Indoxyl 3-sulfate에 의한 골수 유래 CD11c+CD103+ 수지상세포의 분화 조절 = Regulation of the differentiation of bone marrow-derived CD11c+CD103+ dendritic cells by Indoxyl 3-sulfate.

국문 초록 (Abstract)

장의 면역계는 병원체에 대하여 강력하고 방어적인 반응을 유도할 뿐만 아니라 무해한 항원 또는 영양분에 대해서는 구강관용을 유지한다. 장에 있는 CD11c+CD103+ 수지상세포 (Dendritic cell, DC)는 구강관용의 주요한 조절자로 알려져 있다. 장내 미생물과 간의 sulfotransferase에 의해 tryptophan을 대사하는 과정에서 발생하는 요독소 indoxyl 3-sulfate (I3S)는 요독증 환자의 혈액에 축적되는데, 이 요독증 환자는 감소된 CD4/CD8 T세포의 비율, 미경험 및 중심기억 CD4와 CD8 T세포의 결핍 그리고 증가된 Th1/Th2 비율을 포함하는 손상된 적응면역을 보인다. 따라서 본 연구에서 나는 I3S가 Flt3L과 GM-CSF에 의해 유도되는 골수전구체 유래 CD11c+CD103+ DC의 분화를 조절하는지에 대한 여부와 근본적인 기작을 조사했다. 뿐만 아니라 I3S가 dinitrofluorobenzene (DNFB)에 대한 구강관용과 장간막림프절에 있는 CD11c+CD103+ DC의 비율을 조절하는지에 대하여 조사하여 아래와 같은 결과를 얻었다. (1) I3S는 세포증식에 영향 없이 CD11c+CD103+ DC의 분화를 억제하고 (2) I3S는 CD11c+CD103+ DC에서 발현되는 Aldh1a2, IDO-1 및 TGF-β의 발현을 억제하고 (3) I3S는 미경험 CD4 T세포의 조절 T세포로의 전환을 억제하고 (4) I3S는 ERK1/2의 인산화는 향상시키지만 Flt3L과 GM-CSF에 의해 유도되는 골수 유래 수지상세포의 분화에 필요한 전사인자인 BATF3와 ID2의 발현은 감소시키고 (5) I3S는 DNFB에 대하여 유도된 구강관용을 손상시키며 장간막림프절에 있는 CD11c+CD103+ DC의 비율을 감소시키고 (6) Flt3L과 GM-CSF의 존재 하에서 골수세포로부터 발생한 CD11c+CD103+ DC는 ligand에 의해 활성화되는 전사인자인 aryl hydrocarbon receptor (AhR)을 기능적으로 발현한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The intestinal immune system not only induces a strong and
protective response to pathogens, but also maintains oral tolerance to
harmless antigens or nutrients. It has been known that intestinal
CD11c+CD103+ dendritic cells (DCs) are major regulators of oral
tolerance. Uremic toxin indoxyl 3-sulfate (I3S), which originates from
the metabolism of tryptophan by gut microbes and sulfotransferase in
the liver, accumulates in blood of uremic patients who show impaired
adaptive immunity including reduced CD4/CD8 T cell ratio and the
deficiency of naive and central memory CD4 and CD8 T cell, and the
increased Th1/Th2 ratio. Thus, in the present study, I investigated if
I3S regulates the differentiation of CD11c+CD103+ DCs derived from
bone marrow precursors induced by Flt3L and GM-CSF and the underlying
mechanisms. Furthermore, I investigated if I3S regulates oral
tolerance to dinitrofluorobenzene (DNFB) and the proportion of
CD11c+CD103+ DCs in mesenteric lymph nodes. I found that (1) I3S
inhibited the differentiation of CD11c+CD103+ DCs without affecting
cell proliferation; (2) I3S inhibited the expression of Aldh1a2,
IDO-1, and TGF-β, which are expressed in CD11c+CD103+ DCs; (3) I3S
inhibited the conversion of naive CD4 T cell to regulatory T cell; (4)
I3S enhanced the phosphorylation of ERK1/2 but reduced the expression
of BATF3 and ID2, the transcription factors necessary for the
differentiation of bone marrow derived dendritic cells induced by
Flt3L and GM-CSF; (5) I3S impaired oral tolerance induced against DNFB
and reduced the proportion of CD11c+CD103+ DCs in the mesenteric lymph
nodes; and (6) CD11c+CD103+ DCs, which were generated from bone marrow
cells in the presence of Flt3L and GM-CSF, functionally expressed aryl
hydrocarbon receptor (AhR), a ligand-activated transcription factor

목차 (Table of Contents)

• Ⅰ. Abstract 영 문 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 1
• 국 문 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 2
• Ⅱ. 서 론 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 3
• Ⅲ. 재료 및 방법 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 7
• 1. Mice
• 2. Chemicals and reagents
• 3. Development of CD11c+CD103+ DC from bone marrow cells
• 4. Preparation of naive CD4 T cell
• 5. In vitro conversion of naive CD4 T cell to Treg
• 6. Flow cytometeric analysis (FACs)
• 7. RNA preparation and Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction
• 8. Western blotting
• 9. Oral tolerance induction to DNFB
• 10. Contact hypersensitivity reaction to DNFB
• 11. DC isolation from mesenteric lymph nodes
• 12. Statistical analysis
• Ⅳ. 결 과 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 20
• 1. Flt3L과 GM-CSF는 골수세포 유래 CD11c+CD103+ DC의 분화를 유도한다.
• 2. I3S는 CD11c+CD103+ DC의 분화를 억제한다.
• 3. I3S는 CD11c+CD103+ DC의 기능성 유전자 발현을 억제한다.
• 4. I3S는 미경험 CD4 T세포의 조절 T세포 (Treg)로의 전환을 억제한다.
• 5. I3S는 ERK1/2의 인산화를 샹향조절하고 BATF3 및 ID2를 하향조절한다.
• 6. 생체 내에서 I3S는 장간막림프절에 존재하는 CD11c+CD103+ DC의 비율을
• 감소시켜 DNFB에 대한 구강관용이 손상시킨다.
• 7. CD11c+CD103+ DC는 기능적으로 AhR을 발현한다.
• Ⅶ. 고 찰 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 41
• Ⅷ. 참고문헌 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥ 46