$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

보툴리눔 신경독소 A를 중화하는 재조합 항체의 제조와 특성 분석
Production and Characterization of a Recombinant Antibody Neutralizing Botulinum Neurotoxin A 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.18 no.1, 2017년, pp.295 - 301  

박홍규 ((주)에이티지씨 R&D 본부 연구개발 전략팀) ,  최미영 (선문대학교 BT융합 제약공학과)

초록
AI-Helper 아이콘AI-Helper

보툴리눔 신경독소는 콜린성 신경말단(부)을 선택적으로 공격하여 신경마비를 일으키는 신경독소로서, 그람양성을 띠고 내성포자를 형성하는 절대혐기성 세균인 보툴리눔 균(Clostridium botulinum)이 만들어낸다. 이 중 보툴리눔 A형 독소(BoNT/A)는 음식물과 물을 오염시킬 수 있으며 생물 무기나 생물 협박물질로 사용될 수도 있다. 이 때문에 독성을 탐지할 수 있는 예민한 분석방법과 중독을 치료할 수 있는 효능 있는 항독소를 개발해낼 필요성이 제기되어 왔다. 본 연구에서는 BoNT/A를 중화할 수 있는 단일클론 항체(mAb)를 생산하기 위하여 BoNT/A로 면역된 토끼의 항혈청에서 유래한 scFv 라이브러리를 인간 IgG와 융합시켰다. 그렇게 재조합된 scFvIgG 항체 단백질을 안정된 세포주에서 발현시켰고 항체 친화 크로마토그래피를 사용하여 scFvIgG mAb 단백질을 정제하였다. ELISA로 정제된 scFvIgG mAb 단백질의 효율성을 확인하였고, in vivo 실험으로 BoNT/A에 대한 중화능을 시험하였다. 독성 중화능 실험은 마우스를 사용하여 수행하였는데, 그 결과 scFvIgG 항체(10 ug)는 BoNT/A(100,000 $LD_{50}$)의 독성이 주입된 마우스를 완전히 방어하지는 못하지만 마우스의 생존 기간을 현격하게 연장시키는 것이 확인되었다. 이러한 결과들은 이 scFvIgG mAb가 BoNT/A를 중화하는 효능을 가지고 있다는 점을 제시한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Botulinum neurotoxin (BoNT/A) is a neurotoxin that selectively attacks the peripheral cholinergic nerve endings. It is produced by Gram -positive, endospore-forming strict anaerobic bacteria, Clostridium botulinum. Since BoNT/A could be a biothreat agent, as well as a contaminator of food and water ...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 그 다음으로, 사람에게 적용할 수 있는 중화항체로 제조하기 위하여 scFv 단백질을 인간 IgG와 융합된 단백질로 발현시키고자하였다. 이를 위해 scFv 유전자를 인간 IgG (Fc) cDNA를 포함하는 발현벡터인 pCR3-IgG에 넣어 pCR3-scFvIgG를 재조합하였다(그림.
  • 항원에 대한 친화력이 높은 mAb 단백질을 제조하기 위한 수단으로 scFv를 사용하는 방법이 널리 응용되고 있다[11]. 본 연구에서는 BoNT/A에 대한 친화력이 높은 항체 단백질을 만들기 위하여 VH 유전자와 VL 유전자 사이에 LINKER(Gly4Ser1)3 DNA를 포함하는, VH-LINKER(Gly4Ser1)3-VL로 된 scFv 유전자를 PCR로 증폭하였다. 그 결과 약 800 bp의 단일 조각의 DNA 밴드를 얻었는데, 이것은 scFv의 예상 크기와 일치하였다(그림 1.
  • 본 연구에서는 보툴리눔 A형 독소(BoNT/A)에 높은 친화력을 가지며 또한 감염된 환자에게 중화능을 갖는 효율적인 중화항체를 만들기 위하여 토끼에서 유래한 scFv와 인간 IgG가 연결된 융합단백질을 제조하고자 하였다. 이를 위하여, 먼저 BoNT/A로 두 번 주사한 토끼에서 혈액을 얻어 토탈 RNA를 추출하였다.
  • 본 연구의 목적은 보툴리눔 A형 독소(BoNT/A)를 중화하는 재조합 항체를 개발해내고 그 특성을 분석하는데 있다. 이를 위하여 먼저 항원에 대한 결합력을 높이는 방법으로 알려진 scFv 유전자[11]를 BoNT/A로 면역된 토끼의 항체로 합성하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
보툴리눔 신경독소 중 가장 치명적인 것은 어떤 유형인가? 보툴리눔 신경독소는 신경마비를 일으키는 독소로 절대혐기성 세균인 보툴리눔 균(Clostridium botulinum)으로부터 만들어지는데, 생산된 독소의 항원성에 따라 7가지(A형~G형) 유형으로 구분된다. 그 중에서 독소 A형이 인체에 가장 치명적인 것으로 알려져 있다[1]. 보툴리눔 신경독소 A형은 먼저 하나의 폴리펩티드(150 kDa, 비활성상태)로 합성된 후에 트립신과 유사한 단백질분해효소(trypsine-like protease)에 의해 잘리고 활성화 형태로 되는데, 이것은 C 말단의 중쇄(heavy(H) chain: 100 kDa)와 N 말단의 경쇄(light(L) chain: 50 kDa)의 두 조각이 이화황결합(disulfide bond)으로 연결된 구조이다[2].
보툴리눔 신경독소의 특징은 무엇인가? 보툴리눔 신경독소는 신경마비를 일으키는 독소로 절대혐기성 세균인 보툴리눔 균(Clostridium botulinum)으로부터 만들어지는데, 생산된 독소의 항원성에 따라 7가지(A형~G형) 유형으로 구분된다. 그 중에서 독소 A형이 인체에 가장 치명적인 것으로 알려져 있다[1].
보툴리눔 독소의 치료제는 무엇이 있는가? 보툴리눔 독소는 자연계에서 생산되는 독소 중 인체에 가장 치명적인 것 중 하나로 알려져 있고[5], 평상시에도 환자가 발병할 수 있을 뿐 아니라 생물테러 무기로 사용될 수 도 있다[6,7]. 지금까지 보툴리눔 독소의 화학적 길항제(chemical antagonist)는 없는 것으로 알려져 있으며 동물(주로 말)에서 유래한 항-독소 혈청을 환자에게 투여하는 방법이 유일한 치료법으로 알려져 있다[8]. 유사시에 있을 생물테러나 식중독 혹은 자연발생 보툴리즘 등 잠재적 위험 요소에 대비하기 위하여 항독소와 독소 치료제 및 독성을 탐지할 수 있는 분석방법을 개발해내는 것에 대한 필요성이 제기되어 왔고 국내외에서 연구가 진행되고 있다[9,10].
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (11)

