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Efficacy of recombinant enolase as a candidate vaccine against Haemaphysalis longicornis tick infestation in mice

  • Md. Samiul Haque;Mohammad Saiful Islam;Myung-Jo You
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제61권4호
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    • pp.439-448
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    • 2023
  • Tick infestation causes a significant threat to human and animal health, requiring effective immunological control methods. This study aimed to investigate the potential of recombinant Haemaphysalis longicornis enolase protein for tick vaccine development. The exact mechanism of the recently identified enolase protein from the H. longicornis Jeju strain remains poorly understood. Enolase plays a crucial role in glycolysis, the metabolic process that converts glucose into energy, and is essential for the motility, adhesion, invasion, growth, and differentiation of ticks. In this study, mice were immunized with recombinant enolase, and polyclonal antibodies were generated. Western blot analysis confirmed the specific recognition of enolase by the antiserum. The effects of immunization on tick feeding and attachment were assessed. Adult ticks attached to the recombinant enolase-immunized mice demonstrated longer attachment time, increased bloodsucking abilities, and lower engorgement weight than the controls. The nymphs and larvae had a reduced attachment rate and low engorgement rate compared to the controls. Mice immunized with recombinant enolase expressed in Escherichia coli displayed 90% efficacy in preventing tick infestation. The glycolytic nature of enolase and its involvement in crucial physiological processes makes it an attractive target for disrupting tick survival and disease transmission. Polyclonal antibodies recognize enolase and significantly reduce attachment rates, tick feeding, and engorgement. Our findings indicate that recombinant enolase may be a valuable vaccine candidate for H. longicornis infection in experimental murine model.

혈청단백질분획(血淸蛋白質分劃)에 대한 연구(硏究) (I, II) (Studies on Bovine Serum Protein Fractions (I, II))

  • 임봉호
    • 대한수의학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.1-16
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    • 1965
  • I. A Comparison of Sodium Sulfate Precipitation and Zone(Paper, Agar) Electrophoresis; Many kinds of techniques have been used for fractionating serum proteins. In the present study, using bovine serum, the fractions obtained with sodium sulfate were compared with those determined by zone electrophoresis. 1. Fibrinogen was precipitated with 4 to 10 percent of sodium sulfate. 2. ${\gamma}$-globulin required 10 to 16 percent of the salt for precipitation. 3. ${\beta}$-globulin began to precipitate at 12 percent sodium sulfate, and completed precipitation at approximately 26 percent in paper electrophoresis, while at 22 percent in agar electrophoresis. 4. ${\alpha}$-globulin completed precipitation at 13 to 28 percent sodium sulfate in paper electrophoresis and at 22 percent in agar electrophoresis. 5. Albumin began to precipitate at 14 percent of the salt, and was free from the mixture of globulins approximately at 28 percent in paper electrophoresis, while at 22 percent in agar electrophoresis. The results of comparing fractions by the two methods were as follows: 1. Euglobulin (15%) was equal to the sum of the most ${\gamma}$-globulin and a small quantity of the ${\alpha}$-, and ${\beta}$-globulins. 2. Pseudoglobulin I (15-17.5%) corresponded to the most ${\alpha}$-, ${\beta}$-globulins and a small quantity of albumin. 3. Pseudoglobulin II(18-22%) was a mixture of the ${\alpha}$-, ${\beta}$-globulins and albumin fraction. 4. Albumin (above 22%) contained the most albumin fraction separated by zone electrophoresis and a small quantity of the ${\alpha}$-, and ${\beta}$-globulins. As mentioned above the fractions obtained with sodium sulfate were a mixture of the various proportion of the fractions determined by zone electrophoresis. The solubility of serum fractions to sodium sulfate coincided with the mobility of those by zone electrophoresis. (By percent of sodium sulfate we mean gram of sodium sulfate contained in $100m{\ell}$ of solution). II. Immunological Studies on Serum Protein Fractions with Sodium Sulfate; In the previous report the fractions of bovine serum protein with sodium sulfate compared with those obtained by zone electrophoresis, and the findings were that the former contained various proportion components of the latter. In this study the author studied whether or not the fractions with sodium sulfate are simple component antigenically by immunoelectrophoresis and micro double diffusion test (Immuno-precipitation), using rabbit antiserum to bovine serum. In immunoelectrophoresis, normal bovine serum developed with rabbit antibovine serum showed about ten distinct precipitin arcs. The distribution of these arcs was as follows: 1 albumin, 2 ${\alpha}_1$-, 3 ${\alpha}_2$-, 2 ${\beta}_1$-, ${\beta}_2$-, and 1 ${\gamma}$-globulin (Fig. 7, 9). In micro double diffusion test, five to six precipitation bands could be seen between antigens and antibody, the order of the precipitation bands location is albumin, ${\alpha}$-, ${\beta}$-, and ${\gamma}$-globulin from the side of antiserum well (Fig.19). Frequently the ${\alpha}$-, and ${\beta}$-precipitation bands were separated into two or three precipitation bands, which indicated that these globuline are not a pure component antigenically as shown in immuno-electrophoresis. In both Immunological methods, the two ${\alpha}$-, ${\beta}$-precipitin arcs and bands appeared clear and strong, indicating that the two globulins reacted as strong antigens. The precipitate reaction of ${\gamma}$-globulin was shown at 12 to 16 percent sodium sulfate; ${\beta}$-globulin at 12 to 20 percent; ${\alpha}$-globulin at 12 to 22 percent (immuno-electrophoresis), at 12 to 26 percent (Diffusion); and albumin at above 22 percent. Antigenically euglobulin contained ${\gamma}$-, ${\beta}$-, and ${\alpha}$-globulins, Pseudoglobulin I and Pseudoglobulin II were composed of ${\alpha}$-, and ${\beta}$-globulins, and albumin was a mixture of ${\alpha}$-globulin and albumin determined by zone electrophoresis. The results indicated that the fractions of serum protein obtained by either method were constituents of various proteins antigenically except ${\gamma}$-globulin and albumin by Zone electrophoresis.

