• BMB Reports
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• 제56권6호
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• pp.359-364
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• 2023

KAI1/CD82, a membrane tetraspanin protein, can prevent various cancers and retinal disorders through its anti-angiogenic and anti-metastatic capacity. However, little is known about its anti-inflammatory effect and molecular mechanism. Therefore, the present study aimed to inLPSvestigate effect of a recombinant protein of the large extracellular domain of human KAI1 (Gly 111-Leu 228, rhKAI1) on lipopolysaccharides (LPS)-stimulated RAW264.7 macrophage-like cells and mouse bone marrow-derived macrophages (BMDM) and to identify its underlying mechanism. Our data showed that rhKAI1 suppressed expression levels of classically macrophages (M1) phenotype-related surface markers F4/80+CD86+ in LPS-stimulated BMDM and RAW264.7 cells. In addition, LPS markedly increased mRNA expression and release levels of pro-inflammatory cytokines and mediators such as interleukin (IL)-1β, IL-6, tumor necrosis factor-α, cyclooxygenase-2, nitric oxide and prostaglandin E2, whereas these increases were substantially down-regulated by rhKAI1. Furthermore, LPS strongly increased expression of NF-κB p65 in the nuclei and phosphorylation of ERK, JNK, and p38 MAPK. However, nuclear translocation of NF-κB p65 and phosphorylation of JNK were greatly reversed in the presence of rhKAI1. Especially, rhKAI1 markedly suppressed expression of toll-like receptor (TLR4) and prevented binding of LPS with TLR4 through molecular docking predict analysis. Importantly, Glu 214 of rhKAI1 residue strongly interacted with Lys 360 of TLR4 residue, with a binding distance of 2.9 Å. Taken together, these findings suggest that rhKAI1 has an anti-inflammatory effect on LPS-polarized macrophages by interacting with TLR4 and down-regulating the JNK/NF-κB signaling pathway.

• Animal Bioscience
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• 제37권1호
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• pp.131-141
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• 2024

Objective: This experiment aimed to explore the protective action of dietary supplementation with isoquinoline alkaloids (IA) from Macleaya cordata on lipopolysaccharide (LPS)-induced liver injury in broilers. Methods: Total 216 healthy broilers were selected in a 21-d trial and assigned randomly to the following 3 treatments: control (CON) group, LPS group, and LPS+IA group. The CON and LPS groups were provided with a basal diet, whereas the LPS+IA group received the basal diet supplemented with 0.6 mg/kg Macleaya cordata IA. Broilers in LPS and LPS+IA groups were intraperitoneally injected with LPS (1 mg/kg body weight) at 17, 19, and 21 days of age, while those in CON group were injected with equivalent amount of saline solution. Results: Results showed LPS injection caused systemic and liver inflammation in broilers, inhibited immune function, and ultimately lead to liver injury. By contrast, supplementation of IA ameliorated LPS-induced adverse change in serum parameters, boosted immunity in LPS+IA group. Furthermore, IA suppressed the elevation of hepatic inflammatory cytokines and caspases levels induced by LPS, as well as the expressions of genes related to the toll-like receptor 4 (TLR4)/myeloid differentiation primary response 88 (MyD88)/nuclear factor-kappa B (NF-κB) pathway. Conclusion: Dietary inclusion of 0.6 mg/kg Macleaya cordata IA could enhance immune function of body and inhibit liver damage via inactivating TLR4/MyD88/NF-κB signaling pathway in broilers.

• 한국버섯학회지
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• 제19권3호
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• pp.225-233
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• 2021

