Studies on the mechanism of GITR-modulating antitumor immunotherapy

학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 약학과(의약생명과학전공), 2015. 8. 강창율.Recently, immunotherapies using blocking monoclonal antibodies (mAbs) to immune check points, such as CTLA-4 and PD-1, have shown meaningful results in cancer clinics. Glucocorticoid-induced TNF receptor family-related protein (GITR) is a costimulatory molecule that has emerged as a promising target for the treatment of cancer. In various mouse models of tumors, GITR stimulation has displayed strong antitumor activity and human GITR-targeting mAbs are currently under two phase I clinical trials. Despite the well-known antitumor effect of agonistic GITR mAbs, the underlying mechanism of action remains unclear. Here, I demonstrate a crucial role for IL-9 in antitumor immunity generated by the GITR agonistic antibody, DTA-1. Il4ra-/- mice were resistant to tumor growth inhibition by DTA-1, which was associated with reduced expression of IL-9 by CD4+ T cells. More importantly, an antibody against IL-9 significantly incapacitated tumor rejection by DTA-1. Mechanistically, GITR costimulation intrinsically enhanced IL-9 expression by CD4+ T cells in a TRAF6-NF-κB dependent manner, while it inhibited the generation of induced Treg cells in vitro and down-regulated Foxp3 expression in induced Treg cells in vivo. Furthermore, administration of anti-GITR augmented tumor-specific cytotoxic T cell responses in an IL-9-dependent manner, which was accompanied by increased maturation and cross-presentation capacity of infiltrating dendritic cells (DCs). Therefore, our findings demonstrate that GITR costimulation mediates antitumor immunity by promoting TH9 cell differentiation and thus provide a mechanism of action for GITR-mediated anti-cancer immunotherapeutic approaches.Abstract…………………………………………………………… i Table of Contents……………………………………………… iv List of Figures………………………………………………… vi Abbreviations………………………………………………… viii Introduction……………………………………………………… 1 Materials and Methods……………………………………… 8 Results………………………………………………………… 17 - IL-4R signaling is required for GITR agonist-induced tumor regression ……… 17 - IL-9 mediates antitumor activity induced by anti-GITR ……………………… 20 - Anti-GITR drives TH9 differentiation in a T cell-intrinsic manner …………… 25 - Anti-GITR inhibits the generation and maintenance of induced Treg cells …… 30 - TRAF6-NF-κB pathway is required for GITR-mediated TH9 differentiation … 41 - IL-9 triggered by anti-GITR potentiates tumor-specific CTL responses ……… 47 - GITR-induced IL-9 activates tumor-infiltrating DCs in vivo …………………… 51 Discussion……………………………………………………… 56 References……………………………………………………… 64 국문 초록………………………………………………………… 72Docto

Troubleshooting Carbon Nanotube Bundling via Electrospray for LiFePO4 Thick Electrode in Li-ion Batteries

후막전극의 개념은 일반적으로 상용전극 기준 면적당 용량이 5~6 mAh cm-2 이상이 되는 전극을 의미한다. 전극의 두께를 높이게 되면 셀 내부에서 에너지밀도에 직접적으로 기여하지 않는 집전체, 분리막과 같은 수동부품의 비율을 줄일 수 있어 차세대 리튬 이온배터리가 요구하는 조건을 충족할 수 있는 방안으로 여겨진다. 하지만 전극의 두께가 두꺼워지면 전하의 이동 경로가 증가하여 내부 저항이 커지게 되어 전극 전체에서 전기화학반응이 균등하게 일어나지 않는 문제가 있다. 따라서 일부 전극이 반응에 참여하지 못하게 되고 상대적으로 반응에 많이 노출된 전극 표면 부분에서 열화가 급격하게 일어나 전극의 failure 가 발생하게 된다. 이를 개선하기 위해 탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 도전재의 도입이 제시되었다. CNT 는 1 차원 구조를 갖는 나노물질로, 높은 종횡비와 전자전도도를 가지기 때문에 전극의 출력특성을 향상시킬 수 있으며 전극의 전반적인 전기화학반응 구동력을 향상시킬 수 있다. 또한, 높은 비표면적을 가지고 있기 때문에 기존의 카본블랙 도전재와 비교했을 때 더 적은 양으로 동일한 성능을 구현할 수 있는 장점이 있다. 하지만 CNT 가 가지는 고유 특성인 1 차원 나노구조로 인해, 나노튜브의 축방향으로 강한 반데르발스 상호작용이 발생하여 CNT 끼리 응집되는 현상이 일어난다. 따라서 물리적 또는 화학적으로 분산시키는 과정이 동반되어야 한다. 본 연구에서는 정전분사법을 이용하여 CNT 를 분산시켰다. 동시에 활물질로 사용되는 LiFePO4(LFP)를 함께 분사하여 활물질에 도전재가 선분산되어있는 복합체형태를 구현하였다. 이렇게 얻어진 활물질-도전재 복합체를 습식공법을 이용하여 후막전극으로 제조하였을 때 균일한 분포를 나타내는 것을 확인하였다. 전기화학평가 결과 전극 내부 저항이 완화되고 리튬이온의 확산성이 향상된 것이 나타났다. 결과적으로 0.1C rate 에서 8.26 mAh cm-2, 0.3C 에서 7.27 mAh cm-2 의 용량을 보이는 LFP 후막전극을 구현하였다. 추후 이러한 활물질-도전재 선분산 개념을 차세대 이차전지 기술인 건식공법에도 적용하여 고질적인 문제점인 불균일한 합제 분포를 해결할 수 있을 것으로 기대한다. 핵 심 낱 말 : Thick electrode, LiFePO4, Electrospray, Carbon nanotubes, Li-ion batteriesMaste

