Regulatory T cell-mediated immunological tolerance induced by anti-CD154 monoclonal antibody monotherapy in intrahepatic murine allogeneic islet transplantation model

Abstract

서론: T 세포의 활성을 조절할 목적으로 한 공동활성분자에 대한 저해제 혼합요법은 일부 이식 모델에서 이식편의 거부를 막고, 면역관용을 유도한다고 알려져 있다. 췌도이식은 저혈당 무감증이 있는 환자를 치료할 수 있는 방법으로 알려져 있으며, 관련된 면역학적 기전을 밝혀내기 위해서 생쥐모델에서의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 임상 췌도이식 모델을 모방하여 당뇨가 유발된 수여 생쥐의 간 내로 췌도를 이식하는 새로운 생쥐 췌도이식 모델을 고안하였고 CD154 에 대한 단클론 항체 단일요법의 면역조절 효과에 대해 연구를 수행하였다.

방법: Balb/c 생쥐의 췌도를 맹장 정맥을 통해 수여 생쥐의 간 내로 이식하였다. 마우스 당 0.5 mg 의 CD154 에 대한 단클론 항체를 이식 전, 이식 당일, 이식 후 1,3,5,7 일 총 6 회 복강 내로 주입하였다. 이식편의 기능은 수여 생쥐의 혈당 수치로 확인하였고, 면역 관용임을 증명 하기 위해 두 번째 췌도를 신장 피막 하에 이식하였다. 항원 특이 CD8+ T 세포의 존재 여부를 확인하기 위하여 ELISpot assay 를 수행하였으며, 면역 조직 화학적 염색으로 이식편 내의 면역세포들 을 분석하였다.

결과: 단 기간의 CD154 에 대한 단클론 항체 단일요법을 적용한 간내 췌도이식 모델에서 이식편이 오래 생존함을 확인하였다. 신장 피막 아래로 두번째 췌도이식을 통해 면역관용의 유도를 확인하였으며, ELISpot assay 를 통해 IFN-γ 를 분비하는 동종의 항원 특이적 CD8+ T 세포가 존재함을 확인하였다. CD154 에 대한 단클론 항체를 처리 한 간내 동종 췌도이식을 CD1d KO 마우스에 수행한 결과, 야생형과 마찬가지로 이식편이 오래 생존하여 NKT 세포는 면역관용유도에 관여하지 않는다고 할 수 있다. 반면 DEREG 마우스에 췌도를 이식하고, 디프테리아 독소로 조절 T 세포를 완전히 제거하였을 경우에 면역거부반응이 일어났다. 따라서 이는 조절 T 세포가 면역 관용 유지에 있어서 중요한 역할을 한다는 것을 제시한다.

결론: 본 연구는 처음으로 간 내로의 마우스 동종 췌도이식 모델에 서 CD154 에 대한 단클론 항체 단일요법이 면역거부반응을 막고, 면역관용을 유도할 수 있음을 보여주었다. 조절 T 세포가 면역관용의 유지에 중요한 역할을 하고 있음을 밝혔으며, 본 연구가 면역조절에 있어서 CD154 에 대한 단클론 항체의 작용기전을 밝히는데 기여를 할 수 있을 것이라 생각한다.

Introduction: Combination of costimulation blockades has been known to prevent graft rejection and induce immunological tolerance in some transplantation model. Pancreatic islet transplantation can cure the diabetic patients with hypoglycemic unawareness. In this thesis, a new murine islet transplantation model in which the islets were transplanted into the liver of diabetic recipient simulating the clinical islet transplantation model was set up and the immune-regulatory effect of anti-CD154 mAb monotherapy was investigated.

Methods: Islets from Balb/c mice were transplanted into recipient liver via cecal vein. Anti-CD154 mAb (0.5 mg per mouse) was administered intraperitoneally on days -1, 0, 1, 3, 5, and 7 after transplantation. Graft function was assessed by the blood glucose level of recipients. A second graft transplantation was performed beneath the renal capsule. ELISpot assay was conducted to determine the existence of antigen specific CD8+ T cells. Immunohistochemical staining of the graft was done.

Results: Short-term administration of anti-CD154 mAb alone allowed for long-term survival of islet graft transplanted in the liver. The second islet graft transplanted into renal subcapsular space was not rejected, confirming the achievement of immunological tolerance. ELISpot analysis of the recipientssplenocytes showed IFN-γ secreting antigen specific CD8+ T cells confirming the existence of antigen specific T cells. Allogeneic islets were transplantedii into CD1d KO mice and they were followed by treatment with anti-CD154 mAb. The result showed the same long-term graft survival as in the wild type recipients, indicating NKT would not be involved in the immune tolerance induction. However, in BALB/c to DEREG allogeneic islet transplantation, the depletion of regulatory T cells by diphtheria toxin evoked graft rejection, suggesting that the regulatory T cells play a critical role in the maintenance of immunological tolerance.

Conclusions: I, for the first time, showed that anti-CD154 mAb monotherapy was sufficient to prevent the graft rejection and to induce immunological tolerance in intrahepatic murine allogeneic islet transplantation. Regulatory T cells were critical for the maintenance of the immunological tolerance. This study could contribute to reveal the underlying mechanisms of anti-CD154 mAbs role in immune regulation.