Effects of Regular Exercise on Health Fitness and Immune Function in Patients with Ovarian Cancer

남신영 한서대학교 건강증진대학원 2021 국내석사

목적: 암에 대한 신체활동의 보호 작용을 설명하기 위한 몇 가지 메커니즘이 제안되었지만, 난소 암 환자에게는 실험적 증거가 부족하다. 이 연구의 목적은 난소 암 생존자의 신체구성, 건강 체력 및 면역 관련 기능에 대한 규칙적인 신체활동의 영향을 조사하는 것이었다. 재료 및 방법: 33세에서 58세의 난소 암 생존자들이 이 연구에 자발적으로 참여했다. 참여자들은 난소 암을 제거하고 서울 송도병원 운동 면역 센터에 등록하여 1년 이상 정기적으로 관리를 받고자 한 환자들이었다. 이 연구에는 6명의 참가자가 등록되었다. 참가자들을 운동군 (n = 3)과 대조군 (n = 3)으로 배정되었다. 모든 참가자들의 평균 ± SD 연령은 48.33 ± 9.22세였으며, 평균 체중은 55.73 ± 11.95 kg이었다. 운동군은 일주일에 1~3회 운동프로그램에 참여했다. 운동군은 5분 간의 준비운동을 시작으로 3단계의 운동 세션(저항운동+유산소운동)을 실시하였다. 5분 동안 스트레칭으로 프로그램을 마쳤다. 결과: 실험 종료 후 대조군의 변인들과 비교하면 규칙적인 운동은 건강한 체중을 유지하고 운동군의 근력, 근지구력 및 유연성을 증가시켰다. 이 연구는 또한 규칙적인 운동이 선천성 면역 기능 중 림프구 백분율을 개선하고 총 NK 세포 백분율 및 NKG2D + NK 세포 백분율을 증가시킨다는 것을 발견하였다. 또한, 대조군의 변수를 비교하면, 규칙적인 운동은 helper T 세포, Th1 / Th2비, CD8+PD-1+T 세포 퍼센트 및 세포 독성 퍼센트를 개선하는 한편, CD4/CD8비를 감소시켰다. 결론: 규칙적인 운동은 근기능을 향상시키는데 매우 중요한 수단이 되며, 선천성 및 후천성 면역 기능 모두에서 바람직한 변화를 초래한다는 사실을 알 수가 있었다. Aim: Several mechanisms have been proposed to explain the protective action of physical activity against cancer, but there is a lack of experimental evidence in patients with ovarian cancer. The purpose of this study was to investigate the effects of regular physical activity on body composition, fitness and immune-related functions of ovarian cancer survivors. Materials and Methods: Ovarian cancer survivors aged 33 to 58 years voluntarily participated in this study. They were enrolled in the Exercise Immune Center of Seoul Songdo Hospital, having undergone removal of ovarian cancer and experiencing regular care for over one year. Six participants were enrolled in this study. The participants were divided into an exercise group (n = 3) and a control group (n = 3). The mean ± SD age of the study participants was 48.33 ± 9.22 years, and mean body weight was 55.73 ± 11.95 kg. The exercise group participated in a supervised exercise program one to three times a week. Exercise began with a 5-minute warm-up. Next, the participants performed three phases of workout sessions lasting 30 – 40 min, walked for 50 – 60 min on consecutive days prior to resistance exercise sessions, and then finished their program by stretching for 5 min. Results: Regular exercise helped to maintain a healthy weight and increased strength, endurance and flexibility in the exercise group compared to the control group. This study also found that regular exercise impacts immune function by improving lymphocyte percentage and increasing total NK cell percentage and NKG2D+ NK cell percentage. Moreover, regular exercise improved helper T cell count, Th1/Th2 ratio, CD8+PD-1+ T cell percentage and cytotoxicity percentage, while decreasing the CD4/CD8 ratio in the exercise group. Conclusion: This study found that regular exercise improves muscle function, which is very important for the general function of the human body, leading to desirable changes in both the innate and acquired immune response.

The Emerging Role of 3-Hydroxyanthranilic Acid in Caenorhabditis elegans Aging Immune Function

Espejo, Luis The University of Arizona ProQuest Dissertations & 2023 해외박사(DDOD)

The kynurenine pathway is responsible for a majority of tryptophan metabolism. It has been intricately linked to both aging and immune function, yet its exact roles in the two processes has not been fully characterized. The only well-established regulation of the kynurenine pathway is the control of flux via activity of indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO). We have chosen C. elegans and M. musculus to establish how some kynurenine pathway components impact aging and immune function and how these components are regulated. We found that accumulation of the kynurenine pathway intermediate metabolite 3-hydroxyanthranilic acid (3HAA) through supplementation or inhibition of the catabolizing enzyme 3-hydroxyanthranilate 3,4-dioxygenase (HAAO) increases lifespan and several aspects of health. We also found that these kynurenine pathway interventions improve pathogen response and decrease infection progression. The kynurenine pathway is normally upregulated during pathogen response in C. elegans but we found that 3HAA may be regulated via tissue separation of synthesis by kynureninase (KYNU) in the hypodermal tissue and degradation by HAAO in the neuronal tissue. The special temporal separation of synthesis and degradation of 3HAA allow for intermediate function of the metabolite not previously characterized. Ultimately, 3HAA's impact on immune function may be due to antimicrobial activity and localization to the interface between host and pathogen in the gut granules. The special temporal regulation of 3HAA combined with the immune enhancement may, in part, explain the life extending properties of supplementation and HAAO inhibition. This may also provide further insight into the overall role of these kynurenine pathway components in aging and immune function.

