EAE 마우스 모델의 신경 염증: mIF 및 사이토카인 분석
목차
연구 결과의 인터랙티브 프레젠테이션
연구 요약: EAE에서의 사이토카인 프로파일링
우리는 EAE의 여러 매트릭스(CNS 조직과 체액 모두)에서 사이토카인 단백질 수준을 직접 측정하여 종종 추론되지만 단백질 수준에서 정량화되는 경우는 드문 면역 반응의 측면을 포착했습니다. 우리는 백일해 독소와 함께 완전한 프룬트 보조제(CFA)에 MOG35-55를 사용하여 마우스에서 EAE를 유도하고 면역 접종 21일 후 질병을 평가했습니다. 말기 혈장, CSF 및 척수 동질체에서 초고감도 다중 면역 분석법으로 사이토카인 수치(IL-1β, TNF-α, IFN-γ, IL-6, IL-10, IL-4, IL-2, IL-5 및 케모카인 KC/GRO)를 정량화했습니다.
척수 동질체에서는 IL-2와 TNF-α가 유의하게 증가했고, 혈장에서는 유의한 차이가 발견되지 않은 반면, 척수 동질체에서는 IFN-γ, IL-1β, IL-2, IL-6, TNF-α가 증가했습니다. 이러한 결과는 EAE에서 염증성 사이토카인의 상향 조절이 측정된 21일 시점에서 주로 CNS에 국한되어 있음을 나타냅니다. 이러한 관찰 결과는 척수 조직에서는 사이토카인 수치가 증가하지만 혈청에서는 증가하지 않는다는 이전 보고(Alassiri, 2023)와 혈장 사이토카인의 선택적 변화(시간이 지남에 따라 일부가 정점에 도달한 후 감소하는 경우)와도 일치합니다(Borjini, 2016). 이러한 직접적이고 다양한 생물학적 매트릭스 사이토카인 분석은 EAE에서 일반적으로 보고되는 임상 및 병리학적 소견에 대한 보완적인 관점을 제공합니다.
유체 및 세포 바이오마커 솔루션에 대한 개요는 다음을 참조하세요: 체액 및 세포 바이오마커
아래의 '이미지 인터랙티브'에서는 EAE 마우스 모델과 대조 마우스의척수 고해상도 다중 면역 형광 조직 섹션을 포함한 미세아교세포-신경세포 상호작용에 대한 결과를 확인할 수 있습니다.
인터랙티브 뷰어 사용 방법
왼쪽 패널 또는 화면의 화살표를 통해 '이미지 스토리'를 탐색합니다. 마우스로 고해상도 현미경 이미지를 이동하고 스크롤 휠 또는 +/- 컨트롤을 사용하여 확대/축소할 수 있습니다. 제어판 (오른쪽 상단)에서 이미지 채널과 분할 오버레이를 전환할 수 있습니다. 최상의 경험을 위해 전체 화면 모드로 전환하는 것이 좋습니다. 이 대화형 프레젠테이션을 사용하면 현미경을 직접 내려다보는 것처럼 모델의 신경 병리 및 관련 기능 결손을 자세히 살펴볼 수 있습니다.
EAE 마우스 모델의 고해상도 다중 면역 형광 척수 조직 절편과 함께말단 혈장, CSF 및 척수 균질액에서 초고감도 ELISA로 정량화된사이토카인 분석을 설명하는 인터랙티브 이미지입니다 .
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실험적 자가면역성 뇌척수염(EAE)에서 사이토카인은 어떤 역할을 하나요?
