[논문]둥글장수풍뎅이 혈구 종류와 식균작용

황두선; 장영철; 조세열

doi:10.5656/ksae.2017.06.0.014

둥글장수풍뎅이 혈구 종류와 식균작용
Morphological and Immunological Characterization of Hemocytes in Larvae of Pentodon quadridens bidentulus (Famaire, 1887) 원문보기

한국응용곤충학회지 = Korean journal of applied entomology, v.56 no.3, 2017년, pp.275 - 282

황두선 (강원대학교 생물자원과학부 응용생물전공) , 장영철 (강원대학교 생물자원과학부 응용생물전공) , 조세열 (강원대학교 생물자원과학부 응용생물전공)

초록
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본 연구는 둥글장수풍뎅이(Pentodon quadridens bidentulus (Famaire, 1887)) 유충의 혈림프에 존재하는 혈구세포들의 종류와 병원균 침입시 세포 면역을 담당하는 세포를 특정하고 분석하였다. 둥글장수풍뎅이(P. quadridens bidentulus)유충 혈강내에는 과립혈구세포, 부정형혈구세포, 편도혈구세포, 소구형혈구세포, 원시혈구세포, 지방혈구세포 총 여섯 종류의 혈구세포들이 존재하였다. 여섯 종류의 혈구세포 중 과립혈구세포가 병원균 침입 시 형태적 변이와 함께 병원균들에 대한 식균작용을 수행하는 면역세포로 관찰 되었다. 특히, 생체 내에서 병원균 침입시 12시간 안에 활발히 식균작용을 수행하였고 24시간 이후로는 면역 활성화가 줄어들면서 정상상태로 전환되는 것을 알 수 있었다. 세포질 혈구세포의 식균작용도 간혹 관찰 되었으나 나머지 세포들은 면역과 연관된 활성화가 없는 것으로 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper

The purpose of this study was to analyze the characteristics of hemocytes in the hemolymph of the larvae of Pentodon quadridens bidentulus and the characteristics of the hemocytes responsible for cellular immunity during pathogen infection. Granulocytes, plasmatocytes, oenocytoids, spherulocytes, prohemocytes and adipohemocytes were found in the circulating hemocytes. Among them, granulocyte were observed as cells responsible for immunological phagocytosis during entry of foreign substances. In particular, it was observed that the most active phagocytic action occurred within 12 hours in vivo, and that after 24 hours, the immune activation was reduced and converted to a normal state. Plasmatocytes were occasionally observed as immunological response, but the remaining hemocytes were not related to immunological activation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구는 우리나라 시화호 간척지에 서식하는 둥글장수풍뎅이(P. quadridens bidentulus)유충을 대상으로 다양한 현미경과 유세포분석기(Flow cytometry)를 사용 혈구세포의 특성 및 형태를 제시하였다. 특히, 혈구세포의 형태적 분류를 통하여 면역세포를 파악하였고 병원균 침입 후 생체 내에서 활성화되는 시점과 특성을 제시함으로서 둥글장수풍뎅이(P.

제안 방법

quadridens bidentulus)유충을 대상으로 다양한 현미경과 유세포분석기(Flow cytometry)를 사용 혈구세포의 특성 및 형태를 제시하였다. 특히, 혈구세포의 형태적 분류를 통하여 면역세포를 파악하였고 병원균 침입 후 생체 내에서 활성화되는 시점과 특성을 제시함으로서 둥글장수풍뎅이(P. quadridens bidentulus)유충 세포성 면역반응을 규명하였다.

대상 데이터

본 연구 공시곤충인 둥글장수풍뎅이(Pentodon quadridens bidentulus)유충은 시화호 간척지에서 채집하였다. 채집된 20개체 유충은 성충으로 사육하여 둥글장수풍뎅이(P.

성능/효과

2A와 같이 총6종의 혈구세포가 관찰 되었다. 혈구세포 종류는 원시혈구세포(Prohemocytes), 부정형혈구세포(Plasmatocytes), 과립혈구세포(Granulocytes), 편도혈구세포(Oenocytoids), 소구형혈구세포(Spherulocytes), 지방혈구세포(Adipohemocytes)특징들을 가진 세포들이 관찰 되었다. 원시혈구세포(Prohemocytes)는 본 유충에서도 관찰되었듯이 대부분의 곤충 종에서 상대적으로 가장 작은 혈구세포로 보고되고 있다.
4D). 따라서 본 유충은 병원균 침입 후 혈강내 면역 혈구세포의 활성화가 4시간 전 후로 시작되어 12시간에는 최고점에 이르며 24시간을 지나면서 병원균을 제거하고 원래 상태로 복귀되는 과정이 있음을 알 수 있었다. 대장균이 주입된 유충에서는 Fig.
현재까지 조사된 딱정벌레들의 경우 위족 형성 등 형태적 변이와 함께 면역반응은 대부분 ~24시간 이내에 수행 되는 것으로 보고되고 있다. 하지만 본 유충은 생체 내에서 ~12시간 내 세포 면역을 수행하는 매우 빠른 반응(급격히 활성화되는 위족과 세포막트랩 형성 등 형태적 활성화)과 Fig. 3E and F와 같이 개개의 과립혈구세포들이 세포 자신이 견딜 수 없을 정도로 많은 수의 외래 물질을 식균하면서 세포가 사멸되는 세포성 면역반응을 가지고 있음을 확인 할 수 있었다(Kwon et al., 2014; Hwang et al., 2015). 위와 같은 현상은 곤충 세포 면역 분야에서 매우 드문 경우이며 아마도 곤충이 처한 서식처 환경에 따라 면역 반응도 함께 진화된 것으로 추측 할 수 있다

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	일반적으로 곤충 혈구세포는 어떻게 나뉘는가?	따라서 혈구세포의 종류를 곤충 종별로 확인하지 않는 이상 정확한 판단을 내리기는 어렵다. 일반적으로, 곤충 혈구세포는 원시혈구세포(prohemocytes), 부정형혈구세포(plasmatocytes), 과립혈구세포(granulocytes), 편도혈구세포(oenocytoids), 소구형혈구세포(spherulocytes), 지방혈구세포(adipohemocytes), 응집혈구세포(coagulocytes) 등으로 구분되고 있다(Jones, 1962; Gupta, 1979; Pandey and Tiwari, 2012; Cho, 2016). 메뚜기목(Orthoptera)인 경우 원시혈구세포(prohemocytes), 부정형혈구세포(plasmatocytes), 과립혈구세포(granulocytes), 소구형혈구세포(spherulocytes)만 존재하는 것으로 알려져 있다.
	곤충이 갖는 선천적 면역반응은 어떻게 이루어져 있는가?	곤충에서 선천적 면역반응은 항생단백질(AMPs; Anti-microbial peptides) 작용에 의한 체액성 면역(Humoral immune response)과 면역혈구세포에 의한 세포성 면역(Cellular immune response)으로 구성된다(Janeway and Medzhitov, 2002; Hoffmann, 2003; Kwon et al., 2014).
	곤충 혈관계는 개방혈관계를 가졌기 때문에 면역적 측면에서 어떻게 유리한가?	특히, 이러한 개방혈관계는 면역적 측면에서 매우 큰 장점을 가지고 있다. 예를 들면, 병원균 침입 장소로 면역전달물질과 면역세포의 빠른 발현과 이동은 페쇄혈관계(Closed circulatory system)를 가진 동물들과 비교 큰 장점으로 보고되고 있다(Dubovskiy et al., 2016).

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