"Infection, immunity, and host models"
감염 실험을 위한 숙주 모델 시스템
감염에 대한 연구를 수행하기 위해서는 급성 감염과 만성 감염을 각각 정량, 정성적으로 측정할 수 있는 모델 시스템이 필요하다. 급성 감염은 병원균이 생산하는 다양한 병독소 (virulence factor)들의 작용에 의해 일어나므로, 이 병독소들이 생체내 조직과 면역시스템을 어떻게 공격하여 숙주에 치명적 손상을 주는지를 보여줄 수 있는 모델 시스템이 필요하다. 본 연구실에서는 약학대학의 선천성 면역 연구실과의 공동연구를 통해 곤충의 일종인 Tenebrio moliter를 이용하여, 대표적 병원균인 Pseudomonas의 감염력을 모니터링 하는 실험을 수행하고 있다. 특히 쿼럼 신호전달과 관련하여 Pseudomonas의 병원성이 어떻게 변하는지 보는 실험을 수행하고 있다.
또한 만성 감염의 대표적 원인인 생체내 바이오필름 형성을 in vivo에서 모니터링 하기 위해서 Caenorhabditis elegans를 이용한 방법을 구축하고 있다. 이는 투명한 몸체를 가지는 C. elegans에, 각기 다른 빛깔의 fluorescence protein으로 표지된 세균 돌연변이주를 섭취시킨 다음, C. elegans의 생체내에서 이 세균들이 바이오필름을 얼마나 형성하는지 현미경을 통해 직접 관찰하는 방법이다. 이 방법을 통해 실제 숙주내에서 바이오필름이 형성되는 것을 다양한 돌연변이 주를 이용해 분석하는 것이 가능할 것이라 기대된다.
곤충이나 선충은 주로 토양 등 육상에서 존재하다는 점에서 해양 병원균 연구를 위한 모델로 사용하기에는 한계가 있을 수 있다. 이에 본 연구실에서는 brine shrimp를 이용한 모델 시스템을 시도해 보고 있다. Brine shrimp는 바닷물에서 자라는 새우라는 뜻으로, 식품으로도 쓰이고, 생물학에서는 화학물질의 독성검사에 많이 쓰이는 생물이다. 대표적 brine shrimp 종에는 Artemia salina, Artemia sinica, Artemia monica 등이 있다.
이러한 소형 동물 모델을 이용한 in vivo 분석법 들은, 본 연구팀이 연구하는 쿼럼 신호 유사체를 이용한 쿼럼 센싱, 혹은 바이오필름 억제 물질이나, 혹은 부산대 약대가 보유하고 있는 다양한 해양 천연물 유래 물질들에 대한 생체내 항 감염 활성 측정을 가능하게 할 것으로 기대된다. 즉, 이들을 본 모델 시스템에 병원균과 함께 투여함으로써, 이들 물질에 의해 세균의 병원성이나 바이오필름 형성이 어떻게 변하는지를 다각적으로 분석하는 것이다. 이러한 연구들은 신약개발이나, 새로운 항 세균 전략을 개발하는데 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 사료된다.