비만 백신에 의한 대식세포의 native LDL의 탐식작용에 대한 연구

Abstract

비만은 지방을 많이 섭취하게 되어 지방이 간이나 지방 조직에 쌓이게 되어 유도가 된다. 또한 비만은 동맥경화와 밀접한 관련이 있는데, 지방을 많이 섭취하게 되면 혈액 내에 존재하는 활성산소와 반응을 한 oxidized LDL의 양이 증가하게 되고, 이는 macrophage의 CD36 receptor에 결합하여 세포 내로 uptake 되어 foam cell로 유도를 하게 된다. Foam cell이 혈관외벽에 쌓이고 처리하기 위해 많은 면역 세포들이 염증 반응을 일으켜 동맥경화를 유발하게 된다. 비만을 치료하기 위한 백신 연구의 일환으로 선행연구를 통해서 LDL의 주요 단백질인 Apolipoprotein B-100의 LDL receptor로의 결합을 차단하면 비만이 억제가 되는 것을 mouse를 이용한 동물 실험을 통해서 확인하였다. 이는 LDL의 ApoB-100의 LDL-R와 결합하는 부위를 mimetic peptide로 만들어서 mouse에 주사를 하게 되면 mimetic peptide에 대한 항체가 유도되고 LDL의 ApoB-100과 결합함으로써 LDL-R와의 결합을 차단하게 된다. 하지만, 흡수되지 못한 LDL이 혈액 내에 존재하여 oxidation되고 이를 macrophage가 탐식하므로 동맥경화를 유도하게 될 것이라는 예상을 할 수 있다. 본 연구에서는 in vitro 상에서, 항 비만 백신인 B4T에 의해 유도된 antibody가 LDL의 macrophage uptake에 어떠한 영향을 주는지를 FACS와 fluorescence image microscopy를 통해서 확인하였다. LDL-Ab의 macrophage내로의 탐식에 대해 알아보고자 DiI dye가 결합된 LDL, oxLDL과 LDL-Ab를 각각 이용하여 fluorescence microscopy로 관찰한 결과, 항 비만 백신에 의해 유도된 antibody를 결합시킨 LDL은 oxLDL과 마찬가지로 macrophage 내부로 uptake가 되어 dye가 detection되는 것을 통해 비만백신에 의해 혈중의 ApoB-100을 구성 성분으로 하는 지단백질(VLDL, IDL, LDL)들이 항체의 결합으로 macrophage에 의해 탐식되어 제거되므로 지방 조직에의 축적을 저해함을 확인하였다. 또한 FACS 실험을 통해서, macrophage가 oxLDL을 uptake하여 세포의 크기가 상대적으로 증가하며, 48시간이 경과하면 지방을 분해하지 못하고 축적된 foam cell의 상태가 유지, 사멸되고 있으나, macrophage가 항체를 통해 native LDL를 탐식한 경우에는 24시간 이후에는 세포의 크기가 상대적으로 증가하였지만, 24시간 더 지나면 세포의 크기는 다시 normal의 macrophage로 회복됨을 알 수 있었다. 또한 세포 내 지방 역시 분해가 되었기 때문에 축적이 되지 않음을 알 수 있었다. 따라서 비만 백신에 의해 혈중 지단백질을 탐식세포가 포획하였을 경우에 정상적인 세포 활동으로 지방을 분해하기 때문에 동맥경화와 같은 병리적 현상이 발생하지 않는 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 B4T 비만 백신은 ApoB와 결합하는 항체를 생산하여 LDL, VLDL등의 ApoB-100을 구성 성분으로 하는 지질 운반체에 결합하며 지방 조직에의 축적을 저해하고 탐식세포에의 탐식을 촉진하여 정상적인 조건으로 분해함으로 비만을 억제하는 탁월한 효능을 입증하였다.; Obesity is the metabolic disease caused by the imbalance of energy savings and expenditure thus resulted in the accumulation of lipids in peripheral and adipose tissues. Atherosclerosis, another closely related metabolic disease, is a chronic arterial plaque-forming inflammatory disease caused by foamic macrophages. LDL is oxidized by activated oxygen in circulation and the oxidized LDL(oxLDL) is recognized and removed by CD36, a scavenger receptor on macrophages. Thus, oxLDL is believed to be a factor in metamorphosis of macrophages to foam cells. For this reason, Apolipoprotien B-100 (Apo B-100) became an object of interest for the development of atherosclerosis protective vaccine. Previous studies with ApoB-100 mimetic peptide, B4T, it was proved that the B4T induced antibody recognized and bound with not only ApoB-100 but also LDL. The result of this cross-recognition was the suppression of body weight increment in spite of the high fat diet, ad libitum. Moreover, there was no evidence for onset of atherosclerosis. In the present study, the mode of B4T induced antibody mechanism as obesity vaccine, was investigated. Physiologically, native LDL is not phagocytosed by macrophages. When anti- B4T antibody was co-incubated with native LDL, Raw264.7 macrophage cells engulfed antibody-tagged (AbLDL) as much as did oxLDL. By FACS analysis, AbLDL endocytosed macrophages recovered to normal status after an additional 24 hour recovery incubation however, oxLDL phagocytosed macrophages became foam cells and died. In conclusion, the mechanism of B4T obesity vaccine was the induced antibody bounds to ApoB-100 and LDL, and therefore block the binding of LDL to its specific receptor, and opsonize LDL to be easily cleared from circulation by macrophage phagocytosis.