Taenia solium metacestode fasciclin-like proteins are reactive with inactive neurocysticercosis

Abstract

[한글]신경유구낭미충증은 유구조충 유충 (유구낭미충)이 중추신경 계를 침범한 질병으로 심각한 신경계 질환을 유발한다. 이 질환이 토착화된 국가에서는 성인에서 발병하는 간질의 가장 흔한 원인이다. 신경유구낭미충증은 침입한 유구조충의 생존 여부에 따라 활동성과 비활동성으로 구분된다. 활동성과 비활동 성 신경유구낭미충증을 구분하는 것은 치료 측면에서 매우 중요한데 그 이유는 활동성 신경유구낭미충증은 항기생충약물로 치료가 가능하지만 비활동성 상태는 난치성 간질경련의 예방 및 치료를 위해 항경련제와 대증적 치료를 하기 때문이다. 그 동안 혈청학적 진단을 위해 여러 가지 특이 항원을 이용한 검사 방법 이 개발되었으나 지금까지 개발된 항원 대부분은 비활동성 신경유구낭미충증 환자의 혈청과는 반응하지 않는 문제를 가지 고 있다. 본 연구에서는 유구낭미충 낭액으로 fast performance liquid chromatography를 시행하여 비활동성 신경유구낭미충증 환자의 혈청과 반응하는 65 kDa과 83 kDa의 단백질을 정제 하였다. 정제된 65 kDa과 83 kDa 단백질을 프로테옴 분석과 N-말단 염기서열분석을 시행하였고 분석 결과 83 kDa 단백질은 fasciclin으로 알려진 단백질과 매우 상동성이 높은 단백질인 것을 알 수 있었다. 유구낭미충 cDNA 라이브러리에서 유구낭미 충 fasciclin 유사 단백질 (TsMFc)을 암호화하는 유전자를 클로닝 한 결과 이 단백질은 766개 아미노산으로 이루어진 단백질이 었다. pET-28a vector 시스템을 이용하여 재조합 단백질을 만들고 비활동성 신경유구낭미충증 환자 혈청, 기타 기생충 환자 혈청 그리고 정상인 혈청과 반응하는지 평가하기 위해 웨스턴블롯 분석을 시행하였다. 비활동성 신경유구낭미충증 환자 혈청의 80%에서 (40개중 32개) 강한 반응을 보였으나 일부 질환 특히 30%의 고충증 혈청, 32.5%의 폐흡충증 혈청과 교차반응을 보였다. 유구낭미충 fasciclin 유사 단백질에 대한 특이항체를 만들어 낭미충증 조직 표본을 대상으로 면역조직화학염색을 시행한 결과 두절, 낭벽에서 염색되는 것이 관찰되었다. 또한 숙주 조직의 육아종 내에서 면역세포 주위로 군집되어 있는 소견을 보였다. 본 연구에서 밝혀진 유구낭미충 fasciclin 유사 단백질은 비활동성 신경유구낭미충증 환자의 혈청학적 진단에 유용할 것으로 생각된다.

[영문]Neurocysticercosis (NC), an infection to the central nervous system with larval pork tapeworm Taenia solium metacestodes (TsM), invokes a significant neurological disorder. It is a leading cause of adult onset seizures in endemic countries. The disease has been classified in active and inactive stages, according to the viability of the invasive worms. Differential diagnosis of active NC from inactive cases is important for the proper management of the patients. Active cases are treated with anti-parasitic agents while chronic stage should be treated with anti-convulsant and symptomatic treatment to prevent and reduce the intractable epileptic seizures. Although several antigens have been used for specific serologic assay, most of them failed to detect antibodies in sera of inactive NC. In this study, 65 and 83 kDa proteins which reacted with patient sera from inactive NC were purified by fast performance liquid chromatography from the TsM cyst fluid. Proteomic analysis of the 65 and 83 kDa proteins revealed that these two proteins shared a high identity with mammalian fasciclin. A cDNA encoding this TsM fasciclin-like protein (TsMFc) was isolated from a cDNA library. The cloned cDNA contained open-reading frame of 766-amino acid polypeptides. The recombinant protein was expressed using pET-28a vector system and western blot analysis was performed. Eighty percent (32/40) of sera from inactive stage neurocysticercosis cases showed strong reactivity. It also showed some false-positive reactions against sera from sparganosis (30%) and paragonimiasis (32.5%). Immunohistochemical staining using polyclonal antibodies against TsMFc showed that TsMFc was localized in scolex and bladder wall. In addition, the secreted TsMFc were clustered around host immune cells in the granuloma. TsMFc identified and characterized in this study showed that it could give additional potential value for serologic differentiation of inactive NC from active NC if it is used with other previously developed TsM proteins.