KR102249189B1 - Vaccine composition for preventing or treating porcine proliferative enteritis and salmonellosis simultaneouly comprising attenuated Salmonella mutant expressing immunogen having improved antigenicity as effective component - Google Patents

Vaccine composition for preventing or treating porcine proliferative enteritis and salmonellosis simultaneouly comprising attenuated Salmonella mutant expressing immunogen having improved antigenicity as effective component Download PDF

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Abstract

The present invention relates to a vaccine composition for simultaneously preventing or treating porcine proliferative enteropathy and salmonellosis, comprising an attenuated Salmonella mutant expressing a newly synthesized antigen by collecting the epitope of the autotransporter (LatA) protein of Lawsonia intracellularis, and a chimeric antigen fused with flagellar protein (FliC) to both ends of the peptidoglycan-related lipoprotein (Pal) as an active ingredient.

Description

항원성이 증진된 항원을 발현하는 약독화된 살모넬라 변이주를 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물{Vaccine composition for preventing or treating porcine proliferative enteritis and salmonellosis simultaneouly comprising attenuated Salmonella mutant expressing immunogen having improved antigenicity as effective component}Vaccine composition for preventing or treating porcine proliferative enteritis and salmonellosis simultaneouly comprising attenuated Salmonella containing as an active ingredient an attenuated Salmonella mutant expressing an antigen with enhanced antigenicity mutant expressing immunogen having improved antigenicity as effective component}

본 발명은 항원성이 증진된 항원을 발현하는 약독화된 살모넬라 변이주를 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a vaccine composition for simultaneous prevention or treatment of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising as an active ingredient an attenuated Salmonella mutant that expresses an antigen with enhanced antigenicity.

로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis)는 그람 음성균이며, 세포내 기생 세균으로 돼지 증식성 회장염(Porcine proliferative enteritis, PPE)을 일으키는 주요 균주로 보고되고 있다. 이러한 로소니아 인트라셀룰라리스는 과거에는 돼지에서만 감염이 이루어지고, 급성으로 인한 폐사보단 만성으로 진행되어 폐사가 되지 않으며 성장부진과 만성 설사증세를 보이며 사료섭취가 둔하고 체중이 감소되는 등 양돈 생산성을 저하시키는 주요 원인이었다. 현재는 원숭이, 토끼, 족제비, 여우, 말, 타조와 에뮤 등 포유류를 포함한 조류에서 또한 실질적으로 영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 돼지에서는 주로 분변을 통한 구강감염으로 전파가 일반적이며, 특히, 자돈은 포유과정에서 오염된 모돈의 유두를 통해 감염이 발생된다. 이외에도 분변으로 배출된 균이 사료나 음수에 오염되어 오염된 사료나 물을 섭취하였을 때에도 감염이 일어날 수 있으며, 또한 돼지의 습성 중 하나인 농장 바닥을 입으로 파는 행위를 통해서도 감염이 발생될 수 있다. 그러나 현재까지 증식성 회장염에 대한 정확한 역학적 조사가 확립되어있지 않은 실정이다. 또한, 로소니아 인트라셀룰라리스 균의 숙주 영역이 상당히 넓은 것으로 미루어, 농장 주변의 야생조류, 야생동물, 또는 농장에서 기르는 개나 고양이를 통한 감염 또한 가능한 실정이며, 농장 내 기구 또는 차량 등에 의한 전파도 가능할 것으로 추정되고 있다. 발병 연령 또한 광범위하여, 이유 후 모든 연령의 돼지에서 발병하는 특징을 가지고 있어, 질병의 근절과 예방에 상당히 많은 노력을 기울여야 하며, 본 질병의 원인균은 세포 내 기생하면서 질병을 야기하기 때문에 대부분의 임상 경과가 만성적으로 나타나는 것이 많고, 질병의 진단에 상당한 어려움을 겪고 있어 이에 대한 대책 마련이 절실한 실정이다. 농장에서의 유행률과 그 심각성에 비하여 최근에야 돼지 증식성 회장염에 관한 정보가 알려지기 시작한 데에는 여러 가지 이유가 있는데, 증식성 회장염의 진단은 민감도가 떨어지고 정확도가 높지 않으며 원인체인 로소니아 인트라셀룰라리스는 체외 배양이 까다로운 것 등이 있다. Lawsonia intracellularis is a Gram-negative bacterium, and is an intracellular parasitic bacterium that has been reported as a major strain causing Porcine proliferative enteritis (PPE). In the past, Lawsonia intracellularis was infected only in pigs, and it progresses chronically rather than acute death, so it does not cause mortality, and it shows sluggish growth and chronic diarrhea, slow feed intake, and decreases pig production, such as weight loss. It was the main cause of letting. It has now been found that it also has a substantial effect on birds, including mammals, such as monkeys, rabbits, weasels, foxes, horses, ostrichs and emu. In pigs, transmission is common due to oral infections mainly through feces. In particular, piglets are infected through the sows' nipples contaminated during the lactation process. In addition, infection may occur when contaminated feed or water is consumed due to contaminated feed or drinking water, and infection may also occur through the act of selling the farm floor by mouth, which is one of the habits of pigs. . However, the exact epidemiologic investigation for proliferative ileitis has not been established until now. In addition, as the host area of Lawsonia intracellularis is quite wide, infection through wild birds, wild animals, or farm-raised dogs and cats is also possible, and transmission by equipment or vehicles inside the farm is also possible. It is estimated to be. The age of onset is also wide, and it has the characteristics of onset in pigs of all ages after weaning, so a great deal of effort must be made to eradicate and prevent the disease. There are many cases in which the course is chronic, and there is considerable difficulty in diagnosing the disease, so it is urgent to prepare countermeasures. Compared to the prevalence and severity on farms, there are several reasons why information on porcine proliferative ileitis has only begun to be known recently.The diagnosis of proliferative ileitis is less sensitive and less accurate, and the cause of the disease is Lawsonia intracellular. Lith is difficult to culture in vitro.

로소니아 인트라셀룰라리스의 병인 기전은 최근에야 연구되었으며 그 생태는 여전히 거의 알려지지 않았다. 현재 상용화되어 있는 백신은 로소니아 인트라셀룰라리스 균주를 연속 계대배양하여 얻어진 비병원성 균주를 이용하여 제작되는 약독화 생균백신이다 (Enterisol® Ileitis, Boehringer Ingelheim). 로소니아 인트라셀룰라리스 균주를 연속 계대배양 할 때, 20~40회 사이에서 약독화가 일어나는 것으로 추정된다. 그러나 정확히 어떤 부분이 약독화 되었는지 알 수 없으며 야외에서 야생 균주와 접촉하여 회복할 가능성이 있어 안전성이 부족하다고 여겨질 수 있다. 따라서 돼지 증식성 회장염은 주로 음식이나 급수를 통한 항생제의 투여로 조절되는데, 최근 항생제 내성 세균들의 출현으로 인해 동물 항생제 사용이 제한되어 앞의 결점을 극복할 수 있는 새로운 개념의 백신이 필요한 실정이다.The pathogenesis of Lawsonia intracellularis has only been studied recently, and its ecology is still little known. The currently commercialized vaccine is a live attenuated vaccine produced using a non-pathogenic strain obtained by serial passage of the Lawsonia intracellularis strain (Enterisol ® Ileitis, Boehringer Ingelheim). When the Lawsonia intracellularis strain is serially subcultured, it is estimated that attenuation occurs between 20 and 40 times. However, it is not known exactly which part has been attenuated, and there is a possibility of recovery by contact with wild strains outdoors, so it may be considered insufficient safety. Therefore, porcine proliferative ileitis is mainly controlled by the administration of antibiotics through food or water, but the use of antibiotics in animals is limited due to the recent emergence of antibiotic-resistant bacteria, and a new concept of vaccine is needed to overcome the previous shortcomings. .

살모넬라 감염 또한 전세계적으로 양돈 산업과 식품 산업, 공중보건에서 중요한 질병이다. 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella Typhimurium)은 공중보건학적으로 더욱 중요성이 큰 병원체로, 오염된 음식을 통해 급성 위장염을 일으키는 원인체이다. 돼지에서 살모넬라 티피뮤리움은 흔하게 감염되어 있으며 이는 폐사와는 거의 관계가 없고 장염을 일으키지만, 무증상인 개체라도 한번 노출된 후 몇 달 동안 분변으로 균을 배출하여 환경을 오염시키고 도축 후 유통되는 육류에 전달될 경우 오염된 식품에서 유래하는 인간 살모넬라 감염의 중요한 원인이 되고 있다. 최근 연구에 따르면 장내 미생물 사이의 상호작용과 균형은 가축의 건강에 아주 중요하게 여겨지며, 살모넬라에 감염된 동물에서 염증과 함께 결장의 장내세균총에 큰 변화가 일어나고 살모넬라균의 감염이 다른 미생물의 증식과 연관됨이 증명되어 살모넬라균을 배출하는 돼지가 로소니아 인트라셀룰라리스의 감염과도 유의한 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 따라서 돼지에서 장내 미생물성 질병을 예방하려면 다양한 중요 병원체를 함께 방어하는 방법이 유리할 것이다. 여기에서 착안하여 본 발명에서는 세포 내에서 증식하는 특징을 가진 그람음성 세균이라는 공통점을 가지고 있으며 감염 위치와 임상증상 또한 유사한 로소니아 인트라셀룰라리스와 살모넬라 티피뮤리움의 감염을 동시에 예방하는 백신을 개발하고자 한다.Salmonella infection is also an important disease in the pig industry, food industry and public health worldwide. Salmonella Typhimurium (Salmonella Typhimurium) is a pathogen of greater importance in public health and is a causative agent of acute gastroenteritis through contaminated food. Salmonella typhimurium is commonly infected in pigs, which has little to do with mortality and causes enteritis, but even in asymptomatic individuals, the environment is polluted by excreting bacteria in feces for several months after exposure to meat. It is an important cause of human Salmonella infection resulting from contaminated food when transmitted to. According to a recent study, the interaction and balance between intestinal microbes are considered very important to the health of livestock.In animals infected with Salmonella, large changes in the colon's intestinal flora along with inflammation occur, and Salmonella infection is associated with the proliferation of other microbes. It has been proven that pigs that excrete Salmonella have a significant correlation with infection with Lawsonia intracellularis. Therefore, in order to prevent intestinal microbial diseases in pigs, it would be advantageous to defend a variety of important pathogens together. In light of this, in the present invention, it is intended to develop a vaccine that simultaneously prevents infections of Lawsonia intracellularis and Salmonella typhimurium, which has a common point of Gram-negative bacteria with characteristics that proliferate within cells, and the infection location and clinical symptoms are also similar. do.

약독화살모넬라 생균 백신은 이종의 항원이나 단백질을 발현하여 숙주의 면역 체계에 전달하는 방식으로 사용되어 왔다. 세포막 사이 공간이나 세포 표면에 이종 항원 또는 단백질을 분비하는 약독화된 살모넬라 균주를 구강접종 하였을 때 살모넬라균이 장에 부착, 증식하고 장관관련 림프조직(Peyer's patches)을 통하여 전신적인 체액성 및 세포성 면역과 점막 면역반응을 일으키는 것이 증명되었다. 약독화된 살모넬라 백신 균주는 다복제 플라스미드를 이용하여 대장균(Escherichia coli), 인플루엔자 등 다양한 세균과 바이러스의 특정 항원을 발현하여 숙주의 면역 체계에 전달하도록 개발되어 사용되어 왔고, 다양한 방식의 약독화를 통하여 부작용을 일으키지 않고 장관에서의 잔류 시간이 길어지도록 개량되어 왔다. Live attenuated Salmonella vaccines have been used by expressing heterogeneous antigens or proteins and delivering them to the host's immune system. When inoculated with an attenuated Salmonella strain that secretes a heterologous antigen or protein in the space between cell membranes or on the cell surface, Salmonella bacteria adhere to and proliferate in the intestine and systemic humoral and cellular properties through Peyer's patches It has been demonstrated to cause immunity and mucosal immune responses. Attenuated Salmonella vaccine strains have been developed and used to express specific antigens of various bacteria and viruses such as Escherichia coli and influenza using multi-copy plasmids and deliver them to the host's immune system. It has been improved to increase the residence time in the intestinal tract without causing side effects.

본 발명에서 개발한 백신은 특정 유전자를 제거하여 약독화된 살모넬라 티피뮤리움 균주에 로소니아 인트라셀룰라리스에서 유래한 재조합 항원 유전자를 도입하여 로소니아 항원을 숙주에 전달하는 방식으로 작동하게 된다. 영양요구성(auxotrophic) 유전자인 asd(aspartate β-semialdehyde dehydrogenase)를 약독화된 살모넬라 티피뮤리움 생백신 균주(Δlon, ΔcpxR)에서 결손시켜 balanced-lethal host-vector 시스템을 가지는 살모넬라 티피뮤리움을 로소니아 인트라셀룰라리스 항원을 전달할 균주로 선정하였다. SPIs(Salmonella pathogenicity islands)에는 수많은 중요한 독성 인자가 포함되어 있다. lon은 ATP-dependent Lon protease를 발현하고 살모넬라 티피뮤리움의 상피세포 침투를 저해시킨다. 그러나 일단 살모넬라 티피뮤리움이 섭취되어 장관을 통해 비장에 도착하였을 때에는 세균 증식을 도와 전신감염에 관계되는 유전자이다. cpxR은 세포외부 환경의 변화에 반응하여 작동하고 핌브리애(fimbriae) 관련 유전자를 다양한 방식으로 작동 조절하여 살모넬라 티피뮤리움을 포함한 각종 병원성 세균이 숙주세포에 침입할 때 필요하다. asd는 결손되면 생장 시 DAP(Diaminopimelic acid)을 필수로 요구하여 asd+ 플라스미드를 재조합 벡터로 사용할 때 선택 지표가 된다.The vaccine developed in the present invention is operated by introducing a recombinant antigen gene derived from Lawsonia intracellularis into an attenuated Salmonella typhimurium strain by removing a specific gene to deliver the Lawsonia antigen to the host. Nutritional requirement by defects in the configuration (auxotrophic) gene, asd (aspartate β-semialdehyde dehydrogenase) an attenuated Salmonella typhimurium live vaccine strain (Δlon, ΔcpxR) rosoni Salmonella typhimurium that has a balanced-lethal host-vector system ah It was selected as a strain to deliver the intracellularis antigen. Salmonella pathogenicity islands (SPIs) contain a number of important virulence factors. lon expresses ATP-dependent Lon protease and inhibits the invasion of Salmonella typhimurium into epithelial cells. However, once Salmonella typhimurium is ingested and reaches the spleen through the intestine, it is a gene that is involved in systemic infection by helping bacteria proliferate. cpxR works in response to changes in the external environment of the cell and is required when various pathogenic bacteria, including Salmonella typhimurium, invade host cells by operating and regulating fimbriae-related genes in various ways. If asd is deficient, it is a selection index when using asd + plasmid as a recombinant vector, as it requires DAP (Diaminopimelic acid) at the time of growth.

