신개념 원인물질 발굴을 통한 만성 염증성 폐질환의 병인기전 연구 = The pathogenesis of chronic inflammatory lung diseases based on new concepts of causative agents

국문 초록 (Abstract)

Ⅰ. 연구개발의 목적 및 필요성 : 만성 염증성 폐질환은 우리나라 뿐 아니라 주로 선진국에서 유병률이 크게 증가하고 있음. 하지만 질환의 명확한 병인기전 연구의 부재로 인해 적절한 치료제가 개발되지 않고 있는 실정임. 그러므로 정확한 원인물질을 규명하고 병인기전에 대한 연구는 만성 염증성 폐질환을 정복하기 위해 필요 함.
Ⅱ. 연구개발의 내용 및 범위 : 나노소포체는 세포 사이의 정보교환을 위한 목적으로 대부분의 생물의 세포에서 분비함. 집먼지에는 많은 세균 혹은 생물의 세포에서 분비하는 나노소포체가 존재할 것임.
1. 집먼지 유래 나노소포체를 ultracentifugation을 통하여 분리하고 전자현미경을 이용하여 구조를 분석함.
2. 동적 광산란법을 이용하여 집먼지 유래 나노소포체의 크기를 측정함.
3. 집먼지 유래 나노소포체에서 DNA를 추출하고 세균을 동정하기 위한 16S rRNA gene을 이용하여 metagenomics를 수행함.
4. 집먼지 유래 나노소포체의 만성 염증성 폐질환에 미치는 영향 대식세포주와 마우스에서 평가함.
5. 동물모델을 통한 만성 염증성 폐질환의 병인기전을 평가하기 위해 적절한 집먼지 유래 나노소포체 를 이용하여 적절한 만성 염증성 폐질환 동물모델을 구축함.
6. 환자시료를 이용한 집먼지 유래 나노소포체의 임상적 중요성을 환자의 혈청에서 나노소포체 측이적 인 IgG1, IgG4, IgE 항체를 측정하여 확인함.
Ⅲ. 연구개발결과
1. 집먼지 유래 나노소포체는 먼지 1g 당 102.5 μ g 있으며 전자현미경 관찰 결과 이중막지질로 이루어져 있음.
2. 집먼지 유래 나노소포체의 크기는 50-200 nm로 동적 광산란법을 이용하여 확인함.
3. 집먼지 유래 나노소포체는 주로 Enterobactor에 의해 분비되는 것임을 metagenomic 분석을 통해 관찰함.
4. 대식세포주에 나노소포체로 자극을 주면 또는 마우스에 처리하면 IL-6와 TNF-alpha가 증가함. 또 한 IFN-gamma와 IL-17이 증가하여 TH1, TH17 면역반응이 주로 일어남을 확인함.
5. 나노소포체를 마우스에 처리하면 폐조직 상에서 염증세포의 유입이 증가하고 폐포가 파괴되는 폐기 종의 표현형이 보임.
6. 천식환자에서 나노소포체 특이적인 항체 IgG1가 증가함.
Ⅳ. 연구개발결과의 활용계획
1. 집먼지 유래 나노소포체를 이용한 만성 염증성 폐질환의 동물모델을 구축함.
2. 동물모델 구축을 통한 명확한 병인기전 연구가 가능함.
3. 또한 치료제 개발에도 사용될 수 있음.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

I. Aims of Research
The prevalence of chronic inflammatory lung diseases is increased in worldwide especially our country. But suitable therapeutic agent have not been in these diseases because absence in research about pathogenesis. Therefore it is important to determine causative agents and research about pathogenesis to overcome chronic inflammatory lung diseases
II. Contents of Research
1. Isolation of nanovesicles from house dust and analysis this using electronic microscopy
2. Measure size of nanovesicles using dynamic light scattering.
3. Identification of origin of nanovesicle using metagenomics analysis based on bacetrial 16S rRNA.
4. Analyze immune response to nanovesicle using in vitro (macrophage) and in vivo (mouse) system
5. Develope proper animal model of chronic inflammatory lung diseases for confirm the
pathogenesis of these diseases
6. Identify clinical relevance of nanovesicle from house dust based on measurement of antibodies (IgG1, IgG4 and IgE) against nanovesicle in patient or control serum
III. Results of research
1. 1 g of dust had 102.5 ug of nanovesicle and nanovesicle consisted in lipid bilayer membrane
2. The size of nanovesicle was 50-200 nm.
3. The origin of nanovesicle was almost enterobator using metagenomic analysis
4. TNF-alpha and IL-6 were increases in nanovesicle treated macrophage cell line. the production of IFN-gamma and IL-17 (meaning Th1 and Th17 immune response) was increased in lung cell from nanovesicle inhaled mice.
5. Recruitment of inflammatory cells and alveolar destruction induced in nanovesicle inhaled mice similar to human's chronic inflammatory lung diseases
6. Induction of IgG1 antibody against to nanovesicle in serum from asthma patient compared to normal control.
Application of research
1. Development of proper animal model about chronic inflammatory lung diseases
2. It is possible to research about definite pathogenesis of these diseases
3. It is also apply to develop theurapeutic agents