• Journal of Animal Science and Technology
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• 제62권4호
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• pp.543-552
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• 2020

For efficient prevention and treatment of enteric colibacillosis, understanding about latest virulence factors and antimicrobial resistance of Escherichia coli is essentially needed. The aim of this study was to survey antimicrobial resistance and determine the prevalence of fimbriae and enterotoxin genes among 118 pathogenic E. coli isolates obtained from Korean pigs with diarrhea between 2016 and 2017. The genes for the toxins and adhesins were amplified by polymerase chain reaction (PCR). The susceptibility of the E. coli isolates to antimicrobials were tested using the standard Kirby-Bauer disk diffusion method. The most prevalent fimbrial antigen was F18 (40.7%), followed by F4 (16.9%), and the most prevalent combinations of toxin genes were Stx2e (21.2%), STb:EAST-1 (19.5%), and STa:STb (16.9%), respectively. Among the pathotypes, enterotoxigenic E. coli (ETEC) was the most predominant (67.8%), followed by Shiga-toxin producing E. coli (STEC, 23.7%). We confirmed high resistance rates to chloramphenicol (88.1%), tetracycline (86.4%), streptomycin (86.4%), and ampicillin (86.4%). And the majorities of isolates (90.7%) showed multi-drug resistance which means having resistance to 3 or more subclasses of antimicrobials. Results of this study can be a source of valuable data for investigating the epidemiology of and control measures for enteric colibacillosis in Korean piggeries.

• 한국식품영양과학회지
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• 제45권4호
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• pp.577-584
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• 2016

다양한 환경에서 분리된 시가독소 생산성 대장균(Shiga toxin-producing E. coli, STEC, n=18)을 초산혼합용액(AAS;400 mM, pH 3.2, $30^{\circ}C$)에 노출한 후 산 저항성을 측정하였다. 또한, 선정된 4종류의 non-O157:H7 STEC균을 사과주스, 파인애플주스, 오렌지주스, 딸기주스(pH 3.8)에 정봉하여 $4^{\circ}C$와 $20^{\circ}C$에서 24시간 산 적응시킨 후 위합성용액(SGF, pH 1.5)에서 2시간 동안 생존능력을 평가하였다. Non-O157:H7 STEC를 AAS에 노출했을 때 O111 혈청형의 STEC는 평균 0.12 log CFU/mL 감소하여 다른 혈청형에 비하여 가장 강한 산 저항성을 나타냈고 O157:H7 STEC와 유의적 차이가 없었으며(P>0.05), O26 혈청형의 STEC는 가장 민감한 것으로 나타났다. 반면, AAS에 glutamic acid를 첨가하였을 경우 모든 STEC는 혈청형과 관계없이 초산에 매우 강한 저항성을 나타내었다(P>0.05). SGF에서 생존능력을 측정한 결과, 06E0218(O157:H7)은 다른 non-O157:H7 STEC 균들보다 생존능력이 낮았고 03-4669(O145:NM)가 가장 강한 생존능력을 나타내었다. 한편, 과일주스 중에서는 파인애플주스에 산 적응된 STEC가 SGF에 가장 강한 생존능력을 나타내었다. $4^{\circ}C$의 과일주스에 STEC를 산 적응시켰을 경우 $20^{\circ}C$보다 SGF에 대한 생존능력이 현저하게 높았다(P<0.05). 따라서 과일주스에 의한 non-O157:H7 STEC의 산 적응력 증가는 위장관 내 생존율 및 식중독 발생을 높일 수 있으므로 이에 대한 적절한 연구와 안전관리 옵션을 제공할 필요가 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제61권2호
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• pp.55-60
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• 2019

