병원성 파울러자유아메바(Naegleria fowleri)에서 발현하는 profilin 단백질의 세포 내 발현 양상

Abstract

파울러자유아메바는 인체의 코를 통해 침범하여 원발성의 아메바성 뇌수막염을 일으킨다고 알려져 있다. 생활사 중 세 가지 형태의 영양형(trophozoite)과 편모형(flagellate) 그리고 포낭형(cyst)이 있으며, 이 중 감염형인 영양형이 인체 내의 중추 신경계로 들어가 뇌 조직을 파괴하게 된다. 이 때 숙주세포에 아메바가 접촉하고 세포용해물질 등을 분비하며 숙포세포의 세포병변효과를 유도하여 세포사멸을 일으킨다는 보고가 있다. 아메바 세포질의 분출 형태인 food-cups 구조 형성에 관여하며 숙주세포에 부착해 세포의 용해(trogocytosis)를 유발하고 식세포작용을 수반한 접촉성 기전에 관여한다고 알려진 유전자로 Nf-actin 및 nfa1 등이 있다. 특히 Nf-actin 유전자는 분화와 포식작용이 활발한 영양형에서 food-cups 부위에 많이 발현된다고 보고되었으나, 아메바의 포낭형에서 발현되는 유전자에 대한 연구는 미미한 편이다. 앞선 연구에서 파울러자유아메바의 영양형과 포낭형에서 발현되는 유전자가 분석되었으며 그 결과, 포낭형에서 과발현되는 Nf-profilin 유전자가 클로닝 되었으며, 본 연구에서는 구축된 Nf-profilin 유전자 정보를 이용하여 실험을 수행하였다. RT-PCR 및 real-time RT-PCR, Western blotting 그리고 immuno-cytochemistry를 수행하여 아메바 영양형 및 포낭형에서 Nf-profilin유전자의 발현 차이를 비교하고 파울러자유아메바 내에서의 Nf-profilin 단백질의 발현 위치를 형광 현미경 및 공초점 레이저 주사현미경으로 관찰하고자 하였다. 파울러자유아메바에서 Nf-profilin 유전자는 운동기능과 식세포작용이 일어나지 않는 휴면상태의 포낭형에서 많이 발현되는 것을 알 수 있었으며, 영양형에서는 특이적으로 발현이 감소하였다. 표적세포가 있을 때 Nf-profilin단백질의 발현 변화를 알아보고자 CHO 세포와 혼합배양 하였을 때, 포낭형을 혼합배양한 실험군에서는 아메바 포낭형의 세포질 전체에서 Nf-profilin 단백질이 발현하였다. 반면, Nf-actin 단백질은 파울러자유아메바의 포낭형에서 거의 발현되지 않았다. 혼합배양시간에 따라 점차 영양형으로 변화해갈수록 위족(pseudopodia)과 food-cups 부위에서 Nf-actin 단백질이 나타났으며, 배양 시간에 따라 발현 양이 증가하였는데 특히, 표적세포에 접촉할 때 영양형 형태에서 강한 발현 수준을 보였다. 이는 아메바 영양형이 표적세포에 달라붙는 adhesion 역할과 phagocytosis 작용에 Nf-profilin 유전자는 직접 작용하지는 않는다고 생각된다. 결론적으로 Nf-profilin과 Nf-actin 유전자는 파울러자유아메바 생활사의 영양형과 포낭형에서 각각 대조되는 결과가 관찰되었는데, 아메바의 환경 내 생존과 증식조절에서 중요한 유전자임을 보여주었다. Nf-profilin 유전자에 대한 발현 조절 연구는 파울러자유아메바의 병원성 분석 및 아메바에 의한 감염증 치료제 개발을 위한 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.