이 연구는 표피(EC) 면역을 통해 생쥐의 면역 반응을 조절하는 피부의 역할을 보여줍니다. 단백질 항원을 사용한 EC 면역은 병원체 관련 분자 패턴과 결합할 때 접촉 과민증 또는 피부 유도 억제에서 면역 반응을 억제할 수 있습니다. EC 면역은 면역 요법에 대한 효과적이고 주사 바늘이 없는 접근 방식으로서 가능성을 보여줍니다.
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방법 논문
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이 연구는 표피(EC) 면역을 통해 생쥐의 면역 반응을 조절하는 피부의 역할을 보여줍니다. 단백질 항원을 사용한 EC 면역은 병원체 관련 분자 패턴과 결합할 때 접촉 과민증 또는 피부 유도 억제에서 면역 반응을 억제할 수 있습니다. EC 면역은 면역 요법에 대한 효과적이고 주사 바늘이 없는 접근 방식으로서 가능성을 보여줍니다.
피부는 인체에서 가장 큰 기관으로 외부 환경과 접촉하며 (1) 생체이물 및 미생물로부터 유기체를 보호하고, (2) 체온 조절을 촉진하고, (3) 수분과 전해질 균형을 유지하고, (4) 비타민 D를 합성하고, (5) 면역에 참여하는 등 중요한 생리학적 역할을 합니다. 이 논문은 면역 메커니즘에 대한 피부의 중추적인 관여를 강조하여 면역 반응을 억제하거나 강화하여 면역 조절 능력을 보여줍니다. 이전 연구 결과에 따르면 생쥐에서 단독으로 또는 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)과 함께 항원을 사용한 표피(EC) 면역은 각각 면역 반응을 억제하거나 강화할 수 있습니다. 구체적으로는, 항원을 이용한 EC 면역은 자가면역질환이나 알레르기성 접촉성 피부염의 다양한 쥐 모델에서 면역 반응을 억제할 수 있는 것으로 관찰되었다. 결과는 PAMP와 결합된 항원을 사용한 EC 면역이 병원체에 대한 면역을 높이거나 T 도우미 제2형 림프구(Th2) 의존성 알레르기를 완화하는 효과적인 전략이 될 수 있음을 나타냅니다. 이 프로토콜은 Th1 세포에 의해 매개되는 인간 알레르기 접촉 피부염(ACD)-접촉 과민증(CHS)의 쥐 모델에서 항원의 표피 적용을 통해 피부 억제를 유도하는 방법을 설명합니다. 그러나 다양한 쥐 장애 모델에도 적용할 수 있습니다. 이 논문은 다양한 질환에 걸쳐 바늘 없는 면역 요법을 위한 매력적인 쥐 모델로 EC 유도 면역 조절을 제시합니다.
이 논문은 접촉 과민증(CHS)의 마우스 모델에서 내성을 유도하는 방법(이 텍스트 전체에서 '억제'라고 함)을 제시하고 항원 단독 또는 병원체 인식 수용체(PRR)용 리간드와 함께 항원의 표피(EC) 적용을 통해 이 내성을 역전시키는 방법(이 텍스트 전체에서 '억제'라고 함)을 제시합니다1. 설명된 프로토콜에서 (a) haptenized mouse immunoglobulins(TNP-Ig)는 접촉 과민증을 억제하기 위한 항원으로 사용되거나 (b) 병원체 관련 분자 패턴(PAMP)이 있는 항원, Toll-like receptor(TLR)용 리간드 및 nucleotide-binding oligomerization domain-containing protein(NOD) 유사 수용체(NLR)를 사용하여 피부 유도 억제를 역전시킵니다 2,3,4. 연구 결과는 EC 유도 면역조절이 항원-비특이적 T 억제인자(Ts) 세포와 항원 특이적 T 반억제체(Tcs) 세포에 의해 매개됨을 나타냅니다. 이러한 세포는 테스트된 반응의 메커니즘을 결정하기 위해 채택 세포 전달의 마우스 모델에서 검사할 수 있습니다. 현재 프로토콜은 "adoptive transfer IN"과 "adoptive transfer OUT"의 두 가지 세포 전달 모델을 설명합니다. Adoptive transfer IN은 CHS의 구심성 및 원심성 단계에서 면역 조절을 테스트하는 데 유용합니다. 반면에, "adoptive transfer OUT"은 CHS의 원심성기에서만 면역조절의 효과를 반영합니다.