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결핵균 특이 TB-14 재조합 단백질의 분리 및 세포성 면역반응에 미치는 영향 (The Purification and Immunogenicity of TB-14 Recombinant Protein of Mycobacterium tuberculosis)

  • 송호연;김영희;김창환;민영기;김대중;고광균
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제61권3호
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    • pp.239-247
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    • 2006
  • 연구배경: Mycobacteria 배양액 여과 단백질은 결핵에 대한 세포성 면역반응 및 진단 연구에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 새로운 결핵균 특이 유전자를 클로닝하여 약 14-kDa의 결핵균 재조합 단백질(TB-14)을 분리 정제 한 뒤 전혈 배양(whole blood culture)을 통해 재조합 단백질 항원의 자극에 따른 IFN-${\gamma}$ 분비 유도를 PPD와 비교 측정하여 TB-14 단백질이 결핵균에 대한 숙주의 세포성 면역반응 유도에 어떤 역할을 하는 지를 알아보고자 하였다. 방 법: M. avium 배양 여과액에서 항혈청과 강하게 반응하는 하나의 M. avium 특이 단백질을 확인하여 아미노산 서열을 규명한 뒤 이 단백질과 높은 상동성을 나타내는 M. tuberculosis 유전자를 클로닝하여 다량의 결핵균 재조합 단백질(TB-14)을 분리 정제하였다. 재조합 단백질 TB-14에 대한 세포성 면역 반응 유도를 알아보기 위해 결핵 환자(9명), PPD 양성 정상인(7명) 및 PPD 음성 정상인(7명)들로부터 얻은 전혈(whole blood)를 RPMI로 희석한 뒤 $10{\mu}g$의 PPD와 TB-14 단백질로 48 시간 동안 자극하여 상층액에 분비된 IFN-${\gamma}$ 농도를 ELISA로 측정하였다. 결 과: 1. M. avium LR114F 균주의 배양 여과액 내에서 M. intracellulare 항혈청에 강하게 반응하는 새로운 M. avium 특이 단백질을 규명하여 아미노산 서열을 확인하였다. 2. M. avium 특이 단백질과 상동성을 보이는 M. tuberculosis 특이 재조합 단백질인 TB-14은 148개의 아미노산으로 구성되어 있고 30개의 아미노산으로 이루어진 signal peptides를 가지며 M. avium과 78%의 상동성을 보였다. 3. PPD 양성인의 전혈 배양에서 TB-14 단백질 항원으로 자극된 군에서 PPD로 자극된 군보다 월등히 높은 IFN-${\gamma}$ 분비를 나타내었다. 반면 결핵환자에서는 질환의 양상이나 치료 정도에 따라 IFN-${\gamma}$의 분비 양상이 일정하지 않았다. 결 론: 새로운 결핵균 특이 재조합 단백질 TB-14는 결핵에 대한 인체 내 세포성 면역반응 유도에 중요한 역할을 할 수 있는 단백질이라 생각되며 특히 PPD 양성자에서 높은 IFN-${\gamma}$의 분비 양상을 보여 정상인과 결핵 감염자의 감별진단에도 활용될 수 있으리라 생각된다. 또한 TB-14 단백질에 대한 항혈청을 제작하여 환자의 가검물에 분비되는 결핵균 특이 단백질을 탐색하는 결핵의 진단 연구에도 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

