Immune responses to synthetic peptides derived from hepatitis B virus antigen in human

Abstract

일반적으로 T helper (Th) cell의 활성화는 B cell에 의한 항체 생산을 유도하는 humoral response와 Cytotoxic T Lymphocytes에 의한 cytotoxicity로 대변되는 cellular response를 전반적으로 항진시키는 다양한 effector function을 나타내어, 면역 반응의 조절에 있어 중요한 역할을 담당한다. 이러한 Th cell을 선택적으로 활성화시킬 수 있다면, B형 간염을 비롯한 바이러스 관련 질병에 대한 예방과 치료책으로 활용될 수 있으리라 생각된다. 따라서, 본 연구에서는 한국을 비롯한 Asia 지역의 B형 간염 바이러스(Hepatitis B Virus: HBV)의 대부분을 차지하는 odr type HBV의 거대 표면 단백질 (large envelope protein)을 대상으로, Th cell에 의해 특이적으로 인식되어 그 활성을 유도하는 부위인 Th epitope을 찾고자 하였다. 즉, 이전의 여러 연구를 기초로 epitope으로 예상되는 아미노산 서열을 갖는 펩타이드를 합성하고, HBV에 감염된 개체로부터 말초 혈액 세포 (peripheral blood mononuclear cells: PBMCs)을 분리해 낸 후, 합성 펩타이드에 대한 이들 세포의 증식 반응을 [^(3)H]-thymidine incorporation을 통하여 관찰하였다. 이를 통하여, HBV large envelope protein의 아미노산 서열 52-67, 110-125, 190-205, 228-243 등이 면역성이 매우 강한 부분으로 나타났으며, 이러한 아미노산 서열은 PreS1, PreS2, 및 S region에 고르게 분포되어 있는 것으로 확인되었다. 또한, 앞에서 선택된 Th epitopes에 대하여 보다 구체적이고 유효한 motifs를 찾고자, 아미노산 서열에 수정을 가한 합성 펩타이드에 대하여 PBMCs의 증식 반응을 관찰해 본 결과, 이들이 적어도 하나 이상의 motifs를 가질 가능성이 있다고 추정되었다. 한편, 이들 Th epitopes을 B형 간염에 대한 백신으로 응용하고자 할 때, 해당 epitope의 allelic restriction여부는 그 적용 population의 범위를 결정하는데 중요한 고려 사항이므로 각 혈액 공여자의 Human Leukocytes Antigen의 일부인 DR and DQ allele의 identification을 통하여 펩타이드에 대한 반응성과 allele과의 관계를 밝혀 보고자 하였다. 결론적으로, 이들 epitopes들이 비교적 다양한 alleles과 반응한다는 것이 관찰되었으며, 특히 아미노산 서열 52-67로 구성된 peptide A5가 가장 유효하고도 promiscuous한 Th epitope으로 규명되었다. 본 연구는 HBV vaccine 투여에 의한 CTL 유도 반응과 항체 생산 유도에 있어서 그 유효성을 증진시키는데 기여할 것이다.;T helper (Th) cells play a central role in the regulation of the immune responses. The selective activation of Th cells usually promotes the overall immune responses of the host, which is important to protection and recovery of viral diseases including Hepatitis B. It was attempted to search for Th epitopes from HBV large envelope protein. Peripheral blood mononuclear cells were obtained from HBV-infected blood donors and examined for proliferation in response to a panel of synthetic peptides that constitute perspective epitopes of HBV antigen. The results indicated that the peptides consisted of amino acid residues 52-67, 110-125, 190-205, and 228-243 of HBV large envelope protein were immunodominant epitopes and these were widely distributed through the PreS1, PreS2, and S regions, showing that PreS region could be also useful for protecting HBV infection by Th cell activation like S region widely known at present. Also, sequence modification, which was performed in order to find out more concrete and effective epitope motifs, showed the possibility that these peptides might possess more than one epitope motif. In addition, the allelic restriction of these epitopes was inferred by "Peptide Side Chain Scanning Program for DR4 allele" and direct allele identification of respective blood donors. It was important to understand whether these epitopes were allele-specific or promiscuous, with regard to its allelic coverage. In conclusion, the peptide of amino acid residues 52-67 showed the broadest range of allele specificity as well as the highest proliferative activity, suggesting that the peptide is the most promiscuous Th epitope of adr type HBV large envelope protein. These studies will contribute to promotion of HBV vaccination efficacy for cytotoxic T lymphocytes induction and antibody production.