다발성 경화증: 임상 및 병리학적 특징
다발성 경화증(MS)은 중추신경계(CNS)의 만성 신경 퇴행성 자가 면역 질환으로, 탈수초화 및 희소돌기아교세포의 소실을 특징으로 합니다. 다발성 경화증은 일반적으로 재발 완화형 다발성 경화증(RRMS), 원발 진행성 다발성 경화증(PPMS), 이차 진행성 다발성 경화증(SPMS), 진행성 재발성 다발성 경화증(PRMS) 등 네 가지 임상 경과를 따릅니다. 환자의 약 85%는 처음에 신경 기능 장애가 재발한 후 부분적 또는 완전 관해가 나타나는 RRMS를 보입니다. 증상은 매우 다양하며 보행 장애, 시각 장애, 인지 결손 등이 나타날 수 있습니다.
T 림프구(CD3, 빨간색)를 EAE 마우스 모델에서 관찰했습니다.
EAE 마우스 모델에서 척수 내 T 림프구(CD3, 빨간색)를 고배율로 확대한 모습.
다발성 경화증에서 T 세포의 역할
다발성 경화증 병리의 특징은 자가 반응성 T 림프구, 특히 CD4+ T 헬퍼(Th) 세포 하위 집합이 CNS로 침윤하는 것입니다. 일단 모집된 Th 세포는 전 염증성 사이토카인과 케모카인을 분비하여 면역 세포 모집을 촉진하고 상주 신경교 세포를 활성화하며 혈액-뇌 장벽(BBB) 파괴, 탈수초화, 축삭 손실에 기여합니다(Heng, 2022).
Th 하위 집합 중에서는 Th1과 Th17 세포가 두드러지게 관여합니다. Th1 세포는 주로 IL-12와 IFN-γ의 영향을 받아 분화하며 대식세포 활성화와 세포 매개 염증을 유발합니다. Th17 세포는 IL-6 및 TGF-β와 같은 사이토카인의 존재 하에서 발생하며 IL-17A 및 GM-CSF를 분비합니다.
IL-17A는 다발성 경화증 발병과 밀접한 관련이 있으며, IL-17 수용체를 통한 신호 전달은 NF-κB를 활성화하여 추가적인 전 염증성 사이토카인 생산(IL-1β 포함)을 유도하고 호중구와 단핵구가 염증 부위로 지속적으로 모집되도록합니다(Heng, 2022).
리소스를 참조하세요: NF-κB(핵 인자 카파 B)란 무엇인가요?
아교세포와 NLRP3 인플라마좀
CNS에 상주하는 신경교세포는 침윤하는 T 세포에 의해 시작된 염증 반응을 증폭시킵니다. 성상교세포는 다발성 경화증 면역 병리의 주요 원인이며 신경 염증을 증폭하고 조직 손상을 악화시키는 반응성 표현형을 채택하여 Th 세포 유래 사이토카인에 반응합니다(Kunkl, 2022). 반응성 성상교세포는 BBB를 더욱 손상시키고 탈수초화 및 축삭 손상에 기여합니다. 대식세포/미세아교세포도 활성화되어 국소 면역 반응을 유지하고 병변 발생을 촉진하는 염증 매개체를 방출합니다.
또한 NLRP3 인 플라마좀의 활성화는 다발성 경화증에서 중요한 선천성 면역 메커니즘을 나타냅니다. NLRP3 인플라마좀은 NLRP3 센서 단백질, ASC 어댑터, 카스파제-1로 구성된 다중 단백질 복합체입니다. 활성화되면 발열과 IL-1β 및 IL-18의 방출을 유발하여 신경염증과 신경 손상을 촉진합니다(Xu, 2025). 이 과정과 일관되게, IL-1β 수치는 MS와 EAE 모델 모두에서 상승합니다(Borjini, 2016; Malhotra, 2020; Boraschi, 2023).
자세한 내용은 다음을 참조하세요:
EAE 마우스 모델에서 신경 염증을 보여주는 성상 세포(GFAP, 보라색)를 보여줍니다.
EAE 마우스 모델에서 신경 염증을 보여주는 대식세포/미세아교세포(Iba-1, 주황색)를 보여줍니다.
