mregDC2를 통한 CD137신호의 면역조절

김민지 울산대학교 대학원 2022 국내석사

CD137 신호는 강력한 T 세포 공동자극분자이지만, 질병 유도 모델에서 CD137 유전자 결핍 생쥐는 종종 면역이 과활성화되는 표현형을 가진다. 유사한 맥락으로 CD137 항체는 면역을 억제하여 자가면역질환과 염증성 질환을 효과적으로 치료한다. 본 연구에서는 CD137 신호에 의해 면역을 조절하는 수지상 세포를 동정하는 연구를 수행하였다. 먼저, DBA/2→BDF1 만성 이식편대숙주병 모델에서 생쥐의 비장에서 분리한 CD11b+ DC2를 사용하여 scRNA seq(Single cell RNA sequencing: 단일세포 RNA 시퀀싱)을 수행하였다. DC2는 11개의 cluster로 분류되었으며 그 중 cluster 5가 mregDC2 (mature DCs enriched in immunoregulatory molecules: 면역조절분자가 풍부한 성숙한 DC) 로 확인되었다. cluster 0에서 DC2A, DC2B와 cluster 7로 분기되며 mregDC2는 cluster 7로부터 분화된다. 의사시간 궤적 분석에 의하면 mregDC2는 가장 성숙한 형태의 DC2이며 면역활성분자와 면역억제분자를 동시에 가지고 있다. GVHD 모델에서 CD137 유전자 결핍 생쥐에서 mregDC2와 Treg(regulatory T cell: 조절 T 세포)의 수가 감소하지만 CD137 항체를 주입한 생쥐에서는 이와 반대의 양상을 보여준다. 시험관에서 CD137 항체로 프라이밍된 DC2는 이식편대숙주병을 억제할 능력을 가지고 있다. 이상의 결과는 CD137 신호는 mregDC2-Treg 세포 축을 통해 면역을 억제할 수 있음을 보여준다.

CD137자극에 의한 Foxp3+CD4+ regulatory T cells의 TCR-비의존적인 증식에 관한 연구

박소혜 울산대학교 2010 국내석사

우리는 이전의 논문에서 공동 자극 분자이며 종양 괴사 인자 수용체 superfamily의 하나인 CD137이 생체 내에서 동종에 반응하는 CD4+ T cells을 activation induced cell death (AICD) 에 의해 제거할 수 있다는 것을 증명하였다. 그러므로 만성 이식 편대 숙주 질병 (chronic graft-versus-host disease : cGVHD) 모델인 DBA/2 mouse를 방사선 노출하지 않은 (C57BL/6 × DBA/2)F1 (BDF1)로 이식한 모델에서 만성 이식 편대 숙주 질병을 예방할 수 있음을 확인하였다. 이 연구에서, 우리는 급성 이식 편대 숙주 질병 (acute graft-versus-host disease : aGVHD) 모델인 C57BL/6 mouse를 방사선 노출하지 않은 BDF1로 이식한 급성 이식 편대 숙주 질병에서 CD137의 효과를 알아보고자 하였다. 생체 내에서 CD137 자극은 C57BL/6 → 방사선 노출하지 않은 BDF1 급성 이식 편대 숙주 질병 모델에서 공여자의 CD4+ T cell 뿐만 아니라 CD8+ T cell의 AICD를 유발하는데 있어서 높은 효과가 있음을 알았다. 게다가 CD137 자극에 의해 생착된 공여자 T cell은 수여자 동종항원에 대한 동종 반응성을 보이지 않았으며, CD137 자극은 수여자에 이식된 성숙한 공여자 T cell 집단으로부터 동종 반응성을 가지는 공여자 T cell을 완전하게 제거하였다. 흥미롭게도, CD137 자극은 수여자의 regulatory T cell증가를 유도하였으며, 이식 편대 숙주 질병을 재유도 하였을 때 항 CD137 단일클론항체를 처리한 수여자 생쥐에서는 이식 편대 숙주 질병이 일어나지 않는다는 것을 확인하였다. 이는 항 CD137 단일클론항체의 처리가 수여자 생쥐에서 공여자 T cell에 대한 관용적인 환경을 만들어 주기 때문이며, IL-2와 regulatory T cell이 CD137의 효과에 그 역할을 한다는 것을 증명하였다. 이를 통해서 CD137 자극은 어버이에서 F1세대로의 이식 편대 숙주 질병 모델에서 급성 이식 편대 숙주 질병의 예방법으로서 사용될 수 있을 것이다. We previously demonstrated that in vivo engagement of CD137, a member of TNF receptor superfamily, can delete alloreactive CD4+ T cell through the induction of activation-induced cell death (AICD), thus preventing chronic GVHD in the DBA/2 → unirradiated (C57BL/6 × DBA/2)F1 (BDF1) chronic GVHD model. In this study, we further showed that in vivo engagement of CD137 was highly effective in triggering AICD of donor CD8+ T cell as well as donor CD4+ T cell in the C57BL/6 → unirradiated BDF1 acute GVHD model. Even though CD137 stimulation facilitated lethal GVHD in mice preconditioned with a higher dosage of total body irradiation, CD137 stimulation rather completely prevented acute GVHD without impairing donor cell engraftment in mice preconditioned with a lower dosage of total body irradiation (100 rad). Further analysis showed that engrafted donor T cell followed by CD137 stimulation did not exhibit alloreactivity to host alloantigens, further demonstrating that CD137 stimulation completely removed alloreactive donor T cell from the mature donor T cell pool transferred into the host. Interestingly, CD137 stimulation might induce tolerance to host antigens, since GVHD did not occur in recipient mice that had received anti-CD137 mAb, when GVHD was reinduced. In sum, CD137 stimulation may be used as a GVHD prophylaxis in a parent-into-F1 GVHD setting.

