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Balb/c 마우스에서 Keyhole limpet hemocyanine (KLH)의 항원성에 대한 PAMAM dendrimer의 면역증강 효과

Adjuvant Effect of PAMAM Dendrimer on the Antigenicity of Keyhole Limpet Hemocyanin in Balb/c Mice

Journal of Life Science 2020년 30권 10호 p.905 ~ 911
이가영, 김민지, 김소연, 이경복, 오동현, 조영호, 유영춘,
소속 상세정보
이가영 ( Lee Ga-Young ) - Konyang University College of Medicine Department of Microbiology
김민지 ( Kim Min-Jee ) - Konyang University College of Medicine Department of Microbiology
김소연 ( Kim So-Yeon ) - Konyang University College of Medicine Department of Microbiology
이경복 ( Lee Kyung-Bok ) - Konyang University College of Medicine Department of Biochemistry
오동현 ( Oh Dong-Hyun ) - Konyang University College of Medicine Department of Radiology
조영호 ( Cho Young-Ho ) - Konyang University College of Medical Engineering Department of Pharmaceutics & Biotechnology
유영춘 ( Yoo Yung-Choon ) - Konyang University College of Medicine Department of Microbiology

Abstract

본 연구에서는 Keyhole limpet hemocyanin (KLH)에 대한 체액성 및 세포성 면역반응 유도에 대한 PAMAM dendrimer G4 (PAMAM)의 증강 효과를 조사하였다. PAMAM을 KLH와 2주 간격으로 2회 피하주사로 면역한 후, KLH에 대한 특이항체를 측정한 결과, KLH+PAMAM 면역 그룹은 KLH만을 단독으로 면역한 그룹에 약 30배 이상 높은 유의한 항체가(IgG+IgA+IgM) 상승을 나타냈다. ELISA 분석에 의해 KLH 특이적인 면역글로부린의 isotype을 측정한 결과, PAMAM를 혼합하여 면역함으로서 IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3 및 IgM 항체의 역가가 유의하게 증가하는 것으로 확인되었다. 또한 면역 개시 7주째에 면역동물에 KLH 항원을 피하주사하고 swelling reaction을 통해 세포성 면역반응인 지연형 과민반응(DTH)을 측정한 결과, KLH+PAMAM으로 면역한 그룹에서 KLH만을 단독으로 면역한 그룹에 비해 높은 DTH 유도활성이 관찰되었다. 한편 면역동물의 비장세포를 취하여 in vitro에서 KLH로 재자극한 후 림프구 증식반응과 사이토카인 유도활성을 측정한 결과, PAMAM을 혼합하여 면역한 그룹에서 KLH 단독 면역 그룹에 비해 림프구의 증식반응에 유의하게 증가하였으며, Th1 type (IFN-γ)과 Th2 type (IL-4) 사이토카인의 생성도 모두 상승하는 것으로 확인되었다. 이상의 결과로부터 PAMAM dendrimer는 함께 투여된 항원물질에 의해 유도되는 세포성 면역과 체액성 면역을 상승시키는 활성이 있는 것으로 확인되었으며, 이는 PAMAM dendrimer가 면역 adjuvant로서 응용 가능한 소재임을 입증하는 것이다.

The adjuvant effect of PAMAM dendrimer G4 (PAMAM) on the induction of humoral and cellular immune responses against keyhole limpet hemocyanin (KLH) was examined. Mice were immunized subcutaneously twice at two-week intervals with KLH, with or without PAMAM dendrimer (100 μg/mouse), and the mice immunized with KLH+PAMAM showed significantly higher antibody titers against KLH than those immunized with KLH alone. The assay for determining the isotypes of the antibodies showed that PAMAM augmented the KLH-specific antibody titers of IgG1, IgG2a, IgG2b, IgG3, and IgM. In addition, mice immunized twice with KLH+PAMAM followed by a subcutaneous injection of KLH (20 μg/site) 7 weeks after the primary immunization exhibited a higher delayed-type hypersensitivity (DTH) reaction than those treated with KLH alone. In an in vitro analysis of T lymphocyte proliferation in response to KLH in week 8, the splenocytes of mice treated with KLH+ PAMAM showed significantly higher proliferating activity than those treated with KLH alone, and the culture supernatants of cell cultures from mice immunized with added PAMAM dendrimer showed higher levels of KLH-specific cytokine (IL-4 and IFN-r) production. These results suggest that PAMAM dendrimer G4 possesses a potent immune-adjuvant activity for enhancing both humoral and cell-mediated immunity specific to foreign antigens.

키워드

Adjuvant; antibody production; cellular immunity; PAMAM dendrimer; humoral immunity

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