K2Web Wizard

동물면역학실험실

영문명: Laboratory of Animal Immunology, AI

담당교수: 김명후 교수

전화번호: 055-350-5803

이메일: mhkim18@pusan.ac.kr

연구실: 생명자원과학관 2층 3205

세부내용
- 세부내용

1. 기본 정보

동물 면역학 실험실 (Laboratory of Animal Immunology, AI)

실험실 위치: 생명자원과학관 2층 3205호

실험실 전화번호: 055-350-5803

담당교수: 김명후 교수

이메일: mhkim18@pusan.ac.kr

연구실: 생명자원과학관 3층 3337호

2. 실험실 소개

동물 면역학은 동물의 건강 상태와 질병의 발생을 조절하는 면역체계에 대해 연구하는 생물의학 (biomedical) 분야이다. 특히 사람을 포함한 생물의 질병 발생과 연관된 면역체계의 분자학적, 미생물학적, 세포학적 연구를 통해 면역 시스템의 이상으로 인한 다양한 질병 발생의 기전을 규명하고자 함이 본 학문의 주된 목표이다. 즉, 면역학은 숙주의 강건성 향상과 인간의 질병 예방 및 치료 방안을 개발하는 의생명분야의 핵심 학문이라 할 수 있다. 특히 면역학은 영양학, 수의학, 미생물학, 유전학 등 다양한 학문분야와의 협동 연구가 가능한 융복합 성격의 학문으로 의료분야 뿐만 아니라 식품, 수의, 축산 분야에 이르기까지 오늘날 그 필요성이 급격히 증가하고 있는 학문 분야이다.

동물 면역학 실험실 (Laboratory of Animal Immunology: AI)은 인간의 질병 예방 및 치료를 목표로 하는 의생명 분야를 기반으로 하여 이를 활용한 경제동물 (소, 돼지, 닭)의 면역 조절을 통한 질병 저항성이 증진된 경제동물 생산 전략 개발을 목표로 한다. 특히 동물의 “장관 면역” (intestinal immunity)에 초점을 맞추어 미생물 감염이나 과도한 염증반응으로 인해 발생하는 면역 이상 질환을 예방하기 위한 전략 개발에 초점을 두고 있다. 이를 위하여 소화 장관 내에 존재하는 장내 미생물 (microbiota)과 장관 대사산물 (gut metabolite)의 동물 면역 조절 기전을 규명하고 “영양면역학”을 기반으로 한 Diet-Microbiota-Metabolite 축 조절을 통한 인간을 포함한 동물의 면역 항상성이나 질병 저항성 향상 전략 개발을 목표로 한다.

3. 주요 연구분야

인간 면역 (Bio Medical)

● 장내 미생물과 숙주 면역의 상관관계 규명을 통한 질환 조절용 Target 발굴

● Diet-Microbiota-Metabolite축 조절을 통한 난치성 면역 질환 제어 연구

● 장내 대사산물 및 기능성 물질의 장관 염증반응 조절에서의 역할 규명

● 장관환경과 폐 면역의 상관관계 (Gut-Lung Axis) 이해를 통한 면역 이상 질환 조절 연구

● 장관환경과 뇌기능성간 상관관계 (Gut-Brain Axis) 이해를 통한 뇌질환 조절 연구

● 면역반응 제어를 통한 고혈압 선제 제어 기술 개발

● 면역 질환 동물모델 개발 (미세먼지 유래 폐 질환 모델, 천식 표현형 마우스 모델)

● 장관 질환 (IBD, IBS) 면역 기전 규명 및 조절 전략 개발

● Human microbiome: 다양한 휴먼 질환 제어를 위한 마이크로바이옴 기반 생물학적 제제 개발

경제동물 면역 (Animal Science)

반추가축 (Ruminant)

● 고온 스트레스에 따른 젖소의 면역 조절 기전 규명 및 스트레스 저감 전략 개발

● 젖소 품종 별 면역 특성 비교

● 젖소 마이크로바이옴 (microbiome)의 역할 규명 및 조절 방안 개발

● 한우 성장 단계별 면역 및 생리대사 네트워크 구축

● 신생 송아지 발달 단계에 따른 장내 마이크로바이옴 및 대사 변화 연구

● 백신 접종에 따른 젖소 초유 및 혈액에서의 면역성상 비교 분석

● 염소 질병 저항성 향상을 위한 면역 특성 연구

돼지(Swine)

● 돼지를 이용한 인간의 음식물 알레르기 반응 질병 모델 개발

● 돼지 장내 마이크로바이옴 조절을 통한 항병력 증진 방안 개발

● 미량 광물질의 돼지 장관 면역 및 마이크로바이옴 조절 효과

● 돼지 마이크로바이옴 조절을 통한 항병력 증진 방안 개발

● 돼지 장관 오가노이드 시스템을 활용한 장관 면역 조절 기전 이해

● 돼지 간 오가노이드 시스템을 활용한 유해물질 평가 시스템 개발

닭(Chicken)

● 미세조류를 활용한 닭 면역 증진 전략 개발

● 육계/산란계 스트레스-면역 조절 기전 규명을 통한 동물복지 증진 연구

4. 대표적 연구실적

Bio-medical 분야

[1] Bon-Hee Gu, Myunghoo Kim*, and Cheol-Heui Yun*. Regulation of gastrointestinal immunity by metabolites. Nutrients, 2021. (*Co-correspondence).