(The) roles of CD137 in mouse atherosclerosis

정인혁 서울대학교 대학원 2014 국내박사

The tumor necrosis factor receptor superfamily (TNFRSF), which includes CD40, LIGHT, and OX40, plays important roles in the development of atherosclerosis. CD137 (4-1BB), a member of the TNFRSF, is an activation-induced T cell co-stimulatory molecule. Signaling via CD137 up-regulates survival genes, enhances cell division, induces cytokine production, and prevents activation-induced cell death in T cells. CD137 has been reported to be expressed in human atherosclerotic plaque lesions. However, limited information is available on the precise role of CD137 in the development of atherosclerosis using mice models. To study the roles of CD137 in atherogenesis, we generated CD137 deficient apolipoprotein E knockout (ApoE-/-CD137-/-) mice and CD137 deficient low density lipoprotein receptor knockout (Ldlr-/-CD137-/-) mice. We found that CD137 is a significant atherosclerosis promoting factor mainly expressed on T cells infiltrated into atherosclerotic plaque lesions. Moreover, our finding showed that deficiency of CD137 strongly attenuates formation of atherosclerotic plaque lesion in ApoE-/- and Ldlr-/- mice, which implicates CD137 as a potential therapeutic target for atherosclerosis disease control. Atherosclerotic plaques contain blood-borne inflammatory and immune cells such as macrophages and T cells, as well as vascular cells. Formation of atherosclerotic plaque lesions are characterized by inflammation, lipid accumulation, cell death, and fibrosis. Adaptive immunity, in particular T cells, is highly involved in atherosclerosis. When the naive T cell encounters antigen-presenting cell such as macrophages and dendritic cells that presents an antigenic peptide including oxidized low density lipoprotein (oxLDL), T cells undergo activation and become effector T cells secreting Th1 cytokine such as interferon gamma (IFN-γ), which promotes the development of atherosclerosis. Enhanced T cell activation by co-stimulatory receptors significantly increases inflammatory cytokine release by monocyte/macrophages, further exacerbating inflammation and promoting atherosclerosis. Here, we studied functional mechanisms of CD137 in atherosclerosis. We found that CD137 functionally induces activation of T cell by generation of IFN-γ. In turn, IFN-γ induces monocytes/macrophages and endothelial cells to augment pro-inflammatory cytokine production through a positive feedback mechanism, thereby facilitating formation of atherosclerotic plaque. Over time, mature plaques advance to a vulnerable plaque, being more prone to rupture, causing subsequent atherothrombotic vascular disease such as myocardial infarction. Vulnerable plaques generally have a large necrotic core, and thin fibrous caps, attributable to the death of macrophages and vascular smooth muscle cells (VSMCs). Vulnerable plaques also contain elevated levels of proteases, including matrix metalloproteinases (MMPs), which might degrade the extracellular matrix and weaken fibrous caps. Our previous results suggested that CD137/CD137L signaling facilitates atherosclerosis. However, there is no report whether CD137 signaling affects plaque stability of advanced atheroma or not. To answer this question, we tried to elucidate whether CD137 can induce advanced plaque phenotype in atherosclerotic model mice. To solve the mechanism of CD137 in plaque stability, we focused on T cells, macrophages, and VSMCs, which are major cells involved in plaque stability. We found CD137 expression in these cells in atherosclerotic plaque lesion. Next, we investigated the functional mechanisms and signaling pathways of CD137 on these cells. Finally, we tried to confirm whether the in vivo activation of CD137 signaling using agonistic anti-CD137 mAb can exacerbate plaque stability in plaque of high fat diet fed Ldlr-/- mice. These observations could support the role of CD137 in stability of advanced atherosclerotic plaque. In summary, we show that 1) CD137 is a significant atherosclerosis-promoting factor mainly expressed on T cells infiltrated into atherosclerotic plaque lesions. Deficiency of CD137 reduces atherosclerosis in both normal chow diet fed ApoE-/- and high fat diet fed Ldlr-/- mice. 2) CD137 signaling induces activation of T cell by generation of IFN-γ, which leads to another phase of recruitment and activation of macrophages. The activated macrophages produce TNF-α and MCP-1, which cause endothelial CD137 expression. The endothelial CD137 signaling induces the production of MCP-1 and cell adhesion molecules, leading to enhancement of leukocyte recruitment to the atherosclerotic plaque. Therefore, CD137 signaling facilitates atherosclerosis through a positive feedback mechanism to T cells, macrophages, and endothelial cells. 3) In advanced atheroma, we found that CD137 induces advanced atherosclerotic plaque phenotype exhibiting enhanced plaque necrosis, decreased collagen and VSMCs content, and enhanced macrophage infiltration. CD137 facilitates T cell activation leading to the production of INF-γ, and increases macrophage derived MMP-9 through phosphorylation of p38 MAPK and ERK1/2 pathways. Moreover, activation of CD137 signaling inhibited Bcl-2, and then by up-regulated cleaved caspase-3, leads to apoptosis of VSMCs.

