Korean Journal of Poultry Science (한국가금학회지)

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Primary Culture of Chicken Tracheal Epithelial Cells and Study on Those Characters for Recombinant Virus Infection

닭 기도 상피세포의 1차 배양과 유전자 재조합 바이러스의 감염 특성 연구

  • 박미나 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 장현준 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 금대호 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 최진애 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 류재규 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 변승준 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 박종주 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 지주영 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 이경태 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 김태헌 (농촌진흥청 국립축산과학원) ;
  • 이현정 (농촌진흥청 국립축산과학원)
  • Received : 2013.10.01
  • Accepted : 2013.11.20
  • Published : 2013.12.30
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Abstract

Tracheal epithelial cells (TECs) are an important tool for studies of viral respiratory diseases. Primary TECs have been cultured from human, mouse and hamster. It is also necessary to diagnose viral respiratory disease and reveal infection mechanisms in chicken. In this study, we isolated tracheal epithelial layers from tracheal of 20-day-old chicks and cultured primary TECs from the isolated layers. Ciliated cells which were a typical morphology of TECs were observed in cultured primary TECs and maintained until cell passage 5 (15 to 20 days). When we analyzed expression patterns of epithelial marker genes (retinoic acid responder, FGF-binding protein, virus activating protease (VAP) in TECs compared to immortalized chicken embryonic fibroblast cell line (DF-1), all the marker genes are highly expressed in TECs than in DF-1. When TECs were cultured with 0.1 and 1 MOI of ND virus (rNDV-GFP strain) to test the susceptibility of TECs for ND virus, 12.6% and 48.2% of the incubated TECs were infected respectively. In addition, when DF-1 was incubated with 1 MOI of ND virus, the virus infection rate of DF-1 was three times lower than the virus infection rate of TECs. These data could contribute to study infection mechanisms of viral respiratory diseases and control them in chicken.

닭에서 기도 상피세포는 호흡기 관련 질병 연구에 있어 제한된 외부 환경 및 조건하에 동물 생체 외 실험을 진행할 수 있다는 점에서 중요한 연구재료로써 이용될 수 있다. 최근에 쥐, 인간, 햄스터 등에서 상피세포의 1차 배양 방법이 확립되었으며, 닭에서도 초기 바이러스 감염 경로 기관에 대한 병독성을 진단하고, 감염 메커니즘을 규명하기 위해서 기도 상피세포 배양 방법의 확립이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 20일령 병아리의 기도 내 상피세포층에서 기도 상피세포를 분리하였으며, 분리된 기도 상피세포의 1차 배양을 수행하였을 때 전형적인 기도 상피세포의 형태인 섬모를 관찰할 수 있었고, 15일에서 20일 이상 배양 시에도 그 형태를 유지할 수 있다는 사실을 확인하였다. 또한 상피세포 마커 유전자(retinoic acid responder, FGF-binding protein, virus activating protease(VAP))를 이용하여 배양된 기도 상피세포에서 기도 상피세포 특이적인 유전자가 섬유아세포주에 비하여 높게 발현한다는 사실을 확인하였다. 마지막으로 1차 배양된 기도 상피세포의 ND 바이러스 감수성을 알아보기 위하여 각각 0.1 MOI와 1 MOI의 ND 바이러스를 1차 배양된 기도 상피세포에 체외 감염시켰을 때, 12.6%와 48.2%의 감염율을 보였다. 또한 섬유아세포주에 1 MOI의 ND 바이러스를 감염시켰을 때 13.5% 감열율을 보여, 1차 배양된 기도 상피세포가 ND 바이러스에 3배 이상 높은 바이러스 감수성을 나타내는 결과를 확인하였다. 그러므로 본 연구는 향후 닭에서 바이러스성 호흡기 질환의 감염 경로 및 메커니즘을 연구하고, 나아가 질병의 예방 및 치료에 있어서 중요한 기초자료로써 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

Keywords

References

  1. Beer HD, Bittner M, Niklaus G, Munding C, Max N, Goppelt A, Werner S 2005 The fibroblast growth factor binding protien is a novel interaction partner of FGF-7, FGF-10 and FGF-22 and regulates FGF activity: Implications for epithelial repair. Oncogene 24:5269-5277. https://doi.org/10.1038/sj.onc.1208560
  2. Cummiskey JF, Hallum JV, Skinner MS, Leslie GA 1973 Persistent newcastle disease virus infection in embryonic chicken tracheal organ cultures. Infec Immun 8(4):657-664.
  3. Gresland L, Niveleau A, Hupper J 1979 Replication cycle of newcastle disease virus in three host cells of different permissiveness. J Gen Virol 45:569-578. https://doi.org/10.1099/0022-1317-45-3-569
  4. Ibricevic A, Pekoxz A, Walter MJ, Newby C, Battaile JT, Brown EG, Holtzman MJ, Brody SL 2006 Influenza virus receptor specificity and cell tropism in mouse and human airway epithelial cells. Journal of Virology 80(15):7469-7480. https://doi.org/10.1128/JVI.02677-05
  5. Matrosovich MN, Matroshvich TY, Gray T, Roberts NA, Klenk HD 2004 Human and avian influenza viruses target different cell types in cultures of human airway epithelium. PNAS 101(13):4620-4624. https://doi.org/10.1073/pnas.0308001101
  6. Newby CM, Rowe RK, Pekosz A 2006 Influenza A virus infection of primary differentiated airway epithelial cell cultures derived from Syrian Golden hamsters. Virology 354:80-90. https://doi.org/10.1016/j.virol.2006.06.024
  7. Park MS, Shaw ML, Monoz JJ, Cros JF, Nakaya T, Bouvier N, Palese P, Garcia SA, Basler CF 2003 Newcastle desease virus (NDV)-based assay demonstrates interferon-antagonist activity for the NDV V protein and the nipah V, W, C proteins. Journal of Virology 77(2):1501-1511. https://doi.org/10.1128/JVI.77.2.1501-1511.2003
  8. Runkel F, Michels M, Franken S, Franz T 2006 Specific expression of annexin A8 in adult murine stratified epithelia. J Mol Hist 37:353-359. https://doi.org/10.1007/s10735-006-9063-4
  9. Song Y, Jayaraman S, Yang B, Matthay MA 2001 Role of aquaporin water channels in airway fluid transport, humidification and surface liquid hydration. J Gen Physiol 117: 573-582. https://doi.org/10.1085/jgp.117.6.573
  10. Tobita K, Sugiura A, Enomoto C, Furuyama M 1975 Plaque assay and primary isolation of influenza A viruses in an established line of canine kidney cells(MDCK) in the presence of trypsin. Med Microbiol Immunol 162:9-14. https://doi.org/10.1007/BF02123572
  11. Zaffuto KM, Estevez CN, Afonso CL 2008 Primary chicken tracheal cell culture system for the study of infection with avian respiratory viruses. Avian Pathology 37(1):25-31. https://doi.org/10.1080/03079450701774850
  12. 최강석 이은경 전우진 권준현 양창범 2008 흰뺨검둥오리 (Anas poecilorhyncha)에서 분리된 뉴캣슬병 바이러스의 특성. 대한수의학회지 48(2):153-159.
  13. 최강석 2010 최근 국내에서 유행하는 뉴캣슬병 바이러스의 특성 고찰. 한국가금학회지 37(1):89-99.