한편, 한국공개특허 제2017-0081569호에는 '약독화된 살모넬라 변이주를 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물'이 개시되어 있고, 한국공개특허 제2006-0134054호에는 '로소니아 인트라셀룰라리스 서브유닛 백신'이 개시되어 있으나, 본 발명의 항원성이 증진된 항원을 발현하는 약독화된 살모넬라 변이주를 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물에 대해서는 기재된 바가 없다.On the other hand, Korean Patent Publication No. 2017-0081569 discloses'a vaccine composition for simultaneous prevention or treatment of porcine proliferative ileitis and salmonellosis containing attenuated Salmonella mutant as an active ingredient', and Korean Patent Publication No. 2006-0134054 The issue discloses'Rosonia intracellularis subunit vaccine', but simultaneous prevention of porcine proliferative ileitis and salmonellosis containing an attenuated Salmonella mutant expressing the antigen with enhanced antigenicity of the present invention as an active ingredient or There is no description of the therapeutic vaccine composition.

본 발명은 상기와 같은 요구에 의해 도출된 것으로서, 본 발명자는 로소니아 인트라셀룰라리스의 오토트랜스포터(LatA) 단백질의 항원 결정기(epitope)를 모아 새롭게 합성한 항원과, 펩티도글리칸과 관련된 지질 단백질(Pal)의 양 말단에 편모 단백질(FliC)을 융합시킨 키메라 항원을 각각 약독화된 살모넬라 티피뮤리움 균주에 발현시킨 후, 상기 신규 항원을 발현하는 살모넬라 티피뮤리움 균주의 백신 효과를 돼지 회장염 생쥐 모델을 이용하여 확인한 결과, 본 발명의 신규한 항원은 모두 돼지 회장염 원인균에 대한 방어 효과가 있는 것으로 관찰되었으며, 특히 상기 2개의 항원을 함께 처리한 실험군에서는 단독 처리 실험군에 대비하여 현저히 우수한 예방 효과가 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.The present invention was derived from the above requirements, and the present inventors synthesized antigens by collecting epitopes of the autotransporter (LatA) protein of Lawsonia intracellularis, and lipids related to peptidoglycans. After expressing the chimeric antigen in which the flagella protein (FliC) is fused to both ends of the protein (Pal) in each attenuated Salmonella typhimurium strain, the vaccine effect of the Salmonella typhimurium strain expressing the novel antigen was observed in pig ileum. As a result of confirming using a salt mouse model, it was observed that all of the novel antigens of the present invention have a protective effect against the causative agent of porcine ileitis. In particular, in the experimental group treated with the two antigens together, significantly superior to the single-treated experimental group. By confirming that there is a preventive effect, the present invention was completed.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis) 유래 오토트랜스포터 단백질로부터 유래한 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 항원; 또는 로소니아 인트라셀룰라리스 유래 편모(flagella) 단백질과 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(peptidoglycan-associated lipoprotein)이 융합된 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원;을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주를 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention is an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from the autotransporter protein derived from Lawsonia intracellularis; Or, it provides an attenuated Salmonella mutant comprising an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in which a flagella protein derived from Lawsonia intracellularis and a peptidoglycan-associated lipoprotein are fused. do.

또한, 본 발명은 상기 약독화된 살모넬라 변이주들을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주 혼합물을 제공한다.In addition, the present invention provides an attenuated Salmonella mutant mixture comprising the attenuated Salmonella mutant.

또한, 본 발명은 상기 약독화된 살모넬라 변이주 또는 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.In addition, the present invention provides a vaccine composition for simultaneous prevention or treatment of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising the attenuated Salmonella mutant strain or the attenuated Salmonella mutant mixture as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 약독화된 살모넬라 변이주 또는 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방용 사료 첨가제를 제공한다.In addition, the present invention provides a feed additive for simultaneous prevention of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising the attenuated Salmonella mutant strain or a mixture of attenuated Salmonella mutant strains as an active ingredient.

본 발명에 따른 신규한 백신 후보 항원은 돼지 증식성 회장염의 원인체인 로소니아 인트라셀룰라리스에 대한 방어능력이 우수하고, 면역동물의 항원특이적 체액성, 점막성 및 세포성 면역반응을 유의하게 증가시킬 수 있으므로, 돼지 증식성 회장염과 살모넬라증을 동시에 예방 및 치료할 수 있는 백신으로 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.The novel vaccine candidate antigen according to the present invention has excellent protection against Lawsonia intracellularis, which is the cause of porcine proliferative ileitis, and significantly increases antigen-specific humoral, mucosal and cellular immune responses of immunized animals. Therefore, it is expected to be useful as a vaccine that can prevent and treat porcine proliferative ileitis and salmonellosis at the same time.

도 1은 로소니아 인트라셀룰라리스 오토트랜스포터 단백질의 구조를 보여주는 모식도이다.
도 2는 로소니아 오토트랜스포터 단백질에서 The ProteomeBinders Epitope Choice Resource (http://bioware.ucd.ie/epic/) 프로그램을 이용하여 항원성이 높은 항원 결정기를 분석한 결과이다. 빨간 점선 박스로 표시된 5개 부분을 항원 합성에 사용하였다.
도 3은 숙주 세포 표면에서 FliC-PAL-FliC 항원과 TLR5 수용체의 상호작용을 보여주는 모식도이다
도 4는 PAL 단백질에서 The ProteomeBinders Epitope Choice Resource 프로그램을 이용하여 항원성이 높은 항원 결정기를 분석한 결과이다. 빨간 점선 박스로 표시된 4개 부분을 항원 합성에 사용하였다.
도 5는 백신 후보주의 효능 연구를 위한 동물 실험 모식도이다.
도 6은 백신 후보주의 효능을 확인하기 위한 도전 감염 동물 실험 모식도이다.
도 7은 로소니아 gDNA의 정량화를 위한 표준 검량 곡선이다.
도 8은 백신 후보 항원의 단백질 발현 수준을 웨스턴 블랏을 통해 확인한 결과이다. (A)는 벡터 대조군, (B)는 FliC-PAL-FliC 항원, (C)는 LatA protein epitopes focused immunogen 항원이다.
도 9는 백신 후보 항원을 발현하는 살모넬라 변이주를 이용한 면역화 후 점막조직의 sIgA 및 혈장 IgG 수준을 indirect ELISA를 통해 분석한 결과이다. **P < 0.05, NS: non significant.
도 10은 백신 후보 항원을 발현하는 살모넬라 변이주를 이용한 면역화 후 비장세포로부터 분비되는 IFN-γ 및 IL-17의 발현수준을 역전사 실시간 PCR을 이용하여 분석한 결과이다. **P < 0.05, NS: non significant.
도 11은 백신 후보 항원을 발현하는 살모넬라 변이주를 이용한 면역화 후 FACS 분석을 통해 T 세포 면역반응의 변화를 분석한 결과이다. ***P < 0.05 (비면역화 그룹과 비교한 유의성 결과).
도 12는 백신 후보 항원을 발현하는 살모넬라 변이주로 면역화한 실험 동물에 로소니아 약독화균주를 도전감염시킨 후 분변에서 확인되는 로소니아 gDNA 수준의 분석 결과이다. JOL 1592: LatA2를 발현하는 살모넬라 변이주, JOL 2127: LatA protein epitopes focused immunogen을 발현하는 살모넬라 변이주, JOL 2170: FliC-PAL-FliC 항원을 발현하는 살모넬라 변이주.
도 13은 로소니아 약독화균주로 감염된 실험동물의 회장(ileum) 및 백신 후보 항원을 발현하는 살모넬라 변이주로 면역화된 실험동물의 회장 조직을 면역조직화학염색법으로 확인한 결과이다. 화살표 머리는 각각의 세균이 확인된 위치를 의미한다.
1 is a schematic diagram showing the structure of a Lawsonia intracellularis autotransporter protein.
2 is a result of analysis of antigenic determinants with high antigenicity in the Lawsonia autotransporter protein using The ProteomeBinders Epitope Choice Resource (http://bioware.ucd.ie/epic/) program. Five areas indicated by red dashed boxes were used for antigen synthesis.
3 is a schematic diagram showing the interaction of the FliC-PAL-FliC antigen and the TLR5 receptor on the surface of a host cell.
4 is a result of analyzing an antigenic determinant having high antigenicity in PAL protein using The ProteomeBinders Epitope Choice Resource program. The four areas indicated by the red dotted boxes were used for antigen synthesis.
5 is a schematic diagram of an animal experiment for a study on the efficacy of a vaccine candidate.
6 is a schematic diagram of a challenge-infected animal experiment to confirm the efficacy of a vaccine candidate.
7 is a standard calibration curve for quantification of Lawsonia gDNA.
8 is a result of confirming the protein expression level of a vaccine candidate antigen through Western blot. (A) is a vector control, (B) is a FliC-PAL-FliC antigen, and (C) is a LatA protein epitopes focused immunogen antigen.
9 is a result of analysis of sIgA and plasma IgG levels in mucosal tissues after immunization using a Salmonella mutant strain expressing a vaccine candidate antigen through indirect ELISA. **P <0.05, NS: non significant.
10 is a result of analyzing the expression levels of IFN-γ and IL-17 secreted from splenocytes after immunization using a Salmonella mutant strain expressing a vaccine candidate antigen using reverse transcription real-time PCR. **P <0.05, NS: non significant.
11 is a result of analyzing changes in T cell immune response through FACS analysis after immunization using a Salmonella mutant strain expressing a vaccine candidate antigen. ***P <0.05 (significance result compared to non-immunized group).
FIG. 12 is a result of analysis of the level of Lawsonia gDNA found in feces after challenge-infecting an experimental animal immunized with a Salmonella mutant strain expressing a vaccine candidate antigen with a Lawsonia attenuated strain. JOL 1592: Salmonella mutant expressing LatA2, JOL 2127: Salmonella mutant expressing LatA protein epitopes focused immunogen, JOL 2170: Salmonella mutant expressing FliC-PAL-FliC antigen.
13 is a result of confirming the ileum of an experimental animal infected with the Lawsonia attenuated strain and the ileum of an experimental animal immunized with a Salmonella mutant that expresses a vaccine candidate antigen by immunohistochemical staining. The arrow head indicates the location of each bacteria.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis) 유래 오토트랜스포터 단백질로부터 유래한 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 항원; 또는 로소니아 인트라셀룰라리스 유래 편모(flagella) 단백질과 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(peptidoglycan-associated lipoprotein)이 융합된 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원;을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention, the present invention is an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from the autotransporter protein derived from Lawsonia intracellularis; Or, it provides an attenuated Salmonella mutant comprising an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in which a flagella protein derived from Lawsonia intracellularis and a peptidoglycan-associated lipoprotein are fused. do.

로소니아 인트라셀룰라리스의 오토트랜스포터 단백질은 NCBI의 로소니아 인트라셀룰라리스 PHE/MN1-00 유전자 지도 (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Lawsonia%20intracellularis%20PHE/MN1-00)에서 LI0649(802639-805194)의 게놈 서열 확인을 통해 추론하였고, 본 발명에 따른 상기 오토트랜스포터 단백질로부터 유래한 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 항원은 로소니아 오토트랜스포터(LatA) 단백질에서 패신저 도메인의 일부분을 포함하는 101~200번째 아미노산 서열 부분으로 이루어진 첫 번째 부위(도 2의 LatA1 part) 및 패신저 도메인의 일부분과 β-도메인의 전체를 포함하는 534~851번째 아미노산 서열 부분으로 이루어진 두 번째 부위(도 2의 LatA2 part)에서 상업화된 프로그램을 통해 항원성이 높은 부위로 예측된 5개의 항원 결정기를 글리신으로 연결하여 재조합한 항원이다.Lawsonia intracellularis autotransporter protein is NCBI's Lawsonia intracellularis PHE/MN1-00 genetic map (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/?term=Lawsonia%20intracellularis%20PHE) /MN1-00) was inferred through the identification of the genomic sequence of LI0649 (802639-805194), and the antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from the autotransporter protein according to the present invention is Lawsonia autotransporter (LatA ) In the protein, the first region consisting of a portion of the 101-200th amino acid sequence including a portion of the passenger domain (LatA1 part in FIG. 2) and a portion of the passenger domain and the 534-851th amino acid including the entire β-domain It is an antigen that is recombined by linking five antigenic determinants predicted to have high antigenicity through a commercialized program at the second site consisting of a sequence portion (LatA2 part in Fig. 2) with glycine.

