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Echinococcus granulosus Protoscolex DM9 Protein Shows High Potential for Serodiagnosis of Alveolar Echinococcosis

  • Kim, Jeong-Geun;Han, Xiumin;Kong, Yoon
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제60권1호
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    • pp.25-34
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    • 2022
  • Alveolar echinococcosis (AE) caused by infection with E. multilocularis metacestode, represents one of the most fatal helminthic diseases. AE is principally manifested with infiltrative, proliferating hepatic mass, resembling primary hepatocellular carcinoma. Sometimes metastatic lesions are found in nearby or remote tissue. AE diagnosis largely depends on imaging studies, but atypical findings of imaging features frequently require differential diagnosis from other hepatic lesions. Serological tests may provide further evidence, while obtaining reliable AE materials is not easy. In this study, alternative antigens, specific to AE were identified by analyzing E. granulosus protoscolex proteins. An immunoblot analysis of E. granulosus protoscolex showed that a group of low-molecular-weight proteins in the range from 14 kDa to 16 kDa exhibited a sensitive and specific immune response to AE patient sera. Partial purification and proteomic analysis indicated that this protein group contained myosin, tubulin polymerization promoting protein, fatty-acid binding protein, uncharacterized DM9, heat shock protein 90 cochaperone tebp P-23, and antigen S. When the serological applicability of recombinant forms of these proteins was assessed using enzyme-linked immunosorbent assay, DM9 protein (rEgDM9) showed 90.1% sensitivity (73/81 sera tested) and 94.5% specificity (172/181 sera tested), respectively. rEgDM9 showed weak cross-reactions with patient sera from the transitional and chronic stages of cystic echinococcosis (3 to 5 stages). rEgDM9 would serve as a useful alternative antigen for serodiagnosis of both early- and advanced-stage AE cases.

효소면역전기영동이적법을 이용한 유조설고충 단세후군항체 및 환기혈청에 대한 항원특리성 분석 (Analysis of antigen specificity using monoclonal and polyclonal antibodies to cysticercus cellulosae by enzyme-linked immunoelectrotransfer blot technique)

  • 조승열;강신영;김석일
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제25권2호
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    • pp.159-167
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    • 1987
  • 기생충질환의 진단에도 이용하는 혈청학적 진단에서는 근록기생충항원과 교우반응이 나타나 특이도를 떨어뜨리는 경우가 있어 문제가 되고 있다. 진단용으로 사용하는 기생충노항원의 단백질 구성성분중 교*반응을 가장 잘 일으키는 것이 어떤 것인지를 알 수 있다면 특이도가 높은 항원을 제작하는 기본정보로 사용할 수 있을 것이다. 최근 SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동(SDS-PAGE)과 효소면역전기영동이적법(EITB)을 이용하여 항원항체반응을 일으키는 단백질성분을 노항원중에서 구별할 수 있게 되었다. 이 연구에서는 유구낭미충의 낭액, 두절의 생리식염수추출액, 전낭미충추출액과 스파르가눔추출액, 포충낭액, 간질추출액, 간흡충추출액, 폐흡충추출액 등 8종의 항원에 대하여 유약낭미충증 환자 24명의 혈청과 본교실에서 제작한 단세포군항체가 어떻게 반응하는지 관찰하여 항원특이성을 분석하고자 하였다. SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동은 길이 9cm, 두께 1.5mm인 10~15% linear gradient gel을 사용하였고 시료 $30{mu}l$를 sample buffier와 합께 $95^{\circ}C$에서 5분간 가열한 후 3~4시간 전기영동하였다. 분리된 단백질을 다시 100V에서 2시간 동안 Towbin buffer에서 전기영동하여 nitrocellulose 종이로 이적하였다. 그후 환자혈청(1 : 100), 단세포군항체(1 : 100)과 반응시키고 peroBidase-conjugated antihuman IgG(또는 perozidase-conjugated antimouse IgG), 기질의 순으로 반응시켜 발색하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. SDS-폴리아크릴아마이드젤 전기영동후 Coomassie brilliant blue R-250으로 염색한 바 유구낭미충 낭액에는 단백질대가 최소 23개 나타나고 그중 94, 64, 48, 39, 34, 24, 15, 10, 7kDa가 주단백질이었다. 두절추출액에는 단백질대 34개가 보였고 그중 94, 64, 39, 34, 26, 24, 21, 15, 10, 7kDa가 주단백질대이었다. 전낭미충추출액도 두절추출액과 동일한 소견을 보였다. 낭액항원과 충체추출액간에는 단백질 구성성분보다는 구성비의 차이가 심하였다. 스파르가눔 추출액은 28%, 포충낭액은 15%, 간질추출액은 22%, 간흡충추출액은 6개, 폐흡충추출액은 11개의 단백질대를 보였다. 2. 환자혈청 24개를 SDS-PAGE로 분리된 단백질대와 반응시킨 결과, 낭액항원에서는 평균 7.4개와 반응하였는 바 그중 152, 94, 72, 64, 48, 24, 15, 10, 7kDa 단백질이 가장 중요하였다. 두절 추출액과는 평균 6.3개와 반응하였고 그중 94, 64, 52, 39, 34, 15, 10kDa가 중요하였다. 스파르가눔추출액과는 평균 2.7개가 반응하였고 그중 130, 64kDa가 중요하였으며 포충낭액과는 평균 1개가 반응하였고 52, 27kDa가 중요하였다. 간질, 간흡충 및 폐흡충추출액과는 반응대가 관찰되지 않았다. 3. 단세포군항체는 낭미충낭액의 15, 10, 7kDa 및 두절추출액 10kDa와 반응하였다. 이상의 결과에서 유구낭미충의 구성단백질중 15, 10, 7kDa 등 저분자량단백질이 진단특이성이 높은 분획으로 판단하였다.

