• 대한화학회지
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• 제59권1호
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• pp.22-30
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• 2015

본 연구에서는 디프테리아 독소가 세포막의 지질에 미치는 영향을 알아보기 위해 HepG2 세포에서 포스포리파제 D와 유리된 지방산(Free fatty acid)의 변화를 살펴보았다. 지질변화는 pH 5.1에서 최고 값을 나타냈으며, 이 pH에서 포스포리파아제 D의 활성을 3.5배 가량, 유리된 지방산의 방출은 5배 정도 증가되었다. 이는 디프테리아 독소가 세포 안으로 들어가는 과정에서 세포막이 교란되어 재배열되었음을 시사한다. 한편 세포막을 무작위로 교란시키는 디지토닌의 영향이 디프테리아 독소의 그것보다 중성 pH에서 4배 이상 상당히 높게 나타난 것으로 미루어 보아 디프테리아 독소의 영향이 상대적으로 선택적인 교란 현상인 것으로 보여진다. 이런 세포막 교란의 연유를 밝히고자 세포막 구멍 형성 저해제인 cibacron blue와 세포막 융합 펩티드를 갖고 있는 hemagglutinin의 영향을 검토하였다. Cibacron blue는 디프테리아 독소에 의한 지질 변화를 50% 정도 저해시켰으며, hemagglutinin에 의한 지질변화는 디프테리아 독소의 그것과 유사함을 관찰 할 수 있었다. 이들 결과들은 디프테리아 독소에 의한 세포막 교란이 구멍형성과 독소의 소수성 펩티드가 세포막에 삽입되는 과정이 서로 연계되어 있음을 암시한다. 그 외 일련의 실험으로 디프테리아 독소가 세포막을 통과하는 과정에서 HepG2 세포의 투과성은 상승시켰으나, 세포의 생존능력은 상당히 높게 유지되었고 DNA 토막내기 같은 세포의 괴사는 일어나지 않았다. 이런 조건하에서 디프테리아 독소는 산성 pH에서 HepG2 세포의 지질의 변화를 가져 온다는 것을 밝힐 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.241-247
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• 1999

디프테리아는 Corynebacterium diphtheriae에 의해 발생되는 호흡기 질병으로 C. diphtheriae의 exo-toxin을 불활성화 시킨 toxoid 백신을 사용하여 예방해 왔다. 현재까지 국내에서는 정치배양 방법으로 디프테리아 toxin을 생산해 왔기 때문에 생산성과 품질에 한계가 있었으며, 이를 극복하기 위해 발효조를 이용한 발효조건 최적화에 대한 연구를 수행하였다. 디프테리아 toxin을 보다 효율적을 얻기 위한 배지로서 beef antigen이 함유되어 있지 않은 casein 유래의 NZ-Case를 선택하였다. 발효조에 의한 toxin 생성은 세포성장과 함께 증가하는 growh-associated form으로 나타났다. 최대의 세포성장과 toxin 생성은 초기 pH가 7.0인 배지에서 0.22vvm의 통기와 400rpm의 교반조건에서 얻을 수 있었다. 또한 최대의 toxin 생성을 위한 최적의 iron 이온의 농도는 0.3mg/L 이었으며, morgamcphospale의 첨가에 의한 calcium-phosphate 침전이 배지 내에 iron 이온의 농도조절을 위하여 요구되었다. 면역원성을 확인하기 위한 역가시험 결과 발효조 배양에서 얻은 toxoid는 4단위에서 모든 guinea-pigs가 생존하여 2단위인 정치배양 toxin에비해 월등히 우수한 것으로 판단되었다. 결국 발효조 배양으로 toxin을 생산할 경우 부작용이 적고 수율과 생산성 및 면역원성 이 우수한 toxid의 생산이 가능하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.11-15
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• 2004

본 연구에서는 C. diphtheriae toxin-A(DTA)를 합성하는 유전자를 tetracycline derivative인 doxycycline에 의해 발현이 유도되는 plasmid('Tet-on' system)에 삽입시켜, 이를 mouse ES cell에 도입시켰으며, 이렇게 제작된 mouse ES cell이 doxycycline의 처리 농도에 따라 mouse ES cell내의 DTA의 발현이 유도되어 이 결과 세포 사별(apoptosis)을 유발시키는 것을 MTT assay를 통해 확인하였다.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제16권3호
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• pp.155-168
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• 2012

Therapeutic cancer is a long lasting and turbulent history accompany with the milestones in surgical intervention, chemotherapy and radiotherapy. In the past decade, however, metastatic cancer still obstinately exists challenging the professional scientist. Beside the major forms of cancer treatment, Diphtheria toxin (DT) which is produced by a pathogenic strain of bacterium Corynebacterium diphtheria to shield themselves against the other dangerous organism, have been researched as a potential candidate to overcome the drawback such as non-specific, non-effect to drug resistant cancer cell and side effects when using chemotherapy and radiotherapy. In the context of suicide gene therapy, the DT expression under controlling of tissue-specific promoter will be targeted in cancer cell but defect in normal cell. The molecular mechanism, characteristic of DT-bases therapy and prominent achievements of preclinical and clinical studies for the past decade are summarized and discussed in this review.