다발성 경화증의 사이토카인과 케모카인
사이토카인과 케모카인은 다발성 경화증에서 면역에 의한 조직 손상의 핵심 매개체입니다. 케모카인은 중추신경계로의 백혈구 모집을 조절하여 염증과 탈수초화를 촉진합니다(아리미츠, 2025). 종양괴사인자-알파(TNF-α)는 다발성 경화증의 주요 전 염증성 사이토카인으로, 환자와 동물 모델에서 뇌척수액(CSF)에서 증가합니다(Borjini, 2016; Zahid, 2021). 이는 다발성 경화증과 EAE 병변 모두에서 가장 두드러진 사이토카인 중 하나입니다(Maguire, 2021). TNF-α는 이차적인 신경세포 및 축삭 손상에 기여하지만, 다른 수용체 경로(예: TNFR2 대 TNFR1)를 통해 상황 의존적인 보호 효과를 발휘할 수도 있습니다.
전 염증성 인자 외에도 면역 조절 사이토카인도 다발성 경화증의 진행에 영향을 미칩니다. 예를 들어, IL-2와 TGF-β는 억제 사이토카인 방출 및 기타 메커니즘을 통해 면역 내성을 유지하는 조절 T(Treg) 세포로 순진한 T 세포 분화를 유도하며, 전염성 Th17 세포와 항염증성 Treg 세포 사이의 불균형은 질병 발병과 관련이 있습니다(Zhang, 2021). 다발성 경화증 병변은 궁극적으로 침윤된 T 및 B 림프구, 활성화된 대식세포/미세아교세포, 만성 염증, 탈수초화, 신경 축삭 변성을 유발하는 복잡한 사이토카인 환경이 특징입니다.
신경 퇴행성 질환에서 사이토카인의 역할에 대해 자세히 알아보려면 관련 자료를 참조하세요: IL-1β 및 TNF-α
다발성 경화증 모델로서의 실험적 자가면역성 뇌척수염
실험적 자가면역성 뇌척수염(EAE) 은 다발성 경화증의 표준 동물 모델로, 인간 질환의 여러 병리학적인 특징을 요약합니다. 사이토카인에 의한 탈수초화 및 신경 퇴행은 다발성 경화증 병리의 핵심적인 특징이기도 합니다. 예를 들어, IL-6는 EAE 마우스의 뇌에서 증가합니다(Leuti, 2021; Marin-Prida, 2022). 생쥐에서 미엘린 올리고돌기아교세포 당단백질(MOG)35-55로 유도된 EAE는 널리 사용되고 있으며, CNS 면역세포 침윤, 모델에 따라 재발 완화 또는 만성 진행성 질환 경과 등 다발성 경화증의 필수적인 측면을 반영합니다.
그러나 많은 EAE 연구가 임상, 조직 병리학 및/또는 유전자 발현 판독에 초점을 맞추고 있지만, 고감도 다중 면역 분석을 사용하여 일치하는 조직과 생체액에서 사이토카인 농도를 직접 정량화한 연구는 비교적 드뭅니다. 이러한 데이터 부족은 기존의 EAE 평가지표를 보완하는 다중 생물학적 매트릭스 사이토카인 프로파일링의 중요성을 강조합니다.
EAE 유도는 뒷다리 마비와 신경 염증을 유발하며, CSF, 혈액, 척수 등 여러 생물학적 매트릭스에서 사이토카인 수치를 정량화할 수 있습니다.
척수 균질액의 사이토카인 농도
척수 균질화 사이토카인 농도(EAE 대 샴(대조군) 마우스); 평균 ± SEM, *** p<0.001; **** p<0.0001.
뇌척수액(CSF)의 사이토카인 농도
EAE 마우스와 샴(대조군) 마우스의 말기 CSF 사이토카인 농도; 평균 ± SEM, *** p<0.001.
혈장 내 사이토카인 농도
EAE 마우스와 가짜(대조군) 마우스의 말기 혈장 사이토카인 농도(평균 ± SEM).
자주 묻는 질문
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