• 검색 결과가 없습니다.

Effects of Chitosan on the Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in Mice

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Effects of Chitosan on the Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in Mice"

Copied!
7
0
0

로드 중.... (전체 텍스트 보기)

전체 글

(1)

204 책임저자:김광혁, 󰂕 602-702, 부산시 서구 암남동 34

고신대학교 의과대학 미생물학교실 Tel: 051-990-6422, Fax: 051-990-3081 E-mail: ghkim@ns.kosinmed.or.kr

접수일: 2010년 5월 6일, 1차수정일: 2010년 8월 2일, 2차수정일: 2010년 8월 5일, 게재승인일: 2010년 8월 11일

Correspondence to:Kwang Hyuk Kim

Department of Microbiology, Kosin University College of Medicine, 34, Amnam-dong, Seo-gu, Busan 602-702, Korea

Tel: +82-51-990-6422, Fax: +82-51-990-3081 E-mail: ghkim@ns.kosinmed.or.kr

키토산이 마우스에서 TNF-α, IL-1β, IL-6 생성에 미치는 효과

1정가정의학, 2고신대학교 의과대학 미생물학교실, 3부산대학교 식품영양학과

정양숙1ㆍ최명원2ㆍ박인달2ㆍ박건영3ㆍ김광혁2

Effects of Chitosan on the Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in Mice

Yang Sook Chung1, Myungwon Choi2, Indal Park2, Kun-Young Park3 and Kwang Hyuk Kim2

1Jung's Family Medicine Clinic, Busan 614-104, 2Department of Microbiology, Kosin University College of Medicine, Busan 602-702, 3Department of Food Science and Nutrition, Pusan National University, Busan 609-735, Korea Chitosan is derived from chitin by a process of controlled deacetylation. In the present study, we investigated the effects of chitosan on the production of the cytokines such as tumor necrosis factor-α (TNF-α), interleukin-1β (IL-1β), and interleukin-6 (IL-6) in mice. The culture supernatants of splenocytes exposed with chitosan alone or chitosan plus cell stimulants such as lipopolysaccharide (LPS), concanavalin A (Con A), and phytohemagglutinin-P (PHA-P) were harvested to assay TNF-α, IL-1β, and IL-10 production. TNF-α from splenocytes exposed with chitosan were increased compared to PBS control, but TNF-α in the culture supernatants from splenocytes exposed with LPS+chitosan or Con A+chitosan for a short time (6 hrs) were lower than that of the groups exposed with LPS or Con A alone. The IL-1β and IL-6 production in the culture supernatants from splenocytes exposed with chitosan were similar to those in PBS control, but IL-1β and IL-6 production in the exposure with LPS+chitosan were higher than those of the groups exposed with LPS only. These findings demonstrate that chitosan upregulates the inflammation reaction by IL-1β and IL-6 and downregulates that by TNF-α in LPS-associated immunity. (Cancer Prev Res 15, 204-210, 2010)

Key Words: Chitosan, TNF-α, IL-1β, IL-6, Mice

키틴과 키토산은 혈액콜레스테롤의 농도를 낮출 뿐만 아니라 비만을 관리할 수 있는 식품첨가물로 알려지고 있다. 또한 천식이나 아토피성 피부염, 동맥경화, 고혈 압, 황반성 변성, 관절염, 종양, 당뇨, 골다공증 등의 질환 치료에 이용되고 있음이 소개되고 있다. 키틴과 키토산 은 acetylglucosamine과 glucosamine을 함유하는 중합체로 서 자연에 풍부하게 존재한다. 키틴은 게, 새우, 연체류,

곤충류, 버섯류, 그리고 일부 미생물의 세포벽 등에 분포 하고 있으며 알카리 가수분해 되어 키토산으로 바뀐다.1) 식품에 포함시킨 키토산은 지질과의 결합능으로 인하여 혈장내의 콜레스테롤과 중성지방을 낮추는 효과를 보인 다.1) 키토산의 항균작용은 직접 적용되었을 때 상처부위 의 감염을 차단하는 데에 이용되기도 하며,2∼6) 면역반응 을 증가시킴으로서 항암활성을 나타내기도 한다.7∼20) 종양괴사인자(tumor necrosis factor, TNF)는 그람 음성세 균과 그 외의 감염균에 의한 급성 염증반응의 매개자이 며 중증 감염의 전신적 합병증의 원인이 된다. TNF는 종

(2)