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Construction of In Vivo Fluorescent Imaging of Echinococcus granulosus in a Mouse Model

  • Wang, Sibo;Yang, Tao;Zhang, Xuyong;Xia, Jie;Guo, Jun;Wang, Xiaoyi;Hou, Jixue;Zhang, Hongwei;Chen, Xueling;Wu, Xiangwei
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제54권3호
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    • pp.291-299
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    • 2016
  • Human hydatid disease (cystic echinococcosis, CE) is a chronic parasitic infection caused by the larval stage of the cestode Echinococcus granulosus. As the disease mainly affects the liver, approximately 70% of all identified CE cases are detected in this organ. Optical molecular imaging (OMI), a noninvasive imaging technique, has never been used in vivo with the specific molecular markers of CE. Thus, we aimed to construct an in vivo fluorescent imaging mouse model of CE to locate and quantify the presence of the parasites within the liver noninvasively. Drug-treated protoscolices were monitored after marking by JC-1 dye in in vitro and in vivo studies. This work describes for the first time the successful construction of an in vivo model of E. granulosus in a small living experimental animal to achieve dynamic monitoring and observation of multiple time points of the infection course. Using this model, we quantified and analyzed labeled protoscolices based on the intensities of their red and green fluorescence. Interestingly, the ratio of red to green fluorescence intensity not only revealed the location of protoscolices but also determined the viability of the parasites in vivo and in vivo tests. The noninvasive imaging model proposed in this work will be further studied for long-term detection and observation and may potentially be widely utilized in susceptibility testing and therapeutic effect evaluation.

Analysis of the Relationship between MHC-DRB1 Gene Polymorphism and Hydatidosis in Kazakh Sheep

  • Li, Ren-Yan;Jia, Bin;Zhang, Wen-Ju;Zhao, Zong-Sheng;Shi, Guo-Qing;Shen, Hong;Peng, Qiang;Lv, Li-Min;Zhou, Qi-Wei;Du, Ying-Chun
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제23권9호
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    • pp.1145-1151
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    • 2010
  • The objective of this work was to analyze the relationship between ovine major histocompatibility complex (MHC) DRB1 gene polymorphism and genetic resistance to hydatidosis in Kazakh sheep. The Ovar (ovine MHC) class II DRB1 second exon was amplified by polymerase chain reaction (PCR) from DNA samples of 702 Kazakh sheep, including 302 sheep with hydatidosis and 400 health controls. PCR products were characterized by the restriction fragment length polymorphism (RFLP) technique using five restriction enzymes, i.e., MvaI, HaeIII, SacI, SacII and Hin1I, yielding 14 alleles and 28 genotypes. Comparing the frequency of genotypes in hydatidosis sheep with the control group, it was found that the genotype frequencies of MvaIbc, Hin1Iab, SacIIab, HaeIIIde, HaeIIIdf and HaeIIIdd in control sheep were significantly (p<0.01) higher than in hydatidosis sheep, indicating that a significant correlation existed between these genotypes and resistance to hydatidosis. Genotype frequencies of MvaIbb, SacIIaa, Hin1Ibb and HaeIIIef in sheep with hydatidosis were extremely significantly (p<0.01) higher than in the control group, and the genotype frequency of HaeIIIab was significantly higher (p<0.05), indicating that a marked correlation existed between these genotypes and susceptibility to hydatidosis. By way of analyzing haplotype with these resistant genotypes, the hydatidosis resistant haplotype MvaIbc-SacIIab-Hin1Iab of Kazakh sheep was screened out, and then verified through artificial hydatid infection in sheep. The results indicated that the infection rate of sheep with the resistant haplotype of hydatidosis was significantly lower (p<0.01) than without this resistant haplotype. It showed that the genic haplotype MvaIbc-SacIIab-Hin1Iab of Ovar-DRB1 exon 2 was the resistant haplotype of hydatidosis in Kazakh sheep.

