂) and 814.48 mg/kg (♀) after intravenous administration. In addition, liver and spleen weight were increased in a dose-dependent manner. In the subacute toxicity test, the mice were intravenously administered over the course of 28 days. The $LD_{50}$ of the Keumsa (Phellinus linteus) extract showed 355.41 mg/kg (♂) and 383.53 mg/kg (♀) after intravenous administration. The liver and spleen weight also increased in a dose-dependent manner. In the case of the group that received more than 125 mg/kg of intravenous administration, exercise capacity, such as jumping ability and agility, were significantly increased. These results suggest that Keumsa (Phellinus linteus) extract can be regarded as a potent enhancer of the innate immune response, and it can be considered as a new natural product with low toxicity that may be used as a candidate for antitumor action.

Transforming Growth Factor β Inhibits MUC5AC Expression by Smad3/HDAC2 Complex Formation and NF-κB Deacetylation at K310 in NCI-H292 Cells

  • Lee, Su Ui;Kim, Mun-Ock;Kang, Myung-Ji;Oh, Eun Sol;Ro, Hyunju;Lee, Ro Woon;Song, Yu Na;Jung, Sunin;Lee, Jae-Won;Lee, Soo Yun;Bae, Taeyeol;Hong, Sung-Tae;Kim, Tae-Don
    • Molecules and Cells
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    • v.44 no.1
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    • pp.38-49
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    • 2021
  • Airway mucus secretion is an essential innate immune response for host protection. However, overproduction and hypersecretion of mucus, mainly composed of the gel-forming MUC5AC protein, are significant risk factors for patients with asthma and chronic obstructive pulmonary disease (COPD). The transforming growth factor β (TGFβ) signaling pathway negatively regulates MUC5AC expression; however, the underlying molecular mechanism is not fully understood. Here, we showed that TGFβ significantly reduces the expression of MUC5AC mRNA and its protein in NCI-H292 cells, a human mucoepidermoid carcinoma cell line. This reduced MUC5AC expression was restored by a TGFβ receptor inhibitor (SB431542), but not by the inhibition of NF-κB (BAY11-7082 or Triptolide) or PI3K (LY294002) activities. TGFβ-activated Smad3 dose-dependently bound to MUC5AC promoter. Notably, TGFβ-activated Smad3 recruited HDAC2 and facilitated nuclear translocation of HDAC2, thereby inducing the deacetylation of NF-κB at K310, which is essential for a reduction in NF-κB transcriptional activity. Both TGFβ-induced nuclear translocation of Smad3/HDAC2 and deacetylation of NF-κB at K310 were suppressed by a Smad3 inhibitor (SIS3). These results suggest that the TGFβ-activated Smad3/HDAC2 complex is an essential negative regulator for MUC5AC expression and an epigenetic regulator for NF-κB acetylation. Therefore, these results collectively suggest that modulation of the TGFβ1/Smad3/HDAC2/NF-κB pathway axis can be a promising way to improve lung function as a treatment strategy for asthma and COPD.

Auranofin Downregulates Nuclear Factor-κB Activation via Nrf2-Independent Mechanism (오라노핀에 의한 nuclear factor κB 활성저해는 Nrf2 활성화와 무관한 기전에 의함)

  • Kim, Nam-Hoon;Park, Hyo-Jung;Kim, In-Sook
    • Journal of Life Science
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    • v.20 no.12
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    • pp.1772-1776
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    • 2010
  • Transcription factors Nrf2 and NF-${\kappa}B$ are important regulators of the innate immune response, and their cross-talks in inflammation have been reported. Previously, we demonstrated that gold(I)-compound auranofin, an inhibitor of NF-${\kappa}B$ signal, induced Nrf2 activation in human synovial cells and monocytic cells. To investigate whether the Nrf2 activation is involved in the mechanism of the auranofin-attenuated NF-${\kappa}B$ signaling, we examined the effects of Nrf2 knockdown on NF-${\kappa}B$ activation using rheumatic synovial cells. When the cells were transfected with a specific siRNA for Nrf2, the gene expression was perfectly blocked. However, the Nrf2 knockdown did not cancel the suppressive effect of auranofin on TNF-$\alpha$-induced $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation. Treatment with a specific siRNA for HO-1, which is a target of Nrf2 and plays a role in anti-inflammation, also did not affect the blocking activity of auranofin on $I{\kappa}B-{\alpha}$ degradation. In addition, auranofin-inhibited ICAM-1 expression was not restored by Nrf2 knockdown. These findings indicate that the activated Nrf2 and HO-1 are not associated with the suppressive action of auranofin on the pro-inflammatory cytokines-stimulated NF-${\kappa}B$ activation. This suggests that Nrf2/HO-1 and NF-${\kappa}B$ signals, which are regulated by auranofin, participate in the anti-inflammatory action of auranofin via independent pathways in rheumatic synovial cells.

