골수세포에 대한 Bordetella bronchiseptica 항원의 면역기억반응과 백신 adjuvant 효과

Abstract

골수는 조혈과 면역을 담당하는 주된 장기로, 백신의 효능에 중요한 역할을 담당하는 다양한 면역세포를 제공한다. Bordetella(B.) bronchiseptica 항원 은 마우스 비장세포에서 높은 면역원성을 가지는데 반해, Mycoplasma(M.) hyopneumoniae 항원은 마우스 비장세포와 골수세포에서 낮은 면역원성을 나 타내는 것을 이전의 연구에서 보고하였다. 본 연구에서는 두 항원이 숙주의 중추 면역 기관에서 면역기억반응을 보이는지, 그리고 B. bronchiseptica 항 원이 M. hyopneumoniae에 대해 백신 adjuvant로서 효과가 있는지에 대해 조사하였다. B. bronchiseptica 항원의 재감작은 동일한 항원이 접종된 마우 스의 골수세포에서 세포 활성화 및 분열을 증가시켰다. 한편 접종된 마우스의 골수세포에 B. bronchiseptica를 재감작하면 항원 특이적인 immunoglobulin G(IgG) 생산이 증가하였다. 접종된 마우스의 혈청에서 각각의 두 항원에 특 이적인 IgG의 항체가가 높아졌으며, 특히 두 항원을 모두 접종한 마우스에서 M. hyopneumoniae 특이적인 IgG의 항체가가 M. hyopenumoniae 항원만 접종한 마우스보다 높아졌다. 또한 항원을 인식한 포식세포가 생산하는 대표 적인 물질인 nitric oxide 및 tumor necrosis factor-α는 마우스 골수세포 에 두 항원을 모두 처리한 마우스에서 M. hyopneumoniae를 단독으로 처리 한 마우스보다 생산이 증가하였다. 결과적으로, 본 연구에서는 B. bronchiseptica 항원에 감작된 골수세포의 기억 반응을 확인할 수 있었다. 또 한, B. bronchiseptica 항원에 의해 M. hyopneumoniae 항원의 면역원성이 증가하는 것을 관찰하였다. 따라서 본 연구결과를 통해 B. bronchiseptica와 M. hyopneumoniae의 백신 개발에 유용한 정보가 될 것이며, 특히 B. bronchiseptica가 효과적인 백신 adjuvant로 이용될 수 있을 것으로 기대된 다.

Bone marrow is the main organ for hematological and immunological function and plays a critical role in the efficacy of vaccination by providing multiple immune cells including lymphocytes. In our previous report, we demonstrated that Bordetella (B.) bronchiseptica antigen has high immunogenicity in mouse spleen cells while Mycoplasma (M.) hyopneumoniae showed low immunogenicity in mouse bone marrow cells (BMs). In this follow-up study, we investigated if the host immune cells can recognize both antigens and if B. bronchiseptica antigen may enhance the immunogenicity of M.hyopneumoniae antigen. It turned out that the stimulation of B. bronchiseptica antigen significantly increased the cellular activity and proliferation rate of the primed cells. Also, in BMs primed with B. bronchiseptica antigen in vivo, the production of immunoglobulin G (IgG) was increased by B. bronchiseptica antigen treatment. The level of each antigen-specific IgG in immunized mice sera was all elevated. Especially, M. hyopneumoniae-specific IgG was more enhanced in mice sera immunized by both antigens than those by M. hyopneumoniae antigen alone. Also, the levels of nitric oxide and tumor necrosis factor-α, typical signaling molecules for producing antigen-recognized phagocytes, were increased more in BMs treated by both antigens than those by M. Hyopneumoniae antigen alone. Taken together, present study demonstrated that B. bronchiseptica antigen recalls the immune response of the primed bone marrow cells and boosts the immunogenicity of M. hyopneumoniae. This study provides an experimental proof that B. bronchiseptica antigen can be used as a vaccine adjuvant as well as vaccine antigen itself, and information valuable in the development of B. bronchiseptica and M. hyopneumoniae vaccines.