염증은 외부 자극으로부터 보호하는 중요한 면역반응이다(Jeong et al., 2012). 그러나 NO 및 inflammatory cytokine과 같은 염증 매개 인자의 과도한 생성은 비정상적인 염증 반응을 초래할 수 있다(Paradise et al., 2010). 염증 매개 인자의 생성과 염증 신호 전달을 조절하는 중요한 역할을 하는 대식세포는 LPS 자극에 의해 NF-κB가 활성화 되어 inflammatory cytokine 등의 염증 매개 인자들이 분비가 증가되며 염증 반응을 심화시킨다(Lee et al., 2012). 본 연구에서는 영지버섯균 발효 꾸지뽕나무 가지 톱밥 추출물을 이용하여 LPS로 염증을 유도한 Raw264.7세포에서 염증 관련 인자들의 생성 및 발현에 미치는 영향을 분석하여 항염증 효과를 확인하였다. NO는 염증에서 중요한 역할을 하며 대식세포의 염증 반응 조절 평가시 대표적인 지표로 사용되며 iNOS에 의해 생성이 유도되며 PGE₂는 염증 매개 인자로 inflammatory cytokine 생성에 관여하며 COX-2에 의해 생성이 유도된다(Paradise et al., 2010; Posadas et al., 2000). 발효추출물이 RAW264.7세포에서 세포독성 없이 NO의 생성과 PGE₂의 생성을 감소시켰으며 이 결과는 발효 추출물 처리에 의해 iNOS와 COX-2의 발현이 감소한 것과 일치하였다. 또한 염증 반응을 조절하는 대표적인 inflammatory cytokine으로 알려진 IL-1β, TNF-α의 생성이 감소되었다. 따라서 발효추출물은 NO, PGE₂, inflammatory cytokines 생성을 감소시켜 항염증 효과를 나타낸다고 볼 수 있다. NF-κB는 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine의 발현을 조절하는 전사인자로 IκB와의 결합에 의해 NF-κB의 핵 내 이동이 억제되며 불활성화상태로 존재한다. LPS 자극에 의해 IκB가 인산화 및 분해되면 NF-κB가 활성화되어 핵 내로 이동하여 염증성 매개인자들의 발현을 유도하고, 염증성 질환 뿐만 아니라 다양한 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다 (Kawai and Akira, 2006; Ghosh and Ksarin, 2002). 본 연구에서는 LPS에 의해 자극된 RAW264.7 세포에서 IκB의 분해 및 NF-κB의 전이가 발효추출물에 의해 감소됨을 확인하였으며 발효추출물에 의한 iNOS, COX-2 및 inflammatory cytokine 감소는 NFκB 활성화 감소에 의해 조절되는 것으로 사료된다. 이러한 결과들을 통해서 발효추출물이 NF-kB 활성화 억제를 통해 염증 매개 인자들의 생성 및 발현을 감소시킴으로서 염증 반응 억제 효과를 나타냄을 확인하여, 염증 관련 질환에 대해 예방 및 개선을 위한 항염증 기능성 소재로 사용될 수 있음을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1110-1119
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• 2021

본 연구의 목적은 LPS가 처리된 RAW 264.7 대식세포에서의 염증 반응이 미세먼지(PM_2.5)에 의해 더욱 증가될 수 있는지를 조사하는 것이다. 이를 위하여 LPS와 미세먼지(PM_2.5)가 단독으로 처리되거나 LPS가 존재하는 조건에서 미세먼지(PM_2.5)가 처리된 RAW 264.7 세포에서 염증 매개변수와 ROS의 생성 정도 및 염증 조절 유전자들의 발현 수준을 조사하였다. 본 연구의 결과에 의하면 세포 독성이 없는 범위에서 LPS가 처리된 세포에서 미세먼지(PM_2.5)는 염증성 매개 인자(NO 및 PGE₂) 및 cytokine (IL-6 및 IL-1β)의 생성 수준이 각각의 단독 처리군에 비하여 매우 증가되었으며. 이는 이들의 생성에 관여하는 유전자들의 전사 및 번역 수준에서의 발현 증가와 연관성이 있었다. 또한, LPS가 처리된 RAW 264.7 세포에 미세먼지(PM_2.5)가 노출되었을 때, 핵에서 NF-κB의 발현이 더욱 증가하였고, 세포질에서는 NF-κB 뿐만 아니라 IκB-α의 발현이 감소되었다. 이러한 결과는 LPS와 미세먼지(PM_2.5)의 단독 처리에 비하여 동시 처리된 경우 NF-κB 신호계의 활성이 더욱 증가하여 염증성 유전자들의 전사 활성촉진에 기여하였음을 의미한다. 나아가 LPS가 처리된 RAW 264.7 세포에서 미세먼지(PM_2.5)에 의해 ROS 생성이 크게 증가되었지만 NF-κB 억제제는 ROS의 생성을 감소시키지 못하였다. 그러나, ROS 생성을 인위적으로 억제하였을 경우, 미세먼지(PM_2.5)에 의해 증가된 염증 매개 인자의 발현 및 생성과 NF-κB의 활성화가 모두 감소되었다. 따라서, 본 연구의 결과는 LPS가 처리된 RAW 264.7 세포에서 미세먼지(PM_2.5)에 의해 유도된 NF-κB 매개 염증반응의 증가는 ROS 생성 의존적 현상임을 시사한다.

