주요 병원균 자극에 의한 닭의 Interleukin-34 발현 분석 비교

Abstract

최근에 IL-34가 MCSFR에 대한 두 번째 기능적 리간드로 확인되었으며, M-CSFR에 대한 결합을 통해 IL-34는 M-CSF와 유사한 기능을 공유한다. 지금까지 닭의 IL-34에 대한 실험적 연구가 아닌 예측된 서열로만 보고되었으며, 닭의 IL-34 기능에 대한 정보는 아직 부족하다. 닭 IL-34의 잠재적 생물학적 기능을 구명하기 위하여, 다양한 품종의 닭, 세포주에 대한 괴사성 장염, 살모넬라 및 E. coli 유래의 LPS 등을 처리하여 관찰하였다. 또한 닭의 IL-34와 M­CSF 재조합 단백질 생산 및 이를 이용한 전염증성 사이토카인 유도를 위하여 클로닝 및 재조합 단백질을 발현 및 정제하였다. 특히 관절이상 육계(unknown cause)에 대한 IL-34, M-CSF, 그리고 M-CSFR 유전자의 발현이 대조구보다 유의하게 증가하였으나, 병원균 자극 조직의 경우 많은 조직에서 감소함을 보였다. M-CSFR의 발현은 in vitro에서 IL-34와 M-CSF 재조합 단백질에 의해 증가함을 보였으며, IFN-γ은 재조합 단백질 M­CSF을 제외한 IL-34에 의해 증가하였다. 하지만, IL-12 발현은 유의적인 차이가 없었으며, IL-1β의 경우는 감소하였다. 이 결과는 IL-34와 M-CSF가 고전적인 대식세포와 대체 대식세포 모두에서 역할을 한다고 할 수 있다. 결론적으로, in vitro와 in vivo 실험을 통하여 병원균 처리 시 닭의 IL-34 발현을 관찰하였으며, IL-34 재조합 단백질이 대식세포에서와 전염증성과 항염증성 반응에 중요한 역할을 함을 증명하였다. 추후에 IL-34의 사이토카인, 케모카인 그리고 염증반응 경로 등에 대한 추가 연구가 필요하다고 판단된다.

Recently, interleukin 34 (IL-34) was identified as the second functional ligand for macrophage colony-stimulating factor receptor (M-CSFR). IL-34 functions similarly to M-CSF through its binding to the M-CSFR. There is still insufficient information on IL-34 in chickens, which has until now been reported only through predicted sequences and not through experimental research. Thus, to confirm its expression and to determine its potent biological activity, several chicken lines and cell lines were used. Cloning of recombinant chicken IL-34 and M­CSF genes was performed to investigate their modulatory effects on proinflammatory cytokine expression in vitro. The expression levels of IL-34, M-CSF, and M-CSFR genes were upregulated in broiler chickens with leg dysfunction (cause unknown). However, IL-34 was downregulated in most pathogen-stimulated tissues. M-CSFR expression was enhanced by recombinant IL-34 and M-CSF proteins in vitro. IFN-γ expression was enhanced by recombinant IL-34, but not by M­CSF. However, IL-12 expression was not regulated in any of the treated cells, and IL-1β was decreased in all tissues. These results indicate that IL-34 and M-CSF have roles in both the classical and alternative macrophage activation pathways. Collectively, our findings demonstrate the expression of IL-34 in chickens for pathogenic trials, both in vitro and in vivo. Our results suggest that the IL-34 protein plays a role in both pro- and anti-inflammatory functions in macrophages. Therefore, further research is needed to determine the cytokines or chemokines that can be induced by IL-34 and to further elucidate the functions of IL-34 in the inflammatory pathway.