인터루킨이 NK세포 기능에 미치는 영향(IL-1β, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21)
출처: T&L Biotechnology 출시일: 2023-08-24
자연살해세포는 골수 림프구에서 유래합니다. 줄기세포s와 NK 세포는 체내의 선천 면역 효과 세포입니다. 이 세포들은 비특이적 세포독성을 나타내기 때문에 이러한 이름이 붙었습니다. NK 세포의 살상 활성은 주세포성 적혈구(MHC)에 의해 제한되지 않으며 항체에 의존하지 않기 때문에 자연살해 활성이라고 합니다. NK 세포는 사이토카인을 직접 분해하고 분비하여 종양 세포를 사멸시키기 때문에, 최근 몇 년간 항암 기능 개발이 암 연구의 주요 화두로 떠올랐습니다.
인터루킨은 다양한 유형의 세포에서 분비되는 사이토카인 그룹으로, 세포 성장, 분화 및 면역 활동을 조절할 수 있습니다. 이들 중 대부분은 NK 세포와 밀접한 관련이 있거나, NK 세포의 조절에 직접 관여하거나, 다른 면역 세포에 영향을 미쳐 NK 세포의 기능을 간접적으로 조절합니다. IL-2, IL-15, IL-18과 같은 인터루킨은 NK 세포를 자극하는 인자로 간주되며, NK 세포의 시험관 내 증식에 사용됩니다. 이들은 NK 세포의 활성화 및 분화에 긍정적인 조절 효과를 나타냅니다. 시험관 내 배양 중 이러한 사이토카인을 첨가하면 NK 세포의 살상 활성을 크게 향상시킬 수 있습니다.1. NK 세포 증식 및 활성화 촉진: IL-2/21
1996년부터 Soffer RJ et al.은연료저용량의 IL-2 연속 주입 및 간헐적 투여가 전이성 암 환자에서 CD56+ NK 세포 증식에 유의미한 효과를 나타내는 것으로 나타났습니다. 대부분의 NK 세포는 표면에 IL-2 친화성 수용체를 가지고 있으며, IL-2는 약 18~24시간 내에 NK 세포독성을 유도합니다. 또한, IL-2는 NK 세포의 증식을 유도할 수 있으며, 일반적으로 자극 후 3~4일 후에 시작됩니다. IL-2는 NK 세포에서 IL-2R의 발현을 유도할 수 있으며, α 사슬, 새롭게 발현된 α 사슬, 그리고 원래 세포 표면의 β 사슬과 γ 사슬이 결합하여 고친화성 수용체를 형성하고, 이는 IL-2 존재 하에서 NK 세포의 증식을 자극합니다.
사진 출처: Sharma R 외. Immunol Res. 2018
Wendt K 등은 NK 세포 기능 조절에 있어서 IL-2 단독 사용 시 인간 NK 세포의 증식을 촉진할 수 있지만, IL-2와 IL-21을 병용하면 더욱 현저한 증식 효과가 나타난다고 보고했습니다.
Li Q 등은 IL-21이 시험관 내에서 배양된 인간 NK 세포에서 유의미한 증식 효과를 나타내며, 농도 의존적으로 세포 수를 증가시킨다고 보고했습니다. 또한 IL-21은 배양 첫 2주 동안 세포 주기의 S기로의 세포 증식을 촉진합니다. 또한 배양 첫 주에서 둘째 주 동안 세포 주기의 S기로의 진입을 촉진합니다.
사진 출처: Li Q 외. Immunobiology. 2015.
2. NK세포 분화 유도 : IL-1β/12/15
NK 세포의 면역 표현형은 CD3-CD56+이며, 현재로서는 골수 조혈줄기세포, 즉 CD34+ 조혈줄기세포에서 직접 분화하는 것으로 알려져 있습니다. 수많은 실험을 통해 골수 유래 CD34+ 세포가 사이토카인 유도를 통해 시험관 내에서 NK 세포로 분화할 수 있음이 확인되었으며, 이는 NK 세포 공급원에 대한 또 다른 가능성을 제시합니다.
Ambrosini 등은 IL-1β가 탯줄혈 CD34+전구 세포에서 NK 세포의 분화에 미치는 영향을 분석하였고, 그 결과 IL-1β가 탯줄혈 CD34+전구 NK 세포의 성숙을 촉진하는 동시에 ILC3를 억제한다는 것을 보여주었습니다.