홍삼 유래 성분들의 면역조절 효능

  • Jo, Jae-Yeol
    • Food preservation and processing industry
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    • v.8 no.2
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    • pp.6-12
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    • 2009
  • 면역반응은 외부 감염원으로부터 신체를 보호하고 외부감염원을 제거하고자 하는 주요항상성 유지기전의 하나이다. 이들 반응은 골수에서 생성되고 비장, 흉선 및 임파절 등에서 성숙되는 면역세포들에 의해 매개된다. 보통 태어나면서부터 얻어진 선천성 면역반응을 매개하는 대식세포, 수지상 세포 등과, 오랜기간 동안 감염된 다양한 면역원에 대한 경험을 토대로 얻어진 획득성 면역을 담당하는 T 임파구 등이 대표적인 면역세포로 알려져 있다. 다양한 면역질환이 최근 주요 사망률의 원인이 되고 있다. 최근, 암, 당뇨 및 뇌혈관질환 등이 생체에서 발생되는 급 만성염증에 의해 발생된다고 보고됨에 따라 면역세포 매개성 염증질환에 대한 치료제 개발을 서두르고 있다. 또한 암환자의 급격한 증가는 암발생의 주요 방어기전인 면역력 증강에 대한 요구들을 가중시키고 있다. 예로부터 사용되어 오던 고려인삼과 홍삼은 기를 보호하고 원기를 회복하는 명약으로 알려진 대표적인 우리나라 천연생약이다. 특별히, 홍삼은 단백질과 핵산의 합성을 촉진시키고, 조혈작용, 간기능 회복, 혈당강하, 운동수행 능력증대, 기억력 개선, 항피로작용 및 면역력 증대에 매우 효과가 좋은 것으로 보고되고 있다. 홍삼에 관한 많은 연구에 비해, 현재까지 홍삼이 면역력 증강에 미치는 효과에 대한 분자적 수준에서의 연구는 매우 미미한 것으로 확인되어져 있다. 홍삼의 투여는 NK 세포나 대식세포의 활성이 증가하고 항암제의 암세포 사멸을 증가시키는 것으로 확인되어졌다. 현재까지 알려진 주요 면역증강 성분은 산성다당류로 보고되었다. 또 한편으로 일부 진세노사이드류에서 항염증 효능이 확인되어졌으며, 이를 통해 피부염증 반응과 관절염에 대한 치료 효과가 있는 것으로 추측되고 있다 [본 연구는 KT&G 연구출연금 (2009-2010) 지원을 받아 이루어졌기에 이에 감사드린다]. 면역반응은 외부 감염물질의 침입으로 유도된 질병환경을 제거하고 수복하는 중요한 생체적 방어작용의 하나이다. 이들 과정은 체내로 유입된 미생물이나 미세화학물질들과 같은 독성물질을 소거하거나 파괴하는 것을 주요 역할로 한다. 외부로 부터 인체에 들어온 이물질에 대한 방어기전은 현재 두 가지 종류의 면역반응으로 구분해서 설명한다. 즉, 선천성 면역 반응 (innate immunity)과 후천성 면역 반응 (adaptive immunity)이 그것이다. 선천성 면역반응은 1) 피부나 점막의 표면과 같은 해부학적인 보호벽 구조와 2) 체온과 낮은 pH 및 chemical mediator (리소자임, collectin류) 등과 같은 생리적 방어구조, 3) phagocyte류 (대식세포, 수지상세포 및 호중구 등)에 의한 phagocytic/endocytic 방어, 그리고 4) 마지막으로 염증반응을 통한 감염에 저항하는 면역반응 등으로 구분된다. 후천성 면역반응은 획득성면역이라고도 불리고 특이성, 다양성, 기억 및 자기/비자기의 인식이라는 네 가지의 특징을 가지고 있으며, 외부 유입물질을 제거하는 반응에 따라 체액성 면역 반응 (humoral immune response)과 세포성 면역반응 (cell-mediated immune response)으로 구분된다. 