A형 혈우병 마우스에서 FVIII 특이 CD4 T 세포의 감소를 유도하는 CD137 항체의 제 8 응고인자 항체면역반응 조절연구

박소현 울산대학교 일반대학원 2017 국내석사

A형 혈우병은 X 염색체의 F8 유전자의 돌연변이로 인해, 선천적 희귀난치성 질환이다. A형 혈우병 환자 치료제 Factor 8(제 8 혈액응고인자, FVIII)의 지속 적인 투여는 투여환자 15-30%에서 항 Factor 8을 생성하며, 기존의 치료제를 투 여해도 항 Factor 8으로 인해 응고인자의 불활성이 되어, 고가의 bypassing 치료 제를 사용해야 한다. 현재 항 Factor 8 의 생성을 억제하고, 제거하는 방법인 면 역관용요법을 사용하여, 항 Factor 8에 대한 자가 면역반응을 조절하는 연구가 이루어지고 있다. 세포표면분자 중 하나인 CD137(4-1BB)는 종양괴사인자수용체 로 T cell의 보조자극 인자로 알려져 있다. 항 CD137 항체는 면역반응에 있어서 다양한 역할을 하는데, 이식, 또는 자가 면역질환인 GVHD를 유도한 마우스 모 델에서 항체 특이적인 CD4 T cell을 제거한다. 본 연구는 항 CD137 항체가 Factor 8 반복 투여 시, 활성화된 Factor 8 특이적인 CD4 T cell을 제거함으로 서, 항 Factor 8 항체 생성을 억제하는지 확인했다. Factor 8 KO 마우스에 Factor 8을 반복 주사했을 때, Factor 8에 대한 항체가 생성되는 것을 확인하였 으며, CD137 항체를 투여한 그룹이 항 Factor 8이 Control에 비해 감소하였다, 활성화된 CD4 T cell의 비율은 큰 차이가 없었다. CD137 항체가 투여된 Factor 8 KO 마우스의 spleen에서 CD4 T cell은 In vitro에서 Factor 8 으로 다시 자극 했을 때, CD137 항체를 처리한 그룹이 Control에 비해 Factor 8 특이 CD4 T cell의 증식이 감소하는 것을 확인하였다. 이 결과는 혈우병 실험동물 모델에서 항 CD137 항체는 치료제 투여로 증가된 CD4 T cell을 제거함으로서 항 Factor 8 항체 생성억제를 보여준다. 이러한 실험을 통해 항체 보유 환자에게 CD137 항 체치료를 통한 효과가 있다는 가능성을 제시한다. 앞으로의 연구에서 CD137 항 체가 이러한 치료효과를 가지는 기전을 규명하는 것이 필요하다고 사료된다.

NK 세포 매개에 의한 급성신장 손상에서 필수적인 관상피세포 CD137 리간드를 통한 역신호 전달 : Reverse signaling through CD137 ligand in tubular epithelial cells is essential for NK cell-mediated acute kidney inflammation

김혜정 울산대학교 2011 국내박사

Renal ischemia-reperfusion injury (IRI) after kidney transplantation is a major cause of delayed graft function. Even though IRI is recognized as a highly coordinated and specific process, the pathways and mechanisms through which the innate response is activated are poorly understood. In this study, we used a mouse model of acute kidney IRI to examine whether the interactions of costimulatory receptor CD137 and its ligand (CD137L) are involved in the early phase of acute kidney inflammation caused by IRI. We report here that the specific expressions of CD137 on NK cells and of CD137L on tubular epithelial cells (TECs) are required for acute kidney IRI. Reverse signaling through CD137L in TECs in consequence of their production of the CXCR2 ligands CXCL1 and CXCL2 and the subsequent induction of neutrophil recruitment, resulting in a cascade of pro-inflammatory events during kidney IRI. Our findings identify a previously unrecognized innate pathogenic pathway for renal IRI involving the NK cell-TEC-neutrophil axis, whereby CD137/CD137L interactions provide the causal contribution of TECs dysregulation to renal IRI. The CD137L reverse signaling pathway TECs may therefore represent a good target for blocking the initial stage of inflammatory diseases, including renal IRI.