이 논문은 T 도우미 유형 1 림프구(Th1)5에 의해 매개되는 인간 알레르기 접촉 피부염(ACD) - 접촉 과민증(CHS)의 쥐 모델에서 항원의 표피 적용을 통한 피부 유도 억제 방법을 설명합니다. 그러나 이 접근법은 T 세포독성 림프구 유형 1(Tc1) 매개 CHS 6,7, 콜라겐 유발 관절염(CIA)8,9, 실험적 자가면역 뇌척수염(EAE)10,11 및 궤양성 대장염12와 같은 자가면역 질환의 조절(억제, 내성) 실험 모델에 대한 효능도 테스트되었습니다. 또한, 프로토콜은 CHS 13,14,15,16의 쥐 모델에서 PRR 리간드와 함께 항원의 EC 적용을 통한 피부 유도 금기 억제(역 억제) 방법을 설명합니다. 제시된 결과는 TLR2, TLR3, TLR4, TLR9 및 NOD2 리간드를 정제하여 EC 유도 항원-비특이적 억제를 되돌릴 수 있음을 나타냅니다. 피부 유도 금기 억제 방법은 아토피 피부염(AD)의 동물 모델에서도 사용되었으며, 이는 비메틸화 올리고데옥시뉴클레오티드(CpG)를 포함하는 합성 단일 가닥 DNA 분자의 존재 하에서 항원을 사용한 EC 처리-TLR9에 대한 리간드가 항원 특이적 방식으로 Th2 매개 반응을 억제할 수 있음을 보여주었습니다(면역 반응을 Th1/Th17 표현형으로 이동)17. 설명된 방법은 폐렴구균성 폐렴에서도 테스트되었으며, CpG와 함께 소 혈청 알부민(PC-BSA)에 접합된 폐렴구균 다당류를 사용한 EC 면역이 잠재적으로 폐렴구균에 대한 면역을 향상시킬 수 있음을 입증했습니다 18.
EC 유도 면역조절의 중추적인 측면은 모델의 선택과 항원의 특성입니다. 이 논문에는 사용된 항원, 항원 노출 기간 및 테스트된 모델의 T 세포 특이성을 자세히 설명하는 표가 포함되어 있습니다(표 1 참조). 설명된 면역조절 방법은 항원 특이적 T 림프구와 관련된 질병을 대상으로 합니다. 이 방법의 효과는 공정에서 호환 가능한 EC 적용 항원을 활용하여 평가되었습니다. 항원의 호환성은 질병 과정에 관여하는 T 림프구와 효과적으로 상호 작용하도록 하는 데 중요합니다. 온전한 피부에 단백질 또는 펩타이드 패치를 적용하면 표피를 통한 항원 침투가 용이합니다19,20. 이러한 항원 침투 증가는 드레싱 아래의 땀이 증가했기 때문입니다. 표피 투과성의 변화는 패치 적용 후 4-10시간 이내에 발생하며, EC 유도 면역조절은 최대 2주 동안 효과가 유지될 수 있습니다 5,14.