수산물에서 분리된 병원성 비브리오균의 용혈성독소 (Toxin Produced by Pathogenic Vibrios Isolated from Sea Food)

  • 장동석;소전순남
    • 한국수산과학회지
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    • 제27권2호
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    • pp.107-113
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    • 1994
  • 우리나라 남해연안 어패류에서 V. vulnificus, V. cholerae non O1 균을 분리하여 이들 균이 생산한 용혈독소의 활성을 검토하고 특히 치사율이 높은 패혈증 원인균인 V. vulnificus균이 생산한 균체외 단백독소인 hemolysin을 분리정제하고 얻어진 독소를 이용하여 항혈청을 만들었다. 1. V. vulnificus hemolysin(VVH)은 HI broth에서 $37^{\circ}C,\;15{\sim}24hr$ 진탕배양으로 잘 생산되었으며 V. cholerae non O1 균의 경우는 배양 15시간까지는 hemolysin 생산이 증가되었으나 15시간 경과 후에는 균종에 따라 증가되는 것도 있었고 경과 시간에 따라 오히려 감소하는 균주도 있었다. 2. V. vulnificus가 생산한 hemolysin은 면양적혈구에 대한 용혈활성이 강하고 토끼적혈구에 대하여는 약하였으나 V. cholerae non O1 균주는 토끼적혈구에 대한 용혈활성이 면양이나 말 적혈구에 대한 활성보다 2배정도 강하였다. 3. VVH는 hydrophobic Phenyl-Sepharose HP column을 이용하여 washing buffer와 elution buffer의 성분과 pH를 조정하면서 $1\%$ CHAPS를 이용하여 2차에 걸쳐 column chromatography한 결과 정제도와 수율이 매우 좋아졌다. 본 방법으로 다섯 차례에 걸쳐 정제한 결과 정제된 VVH의 specific activity는 $16900{\sim}52300$배로 평균 27,000배 이상 증가하였으며 수율도 $18.2{\sim}33.0\%$로 평균 $23.4\%$나 되었다. 실제로, V. vulnificus 배양액 2400ml로 부터 정제된 hemolysin을 $250{\mu}g$정도 만들 수 있어서 패혈증 비브리오균 연구에 크게 이바지 할수 있을 것으로 사료된다. 4. 정제된 VVH를 SDS-PAGE한 결과 분자량은 50KDa이었으며 토끼를 이용해서 만든 항혈청의 항체가는 $2000{\sim}8500$이었다.

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병원성 Mycobacteria의 세포표면항원간의 항원적 상관 관계 (Cell Surface Antigenic Relationship of Pathogenic Mycobacteria)

