항체의 구조와 기능, 촉매항체의 이론적 배경과 방법론에 대하여, 특히 에스테르-아미드결합의 가수분해반응을 중심으로 기술하였다. 항체단백질은 분자량이 약 150kDa이며, 2가닥의 L사슬과 2가닥의 H사슬로 구성되어있다. 항체에 촉매작용을 도입하는 연구가 행해지고 있는데 대표적인 방법은 hapten에 대한 항체의 입체적 또는 전자적 상보성은 이용하는 것이고 둘째는 기질 특이적인 항체를 직접 화학수식 하든가 또는 부위 특이적 변이유발 등의 방법으로 촉매활성기를 도입하는 방법이다. 촉매항체의 매력은 합리적인 hapten의 설계로 원하는 촉매활성을 갖는 항체를 유도하는 데 있다.
쥐의 단일클론항체는 기초연구에 뿐만 아니라 질병의 진단시약으로서도 광범위하게 유용되어 왔다. 반면, 쥐의 단일클론항체를 인체에 임상적으로 사용하는 것은 인체에 면역반응을 유발시킨다는 근본적인 문제점 때문에 어려운 일이라 인식되어 왔다. 그러나, 최근 2-3년간 유전자 기술과 단백질공학적인 방법에 의하여 쥐의 단일클론항체를 인간화시키거나 항체절편의 생산을 시도하게 되어, 단일클론항체의 임상적인 이용에 대한 가능성이 긍정적으로 진단되고 있다. 본 난에서는 항체의 구조와 기능을 간략히 살펴보고, 최근 항체의 단백질공학에 대한 경향과 방법 및 engineered 항체의 특성들에 관하여 논의하고자 한다.
선천 면역(Maternal immunity)은 모체에서 유래된 lgG class의 항체(모체이행항체)에 의한 면역이다. 이와 같은 면역은 주로 체액성 면역(혈중항체)과 관계 있으며, 국소면역 또는 세포면역은 관여하지 않는다. 일반적으로 1일령 병아리의 항체가는 모계군의 혈청역가 보다 약간 낮게 나타난다. 부화 후 처음 4일간은 난황으로부터 흡수를 함으로써 혈중 항체가가 떨어지지 않고 비슷하게 유지되다가 그 이후 항체가는 차츰 감소하게 된다. 항체가가 감소하는 수준은 닭의 종류에 따라 다른데, 이것은 생리대사와 성장에 좌우되기 때문이다 일반적으로 항체가가 반으로 감소하기까지의 기간(반감기)은 육계의 경우 3일에서 3.5일, 종계의 경우 4.5일, 산란계의 경우 5.5일로 나타난다. 1일령 때의 항체 역가 수준, 닭의 종류, 항체가를 측정하는 혈청검사의 방법 등에 따라 모체이행 감소 수준이 다르긴 하지만 보통 수주 이내에 완전히 소실되게 된다.
자유생활 아메바인 Naegleria fowleri는 비강을 통해 인체에 들어와 출혈성 수막뇌염을 일으켜 감염된 사람의 대부분을 일주일 이내에 사망하게 하는 원충이다. 이 실험에서는 N. fowleri에 특이한 단세포군 항체를 만들어 이의 특성 및 그 이용 가능성을 알아보고자 하였다. 7 종류의 단세포군 항체(Nf 1, Nf 2, NE 256, Nf 279, Nf 27, Nf 154, Nf 137)를 제조하였는데 각각의 isotope은 IgGl이 두 종류(Nf 27, Nf 154), IgG3가 1 종류(Nf 137), IgA가 4 종류(Nf 1, Nf 2, Nf 256, Nf 279)이었다. 이들 항체를 N. fwoleri와 다른 종류의 아메바를 항원으로 하여 효소표식 면역검사법을 시행하여 Nf 1 및 Nf 256 항체를 제외한 5종류의 항체가 N. fowleri에 특이한 항체임을 확인하였다. 또한 간접 형광항체법을 통하여 NF 256 항체를 제외한 6 종류의 단세포군 항체가 세포막의 일부에 결합하였음을 관찰하였다. Nf 154 항체를 이용한 immunoperoxidase 염색에서도 세포막의 반응을 관찰하였다. 단세포를 항체가 N. fowleri를 응집시키는지 알아보고자 항체를 N. fowleri 영양형과 반응시켰더니 Nf 27 항 체를 제외한 5 종류의 단세포를 항체에 의해 응집이 일어남을 알 수 있었으며 응집된 덩 양형을 보체로 처리한 후 CGVS배지에서 배양하였더니 영양형의 증식이 억제되었다. 또한 2종류의 단세포군 항체(Nf 2, Nf 154)는 조직 세포(Chinese hamster ovary cell: CHO)에 대한 N.fowleri의 세포독성을 저하시켰다. 단세포군 항채와 반응하는 항원의 분자량을 알아보고자 EITB(Enzyme-linked immunoelectrotransfer blot)를 시행하였는데 Nf 279 항체는 25 kDa 및 28 kDa, Nf 154 항체는 43 kDa, N( 137 항체는 29 kDa에 해당되는 분획에서 항원항체반응을 나타내었다. 이상의 성적을 종합하면 N. fowleri에 대한 7종류의 IgG., IgG3 및 IgA 단세포군 항체를 생산하였다. 그중 Nf 256 항체를 제외한 6 종류는 N. fowleri이 세포막 성분중 28 kDa-43 kDa의 항원과 반응하는 특이한 항체임을 관찰할 수 있었다. 또한 이 단세포를 항체들은 영양형을 응집시키며, 시험관 내에서의 증식을 억제시키고 CHO 세포에 대한 N. fowleri의 세포 독성을 저하시키는 성질을 가지고 있음을 알 수 있었다.
