Development of Eimeriu tenezla in MDEK cell culture with a note on enhancing effeet of preincubation with chicken spleen cells

MDBK 세포 배양에서 Eimeria tenella 발육 상황 및 닭 비장세포에 의한 발육 항진 효과

Eimeria tenella, an intracellular protozoan parasite infecting the epithelial cells of the ceca of chickens, causes severe diarrhea and bleeding that can lead its host to death. It is of interest that 2. tenezla first penetrate into the mucosal intraepithelial Iymphocytes (IEL) before they parasitize crypt or villous epithelial cells. This in vitro study was undertaken to know whether the penetration of E. tenella into such a lymphoid cell is a beneficial step for the parasite survival and development. Three sequential experiments were performed. First, the in vitro established bovine kidney cell line, MDBK cells, were evaluated for use as host cells for E. tenella, through morphological observation. Second, the degree of parasite development and multiplication in MDBK cells was quantitatively assayed using radioisotope labelled uracil ($^3H-uracil$) . Third, the E. tenella sporozoites viability was assayed after preincubation of them with thicken spleen cells. E. tenella oocysts obtained from the ceca of the infected chickens were used for the source of the sporozoites. Spleen cells (I) obtained from normal chickens (FP strain) were preincubated with the sporozoites (T) at the E:T ratio of 100:1, 50:1 or 25:1 for 4 or 12 hours, and then the mixture was inoculated into the MDBK cell monolayer. Morphologically the infected MDBK cells revealed active schisogonic cycle of E. tenella in 3~4 days, which was characterized by the appearance of trophozoites, and immature and mature schizonts containing merogoites. The 3H-uracil uptake by E. tenella increased gradually in the MDBK cells, which made a plateau after 48~60 hours, and decreased thereafter. The uptake amount of $^3H-uracil$ depended not only upon the inoculum sixte of the sporozoites but also on the degree of time delay (preincubation; sporozoites only) from excystation to inoculation into MDBK cells. The 3H-uracil uptake became lower as the preincubation time was prolonged. In comparison, after preincubation of sporozoites with spleen cells for 4 or 12 hours, the 3H-uracil uptake was significantly increased compared with that of control group. From the results, it was inferred that, although the penetration of E. tenella sporozoites into the lymphoid cells such as IEL is not an essential step, it should be at least a beneficial one for the survival and development of sporozoites in the chicken intestine.

닭의 맹장 상피세포에 기생하여 출혈, 설사 등을 일으키는 구충류(구충류. Coccidia인 Eimerin tenella는 감염 초기에 상피 내 림프구(intraepithelial Lymphocyte; IEL)와 같은 면역계 세포로 먼저 침입하는 것이 잘 알려져 있다. 이 연구는 E. tenella가 면역계 세포 내로 들어가는 것이 추후 충체 생존 및 발육에 도움이 되는 과정인지를 알아보고자 한 것으로, 분리하기 쉬운 닭의 비장 세포를 면역계 세포로 이용하고 MDBK(Madin-Darby bovine kidney) 세포를 시험관 내(in nitre) 숙주세포로 하여 E. tenella의 생존 및 발육 능력을 정량적으로 측정한 것이다. 실험 과정은 3단계로 나누어 첫째 MDBK 세포가 숙주세포로 적합한지 우선 형태학적으로 관찰한 후, 둘째 E. tvnella sporozoites의 발육, 중식 상황을 3H-uracil 동위원내 흡수시험으로 정량화할 수 있는지 알아보고, 셋째 이 방법을 이용하여 sporozoites를 비장세포와 혼합배양한 후에는그 발육, 중식 능력이 어떻게 변화하는지 관찰하였다. MDBK 세포에 탈낭 직후의 정상 sporozoites를 직접 감염시켜 발육상황을 형태학적으로 관찰한 바 감염 3∼4일에 영양형 및 분열체(schizonts)가 완성되고 merosoites가 터져 나와 다른 세포로 침입하는 분열증식(schizogony)이 활발히 영위되고 있는 것이 확인되었다. 또 3H-uracil 흡수는 감염 12시간부터 뚜렷이 나타났고 48∼60시간에 peak에 달한 다음 서서히 감소하였다. 3H-uracil 흡수량은 sporozoites 감염 농도에 따라서도 변화하였으나 탈낭 후 MDBK 세포 감염까지의 시간 경과 에 따라 현저히 감소하였다. 그러나 sporozoites를 비장세포와 함께 4∼12시간 시험관 내에서 먼저 혼합배양한 다음 MDB노 세포에 감염시켰을 때 3H-uracil 흡수량은 sporozoites만을 태양한 대조군 에 비해 항상 높아 비장세포와의 혼합배양 후 발육증식이 더욱 활발해지는 것으로 나타났다. 이상의 결과로 보아 E. tenella의 sporosoites가 생체 내에서 IEL과 같은 면역계 세포에 침입하는 것이 충체 생존이나 발육에 있어서 비록 필수적인 것은 아니지만 자신의 생존이나 발육능력을 보존 또는 항진시키는데에 도움을 주는 과정의 하나로 판단되었다.