EC 치료법이 널리 사용되고 있지만, 이 방법의 변형이 많다는 것은 의문을 불러일으킬 수 있습니다. 현재의 이해에 따르면 항원 투여 이전의 표피 손상 정도는 그로 인한 면역 반응의 특성에 영향을 미칠 수 있다21. 표재성 표피 손상은 랑게르한스 세포에 의한 항염증성 사이토카인의 방출을 유발하여 Th2 반응의 시작을 촉진한다22. 대조적으로, 더 광범위한 표피 손상은 전염증성 사이토카인의 방출을 촉진하고 진피 수지상 세포로의 항원 전달을 촉진합니다23. 제시된 프로토콜은 (a) 이 방법을 작고 활동적인 동물, 특히 쥐에 적용할 때 발생하는 어려움에 대한 인식을 강조합니다. (b) 면도기 면도 후의 피부 상태, 물질이 피부에 적절하게 접촉한 정도, 노출 시간, EC 시술 중 피부의 위생 상태 등을 고려하여 시술의 효과를 결정할 수 있는 요인을 고려합니다. 다양한 피부 제제가 다양한 방식으로 피부 상태에 영향을 미칠 수 있으므로 항원을 적용하기 전에 물리적이든 화학적이든 피부 제모 방법을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 모든 절차는 피부 면역 세포를 활성화하여 잠재적으로 피부 감염을 일으키거나 질병 진행에 영향을 미칠 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 제모 후 피부 상태에 대한 잠재적인 부작용은 제모 방법을 선택할 때 가장 먼저 고려해야 할 사항입니다. 연구진은 면도날로 면도한 등쪽 피부에 항원을 EC 적용함으로써 유도된 T 세포 매개 면역 억제 방법을 설명하면서 다양한 면역 반응 모델에 미치는 영향을 입증했다. PAMP와 함께 항원의 EC 적용은 항원 특이적 T 반억제 세포를 유도합니다. 더욱이, 제시된 EC 적용 방법은, 특히 항원 또는 PAMP에 반복적으로 노출되는 경우, 우려되는 부작용을 일으키지 않는다.
설명된 프로토콜은 특히 쥐와 같은 작은 동물에서 이 방법으로 신뢰할 수 있고 반복 가능한 결과를 달성하는 데 있어 다양한 요소의 중요성을 강조합니다. 이 접근법의 비침습적 특성은 일반적으로 피내 또는 주사 면역 기술에 비해 부작용(예: 통증, 감염 또는 흉터)의 위험이 낮습니다. 표피 면역은 사용자 친화적이고 비임상 환경에서 쉽게 투여할 수 있어 보다 침습적인 방법에 비해 접근성과 순응도가 향상됩니다.
표 1: 다양한 마우스 질병 모델에서 면역 반응의 EC 유도 조절. 약어: ACD = 알레르기 성 접촉 피부염; AD = 아토피 피부염; Ag = 항원; CIA = 콜라겐 유발 관절염; CHS = 접촉 과민증; CFA = 완전한 프로인트 보조제; COLL II = II형 콜라겐; DNFB = 2,4- 디 니트로 플루오로 벤젠; DNP-BSA = 소 혈청 알부민에 접합 된 디 니트로 페닐; EAE = 실험적 자가면역 뇌척수염; EC = 피피; LPS = 지질다당류; OVA = 오브알부민; PAMP = 병원체 관련 분자 패턴; PC-BSA = 소 혈청 알부민에 접합된 폐렴구균 다당류; Th1 = T 헬퍼 1형 림프구; Tc1 = T 세포독성 1형 림프구; TNCB = 2,4,6- 트리니트로 클로로 벤젠; TNP-Ig = 2,4,6-트리니트로페닐 접합 마우스 면역글로불린; Ts = T 억제 세포; Tcs = T 반억제 세포. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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이 기사에 제시된 모든 실험은 폴란드 크라쿠프에 있는 동물 실험에 관한 제1차 및 제2차 지역 윤리 위원회의 지침에 따라 승인 및 수행되었습니다. 이 절차는 특히 마취제로 케타민/자일라진 또는 이소플루란을 투여하고, 면도날을 사용하여 쥐 피부를 면도하고, 면도한 피부와 양쪽 귀쪽에 물질/합텐을 바르고, 말초 면역 기관을 채취하는 것과 관련된 현지 권장 사항을 따랐습니다. 이 연구는 6-12주 된 CBA/J(H-2k) 수컷 및 암컷 쥐를 사용하여 체중이 20-25g 범위입니다. 사용된 시약 및 장비에 대한 자세한 내용은 재료 표에 나열되어 있습니다.
1. 동물 준비
2. 작업 영역 준비
3. Th1 매개 CHS 반응을 위한 억제세포(Ts) 유도
참고: 이 절차는 그림 1A에 나와 있습니다.