Probiotic, Prebiotic, and Synbiotic Interventions for Gut Health: Functional and Age-Dependent Immunomodulatory Mechanisms

JooHyun Jang 고려대학교 대학원 2026 국내박사

This doctoral dissertation investigates the functional and age-dependent immunomodulatory mechanisms of probiotics, prebiotics, and synbiotics interventions for gut health. Constipation, a prevalent gastrointestinal symptom characterized by reduced bowel motility and difficulty in defecation, can lead to altered gut environment and impaired immune functions, notably affecting mucosal immunoglobulin and cytokine levels. This study comprehensively evaluates the effects of prebiotic (Lactitol), probiotic (B. coagulans), and their combination as synbiotics on gut microbiota composition and gut immune responses, considering age-related differences. These studies collectively aim to clarify how targeted dietary supplementation modulates intestinal barrier integrity, neuromuscular regulation, and immune responsiveness. Chapter 1 examines the efficacy of Lactitol in alleviating loperamide-induced constipation in SD rats. Lactitol significantly improved fecal parameters, gastrointestinal motility, and intestinal tissue structure by enhancing mucin and barrier protein expression, thereby strengthening the intestinal mucosal barrier. These findings highlight Lactitol’s ability to improve colonic transit through osmotic action, serotonergic activation, reinforcement of epithelial barrier proteins, and restoration of goblet cell function. Chapter 2 analyzes the effects of B. coagulans, a heat- and acid-resistant spore-forming probiotic, in the same constipation model. Administration of B. coagulans enhanced stool output, restored muscular and mucosal layer thickness, increased Cajal and crypt cell distribution, and upregulated expression of serotonin-related and mucin-associated genes. The probiotic additionally improved epithelial barrier stability by regulating tight junction proteins and helped normalize water transport through modulation of aquaporin and PKA expression. Chapter 3 examined age-dependent immune effects of synbiotics containing B. coagulans and lactitol in young and middle-aged mice. Synbiotics improved intestinal structure and acidic mucin secretion, with greater recovery in older mice. Serum IgG and IgG1 increased in both ages, IgA increased only in young mice, and IgG2a decreased consistently. Inflammatory cytokines from splenocytes were broadly reduced in young mice but limited to IL-6 and IL-12 in older mice. Peyer’s patches showed strong enhancement of IgG, IgA, and cytokines across both ages. Gut microbiota shifted toward Erysipelotrichaceae in young mice and Lactobacillales- and Lachnospiraceae-related taxa in older mice. Overall, synbiotics modulated gut and systemic immunity in an age-dependent manner, with stronger restorative effects in middle-aged hosts. Together, the findings from these three studies demonstrate that prebiotic, probiotic, and synbiotic supplementation exert complementary benefits on gastrointestinal motility, barrier function, neuromuscular regulation, and mucosal immunity. This work clarifies how targeted nutritional strategies modulate gut physiology and immune function across life stages, providing a scientific basis for developing age-tailored functional foods and gut health–promoting therapeutics. 변비는 현대 사회에서 흔히 경험하는 소화기 증상으로, 장 운동의 저하와 배변 장애를 특징으로 한다. 이로 인해 장내 환경 변화와 함께 면역 기능 저하가 발생할 수 있으며, 특히 장 점막의 면역 조절 인자인 면역글로불린과 사이토카인 수준에 영향을 미친다. 본 연구는 변비 동물 모델을 사용하여 프리바이오틱스(Lactitol), 프로바이오틱스(B. coagulans), 및 이들의 결합체인 신바이오틱스가 장내 미생물 환경과 장 면역 반응에 미치는 영향을 연령별 차이를 고려하여 종합적으로 평가하였다. 이를 통해 장 건강 개선과 면역 기능 활성화를 위한 식이 보충제의 기전을 규명하고자 한다. 첫 번째 장에서는 SD-rat에서 로페라마이드 유발 변비를 완화하는 락티톨의 효능을 평가하였다. 락티톨은 배변 지표, 위장관 운동, 장 조직 구조를 유의하게 개선했으며, 점액과 장벽 단백질의 발현을 증진하여 장내 점막 장벽 기능을 강화하였으며 짧은 사슬 지방산(SCFA)의 생성을 증가시켰다. 두 번째 장은 열과 산에 강한 포자형성 프로바이오틱 균주인 B. coagulans가 동일한 변비 모델에서 미치는 영향을 분석하였다. B. coagulans 투여는 배변 및 장 조직, 장 점막 장벽 기능을 개선하였으며, 세로토닌 및 점액 관련 유전자 발현과 짧은 사슬 지방산(SCFA) 프로필을 향상시켰다. 또한 면역 관련 사이토카인의 조절 효과도 확인되었다. 세 번째 장에서는 synbiotics( B. coagulans + 락티톨)의 연령 의존적 면역조절 효과를 평가하였다. 투여 14주 후, 장 점막 구조와 산성 뮤신이 개선되었으며, 특히 중년 마우스에서 회복 효과가 더 뚜렷하였다. 혈청에서는 IgG·IgG1이 증가하고 IgG2a는 감소했으며, IgA 증가는 젊은 마우스에서만 나타났다. 비장 사이토카인은 젊은 마우스에서 폭넓게 감소한 반면, 중년에서는 IL-6·IL-12만 감소하였다. 파이어판 반응은 두 연령에서 모두 강화되었고, 장내미생물은 젊은 마우스에서 Erysipelotrichaceae, 중년에서 Lactobacillales·Lachnospiraceae가 증가하였다. Synbiotics는 연령에 따라 장·면역 기능을 조절하며 중년에서 더 뚜렷한 회복 효과를 보였다. 본 연구는 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 신바이오틱스 보충제가 장내 미생물, 점막 장벽 완전성, 전신 면역반응 조절을 통해 장 건강을 최적화하는 기전을 연령별 특성을 고려하여 규명함으로써, 개인 맞춤형 기능성 식품과 면역 증강 치료제 개발에 기여한다.

