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A Novel Anti-PD-L1 Antibody Exhibits Antitumor Effects on Multiple Myeloma in Murine Models via Antibody-Dependent Cellular Cytotoxicity

  • Ahn, Jae-Hee;Lee, Byung-Hyun;Kim, Seong-Eun;Kwon, Bo-Eun;Jeong, Hyunjin;Choi, Jong Rip;Kim, Min Jung;Park, Yong;Kim, Byung Soo;Kim, Dae Hee;Ko, Hyun-Jeong
    • Biomolecules & Therapeutics
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    • 제29권2호
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    • pp.166-174
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    • 2021
  • Multiple myeloma is a malignant cancer of plasma cells. Despite recent progress with immunomodulatory drugs and proteasome inhibitors, it remains an incurable disease that requires other strategies to overcome its recurrence and non-response. Based on the high expression levels of programmed death-ligand 1 (PD-L1) in human multiple myeloma isolated from bone marrow and the murine myeloma cell lines, NS-1 and MOPC-315, we propose PD-L1 molecule as a target of anti-multiple myeloma therapy. We developed a novel anti-PD-L1 antibody containing a murine immunoglobulin G subclass 2a (IgG2a) fragment crystallizable (Fc) domain that can induce antibody-dependent cellular cytotoxicity. The newly developed anti-PD-L1 antibody showed significant antitumor effects against multiple myeloma in mice subcutaneously, intraperitoneally, or intravenously inoculated with NS-1 and MOPC-315 cells. The anti-PD-L1 effects on multiple myeloma may be related to a decrease in the immunosuppressive myeloid-derived suppressor cells (MDSCs), but there were no changes in the splenic MDSCs after combined treatment with lenalidomide and the anti-PD-L1 antibody. Interestingly, the newly developed anti-PD-L1 antibody can induce antibody-dependent cellular cytotoxicity in the myeloma cells, which differs from the existing anti-PD-L1 antibodies. Collectively, we have developed a new anti-PD-L1 antibody that binds to mouse and human PD-L1 and demonstrated the antitumor effects of the antibody in several syngeneic murine myeloma models. Thus, PD-L1 is a promising target to treat multiple myeloma, and the novel anti-PD-L1 antibody may be an effective anti-myeloma drug via antibody-dependent cellular cytotoxicity effects.

국립대전현충원에서 분리한 남조류 구슬말(Nostoc commune)의 항염증 효과 (Anti-inflammatory effect of soil blue-green algae Nostoc commune isolated from Daejeon National Cemetery)

  • 홍혜현;배은희;박태진;강민성;강재신;지원재;김승영
    • Journal of Applied Biological Chemistry
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    • 제65권2호
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    • pp.113-120
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    • 2022
  • 구슬말(Nostoc commune Vaucher ex Bornet & Flahault)은 이형세포를 갖는 특징으로 다른 목들과 구분되는 남조류의 일종으로 극지방에서 열대지역까지 광범위한 지역에 분포하며 단세포가 연결되어 형성된 수많은 trichome들이 점액질에 둘러 쌓인 형태로 커다란 군체를 형성한다. 주로 토양, 암반, 잔디 위 등에 서식한다고 알려져 있으나 흔히 관찰되지 않기 때문에 현재 연구가 거의 없는 실정이다. 이에 본 연구에서는 토양 남조류인 N. commune HCW0811을 분리 및 동정하였으며 항염증 활성을 조사 하고자 하였다. 그 결과 N. commune HCW0811는 LPS로 유도된 RAW 264.7세포에서 80%이상의 세포 생존율을 나타내었으며 NO, PGE2 및 TNF-α, IL-6, IL-1β의 생성을 효과적으로 억제하였다. 또한 western blot assay를 통해 iNOS, COX-2 및 MAP kinase (p38, ERK1/2, JNK)와 NF-κB 세포내 신호전달 경로에서의 단백질 발현을 조사한 결과 이들의 발현이 유의하게 억제됨을 확인하였다. 본 연구에서는 이러한 결과를 근거하여 HCW0811가 다양한 염증 인자를 표적으로 하는 피부 면역 질환을 포함한 염증성 질환의 예방과 치료를 위한 항염증 기능성 화장품 및 식품소재로의 개발가능성을 제시한다.