비타민C 및 비타민A가 hamster협낭점막의 9, 10-dimethyl-1, 2-benzanthracene(DMBA)유도 구강암에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

치의학과/박사[영문] [한글] 저자는 생후 2∼3개월 체중 100g내외의 Golden Syrian Hamster (Cricetus auratus) 96 마리를 정상군 및 대조 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ군 각 6마리, 실험 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ군 공히 24마리씩 구분하 여, 대조군은 heavy mineral oil을,실험군은 0.5% DMBA용액을 협낭점막에 주 3회 도포하 고, 동시에 대조 Ⅰ군 및 실험 Ⅰ군은 특별한 처치없이, 대조Ⅱ군 및 실험 Ⅱ군은 비타민 C를, 대조Ⅲ군 및 실험 Ⅲ군은 비타민A를 투여하였으며, 각 군별로, 6, 8, 10, 12, 14및 16주째 희생시켜, 점막조직과 암조직을 적출하고 통법에 따라 광학현미경, 전자현미경 및 전기영동검사를 위한 표본과 단백질 시료를 제작하여 비교 관찰하고 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 실험Ⅰ군은 6주에 과각화증과 이형성, 8주에 상피증식, 10주에 유두종, 14주에 상피 내암, 15주에 상피내암과 침윤성 상피암이 관찰되었다. 2. 실험Ⅱ군은 8주에 과각화증과 상피증식이 있고 10주 부터 이형성과 유두종이 관찰되 었으나, 상피내암과 침윤성 상피암의 소견은 없었다. 3. 실험Ⅲ군은 6주에 과각화증, 8, 주에 이형성과 상피증식, 14주에 유두종과 상피내암 이 관찰되었다. 4. 전자현미경 소견상 실험 각군 공히 암발생에 따라, 핵은 불규칙해지며, 장원섬유의 감소, 세포간격 및 세포질돌기 확장, 기저막 파괴의 소견을 보이나, 실험 Ⅱ군 16주는 타 군에 비해 기저막 파괴가 현저하게 미약하고, 실험Ⅲ군 8, 10주는 타군에 비해 세포간격 확장과 장원섬유 감소가 미약하였다. 5. 전기영동검사 결과, 실험 각군 공히 암발생에 따라, 93K, 50.5K, 39.4K, 35.3K의 수 용성 단백질 감소와 46K 표면단백질 증가가 있었다. 6. 전기영동검사 결과, 실험Ⅰ군과 달리, 발암이 지연된 실험 Ⅱ, Ⅲ군에서 46K 수용성 단백질 소실 및 61.2K 표면 단백질 증가와 57.8K표면 단백질 감소가 있었다. 이상의 결과를 종합하면, 비타민C는 기저막과 교원질 합성에 의한, 비타민A는 세포간격 유지와 세포증식 억제에 의한 발암억제 효과가 있으며, 발암에 따른 종양특이단백질 및 발암억제에 대한 단백질 변화가 관찰되어, 소실되거나, 감소 혹은 증가하는 각 단백질에 대한 발암 및 발암억제 효과에 대해 추후 연구가 더 진행되어야 할 것으로 사료된다. AN EXPERIMENTAL STUDY ON THE EFFECTS OF VITAMIN C AND A OF THE ORAL TUMORS OF HAMSTER BUCCAL POUCH INDUCED BY 9,10-DIMENTHY L-1,2-BENZANTHRACEN(DMBA) Il Kyu Kim Department of Dental Science, Graduate School, Yonsei University (Directed by Prof. Jung Ho Yoon, D.D.S., Ph.D.) This study was undertaken to observe the inhibitory effects of vitamin C and A of the oral tumors of hamster buccal pouch induced by 9,10-dimethyl-1,2-benzanthracene. 96 of Golden syrian hamsters, weiglling about 100 grams, were used far this experimental study and divided into normal (6), control (18), and experimental (72) groups. Only heavy mineral oil was painted on right buccal pouch of control group (18). One part of experimental group (24) was applied 0.5% DMBA in heavy mineral oil mainly and the other experimental groups (24, 24) were applied vitamin C & A plus 0.5% DMBA in heavy mineral oil respectively. All animals were