곤충병원선충인 Steinernema longicaudum에 공생하는 Xenorhabdus ehlersii KSY 세균은 나방류에 대한 높은 병원력을 발휘한다. 본 연구에서 이 세균의 병원력이 아이코사노이드 생합성을 억제하여 기주 곤충의 면역 저하를 유발한다는 것을 확인하였다. 그러나 이 세균의 병원력은 혈강 주입에 의해 야기된다. 섭식을 통해 이 세균을 혈강으로 전달하기 위해 곤충의 중장벽을 파괴하여 병원력을 발휘하는 Bacillus thuringiensis (Bt)와 혼합하여 처리하였다. 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충에 대해서 X. ehlersii 세균 배양액의 혼합 처리는 Bt 살충력을 현격하게 증가시켰다. 이러한 살충효과는 또 다른 나비목 해충인 콩명나방에 대해서도 확인되었다. 제형화를 위해 X. ehlersii 세균 배양액을 동결건조하여 Bt 수 화제와 혼합하였다. 이를 기반으로 간이 포장실험을 수행하였다. Bt 단독으로 처리한 결과 약 80%의 방제 효과를 보인 반면 X. ehlersii 혼합제는 95% 이상의 방제효과를 나타냈다. 본 연구는 곤충병원세균 X. ehlersii가 새로운 해충 방제제로 개발될 가능성을 제시하고 있다.

콩명나방(Maruca vitrata)은 팥과 동부를 포함하는 Vigna 속 작물을 가해하는 해충이다. 다양한 화학 살충제가 이 해충의 유충을 방제하는 데 효과적이다. 특히 Bacillus thuringiensis (Bt) 미생물농약이 이 해충을 방제하는 데 가능성을 제시하였다. 그러나 화학농약에 비해서 비교적 느린 살충 효과는 현장 적용에 어려움을 주었다. 본 연구는 Bt의 살충효과를 증가시키기 위해 면역억제제를 첨가하는 방안을 강구하였다. 콩명나방의 면역반응은 혈구세포의 소낭형성으로 분석하였다. 소낭형성 반응은 아이코사노이드 생합성 억제자인 dexamethasone 처리에 의해 현격하게 낮아졌다. 아이코사노이드 생합성 억제자를 합성하여 분비하는 Xenorhabdus nematophila 세균 배양액을 Bt와 함께 처리한 결과 Bt 단독에 비해 살충효과가 크게 증가하였다. 본 연구는 비티플러스 살충제가 콩명나방 방제에 효과적이라 는 것을 제시하였다.

시스타틴(cystatin: CST)은 C1A류 시스테인 단백질분해효소에 대한 경쟁적 가역억제자로서 동식물류에서 파파인과 같은 캐셉신을 억제 대상으로 작용하게 된다. 바이러스 유래 CST (CpBV-CST1)이 폴리드나바이러스의 일종인 CpBV (Cotesia plutellae bracovirus)에서 동정되었 다. 기존 연구는 이 유전자의 과발현이 배추좀나방(Plutella xylostella) 유충의 면역 및 발육을 교란한다는 것을 보여 주었다. 본 연구는 이 유전자 의 단백질 기능을 분석하기 위해 세균발현시스템을 이용하여 재조합단백질(rCpBV-CST1)을 형성하여 단백질분해효소에 대한 활성억제효과를 결정하고, 곤충의 면역과 발육에 대한 생리적 억제효과를 분석했다. 이 유전자 번역부위는 138 개 아미노산으로 약 15 kDa 크기의 단백질로 추 정되었다. CpBV-CST1이 먼저 pGEX 발현벡터에 재조합되고, BL21 STAR (DE3) competent cells에 형질전환된 후 0.5 mM IPTG로 4 시 간동안 과발현되었다. 분리된 재조합단백질은 파파인에 대한 뚜렷한 억제효과를 나타냈다. 이 재조합단백질은 파밤나방(Spodoptera exigua)에 대 해서 혈구소낭형성의 세포성 면역반응을 억제하고, 경구로 처리할 때 배추좀나방의 유충발육을 처리 농도에 비례하여 제한시켰다. 이상의 결과 는 CpBV-CST1이 해충 밀도 억제에 응용될 수 있음을 제시하고 있다.

의학해충 및 축산해충으로 일부 파리류는 친환경적으로 방제되어야 한다. 비티 농약은 살충 독소단백질을 생성하는 Bacillus thuringiensis (Bt)를 기반으로 제조된다. 본 연구는 Bt 균주 가운데 파리류에 대해 살충력이 높은 Bt israelensis (Bti)를 이용하여 새로운 비티플러스 농약을 개발하였다. 개발 원리는 Bti 균주에 대한 곤충의 면역 기능을 억제하는 물질을 첨가하여 살충력을 높이는 전략을 세웠다. 모델 곤충으로서 노랑초파리(Drosophila melanogaster)를 이용하였다. 사과 껍질을 이용한 침지법으로 노랑초파리 유충의 약제 반응을 분석했다. 노랑초파리 유충은 세균 감염에 따라 세포성 면역 반응인 소낭형성을 보였다. 4 x 104 대장균 주입에 대해서 8 시간 후 최대 32개의 소낭이 형성되었다. 그러나 또 다른 곤충병원세균인 Photorhabdus temperata temperata (Ptt)의 배양액 추출물을 주입한 결과 소낭형성 능력이 현저히 감소했다. Bti와 Ptt 배양액 추출물을 혼합한 결과 Bti의 살충력을 뚜렷이 증가되었다. 본 연구는 파리 방제제로서 두 곤충병원세균을 조합하여 제조한 효과적 비티플러스를 개발하였다.

