KR20180023248A - 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론항체 및 이의 용도 - Google Patents
어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론항체 및 이의 용도 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 검출하기 위한 단클론항체를 생산하는 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주와 이로부터 생산되는 단클론항체 Anti-2C10를 제공하며, 이를 이용하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 진단할 수 있는 진단키트 및 진단방법을 제공함으로써 양식장에서 대량폐사를 일으켜 막대한 손해를 입히고 있는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스의 진단과 치료 및 예방에 이용할 수 있다.
Description
본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론항체 및 이의 용도에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 구조단백질을 에피토프로 하여 감수성 및 특이성이 우수하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염의 진단, 예방 및 치료 등에 유용하게 이용될 수 있는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론항체에 관한 것이다.
바이러스성 출혈성 패혈증(VHS, Viral Hemorrhagic Septcemia)은 1980년대 초반까지는 유럽 지역에서 주로 무지개 송어나 몇몇 담수어종에서 큰 피해를 주고 있는 바이러스성 질병으로 알려져 있었으나, 1988년 미국 서부 태평양 연안으로 회유하는 은연어와 왕연어에서 발견되면서 그 감염대상이 해수어에까지 확대된 것을 확인하였다. 현재까지 감염이 확인된 어종으로는 넙치, 무지개송어, 대서양 연어, 브라운송어, 은연어, 왕연어, 대구, 넙치, 터봇, 정어리, 명태 등을 포함하는 약 50여 종의 해산어류와 담수어류이다.
국내의 경우 2001년 이후 매년 남해 및 제주도 수역에서 겨울과 봄의 저수온기에 양식넙치에서 보고된 바 있다. 일본에서는 넙치, 전갱이, 까나리, 참돔, 방어 등 자연산 어류에서 분리되었으며, 국내에서는 숭어, 고등어, 황돔, 병어 등에서 분리되었다.
바이러스성 출혈성 패혈증의 원인바이러스는 단일가닥의 RNA 바이러스로 Rhabdoviridae과 Novirhabdovirus속의 외막을 가진 바이러스이다. 50~70ㅧ180~240 nm의 크기에 바이러스 입자의 모형은 전형적인 Rhabdovirus의 형태인 타원형이며, 한쪽은 둥글고 다른 한쪽은 편평한 모양이다. 학계에서는 담수에서 분리된 VHSV의 Glycoprotein(G) 유전자 염기서열을 기초로 유전형으로 구분하고, 이들 유전형은 지리적 분리 유래에 따라 유럽분리주가 속한 genogroup I, 발트해 분리주가 속한 genogroup II, 영국과 아일랜드의 북해 연안에서 분리되는 genogroup III, 북미, 일본, 한국 분리주가 속한 genogroup IV의 4가지 유전형적 구분이 일반화되어 있다. 더욱이 genogroup IV에서 한국분리주는 일본분리주와 동일한 minor cluster에 속하지만 북미분리주와는 다른 cluster에 속해 북미 분리주와는 뚜렷한 차이를 보이고 있다.
VHSV는 다른 어류바이러스인 infectious hematopoietic necrosisvirus (IHNV)와 hirame rhabdovirus (HIRRV)와 함께 family Rhabdoviridae, genus Novirhabdovirus에 속하는 약 11,000 bp의 negative-strand RNA virus로 6개의 유전자들, nucleocapsid (N), phosphoprotein (P), matrix protein (M), glycoprotein (G), non-virion protein (NV)와 polymerase (L) 유전자들이 3'-N-P-M-G-NV-L-5'의 순으로 구성되어 있는 것이 특징이다.
현재, VHSV는 세계동물보건기구 (World Organization for Animal Health, OIE)의 수생동물위생규약 (Aquatic Animal Health Code)에 의해 '관리대상질병 (notifiable disease)'으로 지정되어 있으며, 국내에서도 수산생물질병 관리법 제2조에서 규정하는 수산생물전염병으로, 방역조치 대상에 포함되어 감염 및 질병발생이 확인되면 이동제한과 소독 조치가 이루어지는 질병이다. 최근, 다양한 수산생물질병의 발생과 소비자들의 안전한 먹거리에 대한 수요 증가로 인해 전 세계적으로 수산생물의 방역 (Aquatic animal Disease Control), 예찰 (Surveillance) 및 모니터링 (Monitoring)의 중요성이 더욱 커지고 있다.
또한, 국가적인 예찰 및 방역활동 뿐만 아니라 지역적 (regional) 이고 구역화 (zoining)된 수산생물의 질병 예찰 및 모니터링 연구결과의 분석은 향후 수산생물질병의 역학조사 및 질병 관리에 필요한 유용한 자료를 제공 할 뿐만 아니라 자국 내 특정 질병에 대한 무병(청정)지역을 증명할 수 있는 매우 중요한 역할을 한다. 따라서 VHSV의 국내 분리주의 서열변이에 대한 지속적인 연구 및 다른 국가 분리주와의 서열비교와 지속적인 모니터링도 중요하게 되었다.
