어류면역력향상을위한최신연구동향 국립수산과학원병리연구과권문경 생물은생명을유지하기위하여변태, 성장, 조직손상또는염증반응후에항상항상성을유지하려고하며, 면역계는생물의항상성유지에중요한요소중하나이다 (Magnadottir, 2010). 면역계는선천성 ( 비특이적 ) 면역과획득 ( 특이적 ) 면역으로나눌수있으며, 척추동물의선천성면역은외부감염체에대한첫번째방어선이라고할수있다. 선천성면역계는세포성면역성분인 macrophages, monocytes, granulocytes, 체액성면역성분인 lysozyme과보체계로이루어져있다. 어패류에서세균, 기생충, 바이러스와같은병원체가감염되었을때선천성면역계에서는다른염증요소들의활성화와함께 peroxidase와 oxidative radical 생성, 호중구활성으로식작용을하거나, 보체가활성화되어병원체에결합하여 opsonin 작용으로직접병원체를용해시키거나식작용을강화시켜병원체를제거할수있게한다. 특이적면역계는특이적인병원체를인식하여더효과적으로제거하는것으로획득면역이라부른다. 특이적면역은특이적인 receptor 분비, 세포증식, 단백질합성등의과정이필요하여비특이적면역에비하여상대적으로느리지만, 지속기간이길어 (Randelli et al., 2008) 효과적으로질병을예방할수있어다양한병원체에대한백신개발이이루어지고있다. 양식생산량은세계식량생산량의많은부분을차지하고있으며, 인간이소모하는전체어패류생산의거의 50% 를양식으로생산하고있다 (FAO, 2010). 최초의양식품종은잉어, 새우, 연어과어류에한정되어있었으나, 현재새로운종의도입과양식기술이빠르게발전되고있다. 양식기술의발전은대규모양식장에서고밀도양식이가능하게하였으나동시에질병에의한피해증가로건강한어류생산에대한관심도높아지고있다. 양식초기에는질병예방및치료를위하여화학요법제에의존하였으나, 최근많은국가에서항생제사용을금지하고있고최대잔류허용기준 (MRL, maximum residue level) 을설정하고규제하고있다. 또한항생제내성세균에대한문제로항생제사용의법적인규제가이루어지고있어 (Vanbelle, 1989), 항생제대체방안으로부작용없는천연물질을사료첨가제로개발하여어류의비특이적면역계를활성화시키기위한많은연구를하고있다. 어류의특이적면역계활성을통한질병예방을위하여백신이사용되고있으며, 최근에는주요질병에대한혼합백신개발에대한연구가진행되고있다. 백신은사람이든동물이든병원체에한번감염된후다시같은종류의병원체의침입을받았을때일정기간은감염이되지않는원리를이용한것으로인위적으로백신처리후세균과바이러스가감염시항원을기억하여생체에서면역반응을일으키게하는것이다. 따라서백신을적용하는데에는생체가외래의항원을기억하고특이적으로응답하여기억시키는시스템이필요하다. 사람에서는특이적면역 ( 획득면역 ) 시스템이고도로발달해있어체액성면역의주체인 B림프구가생산하는항체와세포성면역의주체인 T림프구가맡고있으며, 경골어류에서도이와유사한면역시스템이존재하므로백신을사용하여질병을예방할수있다. 그러나새우, 문어와같은무척추동물에서는비특이적면역시스템만이존재하여항원을기억을할수없기때문에백신을사용하여질병예방이불가능하다. 즉, 새우와문어는항원을투여했을때면역반응이일어나지만, 2회째같은항원을투여해도최초와같은정도의면역반응밖에일어나지않는다. 그러나획득면역을가진어류이상의척추동물에서는 2회째항원을투여했을때 1회째의항원침입을기억하여훨씬빠르고강한반응을유발할수있어어류에백신은매우효과적이다. 본보고서에서는최근에관심이높아지고있는천연물질및프로바이오틱스등이양식어류의면역능및
방어능에미치는영향에관한연구및백신의효능을증대시키기위하여사용된아쥬반트와백신접종 시의환경이백신의효능에미치는영향에관한연구를소개하고자한다. 해조류 ( 톳, 감태 ) 혼합물의사료내첨가가넙치의선천성면역과질병저항성에미치는영향 Effects of dietary supplementation alga mixtures(hizikia fusiformis and Ecklonia cava) on innate immunity and disease resistance against Edwardsiella tarda in olive flounder(paralichthys olivaceus) 김성상, 장지웅, 송진우, 임세진, 정준범, 이상민, 김강웅, 손맹현, 이경준한수지, 42(6)614-620, 2009 갈조식물문인톳과감태는높은생리활성으로식품, 의약품, 화장품, 축산업및양식산업등관련분야에서연구가활발히이루어지고있으며, 양식넙치에톳과감태분말을각각첨가하여투여하였을때비특이적면역반응을증가시켜질병예방효과가보고된바있다. 