혼합물 실험 설계법(Mixture Designs)을 이용한 천연 복합 추출물의 제조공정 최적화 및 면역기능 평가 연구

서태수 강원대학교 대학원 2022 국내박사

최근 다양한 유행성 질환, 노인성 질환 대응 면역 관련 기능성 원료 개발에 생약추출물이나 한약재를 구성하는 기초 물질들에 대한 관심이 높아지고 있으며, 이에 새로운 천연 면역증진 원료에 대한 수요가 폭발적으로 증가하고 있다. 본 연구에서는 면역기능, 항염증 등에 효능이 우수한 한의학 처방을 바탕으로 식품원료로써 활용이 가능한 황금(黃芩), 금은화(金銀花), 강황(薑黃), 나복자(蘿菔子), 자소엽(紫蘇葉)의 최적 추출조건 및 조성비 설정을 통해 면역기능을 살펴보고 면역기능 건강기능식품 소재로서의 가능성을 알아보고자 연구하였다. 천연 복합 추출물의 조성비 설정을 위해 심플렉스 중심법으로 설계된 실험조건을 바탕으로 Raw 264.7 세포의 세포독성을 측정한 결과, 모든 조건에서 세포독성을 나타내지 않았으며, Nitric Oxide (NO)를 측정한 결과, 금은화 4.5 g, 황금 31.8 g, 나복자 4.5 g, 강황 4.5 g, 자소엽 4.5 g 천연 복합 추출물 조건에서 LPS 대비 50.7 %로 다른 조건들보다 우수한 NO 생성 억제능을 확인하였다. Minitab® 16 Statistical Software 프로그램에 심플렉스 중심법으로 설계된 실험조건별 NO assay 결과를 대입하여 금은화 9.1 %, 황금 63.6 %, 나복자 9.1 %, 강황 9.1 %, 자소엽 9.1 %의 최적 혼합비율을 설정하였으며, 최적추출조건 확립을 위해 중심 합성법으로 설계된 실험조건을 바탕으로 Raw 264.7 세포의 세포독성을 측정한 결과, 모든 천연 복합 추출물 제조 조건에서 세포독성을 나타내지 않았고 NO assay 결과, 60 분, 15 배 정제수 혼합 처리군에서 LPS 대비 40.7 %로 확인하였다. Minitab® 16 Statistical Software 프로그램에 NO assay 결과를 대입하여 추출시간 48 분, 용매배수 13 배로 최적추출조건을 설정하였다. 최적화된 천연 복합 추출물 (NCE)과 양성대조군인 홍삼 추출물 (RE)의 MTT assay 결과 모든 처리농도에서 세포독성은 없는 것으로 나타났으며, NO assay 결과, 천연 복합 추출물 (NCE)을 100 ㎍/mL 이상 처리한 처리군에서 농도 의존적으로 감소하는 것으로 나타났다. 단일 원료 대비 천연 복합 추출물 시너지 효과 확인하기 위해 각각의 단일 추출물과 천연 복합 추출물의 NO assay결과, 250 ㎍/mL 농도에서 LPS 대비 천연 복합 추출물 39.6 %로 단일 원료 대비 NO 생성억제능이 가장 우수한 것을 확인하였다. 천연 복합 추출물의 염증성 사이토카인 유전자 발현량을 측정하기 위해 Raw 264.7 세포의 독성을 평가한 결과 모든 농도에서 세포독성이 나타나지 않았으며, 염증성 사이토카인 유전자인 TNF-α 유전자 발현은 LPS 처리군과 천연 복합 추출물 처리군 간 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났으나 천연 복합 추출물 처리군에서 농도 의존적으로 IL-1β, IL-6의 발현이 저해되는 것을 확인하였다. 천연 복합 추출물의 유효성분을 HPLC를 이용하여 분석한 결과, Baicalein 0.30 ± 0.05 mg/g, Chlorogenic acid 1.41 ± 0.08 mg/g, Rosmarinic acid 11.00 ± 0.12 mg/g으로 확인하였다. 면역저해를 유발 후 천연 복합 추출물의 면역증진 동물실험 결과, Cyclophosphamide (CPA)를 2차 투여 후 mouse의 몸무게가 감소하여 면역이 저하된 것을 확인할 수 있었으며, 천연 복합 추출물 처리 시 비장 지수가 유의적으로 증가하는 것으로 나타났고 T cell과 B cell 모두 증식능을 증가시키는 것을 확인하였으나 유의적인 차이는 없는 것으로 나타났다. 복강 대식세포의 유전자 발현을 분석한 결과 면역 활성이 저해된 처리군들에서 유사한 수준의 TNF-α유전자 발현에는 유의적인 차이가 없는 것으로 나타났으며, IL-1β 및 IL-6의 유전자 발현은 천연 복합 추출물 처리군에서 농도 의존적으로 증가하였고, 면역 저해를 유발하였음에도 정상군과 유사한 수준으로 면역력을 회복하는 것을 확인할 수 있었다. 천연 복합 추출물 처리군에서 COX-2 및 iNOS 유전자 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 혈청 내 NO 함량은 천연 복합 추출물 처리군에서 negative control과 비교하여 증가하였으며, 100 mg/kg 처리군에서 normal 수준으로 유의하게 증가하는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 미루어 보아 천연 복합 추출물이 염증반응을 완화하고 면역 저하 시 비장세포의 증식 및 대식세포 유전자의 발현을 증가시켜 면역을 증진 시켜 면역조절 기능이 있는 것으로 사료되며, 향후 면역기능 개별인정형 건강기능식품 소재로 활용이 가능할 것으로 사료된다. Recently, interest in basic materials constituting herbal extracts or herbal medicines has increased in the development of immune-related functional raw materials for various infectious diseases and senile diseases, and thus demand for new natural immune-promoting raw materials has exploded. In this study, based on oriental medicine prescriptions that are effective in immune function and anti-inflammatory, the study was conducted to examine immune function and to find out the possibility of immune function as a health functional food by setting optimal extraction conditions and composition ratio of Scutellaria baicalensis, Lonicera japonica Thunb, Curcuma longa L., Raphani semen, Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo. As a result of measuring the cytotoxicity of Raw 264.7 cells based on the experimental conditions designed by the simplex centroid method to set the composition ratio of natural complex extracts, it did not show cytotoxicity under all conditions. As a result of measuring nitric oxide (NO), it was confirmed that No. 11 had better NO generation inhibition than other conditions at 50.7 % compared to LPS under natural complex extract conditions. The results of NO assay by experimental conditions designed with a simplex centroid method were substituted into the Minitab® 16 Statistical Software program to set the optimal mixing ratio of 9.1 % Lonicera japonica Thunb, 63.6 % Scutellaria baicalensis, 9.1 % Raphani semen, 9.1 % Curcuma longa L., and Perilla frutescens Britton var. acuta Kudo. The experimental conditions designed by the central synthesis method to establish optimal extraction conditions, Raw 264.7 cells were not cytotoxic under all natural complex extract manufacturing conditions, and NO assay showed No. 7 had better 40.7 % NO production inhibition than other conditions. The results of NO assay were substituted into the Minitab® 16 Statistical Software program to set the optimal extraction conditions at 48 minutes of extraction time and 13 times of solvent drainage. The MTT assay results of the optimized natural complex extract (NCE) and the positive control red ginseng extract (RE) showed no cytotoxicity at all treatment concentrations, and the NO assay results showed a concentration-dependent decrease in the treatment group treated with 100 ㎍/mL. The synergy effect of natural complex extracts compared to a natural products, NO assay of each single natural product extract and natural complex extracts confirmed that the NO production performance of natural composite extract was significantly the best. As a result of evaluating the toxicity of Raw 264.7 cells to measure the gene expression of inflammatory cytokines in natural complex extracts, it was confirmed that cytotoxicity was not found at all concentrations, and concentration-dependent expression of IL-1β, and IL-6 was inhibited in the natural complex extract treatment group. As a result of analysis the natural complex extracts by HPLC, Baicalein 0.30 ± 0.05 mg/g, Chlorogenic acid 1.41 ± 0.08 mg/g, and Rosmarinic acid 11.00 ± 0.12 mg/g were confirmed. Results of immunostimulatory animal experiments, Cyclophosphamide (CPA), it was confirmed that the mouse weight decreased and immunity decreased, and the spleen index significantly increased when treating natural complex extracts, and both T cell and B cell increased their proliferative ability. As a result of analysis the gene expression of abdominal macrophages, it was confirmed that gene expression of IL-1β and IL-6 increased concentration-dependent in the natural complex extract treatment group and recovered immunity to a level similar to that of the normal group. In the natural complex extracts treatment group, COX-2 and iNOS gene expression was found to increase. The NO content in the serum was increased compared to negative control in the natural complex extracts treatment group, and significantly increased to the normal level in the 100 mg/kg treatment group. As a result, natural complex extracts are believed to have an immune control function by alleviating inflammatory reactions, increasing the proliferation of spleen cells and expression of macrophage genes when immunocompromised, and can be used as an individual health functional food material in the future.