또한, 본 발명의 상기 로소니아 인트라셀룰라리스 유래 편모(flagella) 단백질과 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(peptidoglycan-associated lipoprotein)이 융합된 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원은, 도 3에서 확인할 수 있는 것과 같이 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질을 중앙에 두고 편모 단백질이 양 말단에 융합되어 제조된 키메릭 단백질로, 서열번호 2의 아미노산 서열에 있어서 101번째부터 176번째가 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질 부분이다. 상기 76개의 아미노산으로 이루어진 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질 부분은 전체 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(서열번호 15)의 서열에서 상업화된 프로그램을 통해 항원성이 높은 부위로 예측된 4개의 부위를 재조합한 것이다.In addition, the antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in which the Lawsonia intracellularis-derived flagella protein and peptidoglycan-associated lipoprotein of the present invention are fused is confirmed in FIG. 3. As can be seen, it is a chimeric protein produced by fusion of a flagella protein to both ends with a peptidoglycan-related lipoprotein in the center.In the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2, the 101st to the 176th are peptidoglycan and It is a part of the lipoprotein involved. The 76 amino acid-related peptidoglycan-related lipoprotein portion contains four regions predicted as high antigenic sites through a commercialized program from the sequence of the total peptidoglycan-related lipoprotein (SEQ ID NO: 15). It was recombined.

본 발명에 따른 항원의 범위는 각각 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열을 갖는 단백질 및 이의 기능적 동등물을 포함한다. "기능적 동등물"이란 아미노산의 부가, 치환 또는 결실의 결과, 상기 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 아미노산 서열과 적어도 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더 더욱 바람직하게는 95% 이상의 서열 상동성을 갖는 것으로, 서열번호 1 또는 서열번호 2로 표시되는 단백질과 실질적으로 동질의 생리활성을 나타내는 단백질을 말한다. "실질적으로 동질의 생리활성"이란 돼지 증식성 회장염 백신 활성을 의미한다.The scope of the antigen according to the present invention includes a protein having an amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 and functional equivalents thereof, respectively. The term "functional equivalent" is at least 60% or more, preferably 80% or more, more preferably 90% or more, with the amino acid sequence represented by SEQ ID NO: 1 or 2 as a result of addition, substitution or deletion of amino acids, Even more preferably, it refers to a protein having a sequence homology of 95% or more and exhibiting substantially the same physiological activity as the protein represented by SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2. "Substantially homogenous physiological activity" means the porcine proliferative ileitis vaccine activity.

본 발명의 약독화된 살모넬라 변이주는 asd 유전자가 결실된 것일 수 있다. 바람직하게는 lon, cpxRasd 유전자가 결실된 살모넬라 변이주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The attenuated Salmonella mutant strain of the present invention may be one in which the asd gene is deleted. Preferably, it may be a Salmonella mutant strain in which the lon, cpxR and asd genes are deleted, but is not limited thereto.

본 발명의 일 구현 예에 따른 살모넬라 변이주에 있어서, lon, cpxRasd 유전자가 결실된 살모넬라 변이주(Δlon ΔcpxR Δasd Salmonella Typhimurium, JOL912)는 asd 유전자가 결실된 DAP(diaminopimellic acid) 요구주로서 항생제 없이 항원 재조합 균주를 선택할 수 있도록 제작되었을 뿐만 아니라, cpxR을 결실시킴으로써 림프조직 침투력이 증가되어 면역원성을 높이고, lon 유전자를 결실하여 병원성이 약독화될 수 있다. 상기 균주는 항원으로 작용할 수 있는 EPS(extracellular polysaccharide)의 생산에는 아무 영향을 주지 않아 그 자체로 항원의 역할을 하여 안정성을 지니면서 충분한 체액성 점막성 세포성 면역 반응을 일으킨다고 알려져 있다.In the Salmonella mutant strain according to an embodiment of the present invention, the Salmonella mutant strain (Δlon ΔcpxR Δasd Salmonella Typhimurium , JOL912) in which the lon, cpxR and asd genes are deleted is a DAP (diaminopimellic acid) claimant in which the asd gene is deleted, and is an antigen without antibiotics. In addition to being made to select a recombinant strain, by deleting cpxR , lymphatic tissue penetration is increased to increase immunogenicity, and pathogenicity can be attenuated by deletion of the lon gene. It is known that the strain has no effect on the production of EPS (extracellular polysaccharide), which can act as an antigen, so that it acts as an antigen by itself, has stability, and generates a sufficient humoral mucosal cellular immune response.

본 발명의 약독화된 살모넬라 변이주는 Bla(β-lactamse) 신호 서열; 이에 연결된 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원 코딩 유전자; 및 asd 유전자;를 포함하는 재조합 벡터로 형질전환된 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 일 구현 예에서, 상기 재조합 벡터는 Bla 신호 서열을 기초로 한 분비 시스템을 지닌 pJHL65(asd+ vector, pBR ori, 6xHis) 또는 pJHL80(asd+ vector, p15A ori, 6xHis)일 수 있다.The attenuated Salmonella mutant of the present invention is Bla (β-lactamse) signal sequence; An antigen-coding gene consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 linked thereto; And asd gene; may be transformed with a recombinant vector including, but is not limited thereto. In one embodiment of the present invention, the recombinant vector may be pJHL65 (asd+ vector, pBR ori, 6xHis) or pJHL80 (asd+ vector, p15A ori, 6xHis) having a secretion system based on the Bla signal sequence.

또한, 본 발명의 살모넬라 변이주에 있어서, 상기 살모넬라균은 살모넬라 티피뮤리움(Salmonella typhimurium), 살모넬라 타이피(S. typi), 살모넬라 파라타이피(S. paratyphi), 살모넬라 센다이(S. sendai), 살모넬라 갈리나리움(S. gallinarium) 또는 살모넬라 엔테리티디스(S. enteritidis) 등일 수 있고, 바람직하게는 살모넬라 티피뮤리움일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Further, in the Salmonella mutants of the present invention, wherein the Salmonella is Salmonella typhimurium (Salmonella typhimurium), Salmonella tie blood (S. typi), Salmonella para tie blood (S. paratyphi), Salmonella Sendai (S. sendai), Salmonella gallinarium (S. gallinarium ) or Salmonella enteritidis (S. enteritidis ) may be, and the like, preferably Salmonella typhimurium, but is not limited thereto.

본 발명은 또한, 상기 약독화된 살모넬라 변이주들을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주 혼합물을 제공한다.The present invention also provides an attenuated Salmonella mutant mixture comprising the attenuated Salmonella mutant.

본 발명의 상기 살모넬라 변이주 혼합물은 lon, cpxRasd 유전자가 결실된 살모넬라 변이주가, 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 세포외막 또는 세포 밖에 발현하는 살모넬라 변이주를 모두 포함하고 있는 혼합물이다. 구체적으로 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis) 유래 오토트랜스포터 단백질로부터 유래한 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주; 및 로소니아 인트라셀룰라리스 유래 편모(flagella) 단백질과 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(peptidoglycan-associated lipoprotein)이 융합된 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주;의 혼합물이다.The Salmonella mutant mixture of the present invention is a mixture containing all Salmonella mutant strains in which lon, cpxR and asd genes are deleted, and Salmonella mutant strains expressing an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 outside the cell or outer membrane. to be. Specifically, the attenuated Salmonella mutant containing an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from an autotransporter protein derived from Lawsonia intracellularis; And an attenuated Salmonella mutant comprising an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in which a flagella protein derived from Lawsonia intracellularis and a peptidoglycan-associated lipoprotein are fused. to be.

본 발명은 또한, 상기 약독화된 살모넬라 변이주 또는 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물을 제공한다.The present invention also provides a vaccine composition for simultaneous prevention or treatment of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising the attenuated Salmonella mutant strain or the attenuated Salmonella mutant mixture as an active ingredient.

본 발명의 백신 조성물은 유전자 결실에 의해 약독화된 살모넬라균에 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis)로부터 유래 및 재조합된 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 발현하는 살모넬라 티피뮤리움 변이주를 하나 이상 포함하는 혼합물을 유효성분으로 포함하여, 상기 백신 조성물을 동물에 처리하여 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증을 동시에 예방 또는 치료할 수 있다.Vaccine compositions of the invention Salmonella typhimurium expressing antigen consisting of the amino acid sequence of the origin and the recombinant SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 from rosoni ah intra-cell-less (Lawsonia intracellularis) in the Salmonella live attenuated by a gene deletion Solarium By including a mixture containing one or more mutant strains as an active ingredient, the vaccine composition may be treated on an animal to simultaneously prevent or treat porcine proliferative ileitis and salmonellosis.

상기 백신 조성물은 사람이나 포유동물에 접종할 수 있으며, 포유동물은 소, 사슴, 산양, 염소, 개, 돼지 등일 수 있으며, 바람직하게는 돼지에 접종할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.The vaccine composition may be inoculated to humans or mammals, and the mammal may be cattle, deer, goats, goats, dogs, pigs, and the like, and may preferably be inoculated to pigs, but is not limited thereto.

본 발명의 조성물은 목적하는 방법에 따라 경구 투여하거나 비경구 투여(예를 들어, 근육 내, 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)할 수 있으며, 바람직하게는 경구 또는 피하 투여할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한 상기 조성물의 투여량은 사람이나 동물의 무게, 연령, 성별, 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설율 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 다양하다.The composition of the present invention may be administered orally or parenterally (for example, intramuscularly, intravenously, subcutaneously, intraperitoneally or topically applied) according to a desired method, preferably oral or subcutaneous administration. , Is not limited thereto. In addition, the dosage of the composition varies according to the weight, age, sex, health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate, and severity of disease of the human or animal.

본 발명에서 용어 "백신"은 생체에 면역을 주는 항원을 함유한 생물학적인 제제로서, 감염증의 예방을 위하여 사람이나 동물에 주사하거나 경구 투여함으로써 생체에 면역이 생기게 하는 면역원 또는 항원성 물질을 말한다. 생체 내 면역은 병원균의 감염 후에 생체 내 면역력이 자동으로 얻어지는 자동 면역과 외부에서 주입한 백신에 의하여 얻어지는 수동 면역으로 크게 나누어진다. 자동 면역은 면역에 관계하는 항체의 생성기간이 길고 지속적인 면역력의 특징이 있는 반면, 백신에 의한 수동 면역은 감염증 치료에 즉시 작용하나 지속력이 떨어지는 단점이 있다.In the present invention, the term "vaccine" is a biological preparation containing an antigen that gives immunity to a living body, and refers to an immunogen or an antigenic substance that generates immunity to a living body by injection or oral administration to a human or animal to prevent infection. In vivo immunity is largely divided into automatic immunity, in which immunity is automatically obtained in vivo after pathogen infection, and passive immunity, obtained by externally injected vaccines. Automatic immunity has a long period of generation of antibodies related to immunity and is characterized by sustained immunity, whereas passive immunity by a vaccine immediately acts on the treatment of infectious diseases, but has a disadvantage of low persistence.

상기 백신 조성물은 안정제, 유화제, 수산화알루미늄, 인산알루미늄, pH 조정제, 계면활성제, 리포솜, 이스콤(iscom) 보조제, 합성 글리코펩티드, 증량제, 카복시폴리메틸렌, 서브바이랄(subviral) 입자 보조제, 콜레라 독소, N,N-디옥타데실-N',N'-비스(2-하이드록시에틸)-프로판디아민, 모노포스포릴 지질 A, 디메틸디옥타데실-암모늄 브로마이드 및 이의 혼합물로 구성된 군에서 선택된 어느 하나 이상의 제 2 보조제를 추가로 함유할 수 있다.The vaccine composition is a stabilizer, emulsifier, aluminum hydroxide, aluminum phosphate, pH adjuster, surfactant, liposome, iscom adjuvant, synthetic glycopeptide, extender, carboxypolymethylene, subviral particle adjuvant, cholera toxin , N,N-dioctadecyl-N',N'-bis(2-hydroxyethyl)-propanediamine, monophosphoryl lipid A, dimethyldioctadecyl-ammonium bromide, and any one selected from the group consisting of a mixture thereof It may further contain the above 2nd auxiliary agent.

또한, 상기 백신 조성물은 수의학적으로 허용 가능한 담체를 포함할 수 있다. 본 발명에서 용어 "수의학적으로 허용 가능한 담체"란 임의의 및 모든 용매, 분산 매질, 코팅제, 항원 보강제, 안정제, 희석제, 보존제, 항균제 및 항진균제, 등장성 작용제, 흡착 지연제 등을 포함한다. 백신용 조성물에 포함될 수 있는 담체, 부형제, 희석제로는 락토즈, 덱스트로스, 슈크로스, 솔비톨, 만니톨, 자일리톨, 말티톨, 전분, 글리세린, 전분, 아카시아 고무, 알지네이트, 젤라틴, 칼슘포스페이트, 칼슘실리케이트, 셀룰로즈, 메틸 셀룰로즈, 미정질 셀룰로즈, 폴리비닐 피롤리돈, 물, 메틸히드록시벤조에이트, 프로필히드록시벤조에이트, 탈크, 마그네슘 스테아레이트 및 광물유 등을 들 수 있다.In addition, the vaccine composition may include a veterinary acceptable carrier. In the present invention, the term "veterinarily acceptable carrier" includes any and all solvents, dispersion media, coating agents, adjuvants, stabilizers, diluents, preservatives, antibacterial and antifungal agents, isotonic agents, adsorption delaying agents, and the like. Carriers, excipients, and diluents that may be included in the vaccine composition include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, xylitol, maltitol, starch, glycerin, starch, gum acacia, alginate, gelatin, calcium phosphate, calcium silicate, Cellulose, methyl cellulose, microcrystalline cellulose, polyvinyl pyrrolidone, water, methylhydroxybenzoate, propylhydroxybenzoate, talc, magnesium stearate, and mineral oil.