양에 대하여 출혈성괴사를 일으키는 혈청인자로 동정된 것에서 유래된 이름이며 염증을 통한 생체방어기구에 관여하는 사이토카인으로 이해되고 있다. TNF는 대식세 포 등에서 주로 생성되는 사이토카인이지만 염증반응에 서 큰 역할을 담당하는 호중구를 비롯하여 림프구, NK 세포, 섬유모세포, 비만세포, 각질세포 등에서도 생성된 다. TNF의 기능으로서는 항종양활성, 항미생물활성, 분 화 증식의 조절, 염증 등이 있다.21)

Interleukin-1 (IL-1)의 주요기능은 TNF와 비슷하게 감염 이나 다른 자극에 대한 숙주의 염증반응 매개자로서의 역할이다. IL-1은 미생물을 비롯한 여러 가지 생성 유도 물질의 자극을 통하여 단구, 대식세포, 각질세포, NK세 포, T세포, B세포, 내피세포, 비만세포, 호중구, 섬유모세 포, 신경세포 등 비교적 다양한 세포들에서 생성되고 있 다. 그 기능 또한 다양하여 T세포, B세포, 단구, 대식세 포, NK세포 등에 주요한 역할을 담당하게 되며 특히나 염증반응을 통한 면역반응이 큰 범위를 차지하고 있 다.22)

Interleukin-6 (IL-6)는 선천면역과 적응면역 모두에서 기능을 하는 사이토카인이다. IL-6는 다기능성 사이토카 인으로 림프성 혹은 비림프성 세포 즉, 단구, B세포, T세 포, 혈관내피세포, 섬유모세포, 피부각질세포 등에서 생 성되고 있으며 면역반응, 급성기 염증반응 등에 관여한 다.23)

본 연구에서는 키토산이 면역세포에 미치는 효과를 보기 위하여 마우스 비장세포에 키토산을 작용시켰을 때 전염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6의 생성 을 알아보고자 하였다. 또한 lipopolysaccharide (LPS), con- canavalin A (Con A), phytohemagglutinin P (PHA-P)와 같은 세포자극물과 키토산의 중복 노출에 따른 이들 사이토 카인의 생성의 변화를 관찰하고자 하였다.

재료 및 방법

1. 재료

1) 실험동물과 시약: 암컷 Balb/C 마우스로서 생후 8주

내외, 체중 25 g 내외의 것을 대한바이오링크(충청북도 음성군)로부터 구입하여 실험에 사용하였다. 키토산은 수용성 고분자 키토산(우리바이오텍사, 경기도 포천)을 사용하였고, LPS는 Escherichia coli (serotype 026:B6)에서 분 리 정제된 표품(Sigma-Aldrich Corp., St. Louis, Mo, USA)을 사용하였고 Con A는 Pharmacia사 제품(Pharmacia Fine Chemicals, Code 17-0450-01, Sweden)을, PHA-P는 CSL사 제 품(CSL, Cat. 7471001, Australia)을 사용하였다. TNF-α,

IL-1β, IL-6를 측정하기 위한 시약은 Mouse TNF-α, IL-1 β, IL-6 ELISA kit (eBioscience, San Diego, CA, USA)을 이용 하였다.

2. 방법

1) 비장세포배양 상층 액: 비장세포배양 상층액 준비는

미리 준비된 비장세포 부유액을 10%가 되게 소 태아혈 청을 가한 RPMI 1640 (Gibco BRL., Grand Island, NY, USA) 배지로 ml당 2×106 세포가 되도록 조절하여, 24 wells 플 라스틱 조직배양용 접시(Costar, Cambridge, MA, USA)에 1 ml씩 분주한 후 키토산 3.0, 10.0, 30.0μg을 각각 작용 시켜 37oC, 5% CO2 배양기에 배양하였다. 또한 키토산 10.0μg과 LPS 2.0μg이나 Con A 2.0μg 혹은 PHA-P 1.0 μg과의 복합작용도 함께 시험하였다. 대조군은 PBS액 을 사용하였다. 배양시간은 상기의 조건에 6시간과 24시 간으로 하였다. 배양이 끝난 후 전량 배양액을 수거한 다음 300×g에서 10분간, 10,000×g에서 30분간 원침 시킨 후 그 상층 액을 수거하여 −70oC에 보관하였다.