신종 해양미생물 Planococcus sp. 107-1T의 분류학적 특성 분석 (Characterization of the Novel Marine Bacterium Planococcus sp. 107-1T)

  • 김동균;정현경;김영옥;공희정;남보혜;김주원;김영삼
    • 한국수산과학회지
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    • 제55권5호
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    • pp.612-624
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    • 2022
  • A novel Gram-positive, motile, non-spore forming aerobic marine bacterium, designated 107-1T was isolated from tidal mud collected in Gyehwa-do, South Korea. Cells of strain 107-1T were short rod or coccoid, oxidase negative, catalase positive and grew at 10-40℃ (with optimum growth at 25-30℃). It utilized menaquinones MK-7 and 8 as its respiratory quinones and its major fatty acids were anteiso-C15:0 (37.9%), iso-C16:0 (14.9%), and iso-C14:0 (10.8%). Phylogenetic analysis based on 16S rRNA gene sequences revealed a distinct clade containing strain 107-1T and close species Planococcus ruber CW1T(98.52% sequence similarity), P. faecalis KCTC 33580T(97.67%), P. kocurii ATCC 43650T(97.48%), P. donghaensis DSM 22276T(97.47%), and P. halocryophilus DSM 24743T(97.37%). Strain 107-1T contains one circular chromosome (3,513,248bp in length) with G+C content of 44.6 mol%. Estimated ranges for genome to genome distance, average nucleotide identity, and average amino acid identity comparing strain 107-1T with close taxa were 20.3-34.8%, 77.9-86.9%, and 73.6-92.8%, respectively. Based on polyphasic analysis, strain 107-1T represents a novel species belonging to the genus Planococcus.

국공립극단의 역할과 대중성 - 대구시립극단을 중심으로 - (Roles and Communality of National/Public Theatre Companies - Focused on Daegu Municipal Theatre -)

  • 김건표
    • 한국엔터테인먼트산업학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.91-100
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    • 2019
  • 국공립극단은 민간극단 및 제작극장과는 다르게 작품의 '공익성'과 '공공성'을 추구해야 한다. 지역과 시민들을 위해 극단시스템을 운영하고 작품개발과 공연프로그램을 수용해야 한다는 측면에서 '대중성'과 '공익예술성'의 경계를 합리적으로 추구해야 함에도 불구하고 공익적 목적에 부합되지 못하는 작품들과 단체의 운영 시스템은 지속적인 문제 및 논의되어 왔다. 한국사회의 문화지형은 서울의 문화 권력을 중심으로 형성되어 있다는 것은 부인할 수 없는 사실이다. 이러한 측면에서 다소 문화의 소외지역이라 할 수 있는 대구의 시립극단(대구시립극단)은 공연프로그램의 다양성과 창작극 개발, 개방형 연출의 수용, 고전명작, 현대극과 실험극, 해외교류, 뮤지컬과 넌버벌, 지역 근·현대 역사 발굴과 공격적인 소재 발굴, 개방형 시민 참여 프로그램과 소통으로 특성화를 시키며 공익적 목적에 부합하는 작품개발을 이어오고 있다. 이러한 변화로 창단 취지에 부합하는 공익성과 공공성의 다양성과 변화를 모색해 오면서 연극문화의 불모지였던 대구연극과 공연예술의 대중성을 회복하는 데 기여했다는 평가를 받고 있다. 올해 창단 21주년 대구시립극단은 현재 최주환 감독까지 예술 감독 5대 체제로 변화되는 동안 지역소재와 역사인물을 발굴하고 공연으로 수용하는 대중적 실험성을 보이며 창작뮤지컬 개발과 활성화, 시민과 공연문화 소통변화, 관객 참여증가로 안정된 시립극단 시스템을 보이고 있다. 이러한 변화는 상임단원의 역할과 제작 공연의 성숙함으로 성장한 것으로 분석된다. 이러한 점에서 본 논문은 대구시립극단의 변화의 분석을 연구하고 '국공립극단의 역할과 대중성'에 대해 고찰하고자 한다.