또한, 상기 백신용 조성물은 각각 통상의 방법에 따라 산제, 과립제, 정제, 캡슐제, 현탁액, 에멀젼, 시럽, 에어로졸 등의 경구형 제형 및 드립(drip) 또는 스프레이 등의 비강용 제형 그리고 멸균 주사용액의 형태로 제형화하여 사용될 수 있다. 제제화할 경우에는 보통 사용되는 충진제, 증량제, 결합제, 습윤제, 붕해제, 계면활성제 등의 희석제 또는 부형제를 사용하여 조제할 수 있다. 경구투여를 위한 고형제제에는 정제, 환제, 산제, 과립제, 캡슐제 등이 포함되며, 이러한 고형제제는 상기 레시틴 유사 유화제에 적어도 하나 이상의 부형제 예를 들면, 전분, 칼슘카보네이트(calcium carbonate), 수크로스 또는 락토오스, 젤라틴 등을 섞어 조제할 수 있다. 또한 단순한 부형제 이외에 마그네슘 스티레이트 탈크 같은 윤활제들도 사용할 수 있다. 경구 투여를 위한 액상제제로는 현탁제, 내용액제, 유제, 시럽제 등을 사용할 수 있으며, 흔히 사용되는 단순 희석제인 물, 리퀴드 파라핀 이외에 여러 가지 부형제, 예를 들면 습윤제, 감미제, 방향제, 보존제 등이 포함될 수 있다. 비경구 투여를 위한 제제에는 멸균된 수용액, 비수용성제, 현탁제, 유제, 동결건조제제가 포함된다. 비수용성제제, 현탁제로는 프로필렌글리콜(propylene glycol), 폴리 에틸렌 글리콜, 올리브 오일과 같은 식물성 기름, 에틸올레이트와 같은 주사 가능한 에스테르 등이 사용될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 비강내 투여를 위한 제제에 적합한 침투제는 일반적으로 당업자에게 공지되어 있다. 그러한 적합한 제형물은 안정성과 순응도를 위해 바람직하게 무균, 등장 및 완충되도록 제형화된다. 비강내 투여를 위한 제제는 또한 정상적인 섬모 작용을 유지시키기 위해 점액 분비를 여러 측면에서 자극하도록 제조되며, 문헌(Remington's Pharmaceutical Science, 18th Ed., Mack Publishing Co., Easton, PA(1990))에 기술된 바와 같이, 적합한 제형이 바람직하게 등장성의, pH 5.5 내지 6.5를 유지하는 약간 완충된 제형이며, 가장 바람직하게 항미생물 방부제 및 적합한 약물 안정화제를 포함한다.In addition, the compositions for vaccines are oral formulations such as powders, granules, tablets, capsules, suspensions, emulsions, syrups, aerosols, and nasal formulations such as drips or sprays, and sterile injectable solutions, respectively, according to a conventional method. It can be formulated and used in the form of. In the case of formulation, it can be prepared using diluents or excipients such as generally used fillers, extenders, binders, wetting agents, disintegrants, and surfactants. Solid preparations for oral administration include tablets, pills, powders, granules, capsules, and the like, and these solid preparations include at least one excipient such as starch, calcium carbonate, and sucrose in the lecithin-like emulsifier. Alternatively, it can be prepared by mixing lactose, gelatin, or the like. In addition to simple excipients, lubricants such as magnesium stearate and talc can also be used. As liquid preparations for oral administration, suspensions, solvents, emulsions, syrups, etc. can be used. In addition to water and liquid paraffin, which are commonly used simple diluents, various excipients such as wetting agents, sweetening agents, fragrances, preservatives, etc. can be used. Can be included. Formulations for parenteral administration include sterilized aqueous solutions, non-aqueous agents, suspensions, emulsions, and lyophilized formulations. As the non-aqueous preparation and suspension, propylene glycol, polyethylene glycol, vegetable oil such as olive oil, and injectable ester such as ethyl oleate may be used, but are not limited thereto. Penetrants suitable for formulations for intranasal administration are generally known to those of skill in the art. Such suitable formulations are preferably formulated to be sterile, isotonic and buffered for stability and compliance. Formulations for intranasal administration are also formulated to stimulate mucus secretion in several respects to maintain normal ciliary function and are described in Remington's Pharmaceutical Science, 18th Ed., Mack Publishing Co., Easton, PA (1990)). As noted, suitable formulations are preferably isotonic, slightly buffered formulations maintaining a pH of 5.5 to 6.5, most preferably comprising antimicrobial preservatives and suitable drug stabilizers.

본 발명은 또한, 상기 약독화된 살모넬라 변이주 또는 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방용 사료 첨가제를 제공한다.The present invention also provides a feed additive for simultaneous prevention of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising the attenuated Salmonella mutant strain or the attenuated Salmonella mutant mixture as an active ingredient.

본 발명의 사료 첨가제는 유전자 결실에 의해 약독화된 살모넬라균에 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis)로부터 유래 및 재조합된 서열번호 1 또는 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 발현하는 살모넬라 티피뮤리움 변이주를 하나 이상 포함하는 혼합물을 유효성분으로 포함하여, 살모넬라 변이주 또는 이의 혼합물이 로소니아 인트라셀룰라리스 및 살모넬라에 대한 보호 효과뿐만 아니라, 동물의 세포성 및 체액성 면역반응을 효과적으로 유도하므로 이를 사료 첨가제로 사용할 경우 가축의 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시예방 및 면역증강에 기여할 수 있다.Feed additives of the invention are Salmonella typhimurium expressing antigen consisting rosoni ah intra-cell-less amino acid sequence of the origin and the recombinant SEQ ID NO: 1 or SEQ ID NO: 2 from (Lawsonia intracellularis) in the Salmonella live attenuated by a gene deletion Including a mixture containing one or more mutant strains as an active ingredient, Salmonella mutant strains or mixtures thereof not only protect against Lawsonia intracellularis and Salmonella, but also effectively induce cellular and humoral immune responses in animals, so this is a feed additive. When used as, it can contribute to the simultaneous prevention of porcine proliferative ileitis and salmonellosis and enhancement of immunity in livestock.

본 발명의 상기 사료 첨가제는 살모넬라 변이주 혼합물을 원형 그대로 사용하거나 또는 추가적으로 가축에 허용되는 곡류 및 그 부산물 등의 공지된 담체, 안정제 등을 가할 수 있으며, 필요에 따라 구연산, 후말산, 아디픽산, 젖산, 사과산 등의 유기산이나 인산나트륨, 인산칼륨, 산성 피로인산염, 폴리인산염(중합인산염) 등의 인산염이나, 폴리페놀, 카테킨, 알파-토코페롤, 로즈마리 추출물, 비타민 C, 녹차 추출물, 감초 추출물, 키토산, 탄닌산, 피틴산 등의 천연 항산화제, 항생물질, 항균제 및 기타의 첨가제 등을 가할 수도 있으며, 그 형상으로서는 분체, 과립, 펠릿, 현탁액 등의 적당한 상태일 수 있으며, 상기 사료첨가제를 공급하는 경우는 가축 등에 대하여 단독으로 또는 사료에 혼합하여 공급할 수 있다.The feed additive of the present invention may use a mixture of mutant Salmonella as it is or may additionally add known carriers, stabilizers, etc., such as grains and by-products thereof, allowed for livestock, and citric acid, humic acid, adipic acid, and lactic acid as necessary. , Organic acids such as malic acid, sodium phosphate, potassium phosphate, acid pyrophosphate, polyphosphate (polyphosphate), and other phosphates, polyphenols, catechins, alpha-tocopherol, rosemary extract, vitamin C, green tea extract, licorice extract, chitosan, Natural antioxidants such as tannic acid and phytic acid, antibiotics, antibacterial agents, and other additives may be added, and the shape may be in a suitable state such as powder, granules, pellets, suspensions, etc. In the case of supplying the feed additives, livestock It can be supplied alone or mixed with feed.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 상세히 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples. However, the following examples are merely illustrative of the present invention, and the contents of the present invention are not limited to the following examples.

재료 및 방법Materials and methods

1. 신규 항원 제작1. New antigen production

1-1. LatA-based multi-epitope recombinant 항원1-1. LatA-based multi-epitope recombinant antigen

그람음성 세균의 외막 단백질 중 하나인 로소니아 오토트랜스포터(Lawsonia autotransporter, LatA) 단백질(도 1)은 세균이 숙주의 목표 장기나 세포에 부착, 침입하는 것과 세균의 독성 발현에 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, 강력한 체액성 면역반응(humoral immunity)을 유발한다. 항원 합성을 위해 LatA 단백질을 LatA1(패신저 도메인의 일부분을 포함하는 101~200번째 아미노산 서열 부분) 및 LatA2(패신저 도메인의 일부분과 β-도메인의 전체를 포함하는 534~851번째 아미노산 서열 부분) 두 부분으로 나눴으며, The ProteomeBinders Epitope Choice Resource (http://bioware.ucd.ie/epic/) 프로그램을 이용하여 LatA1과 LatA2에서 항원성이 높은 5개 부분을 선정하여(도 2) 글리신 링커를 이용하여 multi-epitope recombinant 항원을 제작하였다. 상기 LatA 유래 multi-epitope recombinant 항원을 LatA protein epitopes focused immunogen으로 명명하였다. Lawsonia autotransporter (LatA) protein (Fig. 1), one of the outer membrane proteins of Gram-negative bacteria, is known to play a role in the bacterial adhesion and invasion of target organs or cells of the host and the toxic expression of bacteria. And induces a strong humoral immunity. For antigen synthesis, the LatA protein was used as LatA1 (a portion of the 101-200 amino acid sequence including a portion of the passenger domain) and LatA2 (a portion of the 534-851 amino acid sequence including a portion of the passenger domain and the entire β-domain). It was divided into two parts, and five parts with high antigenicity were selected from LatA1 and LatA2 using The ProteomeBinders Epitope Choice Resource (http://bioware.ucd.ie/epic/) program (Fig. 2), and the glycine linker was used. Using the multi-epitope recombinant antigen was produced. The LatA-derived multi-epitope recombinant antigen was named LatA protein epitopes focused immunogen.

1-2. FliC-PAL 키메라항원1-2. FliC-PAL chimeric antigen

FliC 항원은 세균의 운동성을 관할하는 세포 표면의 편모(flagella) 단백질로서, 편모는 보통 병원체 관련분자 패턴(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)으로서 작용할 수 있다. 또한, 숙주 내에서 선천성 면역체계(innate immunity)의 구성요소로서, 후천성 면역체계(acquired immunity)의 활성화를 자극시키는 요소 중 하나인 TLR5(Toll like recepter 5)와 상호작용하여 대식세포에서 NF-κB의 활성화로 후천성 면역체계 활성화에 기여한다. 본 발명자는 편모 단백질을 발현하는 fliC 유전자를 애주번트(adjuvant)로 하여 특이 표적항원의 양쪽에 위치시켰다. 상기 특이 표적항원은 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질 (Peptidoglycan-associated lipoprotein, PAL)이고, The ProteomeBinders Epitope Choice Resource 프로그램을 이용하여 항원성이 높은 epitope 부분을 선정하고(도 4), 양쪽에 FliC 단백질을 위치시켜 키메라 형태로 두 번째 최종 항원을 제작하였다. 상기 키메릭 항원을 FliC-PAL-FliC로 명명하였다. FliC는 수용체인 TLR5에 결합하여 선천성 면역의 애주번트 역할과 후천성 면역을 동시에 자극할 수 있으며, PAL은 많은 단백질들과 상호작용할 수 있는 능력을 가지고 있어 안정적으로 숙주의 면역세포를 자극할 수 있다.The FliC antigen is a flagella protein on the cell surface that is responsible for bacterial motility, and the flagella can usually act as pathogen-associated molecular patterns (PAMPs). In addition, as a component of the innate immunity in the host, it interacts with TLR5 (Toll like recepter 5), which is one of the factors that stimulate the activation of the acquired immunity, and NF-κB in macrophages. Contributes to the activation of the acquired immune system through activation of The present inventors used the fliC gene expressing the flagellum protein as an adjuvant and placed it on both sides of the specific target antigen. The specific target antigen is a peptidoglycan-associated lipoprotein (PAL), and an epitope with high antigenicity was selected using the ProteomeBinders Epitope Choice Resource program (Fig. 4), and FliC proteins on both sides. Was placed to prepare a second final antigen in a chimeric form. The chimeric antigen was named FliC-PAL-FliC. FliC binds to the receptor TLR5 and acts as an adjuvant for innate immunity and can stimulate acquired immunity at the same time, and PAL has the ability to interact with many proteins, so it can stably stimulate the host's immune cells.

2. 균주 및 플라스미드2. Strains and Plasmids

본 실험에서 사용된 박테리아 균주 및 플라스미드는 하기 표 1에 나열되어 있다. 시판되는 대장균 단백질 발현용 벡터인 pET28α 플라스미드는 카나마이신(kanamycin) 저항성을 가지므로 균주는 50㎍/㎖의 카나마이신 존재 하에 배양하였다. Bl21(DE3)pLysS 균주는 로소니아 항원 단백질 정제에 사용되었다. 해당 균주는 단백질 정제시 과발현을 유도할때 0.1M IPTG (Isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside)의 존재 하에 배양하였다. 비항생마커 Asd를 포함하는 pJHL65는 Bla 신호 서열-기반 세포 사이 공간 분비(periplasmic secretion) 방식으로 클로닝된 항원 단백질을 분비, 전달하는 벡터로 사용되었다. 모든 균주는 LB 배지를 사용하여 37℃에서 배양하고, 20% 글리세롤을 함유하는 LB 배지를 사용하여 -80℃에서 저장하였다.The bacterial strains and plasmids used in this experiment are listed in Table 1 below. Since pET28α plasmid, a commercially available vector for expression of E. coli protein, has kanamycin resistance, the strain was cultured in the presence of 50 µg/ml kanamycin. The Bl21(DE3)pLysS strain was used to purify the Lawsonia antigen protein. The strain was cultured in the presence of 0.1M IPTG (Isopropyl-β-D-1-thiogalactopyranoside) when inducing overexpression during protein purification. PJHL65 containing the non-antibiotic marker Asd was used as a vector for secreting and delivering the cloned antigenic protein in a Bla signal sequence-based periplasmic secretion method. All strains were cultured at 37°C using LB medium, and stored at -80°C using LB medium containing 20% glycerol.

