마우스에서 Naegleria fowleri 감염에 대한 단세포군 항체의 영향

Abstract

[한글]

Naegleria fowlei는 자연환경속에 널리 서식하는 자유생활아메바로 주로 비강을 뚫고 후신경을 통해 중추신경계를 침범하여 출혈성 수막뇌염을 일으키는 원충이다. 1975년 Kohler및 Milstein이 세포융합법을 개발한 이후, 기생충학 분야에서도 이를 적용하여 단세포군 항체를 만들고, 또한 이를 이용하여 원충의 구조 및 병인을 밝히거나 진단에 이용하고자 하는 시도가 많이 있다. 그러나 아직 국내외적으로 N.fowlei에 대한 단세포군 항체를 이용한 방어면역에 대한 연구는 체계적으로 행하여진 바가 없다. 따라서 본 실험은 N.fow

lei 에 감염된 마우스에 단세포군 항체를 투여 했을 때, 감염된 마우스의 생존기간 및 사망율을 관찰하여 단세포군 항체의 방어면역에 대한 효과를 보고자 하였다. 또한 배양중인 N.fowlei 의 영양형에 단세포군 항체를 처리하여 영양형의 응집정도, 성장율의 변동 및

단세포군 항체에 의한 영양형의 미세구조 변화를 관찰하였으며, CHO세포에 대한 N.fowlei 의 세포독성에 미치는 단세포군 항체의 영향을 관찰하였다.

마우스에 N.fowlei 를 감염시키기전에 Nf 2단세포군 항체를 2회 투여했을 때 사망율과 평균생존기간이 15.8%, 17.7일, 1회 투여 했을 때는 16.7%, 17.0일로 대조군의 22.7%, 14.6 일에 비해 사망율이 감소하고 생존기간이 연장되었다. Nf 154 단세포군 항체를 2회 투

여시 사망률과 생존기간이 10.5%,16.5일로 대조군에 비하여 차이가 있었다. 그러나 N.fowlei를 감염시킨 후 Nf 2 단세포군 항체를 2회 또는 1회 투여 했을 때는 대조군과 비교하여 사망율과 생존기간의 차이가 없음이 관찰되었다.

배양중인 N.fowlei 영양형에 Nf 2 및 Nf 154단세포군 항체를 처리 했을 때 대조군에 비해 현저한 응집반응이 관찰되었으며, 보체를 처리하여 영양형의 증식정도를 관찰한 결과 단세포 군항체 처리시 영양형의 증식이 현저히 감소하였다.

Nf 2및 Nf 154단세포군 항체로 처리된 N.fowlei 영양형의 미세구조를 관찰하였는데, swell-ing된 미토콘드리아의 수가 증가 하였으며 cisternal의 손상도 관찰되었다. 또한 lipid drop-lets가 나타나고 그 수가 증가하였으며, peroxisome은 관찰되지 않았으며, 공포 수의 증가와 더불어 osmiophilicgranules등이 관찰되었다.

Chinesehamsterovary세포를 이용한 N.fowlei 의 세포독성 실험에서 배양된 CHO 세포에 N.fowlei 만 넣었을 때, 세포독성이 73.0% 인데 비해, Nf 2및 Nf 154 단세포군 항체를 넣었을 때는 각각 9.4%,10.7%로 CHO 세포에 대한 N.fowlei 의 세포파괴율이 저하됨이 관찰되었다.

이상의 결과를 보면, 마우스에 N.fowlei 를 감염시키기전에 단세포군 항체를 투여 했을 때, 감염된 마우스의 사망율의 저하와 평균 생존기간이 연장됨이 관찰되어 방어면역에 효과가 있음을 알 수 있었으나, 감염후 단세포군 항체를 투여했을 때는 그 영향을 주지못

했다. 또한 배양중인 N.fowlei 영양형의 증식에도 영향을 주어 그 수가 감소함을 알 수 있었고, 전자현미경 관찰시 영양형의 미세구조에 많은 변화가 관찰되었다. 또한 CHO 세포에 대한 N.fowlei 의 세포독성은 단세포군 항체의 처리시 저하됨을 알 수 있었다.

[영문]

Protective effects of monoclonal antibodies against N.fowlei were comparatively studied. BALB/cmice were treated with two types of monoclonal antibodies, Nf 2 and Nf 154, before and after the infection with N.fowlei. The mortality and mean survival times were then compared. Also, direct effect of the monoclonal antibodies on the N.fowlei trophozoites in vitro were observed. In vitro protective effects of the monoclonal antibodies were also studied in cells infected with N.fowlei.

The observed results are summarized as follows:

1. Among mice pretreated twice be(ore the infection with monoclonal antibody Nf 2 (McAb Nf 2) only 15.8% were killed, and the mean survival time was 17.7 days. This was not much different from the mice pretreated only once : the mortality and mean survival time were 16 7% & 17 days. Those effects were compatible with monoclonal antibody Nf 154(McAb Nf 154). The above findings contrast with the mortality and mean survival time of mice in the control, which were 22.7% and 14.6 days respectively.

2. Mice which received twice the McAb Nf 2 following N.fowlei infection incurred a 19.4% mortality rate with 13.6 days survival time; 17.9% and 15.8 days with one time administration, in contrast to the 25% and 14.6 days in the control group.

3. Marked agglutination effect of McAb Nf 2 or McAb Nf 154 were observed on N.fowlei trophozoties.

4. When N.fowlei trophofoties were treated with McAb Nf 2 or McAb Nf 154 com tined with comments, the proliferation rate was more significantly suppressed than in the control.

5. N.fowlei trophozoties treated with McAb Nf 2 or McAb Nf 154 showed an increased number of swollen mitochondria, disfigured cisternae, lipid droplets, and osmiophilic granules in the cytoplasm.

6. A remarkable protective effect of monoclonal antibodies was noticed in CHO cells infected with N.fowlei. More than 90.6% of the CHO fells infected survived, contrasting with 27% of untreated cells.

The overall results in this study suggest that N.fowlei treated with monoclonal antibodies against N.fowlei reduce the mortality and prolong the survivial time of the mice when administration is done before the infection, while no effect is expected when monoclonal antibodies are given after the infection. Thus, it may be surmised that the effect of monoclonal antibodies on the protective immunity of the mice, treatment before the infection of N.fowlei, being caused by the agglutination of trophozoites.