혈중 산소 포화도의 정확한 공간 매핑을 위한 다중 파장 LED 단일소자를 활용한 이미징 시스템 설계 (A Simple Design of an Imaging System for Accurate Spatial Mapping of Blood Oxygen Saturation Using a Single Element of Multi-wavelength LED)

  • 김준환;유기연;송예은;유찬영;장윤채;무하마드 리아즈;케이 뜨웨 툰;아메드 알리;최승호
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제44권6호
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    • pp.450-464
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    • 2023
  • Pulse oximetry, a non-invasive technique for evaluating blood oxygen saturation, conventionally depends on isolated measurements, rendering it vulnerable to factors like illumination profile, spatial blood flow fluctuations, and skin pigmentation. Previous efforts to address these issues through imaging systems often employed red and near-infrared illuminations with distinct profiles, leading to inconsistent ratios of transmitted light and the potential for errors in calculating spatial oxygen saturation distributions. While an integrating sphere was recently utilized as an illumination source to achieve uniform red and near-infrared illumination profiles on the sample surface, its bulkiness presented practical challenges. In this work, we have enhanced the pulse oximetry imaging system by transitioning illumination from an integrating sphere to a multi-wavelength LED configuration. This adjustment ensures simultaneous emission of red and near-infrared light from the same position, creating a homogeneous illumination profile on the sample surface. This approach guarantees consistent patterns of red and near-infrared illuminations that are spatially uniform. The sustained ratio between transmitted red and near-infrared light across space enables precise calculation of the spatial distribution of oxygen saturation, making our pulse oximetry imaging system more compact and portable without compromising accuracy. Our work significantly contributes to obtaining spatial information on blood oxygen saturation, providing valuable insights into tissue oxygenation in peripheral regions.

기능성 할로겐화 페닐피롤 (Development of Functional Halogenated Phenylpyrrole Derivatives)

  • 정민희;공희정;김영옥;이진호
    • 생명과학회지
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    • 제33권10호
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    • pp.842-850
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    • 2023
  • 피롤니트린, 피롤로마이신, 피오루테오린 등은 미생물 유래의 다양한 항균활성을 갖는 기능성 할로겐화 페닐피롤 유도체들이다. 그 중에서 피롤니트린은 Pseudomonas fluorescens, Burkholderia cepacia, Serratia plymuthica 등에서 L-트립토판으로부터 4단계 반응을 거쳐 만들어내는 이차대사산물이다. 현재 표재성 피부 사상진균 감염의 치료용으로 사용되며, 토양유래 및 엽면 진균감염에 높은 길항작용을 하며, 인체에 무해하여 산업적 응용가치가 높다. 한편 피롤니트린은 빛에 의해 잘 분해되기 때문에 야외에서 광범위하게 사용하는데 어려움이 있다. 그 대안으로 구조적으로 유사하고 광 안정성이 우수한 합성으로 생산되는 비침습성 표면 살균제인 플루디옥소닐이 개발되어, 주로 식물의 종자 및 엽면 처리용으로 광범위하게 사용되고 있다. 그러나, 수생생물에 높은 독성을 야기하며, 인간 세포주에서 잠재적인 내분비 교란물질로 작용할 수 있는 위험요인이 있어 각국에서 잔류허용 기준량을 설정하여 관리하고 있다. 한편, 천연 피롤로마이신, 피오루테오린과 같은 화합물이 미생물에서 분리, 확인되었으며, 각각. 그람양성균에 대한 항생/항생물막 활성, 식물 병원 난균류 Pythium ultimum에 높은 항균활성을 갖는다. 본 총설은 여러 기능성 할로겐화 페닐피롤 유도체 중 세균 유래의 피롤니트린의 생합성에 관한 특징과 생산, 합성 플루디옥소닐의 특징, 그 외 천연 페닐피롤 유도체들의 특징등을 요약하였다. 우리는 다양한 천연 HPD의 미생물에 의한 생산과 화학합성법에 의한 다양한 합성 HPD의 개발을 통해 인간과 환경에서 높은 치료 효능과 안전성을 제공하는 새로운 HPD의 개발을 기대한다.