sacrified on the 6th, 8th, 10th, 12th, 14th, and 16th week serially. The buccal pouch tissues were excised, examined grossly, lightmicroscopically, and exectromicroscopically. SDS-polyacrylamide gel electrophoresis was also performed in order to analyse tumorspecific protein changes in this experimental study. Following results were obtained from this study: 1. In experimental Group Ⅰ, hyperkeratosis and dysplasia in the 6th week, acanthosis in th 8th week, papilloma in the 10th week, carcinoma in situ in 14th week, and carcinoma in situ or invasive carcinoma in the 15th week were observed microscopically. 2. In experimental Group Ⅱ, hyperkeratosis and acanthosis in the 8ih week, and dysplasis and papilloma were observed from the 1Oth week, but carcinoma in situ and invasive carcinoma were not able to observed during the experimental period. 3. In experimental Group Ⅲ, hyperkeratosis in the 6th week. dysplasia and acanthosis in the 8th, week, and papilloma and carcinoma in situ in 14th week were observed microscopically. 4. Electromicroscopically, irregular nucleoli, enlargement of intercellular space, extension of cytoplasmic process and breakage of basement membrane were observed during the carcinogenesis. But minimal breakage of basement membrane in 16th week of experimental Group Ⅱ and minimal enlargement of intercellular space and decrease of tonofilaments in the 8th and 1Oth week of experimental Group Ⅲ were observed. 5. In the result of electrophoresis, decrease of 93K, 50.5K, 39.4K, and 35.3K soluble protein and increase of 46K surface protein were observed in all experimental group. 6. In the result of electrophoresis, loss of 46K soluble protein, increase of 61.2K, and decrease of 57.8K surface protein were observed in experimental Group Ⅲ and Ⅲ but not in experimental Group Ⅰ. From this study, author suggests that there was a tendency of tumor-inhibitory effects of vitamin C and A due to synthesis of collagen and basement membrane, maintenance of intercellular space and inhibition of cellular proliferation, and changes of tumor-specific and tumor-inhibitory polypeptides were presented on experimental carcinogenesis of buccal pouch. Author should like to give an advice on the purification and biologic effects of tenor-specific and tuner-inhibitory polypeptides made on further study.restrictio