The Zanthoxylum schinifolium Seed Oil modulates Immune Function under the Biological Safety Level

허제강 Kangwon National University 2011 국내석사

Zanthoxylum schinifolium (Z. schinifolium) and the seed oil of Z. schinifolium has been widely used as culinary applications and traditional medicine for epigastric pain in Korea, China, and several Asia nations. The components or extracts of Z. schinifolium have been reported to exhibit various pharmaceutical effects such as antiplatelet aggregation, inhibitory activities against monoamine oxidase, antioxidant and anticancer activities, and anti-inflammatory activity. In this study we got the results that 200 mg/kg/day seed oil of Z. schinifolium oral administration for 13 weeks enhances most immune-related cells and is biological safety. However as B cell population was increased by Z. schinifolium seed oil administration but B cell function was not changed by that, ultimately we deduced that Z. schinifolium seed oil doesn’t have the modulation effect about B cell. To evaluate the biological safety of repeated Z. schinifolium seed oil administration the index of biological safety such as CBC, hematological enzymes, and especially histopathological morphologies was measured but no changes related with Z. schinifolium seed oil administration had been shown. Conclusively Z. schinifolium seed oil is one of the safe candidates to modulate immunity. 운향과(Rutaceae)의 산초(Zanthoxylum schinifolium)는 옛 부터 한국, 중국, 그리고 아시아의 여러 국가에서 향신료, 전통 소화기 통증약으로 널리 사용되어 왔다. 산초의 추출물 또는 성분은 혈전응집억제, monoamine oxidase 억제효과, 항산화 및 항암제 효과 그리고 human umbilical vein endothelial cells에서의 항염증 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 200 ㎎/㎏/day 산초 종유를 13주간 경구 투여한 결과 대부분의 면역세포가 증강되는 결과를 얻었다. 그러나 산초 종유의 투여결과 B세포의 숫자는 증가하지만 B세포의 기능은 변화하지 않는 것으로 나타났다. 궁극적으로 산초 종유는 B세포의 면역조절 효과는 갖지 않는 것으로 생각되어진다. 산초 종유의 반복적인 경구투여 결과 평가를 위해 생물학적 안전성의 지표라 할 수 있는 혈액검사, 혈청효소검사, 그리고 특히 조직병리학적 검사를 실시하였으나 별다른 특이점을 찾지 못하였다. 결론적으로 산초 종유는 가장 안전한 면역 조절 후보제 중의 하나이다.

