cytokine and microbiome : 2

 

cytokine and microbiome : 1

 

 

이전 포스팅에서 사이토카인의 개념과 마이크로바이옴과의 연결점을 어디서 찾을 수 있는지 간단하게 알아보았습니다. 실제로, 마이크로바이옴과 사이토카인을 함께 다룬 논문에서 결과를 어떻게 해석하고 있는지를 알아보기 위해 몇 가지 논문들을 찾아보고 요약해보았습니다.

 

3) 마이크로바이옴과 사이토카인 관련 논문 (사이토카인 변화를 중심으로)

 

1. 지방간 환자를 대상으로 프로바이오틱스 (Lacto, Bifido) 섭취가 gut microbiota, cytokine 에 미치는 영향을 연구

 

 

The Effects of Probiotics on Small Intestinal Microbiota Composition, Inflammatory Cytokines and Intestinal Permeability in Pati

 

• 사이토카인 측정 : ELISA 및 RT-qPCR

ELISA -> 유의한 변화 없음

RT-qPCR -> 프로바이오틱스 투여 그룹에서 IFN-γ 와 TNF-α 가 유의하게 감소하였고 IL-6 가 유의하게 증가

 

• 결과 해석

6개월 동안 프로바이오틱스 섭취 후, IFN-γ 와 TNF-α 유전자 발현이 유의하게 감소하였다. NAFLD 와 관련된 선행 연구들과 일치하는 결과이며 일반적으로 환자 모델에서 염증성 사이토카인 감소는 긍정적으로 평가한다.

 

IL-6 의 증가에 대해서는 흔히 inflammation 의 marker 로 사용되지만 

"Nevertheless, IL-6 has the potential to act as a pro-inflammatory or anti-inflammatory cytokine through different transcriptional regulation mechanisms" 라는 언급과 함께

 

선행 연구에서 마우스 모델의 intestinal permeability 를 향상시키는 과정에서 IL-6 유전자 발현이 함께 증가한 것을 인용하여 긍정적인 결과의 여지가 있음을 이야기하고 있습니다.

 

 

2. ulcerative colitis (궤양성 대장염) 마우스 모델 + cell 에 S. boulardii  처리 후 마이크로바이옴, 사이토카인 변화 확인

 

https://link.springer.com/article/10.1186/s12866-019-1610-8

 

• 사이토카인 측정 : ELISA 

ELISA -> in vivo, in vitro 모두 TNF-α 와 IL-6 의 level 감소

 

• 결과 해석

위  논문과는 다르게 환자 모델에서 염증성 사이토카인의 감소는 긍정적인 영향으로 해석하는 것이 일반적이기에 특별한 것은 없습니다.

 

UC 환자에게서 TNF-α 와 IL-6 의 level 증가는 일반적으로 관찰되는 현상이며 실제 DSS 투여 마우스에서보다 유의하게 증가한 것을 확인하였기 때문에 tumor formation 과 연관되어있다는 것을 확인하였습니다.

 

S. boulardii  처리는 TNF-α 와 IL-6 뿐만 아니라 IL-1β 와 IL-8 R 같은 것들도 감소시킨다는 선행연구들이 있어왔고 해당 연구에서도 마우스와 세포 실험에서 TNF-α 와 IL-6 활동이 감소하는 것을 확인하였습니다. 

 

다만, pH 의 변화가 cytokine 분비에 영향을 줄 수 있는데 이것을 컨트롤하지 못한 것이 아쉬운 부분이라고 이야기하네요.

 

 

3. E. coli target bacteriophage 투여 후 마이크로바이옴, 염증 관련 마커의 변화 확인 (사람 모델)

 

PHAGE Study: Effects of Supplemental Bacteriophage Intake on Inflammation and Gut Microbiota in Healthy Adults

 

• 사이토카인 측정 : ELISA 

ELISA -> IL-4 에만 약간의 유의한 감소가 관찰

 

• 결과 해석

박테리오파지를 투여하여 E. coli 를 선택적으로 없애고자 하는 목적이 있기에, 이상적인 결과는 E. coli 의 선택적인 감소 즉, 그 외의 장내 미생물이나 사이토카인 등에서는 유의한 변화가 없는 것 입니다. 

 

IL-4 의 유의한 감소가 확인되었는데 IL-4 는 IgE 의 촉진 및 아토피에 대한 호산구성 반응과 관련된 반응 중에 분비되는 것으로 파지를 투여한 것과 관련하여 어떤 메커니즘으로 작동하였는지는 불분명하다고 합니다. 

Circulating LPS 가 사이토카인 분비를 증가시키는데, 파지 처리군에서 Circulating LPS 가 감소하였고 이것이 IL-4 를 감소시킨 주요 원인이 아닌가 하는 추측이 있습니다. 

-> 알레르기성 아토피 관련해서 박테리오파지 처리의 가능성을 시사합니다.

 

(해당 논문의 사이토카인 관련 해석은 제가 아는 범위를 넘어선 것 같아 더 자세하게 설명하지는 못하겠습니다. )

 

 

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이상으로 몇 가지 마이크로바이옴, 사이토카인 관련 논문들을 찾아보면서 어떤 식으로 해석하는지 살펴봤는데, 일반적으로 염증성 사이토카인의 감소가 환자 모델에서 좋은 결과이겠지만, 사이토카인의 증가 역시 긍정적으로 이야기할 수 있는 여지가 있음을 알 수 있었습니다.

 

실험 결과가 예상한 방향으로 나타나지 않아도, 열심히 자료조사하고 논문 찾아보면 어떻게든 연결할 수 있는 방향이 생기는 것 같습니다. 더 열심히 해봐야 겠네용

 

 

 

# reference

 

1) Ayob, Nurainina, et al. "The Effects of Probiotics on Small Intestinal Microbiota Composition, Inflammatory Cytokines and Intestinal Permeability in Patients with Non-Alcoholic Fatty Liver Disease." Biomedicines 11.2 (2023): 640.

 

2) Wang, Chunsaier, et al. "Saccharomyces boulardii alleviates ulcerative colitis carcinogenesis in mice by reducing TNF-α and IL-6 levels and functions and by rebalancing intestinal microbiota." BMC microbiology 19 (2019): 1-12.

 

3) Febvre, Hallie P., et al. "PHAGE study: effects of supplemental bacteriophage intake on inflammation and gut microbiota in healthy adults." Nutrients 11.3 (2019): 666.