• 생명과학회지
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• 제25권9호
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• pp.993-999
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• 2015

본 연구에서는 참콩풍뎅이(Popillia flavosellata) 에탄올 추출물(PFE)의 항염증 효능을 분석하기 위해 PFE를 농도별(500, 1,000, 2,000 μg/ml)로 대식세포인 RAW 264.7에 처리 시 최고 처리농도인 2,000 μg/ml까지 통계적인 유의성 있는 독성이 없음을 확인하였다. LPS (100 ng/ml)로 염증 유도된 RAW 264.7 세포에 PFE를 농도별(500, 1,000, 2,000 μg/ml)로 동시 처리 시 농도 의존적으로 염증성사이토카인인 TNF-α와 IL-6의 단백질 생성을 통계적인 유의성(p<0.001)있게 억제함을 확인하였다. 또한 염증 유도된 RAW 264.7 세포에 PFE 동시 처리 시 NF-κB p65의 핵으로 이동이 차단됨과 iNOS와 COX-2의 단백질 발현을 감소시키는 것을 확인하였다. 이상의 연구결과를 통해 참콩 풍뎅이는 염증에 의해 활성화된 TLR-4 신호전달과정을 조절하는 NF-κB p65의 활성과 염증성사이토카인 TNF-α와 IL-6의 생성 및 염증성효소 iNOS와 COX-2의 생성을 억제하는 항염증 효능이 있음을 확인하였다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제48권7호
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• pp.779-788
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• 2005

목 적 : Echinacea는 면역증강제로 이미 사용되고 있는 재래 식물로서 최근에 Echinacea의 추출물로 단구를 중심으로 면역세포들에 의한 면역증강효과에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구는 단구와 수지상세포에서 Echinacea에 의해 유전자의 발현이 증가되는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 사용하여 선별하고 이들을 토대로 Echinacea의 면역증강 효과에 대한 연구를 할 때 기초 자료가 되고자 하였다. 방 법 : 실험 1과 2는 3명의 공여자의 말초혈 단구로 실험하였는데 실험 1은 단구에 최종 농도가 $50{\mu}g/mL$ 되게 Echinacea를 첨가하여 1일간 배양하였고, 실험 2는 실험 1의 대조군으로서 Echinacea를 첨가하지 않고 배양하였다. 실험 3과 4는 2명의 공여자의 단구로 실험하였는데 실험 3은 GM-CSF와 IL-4를 첨가하여 5일간 배양시켜 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하여 1일간 더 배양시켰고, 실험 4는 실험 3의 대조군으로서 수지상세포로 분화시킨 뒤 Echinacea를 첨가하지 않고 1 일간 더 배양하였다. Echinacea에 의한 단구와 수지상세포의 유전자발현 효과를 알아보기 위해서 cDNA microarray chip을 이용하여 대조군에 대한 실험군의 각 유전자의 발현비를 구하였다. Echinacea를 첨가하지 않은 단구(실험 2의 단구)에 대한 Echinacea를 첨가한 단구(실험 1의 단구)의 각 유전자들의 발현 비를 구하였고, Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포(실험 4의 수지상세포)에 대한 Echinacea를 첨가한 수지상세포(실험 3의 수지상세포)의 각 유전자들의 발현비를 구하였다. 여기서 실험 1과 2에서는 세 공여자의 단구에서 나온 유전자 발현비의 결과를, 실험 3과 4에서는 두 공여자의 수지상세포에서 나온 유전자 발현비의 결과를 평균하여 그 발현비가 2.5 이상 되는 것을 의미있게 발현된 유전자로 보았다. 결 과 : Echinacea를 첨가하지 않은 단구를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 단구의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 17개였다. Echinacea를 첨가하지 않은 수지상세포를 대조군으로 하여 Echinacea를 첨가한 수지상세포의 유전자 발현비가 2.5 이상으로 증가한 것들 중 면역과 관계된 유전자들은 24개였고, 실험에 사용한 수지상세포들은 모두 미성숙 수지상세포의 특징적인 표면항원들을 가지고 있음을 유세포 분석으로 확인하였다. Echinacea가 단구와 수지상세포 둘 다에서 의미있게 유전자발현비가 증가된 것들이 7개 있었는데, 이들은 CD44, IFI 30, MRC 1, CCR 7, CLK 2, syntenin, cytochrome C oxidase subunit VIII 등의 유전자들이었다. 특히 발현비가 3.5 이상으로 높은 유전자들을 그 발현비 순으로 나열하면 단구에서는 IFI 30, CLK 2, syntenin, superoxide dismutase 2 등 4개의 유전자들이 있었고, 수지상세포에서는 somatomedin A, methyl-CpG binding domain protein 3, IFI 30, small inducible cytokine subfamily A(Cys-Cys), member 22, ubiquitin-conjugating enzyme E2L 6, hexosaminidase B, nuclear factor of kappa light polypeptide gene enhancer in B-cells inhibitor epsilon, CCR 7 등 8개의 유전자들이 있었다. 결 론 : 본 연구는 Echinacea가 $CD14^+$ 단구 및 수지상세포에서 발현을 증가시키는 면역관련 유전자들을 cDNA microarray chip을 이용하여 검색하였고, 향후 이 유전자들을 기초로 정량적이고 기능적으로 분석할 수 있는 토대를 마련하였다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제53권5호
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• pp.452-463
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• 2020