• KSBB Journal
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• 제26권6호
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• pp.491-504
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• 2011

This review article provides an overview of the evolution of diphtheria vaccine, its value and its future. Diphtheria is an infectious illness caused by diphtheria toxin produced by pathogenic strains of Corynebacterium diphtheriae. It is characterized by a sore throat with membrane formation due to local tissue necrosis, which can lead to fatal airway obstruction; neural and cardiac damage are other common complications. Diphtheria vaccine was first brought to market in the 1920s, following the discovery that diphtheria toxin can be detoxified using formalin. However, conventional formalin-inactivated toxoid vaccines have some fundamental limitations. Innovative technologies and approaches with the potential to overcome these limitations are discussed in this paper. These include genetic inactivation of diphtheria toxoid, innovative vaccine delivery systems, new adjuvants (both TLR-independent and TLR-dependent adjuvants), and heat- and freeze-stable agents, as well as novel platforms for producing improved conventional vaccine, DNA vaccine, transcutaneous (microneedle-mediated) vaccine, oral vaccine and edible vaccine expressed in transgenic plants. These innovations target improvements in vaccine quality (efficacy, safety, stability and consistency), ease of use and/or thermal stability. Their successful development and use should help to increase global diphtheria vaccine coverage.

• KSBB Journal
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• 제14권2호
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• pp.248-254
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• 1999

본 연구에서는 디프테리아 toxin을 정제한 후 무독화하여 toxid를 생산하기 위하여 crude toxin을 2중 U.F를 통해 분자량 100.000이상의 단백질과 30.000이하의 배지 유래 단백질 및 색소를 제거한 결과 순도 1,300 Lf/mg PN의 toxin을 정제하였다. 이를 다시 DEAE-ion exehange chromatography를 통해 toxin을 정제한 후 무독화하여 순도 2,560 Lf/mg PN의 toxoid를 얻을 수 있었다. 이와 같이 생산된 디프테리아 toxoid는 동물 실험 결과 toxin으로 reversion이 발견되지 않았으며, 역가에 있어서도 crude toxin을 무독화한 후 정제한 toxoid와 비교하여 더 우수하였고 대한민국 생물학적 제제 기준에 규정된 성인용 디프테리아 백신 순도 기준 2,500 Lf/mg PN 이상에 적합하였다. 따라서 본 연구를 통해 성인용 디프테리아 백신의 생산 가능성을 확인하였다.

• BMB Reports
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• 제30권2호
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• pp.144-149
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• 1997

An expression vector was constructed containing the gene encoding diphtheria toxin A (DTA) which was placed after a T7 promoter. Cytoplasmic expression of the DTA gene resulted in the formation of an insoluble inclusion body. The inclusion body was collected after the complete lysis of the cell, and subsequent washing with 0.1% Triton X-100 released 16~30% of DTA protein from the inclusion body along with other contaminating proteins. The released DTA protein was purified by dialysis. The remaining pellet was dissolved in 8 M urea containing 5% ${\beta}-mercaptoethanol$, and the denatured DTA was renatured by the dilution-dialysis method. The total yield was 35%, and about 5 mg DTA was obtained from 1 L culture. The DTA protein has a free sulfhydryl group exposed to the protein surface, and was shown to have a tendency to dimerize through disulfide formation in the absence of ${\beta}-mercaptoethanol$. The utility of the sulfhydryl group was tested for the construction of recombinant toxins.

• Clinical and Experimental Vaccine Research
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• 제11권1호
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• pp.12-29
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• 2022