The Zanthoxylum schinifolium Seed Oil modulates Immune Function under the Biological Safety Level : 산초 종유의 생물학적 안전성과 면역 기능의 조절

Hur, Je-Kang Graduate School Kangwon National University 2011 국내석사

운향과(Rutaceae)의 산초(Zanthoxylum schinifolium)는 옛 부터 한국, 중국, 그리고 아시아의 여러 국가에서 향신료, 전통 소화기 통증약으로 널리 사용되어 왔다. 산초의 추출물 또는 성분은 혈전응집억제, monoamine oxidase 억제효과, 항산화 및 항암제 효과 그리고 human umbilical vein endothelial cells에서의 항염증 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 200 ㎎/㎏/day 산초 종유를 13주간 경구 투여한 결과 대부분의 면역세포가 증강되는 결과를 얻었다. 그러나 산초 종유의 투여결과 B세포의 숫자는 증가하지만 B세포의 기능은 변화하지 않는 것으로 나타났다. 궁극적으로 산초 종유는 B세포의 면역조절 효과는 갖지 않는 것으로 생각되어진다. 산초 종유의 반복적인 경구투여 결과 평가를 위해 생물학적 안전성의 지표라 할 수 있는 혈액검사, 혈청효소검사, 그리고 특히 조직병리학적 검사를 실시하였으나 별다른 특이점을 찾지 못하였다. 결론적으로 산초 종유는 가장 안전한 면역 조절 후보제 중의 하나이다. Zanthoxylum schinifolium (Z. schinifolium) and the seed oil of Z. schinifolium has been widely used as culinary applications and traditional medicine for epigastric pain in Korea, China, and several Asia nations. The components or extracts of Z. schinifolium have been reported to exhibit various pharmaceutical effects such as antiplatelet aggregation, inhibitory activities against monoamine oxidase, antioxidant and anticancer activities, and anti-inflammatory activity. In this study we got the results that 200 ㎎/㎏/day seed oil of Z. schinifolium oral administration for 13 weeks enhances most immune-related cells and is biological safety. However as B cell population was increased by Z. schinifolium seed oil administration but B cell function was not changed by that, ultimately we deduced that Z. schinifolium seed oil doesn’t have the modulation effect about B cell. To evaluate the biological safety of repeated Z. schinifolium seed oil administration the index of biological safety such as CBC, hematological enzymes, and especially histopathological morphologies was measured but no changes related with Z. schinifolium seed oil administration had been shown. Conclusively Z. schinifolium seed oil is one of the safe candidates to modulate immunity.

Immune Function and Risk for Complications After Pediatric Cardiac Surgery

Greathouse, Kristin Cora The Ohio State University ProQuest Dissertations & 2018 해외박사(DDOD)

Critical illness induced immune suppression is a phenomenon that places critically ill patients at risk for serious complications during their ICU stay. There is evidence to suggest in many forms of critical illness both arms of the immune system (innate and adaptive) are affected. Immune suppression can be quantified using immune monitoring strategies in a laboratory setting, and there are agents clinically available that show promise in being able to restore immune function in this setting. This dissertation provides a comprehensive review of critical illness induced immune suppression (Chapter 1), places this phenomenon in the context of the pediatric critical care environment and patient through the modeling of a new theoretical framework (Chapter 2), and describes how measurements of both innate and adaptive immune function were utilized in a specific population (critically ill pediatric patients with congenital heart disease) to predict those who would develop immune suppression in the context of important clinical complications such as development of infection and prolonged organ dysfunction (Chapter 3). In summary, both innate and adaptive immune function were found to be suppressed after cardiac surgery, and for certain measures, clinical cut-offs were able to be generated for both development of nosocomial infection and prolonged organ dysfunction. Overall, this study provides the most comprehensive evaluation of immune function to date in this population, and is a critical first step in understanding the timing and significance immune suppression after cardiac surgery. .

Assessment of Immune Cell Activation in Healthy Dogs Using Lens-Free Shadow Imaging Technology

김종윤 건국대학교 대학원 2026 국내석사

(The) effect of 12-week weight management program on clinical characteristics, dietary intakes, and immune and inflammatory responses of the young obese

