2. Major Cell Culture Contaminant
▶ 3. Mycoplasma Contamination
4. 오염 관리의 기본전략
5. Mycoplasma Prevention: 항생제 사용의 딜레마
6. Products
3. Mycoplasma Contamination
▶ Mycoplasm 오염실태
Mycoplasma 세포는 물리적으로 1 ㎛ 미만으로 작아서 기존의 현미경으로는 감지하기 어렵습니다. Mycoplasma의 세포 배양 오염은 개인 또는 오염된 다른 배양세포나 배지 성분으로부터 유입되어 발생합니다. 관련된 연구에 따르면 미국 실험실 세포 배양의 약 11~15%가 Mycoplasma에 오염되어 있습니다. 또한 실험실의 절반이 세포 배양에서 Mycoplasma 오염을 테스트하지 않는 것으로 조사되었는데 이는 Mycoplasma의 특성상 검출이 쉽지 않기 때문입니다. 검출 기술에는 직접 배양법, DNA Probe, 효소 면역분석, PCR, DAPI 또는 Hoechst를 포함한 DNA 염색이 포함됩니다만 대부분 고가의 시약과 장비, 그리고 숙련된 경험자가 필요하며 무엇보다 수 일~수 주간의 긴 시간이 걸리는 작업이기 때문입니다.
또한 동일한 연구에 의하면 가장 심한 경우로 유럽에서 일상적으로 검사되지 않은 세포 배양물의 100%가 오염된 반면 일상적으로 검사된 세포 배양물 중 2%만이 오염되었다고 밝혔습니다. 미국 내 오염률은 Mycoplasma를 정기적으로 확인하는 기업을 대상으로 한 연구이기 때문에 실제 오염률은 더 높을 수 있지만 이를 감안하여도 유럽의 오염률은 더 높으며 다른 국가의 오염률은 여전히 높아서 일본의 경우 세포 배양의 최대 80%가 오염된 것으로 조사되었습니다.
▶ Mycoplasm의 영향
Mycoplasma는 염색체 이상, 대사 및 세포 성장의 변화를 포함한 세포 변화를 유발할 수 있으며 심각한 감염의 경우는 세포주를 파괴할 수 있습니다. 특히 이들 Mycoplasma의 대부분은 시험관 내에서 포유동물 세포의 악성 형질 전환과 강한 상관관계를 보입니다.
여러 연구에 따르면 만성적인 Mycoplasma 감염으로 인한 변화는 유전적, 형태학적으로 점진적으로 발생합니다. 감염의 첫 번째 형태학적 징후는 세포가 점차 정상 형태에서 낫 모양으로 변하고 감염세포는 세포핵의 DNA 증가로 인해 과염색체 상태가 됩니다. 후기 단계에서 세포는 정상적인 접촉 의존적 성장 억제(Contact Dependent Inhibition) 뿐만 아니라 성장 및 증식을 위한 고체 지지체의 필요성을 상실합니다. 유전학적으로 장기간 Mycoplasma에 감염된 세포는 심각한 염색체 이상을 보입니다. 여기에는 염색체 추가, 전체 염색체 손실, 염색체 부분 손실 및 염색체 전위가 포함됩니다. 이러한 모든 유전적 이상은 악성 형질전환 과정에 기여할 수 있습니다. Mycoplasma에 의해 유발되는 악성 형질전환은 또한 그 과정이 가역적이라는 점에서 다른 병원체에 의해 유발되는 것과 다릅니다. 그러나 가역성은 감염 중 특정 시점까지만 가능하고 시점과 범위는 관련된 Mycoplasma의 종류에 따라 매우 다양합니다. 이는 돌이킬 수 없는 단계 이전에 효과적인 처치를 통해 감염 세포를 정상으로 회복시켜야 한다는 것을 의미합니다. 이외에도 Mycoplasma는 숙주 배양물의 세포 기능, 성장, 대사, 형태, 부착, 막, 바이러스 전파 및 수율, 인터페론 유도 및 수율, 원인 염색체 이상과 손상, 그리고 세포변성 플라크 형성을 포함한 다양한 부분에 걸쳐 영향을 주기 때문에 이를 인식하고 관리하지 않은 채 진행된 연구의 유효성은 의심받을 수밖에 없습니다.
Mycoplasma가 많은 배양세포를 쉽게 감염시킬 수 있는 능력은 첫째, 알려진 가장 작은 자가 복제 유기체이며 직경 (0.3-0.8 ㎛)이고 둘째, 세포벽이 결여되어 있고 셋째, 성장이 까다롭다는 점입니다. 작은 크기와 세포벽이 없는 특징으로 인해 Mycoplasma는 배양세포에서 매우 높은 밀도로 성장할수 있음에도 필터 등으로 혈청에서 효과적으로 걸러지지 않으며 배지의 탁도, pH 변화를 일으키지 않고 현미경으로도 쉽게 관찰이 어렵습니다. 게다가 까다로운 성장조건은 전통적인 방식의 배양법을 통한 검출을 매우 어렵게 만들어 오염을 제때, 정확히 알아차리기 어렵습니다.
비록 검출 기술로 전통적인 직접 배양법 이외에 여러 가지 형광 Probe, 면역분석, PCR 등으로 그 기술이 점차 향상되고 있음에도 실제 감염률은 최초에 배양 세포에서 오염이 발견된 이후 크게 달라지지 않고 있습니다.