인간 및 개 NK세포의 효율적인 체외 증폭을 위한 새로운 유전자 조작 피더 세포의 개발

김철중 공주대학교 일반대학원 2020 국내석사

자연 살해 세포(Natural Killer cell, NK세포)는 바이러스 감염세포나 종양 세포와 같이 비정상적인 세포를 빠르게 인식하여 사멸시키는 선천면역세포로써, 이식편 대 숙주 반응(Graft-versus-Host Disease, GvHD)을 일으키지 않아 자기뿐만 아니라 동족에게 주입 가능하다는 점에서 전도유망한 면역세포치료법으로 각광받고 있다. 하지만 이러한 NK세포를 이용한 면역치료에는 많은 수의 NK세포가 필요로 한다. 그렇기 때문에 유전자 조작(Genetically Engineered, GE) K562 피더세포를 이용한 효율적인 체외 NK세포 증폭방법에 대한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 우리는 개 유전자를 지닌 새로운 GE-K562 피더세포를 개발하여 개 NK세포의 체외 증폭을 향상시켜 개의 NK세포 면역치료 체계를 구축하고자 한다. 이에 본 연구에서는 개 NK세포의 활성화 수용체를 자극하는 개B7H6와 개CD137L유전자를 K562 피더 세포에 발현시켜 체외 NK세포의 보다 향상된 증폭을 유도하는 연구를 하였다. K562-cB7H6, K562-cCD137L, K562-cB7H6/cCD137L 피더세포는 렌티바이러스를 이용한 형질도입으로 생산하였으며, 인터루킨-2, -15, -21의 존재 하에 인간 또는 개의 말초 혈액 단핵세포의 NK세포 분화 및 증식을 위한 피더세포로 사용되었다. 각 피더세포를 통해 2~4주 동안 증폭된 NK세포의 순도(CD56+CD3-; Non-B, Non-T), 증식속도, 표현형 및 세포독성 부분으로 비교 하였다. 우리가 새롭게 제작한 GE-K562 피더세포를 이용한 NK세포 증폭은 일반 K562 피더세포를 이용한 것 보다 현저히 높은 증폭률을 보여주었다. 각 피더세포별 3주차 NK세포 증식 배수 비교결과 인간 NK세포에서는 K562 : 669.3배, K562-cB7H6 : 1414.3배, K562-cCD137L : 16871.7배, K562-cB7H6/cCD137L : 17681배 차이를 나타냈으며, 개 NK세포에서는 K562 : 32.4배, K562-cB7H6 : 89.1배, K562-cCD137L : 99.1배 차이를 보여주었다. 뿐만 아니라 GE-K562 피더세포로 증식된 NK세포는 보다 순도 높게 증식 하였으며, 일부 활성화 수용체(NKp46, NKp30)의 발현증가와 억제 수용체(CD158b)의 발현감소를 보여주었다. 반면 세포독성 및 탈과립 기능에서는 일반 K562 피더세포로 증식된 NK세포와 유사하였다. 본 연구 결과 개 B7H6 와 개 CD137L를 발현하는K562 피더세포가 인간 및 개 NK세포의 효율적인 증폭을 유도하는 것을 확인하였다.

(The) role of 4-1BB-4-1BBL cis-interaction and lactate in the survival and proliferation of CD8+ T cells

