닭 인터페론 알파 및 인터류킨 18 발현 약독화 살모넬라 백신을 이용한 저병원성 조류독감의 조절 Modulation of Low Pathogenic Avian Influenza Using Attenuated Salmonella Vaccine Chicken Interferon-α and Interleukin-18원문보기
전염병 발생은 가축 동물에서 주요 문제가 되고 있으며 전염병을 조절하기 위한 백신, 항생제 및 다양한 화합물이 이용되고 있다. 그러나, 양계산업에서와 같은 축산업에서 항생제와 화합물의 사용은 환경 공해를 비롯하여 항생제에 대한 저항성을 갖는 세균들의 출현에 의해 지속적으로 인간의 공중 위생을 위협하고 있다. 숙주의 면역조절제인 사이토카인(cytokine)은 선천성 면역반응과 ...
전염병 발생은 가축 동물에서 주요 문제가 되고 있으며 전염병을 조절하기 위한 백신, 항생제 및 다양한 화합물이 이용되고 있다. 그러나, 양계산업에서와 같은 축산업에서 항생제와 화합물의 사용은 환경 공해를 비롯하여 항생제에 대한 저항성을 갖는 세균들의 출현에 의해 지속적으로 인간의 공중 위생을 위협하고 있다. 숙주의 면역조절제인 사이토카인(cytokine)은 선천성 면역반응과 적응면역의 주요 조절 분자로서 전염병 방제 및 치료에 새로운 분야로서 관심을 갖게 되었다. 그러나, 양계산업에서의 전염병을 조절하기 위해서는 사이토카인의 이용은 생산 비용, 단백질의 안정성 및 투여 시간 등의 제약에 의하여 현실적 이용에 있어서 해결해야 할 문제를 안고 있다. 따라서, 본 연구에서는 양계산업에서 전염병을 조절하고 방제하기 위한 현실적 사이토카인의 이용을 위해 항생제 선택 마커를 이용하지 않은 닭 인터페론알파 (chicken interferon-, chIFN-)와 닭 인터류킨 18 (chicken interleukin-18, chIL-18) 발현 약독화 Salmonella enterica serovar Typhimurium 경구 전달 시스템을 이용하여chIFN-와 chIL-18의 조류 질병의 조절에 대하여 연구를 수행하였다.
제 1장에서는, 전염병 방제를 위한 양계산업에서 닭 사이토카인을 이용한 최근의 결과들에 대한 경향을 정리하였다. 최근 발표된 연구 논문에 의하면 전염병 조절에 있어서 효과적인 전달시스템이 구비되어 사이토카인의 생산과 투여에 있어서 비용대비 대량생산이 효과적으로 이루어진다면 닭 사이토카인의 이용은 향후 양계 산업에서 전염병 조절을 위한 새로운 방제 기술로 이용될 수 있을 것이다. 또한, 두 종 이상의 사이토카인을 이용한 상승적 또는 상가적 면역 조절 기능은 궁극적으로 증가된 효과적인 방어 면역 반응을 부여함으로써 백신 투여 또는 전염병원체 감염에 대한 방어 기구를 조절하는데 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 이상 최근의 발표된 연구논문에 의하면, chIFN-와 chIL-18은 강력한 항바이러스 효과를 나타내며, 백신 또는 바이러스 항원에 대한 면역 조절 기능을 나타냄으로써 바이러스 감염에 대하여 효과적인 방어 면역을 나타낼 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서, 이와 같은 chIFN-와 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 chIFN-와 chIL-18의 면역 조절 기능 및 방어 기구 형성에 대한 영향을 조사하였다.