Li Yan 등은 급성 골수성 백혈병 환자의 골수에서 유래한 CD34+ 백혈병 세포를 대상으로 시험관 내 유도 분화 실험을 수행했습니다. CD34+ 백혈병 세포는 시험관 내에서 세포독성 활성을 갖는 NK 세포로 분화되도록 유도될 수 있습니다. IL-12와 IL-15 사이토카인의 병용 투여는 분화된 NK 세포 활성을 유도하고, 백혈병 세포의 살상력과 TNF-α 및 IFN-γ 유전자의 발현 수준을 향상시킬 수 있습니다.
사진 출처: Li Yan et al. Journal of Clinical Oncology, 2019
3. NK 세포 독성 강화: IL-12/18/21
Guia 등은 IL12RB1 돌연변이로 인해 IL-12Rbeta1이 완전히 결핍된 환자에서 NK 세포 아형이 유의미하게 감소했으며, 특히 IFN-γ 생성이 감소함을 발견했습니다. IL-12p40이 완전히 소실된 환자에서도 유사한 결과가 도출되었습니다. 또한, CD56을 발현하는 효과기 기억 T 세포 아형의 수도 IL-12Rbeta1과 IL-12p40 결핍 환자에서 유의미하게 감소했습니다. 따라서 인간 NK 세포는 생체 내에서 완전한 기능적 반응성을 얻기 위해 IL-12를 필요로 합니다.
사진 출처: Guia S 외. Blood. 2008
Mirjačić 등은 전이성 흑색종 환자에서 IL-12와 IL-18이 NK 세포와 그 아형의 기능 및 수용체 특성에 미치는 영향을 연구했습니다. IL-12와 IL-18의 시험관 내 병용 요법은 전이성 흑색종 환자에서 NK 세포 독성 및 CD25 수용체 발현에 유의미한 효과를 나타낼 수 있습니다.
사진 출처: Mirjačić et al.. J Transl Med. 2015. PMID: 25889680.
Strengell M 등은 또한 IL-21과 IL-15 또는 IL-18의 상승효과가 인간 NK 및 T 세포에서 IFN-γ 생산을 증가시켜 세포독성 효과를 나타낼 수 있다고 보고했습니다.
사진 출처: Strengell M, et al. J Immunol. 2003.
베이징 T&L 바이오테크놀로지(Beijing T&L Biotechnology Ltd.)는 10년 이상 세포유래 유전자치료제(CGT) 분야의 GMP 등급 핵심 시약 원료 연구개발 및 생산에 집중하며 생명과학 분야에 종합적인 솔루션을 제공해 왔습니다. 진핵생물 및 원핵생물 단백질 발현 엔지니어링 플랫폼, 세포배양 기술 개발 플랫폼, 그리고 체외진단 시약 생산 플랫폼을 보유하고 있습니다. 생산된 GMP 등급 재조합 단백질은 낮은 내독소, 높은 순도, 높은 활성, 그리고 높은 배치 간 일관성을 특징으로 합니다. 동시에, 제공되는 순수 인자 세포배양 시약 키트는 높은 활성화 및 증식 효율과 선도적인 성능을 자랑합니다. 현재, 재조합 단백질 및 세포배양 시약 키트 생산 라인과 같은 핵심 원료 제품은 FDA DMF 등록을 완료하여 고객의 세포의약품 신고 요건을 충족할 수 있습니다.
T&L에서는 NK 세포 배양 제품을 추천합니다.
1. NK 배양 핵심 단백질: 재조합 인간 IL-1β 단백질
그림 1：재조합 인간 IL-1β는 NK-92 인간 자연살해 림프종 세포에 의한 IFN-γ 분비를 자극합니다.
재조합 인간 IL-12 단백질
그림 2：재조합 인간 IL-12는 PBMC의 증식을 자극합니다.
재조합 인간 IL-15 단백질
그림 3：재조합 인간 IL-15는 CTLL-2의 증식을 자극합니다.
재조합 인간 IL-18 단백질
그림 4：재조합 인간 IL-18은 KG-1의 증식을 자극합니다.
재조합 인간 IL-21 단백질
그림 5：재조합 인간 IL-21 단백질은 NK-92에 의한 IFN-γ 분비를 자극합니다.
2. NK세포 배양 키트
NK 총 세포 확장의 변화
NK세포 생존력의 변화
NK세포 확장 비율
T&L 소개
2011년에 설립된 T&L Biotechnology Ltd.는 세포 및 유전자 치료(CGT)의 상류 GMP 등급 원료 및 시약 연구 개발에 집중하고 있습니다. 생명 과학 분야에서 신뢰할 수 있는 제품과 서비스를 제공하기 위해 최선을 다하고 있습니다.