국립수산과학원에 의해 실시된 우리나라 양식장의 병원체 감염률 조사에서 2006년 이후 바이러스성 신경괴사 바이러스의 검출률이 가장 높게 나타났으며(60% 이상), 이어 바이러스성 출혈성 패혈증바이러스에 의한 감염이 뒤를 따랐다(28%). 이와 같이 바이러스성 출혈성 패혈증은 높은 감염률을 나타내고 있으며, 밀집양식에서 전염성이 높아지고, 한번 감염으로 대량폐사를 일으켜 수산어가에 큰 피해를 입히고 있으나, 감염 시 초기 진단이 어려운 점이 있어 이의 용이한 진단방법 및 치료와 예방에 대한 연구가 시급하다.
본 발명은 종묘 생산시기에 대량 발생하여 높은 폐사율을 보이는 어병의 원인바이러스인 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 감수성 및 특이성이 높아 어류의 바이러스성 출혈성 패혈증의 진단, 치료 및 예방에 용이하게 이용할 수 있는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 대한 단클론항체 및 이를 생산하는 융합세포주를 제공하는 데에 목적이 있다.
본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 검출하기 위한 단클론항체를 생산하는 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주와 이로부터 생산되는 단클론항체 Anti-2C10을 제공하며, 이를 이용하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 진단할 수 있는 진단키트 및 진단방법을 제공한다. 상기 진단키트는 기질과 반응하여 발색하는 표지체와 축합된 항체; 및 발색기질을 포함하며, 상기 표지체는 HRP(Horse-radish peroxidase)이며, 상기 발색기질은 TMB(3,3',5,5'-tetramethyl-benzidine)인 것을 특징으로 한다.
또한 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에 의해 생산되는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론 항체 Anti-2C10를 코팅완충용액으로 희석하고 플레이트에 분주하여 플레이트를 코팅시키는 단계(1); 상기 (1)의 플레이트에 검사하고자하는 피검어 조직마쇄액을 반응시키는 단계(2); 상기 (2)의 플레이트를 인산완충용액으로 세척하는 단계(3); 상기 (3)의 플레이트에 HRP-축합 신경괴사바이러스 단클론항체를 반응시키는 단계(4); 상기 (4)의 플레이트에 TMB를 첨가하여 발색시키는 단계(5); 상기 (5)의 발색반응이 끝나면 황산으로 효소반응을 정지시키는 단계(6); 및 상기 (6)의 발색정도를 405 nm에서 흡광도를 측정하는 단계(7);로 이루어진 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단방법을 제공한다.
상기 진단키트는 면역크로마토그래피법을 이용한 스트립 타입이며, 상기 스트립 타입의 진단키트는 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에 의해 생산되는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론 항체 Anti-2C10와 금의 접합체, 마우스 면역글로불린에 대하여 특이적인 항체가 코팅된 멤브레인과 피검체 흡습패드가 부착된 스트립을 포함하는 신속 면역크로마토그래피법에 의한 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트를 제공한다.
본 발명에 따른 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 대한 단클론항체 및 이를 생산하는 융합세포주를 이용하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 대하여 감수성 및 특이성이 높은 진단시약, 진단키트 및, 예방제, 치료제의 생산에 이용할 수 있어 안전한 수산양식을 수행할 수 있다.
도 1은 20%와 35% 사이의 sucrose 농도에서 관찰되는 바이러스 밴드를 나타낸 사진이다.
도 2는 SDS-PAGE에서 관찰되는 정제된 VHSV의 구조 단백질을 나타낸 사진이다.
도 3은 바이러스성 출혈성 패혈증의 단클론 항체에 대한 isotyping 결과를 나타낸 표이다.
도 4는 단클론 항체의 VHSV 부위 확인을 나타낸 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸 것이다(M: marker (kDa), 1: 양성대조구 (Anti-VHSV polyclonal antibody), 2: 음성대조구 (1차항체: 2% Skim milk), 3: 2C10.
도 5는 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다. P: 양성대조구 (항원: FYeosu05, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody), 1: 항원: FYeosu05, 항체: 2C10, 2: 항원: FWando05, 항체: 2C10, 3: 항원: FJeju14, 항체: 2C10, 4: 항원: FHM cells, 항체: 2C10.
도 6은 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다. 1: FYeosu05, 2: FWando05, 3: FJeju14, 4: FHM 상층액, 5: FHM 마쇄액, 6: 증류수.
도 7은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 나타내는 웨스턴 블로팅 사진이다(M: marker (kDa), 1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV, 10: SSN-1).
도 8은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다. 1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV.
도 9는 단클론 항체의 VHSV-감염어에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다. P1: 항원: 정제된 VHSV, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, P2: 항원: VHSV-감염어의 조직 마쇄액, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, 1: VHSV 감염어의 조직 마쇄액, 항체: 2C10, 2: 정상어의 조직 마쇄액, 항체: 2C10.
도 10은 단클론 항체의 수탁증을 나타낸다.
도 2는 SDS-PAGE에서 관찰되는 정제된 VHSV의 구조 단백질을 나타낸 사진이다.