2) TNF-α, IL-1β, IL-6 측정: 미리 96 wells 플라스틱 조직배양용 접시(Costar, Cambridge, MA, USA)에 mouse TNF-α, IL-1β, IL-6에 대한 capture 항체를 coating buffer 로 희석시킨 액, 100μl씩을 분주한 후 4oC에서 하룻밤 방치하였다. 다음날 세척용 완충액으로 5번 세척한 후 assay diluent 250μl씩을 분주한 후 실온에서 1시간 동안 방치하였다. 세척용 완충액으로 5번 세척한 후 접시의 각 well에 시료 100μl씩을 적하하여 실온에서 2시간 동 안 방치하였다. 시간이 경과된 다음 세척용 완충액으로 5번 세척한 후 detection 항체 100μl씩을 분주하여 실온 에서 1시간 동안 방치하였다. 세척용 완충액으로 5번 세 척한 후 avidin-horseradish peroxidase액 100μl씩을 적하하 여 다시 실온에서 30분 동안 방치하였다. 세척용 완충액 으로 7번 세척한 후 tetramethylbenzidine이 포함된 기질액 100μl씩을 적하하여 실온에서 15분 동안 방치한 후 stop 액 50μl씩을 가하여 반응을 정지시켰다. Optical density 는 microplate reader (Model 550 microplate reader, Bio-Rad, Richmond, USA)를 이용하여 450 nm에서 측정하였다.

3) 통계학적 분석: 실험성적은 평균 또는 평균±표준편

차로 나타냈으며 각 군 간의 통계학적 검정에는 Student's t-test를 사용하고 p값이 0.05 미만일 때 의의 있는 차로 간주하였다.

(3)

Table 1. Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in mice splenocytes exposed to lipopolysacharide (LPS) and chitosan (pg/ml)

TNF-α IL-1β IL-6

6 hr 24 hr 6 hr 24 hr 6 hr 24 hr

Chitosan (10μg) 30.06±3.06 37.53±2.36 17.56±1.29 17.66±1.44 26.13±1.50 31.35±1.43 LPS (2μg) 501.99±1.88 523.24±48.83 7.08±0.59 31.62±1.18 479.55±6.53 747.36±43.84 LPS (2μg)+Chitosan (10μg) 490.71±12.21 573.05±8.45 37.47±2.40a 63.15±2.24a 518.15±3.28a 1,225.04±25.34a Control 23.91±1.87 27.89±5.64 16.53±1.01 19.61±0.66 25.73±2.80 33.94±1.36 Splenocytes were cultivated with chitosan (10μg/ml) and LPS (2μg/ml) for 6 or 24 hrs. Control was exposed to PBS. Culture supernatants were harvested and assayed. Data shown are Mean±SD.

ap<0.01 compared to the LPS group.

Table 2. Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in mice splenocytes exposed to concanavalin A (Con A) and chitosan (pg/ml)

TNF-α IL-1β IL-6

6 hr 24 hr 6 hr 24 hr 6 hr 24 hr

Chitosan (10μg) 30.06±3.06 37.53±2.36 17.56±1.29 17.66±1.44 26.13±1.50 31.35±1.43 Con A (2μg) 65.08±1.88 646.08±4.70 2.08±0.59 10.82±1.18 137.86±2.80 1,697.89±70.90 Con A (2μg)+Chitosan (10μg) 57.11±3.76 804.46±5.18b 15.55±0.80b 32.73±1.58b 64.79±2.08b 1,997.36±89.55a

Control 23.91±1.87 27.89±5.64 16.53±1.01 19.61±0.66 25.73±2.80 33.94±1.36

Splenocytes were cultivated with chitosan (10μg/ml) and Con A (2μg/ml) for 6 or 24 hrs. Control was exposed to PBS. Culture supernatants were harvested and assayed. Data shown are Mean±SD.

ap<0.05 and bp<0.01 compared to the Con A group.

Fig. 1. Production of TNF-α by mouse splenocytes exposed to chitosan. After 6 or 24 hr, harvested supernatants were assayed. Data shown are mean±SD. *p<0.05 compared to corresponding control (PBS alone).

결과 및 고찰

1. 키토산에 의한 TNF-α 생성의 변화

정상마우스의 비장에서 분리된 세포부유액에 키토산 을 작용시켰을 때 생성되는 TNF-α의 량을 측정하였다.