이애진 서울대학교 대학원 2012 국내석사

연구 목적: 본 연구는 12주간의 체중조절 프로그램이 젊은 비만인의 임상 및 식생활 특성과 면역 및 염증 반응에 미치는 영향을 확인하기 위하여 수행되었다. 그와 함께, 체중 감소 정도에 따른 특성을 비교함으로써 성공적인 체중 감소에 기여하는 요인을 확인하고자 하였다. 피험자: 총 154명의 만 19세 이상 45세 미만의 성인이 모집되었고, 설문지를 통해 70명의 피험자가 연구에 포함되었다. 피험자의 BMI에 따라 비만군 (BMI > 25) 및 정상 체중군 (BMI 18.5~23)의 두 군으로 피험자들을 나누었다. 연구 1에는 0주차 식사일지를 제출하지 않은 피험자를 제외한 비만군 47명과 정상 체중군 21명의 피험자가 포함되었다. 비만군 44명과 정상 체중군 19명의 피험자가 12주 프로그램을 완료하였고, 이 중 0주 및 12주차의 식사일지를 모두 제출한 비만군 40명과 정상 체중군 19 명이 식생활 특성의 분석에 포함되었다. 연구 2에는 비만군 49명과 정상 체중군 21명의 피험자가 포함되었고, 비만군 45명과 정상 체중군 19명의 피험자가 12주 프로그램을 완료하였다. 본 연구는 서울대학교 생명윤리 심의위원회에서 승인을 받았다(IRB NO. 0908/001-007). 12주 체중조절 프로그램: 비만군을 대상으로 0, 2, 4, 6, 10 (그룹 교육 제외) 및 12주에 걸쳐 총 5번의 그룹 교육 및 6번의 개별 영양 상담을 실시하였다. 정상 체중군은 식이 및 운동 패턴을 평가하기 위한 6번의 개별 면담에 참여하였다. 프로그램의 목표는 하루 필요 열량 추정량보다 300~500 kcal를 적게 먹음과 동시에 운동량을 늘림으로써 주당 0.5 kg를 감량하는 것이었다. 측정 지표: 체중 및 임상지표를 측정하였고, 3일간의 식이기록지(3-day dietary record)를 분석하여 에너지와 영양소섭취 실태를 알아보았다. 아디포카인 중 렙틴과 아디포넥틴을 혈청에서 측정하였다. 비만군과 정상 체중군의 면역기능을 확인하기 위하여 FACS(Fluorescence activated cell sorter)를 이용한 말초혈액단핵구(Peripheral blood mononuclear cell, PBMC)의 subpopulation 분석과 전혈(whole blood)에서의 림프구 증식반응 및 Th1/Th2 사이토카인(IFN-γ, IL-2, IL-4 및 IL-10) 측정을 수행하였다. 비만군과 정상 체중군의 염증반응 수준을 알아보기 위하여 전혈에서의 염증성 사이토카인 (IL-1β, IL-6 및 TNF-α) 생성을 측정하였다. 결과: 연구 시작 시점에서, 비만군은 정상 체중군에 비해 유의적으로 높은 체중 지표, 수축기 및 이완기 혈압, 총 콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 혈청 중성지방 및 혈청 렙틴 수치를 보였다. 비만군과 정상 체중군의 열량, 단백질 및 지질 섭취량의 차이는 없었다. CD4+ 및 CD8+ T cell 비율에는 군 간의 차이가 없던 반면, suboptimal 농도의 PHA에 대한 비만군에서의 림프구 증식반응이 정상 체중군에 비해 유의적으로 높았다. PHA로 자극한 IFN-γ, IL-2 및 IL-4의 농도 역시 비만군이 정상 체중군에 비해 유의적으로 높았다. 12주간의 프로그램 후, 비만군에서 체중(2.7 kg, 3.3%)을 비롯한 모든 체중 지표와 혈청 중성지방 및 유리지방산이 유의적으로 감소하였다. 그와 함께 대사증후군(metabolic syndrome)에 해당되었던 비만군의 비율이 감소하는 경향이 관찰되었다. 식사일지 분석 결과, 비만군에서 열량, 총 지질 섭취량 및 지질의 열량 기여 비율, 콜레스테롤 섭취량 및 나트륨 섭취량이 유의적으로 감소한 반면, 비타민C섭취가 증가하는 경향이 있었다. 비만군의 비활동적 생활양식(sedentary lifestyle) 비율 역시 유의적으로 감소하였다. 유의적인 체중 감소에도 불구하고CD4+ 및 CD8+ T cell의 비율과 mitogen에 대한 비만군의 림프구 증식반응에는 변화가 없었다. 그러나 비만군에서 PHA로 자극한 IL-10 농도의 증가 경향 및 LPS 0.01 µg/mL로 자극한 IL-1ß 농도의 유의적인 감소와 TNF-α 농도의 감소 경향이 관찰되었다. 체중 감소 정도에 따라 비만군을 3 kg 미만 감소, 3~6 kg 감소, 6 kg 이상 감소군으로 분류한 뒤 비교한 결과 1) 적극적인 연구 참여, 2) 현실적인 목표 체중 설정 및 3) 성인이 된 이후의 체중 증가가 성공적인 체중감소에 기여한 것으로 확인되었다. 결론: 12주 프로그램은 비만군의 열량, 지질, 콜레스테롤 및 나트륨 섭취량을 유의적으로 감소시킴과 동시에 비타민 C 섭취 증가를 이끌었다. 이는 12주 프로그램 기간 동안에 비만군이 동물성 식품의 섭취를 줄이고 보다 건강한 식이를 먹기 시작했음을 의미한다. 비만군의 체중 감소 및 임상 지표 개선은 이와 같은 식이 변화 및 비활동적 생활양식(sedentary lifestyle)의 비율 감소 때문으로 사료된다. 비만으로 인해 면역 기능이 저하되고 염증반응이 증가하였다는 선행 연구들이 있으나, 본 연구에서는 그러한 결과들이 발견되지 않았다. 이는 본 연구의 비만군이 비만 외의 다른 질병을 가지고 있지 않은 젊은 성인이면서 대부분 30 미만의 체질량지수(BMI)를 가지고 있었기 때문으로 판단된다. 비만군의 체중 감소는 비록 활성화된 림프구 증식반응 및 Th 사이토카인 생성에는 영향을 미치지 못하였으나, 비만군의 염증반응을 완화시켰다. Objectives: We investigated the effect of a 12-week weight management program on clinical characteristics, dietary intakes, and immune and inflammatory responses of young and otherwise healthy obese adults. Also, we tried to find the traits of those who lost more weight in order to identify the key factors leading to a successful weight loss. Subjects: One hundred fifty four subjects aged between 19 and 45 years old were screened using questionnaires, and seventy subjects were included in the 12-week weight management program. Subjects were divided into two weight groups based on their BMI. Subjects without 3-day dietary record at baseline were excluded from study I; forty seven obese (BMI > 25) and 21 normal weight subjects (BMI 18.5~23) were included, and 44 obese and 19 normal weight subjects completed the program. Forty obese and 19 normal weight subjects with complete dietary record data were included for dietary intake analysis. In the study II, 49 obese subjects and 21 normal weight subjects were included. Of these, 45 obese and 19 normal weight subjects completed the 12-week program. The protocol was approved by the Seoul National University Institutional Review Board (SNUIRB, IRB NO. 0908/001-007), and written informed consent was obtained from all subjects. The 12-week weight management program: Obese subjects participated in the 12-week weight management program with nutritional counseling and behavioral