조은정 Graduate School, Yonsei University 2024 국내석사

4-1BB (CD137)는 T 세포의 활성, 생존, 분화 및 증식에 긍정적인 영향을 미치며, agonistic anti-4-1BB 항체는 4-1BB 신호전달을 강화시켜 T 세포의 활성을 촉진시킨다. 4-1BB는 활성화된 T 세포 표면에서 발현하며 항원제시세포 (antigen-presenting cell; APC)가 세포표면에 발현한 4-1BB ligand (4-1BBL; CD137L)와 trans-interaction을 한다고 알려져 있다. 하지만 최근 4-1BBL는 APC 뿐만 아니라 T 세포 표면에서도 발현되는 것으로 보고되어, cis-interaction에 의한 T 세포 신호전달도 가능할 것으로 예상되었다. 이를 증명하기 위해 agonistic & antagonistic anti-4-1BB와 anti-4-1BBL 항체를 사용하여 실험을 수행하였다. Agonistic anti-4-1BBL 항체는 agonistic anti-4-1BB 항체의 항암효과를 강화하는 것으로 나타났으며, 4-1BBL 신호전달의 강화는 4-1BB로 자극된 CD8+ T 세포가 활성화 후 림프구에서 빠져나가는 과정 (egress)을 촉진하는 것으로 나타났다. 또한, 4-1BBL는 정상적인 T 세포 표면에서는 거의 검출되지 않으며, 4-1BB는 세포막 보다는 세포질내 더 많이 위치하고 있는 것으로 확인되어, 4-1BB-4-1BBL의 cis-interaction 발생 가능성을 조사하였다. 4-1BB-/- & 4-1BBL-/- pmel-1 Tg 생쥐로부터 분리한 CD8+ T 세포의 adoptive transfer 실험을 통해, 4-1BBL가 결핍된 pmel-1 CD8+ T 세포는 anti-4-1BB 항체의 효과가 절반으로 감소하며, anti-4-1BBL 항체의 효과는 완전히 사라짐을 확인하였다. 이러한 일련의 실험을 통해 4-1BB-4-1BBL의 cis-interaction이 trans-interaction 보다 4-1BB-4-1BBL에 의한 CD8+ T 세포 증식 강화효과에 더 높은 비중을 차지하고 있음을 확인하였으며, 활성화된 CD8+ T 세포에서는 4-1BB와 4-1BBL가 서로 cis-interaction하여 세포내에 대부분 위치함으로써 세포막에서는 극히 일부만이 검출되고 있는 것으로 예상되었다. 본 실험들을 통해 생체내 4-1BB+CD8+ T 세포의 비율이 극히 낮음에도 불구하고 agonistic anti-4-1BB 항체의 효과가 강력하게 나타나는 이유를 설명할 수 있었다. 그러나 여전히 agonistic anti-4-1BB 항체가 생체내에서 CD8+ T 세포의 증식 및 분화를 지속적으로 강화하는 이유는 여전히 명확하지 않았다. 최근 'Warburg effect'라고 알려진 빠르게 증식하는 세포들이 호기성조건에서도 대량의 glucose를 흡수하여 젖산 (lactic acid)를 분비하는 현상에 대한 새로운 연구결과들이 발표되었다. 빠르게 증식하는 세포들이 분비하는 젖산은 그 동안 단순 부산물로 알려져 왔지만, 최근 연구들에서는 젖산이 빠르게 증식하는 세포들이 필요로하는 에너지원이라고 주장하였다. 기존연구를 통해 이미 agonistic anti-4-1BB 항체는 CD8+ T 세포의 glucose & fatty acid metabolism을 강화하며, 젖산의 대량분비를 촉진함으로 보고하였다. 따라서 최근 연구결과를 반영하면, 4-1BB 신호전달에 의한 증가된 젖산이 CD8+ T 세포의 증식을 지속화 하는데 중요한 역할을 담당할 것으로 예상되었다. 이 가설을 증명하기 위해, agonistic anti-4-1BB 항체와 젖산을 MC38 종양을 투여한 마우스에 병용 투여하였다. 생쥐 암모델에서 적정 농도의 젖산 투여는 agonistic anti-4-1BB 항체의 항암효과를 더욱 증진시키는 것으로 확인되었다. 또한 이러한 병용투여에 의한 항암효과는 면역세포의 침윤비율이 높은 “hot tumor”에서만 나타났으며, 면역세포의 침윤이 적은 “cold tumor”에서는 나타나지 않았다. 따라서 생체내 활성화된 CD8+ T 세포들은 agonistic anti-4-1BB 항체 투여에 의해 증식이 촉진되며, 이 과정에서 증가한 젖산은 CD8+ T 세포의 증식을 다시 보조함으로써 agonistic anti-4-1BB 항체의 효과를 지속시키는 것으로 판단되었다. 4-1BB (CD137) plays a crucial role in influencing T cell activity, survival, differentiation, and proliferation. Agonistic anti-4-1BB antibodies have demonstrated the ability to enhance T cell activity by triggering 4-1BB signaling.1,2 Despite the robust induction of CD8+ T cell responses in vivo by agonistic anti-4-1BB mAb, only a relatively small population of 4-1BB+CD8+ T cells was observed in blood or lymphoid organs, such as draining lymph nodes. This paradox prompts a critical inquiry into how agonistic anti-4-1BB mAb induces a massive immune response of CD8+ T cells in vivo, especially in the presence of a limited population of 4-1BB+CD8+ T cells.3,4 4-1BB is expressed on the surface of activated T cells and is known to engage in trans-interactions