키토산, 3.0μg/ml을 작용시켰을 때 TNF-α가 6시간 배 양에서 25.90 pg/ml로 대조군의 23.91 pg/ml보다 높게 나 타났으며 24시간 배양에서는 44.17 pg/ml을 나타내어 대 조군 27.89 pg/ml보다 유의하게 증가하였다. 10μg/ml을 작용시켰을 때에도 대조군보다 증가하였고 30μg/ml을 작용시켰을 때에는 6시간 배양에서 대조군과 비슷하였 지만 24시간째에는 대조군보다 높게 나타났다(Fig. 1). 마 우스 비장세포에 LPS를 2.0μg을 작용시켰을 때 TNF-α 의 생성은 6시간 배양에서 501.99 pg/ml을 나타내어 대조 군에 비하여 큰 상승을 보였으며 LPS 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 490.71 pg/ml으로 나타 나 LPS 단독 작용시보다 감소하였고 24시간 배양에서는 LPS와 키토산을 복합으로 작용시켰을 때 LPS단독 작용 시보다 증가하였다(Table 1). 마우스 비장세포에 Con A를 2.0μg을 작용시켰을 때 TNF-α의 생성은 6시간 배양에 서 65.08 pg/ml을 나타내어 대조군에 비하여 상승을 보였 으며 Con A 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 57.11 pg/ml으로 나타나 Con A 단독 작용시보다 감 소하였고 24시간 배양에서는 Con A와 키토산을 복합으 로 작용시켰을 때 Con A단독 작용시보다 매우 유의하게 증가하였다(Table 2). 마우스 비장세포에 PHA-P를 1.0μg 을 작용시켰을 때 TNF-α의 생성은 6시간 배양에서 5.98

(4)

Table 3. Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in mice splenocytes exposed to phytohemagglutinin-P (PHA-P) and chitosan (pg/ml)

TNF-α IL-1β IL-6

6 hr 24 hr 6 hr 24 hr 6 hr 24 hr

Chitosan (10μg) 30.06±3.06 37.53±2.36 17.56±1.29 17.66±1.44 26.13±1.50 31.35±1.43 PHA-P (1μg) 5.98±0.94 11.29±0.94 2.08±0.59 3.75±0.59 5.94±0.93 13.85±0.93 PHA-P (1μg)+Chitosan (10μg) 29.23±3.77a 38.78±4.13a 17.87±1.80a 18.20±1.38a 27.25±1.22a 34.24±1.78a

Control 23.91±1.87 27.89±5.64 16.53±1.01 19.61±0.66 25.73±2.80 33.94±1.36

Splenocytes were cultivated with chitosan (10μg/ml) and PHA-P (1μg/ml) for 6 or 24 hrs. Control was exposed to PBS. Culture supernatants were harvested and assayed. Data shown are Mean±SD.

ap<0.01 compared to the PHA-P group.

Fig. 2. Production of IL-1β by mouse splenocytes exposed to chitosan. After 6 or 24 hr, harvested supernatants were assayed. Data shown are mean±SD.

pg/ml을 나타내어 대조군에 비하여 감소하였으며 PHA-P 1.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 29.23 pg/ml으로 나타나 PHA-P 단독 작용시보다 매우 유의하 게 증가하였고 24시간 배양에서는 PHA-P와 키토산을 복 합으로 작용시켰을 때에도 PHA-P 단독 작용시보다 매우 유의하게 증가하였다(Table 3). 따라서 정상의 비장세포 가 배지속의 성분들에 의해서도 자극을 받아 TNF-α의 생성을 유도하였으며 배지 속에 키토산을 작용시켰을 시 낮은 농도에서 TNF-α의 생성이 증가됨을 알 수 있고 키토산의 농도를 증가시켰을 때는 그 생성이 감소되었 다. 세균독소인 LPS를 비장세포에 작용시켰을 때는 예상 대로 TNF-α의 생성이 크게 증가함을 볼 수 있었고 LPS 와 키토산을 함께 작용시키면 TNF-α의 생성은 6시간 배양에서 감소됨을 알 수 있다. 이러한 경향은 Con A의 경우에도 유사하였으나 PHA-P의 경우에는 키토산에 의 해서 TNF-α의 생성이 증가됨을 알 수 있었다. 즉, 자극 물의 종류에 따른 차이로 보여 진다. 이러한 결과는 Kim 12)이 시도한 키토산의 생물학적 효과를 실험 연구한 결과와도 유사점을 보인다. 즉, 이들은 사람 별아교세포 종 세포주인 CCF-STTG1의 실험에서 수용성키토산에 의 해서 TNF-α의 생성이 저해됨을 관찰하여 사람 별아교 세포에서의 수용성키토산의 조절효과를 언급하고 이러 한 수용성키토산의 항염증성 효과는 알츠하이머 질환의 병리현상을 지연시키거나 줄일 수 있을 것으로 제안하 였다. Seo 등24)은 수용성 키토산이 염증성 사이토카인의 생성에 미치는 효과를 보기 위하여 사람 비만세포주인 HMC-1세포에 특수자극물질을 작용시켜 TNF-α의 생성 이 증가됨을 확인하고 여기에 수용성 키토산을 작용시 킨 결과 TNF-α의 생성이 저해됨을 관찰하였다. 따라서 이들은 염증질환의 치료시 키토산이 유효할 수 있음을 언급하였다. Kim 등25)도 HMC-1을 이용한 실험을 통하여 수용성 키토산이 TNF-α의 생성을 저해함으로서 알러 지성 염증질환에서 강력한 조절능을 발휘할 것으로 제