본 논문에서는 무인 다중 항체의 자율 주행 기법을 제시하였다. 항체의 역할을 선두 항체와 추종 항체로 구분하고 정해진 목적지로 선두 항체가 이동하면 추종 항체가 선두 항체를 따라 이동하여 두 항체가 모두 목적지에 도달하도록 하는 기법이다. 주행 중 항체 사이의 거리는 일정하게 유지하도록 GPS 수신기와 초음파 센서를 사용하였다. 자율 주행 실험에 앞서, GPS 수신기로 얻은 위치로부터 계산한 방향의 정확도를 확인하는 실험을 수행하였다.
무인자율항체는 자동차, 선박, 잠수함과 같이 인간에 의해 직접 조종되는 유인항체에 인간의 역할을 대신할 수 있는 지능시스템을 배치하여 전체적 혹은 부분적으로 무인화한 이동체를 말한다. 무인자율항체에서 사용되는 소프트웨어는 인식, 사고, 행위와 같은 인간의 지적능력을 내포한 인공지능시스템이어야 한다. 자율무인잠수정, 자율운항선박과 같은 저속무인자율항체는 무인항공기나 무인차량과 같이 빠른 판단과 제어가 요구되는 지능제어시스템과는 다른 특성을 가진다. 저속무인자율항체에서 가장 주목되는 특성은 주위 환경 변화속도와 운항속도에 따른 긴박감의 차이이다. 고속자율항체에서는 제어시스템의 처리속도에, 저속자율항체에서는 제어시스템의 신뢰성에 비중을 둔다. 본 연구에서는 이와 같은 저속무인자율항체의 특성과 기능별 독립성 보장, 반응형 및 인식형 인공지능 기법의 융화 극대화에 촛점을 맞춘 RVC(Reactive Layer-Virtual World-Congnitive Layer) 지능시스템 모델을 제안한다.
무인자율항체는 자동차, 선박, 잠수함과 같이 인간에 의해 직접 조종되는 유인항체에 인간의 역할을 대신할 수 있는 지능시스템을 배치하여 전체적 혹은 부분적으로 무인화한 이동체를 말한다. 무인자율항체에서 사용되는 소프트웨어는 인식, 사고, 행위와 같은 인간의 지적능력을 내포한 인공지능시스템이어야 한다. 자율무인잠수정, 자율운항선박과 같은 저속무인자율항체는 무인항공기나 무인차량과 같이 빠른 판단과 제어가 요구되는 지능제어시스템과는 다른 특성을 가진다. 저속무인자율항체에서 가장 주목되는 특성은 주위 환경 변화속도와 운항속도에 따른 긴박감의 차이이다. 고속자율항체에서는 제어시스템의 처리속도에, 저속자율항체에서는 제어시스템의 신뢰성에 비중을 둔다. 본 연구에서는 이와 같은 저속무인자율항체의 특성과 기능별 독립성 보장, 반응형 및 인식형 인공지능 기법의 융화 극대화에 촛점을 맞춘 RVC(Reactive Layer - Virtual World - Considerative Layer) 지능시스템 모델을 소개한다.
게놈 프로젝트가 완성된 후 2년여가 지난 지금, 단백질체학(Proteomics)의 분야로서 기능분석위주로 연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 동물계에서 면역 체계를 구성하는 가장 핵심 적 인 요소로서 항체를 뽑고 있고 가장 활발하게 연구되고 있다. 현재. 세계적으로 구입이 가능한 연구용 항체 (Antibody)의 수는 약 70만종 정도로서 그 수는 생물학의 발전속도에 비례하여 급격히 증가하고 있는 추세이다. 항체는 생물학의 기초 연구 도구로서 뿐만 아니라 질환의 진단 및 치료제는 물론 산업 적으로도 그 활용가치가 큰 생물자원으로서 그 가치 가 점차 중요하게 부각되고 있다. 향후 전개될 단백질체학의 주요 연구도구로서 항체가 맞춤의학을 위한 신약개발이나 신규단백질 동정에 필요한 항체칩(Immune-chip)등을 생산할 목적으로 항체데이터베이스를 구축하는 것이며 항체의 기본적 인 정보들은 앞으로 연구자의 연구방향에 지대한 영향으로 미칠 것으로 사료된다.
