마우스에서 흉선이 naegleria 뇌수막염에 미치는 영향

Abstract

[영문]

[한글]

Naegleria fowieri는 자연환경에 널리 존재하며 인체에 감염되어 원발성 아메바성 뇌수

막염을 일으키는 것으로 보고되어 있다(Derrick, 1948; Carter, 1970). 이러한 N. fowrer

i를 마우스에 감염시킬 때 인체에서 관찰되는 양상과 유사한 질환을 유발하는 것으로 보

고(Martinez 등, 1973)된 이래 마우스를 모델로 N. fowleri 감염시 발현되는 숙주의 면역

기전에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 그중에서도 체액성면역이 중요한 역할을

하며(Thong등, 1978) 여기에 보체가 활성화되어(Holbrook 등, 1980; Rowan-Kelly등, 198

0) 염증 반응을 증가시키고 면역보강을 일으켜 아메바가 중추신경계로 이동하는 것을 막

으며 여기에 다핵구가 세포독성에 의하여 아메바를 사멸시킨다(Ferrante 및 Thong, 1980)

고 하였다. 이처럼 체액성면역에 대해서는 비교적 잘 알려져 있는 반면 세포성면역에 대

해서는 별로 알려져 있지 않고 있다. 따라서 본 연구에서는 마우스에 흉선제거술을 시행

하거나 항흉선세포혈청(抗胸腺細胞血淸 ; antithymocyte serum)을 투여한 후 병원성 자유

생활 아메바인 N. fowleri를 감염시켰을 때 발현되는 면역학적인 반응의 변화를 관찰찰으

로 N. fowlersi의 감염에 영향을 주는 흉선의 역할을 연구하고자 하였다.

N. fowleri는 0359주를 37℃, CGVS 배지에서 배양하였고 실험동물은 ICR 마우스를 사용

하었으며 체중 g당 0.06mg의 secobarbital을 복강내로 주입하여 마취시킨 후 신생마우스

에서 흉선제거를 시행한 실첨험군에는 3×10**4개, 성숙마우스에서 흉선제거를 시행한 실

험군에는 10×10**4개, 그리고 항흉선세포혈청투여군에는 5×10**4개의 아메바를 5㎕의

생리식염수에 부유시켜 비강내로 떨어뜨려 감염시켰다.

흉선제거술은 Weir(1978)가 기술한 방법에 따라 시행하였으며 생후 10일된 마우스와 생

후 10주된 마우스에서 시행하였다. 생후 10일에 흉선제거술을 시행한 마우스는 동시에 항

흉선세포혈청을 0.1ml 피하로 3회에 걸쳐 격일로 투여하고 5∼7주 사육한 후 아메바를 감

염시켰고, 생후 10주에 흉선제거술을 시행한 마우스는 마찬가지로 0.25m1의 항흉선세포혈

청을 피하로 3회 격일로 투여하고 15∼25일 후에 아메바를 감염시켰다.

흉선제거술을 시행하지 않고 항흉선세포혈청만 투여한 군, sham 수술을 한 실험대조군,

그리고 아무 조작도 시행하지 않은 정상대조군을 두었다.

항흉선세포혈청 단독 투여군은 다시 네군으로 나누어 25g내외의 마우스에 항흉선세포혈

처 0.25ml씩 복강내로 투여하였는데 Ⅰ군은 아메바 감염 3일전과 감염과 동시에 2회 투여

하였고, Ⅱ군과 Ⅲ군은 1회 투여하였는데 Ⅱ군은 감염과 동시에, Ⅲ군은 감염후 3일에 투

여하였다. Ⅳ군은 정상대조군으로 하였다.

항체검출을 위하여 사용된 fluorescein conjugate는 goat anti-morose IgG와 goat anti

-mouse IgM(Cappell, USA)이었으며 간접형광항체법으로 측정하였다.

세포성면역상태를 알기 위하여 각군의 마우스에서 비장세포를 분리하고 concanavalin A

(Chemicon, USA)로 처리하여 그 세포들의 배자발생(胚子發生; blastogenesia) 정도를 met

hyl-[7(3)**H]-thymidine을 사용하여 측정하였다.

병리조직검사는 각군의 마우스에서 흉선과 비장, 대동맥주위 림프절을 떼어 통상적이 h

ema-toxylin-eosin염색을 하여 조직을 관찰하였다.

생후 10일경에 흉선을 제거한 마우스에서 세포성면역기능 특히 비특이성 T림프구 기능

이 떨어져 있었고 N. fowferi 감염에 의한 마우스의 사망율이 대조군에 비해 높았음을 알

수 있었다. 그러나 생후 10주경에 흉선을 제거한 실험군에서 N. fowteri감염에 의한 마

우스의 사망할때까지희 생존기간은 대조군에 비해 단축되었으나 마우스의 사망율에는 차

이가 없었다.

