생쥐의 인플루엔자 감염시 Lactobacillus casei가 가지는 면역조절 기능 : The immunomodulatory effects of Lactobacillus casei on Influenza infection of mice

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Lactobacillus casei is a kind of lactic acid bacteria, and a part of the commensal microbial flora of the intestinal tract of humans and mammals. Influenza infection is a acute respiratory disease world-wide. Due to high genetic variability, the availability of vaccines and antiviral agents against influenza virus is limited. The site of influenza virus entry is the mucosa of the upper respiratory tract, and influenza is susceptible to immunocompromised people. Because probiotics enhance mucosal immunity and activate immune system, they can be an important protective candidate against influenza infection.
In this study, experiments to identify immunological effects of Lactobacillus casei were done. 2 groups of mice were administered Lactobacillus casei or non-fat milk and inoculated influenza virus intranasally. In proinflammatory cytokine analysis, there was no difference between 2 groups. IgA, an important antibody in mucosal immunity, increased highly in BAL fluid of L.casei group. CD8 T cell which is involved in cellular immunity increased significantly in spleen and mediastinal lymph node of the L.casei group. On pathological examination, severe pneumonia including massive hemorrhage, severe infiltration of immune cells, consolidation was seen in mock group, whereas moderate pneumonia was seen in L.casei group.
In summary, L.casei has immunomodulatory effects on influenza virus infection that enhance production of Immunoglobin A, activation and proliferation of CD8 T cells.

국문 초록 (Abstract)

Lactobacillus casei는 유산균의 일종으로, 사람과 포유동물의 장내 세균총을 이루는 세균의 하나이다. 인플루엔자는 전세계적으로 유행하는 호흡기질환이지만, 유전자 변형이 심해서 백신을 만드는데 한계가 있다. 인플루엔자 바이러스는 호흡기 점막을 통해 감염이 되고 면역기능이 낮은 노약자가 잘 걸린다. 유산균은 점막면역을 높이고, 면역기능을 높이는 것으로 알려져 있으므로, 인플루엔자 예방물질의 유력한 후보가 될 수 있다.
본 실험에서는 L.casei가 인플루엔자 감염 방어시 어떤 면역학적 변화를 일으키는지 살펴 보았다. L.casei를 2주간 마우스에게 먹인 후 인플루엔자 바이러스를 접종하였다. 감염 전, 1, 3, 6일째 마우스의 cytokine을 측정하였으나 먹이지 않은 대조군과 차이가 없었으며, Th1과 Th2 면역반응의 지표가 되는 IL-4, IL-12, IFN-γ에서는 유산균을 먹인 그룹에서 IL-12와 IFN-γ가 증가하는 경향을 보였다. 인플루엔자 감염에서 IgG 만큼 중요한 역할을 하는 IgA는 크게 증가하였다. 인플루엔자 감염 후 시간의 경과에 따라 BAL cell 수는 증가하는데 유산균 투여군은 감염 후 6일째에 대조군에 비해 그 숫자가 감소하였다. 비장과 폐종격 림프절에서는 CD4에 비해 CD8 T cell이 증가하였다. H&E 염색을 통해 인플루엔자 감염에 의한 폐의 면역세포 침윤 및 폐포벽의 비후 등이 유산균 투여군에서는 많이 완화되었음을 확인하였다.
이런 결과들을 요약해 볼 때 L.casei는 IgA를 증가시키고 CD8 T cell을 활성화시키며, 과도한 면역세포들의 침윤을 억제하는 면역조절기능을 통해 인플루엔자 감염에 대한 방어능을 발휘하는 것으로 생각된다.

목차 (Table of Contents)

• Introduction = 1
• Materials and Methods = 4
• Mice and Lactobacillus casei = 4
• Preparation of Influenza virus = 4
• Detection of Influenza virus from mice organs by one-step RT-PCR = 5
• Cytokine production in the lung = 5
• BAL and total cell count = 6
• Determination of IgA level in BAL fluid = 6
• FACs analysis = 7
• Pathological analysis = 8
• Statistical analyses = 8
• Result = 9
• Detection of Influenza virus from mice's organs by one-step RT-PCR = 9
• Cytokine production in the lung = 10
• IgA expression in BAL fluid = 13
• Total cell count of BAL cell = 13
• FACs analysis in spleen and mediastinal lymph node = 16
• Pathological analysis = 18
• Discussion = 20
• References = 25
• Abstract = 31