도 3은 바이러스성 출혈성 패혈증의 단클론 항체에 대한 isotyping 결과를 나타낸 표이다.
도 4는 단클론 항체의 VHSV 부위 확인을 나타낸 웨스턴 블로팅 결과를 나타낸 것이다(M: marker (kDa), 1: 양성대조구 (Anti-VHSV polyclonal antibody), 2: 음성대조구 (1차항체: 2% Skim milk), 3: 2C10.
도 5는 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다. P: 양성대조구 (항원: FYeosu05, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody), 1: 항원: FYeosu05, 항체: 2C10, 2: 항원: FWando05, 항체: 2C10, 3: 항원: FJeju14, 항체: 2C10, 4: 항원: FHM cells, 항체: 2C10.
도 6은 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다. 1: FYeosu05, 2: FWando05, 3: FJeju14, 4: FHM 상층액, 5: FHM 마쇄액, 6: 증류수.
도 7은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 나타내는 웨스턴 블로팅 사진이다(M: marker (kDa), 1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV, 10: SSN-1).
도 8은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다. 1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV.
도 9는 단클론 항체의 VHSV-감염어에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다. P1: 항원: 정제된 VHSV, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, P2: 항원: VHSV-감염어의 조직 마쇄액, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, 1: VHSV 감염어의 조직 마쇄액, 항체: 2C10, 2: 정상어의 조직 마쇄액, 항체: 2C10.
도 10은 단클론 항체의 수탁증을 나타낸다.
본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스이러스 구조단백질을 에피토프로 하여 감수성 및 특이성이 우수하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염의 진단, 예방 및 치료 등에 유용하게 이용될 수 있는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론항체와 이를 생산하는 융합세포주 및 이의 용도에 관한 것이다. 이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 자세히 설명한다.
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실시예
1> 바이러스의 배양
실험에 사용된 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(Viral hemorrhagic septicemia virus, VHSV)는 2005년 전남 여수에 소재한 넙치 양어장에서 분리되었다. 분리된 바이러스 (FYeosu05)를 대량으로 배양하기 위하여 75㎠ tissue culture flask (Nunc, Denmark)에 fathead minnow cell line (FHM)을 단층으로 배양한 후 바이러스를 접종하여 15℃에서 10일간 배양하면서 cytopathic effect (CPE)를 관찰하였다. 세포에 바이러스가 감염되어 90% 이상 용해된 세포 배양액을 4℃에서 12,000 rpm으로 30분간 원심 분리하여 세포 잔여물을 제거한 후 상층액을 분리하였다. 분리된 바이러스 상층액은 실험에 사용되기 전까지 -80℃에서 보존하였다.
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실시예
2> 바이러스의 농축 및 정제
바이러스 배양액에 polyethylene glycol (PEG)-6000 (Sigma, USA)과 NaCl을 각각 7.5% (w/v), 2.3% (w/v)로 첨가한 후 4℃에서 overnight 하였다. PEG가 처리가 된 바이러스 배양액을 4℃에서 12,000 rpm으로 30분간 원심 분리한 후 pellet을 phosphate buffer saline (PBS: 0.13M NaCl, 2.7mM KCl, 4.3mM Na2HPO4, 1.4mM KH2PO4)완충용액으로 현탁하였다. 현탁액은 30,000 rpm에서 2시간 동안 초원심을 실시한 후 pellet을 PBS로 재부유 시켜 바이러스를 농축하였다.
바이러스를 정제하기 위해, 농축된 바이러스를 step sucrose gradient (20%, 35%, 50% sucrose 용액 (w/w)) 위에 넣은 후 21,000 rpm으로 2시간 동안 초원심분리를 실시하였다. 20%와 35% 경계 지점에 형성된 바이러스로 추정되는 band를 주사기를 이용하여 취한 후, PBS로 현탁하여 30,000 rpm으로 2시간 동안 초원심 분리하였다. 원심 분리 후 얻어진 침전물은 PBS 완충용액으로 다시 재현탁하여 실험에 사용되기 전까지 -80℃에 보존하였다.
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실시예
3> 바이러스의 구조 단백질 분석
정제된 바이러스의 구조단백질을 분석하기 위해 sodium dodecyl sulfate poly acrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE)를 실시하였다. 정제된 바이러스에 동량의 SDS-sample buffer (1.59% SDS, 0.5M Tris-HCl (pH 6.8), 14% glycerol (w/v), 0.01% bromophenol blue (w/v), 4% 2-mecaptoethanol (v/v))를 첨가하여 100℃에서 3분간 열처리한 후 SDS-PAGE (12% acrylamide separating gel, 4% acrylamide stacking gel, 30 mA, 2 hours)를 실시하였다. 전기영동 후, 겔은 0.2% coomassie brilliant blue R-250 (Wako, Japan)로 염색하여 결과를 확인하였다.
