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Neisseria meningitidis group B의 협막다당체에 대해 특이적인 면역반응을 유도하는 항이디오타입 항체

Title
 Neisseria meningitidis group B의 협막다당체에 대해 특이적인 면역반응을 유도하는 항이디오타입 항체
Other Titles
 (An) anti-idiotype antibody elicits a specific immune response to the capsular polysaccharide of Nei
Issue Date
2004
Publisher
 연세대학교 대학원
Description
의과학과/박사
Abstract
[한글] Alpha(2→8) sialic acid의 homolinear polymer인 Neisseria meningitidis group B (NMGB) 협막다당체(capsular polysaccharide, PS)는 숙주에 대해 매우 낮은 면역성과 잠재적인 자가항원성을 가지고 있으며, 이는 숙주의 신경조직에 발현되어 면역관용을 유발하는 polysialic acid (PSA)와 NMGB PS간의 구조적 유사성에 기인한다. 이러한 이유로 30여년간의 노력에도 불구하고, NMGB PS에 대한 효과적인 백신이 아직 개발되지 못했다. 그러나 최근 NMGB PS에 대한 특이적인 단클론 항체(monoclonal antibody, MAb)로부터 숙주항원에 대해 자가항체의 위험성이 낮은 방어항체의 존재가 밝혀짐으로써 이러한 방어항체를 유도하는 PS-연관 에피톱이 유용한 백신후보물질로서 기대되고 있다. 본 연구에서는 NMGB에 대한 방어항체로 알려진 HmenB3를 유도하는 NMGB PS-연관 에피톱이 유용한 백신으로서 이용 가능한지를 알아보기 위하여 직접 분리가 불가능한 NMGB PS-연관 에피톱을 대신한 분자모방체(molecular mimicry)로서 항이디오타입 항체(anti-idiotype, Ab2)를 이용하였다. HmenB3는 NMGB PS와 동일한 구조의 협막을 가진 Escherichia coli K1으로 면역시킨 마우스로부터 유래한 NMGB PS에 대해 특이적인 단클론 항체로서 숙주항원과는 교차성이 매우 낮으며, NMGB에 대한 강한 보체 매개성 살세균능(complement-mediated bactericidal activity)을 가지고 있다. 우선 KLH와 결합한 HmenB3의 F(ab'')2mu로 면역시킨 마우스의 비장세포와 P3X63Ag8.653 골수종 세포의 세포융합으로부터 HmenB3에 특이적인 Ab2인 Naid60 (IgG1, kappa)를 생산하는 하이브리도마 세포를 동정하고, Naid60가 HmenB3에 대한 결합 특이도를 가지고 있음을 ELISA, inhibition ELISA, 살세균능시험을 통해 관찰하였다. 그리고 RT-PCR과 DNA 염기서열분석을 통해 Naid60의 가변부 아미노산 서열을 결정하고, 이를 기초로 Naid60 가변부에 대한 재조합 단백질인 single chain fragment variable (scFv) 항체, Naid60-scFv를 제조한 결과, Naid60-scFv도 Naid60와 동일한 결합 특이도를 가지고 있음을 관찰하였다. Naid60와 Naid60-scFv로 마우스를 면역시킨 결과 두 항원 모두가 마우스에서 항-NMGB 항체면역반응을 유도하였으며, Naid60 단편인 F(ab'')2gamma로 면역시킨 BALB/c 마우스에서 유도된 항항이디오타입 단클론 항체(anti-anti-idiotype, Ab3)인 2-7-34 (IgM, kappa)가 HmenB3와 같이 NMGB에 대하여 보체 매개성 살세균능을 가지고 있으며, 유세포분석과 면역조직화학염색 결과, 2-7-34의 숙주항원과의 교차결합은 관찰되지 않았다. 그리고 Naid60-KLH로 면역시킨 마우스를 직접 NMGB로 감염시킨 결과, 면역된 마우스 모두가 NMGB에 대한 방어능력을 가짐을 관찰하였다. 이상의 결과를 종합해볼 때, Naid60는 HmenB3가 인지하는 NMGB PS-연관 에피톱에 대한 internal image를 가진 Ab2로서 실험동물에서 NMGB에 대한 방어능력을 가진 Ab3를 유도하는 백신후보물질임을 확인하였다. 따라서 NMGB PS-연관 에피톱에 대한 항이디오타입 항체가 본래의 항원을 대신하여 면역반응을 유도할 수 있는 분자 모방체로서 가능함을 확인할 수 있었다.
[영문]As a homopolymer of alpha(2→8) sialic acid, Neisseria meningitidis serogroup B capsular polysaccharide (NMGB PS) is poorly immunogenic and potentially autoantigenic because of its structural similarity to the host neuronal tissue expressing polysialic acids (PSA). The fetal exposure to host PSA appears to induce immunologic tolerance against NMGB PS. Thus, despite of 30 years of work, there is no vaccine available for the prevention of diseases caused by NMGB. However, NMGB PS has been recently reported to elicit protective monoclonal antibodies (MAbs) with minimal autoantibody activity which shows the existence of NMGB PS epitopes distinctly different from those of the host PSA. HmenB3 was reported as one of the protective MAbs which is strongly bactericidal to NMGB, but not cross-reactive to the host PSA. Therefore, NMGB PS-associated epitope recognized by HmenB3 can be considered as a useful NMGB vacccine candidate. It is difficult to purify the PS-associate epitope from NMGB PS. Therefore, anti-idiotype antibody technology could be considered as a new approach based on the molecular mimicry. I produced a anti-idiotype antibody (Ab2), Naid60 (IgG1, kappa), specific to HmenB3 by fusing splenocytes from mice immunized with F(ab'')2mu of HmenB3, conjugated to KLH with P3X63Ag8.653 myeloma cells. The binding specificity of Naid60 to HmenB3 was characterized by performing ELISA, inhibition ELISA, and bactericidal assay. I also determined the amino acid sequence of the variable region of Naid60 by RT-PCR, DNA sequencing. Then, we produced a recombinant single chain fragment variable (scFv) antibody, Naid60-scFv. As a result of the animal experiment, both Naid60 and Naid60-scFv showed a specific anti-NMGB immune response in BALB/c mice. In addition, I produced a murine anti-anti-idiotype mAb (Ab3), 2-7-34 with specificities similar to HmenB3 from BALB/c mice immunized with the F(ab'')2gamma fragment of Naid60. This 2-7-34 belongs to the immunoglobulin M, kappa light chain. From bactericidal assay, flow cytometry and immunohistochemistry, 2-7-34 is shown to have the same antigenic specificity as HmenB3 without cross-reactivity to the host neuronal tissue. In conclusion, anti-idiotype MAb, Naid60, has an "internal image" to NMGB PS-associate epitope eliciting protective antibodies against NMGB of the experimental animal.
URI
http://ir.ymlib.yonsei.ac.kr/handle/22282913/128684
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2. 학위논문 > 1. College of Medicine (의과대학) > 박사
Yonsei Authors
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