마우스 비장세포의 증식과 생존율에 대한 BCG-CWS의 면역자극 효과

Abstract

세균의 세포벽을 구성하는 cell-wall skeleton(CWS)은 면역을 자극하고 생체 내에서 분해가능한 입자성 adjuvant로서 암환자의 면역치료에 사용되어 왔다. Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin의 CWS(BCG-CWS)는 백신에 사용되고 있는 adjuvant로, 강한 효능과 안전성 있다고 알려져 있다. BCG-CWS에 대한 많은 연구가 수행되고 있지만, 비장세포에 BCG-CWS가 미치는 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 우리는 MTT assay와 trypan blue exclusion test를 통해 BCG-CWS가 비장세포의 분열능력과 생존율을 매우 강화시킨다는 것을 알아내었고, 현미경관찰에서도 분열능력을 입증해 주는 다수의 세포무리를 목격하였다. 비장의 어떠한 세포가 어떻게 증식되었는지 유세포분석을 통하여 BCG-CWS는 CD4+ 또는 CD8+ T 림프구가 아닌 CD19+ B 림프구에서 분열능력을 상승시킨다는 것을 알 수 있었다. BCG-CWS는 bcl-2, bcl-xL과 같은 anti-apoptotic molecules을 대조군에 비해 많이 발현시켰으며, 세포의 활성을 높여주는 IL-2와 같은 사이토카인의 작용과 관련된 림프구 활성화 마커인 CD25, CD69를 표면발현을 굉장히 높였다. 또한 항원특이적인 면역반응에 대해서는 BCG-CWS를 처리하였을 때 항원특이적인 세포분열이 더욱 증가되고 interferon-gamma와 같은 T helper 1 면역반응에 중요한 cytokine의 생산이 증가되었다. 따라서 BCG-CWS는 항원비특이적, 항원특이적인 림프구의 분열능력과 생존능력을 향상시키며 주요 사이토카인의 생산을 상승시킴으로써 백신 adjuvant가 될 수 있을 것으로 기대된다.

Mycobacterial cell-wall skeleton (CWS) is an immunoactive and biodegradable particulate adjuvant and has been used for immunotherapy in patients with cancer. The CWS of Mycobacterium bovis bacillus Calmette-Guerin (BCG-CWS) was studied as a universal vaccine vehicle for antigen conjugation, to develop potentially effective and safe vaccine. Although a variety of biological activities of BCG-CWS have been studied, the effects of BCG-CWS on spleen cells are not fully elucidated. We investigated the effect of BCG-CWS on the viability and proliferation of spleen cells. Using MTT solution and trypan blue solution, we found that BCG-CWS significantly enhanced viability and proliferation. Multiple clusters, indicating proliferation, were observed in BCG-CWS-treated spleen cells and surface marker staining assay revealed that BCG-CWS promoted proliferation from CD19+ B lymphocyte rather than CD4+ or CD8+ T lymphocyte. In addition, BCG-CWS up-regulated the expression of anti-apoptotic molecules such as bcl-2, bcl-xL. BCG-CWS increased the surface expression of CD25 and CD69 as well as production of IL-2 from spleen cells, suggesting increased activation. Also, BCG-CWS can induce antigen-specific cell proliferation and interferon-gamma production of spleen cells. Taken together, these results demonstrate that BCG-CWS increases the viability and proliferation of spleen cells via multiple mechanisms, valuable information for broadening the use of BCG-CWS in clinical and research settings. It is thus suggested based on these data that BCG-CWS can be an effective vaccine adjuvant to induce antigen-nonspecific and specific lymphocyte proliferation and viability and produced cytokines in the spleen cells.