Figure 112020002312228-pat00001
Figure 112020002312228-pat00001

3. 실험동물3. Experimental animals

본 실험에서 설명한 모든 실험동물 관리 및 절차는 동물관리에 대한 한국위원회의 지침에 따라 전북대학교 동물윤리위원회 (CBNU2015-00085)에서 승인되었다. 5주령의 BALB/c 암컷 마우스와 4주령의 C57/BL6 암컷 마우스를 구입하여 전북대학교 실험동물사육장에서 사육하면서 약 1주일 동안 사육 적응 시간을 거친 후 실험에 사용하였다.All experimental animal care and procedures described in this experiment were approved by the Chonbuk National University Animal Ethics Committee (CBNU2015-00085) in accordance with the guidelines of the Korean Committee on Animal Care. A 5-week-old BALB/c female mouse and a 4-week-old C57/BL6 female mouse were purchased and reared at Chonbuk National University's experimental animal farm, followed by a breeding adaptation time for about one week, and then used for the experiment.

4. 항원 단백질을 발현하는 플라스미드 제작4. Construction of plasmid expressing antigenic protein

로소니아 백신의 후보 항원은 오토트랜스포터 합성에 관계된 LatA 항원의 epitopes focused immunogens 첫 번째 항원과, 편모 관련 단백질을 합성하는 PAL 펩티도글리칸 항원과 FliC 섬모 항원의 키메라 단백질을 두 번째 최종 항원으로 합성하였다. 이들 2개의 항원 단백질의 발현에 필요한 유전자는 모두 유전자 합성(Bioneer, Korea)을 이용하여 획득하였다. 합성된 염기 서열을 이용하여 대장균 균주 중 DH5α에 형질전환시켰다. 이후 단백질 발현 균주로 사용되는 BL21(DE3)pLysS에 형질전환시키기 위해 대장균 단백질 발현용 벡터인 pET28α(Novagen)에 클로닝하였다. 해당 유전자들은 지정된 제한효소 및 CIP (calf intestine alkaline phosphatase) 처리를 하여 자가결합(self ligation)을 방지해 주었고, 아가로스 겔 상에서 확인하고, 플라스미드를 정제하였다. 이를 위해 gel extraction kit (DokDo-Prep Gel Extraction Kit, Elpis사)를 사용하였다. 제한효소 처리가 이루어져 정제 과정을 거친 DNA 절편들은 T4 DNA ligase를 이용하여 상온에서 2~4시간 결합을 수행하였다. 결합된 반응액으로 대장균 BL21(DE3)pLysS에 열충격(heat shock) 방법으로 형질전환시켜 카나마이신을 포함하는 LB 평판배지에 골고루 펴서 말린 다음 하룻밤 배양하여 형질전환된 균주를 선택하였다. 확인된 대장균들로부터 플라스미드를 분리하여 PCR로 증폭시킨 후 제한 효소로 절단하고 아가로스 겔에서 전기영동하여 최종 확인하였다(표 2). 최종적으로 확인된 형질전환된 균주는 카나마이신이 첨가된 LB 액체배지에 접종하여, 단백질 정제 시 과발현을 유도할 때 0.1M IPTG의 존재 하에 배양하였다. 각 균주에서 발현 유도한 항원은 NTA (Ni-nitrilotriacetic acid) 아가로스 (Qiagen, Valencia, CA)를 이용하여 정제하였고, 최종적으로 얻어진 로소니아의 항원 단백질은 마우스에서 각각의 항원에 대한 특이항체를 검출하는 용도로 사용되었다.The candidate antigens for the Lawsonia vaccine are the epitopes focused immunogens of the LatA antigen involved in autotransporter synthesis, and the PAL peptidoglycan antigen that synthesizes flagella-related proteins and the chimeric protein of the FliC cilia antigen as the second final antigen. I did. All genes required for expression of these two antigenic proteins were obtained using gene synthesis (Bioneer, Korea). It was transformed into DH5α in E. coli strains using the synthesized nucleotide sequence. Subsequently, in order to transform BL21(DE3)pLysS, which is used as a protein-expressing strain, it was cloned into pET28α(Novagen), a vector for expression of E. coli proteins. The genes were treated with a designated restriction enzyme and CIP (calf intestine alkaline phosphatase) to prevent self ligation, and confirmed on an agarose gel, and the plasmid was purified. For this, a gel extraction kit (DokDo-Prep Gel Extraction Kit, Elpis) was used. Restriction enzyme treatment and purification of DNA fragments were performed at room temperature for 2 to 4 hours using T4 DNA ligase. The combined reaction solution was transformed into E. coli BL21(DE3)pLysS by a heat shock method, spread evenly on an LB plate medium containing kanamycin, dried, and cultured overnight to select a transformed strain. Plasmids were isolated from the identified E. coli, amplified by PCR, digested with restriction enzymes, and subjected to electrophoresis on an agarose gel for final confirmation (Table 2). The finally identified transformed strain was inoculated in LB liquid medium to which kanamycin was added, and cultured in the presence of 0.1 M IPTG when inducing overexpression during protein purification. Antigens induced by expression in each strain were purified using NTA (Ni-nitrilotriacetic acid) agarose (Qiagen, Valencia, CA), and the finally obtained Lawsonia antigen protein detected specific antibodies for each antigen in mice. It was used for the purpose of doing.

본 발명에서 항원 확인 PCR에 사용된 프라이머Primers used for antigen identification PCR in the present invention 프라이머primer DNA 서열 (5'→3')DNA sequence (5'→3') 증폭 사이즈Amplification size LatA protein epitopes focused immunogenLatA protein epitopes focused immunogen F: ATGGTTCGGTTTTTTGCTCA (서열번호 3)F: ATGGTTCGGTTTTTTGCTCA (SEQ ID NO: 3) 456 bp456 bp R: CCCCGGAAAGTAGACGT (서열번호 4)R: CCCCGGAAAGTAGACGT (SEQ ID NO: 4) flagellin-peptidoglycan associated protein (FliC-PAL) chimera expressed geneflagellin-peptidoglycan associated protein (FliC-PAL) chimera expressed gene F: GTCTTTGGTCATTAACAACAAC (서열번호 5)F: GTCTTTGGTCATTAACAACAAC (SEQ ID NO: 5) 816 bp816 bp R: GAGTTGGCTTGCCATCTTTG (서열번호 6)R: GAGTTGGCTTGCCATCTTTG (SEQ ID NO: 6)

5. 백신 균주 제작5. Vaccine strain production

제작한 후보항원을 비항생마커 Asd를 포함하는 pJHL65 발현벡터에 클로닝하여 JOL912 (Δlon ΔcpxR Δasd Salmonella Typhimurium)를 정제된 플라스미드 0.1㎍과 섞은 뒤 큐벳에 넣고 Bio-Rad MicroPulser(Bio-Rad, USA)로 전기충격(electroporation)을 가하고 회수하여 DAP을 넣지 않은 LB 배지 1 ㎖에 1시간 30분 동안 28℃에서 배양하였다. 형질전환된 균주를 선별하기 위해 DAP를 넣은 LB 아가에 골고루 펴서 바른 다음 하룻밤 배양 후 형성된 콜로니를 선별하였다. 다수의 콜로니를 선별하여 각 항원에 해당하는 제한 효소로 절단한 후 아가로스 젤에서 실시한 전기영동과 PCR로 확인한 후 사용하였다.The prepared candidate antigen was cloned into a pJHL65 expression vector containing the non-antibiotic marker Asd, and JOL912 ( Δlon ΔcpxR Δasd Salmonella Typhimurium ) was mixed with 0.1 μg of the purified plasmid, and then put into a cuvette and used with Bio-Rad MicroPulser (Bio-Rad, USA). Electroporation was applied and recovered, and incubated at 28° C. for 1 hour and 30 minutes in 1 ml of LB medium without DAP. In order to select the transformed strain, it was spread evenly on LB agar containing DAP and then cultured overnight and then formed colonies were selected. A number of colonies were selected, digested with a restriction enzyme corresponding to each antigen, and confirmed by electrophoresis and PCR performed on an agarose gel, and then used.

6. 웨스턴 블랏(western blot)6. Western blot

제작된 백신 균주가 LatA 항원의 epitopes focused immunogens, FliC-PAL-FliC 키메라 단백질을 발현하는지 확인하기 위하여 각 백신 후보균주를 200 ㎖ LB 배지에 하룻밤 배양하여 샘플을 준비하였다. 이렇게 준비된 샘플은 4,000rpm으로 원심분리 후 상층액은 새 플라스크로 옮겨주었다. 분리된 상층액은 0.22 ㎛ 크기의 필터에 통과시켜 얻어진 맑은 상층액에서 분비된 단백질을 찾기 위하여 TCA(tricholoroacetic acid)를 이용하여 분리정제하여 4℃에서 하룻밤 반응시켰다. 원심분리 후 남은 펠렛은 아세톤을 이용하여 씻어주고 PBS로 재부유하였다. 이렇게 얻어진 용액은 SDS-sample buffer와 1:1 비율로 섞어준 후 15분간 끓여준 뒤 사용하였다. SDS-PAGE 후 PVDF 멤브레인으로 옮겨 blocking buffer (3% BSA in PBST)로 3시간동안 반응하였다. His-tag 항체를 1:5,000으로 희석하여 4℃에서 하룻밤 동안 반응시켰다. 다음 날 준비한 각 1:5,000으로 희석된 2차 항체(goat anti-Mouse IgG HRP)로 1시간 반응 후 발색하여 각 항원의 크기를 확인하여 발현을 확인하였다.Samples were prepared by culturing each vaccine candidate strain in 200 ml LB medium overnight to confirm whether the produced vaccine strain expressed the epitopes focused immunogens of the LatA antigen and the FliC-PAL-FliC chimeric protein. The prepared sample was centrifuged at 4,000 rpm, and the supernatant was transferred to a new flask. The separated supernatant was separated and purified using TCA (tricholoroacetic acid) to find proteins secreted from the clear supernatant obtained by passing through a 0.22 µm filter and reacted overnight at 4°C. After centrifugation, the remaining pellet was washed with acetone and resuspended with PBS. The solution thus obtained was mixed with the SDS-sample buffer in a 1:1 ratio, and then boiled for 15 minutes before use. After SDS-PAGE, it was transferred to a PVDF membrane and reacted with a blocking buffer (3% BSA in PBST) for 3 hours. His-tag antibody was diluted 1:5,000 and reacted at 4° C. overnight. After 1 hour reaction with each 1:5,000 diluted secondary antibody (goat anti-Mouse IgG HRP) prepared on the following day, the color was developed and the size of each antigen was checked to confirm the expression.

7. 백신접종 및 도전감염 연구7. Vaccination and challenge infection research

백신접종 연구에서는 5주령의 BALB/c 암컷 마우스를 구입하여 전북대학교 실험동물사육장에서 사육하면서 약 1주일 동안 사육 적응 기간을 거친 후 실험에 사용하였다. 마우스는 5개의 그룹으로 나누었고, 구강접종과 피하접종을 하였다. 대조군은 PBS 100 ㎕를 접종하였고, 실험군 중 구강접종 그룹은 JOL2127, JOL2170을 한 그룹당 1×108 CFU/100㎕, 피하 접종그룹은 JOL2127, JOL2170을 1×107 CFU/100㎕ 접종하였다(도 5).In the vaccination study, 5-week-old BALB/c female mice were purchased and reared at Chonbuk National University's experimental animal farm, followed by a breeding adaptation period for about one week, and then used for experiments. Mice were divided into 5 groups, and were given an oral vaccination and a subcutaneous vaccination. The control group was inoculated with 100 µl of PBS, and of the experimental group, the oral inoculation group was inoculated with JOL2127 and JOL2170 at 1×10 8 CFU/100µl per group, the subcutaneous inoculation group was inoculated with JOL2127 and JOL2170 at 1×10 7 CFU/100µl (Fig. 5).

도전감염 연구에서는 4주령의 C57/BL6 암컷 마우스를 구입하여 동일하게 사육 적응 기간을 거친 후 실험에 사용하였다. 마우스는 5개의 그룹으로 나누었고 구강접종을 하였다. 대조군은 PBS 100 ㎕를 접종하였고, 실험군은 JOL2127, JOL2170, JOL1592를 한 그룹당 1×108 CFU/100㎕를 접종하였고, JOL2127, JOL2170을 혼합하여 1×108 CFU/100㎕를 접종하였다. 2주후 로소니아 약독화균주를 105.9 tissue culture infective dose(TCID50) 용량을 구강접종으로 도전감염을 진행하였다. 일정 간격으로 채취한 분변샘플은 -20℃에 보관하여 사용하였고, 장 샘플은 10% 포름알데히드에 이틀간 고정하여, 파라핀 절편을 만들어 실험에 사용하였다(도 6).In the challenge infection study, 4-week-old C57/BL6 female mice were purchased and used for the experiment after passing through the same breeding adaptation period. Mice were divided into 5 groups and were orally vaccinated. The control group was inoculated with PBS 100 ㎕, the experimental group were inoculated JOL2127, JOL2170, it was inoculated per the JOL1592 a 1 × 10 8 CFU / 100㎕, JOL2127, by mixing JOL2170 1 × 10 8 CFU / 100㎕ . Two weeks later, the attenuated strains of Lawsonia were inoculated with a dose of 10 5.9 tissue culture infective dose (TCID 50 ) and challenged infection. Fecal samples collected at regular intervals were stored at -20°C and used, and intestinal samples were fixed in 10% formaldehyde for two days, and paraffin sections were made and used in the experiment (FIG. 6).