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실시예
4> 바이러스 면역 및
hybridoma
제작
면역은 정제 바이러스 (약 100 ㎍)와 complete freunds adjuvant를 1:1 비율로 혼합하여 BALB/c 마우스의 복강에 1차 면역하였다. 2주 후 마우스의 꼬리로부터 채혈한 후 ELISA를 실시하여 항체가를 측정하였으며, 바이러스만을 사용하여 2차 면역하였다. 3일 후 마우스의 비장 조직을 분리한 후 PEG 1500 (Roche, USA)를 이용하여 myeloma cell (Sp2/0Ag14)과 융합시킨 후 hypoxanthine, thymidine (HT) (gibco, USA) 배지를 사용하여 96 well plate (TPP, Switzerland)에 분주하여 CO2배양기에서 37℃로 배양하였다.
<실시예 5> Hybridoma의 screening
바이러스에 대하여 특이적으로 반응하는 항체를 생산하는 hybridoma를 screening하기 위하여 enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)를 실시하였다. 항원은 정제된 바이러스액을 96 well plate (corning, USA)에 well 당 50 ㎕ (250 ng/well)씩 분주하여 4℃에서 overnight 또는 37℃에서 2시간 coating하였다. 2% skim milk/TBST (Tris-buffered saline-Tween 20) 200 ㎕를 분주하여 blocking 한 후, TBST로 1회 세정하고 1차 항체로서 hybridoma 배양 상등액을 well 당 50 ㎕씩 분주하여 37℃에서 2시간 반응하였다.
TBST로 3회 세정한 후 2차 항체로는 horseradish peroxidase (HRP)가 표식되어 있는 goat anti-mouse IgG (Pierce, USA)를 2% skim milk/TBST로 5,000배 희석하여 well 당 50 ㎕씩 분주하여 37℃에서 1시간 반응하였다. TBST로 5회 세정한 후 tetramethylbenzidine base (TMB, color reagents) (surmodics, TMBC)를 well 당 50 ㎕ 분주하여 발색하였다. 각 well에 1N H2SO4를 50 ㎕씩 넣어 발색 반응을 중지시킨 후, microplate photometer (Multiskan, USA)로 450 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
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실시예
6> Western blot을 이용한
단클론
항체 반응 조사
항원에 대한 항체의 인식 능력을 확인하기 위하여 western immunoblot 분석을 실시하였다. SDS-PAGE는 위와 동일한 방법으로 실시하였다. 정제된 바이러스를 사용하여 전기영동 한 후, gel에 있는 단백질을 transblot 장치 (ATTO, Japan)를 이용하여 144 ㎃에서 1시간 동안 nitrocellurose membrane (advantec, Japan)에 blotting하였다. Blotting 후 2% skim milk로 blocking하여 1시간 반응시킨 후, buffer 1 (0.1M maleic acid, 0.15M NaCl, pH 7.5)으로 15분간 세정하였다. 1차 항체로는 본 연구에서 제작한 hybridoma 배양 상등액을 2% skim milk로 2배 희석하여 1시간 반응시킨 후 위와 동일한 방법으로 세정하였다.
2차 항체로는 alkaline phosphatase (AP)가 표식되어 있는 goat polyclonal anti-mouse IgG antibody (novus, USA)를 2% skim milk로 1,000배 희석하여 1시간 반응시킨 후 5회 세정하고 발색제 (100 mM Tris-HCl, 100 mM NaCl, 50 mM MgCl2용액 (pH 9.5) 20㎖, NBT (75 ㎎/㎖ 4-nitrotetrazolium blue chloride) 90 ㎕, BCIP (50 ㎎/㎖ 5-Bromo-4-chloro-3-indolyl phosphate p-toluidine salt/dimethyl-formamide) 70㎕)로 발색하여 육안으로 확인하였다. 발색이 완료된 후 발색 정지액 (1mM EDTA, 10mM Tris-HCl)을 첨가하였다.
<실시예 7> 단클론항체의 Isotyping
제작된 단클론 항체의 heavy 및 light chain의 subtype을 확인하기 위하여 Rapid ELISA mouse mAb isotyping kit (Pierce, USA)를 사용하여 ELISA를 매뉴얼에 따라 실시하였다.
<실시예 8> VHSV 분리주들에 대한 단클론 항체의 특이성 조사
FYeosu05 분리주에 대한 단클론 항체가 다양한 VHSV 분리주들에 대해 반응하는지를 조사하기 위하여 2005년도 완도, 2014년 제주에서 분리한 VHSV 분리주를 사용하여 (FWando05, FJeju14) western blot과 ELISA를 실시하였다. Western blot에 사용한 바이러스 항원은 3개의 VHSV 분리주를 (FYeosu05, FWando05, FJeju14) 각각 FHM 세포에 접종한 후 3일째 SDS-sample buffer를 첨가하여 세포를 lysis 시킨 후 100℃에서 3분간 열처리하여 제작하였다. Western blot은 위와 동일한 방법으로 실시하였다. ELSIA는 FYeosu05 (109.3 tissue culture infective dose (TCID)50/㎖), FWando05 (108.3 TCID50/㎖), FJeju14 (108.8 TCID50/㎖) 상층액을 사용하여 다음의 방법으로 실시하였다.