4. Th1 매개 CHS 반응을 위한 콘트라억제제 T세포(Tcs) 유도
참고: 이 절차는 그림 1B에 나와 있습니다.
5. Th1 매개 CHS 반응(CHS의 감작기)을 위한 T effector cell(Teff)의 유도
6. 활성 모델: Th1 매개 CHS에서 Ts 또는 Tcs 세포 테스트
참고: 이 절차는 그림 2에 나와 있습니다.
7. 공여자 마우스에서 Teff, Ts 또는 Tcs 세포 분리
8. 입양 편입 IN: Th1 매개 CHS에서 Ts 테스트
참고: 이 절차는 그림 3에 나와 있습니다. 무균 작업을 하고 모든 절차 전후에 70% 에탄올 용액을 사용하십시오. 모든 세포 작업이 생물 안전 캐비닛 내에서 수행되어 멸균 상태를 유지하고 멸균된 기구를 사용하도록 합니다.
9. 입양 편입 OUT: Th1 매개 CHS에서 Ts 테스트
10. 입양 전이 OUT: Th1 매개 CHS에서 Tcs 테스트
표 2: Tcs "transfer OUT" 중 세포 배양 일정. 이 표를 다운로드하려면 여기를 클릭하십시오.
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본 연구는 피부만을 통해 인가된 항원이 CHS 반응을 조절하는 Ts 또는 Tcs 세포를 각각 유도할 수 있는지 여부를 조사합니다. 100μg의 TNP-Ig 또는 TNP-Ig와 100μg의 LPS를 EC 통해 CBA/J 마우스의 면역화는 각각 Ts 또는 Tcs 세포를 유도합니다. 그런 다음 마우스는 5% TNCB로 감작되고 4일 후에 동일한 hapten으로 이의를 제기했습니다. 챌린지 전후의 귀 붓기를 측정하여 반응을 평가했습니다. 각 실험에는 비특이적 염증 반응을 평가하는 데 사용되는 음성 대조군과 CHS 반응의 유도를 확인하는 CHS 대조군이 있습니다.
도 4는 CHS 유도 전에 TNP-Ig에 노출된 마우스가 CHS가 현저히 감소했음을 나타냅니다(도 4A, Ts 테스트 그룹
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연구는 다양한 동물 모델을 대상으로 수행되었으며 BALB/c, C57BL/6, HLADR4-Tg, DBA 1 및 B10.PL 와 같은 많은 마우스 균주를 사용하여 할당된 항원을 사용한 EC 면역이 내성을 생성하고 원치 않는 면역 반응을 제어하는 다재다능하고 잠재적으로 무한한 수단으로 작용할 수 있음을 보여주었습니다. 현재 프로토콜은 두 가지 세포 전달 모델, 즉 (1) CHS의 구심성 및 원심성 단계 모두에서 면역조절을 평가하는 데 유용한 'adoptive transfer IN'과 (2) 원심성 단계에서의 효과를 구체적으로 평가하는 'adoptive transfer OUT'의 두 가지 세포 전달 모델을 설명합니다. 또한, 이미 감작 된 마우스에 Ts 세포를 주입하면 CHS 7,28을 하향 조절하는 것으로 입증되었습니다. 이 가정은 다발성 경화증 환자 그룹을 대상으로...
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저자는 공개할 것이 없습니다.
이 연구는 폴란드 과학 연구 위원회 보조금 3 PO5B 091 25, 2PO5A 204 29 및 국립 과학 센터 N N401 3554 33에서 MS로 보조금을 받았습니다. 그래프는 GraphPad Prism 소프트웨어 10.2.3을 사용하여 그려졌으며 그림 1-3은 BioRender에서 생성되었습니다. Zemelka-Wiacek, M. (2025): (1) https://BioRender.com/3ux2px ; (2) https://BioRender.com/s0y8zs7 ; (3) https://BioRender.com/0qziglw. 저자는 쥐 서식지를 돌봐준 Dorota Woźniak에게 감사를 표합니다.
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