폴리감마글루탐산의 면역 세포 조절 기전

Abstract

말초에 분포하는 처녀(naive) CD4^(+) T 세포는 처음 접하는 항원성 자극의 특성에 따라 1형 도움 T 세포(Th1), 2형 도움 T 세포(Th2) 또는 interleukin-17을 분비하는 도움 T 세포(Th17)등과 같은 효과 세포로 분화한다. 서로 길항적인 경로를 거쳐 분화한 이들 아형은 각기 다른 적응 면역 반응을 활성화하기 때문에 이들 아형간의 불균형은 여러 면역 질환의 병인으로 작용한다. 폴리감마글루탐산(poly-γ-glutamic acid, γ-PGA)은 Bacillus subtilis에 의한 콩 발효 과정 중에 생성되는 점액 성분으로 면역 조절 능력이 있는 것으로 알려져 있지만, 그 작용 기전에 대한 연구는 미흡하다. 이 연구에서는 γ-PGA가 적응면역 반응을 조절하는 능력이 있는지를 알아보기 위하여, C57BL/6 생쥐에서 분리한 CD4^(+) T 세포를 항원성 자극과 γ-PGA를 가하여 효과 세포로 분화 시켰다. γ-PGA가 있는 조건에서 자극된 CD4^(+)T 세포는 Th1과 Th17 세포로의 분화가 촉진 되었으며 Th2 세포로의 분화는 억제 되었다. 또한, γ-PGA는 Th1과 Th17세포의 분화를 결정짓는 물질인 T-bet과 RORγt의 발현을 증가 시켰고, Th2세포 분화에 결정적인 GATA3의 발현을 감소 시켰다. 이런 효과는 2000 kDa γ-PGA보다 50 kDa γ-PGA에서 더 크게 나타났다. 또한, γ-PGA는 항원제시세포가 없는 조건 하에서 자극된 CD4^(+)T 세포가 Th1/Th2 세포로 분화하는 과정을 조절하지 못하였으나, Th17 세포 분화과정에서는 항원제시세포 첨가 유 무에 관계없이 γ-PGA의 효과가 나타났다. 종합하면, γ-PGA는 항원제시세포 의존적인 경로를 통하여 Th1 세포의 분화를 촉진하고 Th2 세포의 분화를 억제하였으며, Th17분화 과정에서 γ-PGA는 항원제시세포 비의존적인 경로를 통하여 CD4^(+) T 세포의 분화 경로를 조절 하였다. 이상의 연구 결과는 γ-PGA가 천식과 같은 Th2 세포 의존적 질환을 제어하는데 적용될 가능성을 제시한다.; Peripheral naive CD4^(+) T cells differentiate to type 1 helper T (Th1), type 2 helper T (Th2), and Interleukin(IL)-17 producing T (Th17) cells depending on the priming conditions. These subsets develop antagonistically to each other to elicit subset-specific adaptive immune responses. Therefore, balance between these subsets can regulate a variety of immune diseases. Poly-g-glutamic acid (g-PGA) is a mucus component of fermented soybeans, which is generated by Bacillus subtilis. Although the immunomodulatory capacity of g-PGA has been suggested previously, the mechanism of its action remains largely unknown. The present study was undertaken to determine how g-PGA regulates adaptive immune responses. The presence of g-PGA during priming of naive CD4^(+)T cells promoted the development of Th1 and Th17 cells but inhibited development of Th2 cells. In accordance, g-PGA up-regulated the expression of T-bet and RORgt, the master genes of Th1 and Th17 cells, respectively, while down-regulating the levels of GATA-3, the master gene of Th2 cells. 50 kDa g-PGA was more effective than 2000 kDa g-PGA. The effect of g- PGA on Th1/Th2 development was dependent on the presence of antigenpresenting cells, whereas its effect on Th17 cell development was independent of antigen-presenting cells. These data demonstrate that g-PGA has a potential to regulate the development pathways of naive CD4^(+)T cells through antigenpresenting cell-dependent and .independent mechanisms and g-PGA may be applicable to treat Th2- dominated diseases such as asthma.