  • 권혁한;;김상재
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제40권5호
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    • pp.483-494
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    • 1993
  • 석탄산으로 사멸한 균으로 감작시켜 얻은 토끼 항혈청으로 주요 병원성 mycobacteria의 세포 표면항원간의 항원적 상관관계를 효소결합면역분석법으로 관찰하였다. M, avium-intracellulare(MAI) 항혈청을 이용한 동종 및 이종반응 분석결과를 보면 동종내 항원적 상관관계는 매우 가깝고 M. scrofulaceum(MG)을 포함하면 MAIS군내 종간 항원적 관계도 가까웠다. MAI 혈청이 M. chelonei(MC), fortuitum(MF), nonchromogenicum(MNC), terrae(MTR) 및 triviale(MTV)와는 반응하지 않거나 미약하게 반응하지만 M. kansasii(MK)와 결핵균과는 강하게 반응했다. 그러나 후자의 두균종으로 흡수해도 MAI 혈청의 동종반응은 감소되지 않았다. M. avium(MA) (K40004) 항혈청은 M. intracellulare(MI) 균주를 제외한 다른 균들과는 미약하게 반응했고 항원적 상관관계가 가까운 MI와 MG로 흡수하면 동종반응의 50~89%가 감소했다. MI 혈청의 종내반응이 종간반응보다 물론 더 강하지만 공유항원량의 크기에 따라 달랐다. MI균주 중 N-260D, N-260R, N-260T 및 K41014간의 항원적 상관관계가 N-242D, N257T, N281D 및 N275T와의 관계보다 더 가깝게 나타났다. MNC 항혈청은 MC와 MTV를 제외하고는 강한 교차반응을 보여주었다. 종내 항원적 상관관계 다음으로는 MTR와 MG(K30003)과 가까웠다. NC-3 혈청은 MA, MC 및 MF와 상당한 반응력을 나타내지만 NC-11은 그렇지 않았다. MTR 항혈청은 MI와 강하게 반응하지만 MI로 흡수한다고 해서 그들의 동종반응이 감소하지 않는 것으로 보아 MTR 표면에 공유항원이 많지 않음을 보여주었다. MTR과 MNC, MC 및 MF 사이에도 상당량의 공유항원이 있음이 알려졌다. MTR 가운데 T-8 혈청과는 달리 T-13 항혈청은 MA, MG, MK 및 MTB와 강하게 교차반응하였다. 이상의 실험으로 밝혀진 mycobacteria의 항원적 상관관계가 각종 생물학적 및 생화학적 방법으로 갈라놓은 분류군과 잘 일치하고 있었다.

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Avian Influenza H9N2 Virus의 HA와 NA 단백질 발현, 정제 및 항혈청 생산 (Expression, Purification and Antiserum Production of the Avian Influenza H9N2 Virus HA and NA Proteins)

  • 이현지;송병학;김정민;윤상임;김진경;강영식;구용범;전익수;변승준;이윤정;권준헌;박종현;주이석;이영민
    • 미생물학회지
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    • 제44권3호
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    • pp.178-185
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    • 2008
  • 조류 독감바이러스(avian influenza virus, AIV)는 사람에게서 발생하는 인플루엔자 대유행에 중요한 역할을 한다. 특히 최근 AIV H9N2형에 의한 가금류 감염이 빈번히 나타나고 있어 인체 감염이 상당히 우려되는 실정이다. 본 연구에서는 최종적으로 AIV의 HA와 NA 단백질에 특이적으로 반응하는 항혈청을 생산하고자 하였다. 먼저 감염된 닭에서 분리된 AIV H9N2 한국분리주 A/Ck/Kr/MS96/96의 게놈RNA로부터 RT-PCR 방법으로 HA와 NA 단백질 N-말단부위에 해당하는 염기서열을 증폭하였다. 이렇게 증폭된 DNA단편은 E. coli 발현벡터 pGEX4T-1에 삽입한 후, BL21 세포에서 각각의 GST fusion protein (GST-HAln와 GST-NAn) 형태로 발현하였다. GST-HAln와 GST-NAn은 모두 glutathione sepharose column을 사용하여 분리 및 정제하였으며, 정제된 단배질을 항원으로 사용하여 토끼 항혈청을 생산하였다. 생산된 항혈청의 항원특이성은 AIV H9N2 한국분리주 A/Ck/Kr/MS96/96로 감염된 MDCK 세포의 cell extract를 사용하여 immunoblotting을 수행함으로써 확인하였다. 본 실험결과AIV H9N2의 HA와 NA단백질 N-말단부위에 해당하는 재조합GST fusion protein과, 이들 각각의 단백질에 특이적으로 반응하는 항혈청은 앞으로AIV 감염의 진단 뿐만 아니라, AIV에 대한 기초연구에 중요한 재료로 사용될 것으로 기대한다.

