부산대학교 도서관

Vibrio vulnificus is a gram-negative bacterium that inhabits marine or estuarine areas, and is a causative agent of food-borne diseases. Although a variety of factors has been proposed to be implicated the mechanism of pathogenesis associated with V. vulnificus infection, the major one has yet to be identified. In this study, we investigated the role of cellular ROS in V. vulnificus infection process. A large quantity of ROS was generated by host cells in response to V. vulnificus infection via NAD(P)H oxidase 1, which resulted in eventual cell death, as demonstrated using cultured cells and transgenic mice. ROS were found to inhibit the amount as well as activity of various antioxidant enzymes except SOD3. Pre-treatment of the cells or mice with an NAD(P)H oxidase inhibitor reduced the level of ROS generation in the infection process. Activation of MMP-2 and -9 was also noted following V. vulnificus infection, which might contribute to rapid destruction of host tissues by the Vibrio infection. Mice and cultured epithelial cells infected with a mutant strain of V. vulnificus that was defective for RtxA toxin no longer generated ROS or activated the MMPs, which markedly attenuated the death. Mice deficient in Gpx1 were found to have enhanced sensitivity to bacteria-induced death, whereas transgenic mice overexpressing SOD3 were resistant. Gpx1^(+/-)/TgSOD3 mice also showed 60% lethality up to 50 hours post infection. These results indicated that RtxA toxin from V. vulnificus induces host cell death through a modulation of Rac2 via NAD(P)H oxidase, and the abnormal antioxidants levels are accelerated the host cell death through excessive ROS generation.
비브리오 불리피쿠스균 (Vibrio Vulnificus)은 gram-negative 미생물로서 주로 해양가에 서식하며, 이 균에 오염된 어패류를 생식하거나 균에 오염된 해수 및 갯벌 등에서 피부 상처를 통해 감염되었을 때 패혈증을 일으킨다. 비록 이러한 질병을 일으키는 병원성 인자에 대해 많은 연구가 수행되었지만 아직 중요 인자에 대해서는 밝혀지지 않았다. 본 연구에서 우리는 비브리오 불리피쿠스균에 감염된 숙주 상피세포에서 발생하는 활성산소종이 질병 발병에 미치는 영향을 조사하였다. 비브리오균에 감염된 배양세포 및 마우스 장에 많은 양의 활성산소종이 숙주세포의 NAD(P)H oxidase 1 을 통해 생성되어 사멸을 유도하였다. 과도하게 생성된 활성산소종은 숙주세포의 주요 항산화 효소들의 활성 저하 및 단백질의 분해를 유도하였다. NAD(P)H oxidase 1 의 억제제를 배양세포 및 마우스에 처리하였을 경우, 이러한 활성산소종의 생성이 크게 감소하였으며 세포 및 마우스 사멸을 억제하였다. 또한 비브리오균 감염시 발생한 활성산소종은 MMP-2, 9 활성화를 유도하였다. 이는 비브리오균의 빠른 조직 침투 및 파괴에 기여할 것으로 생각된다. 최근에 밝혀진 병원성 인자인 RtxA 의 유전자를 제거한 돌변변이 비브리오를 배양세포 및 마우스에 감염 시켰을 경우 이러한 활성산소종의 생성 및 MMPs 의 활성화가 크게 감소하였으며 결국 세포사멸이 억제되었다. 비브리오균을 항산화 효소인 Gpx1 이 결손된 마우스 (Gpx1-/-)에 감염시켰을 경우 마우스의 생존율이 빠르게 감소하였으며 SOD3 을 과발현한 마우스 (TgSOD3)는 비브리오균 감염에 의한 사멸에 저항성을 가졌다. 또한 이 두 마우스의 교배종인 마우스 (Gpx1^(+/-)/TgSOD3)의 경우 TgSOD3 보다 빠른 생존율 감소 곡선을 나타냈다. 이러한 결과들은 비브리오 불리피쿠스균의 RtxA 병원성 인자가 비특이적인 NAD(P)H oxidase 활성화를 통해 과도한 활성산소종의 생성을 유도함을 보여준다. 이는 결국 항산화 효소의 비특이적 반응을 통해 활성산소종 축적으로 인해 세포 사멸 및 마우스의 죽음이 유도됨을 알 수 있다.