항흉선세포혈청을 두번 복강내로 주입한 Ⅰ군과, 감염과 동시에 항흉선세포혈청을 투여

한 Ⅱ군은 대조군에 비해 마우스 사망율이 높았으나 Ⅰ군과 Ⅱ군사이에는 별 차이가 없었

다. 감염 후 항흉선세포혈청을 투여한 Ⅲ군은 사망율에 있어 대조군과 비숫하였다.

생후 10일경에 흉선제거를 한 실험군인 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅳ군 모두에서 감염전의 마우스 혈

청내 immunoglobulin G 항체는 검출되지 않았으나 감염후 10일째 혈청내의 항체가는 1:16

∼1:64였다. Immunoglbulin M 항체가도 감염전에는 검출되지 않았으나 감염 10일째에 마

우스 혈청내 항체가는 Ⅰ, Ⅲ, Ⅳ군에서 1:4∼1:16, Ⅱ군에서는 1:64이었다.

흉선을 제거하고 항흉선세포혈청을 투여하였던 바 비장조직 백수(白髓 ; white pulp)의

세포대 (細胞帶 : cell zone)가 감소하였으나 흉선을 제거하거나 항흉선세포혈청의 투여

로 인한 림프절이나 흉선에서의 병리학적 변화는 관찰되지 않았다.

이러한 성적으로 보아 흉선을 제거하거나 항흉세포혈청을 투여하면 면역기능을 저하시

켜 N,fowleri감염에 의한 마우스 사망율을 증가시키거나 생존기간을 단축시킴을 알 수 있

었다.

The Role of Thymus in Protective Immunity to Naegleria fowleri in Mice

Dong Soo Kim

Department of Medical Scienee The Graduate School, Yonsei University

(Directed by Prof. Keun-Tae Lee, M.D. and Pref. Kyung-Il Im, M.D.)

Naegieria fewleri, is an etiologic agent of primary amoebie meningoencephalitis

in humans. Mice infected intranasally develop a fatal diaease resembling primary

amoebic meningoencephalitis in humans. The mouse model has been used extensively to

study selected aspects of host responses to Naegleri fowleri infections. Several

lines of investigation have been focused on the role of humoral immunity, but cell

mediated immunity in host resistance to primary amoebic meningoencephalilis is not

well known.

I have undertaken the following procedures to examine the effect of thymectomy

and antithymocyte serum on Naegteria infection in mice.

Naegleria fowleri, strain 0359, was used in this study and cultured in CGVS

medium axenically at 37℃. N. fowleri was inoculated intranasally with the inoculum

size of 3×10**4/5㎕ of saline, 10×10**4/5㎕ of saline, and 5×10**4/5㎕ of saline

to neonatal thymectomized mice, adult thymectomized mice, and antithrmocyte serum

treated mice respectively. Thymectomy was performed at 10-day-old and 10-week-old

age and simultaneously antithymocyte serum was treated every other day for three

times.

Control groups are sham operation group, antithymocyte serum only treated group,

and normal group. Infection procadure was performed at 5∼7 weeks after neonatal

thymectomy and 15∼25 days after adult thymectomy. Antithymocyte serum only treated

group was divided into three groups. One group was treated twice with antithymocyte

serum 3 days before and simultaneously with the infection, another group was

treated one time simultaneously with infection, and last group was treated one time

3 days after the infection.

Lymphocyte blastogenesis by concanavalin A (Chemicon, U.S.A.) through

methyl-[(3)**H]-thymidine uptake was evaluated after separation of splenocyte from

mice of each group.

Pathologic specimens were prepared from thymus, spleen. and lymph nodes around

the aorta by routine hematoxylin-eosin stain.

The results were summarized as follow:

1. Cell mediated immunity especially the function of T lymphocytes of the mice

that were taken neonatal thymectomy at 10-day-old depressed, so the mortality of

this group was higher than that of other groups. But the mortality of the adult

thymectomized group at 10-week-old was the same as other groups, though the

survival time of the adult thymectomized group was shortened as compared with other

groups.

2. The mortality rate was increased by the effect of antithymocyte serum.

3. T cell zone of the white pulp in spleen of thymectomized group wha decreased,

but there was no definite pathologic changes in thymus or lymph nodes even by

thymectomy or treatment of antithymocyte serum.

In summary, thymectomy and antithymocyte serum increase mortality rate or shorten

the survival time of the mice infected with Naegleria fowteri through the

depression of cell mediated immunity.