닭 기도 상피세포의 1차 배양과 유전자 재조합 바이러스의 감염 특성 연구

Abstract

닭에서 기도 상피세포는 호흡기 관련 질병 연구에 있어 제한된 외부 환경 및 조건하에 동물 생체 외 실험을 진행할 수 있다는 점에서 중요한 연구재료로써 이용될 수 있다. 최근에 쥐, 인간, 햄스터 등에서 상피세포의 1차 배양 방법이 확립되었으며, 닭에서도 초기 바이러스 감염 경로 기관에 대한 병독성을 진단하고, 감염 메커니즘을 규명하기 위해서 기도 상피세포 배양 방법의 확립이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 20일령 병아리의 기도 내 상피세포층에서 기도 상피세포를 분리하였으며, 분리된 기도 상피세포의 1차 배양을 수행하였을 때 전형적인 기도 상피세포의 형태인 섬모를 관찰할 수 있었고, 15일에서 20일 이상 배양 시에도 그 형태를 유지할 수 있다는 사실을 확인하였다. 또한 상피세포 마커 유전자(retinoic acid responder, FGF-binding protein, virus activating protease(VAP))를 이용하여 배양된 기도 상피세포에서 기도 상피세포 특이적인 유전자가 섬유아세포주에 비하여 높게 발현한다는 사실을 확인하였다. 마지막으로 1차 배양된 기도 상피세포의 ND 바이러스 감수성을 알아보기 위하여 각각 0.1 MOI와 1 MOI의 ND 바이러스를 1차 배양된 기도 상피세포에 체외 감염시켰을 때, 12.6%와 48.2%의 감염율을 보였다. 또한 섬유아세포주에 1 MOI의 ND 바이러스를 감염시켰을 때 13.5% 감열율을 보여, 1차 배양된 기도 상피세포가 ND 바이러스에 3배 이상 높은 바이러스 감수성을 나타내는 결과를 확인하였다. 그러므로 본 연구는 향후 닭에서 바이러스성 호흡기 질환의 감염 경로 및 메커니즘을 연구하고, 나아가 질병의 예방 및 치료에 있어서 중요한 기초자료로써 이용할 수 있을 것으로 기대된다. Tracheal epithelial cells (TECs) are an important tool for studies of viral respiratory diseases. Primary TECs have been cultured from human, mouse and hamster. It is also necessary to diagnose viral respiratory disease and reveal infection mechanisms in chicken. In this study, we isolated tracheal epithelial layers from tracheal of 20-day-old chicks and cultured primary TECs from the isolated layers. Ciliated cells which were a typical morphology of TECs were observed in cultured primary TECs and maintained until cell passage 5 (15 to 20 days). When we analyzed expression patterns of epithelial marker genes (retinoic acid responder, FGF-binding protein, virus activating protease (VAP) in TECs compared to immortalized chicken embryonic fibroblast cell line (DF-1), all the marker genes are highly expressed in TECs than in DF-1. When TECs were cultured with 0.1 and 1 MOI of ND virus (rNDV-GFP strain) to test the susceptibility of TECs for ND virus, 12.6% and 48.2% of the incubated TECs were infected respectively. In addition, when DF-1 was incubated with 1 MOI of ND virus, the virus infection rate of DF-1 was three times lower than the virus infection rate of TECs. These data could contribute to study infection mechanisms of viral respiratory diseases and control them in chicken.