벤질리덴아세톤(benzylinedeneacetone: BZA)은 두 곤충병원세균인 Xenorhabdus nematophila와 Photorhabdus temperata subsp. temperata에서 유래된 대사산물의 일종이다. 이 물질은 곤충의 세포성 및 체액성 면역반응을 억제하며 또한 다양한 세균이나 곰팡이에 대해 항생효과를 갖고 있다. 그러나 이 물질이 갖는 비교적 높은 약해와 낮은 식물체 침투력은 효과적 농약으로 개발하는 데 어려움을 주고 있다. 본 연구에서는 다섯 개의 서로 다른 BZA 유사체를 스크리닝하여 면역억제 및 항균활성을 유지하면서 비교적 용해도가 높고 약해가 낮은 물질을 선발하였다. BZA의 벤젠 고리에 수산기가 붙은 유도체는 면역억제 및 항균활성이 뚜렷이 낮아졌다. 또한 BZA의 케톤기를 카르복실기로 변형하면 면역억제와 항균활성을 잃게 되었다. 그러나 BZA의 탄화수소 사슬을 짧게 하여 형성된 아세테이트 유도체인 4-hydroxyphenylacetic acid (HPA)는 면역억제와 항균활성을 잃지 않았다. 또한 HPA는 BZA 보다 고추(Capsicum annuum)에 대해 약해가 낮은 것으로 나타났다. 이 연구는 낮은 약해를 유발하면서 높은 곤충면역억제와 식물병원균에 대해 높은 항균활성을 보이는 BZA 유도체를 선발하였다.

An entomopathogenic bacterium, Photorhabdus temperata ssp. temperata (Ptt), suppresses insect immune responses and facilitates its symbiotic nematode development in target insects. The immunosuppressive activity of Ptt enhances pathogenicity of various microbial pesticides including Bacillus thuringiensis (Bt). This study was performed to select a cheap and efficient bacterial culture medium for large scale culturing of the bacteria. Relatively cheap industrial bacterial culture media (MY and M2) were compared to two research media, Luria-Bertani (LB) and tryptic soy broth (TSB). In all tested media, a constant initial population of Ptt multiplied and reached a stationary phase at 48 h. However, more bacterial colony densities were detected in LB and TSB at the stationary phase compared to two industrial media. All bacterial culture broth gave significant synergism to Bt pathogenicity against third instars of the diamondback moth, Plutella xylostella. Production of bacterial metabolites extracted by either hexane or ethyl acetate did not show any significant difference in total mass among four culture media. Reverse phase HPLC separated the four bacterial metabolites, which were not much different in quantities among four bacterial culture broths. This study suggests that two industrial bacterial culture media can be used to economically culture Ptt in a large scale.

Background : The objective of this study was to investigate antioxidant activities, inhibitory activities against heme induced colonic epithelial cell proliferations, anti-inflammatory activities and anthocyanin profiles in the anthocyanin rich fraction (ARFAM) from fruits of Aronia melanocarpa, where these are considered functional substances and available food coloring agents in Korea. Methods and Results : Anthocyanins were identified by reversed-phase C18 column chromatography and HPLC-DAD-ESI/MS analysis. To compare the antioxidative and anti-inflammatory capacity of Aronia melanocarpa berries, recognized for their high content of anthocyanins, isolation method was developed to obtain high-purity anthocyanins in the extract. Anthocyanin-rich fractions (ARFAM) enriched in anthocyanins were found to be potent strong inhibitory activity towards heme induced colonic epithelial cell proliferations are associated with an increased risk of colon cancer than acidic ethanol extract (AME). The immunomodulation properties were assessed in growth of both human B and T cells, its cytokines secretion such as IL-6 (interleukin-6) and TNF-α (tumor necrosis factor-alpha). AME enhanced interleukin-6 and reduced tumor necrosis factor-a production, whereas ARFAM only had a effect in increasing of IL-6 expression. Conclusion : These results demonstrated that there was no major relationship between the antioxidative and immunomodulation capacities of AME and ARFAM.

The experiment was conducted to validate anti-inflammatory effects of pinitol from bean. It was evaluated for some molecule targets by wound healing assay and RT-PCR. The results of wound healing assay was shown dose-dependent inhibition of cell migration in cancer cells and inhibited RNA expression of ICAM-1, CD 44, MMP-17, MMP-14 and ARF2. Immune suppression activity in a mouse provoked by DNFB observed that inflammatory reaction with pinitol were reduced ear swelling and inflammatory cells infiltration in mouse atopic models. The result confirmed that pinitol have the effect of dose-dependent immune suppression activity.

A variety of herbs and plants have been traditionally used in oriental folk medicine for the treatment of inflammatory diseases. In our attempt to search for anti-inflammatory agents from natural products, we investigated 64 methanol extracts from 42 medicinal plants belonging to 10 families which were evaluated for inhibitory activities of NO production in lipopolysaccharide (LPS)-stimulated macrophage RAW 264.7 cells. Among them, 16 extracts exhibited inhibitory activities of NO production (IC50 values ranging from 59.6 to 94.7 μg/ml). Only the extract from aerial parts of Hosta lancifolia (H. lancifolia) did not exert cytotoxic effects at the concentrations tested. The extract from H. lancifolia decreased the mRNA and protein levels of inducible nitric oxide synthase (iNOS) and pro-inflammatory cytokines in activated macrophage RAW 264.7 cells in dose-dependent manner. The results suggest that the extract may contain bioactive compounds that suppress expression of pro-inflammatory cytokines, which may prove beneficial with regard to the development of natural agents for prevention and treatment of inflammatory diseases.