Target Expression Technology for Gene Vaccine of Botulism
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 양재명
- 발행년도 2011
- 학위수여년월 2011. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 생명과학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000046600
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초록/요약
Botulinum neurotoxins (BoNTs) produced by Clostridium botulinum are the most toxic substances and act by preventing the release of the neurotransmitter acetylcholine at neuromuscular junction. BoNT consists of two polypeptide chains which are linked by a disulfide bond. The most commonly used human botulism vaccine is prepared from culture supernatant from C. botulinum. However, disadvantages are associated with this vaccine, including safety, cost, storage and efficacy. Therefore, development of new generation botulism vaccines is required. In this study, I investigated the immunogenecity of plasmid DNA vaccine encoding the heavy chain domain of C. botulinum neurotoxin E. Using codon-optimized genes, plasmid expressing the carboxyl-terminal 50 kDa fragment of HC (HCR) fused to IgM signal peptide was prepared. 293T cells were transfected with this plasmid and performed Western blotting. Transfection studies proved that HCR protein was expressed from plasmid-transfected cells and was secreted into culture medium. After employing the constructed DNA vaccine in Balb/c mice, the immune response and corresponding neutralizing antiserum titers were markedly increased. These results suggest that plasmid DNA vaccine might be an alternative strategy to conventional protein vaccines against C. botulinum neurotoxin serotype E.
more초록/요약
Clostridium botulinum (보툴리누스균)에 의해 만들어지는 botulinum neurotoxin (BoNT, BOTOX)는 지구상에 알려진 독소 중 가장 독성이 높으며, 이는 신경근 접합부에서 신경전달물질인 아세틸콜린의 분비를 억제함으로써 신경마비를 일으킨다. 두 개의 폴리펩타이드 사슬로 구성된 BoNT 는 두 사슬이 이황결합에 의해 결합해 있고, 세 개의 기능적 도메인으로 나뉜다. 보툴리즘의 백신 중 가장 많이 쓰이는 형태는 배양 상층액으로 만든 toxoid 형태이나, 이 백신의 경우 안전성과 비용과 효험 등의 단점을 가져, 이러한 한계를 극복할 수 있는 새로운 형태의 백신의 개발이 시급한 상황이다. 최근 연구에 독소의 일부분인 heavy chain 중수용체에 결합하는 도메인 (HCR)을 이용한 subunit 백신이 면역반응을 일으켜 백신으로의 사용 가능성을 보유하고 있다는 보고가 있었다. 본 연구에서는 이 도메인을 발현시키는 플라스미드 DNA 백신의 도입을 목표로 하여 실험을 진행하였다. 먼저, 보툴리누스균의 HCR 을 발현시키는 유전자 서열을 코돈 최적화 과정을 통해 동물세포 내에서 발현할 수 있는 코돈에 맞추어 주었다. 또한 IgM 시그널 펩티드를 결합하여 세포밖으로 분비되게 하였고, SV40 인핸서를 이용하여 발현량을 늘렸다. 이렇게 제조한 플라스미드가 동물세포내에서 발현 및 분비가 되는지 확인하기 위해 293T 세포에 플라스미드를 형질주입시킨 후 Western blotting 을 수행하였다. 또한 DNA 백신으로의 도입을 위하여 Bal/c mice 를 이용, 플라스미드 DNA 백신 주입을 통해 면역반응이 일어나 항체가 형성이 되는 것을 확인하는 과정과 형성된 항체가 항원(독소)을 중화시킬 수 있는 지를 PC-12 cell 을 사용하여 Western blotting 을 통한 실험을 진행하고 있다.
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