비타민 D가 고지방식이를 섭취한 비만 마우스의 골수유래 수지상세포의 분화 및 성숙에 미치는 영향

Abstract

비타민 D는 수지상세포의 분화와 성숙을 억제한다고 보고되었으며, 비만은 비타민 D 대사의 조절 이상 및 수지상세포의 기능 부전과 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 비타민 D에 의한 수지상세포의 조절 효과가 비만에 의해 어떠한 영향을 받는지는 연구된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 비만 마우스의 골수세포로부터 유도된 수지상세포 (골수유래 수지상세포, bone marrow-derived dendritic cells, BMDCs)의 분화와 성숙에 미치는 비타민 D의 효과를 확인하고자 하였다. 5주령 C57BL/6N 마우스를 두 군으로 임의 배정한 후 대조식이 또는 고지방식이 (10% 또는 45% kcal fat, CON 또는 HFD)를 15주 동안 공급하였다. 희생 후 대퇴골과 경골에서 분리한 골수세포를 in vitro 상에서 rmGM-CSF (20 ng/mL)의 존재 하에 7일간 수지상세포로 분화시키는 과정 중 최종 농도가 1 nM 또는 10 nM이 되도록 활성형 비타민 D인 1,25-dihydroxyvitamin D3 [1,25(OH)2D3]를 처리하였다. 대조 배지에는 1,25(OH)2D3 용해 시 사용된 ethanol을 최종 농도 (0.1%)가 동일하도록 추가하였다. 수지상세포의 성숙은 배양 마지막 24시간 동안 LPS (50 ng/mL)를 처리하여 유도되었다. 회수된 세포는 유세포분석을 통해 CD11c, MHC class II, CD80, 및 CD86의 세포 표면 발현을 확인하였고, 수지상세포의 성숙과 관련된 유전자 (Cd40, Cd83, 및 Ccr7)와 사이토카인 및 케모카인 유전자 (Il10, Il12b, Ccl5, 및 Ccl22) 발현을 real-time PCR로 측정하였다. 10 nM 농도의 1,25(OH)2D3 조건으로 배양하였을 경우 CON군과 HFD군 모두에서 골수유래 수지상세포로의 분화 (CD11c+%)가 억제되었고, 성숙한 수지상세포의 비율 (MHCIIhighCD11c+ 및 CD86highCD11c+ cells)이 감소하였다. 한편 LPS로 자극한 골수유래 수지상세포에서 MHC class II 및 CD86의 세포 표면 발현은 CON군에 비하여 HFD군에서 높았다. Cd40, Cd83, 및 Ccr7 유전자 발현 역시 1,25(OH)2D3 처리에 의해 억제되었다. 그러나 CON군에서는 10 nM 농도의 1,25(OH)2D3를 처리한 경우에 성숙을 유도시킨 골수유래 수지상세포의 Il10 발현이 104% 증가하였으나, HFD군에서는 이러한 효과가 나타나지 않았다. HFD군의 골수유래 수지상세포에서 성숙한 수지상세포의 비율이 높았음에도 불구하고, LPS로 자극한 골수유래 수지상세포의 Il12b mRNA 수준은 CON군에 비해 HFD군에서 낮았다 (vehicle이 처리된 경우 49%, 10 nM 1,25(OH)2D3가 처리된 경우 78% 낮음). 결론적으로 1,25(OH)2D3는 대조 마우스뿐만 아니라 비만 마우스에서도 골수유래 수지상세포의 분화와 성숙을 억제하였다. 대조 마우스에 비해 비만 마우스에서 성숙한 골수유래 수지상세포의 MHC class II 및 CD86 표면 발현은 높지만 Il12b 유전자 발현은 낮다는 결과를 통해 비만으로 인해 수지상세포의 기능 부전이 나타날 수 있음을 확인하였다. 또한 LPS로 성숙을 유도한 골수유래 수지상세포에서 1,25(OH)2D3 처리로 인한 Il10 발현 변화가 비만 마우스에서 관찰되지 않은 것은 비만이 수지상세포의 기능 조절에 영향을 미쳤기 때문으로 사료된다.