Colibacillosis is one of the major health problems in young piglets resulting in poor health and death caused by Escherichia coli producing F18 pili and Shiga toxin 2e. It is pivotal to reduce colibacillosis in weaned piglets to enhance production performance. In this study, we evaluated synbiotics as the gut health improvement agents in the mouse model challenged with Shiga toxin-producing E. coli (STEC) isolated from piglets. Prebiotic lactulose was formulated with each $5.0{\times}10^6CFU/mL$ of Pediococcus acidilactici GB-U15, Lactobacillus plantarum GB-U17, and Lactobacillus plantarum GB 1-3 to produce 3 combinations of synbiotics. A total of 40 three weeks old BALB/c mice were randomly assigned to 4 groups (n = 10): a control group and 3 synbiotics treated groups. Each treatment groups were daily administrated with $5.0{\times}10^6CFU/mL$ of one synbiotics for the first week, and every 3 days during the second week. All the mice were challenged with $8.0{\times}10^8CFU/mL$ of STEC 5 days after animals began to receive synbiotics. Mice treated with synbiotics based on Pediococcus acidilactici GB-U15 and Lactobacillus plantarum GB-U17 significantly improved daily weight gain compared to mice in other groups. While mice treated with GB-U15 showed better fecal index, no significant differences were observed among groups. Gross lesion and histopathological evaluations showed that mice treated with GB-U15 moderately improved recovery from STEC infection. In conclusion, our results suggest that the synbiotics formulated with lactulose and Pediococcus acidilactici GB-U15 have potential benefits to prevent and improve colibacillosis in weaned piglets.

• 한국축산식품학회지
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• 제26권2호
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• pp.263-268
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• 2006

최근 들어 병원성 미생물의 저감화를 위하여 기존의 항생제 계열의 항균물질이 아닌 새로운 개념의 신소재 개발이 활발하게 진행 중에 있다. 특히, 이러한 신개념의 병원성 저감화 소재 중 인간의 장내에 존해하는 probiotics 균주의 특성을 이용하여 병원성 미생물을 예방하는 것은 보다 효과적인 방법 중의 하나가 될 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험에서는 HT-29 cell을 대상으로 L. acidophilus 균체와 세포 파쇄물을 대상으로 STEC ATCC 43894의 장 상피세포 부착 억제능력을 측정하였다. 10 mg/mL의 세포 파쇄물이 존재하였을 때 $10^9cfu/mL$의 균체가 존재했을 때와 유사한 수준으로 STEC ATCC 43894의 부착 저해 효과가 관찰되었다. 하지만, L. acidophilus A4의 상등액에서는 그 저해 효과가 세포 파쇄물의 $5{\sim}10%$ 정도 수준으로 관찰되어 그 효과는 매우 적은 것으로 판단되었다. 또한, L. acidophilus A4의 세포 파쇄물이 STEC의 부착에 미치는 영향을 관찰하기 위하여 10mg/mL의 세포 파쇄물이 첨가된 배지에서 STEC의 단백질발현 양상을 확인하였다. 각 gel의 image에서 평균적으로 800개의 spot을 관찰할 수 있었으며 이중 2배 이상의 발현차이를 보이는 13개의 spot을 선발하였다. 7개의 spot은 세포파쇄물이 첨가되었을 때 발현이 증가하였으며 3개의 spot은 발현이 감소하였다. 흥미롭게도 3개의 단백질 spot은 세포파쇄물이 존재할 때만 발현되는 것을 확인하였다. 명확하지는 않지만 이러한 L. acidophilus A4의 세포 파쇄물에 존재하는 물질은 (1)STEC의 부착과 관련된 특정 단백질의 발현을 저해하거나 (2)STEC과 장상 피세포에서의 수용체 경합을 통해 부착을 억제하는 것으로 생각된다. 앞으로 이와 관련된 보다 세부적인 작용 메카니즘 연구 및 생화학적연구가 필요할 것으로 판단된다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제46권2호
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• pp.143-153
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• 2003