8. 가검물 채취8. Temporary specimen collection

접종 전(0주) 그리고 접종 후 2, 4, 6 주째에 sIgA 측정을 위해 질 세척액을 그리고 IgG 측정을 위하여 혈액을 채취하였다. 질 세척액의 경우 PBS를 이용하여 질 세척액을 채취하여 -20℃에 보관하며 실험에 사용하였다. 혈청은 안와 후 정맥을 통해 채혈 후 4,000×g, 5분 동안 원심 분리하여 상층액인 혈청을 분리한 후 -20℃에 보관하며 실험에 사용하였다.Before inoculation (week 0) and at 2, 4, and 6 weeks after inoculation, a vaginal wash solution was drawn for sIgA measurement, and blood was collected for IgG measurement. In the case of vaginal washing solution, the vaginal washing solution was collected using PBS, stored at -20°C, and used in the experiment. Serum was collected through vein after orbit and centrifuged at 4,000×g for 5 minutes to separate the supernatant serum, and then stored at -20°C and used in the experiment.

9. ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)9. ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay)

면역화된 sIgA와 IgG 항체를 측정하기 위해 ELISA를 시행하였다. 대장균에서 발현시킨 각각의 특정 항원의 단백질을 코팅 항원으로 사용하였다. 특정 항원의 단백질을 500 ng/well의 농도로 분주한 후 4℃에서 하룻밤 동안 코팅 하였다. 코팅된 플레이트는 Tween 20이 0.05%로 함유된 PBST로 3번 세척한 후 Blocking buffer (3% skim milk, PBS)로 Blocking 한 다음 혈청과 PBS를 1:100으로 희석하고, 질 세척액은 1:2로 희석하여 100 ㎕ 씩 well에 분주한 후, 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. 혈청의 경우 HRP-conjugated Goat anti-mouse IgG를, 질 세척액의 경우에는 HRP-conjugated Goat anti-mouse IgA를 각각 1:5,000의 비율로 희석하여 각 well에 100㎕ 씩 분주한 후 37℃에서 1시간 동안 반응시켰다. OPD-substrate 반응액을 well 당 100㎕ 씩 분주하여 발색 후 3M 황산(H2SO4)으로 멈추고 492nm에서 O.D600값을 측정하였다. 각 항원 특이적인 항체의 농도는 표준 단백질 농도에 기초하여 측정하였다.ELISA was performed to measure the immunized sIgA and IgG antibodies. The protein of each specific antigen expressed in E. coli was used as a coating antigen. After dispensing a protein of a specific antigen at a concentration of 500 ng/well, it was coated overnight at 4°C. The coated plate was washed 3 times with PBST containing 0.05% Tween 20, followed by blocking with Blocking buffer (3% skim milk, PBS), then diluted 1:100 serum and PBS, and 1:2 vaginal washing solution. After diluting with and dispensing 100 µl into wells, the mixture was reacted at 37°C for 1 hour. Dilute HRP-conjugated Goat anti-mouse IgG for serum and HRP-conjugated Goat anti-mouse IgA for vaginal wash at a ratio of 1:5,000, and dispense 100 µl into each well for 1 hour at 37°C. Reacted for a while. 100 µl of the OPD-substrate reaction solution was dispensed per well, color development , stopped with 3M sulfuric acid (H 2 SO 4 ), and an OD 600 value was measured at 492 nm. The concentration of each antigen-specific antibody was determined based on the standard protein concentration.

10. Splenocyte Proliferation Assay10. Splenocyte Proliferation Assay

접종 후 6주차가 된 마우스를 희생시켜 무균적으로 비장을 채취한 후 분쇄하고 조직 내 세포를 꺼내 cell stainer로 남은 조직을 제거하였다. 원심분리하여 세포를 가라앉힌 뒤 RPMI-1640(Sigma)는 10% heat-inactivated fetal bovine serum (FBS), 100 IU/㎖ 페니실린 그리고 100 ㎍/㎖ 스트렙토마이신이 포함된 RPMI로 부유시켜 재차 세포를 원심분리로 가라앉힌 뒤 RBC(red blood cell) 용해 버퍼를 통해 세포를 부유시켜 적혈구를 제거하였다. 이후 원심분리한 세포 침전물을 멸균 PBS로 세척하고 이와 같은 과정을 두 차례 더 거친 뒤 RPMI에 부유된 비장세포 수를 측정하여 각 그룹에 해당하는 항원과 함께 최종 세포수가 1x107이 되도록 각각 12, 96 well culture plate에 분주하여 48시간 배양하였다.After the 6th week of inoculation, the mice were sacrificed, the spleen was collected aseptically, pulverized, and the cells in the tissue were taken out and the remaining tissue was removed with a cell stainer. After the cells were settled by centrifugation, RPMI-1640 (Sigma) was suspended in RPMI containing 10% heat-inactivated fetal bovine serum (FBS), 100 IU/ml penicillin, and 100 μg/ml streptomycin, and the cells were centrifuged again. After settling by separation, the cells were suspended through a red blood cell (RBC) lysis buffer to remove red blood cells. Subsequently, the centrifuged cell precipitate was washed with sterile PBS, followed by two more times, and then the number of splenocytes suspended in RPMI was measured so that the final number of cells along with the antigens corresponding to each group was 1x10 7 respectively. It was dispensed on a well culture plate and cultured for 48 hours.

11. qPCR quantification11. qPCR quantification

면역 조절 사이토카인의 정량 분석은 배양 72시간 후 RNeasy plus mono kit(Qiagen사)를 사용하여 각 항원으로 반응시킨 비장세포(splenocyte)로부터 총 RNA를 추출하였다. 추출된 총 RNA는 NanoDrop으로 적절한 농도값을 확인한 뒤 cDNA reverse transcription kit (High capacity cDNA REverse transcription kit)를 이용하여 cDNA로 합성하여 냉동보관하고 표 3의 프라이머를 이용하여, IL-17 및 IFN-γ 유전자를 Real-Time PCR (Step One plus Real Time PCR system, Applied Biosystems)을 통해 측정하였다. 유전자의 mRNA 발현은 internal control인 β-actin의 발현에 기초하여 상대적으로 정량화되었다. DataAssistTM (ThermoScientific Inc)을 사용하여 사이클 임계값(Ct)을 분석하였으며, 사이토카인의 fold change는 자극되지 않은 샘플의 2ΔΔCt의 log2 평균값으로 나눈 자극된 샘플의 2ΔΔCt의 log2 평균값으로 계산하였다.For quantitative analysis of immunomodulatory cytokines, total RNA was extracted from splenocytes reacted with each antigen using an RNeasy plus mono kit (Qiagen) after 72 hours of culture. The extracted total RNA was synthesized into cDNA using a cDNA reverse transcription kit (High capacity cDNA REverse transcription kit) after checking the appropriate concentration value with NanoDrop and stored frozen. Using the primers in Table 3, IL-17 and IFN-γ Genes were measured through Real-Time PCR (Step One plus Real Time PCR system, Applied Biosystems). The mRNA expression of the gene was relatively quantified based on the expression of the internal control β-actin. The cycle threshold (Ct) was analyzed using DataAssist TM (ThermoScientific Inc), and the fold change of cytokines was calculated as the log2 average value of 2ΔΔCt of the stimulated sample divided by the log2 average value of 2ΔΔCt of the unstimulated sample.

본 발명의 qPCR에 사용된 프라이머Primers used for qPCR of the present invention 항원antigen 프라이머primer DNA 서열 (5'→3')DNA sequence (5'→3') IFN-γIFN-γ 정방향Forward direction TCAAGTGGCATAGATGTGGAAGAA (서열번호 7)TCAAGTGGCATAGATGTGGAAGAA (SEQ ID NO: 7) 역방향Reverse TGGCTCTGCAGGATTTTCATG (서열번호 8)TGGCTCTGCAGGATTTTCATG (SEQ ID NO: 8) IL-17IL-17 정방향Forward direction ACCGCAATGAAGACCCTGAT (서열번호 9)ACCGCAATGAAGACCCTGAT (SEQ ID NO: 9) 역방향Reverse TCCCTCCGCATTGACACA (서열번호 10)TCCCTCCGCATTGACACA (SEQ ID NO: 10)

12. FACS 분석12. FACS analysis

접종 후 6주가 된 마우스를 희생시켜 무균적으로 비장을 채취한 후 분쇄하고 조직 내 세포를 꺼내 cell stainer로 남은 조직을 제거하였다. 470xg에서 3분간 원심분리를 하여 펠렛을 RPMI로 부유시킨 후 RBC Lysis buffer을 통해 세포를 부유시켜 RBC를 제거하였다. 이후 원심분리한 세포 침전물을 멸균 PBS로 세척하고 이와 같은 과정을 두 차례 더 거친 뒤 RPMI에 부유된 비장세포의 수를 측정하여 각 그룹에 해당하는 항원과 함께 최종 세포의 수가 1x106이 되도록 96 well culture plate에 분주하였다. FACS(fluorescence activated cell sorting) 분석을 위해 anti-mouse CD3e-PE와 anti-mouse CD4-perCP-vio700을 암실에서 4℃, 20분간 반응시켜 형광염색을 수행하였다. 염색된 세포는 200㎕ FACS buffer로 3번 세척 후 MACSQuant®분석기 (miltenyi Biotec사)를 이용하여 분석하였다.After inoculation, a mouse 6 weeks old was sacrificed, the spleen was collected aseptically, pulverized, and the cells in the tissue were taken out and the remaining tissue was removed with a cell stainer. After centrifugation at 470xg for 3 minutes, the pellet was suspended with RPMI, and then the cells were suspended through RBC Lysis buffer to remove RBC. Afterwards, the centrifuged cell precipitate was washed with sterile PBS, followed by two more times, and then the number of splenocytes suspended in RPMI was measured, so that the number of final cells along with the antigens corresponding to each group was 1x10 6 in 96 wells. It was dispensed on the culture plate. For fluorescence activated cell sorting (FACS) analysis, fluorescence staining was performed by reacting anti-mouse CD3e-PE and anti-mouse CD4-perCP-vio700 in a dark room at 4° C. for 20 minutes. After the stained cells were washed three times with FACS buffer and analyzed using a 200㎕ MACSQuant ® analyzer (miltenyi Biotec Inc.).

13. 실험동물을 이용한 백신 후보주의 효능 연구 및 진단13. Study and diagnosis of efficacy of vaccine candidates using experimental animals

감염 상태를 조사하는 방법에는 증상, 사후 조직검사, 균 분리 동정, PCR, 혈청학적 방법 등 여러 가지가 있다. 이 중 균 분리 동정법은 특이성이 높지만 세포내 기생성 균은 분변에서 균체를 동정하기가 매우 어렵고, 감염동물이 간헐적으로 균을 배설하거나 림프절에 잠복 감염하는 만성 보균동물에서는 분리하기가 어렵다는 단점이 있다. PCR은 민감도와 특이성은 좋으나, 분변을 이용할 때 여러 개체의 분변의 혼재 가능성 때문에 위양성이 나오거나, 분변 성분이 억제제(inhibitor)로 작용해 음성으로 나오는 등 잘못된 결과가 나올 수 있는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 본 발명에서는 nested Real Time PCR법으로 감염 정도를 조사하였다. 상기 방법은 검사에서 나올 수 있는 분변에서의 위양성 등의 단점을 보완할 수 있고, 민감도와 특이성이 높아 감염상태를 확인하는데 있어 더욱 효과적이다. 그 외에 감염 장관을 이용한 면역조직화학염색법 (Immunohistochemistry, IHC)을 이용하여 병소에서 직접 감염정도를 확인 및 살모넬라 전달 백신과 로소니아가 같은 병소에서 감염되어 백신효과가 있다는 것을 확인할 수 있었다.There are a number of ways to investigate the infection status, such as symptoms, post-mortem biopsy, bacterial isolation and identification, PCR, and serological methods. Among them, the method for isolation and identification has high specificity, but it is very difficult to identify intracellular parasitic bacteria from feces, and it is difficult to separate them from chronic carrier animals where infected animals intermittently excrete bacteria or infect the lymph nodes latent. have. PCR has good sensitivity and specificity, but there are disadvantages that false positives may occur due to the possibility of mixing feces of several individuals when using feces, or false results may occur such as negative results due to fecal components acting as inhibitors. In order to compensate for these shortcomings, the degree of infection was investigated by the nested Real Time PCR method in the present invention. The above method can compensate for disadvantages such as false positives in feces that may come out of the test, and is more effective in confirming the infection status due to its high sensitivity and specificity. In addition, using immunohistochemistry (IHC) using the infectious intestine, the degree of infection was directly confirmed in the lesion, and it was confirmed that the Salmonella delivery vaccine and Lawsonia were infected in the same lesion and thus had a vaccine effect.