with 4-1BB ligands (4-1BBL; CD137L) found on antigen-presenting cells (APCs).5,6,7 However, it's essential to note that 4-1BBL is not limited to APCs alone; they are also expressed on the surface of T cells, leading to the expectation of signaling through cis-interactions.4,7,8 The experiment with agonistic antibodies against 4-1BB and 4-1BBL revealed that triggering 4-1BBL facilitated the egress of CD8+ T cells activated by 4-1BB in the lymph nodes. Given the expression of 4-1BBL by CD8+ T cells, both inside and outside the cell, cis-interactions are plausible. Subsequent experiments using 4-1BB-/- and 4-1BBL-/- pmel-1 CD8+ T cells in vivo confirmed that the interaction between 4-1BB and 4-1BBL occurs not only in trans but also in cis, resulting in a more robust increase in CD8+ T cells than trans-interactions.4 These findings elucidate how agonistic anti-4-1BB mAb robustly induces CD8+ T cell responses in vivo despite the relatively small population of 4-1BB+CD8+ T cells. The extensive expansion of CD8+ T cells triggered by agonistic anti-4-1BB mAb cannot be solely explained by the cis-interaction of 4-1BB and 4-1BBL. The Warburg effect, characterized by heightened glucose absorption and lactate production in rapidly proliferating cells, challenges the traditional view of lactate as metabolic waste.10 Instead, it emerges as a crucial energy source for these cells.11 Recent studies reveal that the agonistic anti-4-1BB mAb not only boosts glucose and fatty acid metabolisms but also enhances lactate synthesis.12 As 4-1BB triggering amplifies lactate production in CD8+ T cells,8,13 we investigate whether lactate contributes to the proliferation, survival, and differentiation of CD8+ T cells triggered by agonistic anti-4-1BB mAb, potentially extending the impact of agonistic anti-4-1BB mAb.12 To validate this hypothesis, a combined treatment involving agonistic anti-4-1BB mAb and lactate was administered to mice bearing MC38 mouse colorectal cancer. The objective was to determine if lactate treatment could enhance proliferation of tumor-specific CD8+ T cells and amplify the anti-tumor effects of agonistic anti-4-1BB mAb. In the MC38 tumor model, concurrent administration of sodium lactate (NaLac) exhibited an augmented anti-tumor effect in combination with the agonistic anti-4-1BB mAb. Importantly, this combined effect was observed only in "hot tumors," characterized by a high infiltration rate of immune cells, and not in "cold tumors" with low immune cell infiltration. These findings strongly suggest that lactate supports the survival and proliferation of CD8+ T cells triggered by agonistic anti-4-1BB mAb. The study highlights the significance of cis-interaction between 4-1BB and 4-1BBL in enhancing CD8+ T cell responses. Additionally, it reveals that lactate plays a crucial role in supporting the survival and proliferation of CD8+ T cells triggered by agonistic anti-4-1BB mAb.