목 적 : Shiga-like toxin (SLT)을 생산하는 Esherichia coli에 의한 감염은 설사, 출혈성 대장염(hemorrhagic colitis) 및 용혈성 요독 증후군(hemolytic uremic syndrome)을 특징으로 하며, 특히 5세 이하의 소아에게서 심각한 결과를 초래한다. SLT-I의 병인으로는 다양한 숙주 매개인자들이 알려져 있다. 본 연구에서는 E. coli 0157 : H7 (ATCC 43890)로부터 정제한 SLT-I이 포유동물 세포들에 대한 세포독성과 종양괴사인자(tumor necrosis factor-${\alpha}$; TNF-${\alpha}$)의 생산에 미치는 효과를 측정하였으며, SLT-I의 수용체인 glycolipid globotriaosylceramide (Gb3)의 발현과 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 하였다. 방 법 : SLT-I과 SLT-I B를 순수분리 정제하고 SLT-I B-FLTC 접합체를 제조하여 vero 세포, 대식세포 및 수지상세포를 대상으로 세포독성능을 측정하고 세포독성능의 차이가 SLT-I의 수용체인 Gb3의 발현과 상관관계가 있는지를 Flow cyotmetry로 분석하였다. 또한 대식세포의 종양괴사인자 생산능은 ELISA법으로 시행하였다. 결 과 : SLT-I은 대식세포(Raw264.7)로부터 TNF-${\alpha}$의 생산을 증가시켰다. 연구 대상 세포 중 SLT-I에 감수성을 나타낸 Vero 세포와 수지상세포(dendritic cells)는 Gb3 발현이 각각 83%와 68%로 높았으며, 29%의 낮은 Gb3 발현을 보인 Raw264.7 세포는 감수성을 보이지 않았다. 따라서 위의 결과로부터 SLT-I에 감수성을 보이지 않은 Raw264.7 세포를 대상으로 Gb3 발현 정도와 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 Gb3의 발현을 증가 시킨 후 SLT-I의 세포독성을 재차 평가하였다. 이 결과 TNF-${\alpha}$의 처리에 의하여 6 h에 Gb3의 발현이 정점(43.5%)에 이르렀으며 36 h에 정상 수준(25.0%)으로 환원되었다. 그러나, Gb3의 발현이 증가함에도 불구하고 SLT-I의 세포독성에는 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, SLT-I에 의한 세포독성은 세포의 종류에 따라서 다르며 또한, Gb3의 발현정도에만 의존적이지는 않을 것으로 생각된다. 결 론 : 이와 같은 결과는 E. coli 0157의 감염증 병인 연구에 있어 SLT-I과 Gb3의 발현의 상관관계에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요함을 시사한다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권2호
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• pp.121-128
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• 2020

Diarrhea is a major public health concern associated with pathogenic Escherichia coli infections. Food-borne pathogenic E. coli can lead to large diarrheal outbreaks and hence, there is a need to estimate the frequency of pathogenic E. coli load in the various types of meat available in markets. In the present study, we classified and characterized diarrheagenic E. coli isolates collected from 399 raw meat samples from retail sources in Korea. Shiga toxin-producing E. coli (STEC) were detected in 11 (9.7%) samples, including nine strains (8.0%) in beef and two strains (1.8%) in chicken. The frequency of the detected virulence markers were as follows: astA, 28.3%; escV,18.6%; eaeA,17.7%; ent, 7.0%; EHEC-hly, 4.4%; stx1, 3.5%; and stx2, 3.5%. We did not observe any typical EPEC, EIEC, or ETEC virulence determinants in any of the samples. The STEC serotype O26 was detected in one sample, but no other serogroups (O91, O103, O128, O157, O145, O111, and O121) were found. Further research is needed to better understand the virulence mechanism of STEC serotypes, their ecology, and prevalence in animals, food, and the environment. These results will help improve risk assessment and predict the sources of food poisoning outbreaks.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제30권10호
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• pp.1552-1558
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• 2020

With an increase in the consumption of non-heated fresh food, foodborne shiga toxin-producing Escherichia coli (STEC) has emerged as one of the most problematic pathogens worldwide. Endolysin, a bacteriophage-derived lysis protein, is able to lyse the target bacteria without any special resistance, and thus has been garnering interest as a powerful antimicrobial agent. In this study, rV5-like phage endolysin targeting E. coli O157:H7, named as LysECP26, was identified and purified. This endolysin had a lysozyme-like catalytic domain, but differed markedly from the sequence of lambda phage endolysin. LysECP26 exhibited strong activity with a broad lytic spectrum against various gram-negative strains (29/29) and was relatively stable at a broad temperature range (4℃-55℃). The optimum temperature and pH ranges of LysECP26 were identified at 37℃-42℃ and pH 7-8, respectively. NaCl supplementation did not affect the lytic activity. Although LysECP26 was limited in that it could not pass the outer membrane, E. coli O157: H7 could be effectively controlled by adding ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and citric acid (1.44 and 1.14 log CFU/ml) within 30 min. Therefore, LysECP26 may serve as an effective biocontrol agent for gram-negative pathogens, including E. coli O157:H7.