VHSV를 증류수로 320배 희석하여 96 well ELISA microplates (Greiner-bio-one, Germany)에 각각 50 ㎕씩 분주한 후 37℃에서 overnight하여 항원을 코팅하였다. T-PBS (0.05% Tween-20/PBS (v/v))로 3회 세정하였고 5% skim milk를 380 ㎕씩 분주하여 25℃에서 1시간 동안 blocking하였다. T-PBS로 3회 세정한 후 1차 항체로는 본 연구에서 제작한 단클론 항체를 시료당 2개의 well에 50 ㎕씩 분주하여 25℃에서 1시간 반응하였다. T-PBS로 3회 세정한 후 horseradish peroxidase (HRP)가 표식되어 있는 goat anti-mouse IgG (Youngin, Korea)를 5% skim milk로 1,000배 희석하여 well 당 50 ㎕씩 분주하였으며, 25℃에서 1시간 반응하였다. T-PBS로 5회 세정한 후 ELISA 발색액 (100mM Na2HPO4, 50mM citricacid, 1 ㎎/㎖ o-phenylen diamine, 0.1% H2O2)을 well 당 50 ㎕ 분주하여 발색하였다. 각 well에 1N H2SO4를 50 ㎕씩 넣어 발색 반응을 중지시킨 후, 490 ㎚에서 흡광도를 측정하였다.
<실시예 9> 어류바이러스들에 대한 특이성 조사
FYeosu05 분리주에 대한 단클론 항체가 다양한 어류바이러스에 대해 반응하는지를 조사하기 위해, VHSV, 전염성 조혈기 괴사증 바이러스(Infectious hematopoietic necrosis virus, IHNV), 넙치 랩도바이러스 (Hirame rhabdovirus, HIRRV), 잉어 봄 바이러스혈증 바이러스 (spring viraemia of carp virus, SVCV), 전염성 췌장괴사증 바이러스 (Infectious pancreatic necrosis virus, IPNV), 해양 버나바이러스 (marine birnavirus, MABV) 및 신경괴사증 바이러스 (nervous necrosis virus, NNV)를 사용하여 western blot과 ELISA를 실시하였다.
Western blot에 사용한 바이러스 항원은 7종의 어류바이러스를 FHM (VHSV), epithelioma papulosum cyprini (EPC) (SVCV, HIRRV), chinook salmon embryo (CHSE-214) (IHNV, IPNV, MABV) 또는 striped snakehead (SSN-1) (NNV) 세포에 접종한 후 3일째 SDS-sample buffer를 첨가하여 세포를 lysis 시킨 후 100℃에서 3분간 열처리하여 제작하였다. Western blot은 위와 동일한 방법으로 실시하였다. ELSIA는 VHSV FYeosu05 (109.3 TCID50/㎖), IHNV (107.3 TCID50/㎖), HIRRV (108.3 TCID50/㎖), SVCV (107.55 TCID50/㎖), IPNV (109.55 TCID50/㎖), MABV (109.3 TCID50/㎖) 그리고 NNV (108.05 TCID50/㎖) 상등액을 사용하여 ELISA를 실시하였다. ELISA는 VHSV 분리주들에 대한 특이성 조사에 사용한 방법으로 실시하였다.
<실시예 10> VHSV-감염어에 대한 특이성
FYeosu05 분리주에 대한 단클론 항체가 현장시료 (VHSV-감염어)에 반응하는지를 조사하기 위하여 VHSV 감염실험을 실시한 후 폐사어와 정상어를 사용하여 실험을 실시하였다. 넙치 치어 (3.5ㅁ0.5 g)를 수온 10℃로 유지된 10 L 수조 2개에 각각 20마리씩 수용한 후, 1개의 수조에는 VHSV를 105.5 TCID50/ml의 농도로 1시간 침지시켰으며, 다른 1개의 수조에는 HBSS를 1시간 침지시켰다 (대조구). 사육수는 1일에 1번씩 교환해 주었으며 (환수율:70%), 10일간 누적폐사율을 조사하였다: 누적폐사율, 실험구: 50%, 대조구: 0%. VHSV에 감염되어 폐사된 넙치와 건강한 넙치 (대조구)의 신장과 비장을 적출한 후 HBSS로 1 : 10 (0.1 g/mL)이 되게 혼합하여 마쇄하였고, 이를 6,000 rpm에서 30분간 원심분리하여 얻어진 상층액을 사용하여 western blot을 실시하였다.
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실시예
11>
VHSV
-감염
진단키트
본 발명은 단클론항체를 포함하는, 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스의 감염을 진단할 수 있는 진단키트를 제공한다. 특히 본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트는 항원-항체 복합체를 색체입자결합법으로 검출하는 진단키트를 제공한다.
본 발명의 진단키트는 본 발명의 단클론항체, 기질과 반응하여 발색하는 표지체와 축합된 항체 및 발색기질을 포함한다. 상세하게는, 상기 진단키트는 본 발명의 단클론항체를 탄산염 (pH 9.4)으로 희석하여 최종농도가 10 ㎍/㎖인 단클론항체 희석액으로 코팅된 플레이트, 1:2,000배로 희석된 HRP(Horse-radish peroxidase)-축합 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 단클론항체, 인산완충용액, TMB 및 1N H2SO4 로 구성된다.