본실험에서는톳과감태를 1:1로혼합한해조류혼합물을사료에 0, 2, 4, 6, 8% 혼합하여 2주간넙치에투여하였을때대조구에비하여첨가구에서백혈구의 NBT(nitroblue tetrazolium) 활성이높아졌으며, 에드워드병의원인균인 E. tarda를인위감염시켰을때높은방어능을나타내었다. 첨가사료에서식물에존재하는우수한항산화물질인 DPPH radical scacenging 활성및폴리페놀함량이해조류첨가농도가높을수록높게나타나 (p,0.5), 톳, 감태혼합물의첨가가넙치의비특이적면역반응을증가및다양한생리활성에영향을미쳤을것으로판단하였다. 본연구를통해서톳, 감태 1:1 혼합물은넙치의비특이적면역능의활성을증가시켜에드워드병에대 한방어능을높이는것은확인하였으나, 향후장기적인사육실험을실시하여성장, 단백질전환효율, 사 료효율, 일간성장률, 먹이섭취율등을조사하여적정첨가농도를설정이필요할것으로판단된다. 유자첨가사료가넙치의질병저항성에미치는영향 Effects of diets supplemented with yuzu Citrus junos Siebold ex Tanaka on disease resistance of olive flounder, Paralichthys olivaceus 정요한, 김도형, 김흥윤, 신태선, 오명주, 이정호, 김종현, 임수연, 김은희한국어병학회지, 23(3), 389-398(2010) 넙치양식에서화학약품사용을줄이고천연물을이용하여내병성강화와함께육질을개선하고넙치고유의성분에기능성물질이함유된고부가가치의기능성넙치개발이이루어지고있다. 유자의항산화효과와암세포사멸효과, 특히유자과즙의항산화효과는 vitamin C에의한항산화효과보다높은것으로보고되었다. 유자향기의 74.4% 를차지하는 limonene은면역기능조절활성을갖고있으므로항생물질대체물질로의가능성이제기되었다. 본실험에서는유자를사료에 2.5~5% 로첨가하여사육하였을때어병세균에대한방어능이증가되었으며, 혈중 GOT 및총콜레스테롤의감소효과가나타났다. 넙치사료에유자과실을갈아서 0, 2.5, 5, 7.5% 첨가하여 3개월간사육한후사육효과및자체항병력증가효과를알아보았다. 유자를첨가한사료에서성장의유의적인증가는없었으나, 7.5% 첨가사료
로사육한넙치는 2.5~5% 첨가한넙치보다체중증가량이적었다. 혈액학저인조사결과에서도유자첨가로인하여넙치의생리상태에부정적인영향을보이지않았으며, 혈중 GOT 및총콜레스테롤을감소시키는효과가있어건강도가증진되는것으로나타났다. 혈청의항세균활성은 7.5% 시험구에서높았으나, 라이소자임활성은실험구간차이가없었다. 어병세균인위감염에대한넙치의질병저항성은실험구간에차이가없었으나 2.5% 유자첨가구의넙치에서폐사가지연되는효과를나타내었다. 그러므로사료에유자를첨가하여사육하는것은넙치의어류생리학적식품영양학적면에서부정적인면은없으나유자첨가량을 2.5~5% 사이로하여사육하는것이바람직할것으로판단되었다. 사료내발효마늘분말과발효마늘착즙액의첨가가넙치의성장, 면역반응, 혈액성분및어병세균 (Edwardsiella tarda 및 Streptococcus iniae) 에대하질병저항성에미치는영향 Effects of dietary supplementation of fermented galic powder and fluid on growth performance, immune responses, blood components and disease resistance against Edwardsiella tarda and Streptococcus iniae in olive flounder Paralichthys olivaceus 김강웅, 김성삼, 정준범, 전유진, 김경덕, 안철민, 이경준한수지, 44(6), 644-652(2011) 넙치에발효마늘분말과발효마늘착즙액의첨가가넙치의성장, 면역반응과질병에미치는영향을조사하였다. 실험Ⅰ에서는넙치 ( 체중 : 65g) 에발효마늘분말을 0%, 0.5%, 1%, 1.5% 를첨가하여 10주간투여후대조구와비교하였다. 사료섭취율은마늘분말이 0.5% 및 1% 가첨가된실험구는대조구와비교하여유의적으로낮은값을보였으며, 0% 와 0.5% 첨가구는다른실험구에비하여유의적으로낮은생존율을나타내었다. 또한, 발효마늘분말첨가구는무첨가구에비하여높은비특이적면역반응 ( 라이소자임활성, 대식세포및 myeloperoxidase) 활성을증가시켰으며, S. iniae 감염에대한방어능이증가되었다. 