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L형 아미노산이 NK 세포의 항종양 면역반응에 미치는 영향

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Title: L형 아미노산이 NK 세포의 항종양 면역반응에 미치는 영향 Ewha Authors: 정유진 Abstract: 자연 살해 세포[Natural Killer (NK) cells]는 선천 면역세포 중 하나로 세포 독성을 나타내는 퍼포린(perforin)과 그랜자임(granzymes)을 분비하여 암세포를 제거하는 역할을 한다. T1R1/T1R3 수용체는 두 개의 소단위체로 구성된 미각 수용체로 혀의 미각 세포에 발현하며 L형 아미노산에 의해 활성화되어 감칠맛을 인지하게 한다. 그러나 최근에 발표된 논문들에 따르면 T1R1/T1R3 수용체가 면역세포와 위의 평활근 등에서도 발견되었다. 그중 한 논문에서 생쥐의 간 거주 NK 세포에서 T1R1/T1R3 수용체를 발현하고 있으며 아미노산으로 자극하는 경우 항종양 면역반응이 증가한다는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서는 사람의 말초혈액 NK 세포도 T1R1/T1R3 수용체를 발현하고 있으며 L형 아미노산으로 자극하면 항종양 면역 반응이 향상될 것이라는 가설을 세웠다. 본 연구에서는 혈액암 세포주인 K562 그리고 고형암 세포주인 Huh7, HeLa, A549를 NK 세포와 공동배양하여 NK 세포의 기능 변화를 확인하였다. 건강한 연구대상자의 말초혈액 단핵세포로부터 NK 세포를 분리하여 암세포주와 공동배양하였다. 공동 배양 시 IL-12와 IL-15를 추가하였고, 배지에 L형 아미노산인 L형 알라닌(L-alanine)과 L형 글루탐산(L-glutamic acid)을 각각 추가해 주었다. NK 세포의 세포독성 기능은 탈과립 분석, 젖산탈수소효소 방출 분석으로 확인하였고 효소 결합 면역 흡착 측정법으로 인터페론 감마[interferon(IFN)-γ] 분비를 측정하였다. L형 아미노산을 추가한 환경에서 암세포주와 상호작용한 NK 세포의 탈과립이 감소하였으며 IFN-γ의 분비 역시 감소하였다. L형 알라닌을 첨가하는 경우 NK 세포와 상호작용한 암세포주의 젖산탈수소효소 방출이 감소하였다. T1R1+ NK 세포와 T1R1- NK 세포를 형광 활성화 세포 분류로 분류하여 L형 알라닌에 대한 탈과립 변화를 확인해 보니 L형 아미노산에 의한 NK 세포의 탈과립 변화는 T1R1 수용체에 의해 매개되는 것이 아닐 가능성이 있는 것으로 나타났다. 아미노산이 없는 배지에 특정 아미노산만을 단독으로 첨가하였을 때도 NK 세포의 탈과립 기능이 감소하였다. 유세포분석으로 T1R1+ NK 세포와 T1R1- NK 세포를 구분하여 확인하였을 때도 L형 글루탐산 단독첨가에 의한 탈과립 변화는 T1R1 수용체에 의해 매개되는 것이 아닐 가능성이 있는 것으로 나타났다. 그러나 L형 글루탐산이 있는 환경에서는 IFN-γ의 분비가 증가하였다. 결론적으로 본 연구에서는 L형 아미노산에 의한 NK 세포의 항종양 세포독성 감소와 IFN-γ 분비 변화를 확인하였다. 이러한 결과는 NK 세포를 체외에서 활성화하여 전달하는 암 치료 기법을 적용할 때 L형 아미노산의 농도 조절이 중요하다는 것을 시사한다. 또한 이러한 NK 세포의 기능 변화가 T1R1/T1R3 수용체가 아닌 다른 아미노산 수용체 등에 의해 매개될 가능성을 확인하였으므로, 후속 연구를 통해 그 기전을 확인할 필요가 있다.;Natural Killer (NK) cells are innate immune cells that eliminate cancer cells by secreting perforin and granzymes, which exhibit cytotoxic activity. The T1R1/T1R3 receptor, a taste receptor composed of two subunits, is expressed on taste cells in the tongue. The activation of this receptor is facilitated by L-amino acids, thereby enabling the perception of umami taste. However, recent research publications suggest that the T1R1/T1R3 receptor has also been identified in immune cells and in the smooth muscle of the stomach. A particular study confirmed the expression of T1R1/T1R3 receptors in liver-resident NK cells in mice and demonstrated that stimulation with amino acids enhances anti-tumor immune responses. Therefore, the present study hypothesized that human peripheral blood NK cells also express T1R1/T1R3 receptors and that stimulation with L-amino acids would improve anti-tumor immune responses. In this study, I co-cultured NK cells with the hematopoietic cancer cell line K562 and the solid tumor cell lines Huh7, HeLa, and A549 to examine changes in NK cell function. NK cells were isolated from the peripheral blood mononuclear cells of healthy donors and subsequently co-cultured with cancer cell lines. During the co-culture process, the addition of IL-12 and IL-15 was implemented, along with the supplementation of the medium with L-amino acids, specifically L-alanine and L-glutamic acid. The cytotoxic function of NK cells was assessed by degranulation analysis and lactate dehydrogenase (LDH) release assay, while interferon-gamma (IFN-γ) secretion was measured using an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). In an environment supplemented with L-amino acids, degranulation of NK cells interacting with cancer cell lines decreased, and IFN-γ secretion also decreased. The addition of L-alanine led to a reduction in LDH release from cancer cell lines that interacted with NK cells. In the course of examining degranulation changes in response to L-alanine, T1R1+ NK cells and T1R1- NK cells were sorted by fluorescence-activated cell sorting. The results indicated that the degranulation changes in NK cells induced by L-amino acids were not mediated by the T1R1/T1R3 receptor. The addition of specific amino acids to an amino acid-free medium in a separate experiment resulted in a reduction of NK cell degranulation function, even when the amino acids were added individually. When T1R1+ NK cells and T1R1- NK cells were distinguished and analyzed by flow cytometry, the degranulation changes induced by L-glutamic acid alone also appeared unlikely to be mediated by the T1R1/T1R3 receptor. However, IFN-γ secretion increased in the presence of L-glutamic acid. In summary, the present study demonstrated that L-amino acids impede NK cell anti-tumor activity and modify IFN-γ secretion. These results suggest that controlling L-amino acid concentrations is crucial when applying cancer treatment techniques that involve activating NK cells ex vivo and transferring them. In addition, given the possibility that these functional changes in NK cells may be facilitated by amino acid receptors other than T1R1/T1R3, further research is necessary to elucidate the underlying mechanism.

Effect of Extracellular Vesicles derived from Bifidobacterium on Breast Cancer

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Title: Effect of Extracellular Vesicles derived from Bifidobacterium on Breast Cancer Ewha Authors: 홍지은 Abstract: 마이크로바이옴은 질환에 따라 뚜렷한 조성 차이를 보이며, 유방암 환자의 대변, 유방 조직, 혈액 등 다양한 시료에서도 보고되었다. 이러한 선행 연구 결과는 마이크로바이옴이 공생 세균 유래 세포외소포체(EVs)를 매개로 유방암의 발병에 관여할 가능성을 시사한다.본 연구는 건강한 사람 유래 마이크로바이옴에서 분리한 균주 유래 EVs가 유방암에 미치는 영향을 규명하고자 하였다. 건강한 사람에게서 분리한 Bifidobacterium DS4022, DS4148, DS0019 균주를 배양하여 EVs를 추출한 뒤, 유방암 세포주 MCF-7에 처리하였다. EV의 유방암 세포에 대한 영향을 규명하기 위해 세포독성 시험, 단백체 분석, 웨스턴 블롯, 세포 생존율 분석, 세포 이동성 분석, qPCR, 유세포 분석을 수행하였다. 세포독성시험 결과, 세 종류의 EV 처리군 모두 MCF-7 세포의 생존율이 농도 및 시간 의존적으로 감소하였으며, 이후 단백체 분석을 통해 세균별 EV에 따른 단백질 발현을 확인하였다. 단백질 기능과 발현 양상에 따라 선별한 단백질을 웨스턴 블롯으로 검증한 결과, Bifidobacterium DS0019 유래 EV 처리군에서 CDK1과 PDK1 발현이 유의하게 감소함을 확인하였다. DS0019 유래 EV를 선택하여 기능성 시험을 진행한 결과, 유방암 세포의 성장 및 이동성을 효과적으로 억제하였으며, PDK1과 CDK1 관련 세포 신호 전달 및 증식, 이동 경로의 주요 유전자인 AKT1, CCND1, CDKN1B 발현에도 변화를 유도하였다. 세포주기 관련 영향을 확인하고자 유세포 분석을 시행한 결과, DS0019 EV 처리군에서 G1기 세포 비율이 증가하여 EV에 의해 G1기에서 S기로의 전환이 저해됨을 확인하였다. 