[2] Qingyang, Myung H. Kim, Leon Frisen, and Change H. Kim. BATF regulates innate lymphoid cell hematopoiesis and homeostasis. Science Immunology, 2020. 04. Dec.

[3] Myung H. Kim, Bon-hee Gu, Matthew C Madison, Hyo-won Song, Kendra Norwood, Andrea A Hill, David Corry, Farrah Kheradmand, Gretchen Diehl. Cigarette Smoke Induces Intestinal Inflammation via a Th17 cell-Neutrophil Axis. Frontier Immunology. 2019. Jan. Vol 10. 75

[4] Myung H. Kim, Andrea A. Hill, Wan-Jung Wu, Gretchen E. Diehl. Intestinal Microbes direct CX3CR1+ cells to balance intestinal immunity. Gut Microbes. 2019. Jan 06.

[5] Myung H. Kim, Carolina Galan, Andrea A. Hill, Wan-jung Wu, Hyo-won Song, Hannah Felhner-Peach, Deborah Schady, Matthew Bettini, Randy S. Longman, Dan R Littman, Gretchen E. Diehl. Critical role for the microbiota in CX3CR1+ intestinal mononuclear phagocytes regulation of intestinal T cell responses. Immunity. 2018, July 17, 49(1): 151-163.

[6] Myung H. Kim, Leon Frisen, Jeongho Park, and Chang H. Kim. Microbial metabolites, short-chain fatty acids restrain tissue bacterial load, chronic inflammation, and associated cancer in the colon of mice. European Journal of Immunology. 2018, July, 48(7): 1235-1247.

[7] Viladomiu, M, Kivolowitz, C, Abdulhamid, A, Dogan, B, Victorio, D, Castellanos, JG, Woo, V, Teng, F, Tran, NL, Sczesnak, A, Chai, C, Diehl, GE, Myung H. Kim, Ajami, N, Petrosino, J, Zhou, XK, Schwartzman, S, Mandl, L, Abramowitz, M, Jacob, V, Bosworth, B, Steinlauf, A, Scherl, EJ, Wu, HJ, Simpson, KW, Longman, RS. IgA-coated E. coli enriched in Crohn’s disease spondyloarthritis promotes Th17-dependen inflammation. Science Translational Medicine, 2017, 9(376)eaaf9655.

[8] Chang H. Kim, Seika Hashimoto Hill, and Myung H. Kim. Migration and tissue tropism of innate lymphoid cells. Trends in Immunology, 2016, Vol. 37. Issue 1. P68-79.

[9] Myung H. Kim, Yaqing Qie, Jeongho Park, and Chang H. Kim. Gut microbial metabolites fuel host antibody responses. Cell Host and Microbe, 2016, Aug, 20, 1-13.

[10] Myung H. Kim, Elizabeth J. Taparowsky, and Chang H. Kim. Retinoic acid differentially regulates the migration of innate lymphoid cell subsets to the gut. Immunity, 2015, July, 43(1): 107-119.

[11] Shankar Thangamani*, Myung H. Kim*, Youngmin Son, Xinxin Huang,Heejoo Kim, Jee H. Lee, Jungyoon Cho, Benjamin Ulrich, Hal E. Broxmeyer, and Chang H. Kim. Progesterone directly up-regulates vitamin D receptor gene expression for efficient regulation of T cells by calcitriol, Cutting Edge (JI), 2015, 194(3), Feb, 883-886 (*Authors contributed equally).

[12] Rukhsana Jabeen, Ritobrata Goswami, Olufolakemi Awe, Aishwarya Kulkarni, Evelyn T. Nguyen, Andrea Attenasio, Daniel Walsh, Matthew R. Olson, Myung H. Kim, Robert S. Tepper, Jie Sun, Chang H. Kim, Elizabeth J. Taparowsky, Baohua Zhou, and Mark H. Kaplan. Th9 cell development requires a BATF-regulated transcriptional network. Journal of Clinical Investigation, 2013, doi:10.1172/JCI69489.

[13] Myung H. Kim, Seung G. Kang, Jeong H. Park, Masashi Yanagisawa, and Chang H. Kim. Short chain fatty acids activate GPR41 and GPR43 on intestinal epithelial cells to promote inflammatory responses in mice. Gastroenterology, 2013, 145(2): 396-406.