Epidemiologic Profile of Patients With Valvular Heart Disease in Korea: A Nationwide Hospital-Based Registry Study

  • You-Jung Choi;Jung-Woo Son;Eun Kyoung Kim;In-Cheol Kim;Hyung Yoon Kim;Jeong-Sook Seo;Byung Joo Sun;Chi Young Shim;Se-Jung Yoon;Sahmin Lee;Sun Hwa Lee;Jun-Bean Park;Duk-Hyun Kang
    • Journal of Cardiovascular Imaging
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    • 제31권1호
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    • pp.51-61
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    • 2023
  • BACKGROUND: Valvular heart disease (VHD) is a common cause of cardiovascular morbidity and mortality worldwide; however, its epidemiological profile in Korea requires elucidation. METHODS: In this nationwide retrospective cohort study from the Korean valve survey, which collected clinical and echocardiographic data on VHD from 45 medical centers, we identified 4,089 patients with VHD between September and October 2019. RESULTS: The aortic valve was the most commonly affected valve (n = 1,956 [47.8%]), followed by the mitral valve (n = 1,598 [39.1%]) and tricuspid valve (n = 1,172 [28.6%]). There were 1,188 cases of aortic stenosis (AS) and 926 cases of aortic regurgitation. The most common etiology of AS was degenerative disease (78.9%). The proportion of AS increased with age and accounted for the largest proportion of VHD in patients aged 80-89 years. There were 1,384 cases of mitral regurgitation (MR) and 244 cases of mitral stenosis (MS). The most common etiologies for primary and secondary MR were degenerative disease (44.3%) and non-ischemic heart disease (63.0%), respectively, whereas rheumatic disease (74.6%) was the predominant cause of MS. There were 1,172 tricuspid regurgitation (TR) cases, of which 46.9% were isolated and 53.1% were associated with other valvular diseases, most commonly with MR. The most common type of TR was secondary (90.2%), while primary accounted for 6.1%. CONCLUSIONS: This report demonstrates the current epidemiological status of VHD in Korea. The results of this study can be used as fundamental data for developing Korean guidelines for VHD.

효모첨가(酵母添加)에 의(依)한 고추장의 양조(釀造)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Brewing of Kochuzang (Red Pepper Paste) by the Addition of Yeasts)

