1. 들어가며

 

양돈산업은 30년 넘게 PRRSV의 영향을 받아왔다. PRRSV는 니도바이러스과 외피막 단일 양성 가닥 RNA 바이러스이다. PRRSV 감염은 모돈에서 호흡기 및 생식 장애를 일으키고 자돈에서 폐사 및 성장지연의 결과를 가져온다. 수의사와 농가가 사용해온 수년에 걸친 여러 PRRSV 예방 전략에도 높은 전염률과 변이로 인해 어려움을 겪고 있다. 2020년에는 매우 독성이 강한 균주의 진화 등 전 세계 돼지 생산 지역에서 PRRSV의 다양성(Jiang et al., 2020; Kvisgaard 외, 2020; Park et al., 2020)이 보고되고 있다. PRRSV의 이러한 강력한 유전적 다양성은 백신의 효능 부족을 야기하고 있다.

 

PRRSV의 주요 타깃은 돼지폐포 대식세포이며, MARC-145(원숭이신장유래세포)는 PRRSV에 감수성이 있어 In vitro 실험에 사용되어왔다. PRRSV의 세포 내 진입과 부착은 세포 수용체(CD163), 헤파린 설페이트 및 시알로데신에 결합하는 바이러스 외피의 당단백질(GP3, GP4, GP5 및 M)과 관련된다(Delputte et al., 2002 and 2007; Guo et al., 2017).

 

세포 내 이입(endocytosis)과 막융합(membrane fusion)에 이어 바이러스 게놈이 세포질로 방출되어 바이러스 복제를 유도한다. PRRSV 감염 예방은 대식세포로의 부착 및 진입 또는 세포질 내에서 바이러스 게놈의 방출을 억제함으로써 달성된다. 중쇄지방산(MCFA, C6~C12)은 양돈산업에서 항생제의 대안으로 생산성을 높이기 위해 사용되었고(Gebhardt et al., 2020; Thomas et al., 2020), 다양한 병원체에 효과가 있는 것으로 보고되었다(Yoon et al., 2018). 또한 박테리아 내성의 위험을 줄인다.

 

중쇄지방산(MCFA)의 주요 작용 방식은 다음과 같다. 세균막과 바이러스 외피의 파괴(Kim and Rhee 2013; Jackman 외, 2020), 특히 T세포 림프구와 함께 동물에서 면역 조절 효과를 가지며, GPR84 수용체를 통해 TH1 및 TH17 반응을 유도한다(Huang et al., 2014). 또한 중쇄지방산은 사이토카인 생성 감소(Zhang et al., 2016) 및 면역 반응 개선(Martínez-Vallespín et al., 2016)으로 항염증 효과가 있는 것으로 보고되었다. PRRSV 감염이 폐 조직의 염증을 증가시키고 면역억제로 이어진다는 점에서 중쇄지방산을 연구하는 기초를 제공한다.

 

2. 실험 개요

 

본 실험은 돼지에게 중쇄지방산을 제공하면 PRRSV 감염을 억제하거나 감소시킬 수 있다는 전반적인 가설을 확인하기 위한 일련의 실험 중 첫 번째였다. 이 실험은 개별 중쇄지방산(C6, C8, C10 및 C12)이 원숭이신장세포에서 PRRSV 복제를 줄이는 효과에 대해 테스트하도록 설계되었다. 북미형 및 유럽형 PRRSV 균주가 지표로 사용되었으며 개별 중쇄지방산이 균주에 따라 어떤 영향을 미치는지 확인했다.

 

중쇄지방산이1~1000μg/mL 범위의 다양한 농도에서 테스트를 거쳤다. PRRSV는 원숭이신장세포를 접종하기 전에 중쇄지방산 농도 또는 성장 배지와 50:50으로 혼합되었다. 원숭이신장세포는 96개의 세포배양 플레이트에 심어지고 37℃, 5% 이산화탄소 조건에서 48시간 동안 배양되었다. 중쇄지방산은 1, 3, 10, 30, 100, 300, 그리고 1000µg/mL의 농도로 바이러스는 1x10^1에서 1x10^8/mL의 농도로 준비되었다.

 

3. 결과 요약

 

1~1000μg/mL 농도의 카프로산(C6)은 원숭이신장세포 내 배양된 북미형 또는 유럽형 PRRSV에 대하여 접종하기 전과 후 바이러스 복제를 변경하지 않았다(P > 0.10).

 

 

 

그러나 카프릴산(C8), 카프르산(C10) 및 라우르산(C12)이 포함으로 원숭이신장세포에서 배양된 PRRSV에 접종 시 바이러스 복제가 감소하였다. 구체적으로 카프릴산(C8)은 1000μg/mL로 접종 시 북미형과 유럽형 PRRSV에 대하여 각각 Log10에서 2.02 및 3.02 로그 감소를 가져왔다(P < 0.01). 하지만 낮은 카프릴산 농도는 바이러스 복제를 감소시킬 수 없었다(P > 0.05).

 

 

 

카프릭산(C10)은 300μg/mL 수준 접종 시 북미형에서 3.23 로그 감소, 유럽형에서 3.85 로그 감소를 보였다(P < 0.01). 1000μg/mL 수준 접종 시 유럽형에서 4.17 로그 감소를 보였다.

 

 

 

특히 라우릭산(C12)은 가장 눈에 띄는 효과를 보였는데 100μg/mL 수준 접종 시부터 북미형과 유럽형의 PRRSV의 복제에 있어서 각각 0.9, 1.2 로그 감소를 나타냈고, 300μg/mL 수준에서 각각 2.23, 2.63 로그 감소, 그리고 1000μg/mL 수준에서는 PRRSV의 복제가 완전히 제거되었다.

 

 

 

4. 마무리하며

 

본 실험은 세포에 배양된 PRRSV에 대한 중쇄지방산(MCFA)의 항바이러스 활력을 보고자 하였다. 원숭이신장세포에서 배양된 PRRSV에 대한 항바이러스 가설을 뒷받침할 수 있는 결과였다. Lerner et al(2020)의 실험에서도 중쇄지방산의 항바이러스 효과가 보고된 바 있다.

 

결론적으로 카프릴산(C8), 카르릭산(C10), 그리고 라우릭산(C12)은 In vitro 실험에서 PRRSV의 세포 내 복제를 감소시키는 결과를 보였으며, 특별히 라우릭산(C12)은 상대적으로 적은 농도로 PRRSV의 복제를 억제하는 것으로 관찰되었다. 이로써 우리는 양돈산업에서 고질적인 문제가 되는 PRRSV에 대응하는 백신 이외의 대안으로 중쇄지방산(C8, C10, C12)을 고려할 수 있을 것으로 사료된다.

 

■ 자료(논문) 출처 : Chapter 2. (The effect of individual MCFA on PRRSV replication in MARC-145 cells) in the effect of MCFA on PRRSV. By Stacie Crowder, Department of Animal Sciences West Lafayette, Indiana, Purdue University, May 2021.

 

 

월간 한돈미디어 2024년 3월호 88~91p 【원고는 ☞ ksj@bosah.net으로 문의바랍니다.】