• Molecules and Cells
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• 제43권3호
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• pp.251-263
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• 2020

Flagellin, a major structural protein of the flagellum found in all motile bacteria, activates the TLR5- or NLRC4 inflammasome-dependent signaling pathway to induce innate immune responses. Flagellin can also serve as a specific antigen for the adaptive immune system and stimulate anti-flagellin antibody responses. Failure to recognize commensal-derived flagellin in TLR5-deficient mice leads to the reduction in anti-flagellin IgA antibodies at steady state and causes microbial dysbiosis and mucosal barrier breach by flagellated bacteria to promote chronic intestinal inflammation. Despite the important role of anti-flagellin antibodies in maintaining the intestinal homeostasis, regulatory mechanisms underlying the flagellin-specific antibody responses are not well understood. In this study, we show that flagellin induces interferon-β (IFN-β) production and subsequently activates type I IFN receptor signaling in a TLR5- and MyD88-dependent manner in vitro and in vivo. Internalization of TLR5 from the plasma membrane to the acidic environment of endolysosomes was required for the production of IFN-β, but not for other pro-inflammatory cytokines. In addition, we found that anti-flagellin IgG2c and IgA responses were severely impaired in interferon-alpha receptor 1 (IFNAR1)-deficient mice, suggesting that IFN-β produced by the flagellin stimulation regulates anti-flagellin antibody class switching. Our findings shed a new light on the regulation of flagellin-mediated immune activation and may help find new strategies to promote the intestinal health and develop mucosal vaccines.

• 생명과학회지
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• 제23권2호
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• pp.299-305
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• 2013

Paenibacillus는 호기성의 내생포자를 형성하는 그람양성균으로써 이전에는 Bacillus로 분류되었다. Paenibacillus sp. CK214 균주는 LB agar 평판배지에서 높은 swarming 운동 능력을 가지고 Paenibacillus 특유의 집락 형태를 나타내었지만 glucose가 첨가된 평판배지에서는 운동 능력을 상실하였다. 투과전자현미경(TEM)을 이용하여 glucose 조건에 따른 CK214 균주의 편모를 관찰하면 LB agar 평판배지에서 배양한 CK214 균주는 주모성의 편모를 가지는 반면 glucose를 첨가한 평판배지에서 배양한 CK214 균주의 경우 주모성 편모가 나타나지 않는 것을 확인할 수 있었다. 물리적 충격과 원심분리를 통해 분리한 CK214 균주의 filament 구성 단백질을 SDS-PAGE를 통해 확인하였으며, 약 29 kDa 크기의 단일 단백질 밴드가 나타났다. Edwardsiella tarda 균주의 flagellin 단백질에 특이적인 항체를 이용한 immunoblotting 수행 결과, 이 단일 단백질 밴드는 flagellin 단백질임이 확인되었다. Glucose조건에 따른 CK214 균주의 flagellin 단백질의 발현을 단백질 수준에서 관찰한 결과, glucose가 첨가된 조건에서 생장한 CK214 균주에서의 flagellin 단백질 발현이 glucose가 없는 조건일 때에 비해 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제21권10호
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• pp.1487-1493
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• 2011

염농도에 따른 E. tarda CK41의 운동성을 알아보기 위하여 1.0%와 3.5%의 염농도를 가지는 운동성 측정 배지에서 집락의 변화를 관찰한 결과, 3.5% 염농도 조건에서 운동성이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 1.0%과 3.5% 염농도 조건에서의 생육도를 측정해본 결과 각 염농도 조건에 따른 생균수의 차이는 매우 적은 것으로 보아, 높은 염농도에서의 운동성의 감소는 생육정체가 아닌 실질적인 운동성의 차이에 의함을 알 수 있었다. 이러한 염농도에 의한 운동성의 차이가 편모에 의한 것인지를 알아보기 위하여 투과 전자 현미경으로 형태학적 관찰을 해본 결과, 3.5% 염농도에서는 편모의 형성이 되지 않음을 확인하였다. E. tarda는 PFAD와 FDP 두개의 편모 유전자를 가지며 이들간의 아미노산 상동률은 93%로 높은 편이다. 편모의 발현양의 확인을 위하여 PFAD 특이적인 다클론성 항체를 제작하기 위하여, PFAD를 과발현시키는 재조합 플라스미드 pBP793을 구축하여 대장균 발현시스템으로 발현시켜 정제한 후, 토끼에서 면역반응을 유도하여 특이 항체를 제작하였다. PFAD 특이적인 다클론성 항체를 이용한 immunoblot assay 결과, 3.5% 염농도 조건에서 배양한 E. tarda CK41의 경우 1.0% 염농도에서 보다 반응하는 면역 활성 단백질 밴드가 낮은 것으로 측정되었다. 이러한 결과를 종합하여 볼 때, 염농도가 높은 해수환경에서의 운동성의 감소는 E. tarda CK41의 편모 단백질이 제대로 발현되지 않아 기능적인 편모의 형성이 이루어지지 않는다는 것을 예증하고 있다. 향후 연구에서 어떠한 메카니즘에 의해 염농도가 flagellin의 발현을 조절하는지를 밝힐 필요가 있다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제29권4호
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• pp.658-664
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• 2019

Immunocontraception has been suggested as an optimal alternative to surgical contraception in animal species. Many immunocontraceptive vaccines have been designed to artificially produce antibodies against gonadotropin-releasing hormone-I (GnRH-I) which remove GnRH-I from the vaccinated animals. A deficiency of GnRH-I thereafter leads to a lack of gonadotropins, resulting in immunocontraception. In this study, we initially developed three immunocontraceptive vaccines composed of GnRH-I, GnRH-II, and a GnRH-I and -II (GnRH-I+II) complex, conjugated to the external domain of Salmonella Typhimurium flagellin. As the GnRH-I+II vaccine induced significantly (p < 0.01) higher levels of anti-GnRH-I antibodies than the other two vaccines, we further evaluated its immunocontraceptive effects in male rats. Mean testis weight in rats (n = 6) inoculated twice with the GnRH-I+II vaccine at 2-week intervals was significantly (p < 0.01) lower than in negative control rats at 10 weeks of age. Among the six vaccinated rats, two were non-responders whose testes were not significantly reduced when compared to those of negative control rats. Significantly smaller testis weight (p < 0.001), higher anti-GnRH-I antibody levels (p < 0.001), and lower testosterone levels (p < 0.001) were seen in the remaining four responders compared to the negative control rats at the end of the experiments. Furthermore, seminiferous tubule atrophy and spermatogenesis arrest were found in the testis tissues of responders. Therefore, the newly developed GnRH-I+II vaccine efficiently induced immunocontraception in male rats. This vaccine can potentially also be applied for birth control in other animal species.