13-1. Nested Real Time PCR13-1. Nested Real Time PCR

마우스에서 얻은 분변 샘플을 이용하여 분변 내 존재하는 로소니아 인트라셀룰라리스균에 대한 감염정도를 확인하였다. 분변의 채취는 마우스의 분변 0.5g 이상을 멸균된 1.5 ㎖ 튜브에 채취하였으며, 채취된 분변은 고온으로부터의 변성을 방지하기 위하여 -20℃에 보관하였고, 외부와의 노출을 최소화하여 사용되었다. 채취된 분변으로부터 게놈DNA (gDNA)를 정제하기 위하여, 얻어진 분변 0.5g을 lysis buffer 250㎕ (0.05 M Tris-Cl, 0.5% SDS, pH 8.0)에 부유한 후 10분 동안 실온에서 반응하여, PCI (Phenol-Chloroform Isoamyl Alcohol Method)에 섞은 후 13,000×g에서 15분간 원심분리를 수행하였다. 원심분리를 통해 나온 상층액을 이소프로판올 200 ㎕에 섞은 후 -20℃에서 1시간 반응한 후 다시 원심분리(13,000×g, 15분)를 통해 상층액을 제거하였으며, 펠렛을 37℃에 건조시키고 20 ㎕ TE buffer (Tris; 10 mM, EDTA; 1 mM, pH0.8)에 섞어 실험에 사용하였다. 이렇게 얻은 분변샘플을 이용하여 분변 내 존재하는 로소니아 인트라셀룰라리스균에 대한 PCR 증폭 산물을 확인하고자 진단법을 확립하였다. 우선 본 진단기법을 수행하기 위하여 NCBI (GenBank:AM180252.1:c1143127-1141712 Lawsonia intracellularis PHE/MN1-00)를 토대로 NCBI Blast로 분석하여 2세트의 프라이머를 제작하였다(표 4). 본 발명의 nested Real Time PCR은, 첫 번째로 분변샘플에서 추출한 게놈 DNA를 주형 DNA로 사용하여 외부 프라이머(Outer primer)로 목표 사이즈를 증폭하여, 이를 1/10으로 희석해 다시 Real Time PCR (Real Time PCR, TOYOBO SYBR 2X PCR premix)의 주형 DNA로 사용하여 내부 프라이머(Inner primer)로 증폭하였다. 이를 통해 얻은 Ct 값 및 melting curve peak의 차이를 통해 대조군과 백신 접종군에서 관찰 유무를 조사하였다. 박테리아 gDNA 측정은 Real-Time PCR로 증폭된 로소니아 gDNA의 Ct value를 측정하여 표준 curve에 의해 계산되었다(도 7).A fecal sample obtained from a mouse was used to confirm the degree of infection with Lawsonia intracellularis bacteria present in the feces. For the collection of feces, more than 0.5 g of mouse feces were collected in a sterilized 1.5 ml tube, and the collected feces were stored at -20°C to prevent degeneration from high temperatures, and used with minimal exposure to the outside. In order to purify genomic DNA (gDNA) from the collected feces, 0.5 g of the resulting feces was suspended in 250 μl of lysis buffer (0.05 M Tris-Cl, 0.5% SDS, pH 8.0) and reacted at room temperature for 10 minutes. After mixing in (Phenol-Chloroform Isoamyl Alcohol Method), centrifugation was performed at 13,000×g for 15 minutes. The supernatant obtained through centrifugation was mixed with 200 µl of isopropanol, reacted at -20°C for 1 hour, and then centrifuged again (13,000×g, 15 minutes) to remove the supernatant, and the pellet was dried at 37°C and 20 It was mixed in µl TE buffer (Tris; 10 mM, EDTA; 1 mM, pH0.8) and used in the experiment. Using the thus obtained fecal sample, a diagnostic method was established to confirm the PCR amplification product for Lawsonia intracellularis bacteria present in the feces. First, two sets of primers were prepared by analyzing with NCBI Blast based on NCBI (GenBank:AM180252.1:c1143127-1141712 Lawsonia intracellularis PHE/MN1-00) to perform this diagnostic technique (Table 4). In the nested Real Time PCR of the present invention, first, using genomic DNA extracted from a fecal sample as a template DNA, amplify a target size with an outer primer, dilute it by 1/10, and then again Real Time PCR (Real Time PCR). Time PCR, TOYOBO SYBR 2X PCR premix) was used as a template DNA and amplified with an inner primer. Through the difference between the Ct value and the melting curve peak obtained through this, the presence or absence of observation in the control group and the vaccination group was investigated. Bacterial gDNA measurement was calculated by a standard curve by measuring the Ct value of Lawsonia gDNA amplified by Real-Time PCR (FIG. 7).

본 발명에서 사용된 Nested Real Time PCR 프라이머Nested Real Time PCR primer used in the present invention 프라이머primer DNA 서열 (5'→3')DNA sequence (5'→3') 증폭 사이즈Amplification size LI outer 정방향LI outer forward direction ACACTCCGTGCTGTTGAAAC (서열번호 11)ACACTCCGTGCTGTTGAAAC (SEQ ID NO: 11) 310 bp310 bp LI outer 역방향LI outer reverse ATTGGTATTCTCCTTTCTCATGT (서열번호 12)ATTGGTATTCTCCTTTCTCATGT (SEQ ID NO: 12) LI inner 정방향LI inner forward direction GCAAACAATAAACTTGGTCTTC (서열번호 13)GCAAACAATAAACTTGGTCTTC (SEQ ID NO: 13) 201 bp201 bp LI inner 역방향LI inner reverse TTCTCCTTTCTCATGTCCCAT (서열번호 14)TTCTCCTTTCTCATGTCCCAT (SEQ ID NO: 14)

13-2. 면역조직화학염색법 (Immunohistochemistry, IHC)13-2. Immunohistochemistry (IHC)

마우스에서 얻은 조직 샘플을 이용하여 장관 내 존재하는 로소니아 인트라셀룰라리스균 및 살모넬라 전달시스템을 이용한 백신의 감염정도를 확인하였다. 채취된 조직은 10% 포름알데히드 용액에 2일간 고정시켰다. 고정된 검체는 파라핀 포매 (탈수-투명-침투-포매-삭정-박절)를 거쳐 블록을 만들었다. 파라핀 절편은 Micro slide glass위에 만들었다. 이후 가장 먼저 파라핀 절편을 자일렌(xylene)에 평균 5분간 2회 담가 파라핀을 제거한다. 그 후 에탄올 100%에서 75%까지 순차적으로 담가 조직에 수분을 공급한 후 증류수에 씻는다. 항원성 회복을 위해 10mM citrate buffer (citric acid: sodium citrate=9:41, pH 6.0)에 100℃에서 30분간 처리한다. Citrate buffer 처리가 끝나면 상온에서 식히고, 증류수에 5분간 씻는다. 이후 절편에서 물기를 제거하고, 과산화수소를 15분간 처리한다. 위 절편을 증류수로 5분간 2회 씻고, 비특이적인 항원 항체 반응을 막기 위해 5% BSA(bovine serum albumin)를 blocking agent로 1시간 동안 처리한다. 절편의 용액을 제거하고 세척 없이 일차항체 (Rabbit serum antibody)를 1:200으로 희석하여 4℃에서 밤새 반응시킨다. 일차항체를 PBS로 5분간 2회 씻어내고, 이차항체 (Goat Anti-Rabbit IgG)를 실온에서 1시간동안 반응시킨다. 이차항체를 PBS로 5분간 2회 씻어내고, DAB 발색제에 10분간 노출시킨 후, methylene green으로 3분간 대조염색을 하였고, 흐르는 물에 염색액을 씻어냈다. 절편에 물기를 제거한 후 봉입(mounting)하여 상온에서 하루 정도 말린 후 현미경으로 조직 상태 및 염색 상태를 확인하였다.Using tissue samples obtained from mice, the degree of infection of the vaccine using the Lawsonia intracellularis bacteria and Salmonella delivery system in the intestine was confirmed. The collected tissue was fixed in 10% formaldehyde solution for 2 days. The fixed specimen was subjected to paraffin embedding (dehydration-transparent-penetration-embedding-cutting-cutting) to make a block. Paraffin sections were made on micro slide glass. After that, the paraffin section is first soaked in xylene twice for an average of 5 minutes to remove paraffin. Then, it is sequentially immersed in ethanol from 100% to 75% to supply moisture to the tissue, and then washed with distilled water. To restore antigenicity, it is treated in 10mM citrate buffer (citric acid: sodium citrate=9:41, pH 6.0) at 100℃ for 30 minutes. After the citrate buffer treatment is finished, cool it at room temperature and wash in distilled water for 5 minutes. After that, the slices are dried and hydrogen peroxide is treated for 15 minutes. The above section was washed twice for 5 minutes with distilled water, and 5% bovine serum albumin (BSA) was treated with a blocking agent for 1 hour to prevent non-specific antigen-antibody reaction. Remove the solution from the section, dilute the primary antibody (Rabbit serum antibody) 1:200 without washing, and react at 4°C overnight. The primary antibody was washed twice with PBS for 5 minutes, and the secondary antibody (Goat Anti-Rabbit IgG) was reacted at room temperature for 1 hour. The secondary antibody was washed twice with PBS for 5 minutes, exposed to DAB coloring agent for 10 minutes, counter-stained with methylene green for 3 minutes, and washed with running water. After removing moisture from the section, it was sealed, dried at room temperature for about a day, and the tissue condition and staining condition were checked under a microscope.

실시예 1. 백신후보 항원의 단백질 발현 확인Example 1. Confirmation of protein expression of vaccine candidate antigen

웨스턴 블랏은 각 백신후보 균주에서 항원의 단백질 발현 유무를 확인하기 위해 실시하였다. JOL912를 대조군으로 사용하였고, 각각의 항원들을 실험군으로 사용하였다. LatA 항원의 epitopes focused immunogens의 크기는 28KDa이고, FliC-PAL-FliC 키메라 항원은 40KDa의 크기를 나타냈다(도 8).Western blot was performed to confirm the presence or absence of protein expression of the antigen in each vaccine candidate strain. JOL912 was used as a control, and each antigen was used as an experimental group. The size of epitopes focused immunogens of LatA antigen was 28 KDa, and the FliC-PAL-FliC chimeric antigen showed a size of 40 KDa (FIG. 8).

실시예 2. ELISA를 통한 백신 접종 마우스에서의 체액성 면역반응 측정Example 2. Measurement of humoral immune response in vaccinated mice by ELISA

각 항원에 대한 면역원성을 평가하기 위해 면역화된 마우스에서 IgG 및 sIgA의 항체 역가를 ELISA를 통해 측정하였다. PBS를 투여한 대조군과 비교하였을 때 감염 4~6주까지 구강접종 및 피하접종 실험군의 경우 모두 유의한 수준의 IgG를 확인할 수 있었다. sIgA 분비의 증가는 구강접종의 경우에 2주차에서 절정에 도달 후, 서서히 감소하기 시작하였다(도 9). 이를 통해 혈장 IgG 및 점막조직의 sIgA가 약독화 살모넬라 발현 및 전달시스템을 활용한 회장염 백신균주에 의해 효과적으로 자극되는 것을 알 수 있었다.To evaluate immunogenicity for each antigen, antibody titers of IgG and sIgA in immunized mice were measured by ELISA. Compared with the control group administered with PBS, significant levels of IgG were found in both the oral and subcutaneous vaccination groups until 4-6 weeks of infection. The increase in sIgA secretion began to decrease gradually after reaching its peak at week 2 in the case of oral vaccination (FIG. 9). Through this, it was found that plasma IgG and mucosal tissue sIgA were effectively stimulated by the ileitis vaccine strain utilizing the attenuated Salmonella expression and delivery system.

실시예 3. 역전사 실시간 PCR을 통한 사이토카인 발현 수준 분석Example 3. Analysis of cytokine expression level through real-time reverse transcription PCR

세포면역반응을 조절하는 사이토카인의 발현 수준을 평가하기 위해 IFN-γ 및 IL-17의 mRNA 발현을 RT-PCR을 통해 확인하였다. RT-PCR 산물의 양을 내부표준으로 사용하는 β-actin값으로 정규화하였다. 백신 접종한 마우스에서 IFN-γ, IL-17의 발현은 대조군에 비해 크게 상승한 결과를 보였다(도 10). 특히, IL-17의 mRNA 발현의 증가는 anti-microbial peptides β-defensin-2 및 -3 발현을 유도하는 IL-22와 함께 작용하기 때문에 중요하다. 또한, IL-22은 폐와 대장의 세균 감염으로부터 숙주를 보호할 수 있다. IFN-γ의 mRNA 발현 증가는 로소니아 항원이 발현될 경우 숙주세포 내 세포성 면역 반응을 자극할 수 있음을 시사한다.In order to evaluate the expression level of cytokines that regulate cellular immune responses, mRNA expression of IFN-γ and IL-17 was confirmed through RT-PCR. The amount of RT-PCR product was normalized to the β-actin value used as an internal standard. The expression of IFN-γ and IL-17 in the vaccinated mice was significantly increased compared to the control group (FIG. 10). In particular, the increase in mRNA expression of IL-17 is important because it works with IL-22 to induce the expression of the anti-microbial peptides β-defensin-2 and -3. In addition, IL-22 can protect the host from bacterial infections in the lung and large intestine. The increase in the mRNA expression of IFN-γ suggests that when Lawsonia antigen is expressed, it can stimulate cellular immune responses in host cells.