실험Ⅱ에서는넙치 ( 체중 : 65g) 에발효마늘착즙액이 0%, 0.25%, 0.5% 및 1% 가첨가된사료를 10주간투여하였다. 사료섭취율은 0% 첨가구에서다른시험구에비하여현저하게낮았다. 0.25% 와 0.5% 첨가구는다른시험구에비하여콜레스테롤농도가유의적으로낮았으며, 발효마늘착즙액첨가구의라이소자임활성은대조구에비하여유의적으로높게나타났으며, S. iniae 감염에대한방어능이증가되었다. 본연구에서발효마늘분말과발효마늘착즙액은넙치의비특이적면역반응을증가시켜질병에대한저항성을증가시켰다. 프로바이오틱 Lactococcus lactis subsp. lactis I2 첨가사료가넙치의성장과면역반응에미치는영향 Effects of dietary probiotic, Lactococcus lactis subsp. lactis I2, supplementation on the growth and immune response of olive flounder(paralichthys olivaceus) Won-Seok Heo, Yu-Ri Kim, Eun-Young Kim, Sungchul C. Bai, In-Soo Kong Aquaculture, 20-24(2013) 프로바이오틱균주인 Lactoccus lactis subsp. lactis I2 첨가사료가넙치의성장과면역반응에미치는영향을조사하고, Streptococcus iniae의인위감염에따른예방효과를조사하였다. L. lactis subsp. lactis I2 균주는넙치의장에서분리된것으로 5주동안넙치사료에첨가하여 (10 8 CFU/g) 경구투여하
였다. 경구투여결과넙치의비특이적면역반응중라이소자임, antiprotease, serum peroxidase와혈구의호흡폭발능이증가되었다. S. iniae로인위감염 (10 8 CFU/fish) 후 9일째무첨가는 90% 의폐사가발생하였으나첨가구에서는모든실험어가생존하였다. 본연구에서 L. latis subsp. lactis I2는프로바이오틱으로유용하며연쇄구균감염에대하여예방효과를나타내었다. Evaluations of Bacillus spp. as dietary additives on growth performance, innate immunity and disease resistance of olive flounder(paralichthys olivaceus) against Streptococcus iniae and as a water additives 넙치에 Bacillus 균이사료첨가제로서성장, 선천성면역과 Streptococcus iniae에대한저항성에미치는영향과사육수첨가제로서기능평가 Ji-Hoon Cha, Samad Rahimnejad, Si-Yong Yang, Kang-Woong Kim, Kyeogn-Jun Lee Aquaculture, 50-57(2013) Bacillus 균의사료첨가제로서의효능을넙치의성장, 비특이적면역과 Streptococcus iniae 저항성에미치는영향을조사하고사육수에첨가시암모니아농도감소와넙치의생존율에미치는영향을조사하였다. 첫번째실험에서기본사료구를대조구로하고, 다른 3종류의 Bacillus spp.(b. subtilis, B. pumilus, B. licheniformis) 중하나를사료의 0.5% 농도로첨가하여넙치 (25g) 에 8주간투여하였으며, 모든실험은 3반복으로수행하였다. B. subtilis 첨가사료투여구는유의적으로높은성장률을보였으며, 대조구에비하여사료효율도높게나타났다. 또한, 실험기간동안 B. subtilis 또는 B. pumilus 첨가사료투여구는유의적으로높은생존율을나타내었다. 식작용은프로바이오틱첨가구에서유의적으로높았으며, superoxide dismutase는 B. pumilus 또는 B. licheniformis 첨가구에서대조구에비하여높게나타났다. 그러나혈청라이소자임과 myeloperoxidase 활성은대조구와유의적인차이가없었다. S. iniae로인위감염하였을때 B. subtilis 또는 B. licheniformis 첨가구는대조구에비하여유의적으로높은생존율을나타내었다. 두번째실험에서넙치 (30.1g) 에 3주동안상업용사료를투여한후탱크당 30마리씩 9개탱크로나누었다 (3반복). 