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이지호 울산대학교 일반대학원 2025 국내석사
Atopic dermatitis is a chronic dermatitis disease, 10% of children and 1-3% of adults are diagnosed. Although it develops due to various complex causes, it is known to be greatly influenced by Th1 and Th2 cells. Depending on the type of acute and chronic atopic dermatitis. The influence of Th1 and Th2 cells are different function and the type of cytokines act dominantly varies. In chronic atopic dermatitis to assisted Th1 cells and type 1 cytokines are usually known as their dominant mechanism. In acute atopic dermatitis, type 2 innate lymphoid cells(ILC2) are known to affect atopic dermatitis, and mechanisms suggest that ILC2 is stimulated by type 2 cytokines such as interleukin-25(IL-25) and Interleukin-33(IL-33), which are secreted by keratinocytes, producing interleukin-4 (IL-4) and interleukin-13 (IL-13). In addition, atopic dermatitis is obligatory accompanied by fibrosis of the dermis, so we would check whether ILC2 affects the fibrosis of the dermis. As far as it's known, fibroblasts have been increasing collagen production by Th2-derived cytokines, resulting in fibrosis. ILC2 is secrete which type 2 cytokines, is also thought to affect skin fibrosis. We used C57BL/6 mice to treat Aspergilus fumigatus for 5 days and progress to 2 days rest for 5 weeks to make chronic atopic dermatitis. and we used transepidermal water loss, skin clinical symptom score , gene expression, histological analysis, collagen assay, total serum IgE, flow cytometrys analysis. Then, to determine whether ILC2 affects atopic dermatitis, chronic atopic dermatitis has been verified using Rag1-/- mice, An experiment was conducted to verify that atopic dermatitis was alleviated in the absence of ILC2 by continuously injecting anti-CD90.2 into Intraperitoneal at intervals of 200µg every two days before treatment of the Af extract into the Rag1-/-mice. As a result, Rag1-/-mice induced chronic atopic dermaltitis models, similar result were found in transepidermal water loss, skin clinical symptom score , gene expression, histological analysis, collagen assay, total serum IgE, flow cytometrys analysis to like wild type C57BL/6 mice. key words : Chronic atopic dermartitis, helper T cells, type 2 cytokines, type 2 Innate lymphoid cells
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Alleviation of ILC2-mediated type 2 airway inflammation through intermittent fasting
Asthma is a chronic inflammatory disease that affects the airways of the lungs, causing excessive mucus production, airway wall remodeling, and bronchial hyperreactivity. Since traditional therapeutic procedures for asthma may not be as effective as expected or may cause side effects, we need new and improved approaches. Although intermittent fasting has been shown to be effective in the treatment of a variety of diseases, there is little evidence of its influence on type 2 airway inflammation. In the present study, mice with papain-induced type 2 airway inflammation were fed ad libitum or intermittent fasting. Results showed that the type 2 airway inflammation-induced mice with intermittent fasting (the PAP-IF group) exhibited significantly reduced eosinophil infiltration and levels of type 2 effector cytokines in bronchoalveolar lavage fluid when compared to type 2 