의한 바 있다. Yermak 등26)은 마우스에 LPS를 주사한 군 에 비하여 LPS와 키토산을 복합으로 주사한 마우스 군에 서 TNF-α의 생성이 낮아지는 것을 관찰하여 키토산이 LPS의 생물학적 활성을 변화시킨다고 하였다. 본 실험을 통한 결과로부터 키토산에 의한 TNF-α생성의 감소는 TNF-α와 관련을 갖는 염증반응을 완화시킬 것으로 생 각된다.

2. 키토산에 의한 IL-1β 생성의 변화

비장세포부유액에 키토산을 작용시켰을 때 생성되는 IL-1β의 량을 측정하였다. 키토산, 3μg/ml을 작용시켰 을 때 IL-1β가 6시간 배양에서 15.40 pg/ml로 대조군의 16.53 pg/ml보다 약간 낮게 나타났으며, 24시간 배양에서 도 유사한 경향을 보였다. 10μg/ml을 작용시켰을 때는 대조군보다 6시간 배양에서 약간 높았으나 24시간째에 는 대조군보다 약간 낮았다. 30μg /ml을 작용시켰을 때 에는 6, 24시간째 모두 대조군과 유사하였다(Fig. 2). 마우

(5)

Fig. 3. Production of IL-6 by mouse splenocytes exposed to chitosan. After 6 or 24 hr, harvested supernatants were assayed. Data shown are mean±SD.

스 비장세포에 LPS를 2.0 μg을 작용시켰을 때 IL-1β의 생성은 24시간 배양에서 대조군보다 증가하였다. LPS 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 6, 24 시간 배양 모두 LPS 단독 작용시보다 유의하게 증가하였 다(Table 1). 마우스 비장세포에 Con A를 2.0μg을 작용시 켰을 때 IL-1β의 생성은 6, 24시간 배양에서 대조군에 비하여 감소를 보였다. Con A 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 6, 24시간 모두 Con A 단독 작용시 보다 매우 유의하게 증가하였다(Table 2). 마우스 비장세 포에 PHA-P를 1.0μg을 작용시켰을 때 IL-1β의 생성은 6, 24시간 배양에서 모두 대조군에 비하여 감소를 보였 으나 PHA-P 1.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 6, 24시간 배양 모두 PHA-P 단독 작용시보다 매우 유의하게 증가하였다(Table 3). 따라서 세균독소인 LPS를 비장세포에 작용시켰을 때에만 24시간 배양에서 IL-1β 의 생성이 증가함을 볼 수 있었으나 그 외 세포자극물에 의해서는 대조군보다 감소를 보였고 LPS를 비롯한 자극 물들과 키토산을 함께 작용시키면 IL-1β의 생성은 모두 자극물 단독 때보다 증가됨을 알 수 있다. 따라서 키토산 에 의한 IL-1β 생성의 증가는 IL-1β 관련 염증반응을 증가시킬 것으로 보인다.

3. 키토산에 의한 IL-6 생성의 변화

비장세포부유액에 키토산을 작용시켰을 때 생성되는 IL-6의 량을 측정하였다. 키토산, 3μg/ml을 작용시켰을 때 IL-6가 6시간 배양에서 26.89 pg/ml로 대조군의 25.73 pg/ml과 큰 차이를 보이지 않았으며 24시간 배양에서도 대조군 33.94 pg/ml과 큰 차이를 보이지 않았다. 10μg/ml