  • 이택수
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제22권2호
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    • pp.65-90
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    • 1979
  • 고추장의 양조법(釀造法)을 개선(改善)할 목적(目的)으로 국원료(麴原料)와 국균(麴菌)은 달리하여 stainless제(製)의 유개상자(有蓋箱子) 제국시(製麴時)의 각(各) 시험구(試驗區)의 국(麴)을 조사(調査) 비교(比較) 하였으며 첨가효모(添加酵母)의 종류(種類)를 달리하여 담금한 고추장 숙성과정중(熟成過程中)의 효소력(酵素力), microflora, 일반성분(一般成分), 질소성분(窒素成分), 알콜성분(成分), 유리당(遊離糖)을 비교(比較) 검토(檢討)하고 관능검사(官能檢査)한 결과(結果)는 다음과 같다. 1.제(製) 국(麴) (1) 제국(製麴) 72시간후(時間後) 국(麴)의 전분액화력(澱粉液化力) 및 전분당화력(澱粉糖化力) 찹쌀콩 혼용구(混用區)가 찹쌀 단용구(單用區)에 비(比)하여 월등(越等)히 높았다. (2) Asp. oryzae A의 찹쌀콩 혼용국(混用麴)은 산성(酸性), 중성(中性)및 알카리성(性) protease가 제국(製麴) 120시간까지 증가(增加)하였으나 타시험구(他試驗區)에서는 pretense 역가(力價)가 대체로 제국(製麴) 72시간 후(後) 최고(最高)에 달(達)하였다가 이후(以後) 감소(減少)하였다. (3) 국(麴)의 cellulase활성(活性)은 Asp. oryzae B의 경우는 48시간 후(後)에, Asp. oryzae A 경우는 72시간 후(後)에 최대치(最大値)를 나타냈고 Asp. oryzae B의 경우는 찹쌀 단용구(單用區)가 Asp. oryzae A의 경우는 찹쌀콩 혼용구(混用區)가 각각(各各) 높았다. (4) 혼입효모(混入酵母) 및 세균수(細菌數)는 찹쌀 단용구(單用區)에 비(比)하여 찹쌀콩 혼용구(混用區)에서 많았다. 2. 고추장의 숙성(熟成) (1) 고추장중(中)의 전분액화력(澱粉液化力) 및 전분당화력(澱粉糖化力)은 시험구(試驗區)에 따라 차이(差異)가 있으나 대체로 담금후 $10{\sim}40$일(日) 사이에 최대치(最大値)를 나타내었으며 그후(後) 부터는 현저(顯著)히 감소(減小)하였다. (2) 고추장의 protease의 활성(活性)은 각시험구(各試驗區) 모두 산성(酸性), 중성(中性), 알카리성(性) 순(順)으로 강(强)했고 산성(酸性) protease의 활성(活性)은 $40{\sim}50$일(日)에 최대치(最大値)를 나타냈고 이후(以後) 감소(減少)하였다. (3) 고추장의 cellulase 활성(活性)은 각시험구(各試驗區) 모두 $40{\sim}50$일(日) 사이에서 최대치(最大値)를 나타낸후 감소현상(減少現象)을 보였다. (4) 고추장중의 효모수(酵母數)는 숙성(熟成) 1개월(個月)까지는 효모첨가구(酪母添加區)가 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 월등(越等)히 많았으나 