항비만 면역치료에 의한 지방조직내 대식세포 분극화 양상 연구

Abstract

비만은 에너지원의 흡수와 소모의 불균형에 따른 지방의 축적으로, 전세계적으로 급증하고 있는 대사질환이다. 비만은 심혈관계질환, 당뇨병 및 암 등 다양하고 광범위한 질병을 동반하는 심각한 질병이다. 정상적인 지방 조직에는 세포성 면역능을 나타내는 M2형의 대식세포가 주요형태로 분포하지만 비만 지방조직에서는 사멸한 지방세포 및 그 잔해를 제거하기 위하여 대식세포가 15배 이상 증가하게 되며, 이들은 특히 M1 형 대식세포로 분극화(polarization)되어 염증성 면역반응이 활성화 되며, 이러한 현상은 궁극적으로 대사질환의 동기가 된다는 것이 최근 밝혀졌다. 본 연구에서는, ApoB-100의 mimetic 펩타이드인 SJP3를 이용한 비만 면역치료에 의해 유도된 항체의 기능으로 비만 억제 효능의 확인과 지방 조직에서의 대식세포의 분극화 양상 변화가 유도되는지 여부를 확인하고자 하였다. 이를 위하여 고지방식이를 통해 BMI 0.35 이상으로 비만을 유도한 C57BL/6 mouse에서 SJP3를 16주령부터 2주 간격으로 4회 백신주사를 하였으며, 24주령까지의 체중변화를 운동요법을 병행하며 비교 추적하였다. 실험군은 정상사료섭취 정상 대조군 (chow)과 60% 고지방식을 섭취한 비만군(Mock), 고지방식과 함께 백신을 접종한 백신군(Vaccine)으로 하였으며, 비만군과 백신군은 추가적으로 각각 운동을 병행한 군(Mock+ex, Vaccine +ex)으로 5개 군으로 진행하였다. 백신접종을 시작하기 이전에 7주령부터 고지방식을 투여하여 비만을 우선 유도 하였다. BMI가 0.35 이상인 백신접종 이전단계에서 78%의 마우스에서 이미 B4T 및 사람의 저밀도지질단백질(LDL)을 인식하는 자가항체가 유도되었으며, 고지방식 투여군에서 자가항체가 확인된 개체들의 경우 SJP3 백신의 최초 주사 후 1주일 경과시점에 항체 역가가 급격히 감소하는 양상을 보였다. 그러나 추가하여 SJP3 백신을 주사하면 다시 항체 역가가 증가하는 것을 확인하였다. 백신 접종에 의한 비만 체중 변화는 Mock그룹과 Vaccine그룹에서 차이가 나타나지 않았다. 그러나 운동을 병행한 경우에는 mock 그룹의 경우 20주령으로부터 24주령의 기간동안에 7.76 g (17.91%) 감소한 반면 백신군에서는 동일한 기간 동안 9.87 g (21.92%)의 감소를 보였다. 이로서 SJP3 백신에 의한 비만 치료는 추가적인 체중의 증가를 억제한다는 기존의 연구 결과를 재 확인하였으며, 고도 비만의 치료시 운동을 병행하는 것이 바람직함을 알 수 있었다. 정상군, 비만군 및 백신군의 각각의 지방조직으로부터 대식세포를 분리한 후 유세포분석(flow cytometry)으로 대식세포의 M1 혹은 M2 형으로의 분극화를 평가하였다. 그 결과 정상군에서는 M2 대식세포만 존재하였고, 비만군의 경우 M1 63.9%, M2 36.1%로 대식세포의 분극화를 나타내었다. 백신접종군에서는 M1 54.7%, M2 45.3%로 polarization이 정상군의 양상쪽으로 바뀌는 것을 확인 하였다. 본 연구의 결과 SJP3 백신은 고지방식에 의한 체중 증가를 억제하며, 운동 병행요법에 의해 체중을 감소시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 비만 치료는 지방조직의 염증반응을 유발하는 M1 대식세포의 증가를 억제하는 것이 확인되어 SJP3 백신의 비만치료효과는 면역계 교란에 의한 대사성질환의 억제에도 긍정적인 효과가 있음을 확인하였다.