제 2장에서는 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 조류독감 avain influenza H9N2 (AI H9N2)의 감염에 대한 영향을 조사하였다. chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AI H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken)으로 기관지내 감염 시키고 임상 증상 및 증체량 등의 임상증상을 조사하였다. 그 결과, chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 투여한 그룹은 AIV H9N2 임상 증상이 완화되었으며, cloacal swab 시료내의 AIV H9N2의 양을 real-time quantitative RT-PCR에 의하여 분석한 결과 바이러스의 유출이 억제되었다. 마찬가지로, chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium으로 처리된 그룹은 trachea, lung, cecal tonsil 및 brain 조직에서 바이러스의 양이 적게 검출되었다. 더 나아가 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium 경구 투여는 AIV H9N2에 대한 면역 반응을 증가시켰는데, hemagglutination inhibition assay와 말초 혈액과 비장세포의 AIV H9N2 항원 자극에 의하여 AIV H9N2 특이 증식 효과 및 IFN-와 IL-4의 생산이 대조군과 비교하여 보다 많이 유의성 있게 생산됨으로써 증명되었다. 따라서, 이와 같은 결과는 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium은 AIV H9N2 기관지 내 감염에 대하여 보다 효과적인 방어 기구를 유도하였고, AIV H9N2 항원에 대하여 증가된 면역 반응을 유도하는 것으로 보여진다.
제 3장에서는 chIFN- alc chIL-18발현 S. enteric serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AIV H9N2 기관지내 감염에 대한 임상 증상의 변화와 AIV H9N2에 대한 면역 반응의 변화를 조사하였다. chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AIV H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken)로 감염 시키면 임상증상은 chIFN- 또는 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 단독 투여시 보다 유의성 있게 완화되었음을 폐사율, 임상증상정도 및 사료.음용수의 양 측정을 통하여 검증하였다. 또한, 감염 후 cloacal swab내에 바이러스의 양을 측정한 결과 바이러스의 유출량이 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 병용 투여할 경우에 적게 검출되었고, 각조직내의 바이러스 증식도 억제됨을 real-time qRT-PCR에 의하여 증명하였다. 마지막으로 공격 AIV H9N2에 대한 면역반응을 분석한 결과 병용 투여군에서 HI antibody의 양이 유의성 있게 단독 투여군 보다 증가되었고, 세포성 면역 반응의 경우에도 말초혈액과 비장으로부터 얻어진 림프세포의 증식이 유의성있게 증가되었고, 병용 투여에 의하여 IFN- mRNA의 양이 증가되는 것으로 보아 Th1-biased immune response를 유도하는 것으로 보여주었다.
제 4장에서는 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용 투여를 이용하여 AI H9N2 백신에 대한 면역 조절과 백신 투여 후 감염에 대한 임상증상의 변화를 조사하였다. chIFN- 및 chIL-18을 발현하는 S. enterica serovar Typhimurium을 병용 투여하면 chIFN- 또는 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 단독 투여한 그룹보다 AI H9N2 불활화 백신에 대한 면역 반응을 증가시켰다. 특히, chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용투여는 AI H9N2 불활화 백신에 대하여 hemagglutination inhibition assay에 의하여 검토되었듯이 체액성 반응이 증가되었고, AIV H9N2 항원 자극에 의하여 말초혈액림프세포로부터 보다 많은 양의 IFN- mRNA가 발현되는 것을 발견함으로써 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 병용 투여는 단독 투여 보다 Th1-biased immune response가 유도되는 것으로 보여주었다. 더 나아가 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용 투여는 AIV H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken) 기관지 내 감염에 대하여 완화된 임상 증상을 나타내었고, 조직병리학적 검사를 통하여 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 투여군에서 조직의 변화가 대조군과 비교하여 별 다른 차이를 보여주지 못하였다. 또한, cloacal swab시료내의 AIV H9N2의 양이 적게 검출 되었고, trachea, lung, cecal tonsil 및 brain 조직에서 바이러스의 양이 적게 검출됨을 real-time quantitative RT-PCR에 의하여 증명되었다. 따라서, chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 병용 투여는 AI H9N2 백신에 대하여 증가된 Th1-biased immune response를 유도하며, AIV H9N2 감염에 대하여 증가된 효과적인 방어 기구를 구축하는 것으로 보여진다.
이상의 결과들을 종합하면, 본 연구 논문의 결과는 항생제 선택 마커를 이용하지 않는 Asd-negative S. enterica serovar Typhimurium은 양계 산업에서 전염병을 조절 할 수 있는 chIFN-와 chIL-18의 경구 투여에 이용될 수 있는 경구 전달 시스템으로 이용될 수 있음을 의미한다. 따라서, 약독화 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 보다 효과적인 조류질병의 방제를 위해서는, 향후 투여 시기 및 횟수를 비롯한 구체적인 프로그램이 개발되어야 할 것으로 여겨진다.
