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초록

Abstract

Contents

INTRODUCTION 13

MATERIALS and METHODS 17

1. Ethic approval 17

2. Human lung tissue collection 17

3. Human nasopharyngeal tissue collection 17

4. Sample preparation 18

5. Lectin histochemistry 18

6. RNA extraction and cDNA synthesis 20

7. Real-time RT-PCR 21

8. Statistical analysis 24

RESULTS 25

1. Demographic characteristics of sample donor 25

2. Lectin histochemistry 27

(1) Sambucus nigra agglutinin 27

(2) Maackia amurensis agglutinin 1 35

(3) Maackia amurensis agglutinin 2 42

3. Comparison of negative group with positive group for lectin histochemistry 49

4. Level of sialyltransferase mRNA expression in lung tissues 52

5. Correlation of result of lectin histochemistry with level of sialyltransferases 59

DISCUSSION 60

References 65

List of Tables

Table 1. Primers and thermal cycle for the amplification of beta-actin mRNA 21

Table 2. Primers and thermal cycle for the amplification of α2,6-sialyltransferase I... 22

Table 3. Primers and thermal cycle for the amplification of α2,3-sialyltransferase III... 22

Table 4. Primers and thermal cycle for the amplification of α2,3-sialyltransferase VI... 23

Table 5. Primers and thermal cycle for the amplification of α2,3-sialyltransferase I... 23

Table 6. Demographic characteristics of the 36 subjects with lung samples 25

Table 7. Demographic characteristics of the 8 subjects with nasopharynx samples 27

Table 8. Positive rates for lectin histochemistry of lung and nasopharyngeal tissues 27

Table 9. Comparison of demographic factors of negative group with those of positive... 50

Table 10. Comparison of demographic factors of weak positive & positive group with... 51

Table 11. Level of sialyltransferases mRNA expression in lung tissues 53

List of Figures

Figure 1. Glycan structure of influenza virus sialic acid receptor. 14

Figure 2. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 28

Figure 3. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 29

Figure 4. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 30

Figure 5. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 31

Figure 6. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 32

Figure 7. Sambucus nigra agglutinin stain of human lung tissues. 33

Figure 8. Sambucus nigra agglutinin stain of human nasopharyngeal tissues. 34

Figure 9. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 35

Figure 10. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 36

Figure 11. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 37

Figure 12. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 38

Figure 13. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 39

Figure 14. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human lung tissues. 40

Figure 15. Maackia amurensis agglutinin 1 stain of human nasopharyngeal tissues. 41

Figure 16. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 42

Figure 17. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 43

Figure 18. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 44

Figure 19. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 45

Figure 20. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 46

Figure 21. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human lung tissues. 47

Figure 22. Maackia amurensis agglutinin 2 stain of human nasopharyngeal tissues. 48

Figure 23. The levels of mRNA expression of ST6Gal I, ST3Gal VI, ST3Gal III and... 54

Figure 24. The levels of mRNA expression of ST6Gal I, ST3Gal VI, ST3Gal III and... 55

Figure 25. The levels of mRNA expression of ST6Gal I, ST3Gal VI, ST3Gal III and... 56

Figure 26. The levels of mRNA expression of ST6Gal I, ST3Gal VI, ST3Gal III and... 57

Figure 27. The levels of mRNA expression of ST6Gal I, ST3Gal VI, ST3Gal III and... 58

Figure 28. The levels of mRNA expression of ST6Gal I (top, left), ST3Gal VI, ST3Gal III... 59