본 연구는 AT의 뿌리를 제외한 전체 AT의 에탄올 및 물 추출물의 면역 조절 효과를 비교하고 THP-1의 cytokine 분비를 조절하는 분자 메커니즘을 조사하였다. AT의 물 추출물 및 에탄올 추출물은 THP-1 세포에 독성이 없으며 세포 증식을 증가키는 것을 확인하였다. 에탄올 추출물은 영향이 없는데 반해, 물 추출물은 THP-1의 IL-1β의 분비를 증가시켰으며 COX-2 및 iNOS 단백질의 발현을 증가시켰다. 또한, MAPK 및 Akt의 인산화와 IkBα의 분해를 유도하는 것을 확인하였다. AT에 의한 IL-1β 분비는 ERK 및 JNK 억제제에 의해 감소되었으며, TNF-α의 분비는 ERK, p38 MAPK 및 JNK 억제제에 의해 감소되었다. 흥미롭게도, p38 MAPK 억제제는 AT에 의한 IL-1β의 생성을 추가로 증가시켰다. 이 결과는 AT 지상부의 물 추출물에 MAPK 신호 전달 경로를 통해 면역 세포를 자극하여 cytokine의 생산을 유도하는 생리활성물질이 존재한다는 것을 의미한다. 따라서, AT 지상부는 면역력 강화제의 천연 소재로써 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 생명과학회지
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• 제30권11호
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• pp.999-1006
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• 2020

최근 중추신경계에서 면역기능을 담당하는 미세아교세포(microglia)의 염증반응을 효율적으로 조절하는 것은 알츠하이머 병, 파킨슨 병 및 헌팅턴 병과 같은 퇴행성 뇌질환의 치료를 위한 중요한 타겟으로 인식되고 있다. 왕귀뚜라미(Teleogryllus emma)는 다양한 치료효능으로 인해 세계적으로 널리 이용되고 있으며, 본 연구팀에서는 최근 왕귀뚜라미의 전사체 분석을 통하여 항균활성을 가지는 다양한 종류의 새로운 항균 펩타이드(antimicrobial peptide; AMP) 후보들을 선별한 바 있다. 항균 펩타이드는 미생물에서부터 포유류까지 매우 다양한 종으로부터 발견되었으며, 현재는 항균활성뿐만 아니라 염증반응과 같은 다양한 질병의 치료제 개발을 위한 후보 물질로 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 선행연구를 통하여 선별된 왕귀뚜라미 유래 항균 펩타이드들 중에서 Teleogryllusine(VKWKR-LNNNKVLQKIYFVKI-NH₂)으로 명명된 항균 펩타이드의 신경염증 억제 효능을 관찰하였다. Teleogryllusine의 신경염증 억제 효능을 관찰 하기 위하여 immortalized mouse microglia 세포주인 BV-2 세포에 Teleogryllusine을 1시간 전처리 한 후 LPS를 이용하여 BV-2 세포의 염증 반응을 유도하였다. 그 결과 Teleogryllusin은 최대 처리 농도인 80 ㎍/ml까지 세포독성 없이 nitric oxide (NO) 생성을 현저히 감소시킴을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응 매개인자인 iNOS와 COX-2 및 cytokine (Il-6, TNF-α)의 발현을 유전자 수준과 단백질 수준에서 확인한 결과 Teleogryllusine 처리농도에 의존적으로 감소됨을 확인할 수 있었다. 또한 Teleogryllusine의 신경염증 억제작용 기작을 확인한 결과 mitogen activated protein kinases (MAPKs)와 IκB의 인산화 및 proteosome에 의한 IκB의 분해를 억제함으로서 BV-2 세포의 신경염증반응이 조절됨을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 보아 왕귀뚜라미 유래 Teleogryllusine 펩타이드는 신경염증반응에 의해 유도되는 퇴행성 뇌질환 치료 및 예방을 위한 의료용 소재로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제30권9호
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• pp.804-812
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• 2020