본 연구는 건강한 사람의 공생 세균 Bifidobacterium 유래 EV가 유방암 세포의 증식과 이동을 억제하는 효과를 나타냄을 확인하였으며, 이는 마이크로바이옴 유래 세균의 EV가 유방암 진행 및 억제에 관여할 수 있음을 시사한다.;The human microbiome shows distinct differences depending on the disease status, and these microbial changes have also been reported in patients with breast cancer (BC) across various samples, including feces, breast tissue, and blood. Previous studies have suggested that the microbiome influences BC progression, potentially through extracellular vesicles (EVs) derived from symbiotic bacteria. This study investigated whether and how EVs originating from symbiotic bacteria modulate BC growth. EVs were extracted from Bifidobacterium strains (DS4022, DS4148, and DS0019) isolated from healthy individuals and applied to the breast cancer cell line, MCF-7. Subsequently, a series of in vitro experiments was performed, including cytotoxicity tests, proteomic analysis, western blotting, migration assays, qPCR, and flow cytometry. The results showed that the EV treatment resulted in concentration- and time-dependent cytotoxicity. Proteomic profiling identified a set of differentially regulated proteins associated with cell signaling and proliferation. The selected candidate proteins were validated by western blotting, which identified PDK1 and CDK1 as the primary targets of EVs derived from Bifidobacterium DS0019. Functional assays revealed that the DS0019 EVs decreased cell viability and markedly inhibited cell migration. Given that PDK1 and CDK1 are key regulators of cell signaling, proliferation, and migration, qPCR was performed to evaluate the changes in related genes, revealing significant alterations in AKT1, CCND1, and CDKN1B. Flow cytometry analysis showed that EV-treated cells exhibited an increased proportion of cells in the G1 phase, indicating EV-induced inhibition of the G1-S transition. Collectively, these findings indicated that symbiotic bacteria from healthy individuals may regulate cancer growth by inhibiting the proliferation and migration of MCF-7 cells through their EVs. This finding highlights the potential involvement of bacterial EVs in BC progression mediated by the microbiome.

Tonsil-Derived Mesenchymal Stem Cells Alleviate Skin Inflammation by Modulating Neutrophil Extracellular Trap and T Cell Migration

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Title: Tonsil-Derived Mesenchymal Stem Cells Alleviate Skin Inflammation by Modulating Neutrophil Extracellular Trap and T Cell Migration Ewha Authors: 김현주 Abstract: 피부 염증은 T세포와 호중구 등 다양한 면역세포 간의 복잡한 상호작용에 의해 조절된다. 중간엽 줄기세포는 강력한 면역조절 기능을 지니고 있으며, 편도 유래 중간엽 줄기세포가 염증성 피부질환에서 호중구 세포외 덫 형성 및 T세포 이동을 어떻게 조절하는지 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 본 연구에서는 2,4-디니트로클로로벤젠(DNCB)로 유도한 피부 염증 마우스 모델에서 편도선 유래 중간엽 줄기세포의 치료 효과와 그 기전을 규명하고자 하였다. 편도선 유래 중간엽 줄기세포를 정맥주사로 투여한 후, 조직학적 분석, 유세포분석, 면역염색, 마이크로어레이, 호중구 세포외 덫 형성 및 T세포 이동 분 석을 통해 염증 정도와 면역세포 변화를 평가하였다. 편도선 유래 중간엽 줄기세포 투여군에서는 표피 두께 감소와 호중구 침윤 억제 등 피부염증이 유의하게 완화되었으며, 생체 외 실험에서는 호중구 세포외 덫 형성이 촉진되었으나 생체 내 실험에서 호중구 축적이 감소하는 결과를 보였다. 또한 편도선 유래 중간엽 줄기세포는 피부와 2차 림프기관에서 T세포 아형 분포 및 활성 상태를 조절하였다. 유전자 발현 분석 결과, 편도선 유래 중간엽 줄기세포는 염증 및 호중구 기능과 관련된 다양한 신호경로를 조절하였으며, 호중구 세포외 덫 형성과 면역세포 이동에 관여하는 경로가 포함되어 있었다. 특히 편도선 유래 중간엽 줄기세포의 T세포 이동 조절 효과는 호중구의 존재에 따라 달라지는 등 면역세포 간 복잡한 상호작용이 시사되었다. 