(An) experimental study of the irradiation effects on the thyroid tissue in the albino rats

치의학과/석사[한글] 방사선 치료는 악성종양의 치료법으로 단독 혹은 타치료법과 병용되어 광범위하게 사용 되고 있다. 이에 저자는 두경부 악성종양 치료를 위한 방사선 조사시 인접되어 있는 정상 갑상선 조직에 미치는 영향을 관찰하기 위하여, 생후3∼4개월된 체중 180 gram 내외의 백서(Sprague-Dawley wtrain) 56마리를 대조군 및 실험군 제 Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ, 군으로 각각 14마 리씩 소분하여 1.25 MeV RAC-120, Cobalt-60 치료기를 사용하여 조사거리 80cm, 조사야 4 ×5 cm, 매분당 84.3 rads로, 제Ⅰ군에서는 총조사량 4800 rads로써 매주 1200 rads 씩 분할조사 시켰고, 제Ⅱ군은 단회조사로 1500 rads, 제Ⅲ군 역시 단회조사로 2000 rads를 조사 시킨후 조사 완료 1일,3일, 7일, 10일, 14일, 21일 및 28일 백서를 희생시켜, 적출 한 갑상선조직을 10% Formalin 용액에 고정하여 Paraffin에 포매한 후 6μ 두께로 연속절 편하여 Hematoxylin-Eosin에 중염색한 후 광학 현미경으로 검경한 결과 다음과 같은 병리 조직학적 결론을 얻었다. 1. 갑상선 세포의 변화는 각 실험군에서 공히 세포크기의 증가, 핵농축 및 공포형성등 의 소견을 보였다. 2. 갑상선 소포의 변화는 각 실험군에서 공히 소포크기의 감소, 소포파괴 및 갑상선세 포의 군집(도서화, island priciple)와 갑상선 교질의 소실이 있었으며, 혈관충혈의 소견 을 보였으나, 염증세포의 침윤 및 섬유화의 소견은 없었다. 3. 제Ⅰ,Ⅱ군에서는 7일째부터 방사선조사에 대한 회복소견을 볼 수 있었으나, 제Ⅲ군 에서는 10일이 지나서도 회복상이 미약하였다. 4. 각 실험군에서 공히 세포크기의 증가로 방사선조사에 대한 보상성 비대(compensator y hypertrophy)를 볼 수 있었다. 5. 제Ⅰ군과 제 Ⅱ,Ⅲ군을 비교해 볼 때 방사선 조사방법에 의한 세포변화는 차이가 없 었다. 6. 제Ⅱ군 10일째에 편평상피 화생(squamous metaplasis)소견을 관찰할 수 있어 갑상선 세포의 악성이행 가능성이 있다고 사료된다. [영문] This study was undertaken to observe the histopathological changes in the thyroidtissue of the albino rats when exposed to single and fractionated dose of Cobalt-60 irradiation. Fifty-six albino rats of a Sprague-Dawley strain, weighing approximately 180 gram, about 3 to 4 month old, were divided into the control group and 3 experimental groups. Irradiation was carried out using 1.25 MeV.RAC-120 Cobalt-00 Teletherpy Unit with exposure dose rate 84.3 rads/min, field size 4×5 cm, measured at 80 cm from source. In experimental groups, Group I was irradiated 1200 rads weekly of total dose 4800 rads for a period of 4 weeks, Group H was irradiated1500 rads with single dose and Group 111 was irradiated 2000 rads with single dose. The animals were sacrified at lst,3rd, 7th, 10th, 14th, 21th, and 28th day after each irradiations. Each specimen was fixed with 10% Formalin solution. The specimen was embedded in paraffin and sectioned serially 6μ in thickness. All specimens were stained with Hematoxylin-Eosin and examined in the usual methods. Following results were obtained; 1. The histological changes buck as the increase of the cell height, pyknosis and vacuolization were seen in the thyroid cells of all experimental groups. 2. The histological changes such as the decrease of the follicular size, destruction of the thyroid follicles, formation of the island principle, release of the thyroids colloid, vascular congestion, except the lymphocytic infiltration and fibrosis were seen in the thyroid follicles as well as in the stroma of the all experimental groups. 3. The regenerative changes were Been from the 7th day of the Group Ⅰ,Ⅱ, but it were slight in the 10th day of the Group Ⅲ. 4. The compensatory hypertrophy against the irradiation to the thyroid gland was seen as the increase of the cell height in the all experimental groups. 5. Comparing Group I with Group Ⅱ,Ⅲ, the histopathological changes were not affected by the irradiation means. 6. The malignant change may be produced when the long term irradiation were used under the fact that squamous metaplasia was observed in the 10th day of experimental Group Ⅱ.restrictio

Reduced Graphene-Oxide-Encapsulated MoS2/Carbon Nanofiber Composite Electrode for High-Performance Na-Ion Batteries

Sodium-ion batteries (SIBs) have been increasingly studied due to sodium (Na) being an inexpensive ionic resource (Na) and their battery chemistry being similar to that of current lithium-ion batteries (LIBs). However, SIBs have faced substantial challenges in developing high-performance anode materials that can reversibly store Na+ in the host structure. To address these challenges, molybdenum sulfide (MoS2)-based active materials have been considered as promising anodes, owing to the two-dimensional layered structure of MoS2 for stably (de)inserting Na+. Nevertheless, intrinsic issues of MoS2-such as low electronic conductivity and the loss of active S elements after a conversion reaction-have limited the viability of MoS2 in practical SIBs. Here, we report MoS2 embedded in carbon nanofibers encapsulated with a reduced graphene oxide (MoS2@CNFs@rGO) composite for SIB anodes. The MoS2@CNFs@rGO delivered a high capacity of 345.8 mAh g(-1) at a current density of 100 mA g(-1) for 90 cycles. The CNFs and rGO were synergistically taken into account for providing rapid pathways for electrons and preventing the dissolution of S sources during repetitive conversion reactions. This work offers a new point of view to realize MoS2-based anode materials in practical SIBs