일본뇌염바이러스의 Mutant M 단백질에 반응하는 다클론항체의 생산: 극성 아미노산 잔기의 바이러스 생산과정에서의 역할 (Production of the Polyclonal Antibody That Recognizes the Mutant M Protein of Japanese Encephalitis Virus: Role of Its Charged Residues in Virus Production)

  • 김정민;윤상임;송병학;김진경;이영민
    • 미생물학회지
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    • 제46권2호
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    • pp.140-147
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    • 2010
  • 일본뇌염바이러스(Japanese encephalitis virus)는 모기 매개성 플라비바이러스에 속하며, 주로 동남아시아 지역에서 유행성 바이러스성 뇌염을 일으킨다. 일본뇌염바이러스는 외피를 가진 작은 바이러스로서, 양성가닥 RNA 게놈을 가지고 있다. 감염성을 띤 바이러스 입자는 capsid (C), membrane (M; prM 전구체로부터 생성), 및 envelope (E)과 같은 3개의 구조단백질로 이루어져 있다. 본 연구에서는 일본뇌염바이러스 생산과 정에 M 단백질의 N-말단부위에 위치한 극성 아미노산 잔기의 역할을 분석하였다. 일본뇌염바이러스의 infectious cDNA를 활용하여, M 단백질의 $E^9$$K^{15}K^{16}E^{17}$ 잔기를 알라닌으로 치환시킨 2개의 mutant cDNA (Mm1과 Mm2)를 각각 제작하였다. 각각의 cDNA로부터 합성된 mutant RNA를 세포에 트랜스펙션시킴으로써, 비록 세포 내에 축적된 3개의 구조단백질양은 변화가 없으나, 이들 세포로부터 생산된 바이러스의 양은 Mm2 RNA의 경우 ~1,000배 감소됨을 관찰하였다. 흥미롭게도, Mm2 RNA로부터 발현된 mutant M 단백질은 wild-type M 단백질을 인지하는 항혈청에는 반응하지 않았으나, mutant M 단백질을 항원으로 제작된 항혈청에는 반응하는 것을 알 수 있었다. 본 실험결과는 일본뇌염바이러스 M 단백질을 구성하는 3개의 극성 아미노산 잔기($K^{15}K^{16}E^{17}$)가 바이러스의 생산과정에 관여한다는 것을 암시한다. 앞으로, wild-type 또는 mutant M 단백질(Mm2)을 인식하는 2개의 항혈청은 이 단백질의 기능연구에 유용한 재료로 사용될 것으로 기대된다.

The Relationships between Plasma Insulin-like Growth Factor (IGF)-1 and IGF-Binding Proteins (IGFBPs) to Growth Pattern, and Characteristics of Plasma IGFBPs in Steers

  • Lee, H.G.;Hidari, H.;Kang, S.K.;Hong, Z.S.;Xu, C.X.;Kim, S.H.;Seo, K.S.;Yoon, D.H.;Choi, Y.J.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제18권11호
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    • pp.1575-1581
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    • 2005
  • This study was conducted to determine the characteristics of IGFBPs in plasma of steers, and to profile the relationship between growth and plasma IGF-1 and IGFBPs with aging in Holstein steers. Four blots of IGFBP at molecular weights of 38-43, 34, 29-32 and 24 kDa bands were detected by western ligand blot assay using $^{125}I-IGF-1$. On the basis of immunoblotting with anti-bovine IGFBP-2 and -3 antiserums, we observed the band for IGFBP-2 at approximately 34 kDa, and the IGFBP-3 band was detected at 38-43 kDa and 34 kDa in adult steers and calves. The IGFBP-3 antiserum used on the blots exhibited significant cross-reactivity with 34 kDa IGFBP-2. Furthermore, the 38-43 kDa IGFBP-3 bands were reduced to a 36 kDa band after deglycosylation, whereas the 34 kDa IGFBP-2 was intact. The plasma IGF-1, IGFBP-3 and other IGFBPs showed stability throughout a whole day. The change in live weight was found to be positively correlated to the plasma IGF-1 concentration (r = 0.6801, n = 64, p<0.05) and plasma IGFBP-3 (r = 0.6321, n = 64, p<0.05), while inversely correlated to plasma IGFBP-2 (r = -0.2919, n = 64, p<0.05). Furthermore, plasma IGF-1 was positively correlated to plasma IGFBP-3 (r = 0.6191, p<0.001), but was not correlated to plasma IGFBP-2. The portion of IGFBP-2 for total IGFBPs in calves was higher than in adult steers (p<0.05) and was decreased with growth, whereas that of IGFBP-3 was increased with increased live weight (p<0.05). The ratio IGFBP-3 for IGFBP-2 (BP-3/BP-2) was increased with growing of liveweight. Therefore, the changes in plasma IGF-1 level with increased liveweight may be related to the changes in plasma IGFBP-3 level and IGFBP-2 may give an important role in anabolic action of IGF-1 with the growth of body during calfhood in Holstein steers.