CD137과 TLR신호전달에 의한 T-세포 활성화 기작연구

김선민 울산대학교 대학원 2013 국내석사

4-1BB는 TNFR superfamily member에 속하는 공동자극 분자로써 항원 자극 후, CD8 T 세포의 표면에 유도된다. 항진성 4-1BB 단일 클론 항체 투여에 의해 4-1BB를 자극하면 항암면역반응이 증진되어 종양의 크기를 감소시키는 것으로 알려져 있다. 그러나 4-1BB에 의해 종양을 완전히 치료할 수 있는 종양은 극히 한정되어 있어 4-1BB의 항암면역반응을 상승시킬 다른 요인이 필요하다. TLR은 병원체를 인지하는 분자로 TLR 신호는 여러 면역세포를 활성화시킨다. 본 연구에서는 항진성 4-1BB 단일 클론 항체 투여로 사람의 말초혈액에서 분리한 PBMC와 CD8 T-세포의 수가 상당하게 증가하는 것을 발견하였다. 4-1BB와 TLR2 ligand가 사람 PBMC cell의 proliferation을 증가시킨다는 결과를 얻었고, PBMC에서 분리한 CD8+cell 에서도 같은 양상을 확인하였다. 또한 a-hCD3와 4-1BB로 자극을 준 CD8+ human T-cell에서 TLR2 expression이 증가함을 확인하였다. 그리고 이와 동일한 현상을 mouse에서 4-1BB와 TLR2 동시 자극으로 면역세포를 활성화시켜 항암면역반응을 극대화시키고자 하였다. Mice에 Renca tumor cell을 주사하여 4-1BB와 TLR ligand의 공동자극에 의해 mouse들의 tumor size가 상당히 감소하는 현상을 확인하였고 wild mouse에서 4-1BB와 TLR2 ligand공동자극에 의해 CD8+T-cell이 증식하는 것을 확인한 것에 반해 TLR2가 결여된 mice로부터 분리한 CD8+ T세포에서 4-1BB와 TLR2의 공동자극에 의한 synergistic한 효과가 관찰되지 않았다. 본 연구는 4-1BB와 TLR2를 동시 자극하여 난치성 종양을 면역치료할 수 있는 가능성을 나타낸다.