을 작용시켰을 때는 6시간 배양에서 대조군과 유사하였 지만 24시간째에는 대조군보다 약간 낮게 나타났다. 30 μg/ml을 작용시켰을 때에는 6, 24시간 배양 모두 대조군 과 큰 차이를 보이지 않았다(Fig. 3). 마우스 비장세포에 LPS를 2.0μg을 작용시켰을 때 IL-6의 생성은 479.55 pg/ml을 나타내어 대조군보다 크게 증가하였으며 LPS 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시켰을 때는 6시간 배양에서 518.15 pg/ml으로 나타나 LPS 단독 작용시보다 매우 유의하게 증가하였으며 24시간 배양에서는 그 증 가의 폭이 더 크게 나타났다(Table 1). 마우스 비장세포에 Con A를 2.0μg을 작용시켰을 때 IL-6의 생성은 6시간 배 양에서 137.86 pg/ml을 나타내어 대조군에 비하여 큰 증 가를 보였으며 24시간 배양에서는 증가의 폭이 더 크게 나타났다. Con A 2.0μg과 키토산 10.0μg을 함께 작용시 켰을 때는 6시간 배양에서 64.79 pg/ml으로 나타나 Con A 단독 작용시보다 매우 유의하게 감소하였으나 24시간 배양에서는 Con A 단독 작용시보다 매우 유의하게 증가 하였다(Table 2). 마우스 비장세포에 PHA-P를 1.0μg을 작용시켰을 때 IL-6의 생성은 6시간 배양에서 5.94 pg/ml 을 나타내어 대조군보다 감소하였으며 24시간 배양에서 도 대조군보다 감소하였다. PHA-P 1.0μg과 키토산 10.0 μg을 함께 작용시켰을 때는 6, 24시간 배양 모두에서 PHA-P 단독 작용시보다 매우 유의하게 증가하였다 (Table 3). 따라서 배지 속에 키토산을 작용시켰을 시 높 은 농도와 낮은 농도에서 IL-6의 생성이 큰 차이를 보이 지 않았다. 세균독소인 LPS를 비장세포에 작용시켰을 때 는 IL-6의 생성이 크게 증가하였고 LPS와 키토산을 함께 작용시켰을 때는 IL-6의 생성이 더욱 증가하였다. Con A 의 경우에는 IL-6 생성이 6시간 배양에서 키토산의 추가 에 의해서 감소를 보였지만 24시간 배양에서 매우 높은 증가를 보였으며 키토산을 추가하였을 때 더욱 증가하 였다. PHA-P의 경우에는 IL-6의 생성이 대조군보다 감소 하였지만 키토산에 의해서 IL-6의 생성이 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 결과들은 Wu 등27)의 마우스 생체실험 결과로서 IL-6의 생성이 키토산에 의해서 증가된다는 결 과와도 유사성을 보였으며 키토산에 의하여 IL-6 관련 염증반응의 증가가 예상된다 하겠다.

결 론

본 연구에서는 키토산이 면역세포에 미치는 효과를 보기위하여 마우스 비장세포에 키토산을 작용시켰을 때 전염증성 사이토카인인 TNF-α, IL-1β, IL-6의 생성을 관찰하고자 하였다. 또한 lipopolysaccharide (LPS), concana-

(6)

valin A (Con A), phytohemagglutinin P (PHA-P)와 같은 세포 자극물과 키토산의 중복 노출에 따른 이들 사이토카인 의 생성의 변화를 관찰하고자 하였다. 키토산을 비장세 포에 노출시켰을 때 TNF-α의 생성이 증가하였지만 LPS 나 Con A와 복합으로 작용시키면 단기배양(6시간)에서 LPS 단독배양에 비하여 TNF-α의 생성이 감소하였다.

그러나 키토산의 단독 작용 시 IL-1β와 IL-6의 생성은 대조군과 유사하였고 LPS 등의 세포자극물과 복합으로 작용시키면 세포자극물 단독 때보다 상승하였다. 따라 서 이러한 결과들로 부터 키토산은 LPS와 같은 세균독소 가 존재하는 가운데 초기에 TNF-α를 감소시킴에 따른 염증반응 완화작용이 나타날 수 있고 또한 IL-1β와 IL-6 를 증가시킴에 따른 염증반응 증강작용을 예상할 수 있 겠다.

감사의 글

본 연구는 2009년도 고신대학교 의과대학 학술연구비 의 지원에 의해 수행되었음.

참 고 문 헌

1) Koide SS. Chitin-chitosan: properties, benefits, and risks. Nutr Res 18, 1091-1101, 1998.