실시예 4. FACS 분석을 통한 T 세포 면역반응 평가Example 4. Evaluation of T cell immune response through FACS analysis

T 세포는 면역계에서 기억능력을 가지며 B 세포에 항원에 대한 정보를 제공하여 항체 생성을 도울 뿐 아니라 세포의 면역 활성에 주된 역할을 하기 때문에 T 림프구의 분화를 FACS 분석을 통해 확인하였다. 접종 6주 후 마우스로부터 분리된 비장세포에서 T 세포의 면역반응을 평가하였다. 그 결과 CD4+ 및 CD8+ T 세포 발현의 유의한 증가가 나타났다(도 11). 이를 통해, T helper 세포 매개성 면역 반응이 증가됨에 따라 IL-17의 발현이 증가하였으며, CD4+ T세포의 활성이 유도되었음을 알 수 있다. 또한, 백신 면역화에 따른 세포 내 병원균에 대한 강력한 면역 반응이 나타남에 따라 CD8+ T 세포의 활성이 증가하였고, 이는 IFN-γ의 mRNA 상승과 연관된 것을 시사하고 있다. 따라서 약독화살모넬라 발현 및 전달시스템을 활용한 백신 후보주는 세포성 면역 반응을 유도하였음을 증명한다.T cells have memory capacity in the immune system and not only help antibody generation by providing information about antigens to B cells, but also play a major role in the immune activity of cells, the differentiation of T lymphocytes was confirmed through FACS analysis. The immune response of T cells was evaluated in splenocytes isolated from mice 6 weeks after inoculation. As a result, there was a significant increase in the expression of CD4+ and CD8+ T cells (Fig. 11). Through this, it can be seen that the expression of IL-17 increased as the T helper cell-mediated immune response increased, and the activity of CD4+ T cells was induced. In addition, as a strong immune response to intracellular pathogens appeared according to vaccine immunization, the activity of CD8+ T cells increased, suggesting that it is associated with an increase in the mRNA of IFN-γ. Therefore, it is proved that the vaccine candidate using the attenuated Salmonella expression and delivery system induced a cellular immune response.

실시예 5. Nested Real Time PCR을 통한 마우스 분변에서의 로소니아균의 배출량 조사Example 5. Investigation of the amount of Lawsonia bacterium in mouse feces through Nested Real Time PCR

본 실험 결과에서 2개의 백신균주를 혼합 접종한 실험군에서 현저하게 감소한 로소니아 인트라셀룰라리스 gDNA이 확인되었다. 백신접종 그룹에서 채취한 대변 샘플에서 6일 후 대조군에 비해 눈에 띄게 감소하였고, 9일 후에는 2개의 백신균주를 혼합 접종한 그룹에서 가장 낮은 박테리아 gDNA를 나타냈다(도 12ⓑ). 또한 각각의 개별 백신 균주로 면역화된 실험동물에서는 LatA 항원의 epitopes focused immunogens 실험군에서 가장 낮은 수치를 보였다(도 12ⓐ). 상기 결과는 2개의 백신균주를 혼합 구강접종 시 가장 유의하게 로소니아 감염에 대해 효율적인 방어능이 생길 수 있음을 시사하며, 또한 LatA 항원의 epitopes focused immunogens 항원이 두 개의 항원들 중에서 강력한 면역 유도능력을 제공할 수 있는 가능성이 있음을 의미한다.In the results of this experiment, it was confirmed that Lawsonia intracellularis gDNA significantly decreased in the experimental group inoculated with two vaccine strains. In the stool samples collected from the vaccination group, after 6 days, compared to the control group, the decrease was noticeable, and after 9 days, the lowest bacterial gDNA was shown in the group inoculated with the two vaccine strains (FIG. 12ⓑ). In addition, the experimental animals immunized with each individual vaccine strain showed the lowest value in the experimental group of epitopes focused immunogens of LatA antigen (FIG. 12ⓐ). The above results suggest that the most significant effective defense against Lawsonia infection can occur when the two vaccine strains are mixed orally, and the epitopes focused immunogens of LatA antigens provide strong immunity-inducing ability among the two antigens. It means there is a possibility to do it.

실시예 6. 면역조직화학염색법 (Immunohistochemistry, IHC)을 통한 회장염군과 살모넬라 전달 백신의 감염 위치 확인Example 6. Confirmation of infection location of ileitis group and Salmonella delivery vaccine by immunohistochemistry (Immunohistochemistry, IHC)

로소니아균과 살모넬라균은 모두 장관을 통하여 감염이 된다. 또한, 세포내기생균으로 유사한 감염 장소와 증식 위치를 가지고 있어 서로 감염을 유발하기도 하고, 각 병원균을 방어하는 생체의 기전에도 유사성이 있다. 로소니아 감염의 주요 특징 중 하나는 뮤신(mucin)을 생산하는 술잔세포(goblet cells)의 감소이다. 뮤신은 침입 병원체에 대한 장내의 중요한 장벽인데, 뮤신 생산의 감소로 인해 살모넬라균은 대장 내벽에 접근이 용이하고 감염을 촉진할 수 있다. 이를 토대로, 장관 내에 감염정도를 확인하기 위해 살모넬라 전달 백신과, 로소니아 약독화균주를 접종한 마우스의 회장조직을 면역조직화학염색법으로 확인하였다. 그 결과, 실험군 그룹에서 감염된 살모넬라 전달 백신과 로소니아균이 같은 위치에 감염된다는 것을 알 수 있었다(도 13). 이는 곧, 살모넬라 전달 균주를 통하여 같은 부위로 발현된 회장염 항원을 전달하여, 동일한 부위에 면역반응을 야기할 수 있다는 것을 암시한다.Both Lawsonia and Salmonella are infected through the intestine. In addition, as endocellular live bacteria have similar infection sites and proliferation sites, they may induce infection with each other, and there are similarities in the mechanisms of living organisms to defend each pathogen. One of the main characteristics of Lawsonia infection is the reduction of mucin-producing goblet cells. Mucins are an important barrier to invading pathogens in the intestine, and due to reduced mucin production, Salmonella can easily access the lining of the colon and promote infection. Based on this, in order to confirm the degree of infection in the intestinal tract, the ileal tissues of mice inoculated with Salmonella delivery vaccine and Lawsonia attenuated strain were confirmed by immunohistochemical staining. As a result, it was found that the infected Salmonella delivery vaccine and Lawsonia bacteria were infected in the same location in the experimental group (FIG. 13). This suggests that the ileitis antigen expressed to the same site can be delivered through the Salmonella delivery strain, thereby causing an immune response at the same site.

<110> INDUSTRIAL COOPERATION FOUNDATION CHONBUK NATIONAL UNIVERSITY <120> Vaccine composition for preventing or treating porcine proliferative enteritis and salmonellosis simultaneouly comprising attenuated Salmonella mutant expressing immunogen having improved antigenicity as effective component <130> PN19453 <160> 15 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 150 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> LatA protein epitopes focused immunogen <400> 1 Met Val Arg Phe Phe Ala Gln Gln Gln Pro Asn Glu Asp Gln Leu Val 1 5 10 15 Gly Gly Asp Ile Asn Ile Asn Leu Glu Asn Val Thr Thr Pro Glu Phe 20 25 30 Tyr Gly Leu Tyr Gly Pro Leu Thr Val Asn Leu Ser His Ser Pro Glu 35 40 45 Ile Leu Gly Lys Ile Ile Thr Gln Pro Ile Pro Ile Ala Asp Val Phe 50 55 60 Gly Thr Ser Lys Leu Phe Val Glu His Asn Thr Lys Gly Leu Ile Trp 65 70 75 80 Val Ser Gly Gln Phe Ala Thr Asn Arg Thr Lys Thr Lys Cys Thr Gly 85 90 95 Phe Asp Glu Thr Tyr Asn Trp Lys Glu Asn Val Pro Thr Glu Ala Ile 100 105 110 Glu Ala Ser Val Asp Trp Ile Lys Gly Ile Ser Gly Asp Phe Ala Ala 115 120 125 Lys Ser Glu Val Leu Asn Met Lys Phe Lys Asp Lys Asn Asp Thr Ser 130 135 140 Thr Phe Arg Gly Lys Leu 145 150 <210> 2 <211> 267 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> FliC-PAL-FliC <400> 2 Met Ser Leu Val Ile Asn Asn Asn Met Met Ala Ala Asn Ala Ala Arg 1 5 10 15 Asn Leu Asn Glu Ser Tyr Ser Arg Leu Ser Gln Ser Thr Arg Arg Leu 20 25 30 Ser Ser Gly Leu Arg Val Gly Thr Ala Ala Asp Asp Ser Ala Gly Leu 35 40 45 Ala Ile Arg Glu Leu Met Arg Ala Asp Ile Lys Thr Phe Gln Gln Gly 50 55 60 Ala Arg Asn Ala Asn Asp Ala Ile Ser Leu Val Gln Val Ala Asp Gly 65 70 75 80 Ala Leu Gly Val Ile Asp Glu Lys Leu Ile Arg Met Lys Glu Leu Ala 85 90 95 Glu Gln Ala Ala Ile Arg Val Arg Ile Glu Gly Asn Cys Asp Ala Arg 100 105 110 Gly Thr Gln Glu Tyr Asn Leu Ala Leu Gly Glu Arg Arg Ala Arg Ala 115 120 125 Ala Tyr Glu Tyr Leu Val Met Leu Gly Val Asn Pro Ser Gln Leu Glu 130 135 140 Ile Ile Ser Phe Gly Lys Glu Arg Pro Ala Val Glu Gly Thr Gly Pro 145 150 155 160 Ala Val Trp Ala Lys Asn Arg Arg Asp Asp Phe Arg Ile Ile Ala Lys 165 170 175 Gln Ala Ala Leu Asp Ala Ile Asn Asp Ala Ile Val Ser Lys Asp Asn 180 185 190 Ile Arg Ala Ser Leu Gly Thr Leu Gln Asn Arg Leu Glu Ala Thr Ile 195 200 205 Thr Asn Leu Asn Thr Gln Ala Glu Asn Leu Gln Ala Ala Glu Ser Arg 210 215 220 Ile Ser Asp Ile Asp Val Ser Thr Glu Met Thr Glu Phe Val Arg Asn 225 230 235 240 Gln Ile Leu Thr Gln Ser Gly Val Ala Met Leu Ser Gln Ala Asn Ser 245 250 255 Leu Pro Lys Met Ala Ser Gln Leu Ile Ser Gly 260 265 <210> 3 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 3 atggttcggt tttttgctca 20 <210> 4 <211> 17 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 4 ccccggaaag tagacgt 17 <210> 5 <211> 22 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 5 gtctttggtc attaacaaca ac 22 <210> 6 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> primer <400> 6 gagttggctt gccatctttg 20 <210> 7 <211> 24 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> 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<213> Artificial Sequence <220> <223> LatA protein epitopes focused immunogen <400> 1 Met Val Arg Phe Phe Ala Gln Gln Gln Pro Asn Glu Asp Gln Leu Val 1 5 10 15 Gly Gly Asp Ile Asn Ile Asn Leu Glu Asn Val Thr Thr Pro Glu Phe 20 25 30 Tyr Gly Leu Tyr Gly Pro Leu Thr Val Asn Leu Ser His Ser Pro Glu 35 40 45 Ile Leu Gly Lys Ile Ile Thr Gln Pro Ile Pro Ile Ala Asp Val Phe 50 55 60 Gly Thr Ser Lys Leu Phe Val Glu His Asn Thr Lys Gly Leu Ile Trp 65 70 75 80 Val Ser Gly Gln Phe Ala Thr Asn Arg Thr Lys Thr Lys Cys Thr Gly 85 90 95 Phe Asp Glu Thr Tyr Asn Trp Lys Glu Asn Val Pro Thr Glu Ala Ile 100 105 110 Glu Ala Ser Val Asp Trp Ile Lys Gly Ile Ser Gly Asp Phe Ala Ala 115 120 125 Lys Ser Glu Val Leu Asn Met Lys Phe Lys Asp Lys Asn Asp Thr Ser 130 135 140 Thr Phe Arg Gly Lys Leu 145 150 <210> 2 <211> 267 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> FliC-PAL-FliC <400> 2 Met Ser Leu Val Ile Asn Asn Asn Met Met Ala Ala Asn Ala Ala Arg 1 5 10 15 Asn Leu Asn Glu Ser Tyr Ser Arg Leu Ser Gln Ser 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Arg Ala 114 119 124 Arg Ala Ala Tyr Glu Tyr Leu Val Met Leu Gly Val Asn Pro Ser Gln 129 134 139 Leu Glu Ile Ile Ser Phe Gly Lys Glu Arg Pro Ala Val Glu Gly Thr 144 149 154 Gly Pro Ala Val Trp Ala Lys Asn Arg Arg Asp Asp Phe Arg Ile Ile 159 164 169 174 Ala Lys

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 로소니아 인트라셀룰라리스(Lawsonia intracellularis) 유래 오토트랜스포터 단백질로부터 유래한 서열번호 1의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주; 및 로소니아 인트라셀룰라리스 유래 편모(flagella) 단백질과 펩티도글리칸과 관련된 지질단백질(peptidoglycan-associated lipoprotein)이 융합된 서열번호 2의 아미노산 서열로 이루어진 항원을 포함하는 약독화된 살모넬라 변이주;의 혼합물.An attenuated Salmonella mutant comprising an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1 derived from an autotransporter protein derived from Lawsonia intracellularis; And an attenuated Salmonella mutant comprising an antigen consisting of the amino acid sequence of SEQ ID NO: 2 in which a flagella protein derived from Lawsonia intracellularis and a peptidoglycan-associated lipoprotein are fused. . 제4항의 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물.A vaccine composition for the simultaneous prevention or treatment of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising a mixture of the attenuated Salmonella mutant strain of claim 4 as an active ingredient. 제5항에 있어서, 상기 백신 조성물은 경구 또는 피하 투여용인 것을 특징으로 하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방 또는 치료용 백신 조성물.[6] The vaccine composition of claim 5, wherein the vaccine composition is for oral or subcutaneous administration. 제4항의 약독화된 살모넬라 변이주의 혼합물을 유효성분으로 포함하는 돼지 증식성 회장염 및 살모넬라증 동시 예방용 사료 첨가제.A feed additive for simultaneous prevention of porcine proliferative ileitis and salmonellosis, comprising a mixture of the attenuated Salmonella mutant strain of claim 4 as an active ingredient.
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