Pathogenesis of Atopy Dermatitis Induced by a Novel allergen Der p 38 binding to TLR4 = TLR4 결합하는 새로운 Der p 38 알러젠 의한 아토피 피부염 병인기전 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Atopic dermatitis (AD) is a pruritic, relapsing and chronic inflammatory skin condition with variable clinical features. AD pathogenesis research has targeted immune and skin barrier abnormalities contributing to the overall phenotype. Substantial evidence demonstrates that defect in the skin barrier and cutaneous allergen sensitization are early crucial pathogenesis of atopic dermatitis. House dust mites (HDM) is one of common allergens to promote the development of atopic dermatitis. The major mite allergenic components protease allergens (group 1, 3) and non-protease allergens (group 2, 7) derived from Dermatophagoides peronyssinus (DP) and Dermatophagoides farinae (DF) are reported to sensitizing serum-specific IgE. Since all allergens are present in the mite crude extracts, most mite allergens are identified to bind IgE. The study is identified the first known group 38 allergen (Der p 38) base on TLR4 binding allergens from DP crude extract. TLR4 medicated protein in DP whole extract regulated with the inhibition of neutrophil apoptosis in previous study. Der p 38 identified from TLR4 binding mite allergen, published at WHO/IUIS allergen classification with proven an allergenicity sensitizing specific IgE in AD patients. We aimed to identify Der p 38 protein and demonstrate the pathogenetic mechanism in human keratinocytes and AD-like skin lesion mouse model with recombinant
Der p 38. Der p 38 trigger to skin barrier impairment such as filaggrin expression suppression via Toll-like receptor (TLR4) mediated JNK and NKkB pathway. In other pathway, Der p 38 released pro-inflammatory cytokines, IL-6, IL-8 and MCP-1 via TLR4-mediated Akt/ERK/p38MAPK/JNK and NK-kB pathway and elucidated chronic skin inflammation in human keratinocytes. In mice, Der p 38 induce AD-like skin lesions in wild type
with high specific IgE reactivity and skin barrier protein impairments.
However, TLR4 KO mice groups were not significant to skin lesions following cutaneous Der p 38 exposure rather than wild type groups. In mouse skin, Der p 38 trigger the filaggrin expression and the phosphorylation
of JNK pathway associated with TLR4.
Our studies indicate that Der p 38 binding to TLR4 is a novel mite allergen induced to AD and exhibit the AD pathogenetic mechanism with TLR4-mediated JNK signal pathway.

국문 초록 (Abstract)

아토피 피부염은 가려움증을 특징으로 보이는 가장 흔한 만성 염증성 피부질환으로 피부 장벽의 손상과 요소와 면역체계 이상으로 발생한다. 표리를 구성하는 구조 단백, 필라그린의 이상에 의한 피부장벽의 손상은 아토피 피부염의 가장 중요한 병인으로 알려져 있다.
본 연구는 집먼지 진드기 추출물에서 기인한 Toll-like Receptor 4와 결합하는 새로운 알러젠의 특징과 아토피 피부염에서의 알러젠으로 작용 기전을 밝히고자 한다. TLR4와 결합하는 새로운 후보 알러젠은 재조합 단백질로 발현시켜 모든 실험에 사용하였다. 아토피 피부염 환자군에서의 SPT 결과 36% 양성결과와 Der p 38 특이적 IgE 결합력을 보여 알러젠으로서 기능을 하는 것으로 확인되어, Dermatophagoides pteronysisnus 그룹 38번으로 신규 알러젠으로 WHO/IUIS 공식 등재되었다. Der p 38과 TLR4 결합으로 피부 장벽의 병인기전에 가장 중요한 역할을 하는 필라그린 발현 기전과 연관이 있음을 피부 장벽 세포와 아토피 동물 모델을 통하여 확인하였다. 피부 장벽 세포 내에서는 Der p 38에 의해 직접 필라그린 단백질 발현에 영향을 주면서 TLR4 신호전달 체계를 Akt, ERK, p38MAPK, JNK 활성화를 통해 조절되었다. TLR4 억제된 동물 실험 결과에서도 TLR4를 통한 Der p38 아토피 피부염을 유발시키는 피부 장벽 단백질 발현 및 기전 확인하였다. 기존의 IgE 결합하는 알러젠과는 다르게 TLR4결합하는 새로운 Der p 38 진드기 알러젠의 발견과 아토피 피부염 병인 기전 연구는 향후 특이 알러젠을 정확히 진단하고, 정밀 치료 방향을 찾는데 유용한 결과가 될 것이다.

목차 (Table of Contents)

• INTRODUCTION = 1
• PART 1: Allergenicity of a novel allergen recombinant Der p 38 (Der p 38) in AD patients = 6
• 1.1 MATERIALS AND METHODS = 6
• 1.2 RESULTS = 11
• PART 2: TLR4-mediated filaggrin regulation and cytokines production triggered by Der p 38 in human keratinocytes = 26
• 2.1 MATERIALS AND METHODS = 26
• 2.2 RESULTS = 33
• PART 3: AD-like skin lesions induced by Der p 38 in wild type and TLR4 KO mice = 49
• 3.1 MATERIALS AND METHODS = 49
• 3.2 RESULTS = 60
• DISCUSSION = 81
• CONCLUSION = 85
• REFERENCES = 88
• 국문요지 = 105