초록보기

배경: 인플루엔자 바이러스의 증식 과정 중 첫 단계는 부착 과정으로, 인플루엔자 바이러스의 헤마글루티닌이 세포 표면의 시알산과 결합하여 바이러스가 세포에 부착된다. 시알산 α2,3-Gal와 시알산 α2,6-Gal가 인플루엔자 바이러스에 대한 수용체 역할을 담당하며, 조류인플루엔자 바이러스는 시알산 α2,3-Gal에, 사람 인플루엔자 바이러스는 시알산 α2,6-Gal에 높은 결합 친화도를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 시알산은 sialyltransferase에 의해 당단백질 및 당지질의 말단 당과 결합한다. 그러나 sialyltransferase의 발현 수준과 인플루엔자 바이러스 수용체 분포 수준에 서로 관계가 있는지 여부는 거의 알려져 있지 않으며, 또한 사람 조직에서 인플루엔자 바이러스 수용체 분포를 확인한 기존의 연구가 있으나, 개개인의 기저 질환 및 특성에 따라 시알산의 분포를 비교한 연구는 미비하다. 따라서 사람에서 인플루엔자 바이러스의 병태생리를 이해하기 위하여 다양한 사람의 호흡기계 조직에서 시알산의 분포 양상과 sialyltransferase 발현 수준에 대한 연구가 필요하다.

방법/결과: 본 연구에서는, 렉틴 조직화학법을 이용하여 다양한 사람의 비인두 조직과 폐조직에서 인플루엔자 바이러스 수용체인 시알산의 분포를 조사하였고, real-time RT-PCR을 이용하여 sialyltransferase mRNA 발현 수준을 평가하였다. 렉틴 조직화학법을 시행한 결과, 총 34건의 폐 조직 중 27건의 검체가 Sambucus nigra agglutinin (SNA)에 양성으로 양성률은 79.4%였다. Maackia amurensis agglutinin 1 (MAA1)과 Maackia amurensis agglutinin 2 (MAA2)에 대해서는 각각 30건과 29건의 폐 조직이 양성 결과를 보여 양성률은 88.2%, 85.3%였다. 비인두 조직의 경우 SNA, MAA1, MAA2 양성률은 각각 66.7% (4/6), 83.3% (5/6), 50.0% (3/6)으로 나타났다. 시알산은 사람의 상기도 및 하기도 조직에 널리 분포하는 양상이었고, 시알산의 분포 양상에 개인차가 있음이 확인되었다. 폐 조직의 시알산 α2,6-Gal 양성률은 여자보다 남자에서 (44.4% vs. 92.0%), 폐암 환자보다 폐암이 없는 환자의 정상 폐 조직에서 (46.2% vs. 100.0%) 더 높았다 (P＜0.01). 또한 남자와 현재 흡연자의 폐 조직에서 α2,6-sialyltransferase I 유전자의 발현 수준이 유의하게 낮았다 (P＜0.05). 시알산의 분포 양상과 sialyltransferase의 발현 수준 간에는 유의한 관계가 관찰되지 않았다.

결론: 이 연구를 통해, 사람의 폐 조직에서 시알산 α2,6-Gal의 분포를 확인하여, 계절 인플루엔자 바이러스가 사람에서 상기도 감염에 국한하지 않고 충분히 폐렴을 일으킬 수 있음을 수용체 측면에서 확인했다. 이는 인플루엔자 폐렴 발생의 고위험군을 선별하여 계절인플루엔자 백신 접종 전략을 수립하는 데에 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다. 고병원성 조류인플루엔자 바이러스에 의한 대유행 발생 가능성이 끊임없이 인류의 건강을 위협하는 상황에서, 물론 인플루엔자 바이러스의 자체의 결합 친화도 및 종간 장벽 극복이 중요하겠으나, 사람의 폐에서 시알산 α2,3-Gal 수용체의 분포를 확인한 본 연구 결과는 고병원성 조류인플루엔자 바이러스의 위협에 대한 대응 전략을 수립하는 데에 활용될 수 있을 것이다. 또한 본 연구는, 사람의 폐 조직에서 sialyltransferase mRNA 발현 수준이 다양함을 밝혀, 향후 인플루엔자 병태생리에서 sialyltransferase가 담당하는 역할에 대한 연구의 필요성을 제시한다.

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