Protective Effects of Purified Staphylococcus aureus Wall Teichoic Acid on Murine Skin :황색포도상구균의 정제된 WTA가 MRSA 유래 피부감염에 미치는 보호효과

박지혜

추천

검색

자료유형: 학위논문

저자정보: 박지혜 (부산대학교, 부산대학교 대학원)

지도교수: Lee Bok Luel

발행연도: 2017

저작권: 부산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.

이용수5

초록· 키워드

황색포도상구균 (Staphylococcus aureus)은 사람에게 질병을 유발하는 대표적인 병원 균주로, 기회감염을 통해 부상을 입거나 면역력이 떨어진 환자의 생명을 위협한다. 무엇보다 메티실린 내성 황색 포도상구균 (methicillin-resistant Staphylococcus aureus)은 병원 교차 감염의 주된 원인이 되어 치료에 심각한 어려움을 주고 있다. 이는 메티실린 내성에 관여하는 유전 인자가 S. aureus를 치료하는 페니실린, 세팔로스포린, 카바페넴과 같은 항생제에 대한 내성을 가지게 하므로 MRSA와 같은 항생제 내성균을 방지하기 위해 초기 MRSA 감염을 예방하는 백신 개발이 강력히 요구된다.
본 연구실은 최근 in vivo 상의 피부 감염 생쥐 모델에서 S. aureus Δspa 변이 균주의 Particulate cell wall (PCW)이 MRSA에 대한 보호효과를 가진다는 사실을 보고하였다. 이에 본 연구자는 PCW 구성물질 중 어떤 물질이 MRSA에 대한 보호효과를 가지게 해주는지 밝히고자 하였다. S. aureus의 wall teichoic acid (WTA)가 사람의 렉틴보체경로 및 고전보체경로를 활성화시킨다는 본 연구실의 선행연구결과로부터, WTA가 항체-매개 옵소닌화 식세포작용을 통하여 S. aureus 감염에 대항 한다는 사실에 착안하였다. 따라서 WTA가 숙주의 선천성 면역반응을 활성화시키는 중요한 리간드가 될 것을 기대하면서 본 연구자는 S. aureus Δspa 변이 균주의 PCW로부터 WTA를 분리한 후 이를 생쥐에 면역 접종하면, MRSA 감염에 대항 할 것이라는 가설을 세웠다.
이를 위해 먼저 에탄올 처리한 S. aureus 변이 균주를 파쇄 하여 PCW를 얻어 WTA를 순수 정제하였다. 순수 정제된 WTA를 생쥐 피부에 피내주사로 예방접종하고 6시간 뒤 MRSA에 감염시켜 7일동안 생쥐 체중, 피부 농양, 피부 괴사를 관찰하였다. 감염 6~7일차에는 감염부위의 피부, 간, 비장, 신장, 혈액을 채취하여 피부와 장기는 균질화 하여 혈액한천배지 상에서 CFU를 확인하였다. 또한 생쥐 air-pouch 모델을 이용하여 정제된 WTA가 어떤 면역세포를 모으고 어떤 케모카인, 사이토카인을 분비 시키는지 조사하였다.
그 결과, 본 연구자는 생쥐 피부 감염 모델에 정제된 WTA를 면역 주사하면 MRSA 감염으로부터 부분적인 숙주 보호효과가 있다는 사실을 알 수 있었다. 그 작용기작을 알기 위하여 정제된 WTA를 주사한 생쥐 air-pouch 모델에 주사할 때 MCP-1, KC와 같은 케모카인이 유도되었고, 이들이 불러모은다고 알려져 있는 대식세포와 호중구도 확인되었다. 또한 이들 면역세포가 분비한다고 알려진 IL-1β, TNF-α, IL-10과 같은 염증성 사이토카인들도 유도되었다. 그러나 생쥐 피부감염모델과 air-pouch 모델의 결과는 선행연구에서 보여준 PCW의 효과에는 못 미쳤다. 따라서 앞으로의 실험에서는 순수정제 된 WTA를 면역 주사할 때 adjuvant를 함께 사용해 볼 계획이다. 그리고 PCW와 다르게 수용성 물질인 WTA를 Nano-particle에 심어 PCW처럼 particle로 면역 주사해 볼 예정이다. 이러한 연구들은 차후 MRSA에 대항하는 새로운 백신후보물질을 찾는데 큰 도움이 될 것이라 본다.

