The primary therapeutic approach for Brucella species infections has mainly been based on antibiotic treatment. However, the development of vaccines for brucellosis control remains controversial. Furthermore, there is currently no licensed vaccine available for human brucellosis. This study aims to evaluate the effect of a combination of recombinant protein vaccines against Brucella (B.) abortus infection using a mouse model. Two B. abortus genes, namely dapB and gpm, were cloned and expressed in competent Escherichia (E.) coli DH5α using the pCold-TF vector. Successfully cloned vectors were subjected to PCR amplification using specific primer pairs. The apparent sizes of dapB and gpm were detected at 807 bp and 621 bp, respectively. Besides, the purified recombinant proteins dapB and gpm were detected using SDS-PAGE electrophoresis with correct sizes of 82.86 kDa and 87.61 kDa, respectively. These recombinant proteins were used to immunize mice as a combined subunit vaccine (CSV) to elicit host immunity against B. abortus infection. Mice immunized with CSV exhibited increased proliferation of CD4+ and/or CD8+ T cells at week 7th and 9th before sacrifice, in comparison to the control group. Notably, CSV immunization showed a significant decrease in bacterial burden in the spleen compared to the control group. Altogether, CSV using dapB and gpm induced host adaptive immune response against Brucella infection, suggesting its potential as an effective new subunit vaccine candidate.

Two bacterial genera, Xenorhabdus and Photorhabdus, are mutually symbiotic to the entomopathogenic nematodes, Steinernema and Heterorhabditis, respectively. Success parasitism of the nematode-bacterial complex depends on the host immunosuppression by the bacteria via their secondary metabolites. Lrp (Leucine-responsive regulatory protein) is a global transcriptional factor of the bacteria and play a crucial role in the parasitism. However, its regulatory targets to suppress the insect immunity were not clearly determined. This study investigated the regulatory target genes and subsequent secondary metabolites by Lrp in Xenorhabdus hominickii. Lrp expression occurred at the early infection stage in a target insect, Spodoptera exigua. Among eight non-ribosomal peptide synthetase (NRPS1-NRPS8) genes, six gene (NRPS3-NRPS8) expressions were positively correlated with Lrp expression in the infected larvae of S. exigua. Exchange of the Lrp promoter with an inducible promoter altered the production of the secondary metabolites along with alteration of the NRPS expression levels. The immunosuppressive activities of X. hominickii depended on the Lrp expression level. The metabolites produced by Lrp expression possessed the eicosanoid-biosynthesis inhibitors and hemolytic factors. A cyclic dipeptide (= cPF) was produced under Lrp control and identified to inhibit phospholipase A2 activity of S. exigua in a competitive inhibitory manner. These results suggest that Lrp is a global transcriptional factor of X. hominickii and plays crucial role in insect immunosuppression by modulating NRPS expressions.

척추동물과 유사하게 곤충도 인지질분해효소(phospholipase A2)의 촉매 작용으로 다양한 아이코사노이드를 합성한다. 그러나 일련의 아 이코사노이드 생합성과정은 척추동물과 차이를 보이는데, 이는 곤충의 인지질에는 전구물질인 아라키도닉산의 함량이 낮기 때문이다. 대신에 비 교적 풍부하게 존재하는 다가불포화지방산인 리놀레익산을 기반으로 사슬 연장 및 불포화반응으로 아라키도닉산을 합성하여 척추동물과 같이 아이코사노이드 전구물질로 이용하는 것 같다. 이렇게 해서 형성된 아라키도닉산은 다시 척추동물의 cyclooxygenase와 유사한 peroxynectin이 PGH2 형태의 프로스타글란딘(prostaglandin: PG) 전구물질을 형성하게 된다. 이후 여러 이성체 효소들의 특이적 반응에 의해 PGA2, PGD2, PGE2, PGI2, TXB2의 다양한 PG가 생성된다. 반면에 또 다른 형태의 아이코사노이드인 에폭시아이코사트리에노익산(epoxyeicosatrienoic acid: EET)은 척추동물과 유사한 단일산화효소의 산화반응으로 아라키도닉산을 전구물질로 5,6-EET, 8,9-EET, 11,12-EET, 14,15-EET를 형성하게 된다. 그러나 세 번째 아이코사노이드 부류인 류코트리엔(leukotriene)의 경우 곤충 체내 존재는 확인되었지만 생합성 과정은 아직 밝 혀지지 않았다. 이들 아이코사노이드가 곤충의 대사, 배설, 면역 및 생식에 관여하는 생리작용을 중개한다. 따라서 아이코사노이드 생합성 과정을 교란하는 물질 탐색은 새로운 살충제 개발 전략이 된다. 본 종설은 이 가운데 PG의 곤충 면역 중개 기작을 소개한다.

곤충면역학은 주로 위생해충인 모기와 말라리아 (또는 Wolbachia)를 중심으로 많은 연구가 이뤄졌으며, 농업해충분 야에서는 곤충병원선충, 기생봉, Polydnavirus, 백강균, Bt 등에 대한 기주곤충과의 상호작용 연구가 기주면역저하와 관련한 생물적방제 인자에 대한 대안으로써 진행되고 있다. 이 가운데, 세균이 생성하는 Bt와 같은 내독소단백질은 기주곤충의 중장에 존재하는 수용체(cadherin, aminopeptidase N, alkaline phosphatase)와의 상호작용으로 기주에 대한 살충효과가 나타는 것을 설명하고 있으며, 최근에는 막관통단백질인 ATP-binding cassette transporter (ABC transporter)는 해독작용과 더불어 Bt와 수용체간의 상호작용에 관여하고 있음이 조명되고 있다. 따라서 곤충의 ABC transporter에 대한 생리적 기능 구명은 기주곤충과 병원체 상호작용 연구의 새로운 장으로 조명될 수 있을 것이다.

A prostaglandin (PG), PGE2, mediates both cellular and humoral immune responses of insects. Spodoptera exigua (Lepidoptera: Noctuidae) biosynthesizes PGE2 by an unknown enzyme. This study predicted the enzyme, which is a novel membrane-bound prostaglandin E synthase-2 (mPGES-2). The transcriptional expression analysis showed the mPGES-2 is inducible to immune challenge. After RNA interference (RNAi), the hemocyte nodulation and expression of eleven antimicrobial peptides were significantly impaired. The RNAi effect was rescued by addition of PGE2 suggesting that mPGES-2 is crucial for immune responses mediated by PGE2.