LMO를 섭취한 선대의 임신 및 수유가 후대의 알레르기 감수성에 미치는 영향 평가를 위한 동물 모델 개발 [본 내용은 2005-2008 과기부지원으로 수행한 과제임] 한국식품연구원 김은경, 김미혜, 손동화 한국식품면역연구회 정기모임 2008.4.25, 삼성서울병원

요 약 땅콩, 계란, GM콩을 모델 알레르겐(단백질)로 하고, 생쥐(C3H/HeJ 혹은 BALB/c)를 실험동물로 하였으며, 사료섭취, 경구투여, 복강주사의 감작방법을 달리하여 후대의 알레르기 감수성에 미치는 영향을 조사하였다. 성공적으로 확립한 모델실험계는 계란 알레르겐인 ovomucoid (OM)을 사용한 경우였다: OM을 alum과 함께 복강주사한 선대 생쥐(BALB/c)는 OM에 알레르기 감작이 되었으며, 그 후대 생쥐의 OM 알레르기에 대한 감수성은 대조군과 비교시 증가하였다. 따라서, 선대가 특정항원에 노출됨은 후대의 알레르기 감수성에 영향을 미칠 수 있음이 시사되었다. 하지만, 본 동물모델을 GM콩에 적용하였을 때, 콩추출물(SE)에 자극된 선대의 임신 및 수유가 후대의 SE에 대한 알레르기 감수성을 증가시키지는 않았다. 또한, GM과 non-GM의 차이가 후대 알레르기 감수성의 차이를 유발하지 않았다.

실험의 기본 개요 *대조군과의 차이를 비교함 알레르기 시간 3주 5주 총 16주 적응 및 노출 임신과 출산 수유 및 이유   총 16주 적응 및 노출 임신과 출산 수유 및 이유 알레르기 유발 분석 어미 (선대) 항원이 든 사료 먹임 (3주) 혈청분석 (IgE, IgG1, IgG2a) 새끼 (후대) 출생 및 수유 표준사료를 먹임 (2주) 항원으로 감작후 알레르기를 유발시킴 비장세포배양 알레르기발증 Score 사이토카인분석 (IL-4, 5, 10,13, IL-12, IFNr) *대조군과의 차이를 비교함 알레르기

1) 선대의 알레르기를 확실하게 유도하기 위한 처리/ 표준사료 공급 연차별 실험구성   항원 표준사료 생쥐 (5-6H/g) 어미 (선대) 감작 새끼 (후대) 감작 비고 I II 1) 1차년도(2005) 땅콩 AIN-76A C3H/HeJ Female 땅콩함유 사료섭취 경구투여 (w/ CT) 2차년도 (2006) 오보뮤코이드 (OM) Formula-MO7 BALB/c OM 함유 사료섭취2)  복강주사 (w/ Alum) 2) 난백함유 사료섭취시 임신장애로 실험불가: 재실험  주요계란알레르겐인 OM함유 사료 섭취시킴 3차년도 (2007) LMO콩 vs Non- AIN-93G 콩추출물함유 사료섭취  + 콩추출물 경구투여 (w/ CT) 3) 3) 콩추출물함유 사료섭취시 극심한 체중저하로 부득이 콩추출물을 주1회 경구로 4차례 투여하여 감작시킴 1) 선대의 알레르기를 확실하게 유도하기 위한 처리/ 표준사료 공급

알레르기유발 시험방법 및 전신반응

결 과 -1/4 1. 땅콩, 계란(ovomucoid: OM), GM콩을 모델 알레르겐(단백질)으로 하고, 생쥐(C3H/HeJ 혹은 BALB/c)를 실험동물로 하였으며, 사료섭취, 경구투여, 복강주사의 감작방법을 활용하여 후대의 알레르기 감수성을 평가하였다. 그 결과,   1) 땅콩을 경구로 (cholera toxin과 함께, 혹은 사료의 형태로) 투여한 선대 생쥐(C3H/HeJ)에서 알레르기 감작이 되지 않았으며,  그 후대 생쥐의 땅콩 알레르기에 대한 감수성도 미약하였고 대조군과 비교시 큰 차이가 없었다. 2-1) OM (ovomucoid)를 혼합한 사료를 섭취한 선대 생쥐(BALB/c)는 알레르기 감작이 되지 않았으며  그 후대 생쥐의 OM 알레르기에 대한 감수성도 대조군과 비교시 차이가 거의 없었다. 1) 2-1)

새끼를 많이 낳아야 하는데… 결 과 -2/4 2-2) OM을 alum과 함께 복강주사한 선대 생쥐(BALB/c)는 OM에 알레르기 감작이 되었으며  그 후대 생쥐의 OM 알레르기에 대한 감수성은 대조군과 비교시 증가되었다. 3) 콩 추출물(SE)을 감작한 선대 생쥐는 감작경로 (경구 혹은 복강)나 SE의 종류 (GM과 non-GM)에 따라 그 알레르기 감작이 일부 관찰되었다.  그러나, 후대 생쥐의 SE에 대한 알레르기 감수성은, 선대의 알레르기 감작과 관계없이 미약하였으며, 대조군과 비교시 차이가 없었다.  따라서, 본 연구결과에 근거하면, SE에 노출된 선대의 임신 및 수유가 후대의 SE에 대한 알레르기 감수성을 증가시키지는 않았다. 또한, GM과 non-GM에 따른 후대 알레르기 감수성의 차이는 나타나지 않았다. ((잠정적 결론)) 2-2) 3)

결 과 -3/4 2. 다른 한편, 본 연구에서 성공적으로 확립한 동물모델계의 실험 방식은 다음과 같다 [앞의 2-2) OM모델]: 항원을 alum과 함께 선대 생쥐(BALB/c, 암컷)에 복강주사하여 감작하고  이로부터 출생한 후대 생쥐 (암컷)에게도 항원을 alum과 함께 수 차례 복강주사하여 감작함으로 알레르기를 유발함.  여러 알레르기 지표들을 조사하고 종합함으로써 최종 평가함. 2-2)

결 과 -4/4 3. 기본사항의 도출 본 연구를 통하여 후대 알레르기 유발성 평가와 관련한 기본사항을 다음과 같이 도출하였다. ● 선대에서 알레르기 감작이 이뤄지지 않으면 후대에 미치는 영향도 없다. ● (대조군) 후대의 알레르기가 제대로 유발되지 않으면 그 영향을 평가할 수 없다. ● 실험계를 구성함에 있어서 위 두 조건은 기본적으로 충족되어야 한다. ● 식품알레르겐의 후대 감수성에 미치는 영향을 조사하는 만큼 경구를 통한 섭취나 투여가 바람직하다.    하지만, 상기의 조건 (알레르기 유발)이 충족하지 못하는 경우가 많다. ● 사료에 혼합된 항원을 섭취하는 경우, 면역관용이 유도되는 경향있다. ● 통상 항원과 alum을 복강주사하면 알레르기가 강력하게 유도된다.    하지만, 여기에는 경구처리가 아니어서 한계가 있다.    이 경우 모든 항원이 알레르기를 강하게 유발하는 것은 아니다. ● 심도있는 해답을 구하기 위하여 더 많은 연구가 요망된다.

미공개 부분이 있어서 Data제시를 제시하지 않았습니다. 결과의 주요근거 미공개 부분이 있어서 Data제시를 제시하지 않았습니다. 이점 양지바랍니다.