modification. Intervention program included 5 group educations and 6 individual counseling sessions at baseline and 2, 4, 6, 10 (individual counseling only), and 12-week time points. Subjects in the normal weight group attended 6 individual counseling sessions for the evaluation of dietary intake and exercise pattern. The overall goal of the study was to lose about 0.5 kg per week by reducing calorie intake by 300~500 kcal per day from estimated energy requirements and by increasing physical activities. Measurement: Anthropometric and clinical characteristics and serum leptin and high-molecular-weight (HMW) adiponetin concentrations were evaluated. For dietary analysis, 3-day dietary record was used. To examine the cell-mediated immune response, we measured the production of helper T (Th) 1/ Th2 cytokines (interferon (IFN)-γ, interleukin (IL)-2, IL-4, and IL-10) and the proliferative response of immune cells in whole blood. The production of inflammatory cytokines (IL-1β, IL-6, and tumor necrosis factor (TNF)-α) by immune cells in whole blood was measured to determine the inflammatory response. A subpopulation of immune cells was counted to examine the impact of weight loss on the population of immune cells. Results: At baseline, obese group had significantly higher weight, BMI, waist circumference, and body fat mass compared with normal weight group. Blood pressure, total and LDL cholesterols, serum triglyceride, and serum leptin concentrations were significantly higher in obese subjects compared with normal weight subjects. Intakes of energy, fat, and protein in obese subjects were not significantly different from those in normal weight subjects. The percentage of CD4+ and CD8+ T cells did not differ between two groups. Obese subjects had significantly higher proliferative response to suboptimal concentrations of mitogen compared with normal weight subjects. The production of phytohemagglutinin (PHA)-stimulated Th cytokines (except IL-10) were significantly higher in obese group as well. After 12 weeks of program, obese subjects lost average of 2.7 kg (3.3%) weight, and BMI, waist and hip circumferences, waist-to-hip-ratio (WHR), and body fat mass decreased. Significant reduction in serum triglyceride and free fatty acids and a tendency of decrease in the prevalence of metabolic syndrome were observed in the obese. Significantly reduced energy, fat, cholesterol, and sodium intakes and a tendency of increase in vitamin C intake in obese subjects were observed with the program. Prevalence of sedentary lifestyle in obese group decreased significantly. Modest but significant weight loss did not lead to change in the percentage of CD4+ and CD8+ T cells and proliferative response. However, a tendency of increase in PHA-stimulated IL-10 production, significant decrease in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated IL-1ß production, and a tendency of reduction in LPS-stimulated TNF-α production were observed with weight loss in the obese. Following characteristics were identified in the subjects who lost more than 6 kg: 1) more active participation in the intervention, 2) more realistic weight loss goal setting, and 3) weight gain occurred during the adulthood. Conclusion: The 12-week program with nutrition education led to significant reduction in energy, fat, cholesterol, and sodium intakes and a tendency of increase in vitamin C intake in obese subjects. This indicates that obese subjects reduced animal food intake and incorporated a healthier diet through the program. These dietary changes and a decline in the prevalence of sedentary lifestyle seemed to contribute to the weight loss and improvement of lipid profiles in the obese group. While impaired immune function and elevated inflammatory responses resulted from obesity have been reported, we did not find any significant evidence of them. This was likely because the obese subjects in this study were young and otherwise healthy (most of them with a BMI less than 30). Although elevated proliferation and Th cytokine production did not change with modest weight loss, inflammatory responses in obese subjects were attenuated.