목 적 : 소아 호흡기 감염의 주된 병원체인 M. pneumoniae는 일반적으로 4 내지 7년의 유행 주기를 가지는 것으로 알려져 있으나 M. pneumoniae 유행 기간 중 항체 양전율에 대한 정확한 국내 보고는 아직까지 없는 실정이다. 이에 저자들은 2003년 하반기 M. pneumoniae 유행 기간 전후로 항체 추적 검사를 시행하여 항체 양전율을 조사하고 나이, 초기 항체가, 아토피 유무가 항체 양전율에 미치는 영향을 알아보고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : 2003년 상반기 본원 외래를 방문하여 Mycoplasma 항체를 측정한 환아 중 혈청 항체가가 음성, 1 : 40, 1 : 80이었던 환아 191명을 대상으로 2004년 상반기에 추적 검사를 실시하였다. 추적 검사상 항체 역가가 4배 이상 증가한 경우를 항체 양전으로 정의하였고 항체 양전 여부에 따라 항체 양전군과 항체 비양전군으로 구분하였다. 혈청 항체 검사는 Serodia-Myco II 입자 응집법을 사용하여 시행하였다. 결 과 : 대상 환아들의 평균 나이는 $6.6{\pm}2.7$세였다. 남여 수는 각각 137명과 54명이었고 4세 이상 환아 중 아토피로 분류된 환아는 75명(44.6%)이었다. 대상 환아 중 항체 양전을 보인 환아는 83명(43.5%)이었다. 항체 양전군과 비양전군의 나이, 성별, 아토피 유무를 각각 비교하였을 때 두 군간의 유의한 차이는 보이지 않았다. 대상 환아들을 나이에 따라 네 군으로 나누어 비교하였을 때 각 군 사이 유의한 항체 양전율의 차이는 없었다. 초기 항체가가 음성, 1 : 40, 1 : 80이었던 환아들에서 항체 양전율은 각각 45.5%, 46.3%, 26.1%로 각 군 간 항체 양전율의 유의한 차이는 보이지 않았다. 아토피군과 비아토피군으로 나누어 비교하였을 때 항체 양전율은 각각 40.0%, 48.4%로 통계적으로 유의한 차이는 관찰되지 않았다. 결 론 : 2003년 하반기의 M. pneumoniae 유행 시기에 항체 양전율은 43.5%로 관찰되었으며 나이, 초기 항체가, 아토피 유무에 따른 항체 양전율의 차이는 없었다. 위 결과로 미루어 보아 M. pneumoniae 유행 시기에 소아 연령의 상당수에서 M. pneumoniae 감염에 이환되는 것으로 생각되며 M. pneumoniae의 혈청학적 역학 연구에 항체 양전율 조사가 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 사료된다.
스파르가눔 감염 환자에 대하여 혈청학적으로 특이항체검사를 실시할 경우 그 민감도와 특이도가 높다는 것은 이미 알려진 바와 같다. 그러므로 특이항체 양성율을 이용할 경우 무증상 정상인 집단이나 특정 집단에서의 스파르가눔 감염 상태를 간접적으로 관찰할 수 있다 이 연구는 우리나라 정상 성인 및 간질(간질) 환자의 혈청을 수집하고. 효소면역측정법으로 혈청내 항스파르가눔 항체. 항유구낭미충 항체 및 항폐흡충 항체가를 동시에 측정하고. 항스파르가눔 항체양성자 중 항유구낭미충 항체 및 항폐흡충 항체와 교차반응한 예를 제외하고 오로지 항스파르가눔 항체가만 양성범위인 사람을 양성으로 하는 방법으로 양성자를 조사하였다 1987년 2월부터 1990년 9월까지 중앙의대 부속병원. 한국건강관리협회 전국 각 지부 검사소 및 제주의료원에 신체검사를 목적으로 내원한 무증상 성인 850명의 혈청을 무작위로 선정하여 정상 성인 조사 대상자로 하였고 전국 장미회 108 개 지부중 28개 지부에 등록한 간질 환자중 무작위로 2,667명을 조사대상자로 선정하였다. 항스파르가눔 항체의 양성 반응을 흡광도 0.22또는 그 이상으로 하였을 때. 항체양성율은 정상 성인군에서 1.9% (1990년 전국 시도별 인구로 표준화하면 1.7%) 간질환자군에서 2.5% (표준화하였을 때 2.3%)이었다. 항체양성율은 남자에서 30세 이상 연령군에서 높아 환자 증례를 기초로 조사한 기존 역학조사 자료와 일치하였다. 시도별로는 강원도와 전라남도의 대상자에서 항체양성율이 높았고 특히 강원도의 대상자에서는 항체가(흡광도)가 매우 높은 양성자의 비율이 높았다. 항체양성율을 기초로 간질에 대한 스파르가눔 감염의 상대위험도(odds ratio(교차비)로 표현)는 1.32로서 스파르가눔 감염은 유구낭미충 감염 (교차비 1.94) 에 비하여 낮았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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