2) Howling GI, Dettmar PW, Goddard PA, Hampson FC, Dornish M, Wood EJ. The effect of chitin and chitosan on the proliferation of human skin fibroblasts and keratinocytes in vitro. Biomaterials 22, 2959-2966, 2001.

3) Iqbal M, Lin W, Jabbal-Gill I, Davis SS, Steward MW, Illum L. Nasal delivery of chitosan-DNA plasmid expressing epitopes of respiratory syncytial virus (RSV) induces protective CTL responses in BALB/c mice. Vaccine 3585, 1-8, 2002.

4) Takashi M, Masahiro O, Mitsunobu M, Keisuke U, Seiichi T, Yoshiharu O, Sabro M, Toru F. Effect of chitin and its derivatives on the proliferation and cytokine production of fibroblasts in vitro. Biomaterials 18, 947-951, 1997.

5) Ueno H, Mori T, Fujinaga T. Topical formulation and wound healing applications of chitosan. Adv Drug Deliv Rev 52, 105-115, 2001.

6) van der Lubben IM, Verhoef JC, Borchard G, Junginger HE.

Chitosan for mucosal vaccination. Adv Drug Deliv Rev 52, 139-144, 2001.

7) Chen WR, Liu H, Ritchey JW, Bartels KE, Lucroy MD, Nordquist RE. Effect of different components of laser immunotherapy in treatment of metastatic tumors in rats.

Cancer Res 62, 4295-4299, 2002.

8) Chung YS, Kim KH, Jeong YK, Chang MW. Effects of chitosan on anti-tumor activity in mice. J Life Sci 14, 209-214,

2004.

9) Eroglu M, Irmak S, Acar A, Denkbas EB. Design and evaluation of a mucoadhesive therapeutic agent delivery system for postoperative chemotherapy in superficial bladder cancer. Int J Pharm 235, 51-59, 2002.

10) Kato Y, Onishi H, Machida Y. Efficacy of lactosaminated and intact N-succinyl-chitosan-mitomycin C conjugates against M5076 liver metastatic cancer. J Pharm Pharmacol 54, 529-537, 2002.

11) Kato Y, Onishi H, Machida Y. Lactosaminated and intact N-succinyl-chitosans as drug carriers in liver metastasis. Int J Pharm 226, 93-106, 2001.

12) Kim MS, Sung MJ, Seo SB, Yoo SJ, Lim WK, Kim HM.

Water-soluble chitosan inhibits the production of pro-inflam- matory cytokine in human astrocytoma cells activated by amyloid beta peptide and interleukin-1 beta. Neurosci Lett 321, 105-109, 2002.

13) Kimura Y, Okuda H. Prevention by chitosan of myelotoxicity, gastrointestinal toxicity and immunocompetent organic toxi- city induced by 5-fluorouracil without loss of antitumor activity in mice. Jpn J Cancer Res 90, 765-774, 1999.

14) Kimura Y, Sawai N, Okuda H. Antitumor activity and adverse reactions of combined treatment with chitosan and doxorubicin in tumor-bearing mice. J Pharmacol 53, 1373- 1378, 2001.

15) Pae HO, Seo WG, Kim NY, Oh GS, Kim, Y. H. Kim GE, Kwak HJ, Yun YG, Jun CD, Chung HT. Induction of granulocytic differentiation in acute promyelocytic leukemia cells (HL-60) by water-soluble chitosan oligomer. Leuk Res 25, 339-346, 2001.

16) Peluso G, Petillo O, Ranieri M, Santin M, Ambrosio L, Calabro D, Avallone B, Balsamo G. Chitosan-mediated sti- mulation of macrophage function. Biomaterials 15, 1215-1220, 1994.

17) Seferian PG, Martinez ML. Immune stimulating activity of two new chitosan containing adjuvant formulations. Vaccine 19, 661-668, 2001.

18) Shikata F, Tokumitsu H, Ichikawa H, Fukumori Y. In vitro cellular accumulation of gadolinium incorporated into chitosan nanoparticles designed for neutron-capture therapy of cancer.

Eur J Pharm Biopharm 53, 57-63, 2002.

19) van der Lubben IM, Kersten G, Fretz MM, Beuvery C, Verhoef JC, Junginger HE. Chitosan microparticles for mucosal vaccination against diphtheria: oral and nasal efficacy studies in mice. Article in press Vaccine 3600, 1-9, 2002.