Purpose: In the present study, whole diphtheria toxin (dt) and fragment B (dtb) genes from Corynebacterium diphtheriae Park William were cloned into Escherichia coli, the purified expressed proteins were evaluated for ultimately using as a candidate vaccine. Materials and Methods: The dt and dtb genes were isolated from bacterial strain ATCC (American Type Culture Collection) no. 13812. Plasmid pET29a+ was extracted by DNA-spin TM plasmid purification kit where genes were inserted using BamHI and HindIII-HF. Cloned pET29a+dt and pET29a+dtb plasmids were transformed into E. coli BL21(DE3)PlysS as expression host. The identity of the sequences was validated by blasting the sequence (BLASTn) against all the reported nucleotide sequences in the NCBI (National Center for Biotechnology Information) GenBank. Production of proteins in high yield by different types and parameters of fermentation to determine optimal conditions. Lastly, the purified concentrated rdtx and rdtb were injected to BALB/c mice and antibody titers were detected. Results: The genetic transformation of E. coli DH5α and E. coli BL21 with the pET-29a(+) carrying the dt and dtb genes was confirmed by colony polymerase chain reaction assay and were positive to grow on Luria-Bertani/kanamycin medium. The open reading frame of dt and dtb sequences consisted of 1,600 bp and 1,000 bp, were found to be 100% identical to dt and dtb sequence of C. diphtheriae (accession number KX702999.1 and KX702993.1) respectively. The optimal condition for high cell density is fed-batch fermentation production to express the rdtx and rdtb at 280 and 240 Lf/mL, dissolved oxygen was about 24% and 22% and the dry cell weight of bacteria was 2.41 g/L and 2.18 g/L, respectively. Conclusion: This study concluded with success in preparing genetically modified two strains for the production of a diphtheria vaccine, and to reach ideal production conditions to achieve the highest productivity.

• 한국가축번식학회지
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• 제27권3호
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• pp.225-231
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• 2003

본 연구는 생체 내 세포 및 조직배양기로서의 면역결핍동물을 개발할 목적으로 proximal lck promoter와 DT-A gene를 이용하여 형질전환생쥐을 생산하고 이 형질전환생쥐의 면역세포에서 DT-A gene이 발현되는지를 분석하였다. 형질전환생쥐와 정상생쥐로부터 thymus, spleen 및 liver에서 RNA를 추출하여 RT-PCR수행하였는데 정상생쥐의 조직에서는 어떠한 DT-A gene의 발현양상을 얻을 수 없었으나 형질전환생쥐의 thymus, spleen, liver에 DT gene의 발현을 확인할 수 있었고, Northern blotting을 이용하여 형질전환생쥐의 thymus, spleen 및 liver에서 DT-A gene이 강하게 발현되는 것으로 나타났다. 형질전환생쥐 $F_1$ 및 $F_2$ 산자의 혈액에서 T-cell 발달의 분포도를 확인하기 위해 CD4 및 CD8 antibody를 이용하여 FACS analysis를 실시하였는데 형질전환생쥐의 혈액 내 mature T-cell인 single positive thymocyte의 수가 정상생쥐에 비해 감소하는 경향을 나타냈다. 정상생쥐의 혈액 내 T-cell 중 $CD8^{+}$ T-cell의 경우 약 50%를 나타냈으나 형질전환생쥐의 경우 33%로 감소하였고, $CD4^{+}$ T-cell은 정상생쥐에서 10%를 차지하고 있으나 형질전환생쥐에서는 5.9%로 감소되는 것으로 분석되었다. 그러므로 본 연구의 형질전환생쥐에서 lck promoter에 의해 초기 immature한 상태의 T-cell에서 DT-A gene이 발현되어 발육중인 T-cell이 파괴 되어 mature 상태인 $CD4^{+}CD8^{-}$나 $CD4^{-}CD8^{+}$ cells (single-positive)들이 감소된 것으로 확인되었다.

• 원예과학기술지
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• 제17권4호
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• pp.473-475
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• 1999

본 연구는 antisense 유전자를 이용하여 웅성불임 식물체를 유기하는 웅성불임 유기 유전자의 발현을 억제함으로써 임성을 회복하기 위하여 실시하였다. 약특이 promoter(GBAN215-6 promoter)와 antisense 방향의 diphtheria toxin(DTx-A) 유전자로 제작된 pKDA215b로 담배(cv. petit Havana SR1)를 형질전환시키고 형질전환이 확인된 76개의 $R_0$ 세대를 자가수분하여 $R_1$ 세대를 획득하였다. $R_1$ 세대의 유전 분석후 antisene 유전자가 복수로 존재하는 5개의 $R_1$ 계통 (21505, 21507, 21511, 21522, 21525)을 선발하고 동형접합체를 획득하기 위해 자가수분을 하였다. 임성회복을 유도하고 회복친을 선발하기 위하여 antisense 유전자를 가진 $R_2$ 계통과 웅성불임 식물체를 교배하였다. 그 결과 꽃가루가 완전이 회복된 개체, 부분적으로 회복된 개체, 회복되지 않은 개체 등 3종류의 식물체를 획득하였으며 이들 식물체의 화분 이외의 표현형은 정상식물체와 같았고 그 기작 구명을 위해 선발하고 계속 연구가 진행되고 있다.