본 발명의 진단키트를 이용하여, 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염 의심어에 대해 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염여부를 진단하는 방법은 다음과 같다. 단클론항체가 코팅된 플레이트에 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염 의심어 또는 양식장에서 무작위로 선택한 피검어의 마쇄액을 각 well 당 100 ㎕ 씩 첨가하고 실온에서 60분 동안 반응시킨 다음, 인산완충용액으로 플레이트를 3회 세척한다.
HRP-축합 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 단클론항체를 플레이트의 각 웰 당 100 ㎕씩 첨가하고 25℃에서 60분 동안 반응시킨 다음 인산완충용액으로 플레이트를 3회 세척한다. 그런 다음, HRP의 기질인 TMB(3,3',5,5'-tetramethyl-benzidine)를 플레이트의 각 웰 당 100 ㎕ 씩 첨가하고 암소에서 30분 동안 반응시켜 발색반응을 유도한다. 그런 다음, 1N H2SO4를 플레이트의 각 웰 당 100 ㎕ 씩 첨가하여 효소반응을 정지시킨다. 본 발명 의 진단키트를 이용하여 이렇게 처리한 플레이트를 ELISA 리더 (reader)를 사용하여 405 nm에서 흡광도를 측정한다. 측정 결과, 흡광도가 0.2 이상인 경우 양성으로 판정한다.
<실시예 12> 면역크로마토그래피법을 이용한 VHSV-감염 라피드 진단키트
본 발명은 본 발명의 단클론항체를 포함하는, 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스의 감염을 신속히 진단할 수 있는 면역크로마토그래피법을 이용한 스트립 타입의 VHSV-감염 라피드 진단키트를 제공한다. 상기 제조한 항체 및 Anti-VHSV 항체를 0.58 ㎍/스트립 농도로 PBS에 희석하여 나이트로셀룰로오스 멤브레인 검사선(T: VHSV의 검출선) 위치에 흡착시켜 코팅 용액으로 사용하였다. 또한 대조선(C) 위치에는 마우스의 Ig를 인식하는 항체 0.75 ㎍/스트립을 코팅하였다. 또한 Anti-2C10 항체를 골드 콜로이드(gold colloid)와 결합시켰다. 염화금을 시트로산 나트륨 용액으로 환원시켜 플레인 골드(plain gold)를 제조한 후 상기 항체를 첨가하면서 40 nm 크기의 항체가 결합된 골드입자를 532 nm에서 흡광도가 10+/-1이 되도록 제조하였다. 여기에 결합된 항체를 안정화시키기 위하여 Polyethylene glycol(PEG) 용액을 처리하였다.
골드 입자와 항체가 결합된 각각의 골드 접합체들을 혼합하여 8.3 ㎕/스트립이 되도록 폴리에스테르 또는 유리 섬유에 적신 후 건조시켜 골드 패드를 제조하였다. 흡습 패드 및 검체 패드 제조는 반응용액이 잘 흡수될 수 있도록 건조하여 제조하였다. 이후, 1) 검체 패드, 2) 골드 패드, 3) 멤브레인(T: 검사원 위치, C: 대조선 위치), 4) 흡습패드, 및 5) 플라스틱 카드를 각각 중첩되게 결합하고 4.45 mm/스트립 크기로 절단하여, 절단된 스트립을 최종 디바이스의 하판에 넣고 검체적용홀이 형성되어있는 상판을 덮어 VHSV-감염 라피드 진단키트를 제작하였다.
어류 바이러스성 출혈성 패혈증을 진단하기 위하여, 피검어의 조직마쇄액 또는 혈청을 희석하여 검체 적용홀에 적용한다. 이때 검체 중에 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스가 존재하면 골드패드의 골드 입자에 접합되어 있는 Anti-2C10 항체와 1차로 결합하게 되며, 이후 이 결합체는 면역크로마토그라피법 원리에 의해 멤브레인을 따라 이동하게 되면서 멤브레인의 검사선 위치(T)에 있는 Anti-VHSV 항체와 2차적으로 결합하면서 항체-항원-항체 복합체를 형성하면서 보라색 밴드를 나타내게 된다. 그러나 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스가 존재하지 않으면 대조선 밴드(C)만 나타난다.
<시험예 1> 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(VHSV) 정제
도 1은 20%와 35% 사이의 sucrose 농도에서 관찰되는 바이러스 밴드를 나타낸 사진이며, 도 2는 SDS-PAGE에서 관찰되는 정제된 VHSV의 구조 단백질을 나타낸 사진이다. FHM 세포에 대량 배양한 VHSV를 사용하여 PEG로 농축한 후, step sucrose gradient에서 초원심을 실시한 결과, 20%와 35% 사이의 sucrose 농도에서 바이러스로 추정되는 밴드가 관찰되었다. 바이러스로 추정되는 밴드를 초원심으로 수집한 후, SDS-PAGE를 실시한 결과, 192 kDa (VHSV L protein), 62 kDa (G protein), 42 kDa (N protein), 29 kDa (P protein), 25 kDa (M protein)의 단백질이 확인되었다.