airway inflammation-induced mice with ad libitum (the PAP-AL group). Intermittent fasting reduced the number and proliferation of lung type 2 innate lymphoid cells (ILC2s), as well as the production of interleukin (IL)-5 and IL-13, while also decreasing the levels of KLRG1 and GATA3. Results indicated that intermittent fasting alleviated ILC2-mediated type 2 airway inflammation. RNA sequencing results revealed distinct clustering of ILC2s transcripts in the PAP-AL and the PAP-IF group, with the PAP-IF group showing significant downregulation of key genes associated with ILC2s hallmark, suggesting that intermittent fasting exerts a negative regulatory role on lung ILC2s. Furthermore, metabolite analysis of plasma from the PAP-AL group and the PAP-IF group revealed distinct clustering, with intermittent fasting resulting in a significant increase in acetate levels. Mice given acetate intraperitoneally showed significant reductions in type 2 effector cytokines, eosinophil infiltration, and airway wall thickness compared to untreated mice. Additionally, acetate treatment resulted in decreased proliferation, activation, and effector cytokine secretion production of lung ILC2s both in vivo and in vitro. Collectively, the present study revealed the regulatory role of acetate in ILC2-mediated type 2 airway inflammation, which underscores the potential therapeutic value of intermittent fasting for asthma treatment. 천식은 기관지 과다 점액 생성, 기도벽 재형성 및 기관지 과민 반응을 유발하는 만성 염증성 질환이다. 천식의 주요 특징 중 하나는 제 2 형 사이토카인의 생산이 증가하여 높은 수준의 제 2 형 기도 염증이 발생하는 것이다. 기존의 천식 치료법이 기대만큼 효과적이지 않거나 부작용을 초래할 수 있기 때문에 새로운 개선된 접근법이 필요하다. 간헐적 단식은 다양한 질병 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있지만, 제 2 형 기도 염증에 미치는 영향에 대한 연구는 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 간헐적 단식이 제 2 형 기도 염증과 면역반응에 미치는 영향에 대해 알아보고자 하였다. 본 연구에서는 파파인 유도성 호흡기 질환 마우스 모델을 이용하여 제 2 형 기도 염증반응을 모사하였다. 비강에 파파인을 투여하여 제 2 형 기도 염증을 유도하고 마우스에게 자유급이 또는 간헐적 단식을 시행하였다. 연구 결과에 따르면 간헐적 단식을 시행한 제 2 형 기도 염증 유도 그룹은 자유급이를 시행한 제 2 형 기도 염증 유도 그룹에 비해 호산구 침윤 및 기관지폐포 세척액 내 제 2 형 사이토카인 수치가 유의미하게 감소했다. 제 2 형 기도 염증 반응을 매개할 수 있는 면역세포로는 제 2 형 선천성 림프구 세포 (type 2 innate lymphoid cells, ILC2s) 와 Th2세포가 있으나, 본 연구에서 사용한 파파인 유도성 제 2형 기도 염증 마우스 모델의 경우 ILC2 가 주요하게 관여한다고 알려져 있다. Th2 세포의 영향을 배제하기 위해, 세포 및 B 세포가 결핍 된 Rag1 유전자 변형 마우스를 활용하여 해당 반응이 후천성 면역세포 비의존적 반응임을 증명하였다. 이와 더불어 간헐적 단식은 폐에 존재하는 ILC2s 의 수와 증식을 감소시키고, IL-5 및 IL-13 의 생성을 감소시켰다. 또한 간헐적 단식은 ILC2s 의 활성도를 나타내는 KLRG1 과 전사인자인 GATA3 의 수치도 감소시켰음을 확인했다. 이는 간헐적 단식이 ILC2 매개성 제 2 형 기도 염증을 완화한다는 것을 나타낸다. RNA 시퀀싱을 통해 ILC2s 의 전사체 발현도를 비교해 본 결과, 간헐적 단식 시행 유무에 따라 두 그룹 간의 전사체 발현도가 다르게 나타남을 확인할 수 있었다. 특히 간헐적 단식을 시행한 그룹에서는 ILC2s 특징과 관련된 주요 유전자들이 유의미하게 하향 조절된 것을 보여주었다. 이는 간헐적 단식이 폐 ILC2s 에 대해 부정적 조절 역할을 한다는 것을 나타낸다. 해당 반응을 매개하는 요인에 대해 알아보고자, 간헐적 단식으로 인해 변하는 체내 대사체들을 확인 하였다. 대사체 분포를 혈장에서 확인한 결과 간헐적 단식 시행 유무에 따라 서로 다른 대사체 프로파일을 가지고 있음을 확인했으며, 그 중에서도 간헐적 단식은 아세테이트 수치를 유의미하게 증가시켰다. 간헐적 단식 시행시 증가한 아세테이트가 주요한 인자임을 증명하기 위하여 마우스에게 아세테이트를 복강 주사로 투여하고 파파인 유도성 제 2 형 기도 염증을 유도한 결과, 아세테이트를 처리하지 않은 마우스에 비해 제 2 형 사이토카인, 호산구 침윤 및 기도벽 두께가 유의미하게 감소했다. 또한 in vivo 및 in vitro 실험을 통해 아세테이트 처리는 ILC2s 의 증식, 활성화 및 제 2 형 사이토카인 분비를 직접적으로 감소시킴을 확인했다. 종합적으로, 본 연구는 간헐적 단식을 통해 ILC2 매개 제 2 형 기도 염증이 완화 됨을 확인하였고, 이는 체내에서 증가한 아세테이트의 조절 역할에 기인함을 밝혀냈다. 따라서 간헐적 단식과 그로 인해 생성된 대사체는 천식 증상 완화에 잠재적인 치료가치가 있음을 시사한다.
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