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보고서 상세정보

인체질병 백신용 형질전환식물 개발
Development of transgenic plant producing edible vaccine against human diseases

  • 사업명

    21C프론티어연구개발사업

  • 과제명

    인체질병 백신용 형질전환식물 개발

  • 주관연구기관

    한국생명공학연구원
    Korea Research Institute of Bioscience and Biotechnology

  • 연구책임자

    김현순

  • 참여연구자

    전재흥   정혁   염정원   김미선   김재현   김윤식   김한나  

  • 보고서유형

    2단계보고서

  • 발행국가

    대한민국

  • 언어

    한국어

  • 발행년월

    2006-05

  • 과제시작년도

    2003

  • 주관부처

    과학기술부

  • 사업 관리 기관

    한국과학재단
    Korea Science and Engineering Foundtion

  • 등록번호

    TRKO201000012068

  • 과제고유번호

    1350000625

  • 키워드

    베타아밀로이드(Aβ).면역유도반응.치매모델동물.간염바이러스.preS2.beta-amyloid.immunization.transgenic mice.HBV.preS2.

  • DB 구축일자

    2013-04-18

  • 초록 


    Beta amyloid (Aβ) is believed one of the major pathogens of Alzheimer’s disease(AD), and the reduction of Aβ is considered a prim...

    Beta amyloid (Aβ) is believed one of the major pathogens of Alzheimer’s disease(AD), and the reduction of Aβ is considered a primary therapeutic target. Immunization with Aβ can reduce Aβ burden and pathological features in transgenic AD model mice. Transgenic potato plants were made using genes encoding 5 tandem repeats of Aβ1?2(5Aβ42) peptides with an ER retention signal. APP transgenic mice (Tg2576) fed with transgenic potato tubers showed a primary immune response and a partial reduction of Aβ burden in the brain. Thus, Aβ tandem repeats can be expressed in transgenic potato plants to form immunologically functional Aβ, and these potatoes can be used for the prevention and treatment of Alzheimer’s disease.
    The antibodies to preS2 synthetic peptides have been probed to neutralize hepatitis Bvirus (HBV), and also the addition of preS2 sequence could enhance the antibody response compared with a conventional vaccine in the non- and low responders. Previously, we generated transgenic potatoes expressing middle protein, which contains additional 55 amino acid preS2 region at the N-terminus of the S protein, of HBV to determine the feasibility of developing a plant-delivered HBV vaccine. In this study, we monitored the immune response after induction of immunoglobulin by boosting and assessed the efficacy of the mucosal immune response with regard to generate IgA antibodies. The HBsAg middle protein expressed in our transgenic potatoes was well immunized at low antigenic quantities in mice and the induced anti-S or anti-preS2 antibodies were sustained for the whole period without decrease. Orally delivery of plant-derived HBsAg middle protein to mice resulted in fecal anti-S or anti-preS2 as well as serum IgG. In addition, we used antibodies induced from the immunized mice with the potato-derived rHBsAg in competition assay as competitors to confirm the binding ability of preS2 antibodies to surface antigen of hepatitis virus. Anti-preS2 antibodies induced from immunized mice with transgenic potatoes effectively competed with anti-preS2 murine antibody H8 as expected. From these results, the inclusion of preS2 antigen to HBV plant vaccine may provide additional protective immunity in the HBV prevention.


    베타아밀로이드(Aβ)는 알츠하이머성 치매 (Alzheimer's disease, AD)를 유발하는 원인 물질 중의 하나로 알려져 있다. 따라서, 이 베타아밀로이드를 감소시키는 것이 치매의 초기 치료에 주요 목표가 될 수 있다. 베타...

    베타아밀로이드(Aβ)는 알츠하이머성 치매 (Alzheimer's disease, AD)를 유발하는 원인 물질 중의 하나로 알려져 있다. 따라서, 이 베타아밀로이드를 감소시키는 것이 치매의 초기 치료에 주요 목표가 될 수 있다. 베타아밀로이드를 이용한 면역유도반응 실험에서 도입된 베타아밀로이드가 치매모델동물에서 Aβ burden을 감소시키고, 나아가 병적인 측면을 완화시킨다고 한다. 이를 근거로하여 베타아밀로이드의 독성을 줄이고 항원성을 유지하는 변형된 베타아밀로이드를 개발하였다. 감자 식물체에 형질전환 시켜 5Aβ를 발현하는 감자를 개발하였다. 단백질 발현이 가장 높은 하나의 개체를 선발하여 치매모델동물, Tg2576,에 immunization 실험을 수행하였다. Primary antibody response를 보였으며, 뇌속의 베타아밀로이드 양이 감소하였고 Aβ burden도 일정 부분 감소하였다. 따라서, Aβ tandem repeats는 감자식물체에서 발현이 가능함을 알게 되었고, 이 감자 유래 베타아밀로이드는 면역학적 기능을 가지는 것을 확인하였다. 이 5Aβ 발현 감자는 앞으로의 계속적인 실험을 통해 궁극적으로 알츠하이머성 치매의 예방 및 치료에 사용 가능할 것이라 본다.
    HHsAg 유전자의 preS2 region은 HBV에 대한 neutralizing 항체를 만들 수 있을 뿐만 아니라 기존의 상용화 HBV 백신에 대한 non- 또는 low-responders들에게 항체형성 반응을 유도할 수 있을 것이라고 본다. 앞선 단계의 실험에서 preS2를 포함하는 middle protein을 발현하는 형질전환 감자를 개발하였고, 이를 이용하여 경구백신으로 사용할 수 있는 가능성을 확인 한 바 있다. 본 연구에서는 mice immunization 이 후 항체형성 반응을 집중적으로 연구하여, 3번의 경구투여와 boosting을 통해 S 항원 및 preS2에 대한 항체 형성을 확인하였으며, humoral immune response뿐만 아니라 IgA 분석을 통해 mucosal immune response 유도까지 가능함을 알 수 있었다. 또한 preS2 neutralizing-Ab인 H8과의 competition assay라는 간접적인 방법으로 식물체 유래 HBsAg에 대한 항체는 HBV neutralizing activity가 있음을 확인하였다.


  • 목차(Contents) 

    1. 표지...2
    2. 제출문...3
    3. 초록...4
    4. 요약문...5
    5. SUMMARY...10
    6. CONTENTS...11
    7. 목차...12
    8. 제1장 연구개발과제의 개요...13
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황...16
    10. 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과......
    1. 표지...2
    2. 제출문...3
    3. 초록...4
    4. 요약문...5
    5. SUMMARY...10
    6. CONTENTS...11
    7. 목차...12
    8. 제1장 연구개발과제의 개요...13
    9. 제2장 국내외 기술개발 현황...16
    10. 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...19
    11. 제1절 베타아밀로이드를 발현하는 형질전환 감자를 이용한 면역반응 유도...19
    12. 제2절 간염바이러스 HBsAg발현 감자의 경구투여에 의한 mice immunization...29
    13. 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...39
    14. 제1절 연구개발목표의 달성도...39
    15. 제2절 관련분야에의 기여도...41
    16. 제5장 연구개발결과의 활용계획...42
    17. 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...43
    18. 제7장 참고문헌...44
  • 참고문헌

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