항 종양 면역치료에서 CD137분자의 역할 : The Role of CD137 in anti-tumor immunotherapy.

박상민 울산대학교 2010 국내박사

Renal cell carcinoma (RCC), one of the most incurable malignancies, is highly resistant to chemotherapy and radiotherapy. Cytokine immunotherapy has been the standard approach, but the overall response rate is still very low. Administration of agonistic anti-4-1BB monoclonal antibody (mAb) has been shown to induce regression of several animal tumors but its effect on RCC is unknown. We show here that monotherapy with either anti-4-1BB mAb or the cytotoxic drug, 5-fluorouracil (5-FU), has little effect on established RCC, Renca tumors, but combination therapy with anti-4-1BB mAb and 5-FU eradicates the tumors in more than 70 % of mice. The regressing tumor tissues from mice receiving the combination therapy contained more apoptotic tumor cells and tumor infiltrating lymphocytes than tumor tissues from mice receiving 5-FU or anti-4-1BB mAb monotherapy. The number of lymphocytes in the spleens and tumor- draining lymph nodes (TDLNs) of the combination therapy mice was greatly increased compared to that of control or 5-FU monotherapy mice. Mice that had recovered due to the combination therapy rapidly rejected rechallenge with the tumor, pointing to the establishment of long-lasting tumor-specific memory. Our results indicate that targeting tumors with 5-FU, and immune cells with 4-1BB stimulation, could be a useful strategy for treating incurable RCC. CD137 (4-1BB) is an important costimulatory receptor that is expressed by activated natural killer (NK) cells, T cells, and DCs. It has been reported that administration of agonistic anti-4-1BB mAb produce regression of established tumors in animal models. Surprisingly, we found that 4-1BB deficient mice (4-1BB-/-) could also regress established tumors. In this study, we subcutaneously injected CT26 colon carcinoma, RENCA renal cell carcinoma and EL4 lymphom to 4-1BB-/- or 4-1BB+/+ littermate mice. Initial tumor growth rates were the same between two groups of mice. However, in 10-20 days after tumor inoculation, tumors in 4-1BB-/- mice were spontaneously regressed, while tumors in 4-1BB+/+ mice continuously grew. Phenotypic analysis of leukocytes revealed tumor-rejecting 4-1BB-/- mice have higher numbers of CD8+ lymphocytes and tumor-cell specific cytolytic cell activities than tumor-bearing 4-1BB+/+ mice have. Selective depletion of CD8 cells in mice, 4-1BB-/- mice resulted in completely abrogated antitumor effect. In addition, in the tumor bearing-4-1BB-/- mice, inflammatory cytokines including IFN- , TNF- , IL-6, and MCP-1 were increased dramatically in the tumor tissues compared with the levels in the 4-1BB+/+ mice. Our results provided evidence that the lack of 4-1BB in immune cells resulted in spontaneous regression of tumor growth accompanied with environment to enhance CD8+ T celll proliferation and maintaine inflammatory environment, it may lead to antitumor immunity inside the tumor.

Role of 4-1BB in Atherosclerosis and Regulation of CD4+CD25+ Regulatory T Cell

정인혁 서울대학교 대학원 2009 국내석사