<시험예 2> Hybridoma 제작 및 단클론 항체의 screening
정제된 VHSV를 면역시킨 마우스의 비장 조직과 Sp2/0Ag14 myeloma 세포를 PEG로 융합시켜 hybridoma를 제작하였다. Hybridoma로부터 생성되는 항체를 ELISA와 western blot으로 스크린 한 결과, 10개 시료에서 양성 반응을 나타내었다. 10개의 시료를 대상으로 ELISA로 3회 클로링을 실시한 결과, 최종적으로 1개의 clone (2C10)을 선별하였다. 이후의 실험에서는 1개의 clone으로부터 생산된 항체를 사용하여 (항체의 이름 : clone의 이름과 동일하게 사용) 특이성 조사를 실시하였다.
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시험예
3>
단클론
항체의
isotyping
도 3은 단클론 항체에 대한 isotyping 결과를 나타낸 표이다. 2C10 단클론 항체를 대상으로 rapid ELISA mouse mAb isotyping kit를 사용하여 IgG의 heavy 및 light chain의 subtype을 조사한 결과, H-chain은 IgG2a로 나타났으며, L-chain은 κ로 확인되었다.
<시험예 4> VHSV에 대한 단클론 항체의 바이러스 인식 부위 조사
도 4는 단클론 항체의 VHSV 인식 부위를 나타낸 웨스턴 블로팅 결과이다(M: marker (kDa), 1: 양성대조구 (Anti-VHSV polyclonal antibody), 2: 음성대조구 (1차항체: 2% Skim milk), 3: 2C10.
단클론 항체의 VHSV 인식 부위를 조사하기 위해, 정제된 VHSV를 사용하여 western blot을 실시한 결과, VHSV의 G protein (62kDa)을 인식하는 것이 확인되었다.
<시험예 5> VHSV 분리주들에 대한 특이성 조사
도 5는 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다. P: 양성대조구 (항원: FYeosu05, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody), 1: 항원: FYeosu05, 항체: 2C10, 2: 항원: FWando05, 항체: 2C10, 3: 항원: FJeju14, 항체: 2C10, 4: 항원: FHM cells, 항체: 2C10.
단클론 항체를 사용하여 다양한 VHSV 분리주에 대한 특이성 조사하기 위해, 3개의 VHSV 분리주 (FYeosu05, FWando05, FJeju14)에 감염된 FHM 세포와 정상 FHM 세포를 사용하여 western blot을 실시하였다. 단클론 항체는 3개의 VHSV 분리주에 모두 반응하였으며, 인식하는 부위는 도 4와 동일하였다. FHM 세포에는 반응하지 않았다.
도 6은 단클론 항체의 VHSV 분리주들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다(1: FYeosu05, 2: FWando05, 3: FJeju14, 4: FHM 상층액, 5: FHM 마쇄액, 6: 증류수.). VHSV 배양액 (분리주: Yeosu05, Wando05, Jeju14), FHM 배양액, FHM 마쇄액을 사용하여 ELISA를 실시한 결과, 3개의 VHSV 분리주에 반응하였으나 (OD값: 0.37 - 0.42), FHM과 FHM 마쇄액에는 반응하지 않았다.
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시험예
6> 다른
어류바이러스들에
대한 특이성 조사
도 7은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 나타내는 웨스턴 블로팅 사진이다(M: marker (kDa), 1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV, 10: SSN-1).
단클론 항체를 사용하여 어류바이러스들에 대한 특이성 조사하기 위해, VHSV, IHNV, HIRRV, SVCV, IPNV, MABV 및 NNV에 감염된 세포와 정상 세포 (CHSE-214, SSN-1)를 사용하여 western blot을 실시하였다. 단클론항체는 VHSV에 만 반응하였고, IHNV, HIRRV, SVCV, IPNV, MABV, NNV, CHSE-214, SSN-1에는 반응하지 않았다.
도 8은 단클론 항체의 어류바이러스들에 대한 특이성을 확인한 ELISA 결과를 나타낸 그래프이다 (1: VHSV, 2: IHNV, 3: HIRRV, 4: SVCV, 5: EPC, 6: IPNV, 7: MABV, 8: CHSE-214, 9: NNV). 바이러스 배양액 (VHSV, IHNV, HIRRV, SVCV, IPNV, MABV 및 NNV)과 FHM 배양액을 사용하여 ELISA를 실시한 결과, 단클론 항체는 VHSV에 만 반응하였고, IHNV, HIRRV, SVCV, IPNV, MABV, NNV에는 반응하지 않았다.