본 연구 결과는 편도선 유래 중간엽 줄기세포가 호중구 세포외 덫 형성 및 T세포 이동을 조절하여 피부 염증을 완화하는 새로운 면역조절 기전을 제시하며, 염증성 피부질환 치료를 위한 세포 기반 치료제로서의 가능성을 뒷받침한다.;Skin inflammation is driven by complex interactions among immune cells, particularly T cells and neutrophils. Mesenchymal stem cells (MSCs) possess strong immunomodulatory properties, but the precise roles of tonsil-derived MSCs (T-MSCs) in regulating Neutrophil Extracellular Trap (NET) formation and cell death, as well as T cell migration in inflammatory skin conditions remain poorly understood. In this study, the therapeutic effects and underlying mechanisms of T-MSCs were evaluated in a 2,4- dinitrochlorobenzene (DNCB)-induced skin inflammation model, focusing on NET formation and T cell migration. T-MSCs were administered intravenously to mice with DNCB-induced skin inflammation, and inflammation severity and immune cell dynamics were assessed through histological analysis, flow cytometry, immunostaining, microarray profiling, NET formation assays, and T cell migration assays. T-MSC treatment alleviated DNCB-induced skin inflammation, as evidenced by diminished epidermal thickness and neutrophil infiltration. While T-MSCs promoted NET formation in vitro, they reduced neutrophil accumulation in vivo. T-MSCs also modulated T cell subset distribution and activation status in the skin and secondary lymphoid organs. Gene expression profiling revealed that T-MSCs modulated pathways associated with inflammation and neutrophil function, including those involved in immune cell trafficking and NET formation. Furthermore, T-MSCs enhanced T cell migration, although this effect was influenced by the presence of neutrophils, indicating a complex interplay between immune cells. These findings demonstrate that T-MSCs exert anti-inflammatory effects in DNCB-induced skin inflammation by modulating NET formation and T cell migration, unveiling a novel immunoregulatory mechanism and supporting their therapeutic potential for treating inflammatory skin diseases.

Inadequate Maternal Diet Promotes Adiposity through Butyrate-GPR41 axis in Male Offspring

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Title: Inadequate Maternal Diet Promotes Adiposity through Butyrate-GPR41 axis in Male Offspring Ewha Authors: 이경하 Abstract: Maternal dietary factors, including nutrient deficiencies or excesses during pregnancy, can exert long-term effects on offspring metabolism and disease susceptibility. In addition, maternal diet modulates offspring gut microbiota composition and alters the production of short-chain fatty acids, particularly butyrate. The short-chain fatty acids regulate adipose tissue metabolism through the G protein-coupled receptor 41 and 43. In this study, we investigated the effects of maternal dietary manipulation during pregnancy on the SCFA–GPR signaling axis and its downstream metabolic pathways in the adipose tissue of rat offspring. Pregnant Sprague-Dawley rats were randomly assigned to one of three dietary groups during pregnancy: control, 50% food restriction diet (FR), or 45% high-fat diet (HF). Offspring in Control, FR, and HF groups received a normal chow diet after birth. At 16 weeks of age, plasma metabolic parameters were assessed by enzyme-linked immunosorbent assays, and SCFAs concentrations were quantified using Liquid Chromatography-Mass Spectrometry. Gene expression of SCFA-GPR signaling and downstream pathway in adipose tissue was analyzed by quantitative PCR. Statistical analyses were performed using t-test in SPSS. Body weight was significantly higher only in HF male offspring compared to the control group (p < 0.05), but weight gain increased in both males and females (p < 0.001, p < 0.05). In