단세포군항체에 의한 유구낭미충 낭액 특이항원의 순수분리 및 항원특성 관찰 (Purification of cystic fluid antigen of Taenia solium metacestodes by affinity chromatography using monoclonal antibody and its antigenic characterization)

  • 김석일;강신영;조승열;황응수;차창용
    • Parasites, Hosts and Diseases
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    • 제24권2호
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    • pp.145-158
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    • 1986
  • 이 연구는 특이 단세포군항체를 이용하여 친화 크로마토그래피를 실시함으로써 유구낭미충의 낭액에 특이한 항원을 순수분리하고 분리한 항원의 진단용 항원으로서의 특성을 관찰하고자 실시하였다. 유구낭미충 낭액을 BALB/c 마우스에 면역시켜 얻은 비장세포와 마우스 형질세포종을 융합하여 얻은 하이브리도마세포가 분비하는 항체의 항원 결합특이성을 면역효소측정 법으로 먼저 관찰하였다. 하이브리도마 세포는 대부분(54.9%) 유구낭미충 낭액에만 반응하는 항체를 생산하였다. 그러나 낭액항원과 기타 기생충항원에 같이 반응하는 항체 또는 기타 기생충항원 한가지에만 반응하는 항체등을 분비하는 하이브리도마세포 집락도 있었다. 무한대 희석법으로 하이브리도마세포를 희석 분주하여 단세포배양을 하였다. 이 경우에도 배양액에 분비한 단세포군 항체는 낭액항원에만 반응하는 경우에 대부분이었으나 기타 기생충 항원에 반응하는 단세포군 항체도 얻을 수 있었다. 따라서 유구낭미충 낭액에는 낭액에 특이한 항원결정기 이외에 유구낭미충의 두절 및 낭벽항원, 무구조충 및 간흡충등과 같은 항원결정기도 갖고 있음을 알 수 있었다. 단세포군 항체중 낭액항원과 가장 높은 항원항체 반응을 일으키며 두절 및 낭벽항원에도 약한 반응을 보였던 단세포군 항체를 선택하고 이를 이용하여 친화 크로마토그래피를 시행하였다. 낭액항원은 순수분리항원(A-Ag) 및 단세포군 항체와 결합하지 않았던 단백질의 총합(U-Ag)으로 분리하였다. 폴리아크릴아마이드 젤 전기영동법으로 낭액항원, A-Ag 및 U-Ag의 단백질 조성을 관찰한 바 낭액항원과 U-Ag는 6개의 band로 되어 있었으나 A-Ag은 band A 및 band C 두가지로 구성되어 있고 그중 대부분은 band C이었다. 순수분리한 A-Ag의 진단용 항원으로서의 가치를 면역효소측정법으로 관찰하였다. 낭액항원을 이용하여 혈청 및 뇌척수액내 IgG 항체가가 양성이었던 뇌유구낭미충증 환자에 대하여 A-Ag(같은 단백질함량)를 항원으로 면역효소측정법을 실시한 바 민감도는 낭액 항원이나 U-Ag에 비하여 70%로 낮아졌다. 그러나 낭액항원 및 U-Ag이 무구조충 감염자, 스파르가눔증 환자 및 체흡충증 환자에 대해 나타내는 교차반응이 A-Ag를 항원으로 사용하였을 때에는 모두 사라졌다. 이와같은 결과에서 단세포군 항체를 친화 크로마토그래피의 반응고리로 사용하여 순수분리한 항원은 유구낭미충 낭액항원중 특이한 항원결정기를 갖는 단백질로 구성되어 있음을 알 수 있었다. 그러나 순수분리항원은 유구낭미충증 환자의 혈청 및 뇌척수액에 존재하는 다세포기원 항체증 A-Ag의 특이항원결정기에만 반응하는 단세포군 항체 하나 또는 몇가지와만 반응하게 함으로써 특이성은 높아지나 혈청학적 민감도는 저하하였다고 판단하였다.

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