체액성 면역은 침입한 항원의 구조 특이적으로 생성된 B cell 유래 항체와의 반응과 간이나 대식세포 등에서 합성되어 분비된 혈청내 보체 등에 의해 매개되는 반응으로 구성되어 있다. 세포성 면역반응은 T helper cell (CD4+), cytotoxic T cell (CD8+), B cell 및antigen presenting cell 중개를 통한 세포간 상호 작용에 의해 발생되는 면역반응이다. 선천성 면역반응의 하나인 염증은 우리 몸에서 가장 빈번히 발생되고 있는 방어작용의 하나이다. 예를 들면 감기에 걸렸을 경우, 환자의 편도선내 대식세포나 수지상세포류는 감염된 바이러스 단독 혹은 동시에 감염된 박테리아를 상대로 다양한 염증성 반응을 유도하게 된다. 또한, 상처가 생겼을 경우에도 감염원을 통해 유입된 병원성 세균과 주위조직내 선천성 면역담당 세포들 간의 면역학적 전투가 발생되게 된다. 이들 과정을 통해, 주위 세포나 조직이 손상되면, 즉각적으로 이들 면역세포들 (주로 phagocytes류)은 신속하게 손상을 극소화하고 더 나가서 손상된 부위를 원상으로 회복시키려는 일련의 염증반응을 유도하게 된다. 이들 반응은 우리가 흔히 알고 있는 발적 (redness), 부종 (swelling), 발열 (heat), 통증 (pain) 등의 증상으로 나타나게 된다. 즉, 손상된 부위 주변에 존재하는 모세혈관에 흐르는 혈류의 양이 증가하면서 혈관의 직경이 늘어나게 되고, 이로 인한 조직의 홍반과, 부어 오른 혈관에 의해 발열과 부종이 초래되는 것이다. 확장된 모세혈관의 투과성 증가는 체액과 세포들이 혈관에서 조직으로 이동하게 하는 원동력이 되고, 이를 통해 축적된 삼출물들은 단백질의 농도를 높여, 최종적으로 혈관에 존재하는 체액들이 조직으로 더 많이 이동되도록 유도하여 부종을 형성시킨다. 마지막으로 혈관 내 존재하는 면역세포들은 혈판 내벽에 점착되고 (margination), 혈관벽의 간극을 넓히는 역할을 하는 히스타민 (histamine)이나 일산화질소(nitric oxide : NO), 프로스타그린딘 (prostagladins : PGE2) 및 류코트리엔 (leukotriens) 등과 같은 chemical mediator의 도움으로 인해 혈관벽 사이로 삼출하게 되어 (extravasation), 손상된 부위로 이동하여 직접적인 외부 침입 물질의 파괴나 다른 면역세포들을 모으기 위한 cytokine (tumor necrosis factor [TNF]-$\alpha$, interleukin [IL]-1, IL-6 등) 혹은 chemokine (MIP-l, IL-8, MCP-l등)의 분비 등을 수행함으로써 염증반응을 매개하게 된다. 염증과정시 발생되는 여러 mediator 중 PGE2나 NO 및 TNF-$\alpha$ 등은 실험적 평가가 용이하여 이들 mediator 자체나 생성관련효소 (cyclooxygenase [COX] 및 nitric oxide synthase [NOS] 등)들은 현재항염증 치료제의 개발 연구시 주요 표적으로 연구되고 있다. 염증 반응은 지속기간에 따라 크게 급성염증과 만성염증으로 나뉘며, 삼출물의 종류에 따라서는 장액성, 섬유소성, 화농성 및 출혈성 염증 등으로 구분된다. 급성 염증 (acute inflammation)반응은 수일 내지 수주간 지속되는 일반적인 염증반응이라고 볼 수 있다. 국소반응은 기본징후인 발열과 발적, 부종, 통증 및 기능 상실이 특징적이며, 현미경적 소견으로는 혈관성 변화와 삼출물 형성이 주 작용이므로 일명 삼출성 염증이라고 한다. 만성 염증 (chronic inflammation)은, 급성 염증으로부터 이행되거나 만성으로 시작된다. 