2개월후(個月後)는 큰 차(差)가 없었다. (5) 고추장중(中)의 젖산균수(數)는 효모첨가구(酵母添加區)와 효모무첨가구(酵母無添加區) 사이에 비슷하게 나타났으나 호기성(好氣性) 세균수(細菌數)는 효모무첨가구(酵母無添加區)가 효모첨가구(酵母添加區)에 비(比)하여 다소(多少) 많았다. (6) 고추장중의 아미노태(態) 질소(窒素) 함량(含量)은 각시험구(各試驗區) 모두 숙성(熟成) 60일(日)경까지는 급격(急激)히 증가현상(增加現象)을 나타내었으나 그후는 완만하게 증가(增加)하였다. (7) 고추장중의 ethyl alcohol함량(含量)은 담금후 20일(日)에 Saccharomyces rouxii첨가구(添加區), Torulopsis versatilis첨가구(添加區), 효모혼용구(酵母混用區), 효모무첨가구(酵母無添加區) 순(順)으로 높았으나 숙성(熟成) 40일(日) 이후(以後)는 전시험구(全試驗區) 모두 알콜량(量)이 2% 정도이었다. (8) 7개월(個月) 숙성(熟成)고추장의 알콜함량(含量)은 ethyl alcohol, n-butyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol순(順)으로 많았고 ethyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol의 함량(含量)은 Torulopsis versatilis 첨가구(添加區)에서 가장 많이 나타났다. (9) 고추장중의 환원당(還元糖)은 담금 10일후(日後)에 비(比)하여 20일후(日後)에는 월등(越等)히 증가(增加)되었으나 Saccharomyces rouxii 첨가구(添加區)는 타효모첨가구(他酵母添加區)와 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 환원당(還元糖) 량(量)이 현저(顯著)히 적었다. 숙성(熟成)30일(日) 이후(以後)에는 각시험구(各試驗區) 모두 대체로 감소현상(減少現象)을 보였다. (10) 함금 10일이후(日以後)의 고추장에서는 rhamnose, fructose, glucose, maltose가 분리(分離)되었고 숙성(熟成) 300일(日) 이후(以後)의 것에서는 raffinose가 추가(追加)로 확인(確認)되었다. 또한 전시험구(全試驗區) 모두 숙성(熟成) 300일(日)의 것은 담금, 10일(日)의 것에 비(比)하여 glucose 함량(含量)은 적었으나 fructose는 많았다. (11) 고추장의 관능시험(官能試驗) 결과(結果) 숙성(熟成) 1개월(個月)의 경우 맛, 향기(香氣), 색(色) 모두 효모첨가구(酵母添加區)가 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 우수(優秀)하였고 효모첨가구(酵母添加區) 중에서도 효모혼용구(酵母混用區)가 가장 좋은것으로 나타났다. 숙성(熟成) 300일(日)의 경우는 맛과 향기(香氣)에 있어서 효모첨가구(酵母添加區)가 모두 효모무첨가구(酵母無添加區)에 비(比)하여 좋았으나 그차는 적었고 색(色)은 무첨가구(無添加區)가 좋았다. 따라서 속양(速釀) 고추장 양조(釀造)에 있어서는 효모혼용구(酵母混用區)와 같은 담금법(法)이 유리(有利)하다고 생각(生覺)된다.

