아나필락시스를 유발하는 왕침개미(Pachycondyla chinensis) 독의 주 알레르겐의 동정

Abstract

[한글]왕침개미(Pachycondyla chinensis)는 벌목(Hymenoptera), 개미과(Formicidae), 침개미아과(Ponerinae)의 곤충으로 한국 뿐만 아니라 일본, 중국, 뉴질랜드 등에 분포한다. 왕침개미에 쏘이면 종종 전신적인 알레르기 반응을 유발하며, 한국에서 보고된 개미 독 아나필락시스는 모두 왕침개미에 의한 것으로 알려져있다. 그러나 왕침개미 추출액의 12 kD과 30 kD 특이 IgE 결합 단백질이 주 알레르겐으로 추정될 뿐 정확한 주 알레르겐으로 확정되지 않았으며, 동정 또한 이뤄지지 않았다. 그러므로 본 연구에서는 왕침개미 알레르기 관련하여 주 알레르겐을 확인하여 동정하였으며 기존의 알려진 다른 단백질들과 상동성을 분석하였다.개미 독 아나필락시스를 경험한 6명과 벌 독 아나필락시스가 있으면서 왕침개미 피부단자시험에서 양성반응을 보인 1명의 환자의 혈청을 이용하여 주알레르겐을 동정하였다. ELISA 방법을 통하여 왕침개미 특이 IgE를 측정하였고, SDS-PAGE와 환자 별 immunoblot을 통하여 왕침개미 특이 IgE 결합 단백질의 분포를 확인하였다. 2-Dimensional PAGE와 N-말단 아미노산 서열분석, ESI-MS/MS 방법을 통하여 주 알레르겐을 확인하고 동정하였다.7명의 환자 중 6명에서 23 kD에 특이 IgE 결합이 확인되었다. 2-Dimensional PAGE와 특이 IgE 결합 환자들의 혈청들로 시행한 immunoblot을 통하여 23 kD(pI8.7)과 25 kD(pI6.2)의 단백질을 주 알레르겐으로 확인하였다. 이 단백질은 ESI-MS/MS를 통하여 antigen 5 family에 속하는 것으로 동정되었다. 또 다른 25 kD(pI 9.0)의 특이 IgE 결합 단백질은 chymotrypsin 종류로 동정되었다.이상의 연구 결과로 왕침개미의 23 kD(pI8.7)과 25 kD(pI6.2)의 단백질이 주 알레르겐임을 알 수 있었으며, 이는 antigen 5 family에 속하는 것으로 밝혔다. Chymotrypsin에 속하는 또 다른 25 kD(pI 9.0) 단백질도 알레르겐 및 그 자체의 약리작용에 의해서 아나필락시스를 유발하는데 관여할 가능성을 제시하였다. 본 연구 결과는 앞으로 주 알레르겐의 클로닝 작업을 거쳐 재조합 알레르겐의 생산과 더불어 B세포 및 T세포 항원결정인자 연구를 통하여 진단용 시약 및 치료용 약제를 개발하는데 기초 자료로 제공될 수 있을 것으로 판단된다.

[영문]Pachycondyla chinensis, which belongs to Ponerinae subfamily and Formicidae family, habitates in New Zealand and Far East Asian countries, including Korea, Japan, and China. The sting from Pachycondyla chinensis has occasionally induced anaphylactic reactions and all reported ant sting anaphylaxis in Korea were induced by the ant. However, the major allergens of venom of Pachycondyla chinensis have not been yet identified. This study was conducted to identify a major venom allergen of Pachycondyla chinensis.Six patients with Pachycondyla chinensis induced anaphylaxis and one patient of positive in skin prick test of Pachycondyla chinensis were enrolled. Serum specific IgE for Pachycondyla chinensis was detected by ELISA. Profiles of specific IgE binding to P. chinensis crude extract were observed by SDS-PAGE and immunoblot. 2-Dimensional PAGE, N-terminal amino acid sequencing and ESI-MS/MS analysis were performed for identification of major allergens.The specific IgE to 23 kD was observed from six of seven patients. Two IgE-binding spots were found in the result of 2-Dimensional PAGE immunoblot with specific IgE binding pool sera. Two spots were identified as antigen 5 molecules from the result of amino acid sequencings. Another IgE-binding spot was identified as chymotrypsin.These results indicate that 23kD(pI8.7) and 25 kD(pI6.2) proteins were the major allergens of Pachycondyla chinensis venom and they belong to antigen 5 molecules. Another 25 kD(pI 9.0) protein was also identified as the allergen of P. chinensis and it belongs to chymotrypsin. These results may lead to the development of new diagnostic tools and therapeutic vaccines for the allergic diseases induced by Pachycondyla chinensis.