20) Westerink MAJ, Smithson SL, Srivastava N, Blonder J, Coeshott C, Rosenthal GJ. ProJuvant (Pluronic F127/chitosan) enhances the immune response to intranasally administered tetanus toxoid. Vaccine 20, 711-723, 2002.

21) Andrews JS, Berger AE, Ware CF. Charaterization of the receptor for tumor necrosis factor (TNF) and lymphotoxin (LT) on human T lymphocytes. TNF and LT differ in their receptor binding properties and the induction of MHC class

(7)

I proteins on a human CD4+ T cell hybridoma. J Immunol 144, 2582-2591, 1990.

22) Freidin M, Bennett MV, Kessler JA. Cultured sympathetic neurons synthesize and release the cytokine interleukin-1 beta.

Proc Natl Acad Sci USA 89, 10440-10443, 1992.

23) Berek JS, Chung C, Watson JM, Knox RM, Martinez-Maza O. Serum interleukin-6 levels correlate with disease status in patients with epithelial ovarian cancer. Am J Obstet Gynecol 164, 1038-1042, 1991.

24) Seo SB, Jeong HJ, Chung HS, Lee JD, You YO, Kajiuchi T, Kim HM. Inhibitory effect of high molecular weight water-soluble chitosan on hypoxia-induced inflammatory cytokine production. Biol Phar Bull 26, 717-721, 2003.

25) Kim MS, You HJ, You MK, Kim NS, Shim BS, Kim HM.

Inhibitory effect of water-soluble chitosan on TNF-alpha and Il-8 secretion from HMC-1 cells. Immunopharmacol Immunoto- xicol 26, 401-409, 2004.

26) Yermak IM, Davidova VN, Gorvach VI, Luk'yanov PA, Solov'eva TF, Ulmer AJ, Buwitt-Beckman U, Rietschel ET, Ovodov YS. Forming and immunological properties of some lipopolysaccharide-chitosan complexes. Biochimie 88, 23-30, 2005.

27) Wu KY, Wu M, Fu ML, Li H, Yang Y, Zhang H, Cheng C, Wang ZZ, Wang XY, Lu XB, Liu DG, Li H. Gao R.

A novel chitosan CpG nanoparticle regulates cellular and humoral immunity of mice. Biomed Environ Sci 19, 87-95, 2006.

수치

Table 2.  Production  of  TNF-α,  IL-1β,  and  IL-6  in  mice  splenocytes  exposed  to  concanavalin  A  (Con  A)  and  chitosan  (pg/ml)
Table 3. Production of TNF-α, IL-1β, and IL-6 in mice splenocytes exposed to phytohemagglutinin-P (PHA-P) and chitosan (pg/ml) TNF-α IL-1β IL-6 6  hr 24  hr 6  hr 24  hr 6  hr 24  hr Chitosan  (10μg) 30.06±3.06 37.53±2.36 17.56±1.29 17.66±1.44 26.13±1.50 3
Fig. 3.  Production  of  IL-6  by  mouse  splenocytes  exposed  to  chitosan.  After  6  or  24  hr,  harvested  supernatants  were  assayed

참조

관련 문서

tricuspidata on the production of proinflammatory cytokines in TNFα+IFNγ-stimulated HaCaT cells ...15 Fig.5: The cell viability of sub-fractions from 70% EtOH

TNF-α에 대한 광학 현미경적 관찰에 있 어서 아토피 피부염 유발군에서는 TNF-α 발현이 높게 나타난데 비하여 오 일 처리군에서는 모두 아토피 피부염 유발군에

3. Procedure of Freeboard Calculation.. Innovative Ship and Offshore Plant Design, Spring 2018, Myung-Il Roh 23.

결과:수면 관련 호흡질환을 가진 환자들은 우측 설측 중간을 제외한 모든 검사 지점에서 대조군보다 전기미각검사 수치가 높게 나왔고 대조군과 수면 관련 호흡질환의 3개

Chitosan/Carbopol ® 971NF (poly acrylic acid) interpolymer complexes were prepared in pH 3.0, 4.0 and 5.0 medium to control the ratio of chitosan and Carbopol ® 971NF in

Contact angles on the surface of PLLA, PLLA/Chitosan, NH₂ treated PLLA, and NH₂treted PLLA/Chitosan

Design Theories of Ship and Offshore Plant, Fall 2016, Myung-Il Roh 1.. Design Theories of Ship and Offshore

Design Theories of Ship and Offshore Plant, Fall 2014, Myung-Il Roh 33 G 1 : New position of center of mass after the object on the deck moves.. to