어류는지수식시스템에서 5일간절식하였으며, 프로바이틱스균인 B. subtilis 또는 B. licheniformis를 10 4 CFU/ml 농도로사육수에 24시간마다처리하였다. 실험동안사육수의암모니아농도는유의적으로감소하였으며, B. subtilis 첨가구에서폐사율이유의적으로낮게나타났다. 연구결과, B. subtilis는넙치의성장, 비특이적면역과질병저항에높은효과를나타내었으며, 수질향상에도좋은영향을미쳤다. 3. 백신효능증강에관한연구 Inactivated vaccine against viral hemorrhagic septicemia (VHS) emulsified with squalene and aluminum hydroxide adjuvant provides long term protection in olive flounder(paralichthys olivaceus) 스쿠알렌과 aluminum hydroxide 아쥬반트첨가 VHS 불활화백신은넙치의방어기간연장 Tharabenahalli-Nagaraju Vinay, Ye-Ji Kim, Myung-Hwa Jung, Wi-Sik Kim, Do-Hyung Kim, Sung-Ju Jung Vaccine, in press(2013) VHS 는양식넙치에서중요한문제로남아있다. 백신은현대양식기술에서중요한역할을하고있으
며, 방어능의지속기간이중요하다. 본연구에서우리는스쿠알렌 (5%) 과 aluminum hydroxide(0.5%) 를첨가한불활화백신의효능, 방어능지속기간과안전성을증명했다. VHS 불활화백신을접종 4주째와 10주째인위감염하였을때각각의상대생존율은 37% 와47% 로중간정도의생존율을나타내었다. 불활화 VHS 백신에스쿠알렌과 aluminum hydroxide 첨가백신접종 4주째와 10주째인위감염하였을때상대생존율은각각 58% 와 83% 로확실하게높은생존율을나타내어아쥬반트는백신효능을높혔다. 아쥬반트로스쿠알렌과 aluminum hydroxide 첨가백신접종후 3, 6, 12, 18, 24와 40주째 (57주째제외 ) 10 7.1 TCID 50/fish로인위감염하였을때 (15 ) 상대생존율은각각 60%, 64%, 71%, 55%, 52% 와 50%(57주째 45%) 로나타났다. 백신접종후 18주째인위감염후 6 에사육하였을때상대생존율은 56% 로저수온에서도방어할수있었다. 항체가는백신접종 3주째 OD 1.08±0.13으로높았으나점차감소하여 24주째는나타나지않았다. 아쥬반트첨가백신은백신접종 6, 12, 18과 24주째접종부위에반응, 유착또는색소가나타나지않아안전하였다. 백신접종 6주와 12주째비장과장에서염증반응이다소관찰되었으나접종 24주째는대조구와유사한상태를나타내었다. 본연구결과넙치에서스쿠알렌과 aluminum hydroxide 아쥬반트첨가불활화백신은넙치에안전하고백신효능지속기간을연장하는것을알수있었다. 항원의투여방법및사육환경변화에따른넙치의특이항체반응 The specific antibody response of olive flounder Paralichthys olivaceus to route of antigen administration and change in environmental conditions 김위식, 한종석, 장민석, 서한길, 정성주, 박정준, 김석렬, 오명주 한국어병학회지, 24(2), 153-160(2011) 백신을넙치양식현장에적용하기위한기초연구로서항원의투여방법및항원투여후사육환경변화에따른넙치의특이항체반응에대한영향을조사하였다. 항원의투여방법에따른항체반응을조사하기위해넙치에 BSA를복강및근육주사한후주기적으로혈액을취해 BSA에대한항체가를측정한결과, 근육주사법이복강주사법보다항체형성초기시점에서약간높은항체가를나타났으나그이후의항체반응에는유의적인차이가관찰되지않아, 백신을투여하는방법으로근육주사법뿐만아니라복강주사법도유용하게사용될수있을것으로나타났다. 하육환경변화에따른백신의영향을조사하기위해 BSA를면역시킨넙치에사육수온의급하강, handling 및중유에노출시킨후항체가를측정한결과, 수온변화및 handling 실험구가양성대조구보다항체형성초기시점에서약간높은항체가를나타내었으나, 그이후의항체반응에는서로간의유의적인차이는관찰되지않아위의환경변화는넙치의특이항체반응에영향을거의미치지않는것으로확인되었다. 이상의결과넙치양식현장에서백신은일시적인수온변화, 중유노출및 handling에의한환경변화에서도유용하게사용될수있을것으로사료되었다. 아쿠아인포 10 월호게재원고입니다.