염증지속 기간은 보통 4주 이상 장기화 된다. 보통 염증의 경우에는 염증 생성 cytokine인 Th1 cytokine (IL-2, interferone [IFN]-$\gamma$ 및 TNF-$\alpha$ 등)의 생성 후, 거의 즉각적으로 항 염증성 cytokine인 Th2 cytokine(IL-4, IL-6, IL-10 및 transforming growth factor [TGF]-$\beta$ 등)이 생성되어 정상반응으로 회복된다. 그러나, 어떤 원인에서든 면역세포에 의한 염증원 제거 반응이 문제가 되면, 만성염증으로 진행된다. 이 반응에 주로 작용을 하는 염증세포로는 단핵구와 대식세포, 림프구, 형질세포 등이 있다. 암은 전세계적으로 사망률 1위의 원인이 되는 면역질환의 하나이다. 산화적 스트레스나 자외선 조사 혹은 암유발 물질들에 의해 염색체내 protooncogene, tumor-suppressor gene 혹은 DNA repairing gene의 일부 DNA의 돌연변이 혹은 결손 등이 발행되면 정상세포는 암화과정을 시작하게 된다. 양성세포 수준에서 약 5에서 10여년 후 악성수준의 암세포가 생성되게 되면 이들 세포는 새로운 환경을 찾아 전이하게 되는데 이를 통해 암환자들은 다양한 장기에 동인 오리진의 암세포들이 생성한 종양들을 가지게 된다. 이들 종양세포는 정상 장기의 기능을 손상시켜며 결국 생명을 잃게 만든다. 이들 염색체 수준에서의 돌연변이 유래 암세포는 거의 대부분이 체내 면역시스템에 의해 사멸되는 것으로 알려져 있다. 그러나 계속되는 스트레스나 암유발 물질의 노출은 체내 면역체계를 파괴하면서 최후의 방어선을 무너뜨리면서 암발생에 무방비 상태를 만들게 된다. 이런 이유로 체내 면역시스템의 정상적 가동 및 증강을 유도하게 하는 전략이 암예방시 매우 중요한 표적으로 인식되면서 다양한 형태의 면역증강 물질 개발을 시도하고 있다. 인삼은 두릅나무과의 여러해살이 풀로써, 오랜동안 한방 및 민간에서 원기를 회복시키고, 각종 질병을 치료할 수단으로 사용되고 있는 대표적인 전통생약이다. 예로부터 불로(不老), 장생(長生), 익기(益氣), 경신(經身)의 명약으로 구전되어졌는데, 이는 약 2천년 전 중국의 신농본초경(神農本草經)에서 "인삼은 오장(五腸)을 보하고, 정신을 안정시키고, 혼백을 고정하며 경계를 멈추게 하고, 외부로부터 침입하는 병사를 제거하여주며, 눈을 밝게 하고 마음을 열어 더욱 지혜롭게 하고 오랫동안 복용하면 몸이 가벼워지고 장수한다" 라고 기술되어있는 데에서 유래한 것이다. 다양한 연구를 통해 우리나라에서 생산되는 고려인삼 (Panax ginseng)이 효능 면에서 가장 탁월한 것으로 알려져 있으며 특별이 고려인삼으로부터 제조된 고려홍삼은 전세계적으로도 그 효능이 우수한 것으로 보고되어 있다. 대부분의 홍삼 약효는 dammarane계열의 triterpenoid인 ginsenosides라고 불리는 인삼 saponin에 의해 기인된 것으로 알려져 있다. 이들 화합물군의 기본 골격에 따라, protopanaxadiol (PD)계 (22종) 및 protopanaxatriol (PT)계 (10종)으로 구분되고 있다 (표 1). 실험적 접근을 통해 인삼의 약리작용 이해를 위한 다양한 노력들이 경주되고 있으나, 여전히 많은 부분에서 충분히 이해되고 있지 않다. 그러나, 현재까지 연구된 인삼의 약리작용 관련 연구들은 심혈관, 당뇨, 항암 및 항스트레스 등과 같은 분야에서 인삼효능이 우수한 것으로 보고하고 있다. 그러나 면역조절 및 염증현상과 관련된 최근 연구결과들은 많지 않으나, 향후 다양하게 연구될 효능부분으로 인식되고 있다.

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