Staphylococcus aureus is a commensal bacterium in the human body. Recently, the emergence of hospital-associated (HA) and community-associated (CA) methicillin-resistant S. aureus (MRSA), which are resistant to the general β-lactam antibiotics, caused the difficulty for curing the patients infected with these MRSA strains using commercial available antibiotics. As alternative approaches for MRSA treatments, we need clinically effective vaccines. But, until this time, effective vaccine was not developed in spite of many efforts. The one of big reasons for these failures was assumed for our lack of knowledge about host and bacteria interaction during pathogenesis. Therefore, the basic researches about how hosts recognize invading S. aureus and about how S. aureus cells invade host immune responses are essential research parts.
Based on these concepts, our laboratory has studied about how host defense proteins recognize bacterial cell wall components during innate immune responses during last 10 years. Especially, we have focused on the studies what kinds cell wall components are recognized by human complement factors, such as human mannose-binding lectin (MBL) and human serum IgGs. As results, we firstly discovered that human MBL recognizes S. aureus wall teichoic acid (WTA) and these MBL/WTA complex induces activation of human lectin complement pathway and opsonophagocytosis-mediated bacterial killing in vitro system, indicating that S. aureus WTA functions as an important molecule for activation of host innate immune responses. But, it was not examined the biological functions of S. aureus purified WTA in vivo conditions.
Therefore, I have wondered that if mouse is pre-injected with purified WTA, what kinds of immune response will occur. To answer this question, I have set up murine skin infection model system, which can induce dermonecrosis by challenge with a notorious CA-MRSA USA 300 LAC strain. Here, when purified WTA obtained from S. aureus protein-A deficient Δspa mutant strain, was pre-injected on mice skin, USA300 LAC-derived dermonecrosis progress was inhibited compared to that of control group. Also, bacteria burden of mice organs was also decreased by pre-injection of purified WTA. Finally, When I have analyzed the expression level of cytokine and chemokines by injection of WTA pre-treatment on the air-pouch model, IL-1β, IL-10, TNF-α, MCP-1 and KC were secreted on the air-pouch model. Taken together, these results suggest that purified S. aureus WTA also has ability to activate host immunity as like in vitro.

#Staphylococcus aureus #Wall Teichoic Acid #Skin

ABSTRACT 1
I. INTRODUCTION 4
II. MATERIALS AND METHODS 7
1. Materials 7
1) Mouse 7
2) Bacteria 7
3) Media for bacteria culture 8
4) Reagent and buffer 8
2. Methods 13
1) Preparation of ethanol killed bacteria from S. aureus strains 13
2) Preparation of particular cell wall (PCW) using ethanol killed bacteria 15
3) Trifluoroacetic acid (TFA) treatment for crude WTA 17
4) Preparation of purified WTA from PCW of S. aureus Δspa mutant 17
5) Quantitative analysis of inorganic phosphate amount of WTAs 18
6) PAGE analysis of WTA 18
7) D-alanine analysis of WTA 19
8) USA300 LAC MRSA infection on a murine skin 20
9) Air-pouch model 22
10) Flow cytometry 22
11) Assay of cytometric bead array 23
III. RESULTS 24
1. Purification of WTA from S. aureus Δspa-PCW 24
2. Pre-injection of purified WTA-peak-A showed better survival rates and faster recovery of body weight 25
3. Pre-injection of WTA-peak-A and Δspa-PCW inhibited the progress of USA300-derived dermonecrosis on murine skin model 26
4. The recruited immune cells secreted cytokines and chemokines in air-pouch model 27
IV. DISCUSSION 29
V. REFERENCES 31
ABSTRACT (in Korean) 43

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

목차

최근 본 자료

댓글(0)