Human genetic polymorphisms and mycobacterial proteins in susceptibility to pulmonary tuberculosis.
- 주제(키워드) polymorphisms , mycobacterial proteins , tuberculosis
- 발행기관 고려대학교 대학원
- 지도교수 강성만, 박순희
- 발행년도 2009
- 제출일 2008-12-29
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 박사
- 학과 생명공학과 분자생물학전공
- 원문페이지 124 p
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/korea/000000006927
- 본문언어 영어
- 제출원본 000045533452
초록/요약
Tuberculosis, caused by Mycobacterium tuberculosis (M. tuberculosis), is the most common mycobacterial disease in the world and remains a leading public health problem. The World Health Organization (WHO) estimates that approximately one-third of the global community is infected with M. tuberculosis. Tuberculosis has long been considered as a complex disease with a strong genetic component. A previous study of two case control samples identified the -2518 monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1)-allele as strong risk factor of tuberculosis susceptibility. So, I tried to replicate the strong effect of the -2518 MCP1 G-allele polymorphism on tuberculosis susceptibility. Specific genotypic traits associated with Korean ethnicity and the prevalence of particularly virulent tuberculosis strains may be contributing to cause problem. Genetic characterization of Korean M. tuberculosis strains could provide a deeper understanding of the forces contributing to the spread of tuberculosis in Korea. Therefore, I compared the protein expression levels of M. tuberculosis strains by 2-dimensional electrophoresis and continuous MALDI-MS analysis in order to identify specific virulence factors of Korean M. tuberculosis strains (K01 strains). I identified seven spots strongly expressed only in K01 strain compared with M. tuberculosis H37Rv and H37Ra: Rv 3849, mpt64, accD1, ahpC, N-acetylmuramyl-L-alanine amidase, putative UDP glucose epimerase and transposase. And I conducted comparative proteomics of expressed proteins of clinical isolates of the K-strain with H37Rv, H37Ra as well as the vaccine strain of M.bovis BCG following phagocytosis by the human monocytic cell line U-937. Proteins were analyzed by 2-D PAGE and MALDI-TOF-MS. Two proteins, Mb1363 and MT2656 were most abundant after phagocytosis of M.tuberculosis K-strain but less so after phagocytosis of the H37Rv, H37Ra strain or other clinical isolates and M.bovis BCG. A deeper study of these proteins may provide a clue in the development of effective new anti-tuberculosis vaccines and TB pathogenesis.
more초록/요약
결핵균에 의해 발병되는 결핵은 우리나라와 전세계적으로 위협이 되는 공중보건문제 중 가장 심각한 질병이다. 전세계 인구의 1/3 이상이 결핵에 감염되어 있으며, 년간 발생률 900만 명과 사망자 수 300만 명을 기록하고 있다. 결핵은 대표적인 감염성 질환으로 알려져 있지만, 한편으로는 강한 유전적 요소가 작용하는 복합적인 질병이기도 하다. 1926년 독일 북부 지방에 위치한 뤼벡에서 발생한 비극적인 사건은 결핵에 작용하는 유전적 요소들을 설명하는 대표적인 선례이다. 당시, 251의 영아들이 의료진의 실수로 약독화된 BCG 대신 맹독성 결핵균주를 접종받고, 4명은 전혀 증상이 없었으며, 72명은 1년 이내에 사망하고, 175명은 발병 하였으나 병을 이겨내고 생존하였다. 그 외 일란성 쌍둥이가 이란성 쌍둥이나 다른 형제, 자매들에 비해 결핵 발병에 있어 유의할 만한 concordance를 보인다는 연구 결과도 보고되었다. 현재 VDR, IL12, IL12RB1, INFG, MBL, DRB1, NRAMP1 유전자들이 주요 연구 대상으로 주목 받고 있다. 특히 Monocyte chemoattractant protein-1 (MCP-1) 유전자의 -2518 promoter 부위의 G 대립 유전자가 결핵발병과 관련하여 극히 높은 유의성을 보인다는 보고가 있어 MCP-1 유전자의 SNP 들에 대한 유전적 유의성을 흑인, 백인, 그리고 남미인들의 DNA를 통해 조사하였으나, 유의성 있는 결과를 얻지 못하였다. 그리고 결핵관련 감수성에 관여하는 또 다른 주요 요인이라 할 수 있는 결핵균의 유전적 요인들을 분석하기 위하여 여러 종류의 결핵균주에 대한 세포질 단백질 분석을 시도하였다. 2-D와 MALDI-MS 분석을 통해 다른 결핵균이나 마이코박테리아와 달리 한국인들에게 특이하게 많이 분포되어 있는 K-균주에서 강한 발현을 보이는 Rv 3849, mpt64, Acetyl/propionyl-CoA Carbpxylase (accD1), alkyl hydroperoxide reductase C (ahpC), N-acetylmuramyl-L-alanine amidase, putative UDP glucose epimerase and transposase 등의 단백질을 확인하였다. 또한, 추가적인 결핵균 감염 실험을 U937 세포주를 이용해 실시하여, 결핵균의 감염 후 특이하게 발현하는 Mb1363 (probable glycogen phophorylase GlgP), MT2656 (1,3,4,6-tetrachloro-1,4-cylcohexadiene hydrolase), MT3985 (FtsK/SpoIIIE family protein) 등의 단백질들을 프로테오믹스를 통해 확인할 수 있었다. 이와 같은 이 결과들은 향후 새로운 결핵 백신 개발 및 결핵의 병리기작을 밝히는 근거가 될 수 있으리라 기대된다.
more목차
Introduction = 1
References = 13
Chapter 1 Association study of functional promoter polymorphism in monocyte chemoattractant protein-1 with susceptibility to pulmonary tuberculosis. = 27
Abstract = 28
Introduction = 29
Patients and Methods = 32
Results = 38
Discussion = 48
References = 52
Chapter 2 Comparison of the cytosol proteome of Mycobacterium tuberculosis strains H37Rv and H37Ra with Korean clinical isolate K01. = 60
Abstract = 61
Introduction = 63
Material and methods = 66
Results = 69
Discussion = 76
References = 81
Chapter 3 Comparative proteomic analysis of virulent Korean Mycobacterium tuberculosis Kstrain with other mycobacteria strain following infection of U-937 Macrophage. = 87
Abstract = 88
Introduction = 90
Material and methods = 92
Results and discussion = 97
References = 108
Summary = 112
국문초록 = 115
감사의 글 = 117
