Selecting an appropriate antigen with optimal immunogenicity and physicochemical properties is a pivotal factor to develop a protein based subunit vaccine. Despite rapid progress in modern molecular cloning and recombinant protein technology, there remains a huge challenge for purifying and using protein antigens rich in hydrophobic domains, such as membrane associated proteins. To overcome current limitations using hydrophobic proteins as vaccine antigens, we adopted in silico analyses which included bioinformatic prediction and sequence-based protein 3D structure modeling, to develop a novel periodontitis subunit vaccine against the outer membrane protein FomA of Fusobacterium nucleatum. To generate an optimal antigen candidate, we predicted hydrophilicity and B cell epitope parameter by querying to web-based databases, and designed a truncated FomA (tFomA) candidate with better solubility and preserved B cell epitopes. The truncated recombinant protein was engineered to expose epitopes on the surface through simulating amino acid sequence-based 3D folding in aqueous environment. The recombinant tFomA was further expressed and purified, and its immunological properties were evaluated. In the mice intranasal vaccination study, tFomA significantly induced antigen-specific IgG and sIgA responses in both systemic and oral-mucosal compartments, respectively. Our results testify that intelligent in silico designing of antigens provide amenable vaccine epitopes from hard-to-manufacture hydrophobic domain rich microbial antigens.

본 연구에서는 azoxymethane (AOM)과 dextran sodium sulfate (DSS)로 유도된 대장 발암과정에 대한 셀레늄의 방어 효과를 조사하였다. 셀레늄 결핍(0.02 ppm Se), 정상(0.1 ppm Se), 과다(0.5 ppm Se)사료를 12주간 식이로 급여하여 혈액검사와 대장암 발생의 초기단계인 aberrant crypt foci (ACF)수를 측정했으며, 암 발생율을 조사하였다. ICP-AES 를 사용하여 간의 셀레늄 농도를 측정하였으며, 또한 셀레늄포함 항산화효소인 glutathione peroxidase (GPx) 활성을 알아보았다. 또한 TUNEL assay와 PCNA, β-catenin에 대한 면역조직 염색을 수행하였다. ACF 수 및 종양 발생률에 있어서, 셀레늄과다사료를 급여한 군이 정상셀레늄사료를 급여한 군보다 낮았으며, 셀레늄결핍사료를 급여한 군은 오히려 ACF 수 및 종양 발생률이 높았다. GPx 활성은 셀레늄의 섭취가 과다한 군에서 높게 나타났으며, 이 때, TUNEL 에서 apoptotic positive cell이 증가하는 것을 확인했다. 또 한 셀레늄의 섭취가 과다한 군에서 PCNA와 β-catenin의 발현이 감소됨을 볼 수 있었다. 본 마우스 모델실험에서 셀레늄은 여러 기전에 의해 대장암 발생을 억제할 수 있을 것으로 사료된다.

연직수문의 방류량 계산에 필요한 수리학적 변수는 유량계수, 수문개방고, 상류수심이다. 자동수문의 수문개방고는 나머지 변수에도 영향을 미치기 때문에, 운영 중 수문개방고의 거동을 예측하는 것은 정밀한 수문설계를 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 부력식 연직수문 모형을 대상으로 부력이론으로 계산한 수문개방고와 실험에서 방류 중에 측정한 값과의 관계로 부터, 임의의 상류수심에서 수문개방고를 예측할 수 있는 무차원 관계식을 도출하였다. 측정값이 계산 값과 차이가 나는 것은 동수압 하중에 의한 영향임을 압력계수를 이용하여 검증하였다. 유량계수는 수문개방율과의 무차원 관계식을 도출하였다. 도출된 관계식들을 홍수추적에 적용한 결과, 수문설계 시에는 동수압 하중으로 인한 수문개방 억제 효과를 충분히 고려하여야 하는 것으로 판단되었다.