Toxoplasmacidal Effect of HL-60 Cells Differentiated by Dimethylsulfoxide

Dimethylsulfoxide로 분화시킨 HL-60 세포의 yoxoplasma 파괴 효과

In vitro culture of Toxoplasma gondii in HL-60 cells and cell-mediates immunity against Toxoplasma in dimethylsulfoxide(DMSO) -induced HL-60 cells, i.e., differentiation into granulocytes, were pursued. HL-60 calls were treated with various concentrations of DMSO, and 1.3%(v/v) for 3 day incubation was chosen as the optimal condition icy differentiation into granulocytes. The degree of differentiation was assayed in physiological and functional aspects in addition to morphological point. When treated with 1.3% DMSO for 3 days, HL-60 cells did not synthesiar DNA materials beyond background level, and showed active chemotactic response to chemotactic peptide, formal-methionyl-leucyl-phenylalanine(FMLP). Morphologically promyelocytes of high nuclearlcytoplasmic(NIC) ratio changed to granulocytes of relatively low WJC ratio. The relationships between HL-60 cells or DMSO-induced HL-60 cells and Toxoplasma were examined after stain with Giemsa and Buorescent dye (acridine orange). HL-60 cells did not show any sign of torso- plasmacidal activity but showed intracellular proliferation of Texoplasma to form rosette for 72 hr co-culture. In contrast, OMSO-induced HL-60 cells phagocytosed Toxoplasma within 1 hr, and performed a process of intracellular digestion of Toxoplasma thereafter. With the above results, it is suggested that phagosome-Iysosome fusion is one of the critical events for the parasitism by Toxoplasma or for susceptibility of host cells. The in vitro culture system of this study has offered a defined condition to study the protozoan parasite-host cell interactions.

HL-60세포에서 Toxoplasma gondii의 in vitro배양과 HL-60세포를 DMSO로 처리하여 과립세포로 분화시킨 세포에서 Toxoplasma에 대한 세포매개성 면역 기능을 검토하였다. 먼저, HL-60 세포를 여러 농도의 DMSO로 처리하였는데, 1.3%(V/V)로 3일간 처리하였을 때, HL-60 세포 의 적정 분화가 이루어졌다. 분화의 정도는 형태적, 생리적, 및 기능적 관점에서 검사되었는데, DMSO를 처리한 경우, 3H-thymidine의 흡입이 감소하는 것으로 보아 DNA 합성이 억제됨을 알 수 있었으며, 기능적으로는 주화성 물질인 FMLP에 대해 이동하는 성질을 보였으며, 형태적으로는 핵1세포질의 비가 큰 promyelocyte에서 작은 비를 갖는 과립 세포로 변화하여 분화를 입증하였다. 이후, HL-60 세포나 DMSO로 분화를 유도한 HL-60 세포와 Toxoplasma를 같이 배양하면서 이들의 관계를 관찰하였다. Lysosome에 선택적으로 흡입되는 형광 물질(acridine orange)로 전처리한 표본은 형광현미경하에 서 관찰하였으며, 다른 표본은 Giemsa로 염색하여 광학 현미경하에서 관찰하여 비교하였다. HL-60 세포에서는 72시간의 배양으로 Toxoplasma가 세포질내에서 증식하여 rosette를 형성하였으며, DMSO로 분화시킨 HL-60 세 포에서는 배양 초기 1시간째에 phagocytosis가 일어났으며 이후 세포내 소화가 이루어져 72시간째에는 lysosome이 원상태로 되돌아오는 것이 관찰되었다. 이상의 결과들로 볼 때, Toxoplnsma의 숙주 세포내에서의 기생 혹은 면역 세포에 의한 감수성에 phagosome 과 Iysosome의 융합이 결정적인 인자임을 알 수 있었으며, 아울러 HL-60 세포에서의 Toxoplasma의 증식 가능성과 DMSO로 분화시킨 HL-60 세포의 Toxoplasma 파괴 효과가 원충 기생충과 숙주의 상호 관계를 규명하는 좋은 모델임을 제시하였다.