• 한국동물위생학회지
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• 제46권4호
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• pp.325-334
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• 2023

Edema disease (ED) in pigs is enterotoxemia caused by Shiga toxin type 2e (Stx2e)-producing Escherichia coli (STEC) and frequently occurs in young piglets. Therefore, ED causes enormous economic losses in pig farms. In this study, a modified Stx2e (mStx2e) antigen was expressed and purified using commercial E. coli expression system. Monoclonal antibody was serviced by Ynto Ab Inc., using Phage Display Technique. Anti-Stx2e antibodies in piglets were measured by indirect ELISA using mStx2e antigens. Naive Stx2e in piglets were detected by Sandwich ELISA using Stx2e-monoclonal antibodies and commercial Stx2e-polyclonal antibodies. Among 3,480 piglets, anti-Stx2e antibodies were observed in 2,573 piglets. The 49.4% among 830 piglet serum samples possessed 0.625 ㎍/mL or more of Stx2e proteins. The 18.3% of 830 sera had 0.313 ㎍/mL of Stx2e proteins. The 32.3% of 830 samples held 0.156 ㎍/mL or less of Stx2e proteins. These results show that indirect ELISA using mStx2e antigen and Sandwich ELISA using Stx2e-monoclonal and polyclonal antibodies can be useful to detect ED in piglets.

• 한국동물위생학회지
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• 제44권4호
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• pp.271-281
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• 2021

Pathogenic Escherichia coli (E. coli) is one among the most important agents of diarrhea in calves. From January to December 2021, 108 isolates from feces of calves with diarrhea were investigated for enterotoxigenic E. coli (ETEC), enteropathogenic E. coli (EPEC), shiga toxin-producing E. coli (STEC), enteroaggregative E. coli (EAEC), and enteroinvasive E. coli (EIEC) using real-time PCR. In addition, the genes for F5, F17 and F41 fimbriae were detected by PCR. The most frequently isolated pathotypes were EPEC/STEC (29 isolates), and ETEC/EPEC/STEC (29 isolates). ETEC/EPEC, and ETEC/STEC were also found in 10 isolates. EPEC, STEC, and ETEC were detected in 13, 11, and 6 respectively. EAEC, and EIEC was not detected. Antimicrobial resistance test was carried out by agar disc diffusion method with 14 antimicrobials. Among 108 pathogenic E. coli isolates, 107 isolates were resistant to at least one of 14 antibiotics used in this study, 99 (91.7%) were resistant to two or more antimicrobials, and a single remarkable isolate was resistant to 14 antimicrobials. The isolates were primarily resistant to penicillins, streptomycin, tetracycline, ceftiofur, Trimethoprim/sulfamethoxazole, Kanamycin, and Ciprofloxacin. The high rate of resistance in pathogenic E. coli, sometimes to multiple drugs, may complicate future options for treating human infections. These results may bu used for diagnosis and therpeitic purposes in calves with diarrhea.

• Childhood Kidney Diseases
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• 제6권1호
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• pp.102-108
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• 2002

저자들은 stx2 유전자 양성인 E.coli O114 에 의한 용혈성 요독 증후군 2례를 경험하여 보고하는 바이다. 두 환자 모두 설사와 구토가 1-2일 지속된 후 급작스럽게 요량 감소와 빈혈, 혈소판감소증을 보였으며 10일 간의 복막 투석 치료를 받았으며 급성기에 혈압 증가와 함께 전신성 강직 간대성의 경련이 15-20분 간 있었다. 15여 일 경과 후 후유증 없이 회복되었다. 대변 배양액의 PCR에거 eae와 stx2 유전자를 확인하였고 colony hybridization을 시행하여 O114 혈청형으로 진단하였다. 본 증례는 E.coli O114에 의해 유발된 용혈성 요독 증후군의 첫 국내 보고이다.