전염병 발생은 가축 동물에서 주요 문제가 되고 있으며 전염병을 조절하기 위한 백신, 항생제 및 다양한 화합물이 이용되고 있다. 그러나, 양계산업에서와 같은 축산업에서 항생제와 화합물의 사용은 환경 공해를 비롯하여 항생제에 대한 저항성을 갖는 세균들의 출현에 의해 지속적으로 인간의 공중 위생을 위협하고 있다. 숙주의 면역조절제인 사이토카인(cytokine)은 선천성 면역반응과 적응면역의 주요 조절 분자로서 전염병 방제 및 치료에 새로운 분야로서 관심을 갖게 되었다. 그러나, 양계산업에서의 전염병을 조절하기 위해서는 사이토카인의 이용은 생산 비용, 단백질의 안정성 및 투여 시간 등의 제약에 의하여 현실적 이용에 있어서 해결해야 할 문제를 안고 있다. 따라서, 본 연구에서는 양계산업에서 전염병을 조절하고 방제하기 위한 현실적 사이토카인의 이용을 위해 항생제 선택 마커를 이용하지 않은 닭 인터페론 알파 (chicken interferon-, chIFN-)와 닭 인터류킨 18 (chicken interleukin-18, chIL-18) 발현 약독화 Salmonella enterica serovar Typhimurium 경구 전달 시스템을 이용하여chIFN-와 chIL-18의 조류 질병의 조절에 대하여 연구를 수행하였다.
제 1장에서는, 전염병 방제를 위한 양계산업에서 닭 사이토카인을 이용한 최근의 결과들에 대한 경향을 정리하였다. 최근 발표된 연구 논문에 의하면 전염병 조절에 있어서 효과적인 전달시스템이 구비되어 사이토카인의 생산과 투여에 있어서 비용대비 대량생산이 효과적으로 이루어진다면 닭 사이토카인의 이용은 향후 양계 산업에서 전염병 조절을 위한 새로운 방제 기술로 이용될 수 있을 것이다. 또한, 두 종 이상의 사이토카인을 이용한 상승적 또는 상가적 면역 조절 기능은 궁극적으로 증가된 효과적인 방어 면역 반응을 부여함으로써 백신 투여 또는 전염병원체 감염에 대한 방어 기구를 조절하는데 유용하게 이용될 수 있을 것이다. 이상 최근의 발표된 연구논문에 의하면, chIFN-와 chIL-18은 강력한 항바이러스 효과를 나타내며, 백신 또는 바이러스 항원에 대한 면역 조절 기능을 나타냄으로써 바이러스 감염에 대하여 효과적인 방어 면역을 나타낼 수 있을 것으로 여겨진다. 따라서, 이와 같은 chIFN-와 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 chIFN-와 chIL-18의 면역 조절 기능 및 방어 기구 형성에 대한 영향을 조사하였다.
제 2장에서는 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 조류독감 avain influenza H9N2 (AI H9N2)의 감염에 대한 영향을 조사하였다. chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AI H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken)으로 기관지내 감염 시키고 임상 증상 및 증체량 등의 임상증상을 조사하였다. 그 결과, chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 투여한 그룹은 AIV H9N2 임상 증상이 완화되었으며, cloacal swab 시료내의 AIV H9N2의 양을 real-time quantitative RT-PCR에 의하여 분석한 결과 바이러스의 유출이 억제되었다. 마찬가지로, chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium으로 처리된 그룹은 trachea, lung, cecal tonsil 및 brain 조직에서 바이러스의 양이 적게 검출되었다. 더 나아가 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium 경구 투여는 AIV H9N2에 대한 면역 반응을 증가시켰는데, hemagglutination inhibition assay와 말초 혈액과 비장세포의 AIV H9N2 항원 자극에 의하여 AIV H9N2 특이 증식 효과 및 IFN-와 IL-4의 생산이 대조군과 비교하여 보다 많이 유의성 있게 생산됨으로써 증명되었다. 따라서, 이와 같은 결과는 chIFN- 발현 S. enterica serovar Typhimurium은 AIV H9N2 기관지 내 감염에 대하여 보다 효과적인 방어 기구를 유도하였고, AIV H9N2 항원에 대하여 증가된 면역 반응을 유도하는 것으로 보여진다.