[14] Chuanwu Wang, Shankar Thangamani, Myung H. Kim, Bon-Hee Gu, Jee H. Lee, Elizabeth J. Taparowsky, and Chang H. Kim. BATF is required for normal expression of gut-homing receptors by T helper cells in response to retinoic acid. Journal of Experimental Medicine, 2013, Vol. 210(3):475-89.

Animal Science 분야

[1] Eun Tae Kim*, Sang Seok Joo*, Dong Hyeon Kim, Bon-Hee Gu, Da Som Park, Rahman Md Atikur, Jun Kyu Son, Beom Young Park, Sang Bum Kim, Tai-Young Hur, and Myunghoo Kim. Common and differential dynamics of the function of peripheral blood mononuclear cells between Holstein and Jersey cows in heat-stress environment. Animals, 2021, Vol. 11(1), 19 (*Authors contributed equally)

[2] Eun Tae Kim*, Hyo Gun Lee*, Dong Hyeon Kim, Jun Kyu Son, Byeong-Woo Kim, Sang Seok Joo, Da Som Park, Yei Ju Park, Se Young Lee and Myunghoo Kim. Hydrolyzed yeast supplementation in calf starter promotes innate immune responses in Holstein calves under weaning stress condition. Animals, 2020, Vol. 10(9), 1468. (*Authors contributed equally)

[3] Dong-Hyeon Kim*, Myunghoo Kim*, Sang-Bum Kim, Jun-Kyu Son, Ji-Hwan Lee, Sang-Seok Joo, Bon-Hee Gu, Tansol Park, Beom-Young Park, and Eun-Tae Kim. Differential dynamics of the ruminal microbiome of Jersey cows in a heat stress environment. Animals, 2020, Vol. 10(7), 1127. (*Authors contributed equally)

[4] Saichit Khummuang, Hyo Gun Lee, Sang Seok Joo, Jeong-Woong Park, Jae-Young Choi, Jin Hyeog Oh, Kyoung Hwan Kim, Hyun-Hee Youn, Myunghoo Kim* and Byung-Wook Cho*. Comparison for immunophysiological responses of Jeju and Thoroughbred horses after exercise. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2020, Vol. 33(3): 424-435. (*Co-correspondence)

[5] Seika Hashimoto-Hill*, Myung H. Kim*, Leon Friesen, Kolapo M. Ajuwon, Eliot Herman, Allan Schincker, and Chang H Kim. Differential food protin-induced inflammatory responses in swine lines selected for reactivity to soy antigens. Allergy, 2019, (*Authors contributed equally).

[6] Myung H. Kim, C.H. Yun, C.H. Lee, J.K. Ha. The effects of fermented soybean meal on growth performance, diarrhea, stress-related serum proteins, and immune cells in Holstein calves after weaning. Journal of Dairy Science, 2012, 95: 5203?5212.

[7] Myung H. Kim, J. K. Seo. C. H. Yun, S. J. Kang, J. Y. Ko and J. K. Ha. Effects of hydrolyzed yeast supplementation in calf starter on the immune response of neonatal calves experimentally-challenged with microbes. Animal, 2011, 5:6, 953?960.

[8] Myung H. Kim, K. J. Jo, H. S. Kim and J. K. Ha. Effects of fermented SBM on growth performance, diarrhea incidence and immune-response of neonatal calves. Animal Science Journal, 2010, 81, 475?481.

[9] Myung H. Kim, C. H. Yun. J. Y. Ko, J. S. Kang, S. J. Kang, W. S. Lee, J. H. Kim and J. K. Ha. Change of immunophysiological characteristics in neonatal calves experimentally challenged with mixture of bacteria and virus. Journal of Dairy Science, 2009, 92(11):5534-5543

5. 현재 수행 중 연구과제

Bio Medical 분야

● 장내 미생물의 염증반응 조절 기전 이해를 통한 면역 항상성 증진 방안 개발 (한국연구재단)

● 자가 면역과 염증성 질환 발달에 있어 소화장관과 폐 간의 면역 상관관계 이해 (한국연구재단)

● 생체모사기술 활용 유용 바이오소재 평가 기술 개발 (PNU-startup10)

● 장관 질환 면역 기전 연구 (경북대 의대 공동연구)

Animal Science 분야

● 고온기 저지종의 생산성 증진을 위한 영양조절 기술 개발 (농진청)

● 돼지 장관 오가노이드 구축 및 구리와 아연 급여방법에 따른 장관환경 조절 기전 규명 (농진청)

● 미세조류를 활용한 육계 면역 조절 방안 개발 (국립낙동강생물자원관)

● 흑염소 사육 기반 확산을 위한 생산성 및 면역 향상 연구 (지역특화 과제)

6. 실험실 및 주요장비현황