<시험예 7> VHSV-감염어에 대한 특이성 조사
도 9는 단클론 항체의 VHSV-감염어에 대한 특이성을 나타낸 웨스턴 블로팅 사진이다(P1: 항원: 정제된 VHSV, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, P2: 항원: VHSV-감염어의 조직 마쇄액, 항체: Anti-VHSV polyclonal antibody, 1: VHSV 감염어의 조직 마쇄액, 2: 정상어의 조직 마쇄액). 단클론 항체를 사용하여 VHSV-감염어에 대한 특이성을 조사하기 위해, VHSV에 감염된 넙치와 건강한 넙치의 신장ㆍ비장 마쇄액을 사용하여 western blot을 실시하였다. 단클론항체는 VHSV 감염어의 조직에서만 반응하였으며, 정상어의 조직에는 반응하지 않았다. 단클론 항체가 인식하는 부위는 Fig. 3과 동일하였다.
본 발명은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 검출하기 위한 융합세포주 및 이로부터 생산되는 단클론항체를 제공하며, 이를 이용하여 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스를 진단할 수 있는 진단키트 및 진단방법을 제공함으로써 양식장에서 대량폐사를 일으켜 막대한 손해를 입히고 있는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스의 진단과 치료 및 예방에 이용할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.
<수탁번호>
기탁기관명 : 한국세포주연구재단
수탁번호 : KCLRFBP00369
수탁일자 : 2016816
Claims (8)
- 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에 의해 생산되는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론 항체 Anti-2C10를 포함하는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트.
- 제1항에 있어서, 상기 진단키트는 항원-항체 복합체를 색채입자결합법으로 검출하는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트.
- 제2항에 있어서, 상기 진단키트는 기질과 반응하여 발색하는 표지체와 축합된 항체; 및 발색기질을 포함하며, 상기 표지체는 HRP(Horse-radish peroxidase)이며, 상기 발색기질은 TMB(3,3',5,5'-tetramethyl-benzidine)인 것을 특징으로 하는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트
- 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에 의해 생산되는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론 항체 Anti-2C10를 코팅완충용액으로 희석하고 플레이트에 분주하여 플레이트를 코팅시키는 단계(1);
상기 (1)의 플레이트에 검사하고자하는 피검어 조직마쇄액을 반응시키는 단계(2);
상기 (2)의 플레이트를 인산완충용액으로 세척하는 단계(3);
상기 (3)의 플레이트에 HRP-축합 신경괴사바이러스 단클론항체를 반응시키는 단계(4);
상기 (4)의 플레이트에 TMB를 첨가하여 발색시키는 단계(5);
상기 (5)의 발색반응이 끝나면 황산으로 효소반응을 정지시키는 단계(6); 및
상기 (6)의 발색정도를 405 nm에서 흡광도를 측정하는 단계(7);로 이루어진 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단방법.
- 제1항에 있어서, 상기 진단키트는 면역크로마토그래피법을 이용한 스트립 타입인 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트.
- 제5항에 있어서, 상기 스트립 타입의 진단키트는 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에 의해 생산되는 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 특이적인 단클론 항체 Anti-2C10와 금의 접합체, 마우스 면역글로불린에 대하여 특이적인 항체가 코팅된 멤브레인과 피검체 흡습패드가 부착된 스트립을 포함하는 신속 면역크로마토그래피법에 의한 어류 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 진단키트.
- 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주에서 생산되는 단클론 항체 Anti-2C10.
- 기탁번호 KCLRF-BP-00369의 융합세포주.
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국내 등록특허 제10-1372364호에는 본 발명은 RbFTL-3 단백질, RbFTL-3을 코딩하는 핵산분자, 상기 핵산분자로 형질전환된 어류세포, 상기 핵산분자를 포함하는 VHSV(Viral hemorrhagic septisemia virus) 감염 억제용 조성물 및 어류의 VHSV 감염 억제 방법을 포함하는 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(VHSV) 감염 관련 신규한 유전자 및 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스 감염 억제용 조성물을 개시하고 있다. |
국내 등록특허 제10-1429112호에는 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스에 대한 항바이러스 조성물에 관한 것으로, 커큐민(Curcumin)을 유효성분으로 포함하는 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스(Viral Hemorrhagic Septisemia Virus; VHSV)에 대한 항바이러스 조성물을 개시하고 있다. |
국내 등록특허 제10-1595442호에는 본 발명은 VHSV 분리지역 특이적인 유전형 (genotype)을 결정하는 단일염기다형성 (SNP)과 이를 판별하기 위한 PNA 및 이를 이용한 VHSV 분리지역 특이적인 유전형 (genotype)을 결정하는 단일염기다형성 (SNP) 판별 방법을 제공하며, 서열번호 1로 이루어진 염기서열을 포함하는 PNA를 이용하여 VHSV G-protein의 C755A 및 A756G의 단일염기다형성 변이를 검출할 수 있는 PNA 및 키트를 포함하는 바이러스성 출혈성 패혈증 바이러스의 지역 특이적 유전형 판별용 프로브 및 그 용도를 개시하고 있다. |
그러나 상기 발명들은 어류 바이러스성 출혈성 패혈증바이러스에 특이적인 단클론항체 및 이의 용도를 제공하는 본 발명과는 그 구성 및 효과에서 차이를 보인다. |
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