Carrageenan 투여가 마우스 Listeria monocytogenes감염에 미치는 영향

Abstract

[한글]

Carrageenan은 이끼류인 Chondrus cripus 및 Gigartina stellate등에서 추출되는 sulfa ted polysaccharide로 오래전부터 식품안정제로서 사용되어 왔으며, 동물의 피하조직에 투여할때 육아종(granuloma)을 유발시킴에 따라 항염증(antiinflammatory)약제들의 발굴 및 그 활성의 평가에 널리 이용되어 왔다. 이후 carrageenan은 혈액항응고(anticoagulation)작용, 보체계(complement system)의 저해 또는 활성화, Hageman factor의 활성화, 지연형과민반응의 억제, 세포독성 T 임파구와 natural killer cells에 대한 기능억제등 많은 생물학적 특성을 갖고 있는 것 보고되고 있다. 그러나 carrageenan의 투여시간에 따른 작용효과 및 미생물 감염에서 숙주방어와 면역에 미치는 영향에 관해서는 거의 보고된 바가 없는 것으로 본다. 따라서 본 연구에서는 마우스를 이용한 Listeria monocytogenes의 감염과 BCG 접종에 의한 지연형과민반응에 미치는 carrageenan의 영향과 작용기전의 일부를 규명하고자 carrageenan을 정맥내로 투여 후 시간에 따라 Listeria monocytogenes를 접종하여 LD^^50 측정, 간장 및 비장에서 생균수 산정 및 복강거식세포의 식균작용을 관찰하였으며 한편 carrageenan을 투여후 시간에 따라 BCG 접종으로 면역하여 족저부에서 PPD tuberculin (1TU)으로 족저부종창 반응을 관찰한바 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. 마우스에 있어서 carrageenan(30mg/kg)을 정맥내로 투여후 6시간 및 3일에 Listeria monocytogenes를 감염시킨바 대조군에서는 LD^^50가 7×10**6 균수인데 반하여 carrageenan투여군에서는 LD^^50 가 5x10**3 균수 및 5x10**5 균수로 Listeria monocytogenes에

대한 저항력을 저하시켰다.

2 실험 30일전 carrageenan투여는 마우스에서 간장 및 비장에 육아종의 형성과 함께 Listeria monocytogenes의 실험적 감염에 대한 저항력을 증가시켰다.

3. Carrageenan투여 마우스의 복강거식세포 및 시험관내 carrageenan처리 복강거식 세포의 Listeria monocytogenes탑식과 거식세포질내 균 증식을 관찰한 바 carrageenan처리후 초기에는 대조군에 비하여 현저한 세포질내 균증식을 관찰할 수 있었으나 carrageenan투여 30일후의 복강거식세포에서는 대조군과 비교하여 세포질내 균 증식의 차이를 관찰할 수 없었다.

4. Carrageenan투여후 6시간 및 3일에 BCG를 접종한 다음 PPD tuberculin (1TU)으로 족저부종창반응을 관찰한바 음성반응을 나타냈으며 carrageen 투여 6일 이후에 BCG 접종군에서는 양성반응을 나타냈다.

이상의 결과로 보아 마우스에서 carrageenan투여로 야기된 Listeria monocytogenes의 실험적 감염에 대한 저항력의 저하 및 BCG 접종에 의한 지연성과민반응의 억제는 carrageenan투여에 의한 거식세포의 기능억제에 기인되는 것으로 생각되며 이러한 carrageenan의

작용은 3일이상 지속되지 못하였다.

한편 실험 30일전 carragenen투여에 의한 Listeria monocytogenes 감염에 대한 저항력의 증가는 거식세포의 기능회복과 장기내 육아종형성에 기인되는 것으로 추측된다.

[영문]

Carrageenan is a compound of sulfated polysaccharide extracted from certain mosses, i.e., Chonsdrus cripus and Gigartina stellate. The compound have been extensively used in food industry as a source of stabilizer and also in pharmaceutical studies as a granuloma inducer to evaluate antiinflammatory drugs in experimental animals(Robetrson and Schwatrz, 1953).

Since the carrageenan was found to be a reliable agent to induce a inflammatory response or granuloma in animals following subcutaneous injection, it has been used for the evaluation of newly developed anti-inflammatory agents in experimental animals (Winter et al, 1962).

On the other hand, it was reported that carrageenan has various biological activities such as anticoagulatory effect(Anderson and Duncan, 1965), activation of complement system (Davis, 1965: Rothschild and Gascon, 1965), activation of Hageman factor(Schwartz and Kellermeger, 1969), inhibition of delayed type hypersensitivity(Schwartzand Leskow tz, 1969; Lake et al, 1971; Catanzaro et al, 1971; Ishizaka et al, 1977), and inhibition of cytolysis rendered by cytotoxic T cells and natural killer cells in experimental animals(Kiessling et al, 1977; Ishizaka et al, 1980).

In this paper, the effects of carrageenan on the host resistance to Listeria monocytogenes infection and on the delayed type hypersensitivity reaction induced by BCG vaccination were studied.

The findings are summarized as follows;

1) When the carrageenan pre-treated mice were challenged with Listeria monocytogenes within 6hr and 72hr, 5x 10**3 and 5×10**5 bacteria were, respectively, enough to kill 50% of the mice. These were contrasted with that in not-treated mice in which the LD 50 of the bacteria were 7×10**6.

2) Conversely, when the mice were treated with carrageenan 30 days prior to the bacterial challenge which led granulomatouse changes in liver and spleen of the mice, the animal acquired resistance to the Listeria monocytogenes infection. All of the above findings in vivo were also reflected equally at the cellular, perftoneal macrophages, level.

3) In the early phase of the carrageenan treatment, significantly enhanced intracellular growth of the engulfed bacteria were observed in both of the peritonial macrophages in vivo stimulated were and in vitro stimulated cells by carrageenan. However these effects did not persist for more than 30 days.

4) When residual effect of carrageenan on edematous changes in footpad by PPD tuberculin(1 TU) inoculation into BCG treated animals were comparatively studied, the mice received BCG within 6 hrs or 3 days after carrageenan treatment responded negatively in PPD test. Whereas, the animals received BCG later than 6 days of carrageenan pretreatment responded to the test normally.