males, white adipose tissue mass increased in both FR and HF groups, while in females, it increased significantly only in the FR group (p < 0.05). Blood lipid profiles and hormone levels showed significantly increased triglyceride and leptin levels in both male and female offspring (p < 0.05). Furthermore, evaluation of the SCFA-GPR axis revealed a significant decreased in plasma butyrate concentrations and GPR41 expression in the white adipose tissue of male offspring in FR and HF groups compared to the Control (p < 0.05). A decrease in GPR41 was associated with a significant reduction in the expression of genes, Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-alpha in male FR and HF offspring (p < 0.05). On the contrary, the expression levels of genes, Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma and Leptin, in the adipogenesis pathway were significantly increased in male offspring (p < 0.05). In white adipose tissue, FR and HF group males showed increased leptin levels compared to the control group, but no intergroup differences were found at the cellular level (p < 0.05). Therefore, our findings propose a mechanistic model in which reduced SCFAs availability due to maternal nutritional imbalance inhibits GPR41 signaling and downstream activity, ultimately promoting adipogenesis and lipid storage. confirming that maternal dietary stress induces functional impairment of the butyrate-GPR41 pathway in males. In contrast, these changes were less pronounced in females compared to males, supporting a gender-dependent difference in sensitivity. This metabolic pathway appears to mediate maternal diet-induced offspring adiposity particularly in male offspring.;임신 중 영양 결핍 또는 과잉과 같은 모체 식이 요인은 자손의 대사 및 질병 감수성에 장기적인 영향을 미칠 수 있다. 또한 모체 식이는 자손의 장내 미생물군 구성에 영향을 미치고, 특히 Butyrate를 비롯한 단쇄지방산(SCFA)의 생성을 변화시키며, 이들의 수용체인 G 단백질 결합 수용체 41, 43(GPR41, GPR43)을 통해 지방 조직 대사를 조절한다. 본 연구에서는 임신 중 모체 식이 조절이 쥐 자손의 지방 조직에서 단쇄지방산-G 단백질 결합 수용체 신호전달 축 및 그 하위 대사 경로에 미치는 영향을 조사하였다. 임신한 Sprague-Dawley 쥐를 임신 기간 동안 세 가지 식이군(대조군, 50% 식이 제한군(FR), 45% 고지방 식이군(HF)) 중 하나로 무작위 배정하였다. 출생 후 자손의 식이는 모두 정상 식이를 제공하였다. 자손 16주령에 채취한 혈액을 통해 분리한 혈장에서 대사 매개변수를 효소결합면역흡착분석법(ELISA)으로 평가했으며, SCFA 농도는 액체 크로마토그래피-질량 분석법(LC/MS)으로 정량화하였다. 지방 조직 내 단쇄지방산-G 단백질 결합 수용체 신호 신호전달 및 하위 경로의 유전자 발현은 정량적 PCR로 분석하였다. 통계 분석은 SPSS에서 t-검정을 사용하여 수행하였다. 체중은 대조군 대비 고지방(HF) 수컷 자손에서만 유의하게 높았으나(p < 0.05), 출생 시 체중에서의 체중 증가는 수컷과 암컷 모든 군에서 증가하였다(p < 0.001, p < 0.05). 수컷의 경우 FR 및 HF 군 모두에서 백색 지방 조직 무게가 증가한 반면, 암컷에서는 FR 군에서만 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 혈중 지질 프로필 및 호르몬 수치는 수컷 및 암컷 자손 모두에서 중성지방과 leptin 수치가 유의하게 증가한 것으로 나타났다(p < 0.05). 또한 단쇄지방산-G 단백질 결합 수용체 신호 축 평가 결과, FR 및 HF 그룹의 수컷 자손 백색 지방 조직에서 대조군 대비 butyrate 농도와 GPR41 발현이 감소한 것으로 나타났다(p < 0.05). GPR41의 감소와 함께 수컷 FR 및 HF 자손에서 PGC-1α 유전자의 발현이 현저히 감소하였다(p < 0.05). 반대로, 지방생성 경로의 유전자인 PPARγ와 leptin의 발현 수준은 수컷 자손에서 유의하게 증가하였다(p < 0.05). 백색 지방 조직에서 분석한 leptin 수치는 수컷 FR 및 HF 그룹이 대조군에 비해 증가했으며, 세포 수준이 아닌 지방 총량에 근거하여 군간 차이가 관찰되었다(p < 0.05). 따라서 본 연구 결과는 모체 영양 불균형으로 인한 단쇄지방산 가용성 감소가 GPR41 신호전달과 하위 AMPK–PGC-1α 활성을 억제하여 궁극적으로 지방생성과 지질 저장을 촉진하는 기전적 모델을 제시한다. 이는 모체 식이 스트레스가 수컷에서 butyrate-GPR41 경로의 기능적 손상을 유발함을 확인시켜 준다. 반면, 이러한 변화는 암컷에 비해 수컷에서 두드러졌으며, 성별에 따른 민감도 차이를 뒷받침한다. 따라서 이 대사 경로는 특히 수컷 자손에서 모체 식이 유발 자손 비만을 매개하는 것으로 보인다.