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내독소처치 흰쥐에서 Tumor Necrosis Factor-$\alpha$치 상승에 따른 폐손상 악화 및 35 kDa 단백질 합성 (Lung Injury Indices Depending on Tumor Necrosis Factor-$\alpha$ Level and Novel 35 kDa Protein Synthesis in Lipopolysaccharide-Treated Rat)

  • 최영미;김영균;권순석;김관형;문화식;송정섭;박성학
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제45권6호
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    • pp.1236-1251
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    • 1998
  • 연구배경 : 급성폐손상의 병태생리학적 기전에는 염증세포들이 분비하는 다양한 염증성 매개물질들이 매우 중요한 역할을 한다. 이중 특히 tumor necrosis factor-$\alpha$ (TNF-$\alpha$) 는 다른 염증세포들의 화학주성 및 각종 염증성 매개물질 분비에 영향을 미치는 proin-flammatory cytokine으로 작용하는 한편, 직접적으로 세포손상을 야기시키는 세포독성 cytokine으로도 작용하는데, 급성폐손상에서 TNF-$\alpha$와 폐조직 손상과의 직접적인 관련성에 대해서는 아직 구체적으로 확인된 바가 많지 않다. 또한, 최근에 생체내 방어기전으로 스트레스 단백질에 대한 관심이 높아지면서, 단핵구에 내독소를 처치하거나, 동물에 내독소를 투여하기 전에 미리 스트레스 단백질을 합성시킨 경우, 내독소에 의한 손상을 감소시켜 준다는 연구가 보고되었지만, 내독소 자극 자체만으로 스트레스 단백질 합성이 유도되는지는 아직 분명하지 않다. 이에 저자들은 내독소 유도성 급성 폐손상에서 TNF-$\alpha$ 분비와 폐조직 손상을 포함한 일련의 염증반응과의 관계를 분석하고, 생체내 내독소 자극에 대하여 폐포대식세포에서 스트레스 단백질을 포함한 새로운 단백질 합성이 유도되는지 여부를 분석하고자 하였다. 연구방법 : 흰쥐의 기관내로 내독소를 투여한 후 시간별로 기관지폐포세척액내 TNF-$\alpha$농도, 염증세포 백분율 변화, 병리조직학적 소견을 관찰하고, 또한 각 시간대의 폐포대식세포에서 sodium dodesyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis와 inducible heat stress protein72에 대한 면역화학염색을 시행하여 단백질 합성양상을 분석하는 한편, 폐포대식세포에 다양한 농도의 내독소 자극과 열처리를 가한 후, 배양상층액에서 tumor necrosis factor-a 농도를 측정하고, 폐포대식세포의 단백질 합성양상을 분석하였다. 연구결과 : 내독소 투여 후 tumor necrosis factor-$\alpha$는 첫 1시간째부터 현저하게 증가하여 (p< 0.0001) 3시간째 최고치에 이르렀고 6시간째는 감소하기 시작하여 12시간째는 정상 대조군 수준으로 감소하였다. 내독소 투여 후 염증세포 백분율의 변화는 2시간째부터 시작하여 6시간째 최고에 이르러 12시간째까지 지속하였으며, 장시간째에 정상 대조군 수준으로 회복하였다. 병리조직학적 소견상 폐손상 지표 점수는 내독소 투여후 6시간째 최고치에 이르러 24 시간째까지 지속하였다. 내독소 투여 후 분리한 폐포대식세포에서 첫 1시간째부터 장시간째까지 정상 대조군에서는 관찰할 수 없던 35kDa의 새로운 단백질 띠가 관찰되었으며, 면역화학염색상 inducible heat stress protein72는 관찰되지 않았다. 내독소 자극을 가하지 않은 정상 대조세포군에 비해 내독소 자극을 가한 세포군의 배양상층액에서 tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도가 유의하게 높았으며 (p<0.001), 내독소 자극만 가한 세포군에 비해 열충격 전처치후 내독소 자극을 가한 세포군의 배양상층액에서 tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도가 10 ${\mu}g/ml$ 내독소 자극군만 제외하고 모두 유의하게 감소하였다 (p<0.05). 내독소 자극만 가한 세포군은 10 ${\mu}g/ml$의 고농도에서만 35 kDa 의 단백질 띠가 합성되었고 inducible heat stress protein72는 관찰되지 않았다. 열충격 전처치후 내독소 자극을 가한 세포군은 모두 inducible heat stress protein72가 관찰되었다. 결 론 : 기관내 내독소 투여에 의한 급성 폐손상에서 tumor necrosis factor-$\alpha$는 폐손상 정도와 밀접한 관련이 있다. 또한 내독소 자극에 의해서는 폐포대식세포에서 inducible heat stress protein72 합성이 유도되지 않으며, 35 kDa의 새로운 단백질 합성이 유도되었는데, tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도 및 병리조직소견과의 관계를 볼 때, 급성 폐손상에 있어 35 kDa 단백질이 방어적인 역할을 담당하지는 않을 것으로 보이며, 이에 대해서는 향후 더 연구가 필요할 것으로 생각된다.

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Evolutionary Explanation for Beauveria bassiana Being a Potent Biological Control Agent Against Agricultural Pests