Orchestration of immune function through STIM1-modulated calcium signaling in murine microglia

임혜민 Graduate School, Yonsei University 2016 국내박사

진핵세포에서 칼슘이온의 조절은 세포의 삶과 죽음을 결정지을 수 있는 중요한 세포 내 신호전달물질이기 때문에 이에 대한 연구가 중요하다. 활성화된 면역세포의 분화에는 항원 자극 이후 지속적으로 높은 농도의 세포질 내 칼슘이 면역세포의 증식, 사이토카인 분비, 식세포 작용 등 매우 중요하다고 알려져 있다. 다양한 종류의 면역세포들을 이용하여 SOCE를 통한 칼슘 유입이 미치는 면역세포의 기능에 대한 연구가 활발히 진행되는 추세이지만, 면역세포마다 SOCE가 미치는 영향력이 조금씩 다르기 때문에 각 면역세포에서의 정확한 이해가 필요한 실정이다. STIM1 은 세포 내 칼슘 저장고인 소포체에서 칼슘 결핍 신호에 의해 세포막의 ORAI1 과 기능적 단위를 이루어 SOCE (Store-Operated Ca2+ Entry) 를 통해서 세포 밖의 칼슘을 세포질 내로 유입시키는 SOC 의 구성 단백이다. 세포질 내로 유입된 칼슘은 칼슘농도 의존적 인산화·탈인산화 단백 및NFAT을 비롯한 다양한 칼슘의존적 전산인자들을 통해 유전자 발현의 변화, 세포 성장과 같은 long-term cellular response 에 필요한 칼슘신호를 유발하는데 매우 중요한 역할을 한다. 한편, 세포막 수용체 자극으로 국소적으로 발생한 칼슘신호는 신속하게 국소적 탈부착 및 변형과 관련된 골격단백들 및 인산화단백의 조절을 위해서 필요하며, 세포의 신속한 이동이나 식세포작용에 중요한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 RIKEN 의 Kurosaki 연구진으로부터 분양 받은C57BL/6 계통의 Stim1 유전자가 소실된 마우스를 이용하였다. Stim1 소실은 근병증을 유도하여 출산 직후, 치사(致死)하므로 17일 경의 배아의 뇌를 일차배양 하여 얻은 미세아교세포를 실험에 적용하였다. LPS처리에 의해 활성화 된 정상 미세아교세포는 감염원을 제거하기 위해 Pro-inflammatory 인자들을 분비하게 되는데, Stim1 소실 미세아교 세포에서는 TNF-α와 IL-6 의 사이토카인 분비 감소, 식세포 작용의 저하 및 single live cell [Ca2+]i imaging 기법을 이용하여 SOCE 를 통한 칼슘 유입이 거의 이루어지지 않음을 확인하였다. 또한, FACS 를 이용한UDP 에 의한 식세포 작용 및 in vitro 상에서 chemotaxis chamber 를 이용한ATP 에 의한 세포이동 능력이 저하 되어 있음을 확인하였다. 교배시킨Stim1 소실 hetero 암컷 마우스를 호흡 마취 시켜 배아의 한쪽 뇌에 LPS 를 microinjection 한 뒤, 24시간 후에 정상 및 Stim1 소실 배아의 뇌 조직에 활성화 된 미세아교세포의 몰려든 수를 비교한 결과, in vivo 상에서도 세포이동 능력은 저하 되었다. 위의 본 연구 결과들을 통해서, 미세아교세포에서 STIM1 단백에 의해 매개되는 칼슘신호 전달기전을 통해 면역기능이 조절된다는 사실을 확인하였다. 한편, STIM1 과 ORAI1 의 분자적 메커니즘을 살펴보고자, TG, UDP, LPS 등 자극을 준 뒤, 세포 표면에 발현하는 ORAI1 의 움직임을 면역염색법을 통해 관찰하였다. TG 처리시, Stim1 소실 미세아교세포에서도 cell periphery 끝부분까지 세포막 ORAI1 발현이 약간 증가했지만, 세포 밖의 칼슘을 유입시키는 기능적 단위를 이루기 위해서는 반드시 STIM1 이 필요하다는 사실을 정상 미세아교세포의 확장된 ORAI1 의 cluster size 를 통해 확인했다. 또한, UDP 자극에 따른 세포막 ORAI1 이 cell periphery 에 발현하거나, 혹은 LPS 처리에 의해 핵 주변부에 발현하기 위해서는 모두 STIM1 이 필요하다는 사실을 확인 하였다. 이동하는 세포의 periphery 에는‘calcium flicker’라고 불리는 고농도의 칼슘이micro-domains 에 국소적으로 존재하다 사라지는 이 부위로 인해서 세포가 방향성 있게 움직이는 등 periphery 의 국소적 칼슘신호와 세포 움직임의 연관성이 보고 된 바 있다. 세포 이동 능력이 저하되어 있는 Stim1 소실 미세아교세포의 peripheral 부위에서 칼슘신호의 변동 정도를 확인한 결과, 뜻밖에도, Stim1 소실 군에서 cell periphery 에서 칼슘농도의 변동이 매우 큰 현상이 관찰되었고, 그 cell periphery 의 국소적 부위와 단일세포 전체의 칼슘 움직임과는 무관함을 발견하였다. 이러한 국소적 칼슘농도변화 (이하 칼슘요동)의 원인을 규명하기 위하여 세포 밖 칼슘농도가 없는 조건에서 관찰한 결과, 칼슘요동은 폭이 약간 감소하였지만 여전히 일어났다. 또한 2-APB 처리로 소포체의 IP3R 를 차단하였을 때는 칼슘요동현상이 억제되지 않은 반면, CCCP 나 Rotenone 을 각각 처리하여 미토콘드리아의 막전위를 억제하면, 칼슘요동현상이 억제되는 것이 확인되었다. 위의 결과를 통해서 STIM1 의 부재 시, 미토콘드리아의 Ca2+ micro-domains 의 칼슘농도 조절능력에 결핍이 발생하는 것을 확인하였다. 또한, cell periphery 에서의 칼슘요동현상이 미처 이동하지 못한 세포막 ORAI1 이 기여하는지를 확인하고자, Extracellular-Orai1 항체 및 SKF-96365 약물을 이용하여 SOC 를 봉쇄하였고, 칼슘요동현상이 저해되는 것이 모두 확인 되었다. 반면, SACC 채널의 억제제인 Streptomycin 을 처리 하였을 때는 저해되지 않았다. 이러한 현상은 미토콘드리아의 국소적 칼슘농도조절에 SOCE 를 통한 칼슘유입에 영향을 받는다는 알려진 사실과 연관하여 볼 때, STIM1 부재 시 나타나는 칼슘요동이 미토콘드리아의 국소적 칼슘농도 조절능력의 결함에 의한 결과임을 다시 한번 확인시켜 주었다. 결론적으로 본 연구는 미세아교세포의 면역반응을 매개하는 칼슘신호에 전반적으로 STIM1 이 관련되어 있음을 규명하였다. 그 중 특히 신속한 움직임과 연관된 국소적 칼슘신호조절에 STIM1 이 매우 중요한 조절자임을 규명하였으며, 그 관련기전으로 세포 내 국소적 칼슘농도를 조절하고 있는 미토콘드리아의 칼슘유·출입능이 STIM1 에 의해 조절됨을 최초로 제안하는 바이다. It is well established that the differentiation of microglia into active immune cells is governed by increase of sustained intracellular Ca2+ concentration ([Ca2+]i) in the cytoplasm, which is maintained by SOCE (store-operated calcium entry). Acute movements of immune cells are also controlled by Ca2+ signaling, especially by changes in the Ca2+ concentration within micro-domains ([Ca2+]micro-domains) at the cell periphery. The role of STIM1 in chronic and global [Ca2+]i changes, which governs the proliferation, gene expression and differentiation into active immune cells, has been well examined. However, the role of STIM1 in regulating peripheral [Ca2+]micro-domains in immune cells, including microglia, has not been studied yet. In this study, we found that murine Stim1-/- microglia showed severe defects in their acute movements, including purinergic stimulation-induced phagocytosis and chemotaxis, which is controlled by Ca2+ signaling in [Ca2+]micro-domains. Interestingly, Stim1-/- microglia exhibited highly fluctuating local [Ca2+]micro-domains changes at the cell periphery, and these fluctuations disappeared completely once mitochondrial membrane potential disruptors were added. Stim1-/- microglia also show attenuated movements of Oria1 upon amoeboid shape-change induced by LPS, which seems to be related to the partial reduction in [Ca2+]micro-domains fluctuations achieved by SOCE inhibitors. Our new discovery indicates that STIM1 is a critical controller of the local [Ca2+]micro-domains, not only through its regulation of SOCE pores, but also through its coordination of mitochondrial Ca2+ buffering capacity in micro-domains of the cell periphery In conclusion, STIM1 is a fundamental regulator of the Ca2+ signaling that is required for proper immune functioning of microglia. In that process, in addition to regulating sustained [Ca2+]i changes, STIM1 also controls [Ca2+]micro-domains changes through coordinating mitochondrial Ca2+ buffering capacity via local SOCE pores.