Abstract
Inflammatory process leads to the well-known mucosal damage and therefore a further disturbance of the epithelial barrier function, resulting abnormal intestinal wall function, even further accelerating the inflammatory process[1]. Despite of the records, etiology and pathogenesis of IBD remain rather unclear. There are many studies over the past couple of years have led to great advanced in understanding the inflammatory bowel disease(IBD) and their underlying pathophysiologic mechanisms. From the current understanding, it is likely that chronic inflammation in IBD is due to aggressive cellular immune responses including increased serum concentrations of different cytokines. Therefore, targeted molecules can be specifically eliminated in their expression directly on the transcriptional level. Interesting therapeutic trials are expected against adhesion molecules and pro-inflammatory cytokines such as TNF-${\alpha}$. The future development of immune therapies in IBD therefore holds great promises for better treatment modalities of IBD but will also open important new insights into a further understanding of inflammation pathophysiology. Treatment of cytokine inhibitors such as Immunex(Enbrel) and J&J/Centocor(Remicade) which are mouse-derived monoclonal antibodies have been shown in several studies to modulate the symptoms of patients, however, theses TNF inhibitors also have an adverse effect immune-related problems and also are costly and must be administered by injection. Because of the eventual development of unwanted side effects, these two products are used in only a select patient population. The present study was performed to elucidate the ability of TNF-${\alpha}$ antibodies produced in sheep colostrums to neutralize TNF-${\alpha}$ action in a cell-based bioassay and in a small animal model of intestinal inflammation. In vitro study, inhibitory effect of anti-TNF-${\alpha}$ antibody from the sheep was determined by cell bioassay. The antibody from the sheep at 1 in 10,000 dilution was able to completely inhibit TNF-${\alpha}$ activity in the cell bioassay. The antibodies from the same sheep, but different milkings, exhibited some variability in inhibition of TNF-${\alpha}$ activity, but were all greater than the control sample. In vivo study, the degree of inflammation was severe to experiment, despite of the initial pilot trial, main trial 1 was unable to figure out of any effect of antibody to reduce the impact of PAF and LPS. Main rat trial 2 resulted no significant symptoms like characteristic acute diarrhea and weight loss of colitis. This study suggested that colostrums from sheep immunized against TNF-${\alpha}$ significantly inhibited TNF-${\alpha}$ bioactivity in the cell based assay. And the higher than anticipated variability in the two animal models precluded assessment of the ability of antibody to prevent TNF-${\alpha}$ induced intestinal damage in the intact animal. Further study will require to find out an alternative animal model, which is more acceptable to test anti-TNF-${\alpha}$ IgA therapy for reducing the impact of inflammation on gut dysfunction. And subsequent pre-clinical and clinical testing also need generation of more antibody as current supplies are low.
장 질환은 점막 세포의 파괴로부터 진행되어 장 상피세포벽의 기능상실, 비정상적인 장벽 활동을 야기하며, 이는 또 다시 염증반응의 가속화를 야기하는데[1], 여러 연구에도 불구하고 염증성 장질환에 대한 병변은 뚜렷이 밝혀진 바가 없다. 지난 수년간 병리학적 기전에 근거한 염증성 장질환에 대해 여러 연구가 이루어져 왔으며, 현재 만성적인 염증성 장 질환의 경우 여러 종류의 혈중 사이토카인 증가로 인한 과도한 세포 면역반응과 관련이 있을 것으로 추정되고 있다. 이러한 이유로 비정상적인 면역반응을 유도하는 전염증성 사이토카인인 TNF-${\alpha}$와 같은 특정 사이토카인의 발현을 전사단계에서부터 선택적으로 제거하는 방법을 통해 염증성 질환의 예방 및 치료에 접근하고자 하는 시도가 기대를 모으고 있다. 향후 면역반응 조절을 통한 염증성 장 질환 연구는 장 질환 자체의 세부적인 치료법에 대한 발전뿐만 아니라 염증과 관련된 여러 질병들의 병리학적 증상에 대해서도 새로운 접근법을 제시할 수 있을 것이다. Immunex(Enbrel), J&J/Centocor(Remicade)와 같은 사이토카인 억제제-쥐에서 유도된 단일클론 항체-의 경우 여러 연구를 통해 염증성 장질환 환자들의 증상을 완화하는 것으로 밝혀졌으나 면역과 관련된 부작용을 동시에 갖고 있으며, 비용적인 문제와 주사제를 이용해야 하는 치료방법의 제한점을 가지고 있다. 이러한 이유로 환자 모두가 사이토카인 억제 약물을 통한 치료를 받는 것이 현실적으로 어려운 상황이다. 본 연구는 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 TNF-${\alpha}$의 활성을 억제를 통한 염증반응 완화능을 세포단계의 생물검정과 장 염증이 유도된 동물모텔을 통해 검증하였다. 양(羊)의 초유(初乳)에서 생성된 TNF-${\alpha}$ 항체의 사이토카인 발현 억제능을 살펴보기 위하여 세포 생물검정을 수행하였다. 항체는 1 : 10,000 희석배율에서 TNF-${\alpha}$의 활성을 완전히 억제하였으며 동일한 양의 다른 양유(羊乳)를 이용한 실험에서도 억제능의 정도에 일부 차이를 보였으나 대조군에 비하여 모든 실험군에서 TNF-${\alpha}$의 활성이 억제었다. 동물실험 1의 경우 초기 시범 실험을 통해 염증유도 물질인 PAF(Platelet activating factor)와 LPS(Lipopolysaccharides)의 투여량을 설정하였으나, 본 실험 중 과도한 장내 염증반응으로 인해 출혈을 일으키거나 폐사하였으며, 동물실험 2에서는 TNBS(Trinitrobenzenesulphonic acid)를 이용한 대장염 유도를 시도하였으나, 실험군의 50% 정도만이 대장염으로 인한 전형적인 체중 감소와 일반적인 병리학 증세를 보였다. 이상의 결과로 미루어 면역반응을 통해 생성된 양(羊)의 초유(初乳)에 함유된 TNF-${\alpha}$ 항체는 WEHI-13 VAR 세포의 TNF-${\alpha}$ 활성을 유의적으로 억제함을 확인할 수 있었다. 동물실험 1의 경우, 예상되는 TNF-${\alpha}$ 항체의 염증반응 억제 효과보다 유도된 염증반응의 정도가 강하였고, 실험 2의 경우, 대장염 유도에 대한 실험동물간의 민감성 차이를 나타내었다. 향후 항TNF-${\alpha}$ IgA 치료법을 통한 염증 유래 장질환 연구를 위해서 적합한 실험동물 모델의 개발이 필요하며 더 많은 항체 개발과 함께 수반되는 전임상 및 임상실험 역시 이루어져야 할 것으로 사료된다.