제 3장에서는 chIFN- alc chIL-18발현 S. enteric serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AIV H9N2 기관지내 감염에 대한 임상 증상의 변화와 AIV H9N2에 대한 면역 반응의 변화를 조사하였다. chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 경구 투여한 후 AIV H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken)로 감염 시키면 임상증상은 chIFN- 또는 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 단독 투여시 보다 유의성 있게 완화되었음을 폐사율, 임상증상정도 및 사료.음용수의 양 측정을 통하여 검증하였다. 또한, 감염 후 cloacal swab내에 바이러스의 양을 측정한 결과 바이러스의 유출량이 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 병용 투여할 경우에 적게 검출되었고, 각조직내의 바이러스 증식도 억제됨을 real-time qRT-PCR에 의하여 증명하였다. 마지막으로 공격 AIV H9N2에 대한 면역반응을 분석한 결과 병용 투여군에서 HI antibody의 양이 유의성 있게 단독 투여군 보다 증가되었고, 세포성 면역 반응의 경우에도 말초혈액과 비장으로부터 얻어진 림프세포의 증식이 유의성있게 증가되었고, 병용 투여에 의하여 IFN- mRNA의 양이 증가되는 것으로 보아 Th1-biased immune response를 유도하는 것으로 보여주었다.
제 4장에서는 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용 투여를 이용하여 AI H9N2 백신에 대한 면역 조절과 백신 투여 후 감염에 대한 임상증상의 변화를 조사하였다. chIFN- 및 chIL-18을 발현하는 S. enterica serovar Typhimurium을 병용 투여하면 chIFN- 또는 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium을 단독 투여한 그룹보다 AI H9N2 불활화 백신에 대한 면역 반응을 증가시켰다. 특히, chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용투여는 AI H9N2 불활화 백신에 대하여 hemagglutination inhibition assay에 의하여 검토되었듯이 체액성 반응이 증가되었고, AIV H9N2 항원 자극에 의하여 말초혈액림프세포로부터 보다 많은 양의 IFN- mRNA가 발현되는 것을 발견함으로써 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 병용 투여는 단독 투여 보다 Th1-biased immune response가 유도되는 것으로 보여주었다. 더 나아가 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium의 병용 투여는 AIV H9N2 01310 (1010.83 EID50/chicken) 기관지 내 감염에 대하여 완화된 임상 증상을 나타내었고, 조직병리학적 검사를 통하여 chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 투여군에서 조직의 변화가 대조군과 비교하여 별 다른 차이를 보여주지 못하였다. 또한, cloacal swab시료내의 AIV H9N2의 양이 적게 검출 되었고, trachea, lung, cecal tonsil 및 brain 조직에서 바이러스의 양이 적게 검출됨을 real-time quantitative RT-PCR에 의하여 증명되었다. 따라서, chIFN- 및 chIL-18 발현 S. enterica serovar Typhimurium 병용 투여는 AI H9N2 백신에 대하여 증가된 Th1-biased immune response를 유도하며, AIV H9N2 감염에 대하여 증가된 효과적인 방어 기구를 구축하는 것으로 보여진다.
이상의 결과들을 종합하면, 본 연구 논문의 결과는 항생제 선택 마커를 이용하지 않는 Asd-negative S. enterica serovar Typhimurium은 양계 산업에서 전염병을 조절 할 수 있는 chIFN-와 chIL-18의 경구 투여에 이용될 수 있는 경구 전달 시스템으로 이용될 수 있음을 의미한다. 따라서, 약독화 S. enterica serovar Typhimurium을 이용하여 보다 효과적인 조류질병의 방제를 위해서는, 향후 투여 시기 및 횟수를 비롯한 구체적인 프로그램이 개발되어야 할 것으로 여겨진다.
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