아토피 피부염 환자에서 프로테오믹스 기법을 이용한 혈청 자가항체와 반응하는 각질형성세포 단백의 발굴

Abstract

[한글]

현재까지 아토피 피부염의 병인은 유전적 배경과 면역학적 기전, 환경적 요인 등으로 설명되고 있다. 최근 아토피 피부염의 병인으로 자가항원에 대한 자가면역이 대두되었고 이에 따라 IgE에 반응하는 여러 가지 자가항원이 밝혀졌다. 이러한 자가 항원에 대한 IgE 매개성 과민반응은 아토피 피부염을 유발 또는 만성적으로 증상을 악화시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 프로테오믹스 기법을 통해 아토피 피부염 환자 혈청내 자가항체와 반응하는 표피내 아토피 피부염 특이 표지단백을 찾아내어 이의 특성 및 관련성을 규명하고자 하였다.

임상적으로 Hanifin 및 Rajka의 기준에 의해 아토피 피부염으로 진단된 환자 48명과 정상 대조군 5명의 혈청을 이용해 각질형성세포에 대한 IgE, IgG 자가항체의 존재를 확인하기위해 ELISA를 시행한 결과, 아토피 피부염 환자군에서 각질형성세포 단백에 대한 IgE 자가항체의 수치가 약간 높은 양상을 보였다. ELISA검사에서 높은 수치를 보인 환자의 혈청으로 각질형성세포 단백에 대한 면역블롯을 시행한 결과, IgE 자가항체 검출에서 정상 대조군에서 나타나지 않던 45-65 kd의 단백 스팟이 나타났고 IgG 자가항체 검출에서는 정상 대조군과 환자군 모두에서 다양한 분자량의 단백 스팟이 나타났다. IgE 자가항체에 반응을 보인 45-65 kd의 각질형성세포 단백 스팟을 규명하기위해 배양된 각질형성세포 단백을 이용해 2차원 면역블롯을 시행하였다. 2차원 면역블롯에서 반응을 보인 단백 스팟의 위치를 확인하고 이에 해당되는 각질형성세포의 2차원 전기영동 gel 부분을 분리하여 질량분석기로 단백을 찾아내었다. 아토피 피부염 환자의 혈청 IgE와 반응을 보인 각질형성세포 항원은 56 kd, 등전점 5.3의 ATP synthase beta chain과 60 kd, 등전점 5.7의 heat shock protein 60으로 나타났다.

본 연구를 통해 아토피 피부염 환자의 혈청에서 각질형성세포 단백에 대한 자가항체가 존재함을 관찰하였고 그 항원을 동정하였다. 이러한 결과는 아토피 피부염의 병리기전을 이해하는데 기초자료로 도움을 줄 것으로 생각한다.

[영문]

Until now, the pathogenesis of atopic dermatitis has been explained by immunological mechanisms and environmental factors. Recently, autoimmunity theory has appeared as a pathogenesis of atopic dermatitis and so forth many autoantigens have been discovered. IgE mediated hypersensitivity to autoantigen is thought to be a important aggravating factor of symptoms of atopic dermatitis. In this paper, we would like to find out autoantigens in the epidermis that reacts with autoantibody in the sera of atopic dermatitis patients through proteomics and identify its characteristics and relationship.

According to Hanifin or Rajka’s classification, we collected 48 atopic dermatitis patients’ and 5 normal patients’ sera and performed ELISA to verify the existence of IgE and IgG autoantibody against proteins of cultured keratinocytes. As a result, in the group of atopic dermatitis patient the titer of the IgE autoantibody was slightly higher. We sorted out serums which showed higher values in ELISA test and performed immunoblot against keratinocyte protein. Keratinocyte proteins of 45-65 kd that didn’t react with sera of normal control reacted with IgE autoantibody in the patient group. Variable molecular size proteins of keratinocyte reacted with IgG antibody in sera of both patients and normal group. To verify the 45-65 kd keratinocyte protein spot, we performed a 2-dimensional immunoblot using cultured keratinocyte protein. Through 2-dimensional immunoblot, we confirmed the site of the protein spot and found the protein by separating the site in the electrophoresis gel. Keratinocyte antigens which reacted with serum IgE autoantibody of atopic dermatitis patients were to be ATP synthase beta chain (56 kd, PI 5.3) and heat shock protein 60 (60 kd, PI 5.7).

In this study, we observed the existence of autoantibodies to proteins of cultured keratinocytes in the sera of atopic dermatitis patients and identified autoantigens. These results will be used as fundamental data in understanding the pathogenesis of atopic dermatitis.