비특이 면역증강제 BARODON의 항원성시험 (Antigenicity Study of Nonspecific Immunostimulator BARODON)

  • 조은혜;조성대;안남식;정지원;양세란;박준석;박기수;홍인선;서민수;;이영순;강경선
    • 대한수의학회지
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    • 제43권2호
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    • pp.255-261
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    • 2003
  • The antigenicity of nonspecific immunostimulator BARODON$^{(R)}$, a newly developed drug, was investigated by tests for passive cutaneous anaphylaxis (PCA) and active systemic anaphylaxis (ASA) in mice and guinea pigs. In ASA test using guinea pigs, there were no significant clinical symptoms in all individuals of low(0.3%) and high(3%) dose of both groups treated with only BARODON$^{(R)}$ and cotreated with BARODON$^{(R)}$ and adjuvant group. In PCA test, blue spots of Evan's were observed from $2^6$ to $2^{10}$ in homologous group and from $2^2{\sim}2^5$ dilution rate in heterologous group of BSA treated positive control group. However, intradermal sensitization with antiserum obtained from low (0.3%) and high (3%) dose of BARODON$^{(R)}$ only treatment group and treated-with-adjuvant group, followed by intravenous injection of respective antigen and Evan's blue mixture (1:1) showed no blue spot observed. In conclusion, BARODON$^{(R)}$, as showed in ASA and PCA test, did not cause anaphylatic shock when treated 3 and 10 times higher than clinically intended dose, nor induce IgE, so that might not have antigenic properties in mice and guinea pigs.

Relationships of Circulating Concentrations of Insulin-like Growth Factor (IGF)-I and -II to Egg Production and Growth Rate in the Korean Native Ogol Chicken

  • Yun, J.S.;Kang, W.J.;Seo, D.S.;Lee, C.Y.;Oh, S.;Ko, Y.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제16권4호
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    • pp.481-488
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    • 2003
  • Insulin-like Growth Factors (IGFs) and IGF-binding protein act as intra-ovarian regulators that modulate the proliferation and differentiation of the granulosa and theca cells. Moreover, the IGF system is involved in metabolism by modulating the synthesis and degradation of glycogen and protein in animals. However the effect of the IGF system on egg productivity or body growth in KNOC has not been studied in depth. Therefore, this study was performed to investigate differences of serum IGFs and binding protein expressions between two groups showing high and low egg production or body weight and to elucidate the relationship of IGFs with egg productivity and body growth. KNOCs were divided into high and low groups depending on their egg productivity or body growth, and sera were collected every 10 wk from 20 till 60 wk. Serum IGF-I and -II concentration were measured by RIA using human and mouse antiserum and chicken standards. IGFBP was detected by Western ligand blotting. IGF-I concentrations were significantly greater in the high egg production group compared with those in the low egg production group (30 wk, p<0.01; 20 and 40 wk, p<0.05). Also, differences in IGF-II amounts between the two groups were detected at 60 wk (p<0.05). But IGFBPs in the low egg production group were more intense than that in the high egg production group through the egg laying period. The correlation between IGF-I concentration and number of egg production is significantly positive (20 wk, r=0.2729: p<0.05; 40 wk, r=0.3500: p<0.01), while IGF-II shows no correlation with egg productivity. In male KNOC, IGF-I and -II concentrations in the high body weight group are lower than that in the low body weight group. Body weight also shows a negative correlation with the serum IGF-II concentration in male chickens (20 wk, r=-0.5901: p<0.01). Consequently, we suggest that IGFs and binding protein are (in)directly involved in the egg productivity and body growth in KNOC.