본 연구에서는 아메리카왕거저리에 대한 기능성 연구의 일환으로 아메리카왕거저리 유충의 유전체 분석을 통해 선별된 조포바신 1의 항균 및 항염증 활성을 확인하였다. 선행연구에서 RNA 시퀀싱을 통해 아메리카왕거저리의 전사체를 분석하였으며, 결과를 바탕으로 인실리코(in silico) 분석을 수행하여 전사체 유래 항균 펩타이드를 스크리닝하고 선발하였다. 수행된 항균활성 및 용혈활성 테스트에서 조포바신 1은 세균 및 칸디다 진균에 대해 광범위한 항균활성을 나타낸 반면 마우스 적혈구에 대한 용혈활성은 전혀 없었다. 다음으로 마우스 대식세포주 Raw264.7 세포를 이용하여 조포바신 1의 항염증활성을 확인하였다. 그 결과 조포바신 1은 LPS로부터 유도된 Raw264.7 세포들의 산화질소 생성을 감소시키는 결과를 보여주었다. 뿐만 아니라 실시간 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR) 방법과 효소결합면역흡착측정법(ELISA)을 통해 조포바신 1이 Raw264.7 세포에서 전염증성 사이토카인(IL-6, IL-1β)의 발현을 감소시킨다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 염증반응의 신호전달인자들(MAPKs, NF-κB)의 인산화를 억제하는 것을 확인하였다. 게다가 조포바신 1은 LPS와의 상호작용을 통해 결합한다는 것을 확인하였다. 이러한 연구결과들은 아메리카왕거저리 유전체 분석을 통해 확인된 조포바신 1이 항균 및 항염증 치료를 위한 물질로서 개발하는데 가능성이 있을 것으로 사료된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권3호
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• pp.236-245
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• 2016

밀배아유가 LPS로 자극된 대식세포에서 염증과 관련된 인자들에 미치는 영향을 살펴보기 위해, NO 및 전염증성 cytokine의 분비량과 iNOS 및 COX-2의 발현량, NF-κB p65와 MAPKs 활성화를 확인하였다. 또한 ICR 마우스를 이용하여 croton oil로 유도된 귀부종을 통해 귀두께 변화 및 귀조직을 관찰하였다. 그 결과, 밀배아유는 LPS로 인해 증가된 NO 및 전염증성 cytokine의 분비량을 감소시켰으며, 특히, IL-6와 TNF-α는 100 μg/ml 농도에서 90% 이상의 분비 억제효과를 나타내었다. LPS에 의해 증가된 iNOS와 COX-2의 발현은 100 μg/ml 농도로 밀배아유 처리시 발현 억제가 가장 크게 나타났으며, NF-κB p65의 발현도 밀배아유 농도가 증가함에 따라 발현 억제효과를 나타내었으며, 100 μg/ml 농도로 처리 시 억제 효과가 가장 컸다. 밀배아유는 MAPKs의 인산화를 억제시켰으며, 특히, ERK와 JNK의 인산화 억제가 농도 의존적으로 크게 효과를 나타내었다. 또한, 밀배아유는 croton oil로 유도된 귀부종에서 귀두께를 감소시켰으며, 경피와 진피의 두께 및 진피에 침윤된 비만세포의 수도 감소시킴을 확인하였다. 이상으로, 밀배아유는 NF-κB 및 MAPKs의 신호 경로 조절을 통한 염증성 매개 인자들의 발현 감소로 항염증 효과를 나타냄을 확인하여, 천연 항염증 소재로서 활용도가 가능함을 시사한다.