  • Han, Jae-Gu
    • 한국균학회소식:학술대회논문집
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    • 한국균학회 2014년도 춘계학술대회 및 임시총회
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    • pp.27-28
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    • 2014
  • Beauveria bassiana (Cordycipitaceae, Hypocreales, Ascomycota) is an anamorphic fungus having a potential to be used as a biological control agent because it parasitizes a wide range of arthropod hosts including termites, aphids, beetles and many other insects. A number of bioactive secondary metabolites (SMs) have been isolated from B. bassiana and functionally verified. Among them, beauvericin and bassianolide are cyclic depsipeptides with antibiotic and insecticidal effects belonging to the enniatin family. Non-ribosomal peptide synthetases (NRPSs) play a crucial role in the synthesis of these secondary metabolites. NRPSs are modularly organized multienzyme complexes in which each module is responsible for the elongation of proteinogenic and non-protein amino acids, as well as carboxyl and hydroxyacids. A minimum of three domains are necessary for one NRPS elongation module: an adenylation (A) domain for substrate recognition and activation; a tholation (T) domain that tethers the growing peptide chain and the incoming aminoacyl unit; and a condensation (C) domain to catalyze peptide bond formation. Some of the optional domains include epimerization (E), heterocyclization (Cy) and oxidation (Ox) domains, which may modify the enzyme-bound precursors or intermediates. In the present study, we analyzed genomes of B. bassiana and its allied species in Hypocreales to verify the distribution of NRPS-encoding genes involving biosynthesis of beauvericin and bassianolide, and to unveil the evolutionary processes of the gene clusters. Initially, we retrieved completely or partially assembled genomic sequences of fungal species belonging to Hypocreales from public databases. SM biosynthesizing genes were predicted from the selected genomes using antiSMASH program. Adenylation (A) domains were extracted from the predicted NRPS, NRPS-like and NRPS-PKS hybrid genes, and used them to construct a phylogenetic tree. Based on the preliminary results of SM biosynthetic gene prediction in B. bassiana, we analyzed the conserved gene orders of beauvericin and bassianolide biosynthetic gene clusters among the hypocrealean fungi. Reciprocal best blast hit (RBH) approach was performed to identify the regions orthologous to the biosynthetic gene cluster in the selected fungal genomes. A clear recombination pattern was recognized in the inferred A-domain tree in which A-domains in the 1st and 2nd modules of beauvericin and bassianolide synthetases were grouped in CYCLO and EAS clades, respectively, suggesting that two modules of each synthetase have evolved independently. In addition, inferred topologies were congruent with the species phylogeny of Cordycipitaceae, indicating that the gene fusion event have occurred before the species divergence. Beauvericin and bassianolide synthetases turned out to possess identical domain organization as C-A-T-C-A-NM-T-T-C. We also predicted precursors of beauvericin and bassianolide synthetases based on the extracted signature residues in A-domain core motifs. The result showed that the A-domains in the 1st module of both synthetases select D-2-hydroxyisovalerate (D-Hiv), while A-domains in the 2nd modules specifically activate L-phenylalanine (Phe) in beauvericin synthetase and leucine (Leu) in bassianolide synthetase. antiSMASH ver. 2.0 predicted 15 genes in the beauvericin biosynthetic gene cluster of the B. bassiana genome dispersed across a total length of approximately 50kb. The beauvericin biosynthetic gene cluster contains beauvericin synthetase as well as kivr gene encoding NADPH-dependent ketoisovalerate reductase which is necessary to convert 2-ketoisovalarate to D-Hiv and a gene encoding a putative Gal4-like transcriptional regulator. Our syntenic comparison showed that species in Cordycipitaceae have almost conserved beauvericin biosynthetic gene cluster although the gene order and direction were sometimes variable. It is intriguing that there is no region orthologous to beauvericin synthetase gene in Cordyceps militaris genome. It is likely that beauvericin synthetase was present in common ancestor of Cordycipitaceae but selective gene loss has occurred in several species including C. militaris. Putative bassianolide biosynthetic gene cluster consisted of 16 genes including bassianolide synthetase, cytochrome P450 monooxygenase, and putative Gal4-like transcriptional regulator genes. Our synteny analysis found that only B. bassiana possessed a bassianolide synthetase gene among the studied fungi. This result is consistent with the groupings in A-domain tree in which bassianolide synthetase gene found in B. bassiana was not grouped with NRPS genes predicted in other species. We hypothesized that bassianolide biosynthesizing cluster genes in B. bassiana are possibly acquired by horizontal gene transfer (HGT) from distantly related fungi. The present study showed that B. bassiana is the only species capable of producing both beauvericin and bassianolide. This property led to B. bassiana infect multiple hosts and to be a potential biological control agent against agricultural pests.

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