  1. J. Thanongsaksrikul and W. Chaicumpa, "Botulinum Neurotoxins and Botulism: A Novel Therapeutic Approach", Toxins, 3, pp. 469-488, 2011. DOI: https://doi.org/10.3390/toxins3050469 

  2. D. B. Lacy, W. Tepp, A. C. Cohen, B. R. Das Gupta, R. C. Stevens, "Crystal structure of botulinum neurotoxin type A and implications for toxicity", Nat. Struct. Biol. 10, pp. 898-902, 1998. DOI: https://doi.org/10.1038/2338 

  3. C. Montecucco, G. Schiavo, "Mechanism of action of tetanus and botulinum neurotoxins", Mol Microbiol, 13, pp. 1-8, 1994. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2958.1994.tb00396.x 

  4. C. O. Tacket and M. A. Rogawski, Botulinum Neurotoxin and Tetanus Toxin, In: Simpson, L.L., (Ed.), p.351-378, Academic Press, 1989. 

  5. L. L. Simpson, "The study of clostridial and related toxins. The search for unique mechanisms and common denominators", J. Physiol. 84, pp. 143-151, 1990. 

  6. R. K. Dhaked, M. K. Singh, P. Singh, P. Gupta, "Botulinum toxin: bioweapon and magic drug", Indian J Med Res., 132, pp. 489-503, 2010. 

  7. S. S. Arnon, R. Schechter, T. V. Inglesby, D. A. Henderson, J. G. Bartlett, M. S. Ascher, E. Eitzen, A. D. Fine, J. Hauser, M. Layton, S. Lillibridge, M. T. Osterholm, T. O'Toole, G. Parker, T. M. Perl, P. K. Russell, D. L. Swerdlow, K. Tonat. "Botulinum toxin as a biological weapon: medical and public health management", J. Am. Med. Assoc. 285, pp. 1059-1070. 2001. DOI: https://doi.org/10.1001/jama.285.8.1059 

  8. C.O. Tacket, W. X. Shandera, J. M. Mann, N. T. Hargrett, and P. A. Blake, "Equine antitoxin use and other factors that predict outcome in type A foodborne botulism", Am. J. Med., 76, pp. 794-798, 1984. DOI: https://doi.org/10.1016/0002-9343(84)90988-4 

  9. H. Bigalke, "Botulinum toxin: application, safety, and limitations", Curr Top Microbiol Immunol", 364, pp. 307-317. 2013. DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-45790-0_14 

  10. J. W. Froude, B. Stiles, T. Pelat, P. Thullier, "Antibodies for biodefense", MAbs., 3, pp. 517-27. 2011. DOI: https://doi.org/10.4161/mabs.3.6.17621 

  11. A. Nowakowski, C. Wang, D. B. Powers, P. Amersdorfer, T. J. Smith, V. A. Montgomery, R. Sheridan, R. Blake, L. A. Smith, J. D. Marks, " Potent neutralization of botulinum neurotoxin by recombinant oligoclonal antibody", Proc. Natl. Acad. Sci. 99, pp. 11346-11350. 2002. DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.172229899 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로