Candida albicans 에서 세포 표면소수성(Cell Surface Hydrophobicity)의 특성에 관한 연구

Abstract

[영문]

[한글]

Candida albicans의 병인기전에 관계된 요인들로는 균주가 생산하는 exoenzyme과 toxin

들, 상피세포에의 부착능 그리고 germ tube형성는 등의 여러 가지 요인들이 있으며, 이런

요인들은 병인기전에 서로 복합되어 연관됨으로써 C.albicans의 병원성이 결정된다. C.

albicans의 세포표면 소수성(cell surface hydrophobicity, CSH)은 세포표면 사이의 친화

성에 영향을 주어 숙주 상피세포에의 부착과정과 연관되어 병원서에 관여할 것으로 추측

되나, 그 기전은 아직 확실하지 않다.

본 연구는 C. albicans를 대상으로 온도 및 배지의 산도, 탄소원과 성장 및 증식에 따

른 배양조건이 CSH의 발현에 미치는 영향과, CSH에 따른 구강 상피세포에의 부착능과 ger

m tube 생성능 그리고 세포벽의 전자 현미경 검사 및 마우스 치사능을 측정함으로써 C. a

lbicans의 CSH와 병원성과의 연관성을 밝히고자 하였으며 다음과 같은 결과를 얻었다.

1. C. albicans의 배양온도 25℃의 조건이 37℃보다 높은 CSH를 나타내었고, 시험균주

6주중 1주에서는 CSH의 차이가 없었다. CSH 발현의 배지 최적 산도는 pH 5 및 6이며 배양

배지의 탄소원 glucose, galactose, maltose와 50mM 및 500mM의 농도 차이에 따른 CSH 발

현의 차이는 없었다. 그리고 성장 및 증식과정중 증식유도기를 지나면서 성장정지기까지

는 CSH가 높게 발현되어 일정하게 유지되며, 균의 사멸이 시작되면서 CSH가 낮아지는 결

과를 나타내었다.

2. 구강 상피세포 부착능은 C. albicans를 25℃에서 배양한 군보다 37℃에서 배양한 군

이 더 높으며 CSH와는 역상관관계를 나타내었다. 배양 배지의 탄소원 maltose, galactose

, glucose군의 순으로 부착능이 높고, 50mM보다는 500mM의 고농도에서 배양한 군이 높은

부착능을 나타 내었다.

3. C. albicans의 CSH가 높을수록 germ tube 형성능이 높았다.

4. 투과 전자현미경 소견중에서 CSH가 가장 낮게 발현된 C.albicans의 세포벽에서만 (C

. albicans YMC-11, 배양온도 37℃), 최외각에 fibrogranular층이 보이며, electron dens

e츠이 더 두껍게 관찰되었다.

5. 마우스 치사능 성적은 CSH가 높게 발현되는 25℃에서 배양한 yeast세포를 접종한 마

우스 군이 37℃에서 배양한 yeast 세포를 접종한 군보다 치사효과가 빠르게 나타났으며,

CSH가 높게 발현된 C. albicans 균주(YMC-20)를 접종한 마우스 군이 CSH가 낮게 발현된

균주(YMC-11)를 접종한 마우스 군보다 높은 치사 효과를 나타내었다.

이상의 결과를 종합해 볼 때 C. albicans의 CSH는 성장 및 증식의 지표가 될 수 있으며

, C. albicans의 병원성을 나타내는 특성중의 하나로 사료된다.

Characteristics of Cell Surface Hydrophobicity of Candida albicans

Kyoung Ho Lee

Department of Medical Science, The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Professor Choon Myung Koh, Ph.D.)

The effect of cultural conditions on cell surface hydrophobicity (CSH) of Candida

albicans was examined. And the relationship between CSH and adherence to buccal

epithelial cell, activity of germ tube formation, cell walll ultrastructure and

mouse lethality in experimental strains of C. albicans was studied.

C. albicans cells grown at 25℃ were more hydrophobic than cells grown at 37℃.

the optimal pH for CSH expression was a range of pH 5-6. On CSH expression of yeast

cells, the effect of three sugars as a carbon source (glucose, galactose and

maltose), as well as two different concentrations (50 mM and 500mM), was

investigated. In each case, yeast cells were similar levesls of CSH. The CSH

expression of both hydrophilic cells(C. albicans YMC-11) and hydrophobic

cells(YMC-56) were persistent from acceleration phase to stationary phase and

decreased as death rate of the yeast cells increased, but accelerated in the course

of initial yeast cells growth.

Adherence to human buccal epithelial cells was enhanced to varing extents

according to the carbon source used. Maltose was the most effective sugar of those

tested; yeasts harvested from medium containing 500 mM of different sugars showed

more greater adherence to epithelial cells than cells grown in medium with 50mM of

sugars.

Yeast cells grown at 37℃ adheres to epithelial cells to a significantly greater

degree than were grown at 25℃. Higher negative correlation was obtained between

CSH and adherence when the isolates grown at both 25 and 37℃. A significantly

positive correlation was obtained between CSH and activity of germ tube formation.

On electron microscopy, the fibrogranular material, a type of adhesin, revealed

only in hydrophobic cells(C. albicans YMC-11) grown at 37℃.

Mice were injected intravenously with with C. albicans YMC-20 grown at 25 or

37℃. Cells grown at 25℃ were more hydrophobic than were grown at 37℃. The more

hydrophobic cells grown at 25℃ allow to kill mice faster than less hydrophphobic

cells grown at 37℃. Interestingly, the more hydrophobic organisms(C. albicans

YMC-20) were more virulent than less hydrophobic organisms(YMC-11).

These results indicate that CSH expression is important in C.albicans growth and

CSH may represent an virulence of C. albicans.