Molecular Epidemiology of Metallo-β-lactamase Producing Pseudomonas aeruginosa Clinical Isolates

Myungwon Choi(최명원) 한국생명과학회 2012 생명과학회지 Vol.22 No.9

사람의 감염증 치료에 사용되는 carbapenem계 약제에 대한 내성균의 출현 및 확산은 감염증 치료를 제한할 뿐만 아니라 집단 발병의 원인이 될 수 있다. 이에 본 연구에서는 β-lactam 약제에 내성을 갖는 Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa)를 대상으로 metallo-beta-lactamase (MBL)의 유전형을 규명함으로써 내성세균의 감염증 치료지침 및 확산방지책 마련에 기초 자료를 제공하고자 하였다. 본 연구의 대상이 된 254개의 임상 검체 중에서 42주의 P. aeruginosa 를 분리하여 imipenem 혹은 meropenem에 내성을 나타내는 Hodge 변법과 EDST에서 각각 28주와 23주가 양성반응을 보였다. DNA의 염기서열 분석결과 blaIMP-6 유전자 보유균이 8주, blaVIM-2 유전자 보유균이 17주로 59.5%(25/42)가 MBL을 생성하는 것으로 나타났다. blaIMP-6의 유전자 환경은 blaIMP-6-qac-aacA4-blaOXA-1-aadA1 유전자 배열을 지니고 있었다. 또한 ERIC PCR 결과 IMP-6과 VIM-2를 생성하는 일부 균주에서 역학적 연관성이 있음이 확인되었다. 본 연구에서 분리한 carbapenem계 항균제 내성 P. aeruginosa가 보유한 blaIMP-6 유전자는 대구지역에서 발병이 보고된 유전자의 gene cassette와 일치하는 것으로 확인되었다. 따라서 이들 세균이 지역사회에 정착하고 있고 이들을 보유한 세균에 의한 감염증 치료시 치료약제에 대한 선택압을 증가시킬 것으로 우려된다. 그러므로 항균제 내성 검사를 통하여 적절한 항균제를 선택하고, 항균제 내성균들의 출현과 확산을 막는 연구가 계속되어야 할 것으로 생각된다. The emergence and dissemination of carbapenem-resistant bacteria have resulted in limitations of antibiotic treatment and potential outbreaks of metallo-β-lactamase (MBL) producing Pseudomonas aeruginosa resistant to carbapenems. In this study, we conducted molecular characterization of the MBL genes of the β-lactam drug-resistant P. aeruginosa and prepared basic data for treatment and prevention of proliferation of antimicrobial-resistant bacterial infections. Forty-two P. aeruginosa isolates of 254 were resistant to imipenem or meropenem. Among the 42 isolates, 28 isolates were positive for the Hodge test, and 23 isolates were positive for the EDTA-disk synergy test (EDST). MBLs were detected in 59.5% (25/42) of P. aeruginosa isolates. Eight isolates harbored blaIMP-6,whereas 17 isolates harbored blaVIM-2. The blaIMP-6 gene was in a class 1 integron containing five gene cassettes: blaIMP-6, qac, aacA4, blaOXA-1, and aadA1. Some strains that produce IMP-6 and VIM-2 showed epidemiological relationships. The blaIMP-6 gene in carbapenem-resistant P. aeruginosa showed an identical pattern to a gene cassette that was reported at a hospital in Daegu, Korea. Therefore, MBL-producing P. aeruginosa is already endemic in the community. We are concerned that the existence of carbapenem-resistant bacteria containing the blaMBL gene may increase pressure on antibiotic selection when treating infections. We believe that we should select appropriate antibiotics based on the antibiotic susceptibility test and continue the research to prohibit the emergence and spread of antibiotics resistant bacteria.

알츠하이머 질환에서 뉴럴네트워크와 비음수 행렬 분해로 추출한 PET아밀로이드 침착패턴 비교 분석

최명원(Myungwon Choi),정병창(ByeongChang Jeong),김지훈(Jeehoon Kim),노민규(Mingyu No),윤현철(HyunChul Yoon),정현강(Hyun-Ghang Jeong),한철(Cheol E. Han) 대한전자공학회 2019 대한전자공학회 학술대회 Vol.2019 No.6

The deposition of amyloid β protein is a hallmark of the Alzheimer’s disease, which may lead neuronal cell death, resulting in cognitive deficit. In this study, using the non-negative matrix factorization (NMF) and artificial neural network (ANN) with non-negative weight constraints, we extracted regional patterns of the amyloid deposition in the spectrum of the Alzheimer’s disease. They are also quite consistent with the group comparison results of regional amyloid deposition pattern. By comparing them, we investigated how the patterns of regional amyloid deposition can be used as biomarkers for classification of the amyloid positive patients.

엣지에 민감한 합성곱 신경망를 이용한 뇌 네트워크 분해 기법

이필섭(Pilsub Lee),최명원(Myungwon Choi),김대겸(Daegyeom Kim),김지현(Ji Hyun Kim),한철(Cheol E. Han) 대한전자공학회 2018 대한전자공학회 학술대회 Vol.2018 No.6

Brain networks consist of nodes, which is anatomically defined brain regions, and edges, which connects a pair of brain regions. The diffusion-weighted MR images and the advances in tractography provides a human brain networks, that is strongly associated with the cognitive functions. Analysis of local functional segregation or modular organization of the brain network implies that brain regions nearby dedicated a certain specific cognitive function. However, it is not well known that a certain sub-network has a role of building blocks of the brain networks. In this short paper, using a edge-specific convolutional neural network, we tried to extract such a building blocks.

알츠하이머 환자에서 아밀로이드 침착을 이용한 뇌 피질 두께 예측

강연웅(YeonWoong Kang),최명원(Myungwon Choi ),정병창(ByeongChang Jeong),윤현철(HyunChul Yoon),정현강(Hyun-Ghang Jeong),한철(Cheol E. Han) 대한전자공학회 2019 대한전자공학회 학술대회 Vol.2019 No.6

인위적으로 유도된 목시플로사신 내성 Mycoplasma hominis의 표현형과 유전자형의 연관성

박인달(Indal Park),최명원(Myungwon Choi) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.10

본 연구에서는 QRDRs의 유전자 돌연변이와 목시플로사신의 농도와의 관계를 알아보기 위하여 목시플로사신의 농도를 단계적으로 높여가며 Mycoplasma hominis (M. hominis)에 작용시켜 목시플로사신에 내성을 갖는 균주 6주(M1, M4, M8, M16, M32, M64)를 만들었고, 이 돌연변이주들의 MIC는 각각 0.5, 4, 8, 16, 32, 64 ㎍/㎖이었다. 이 균들의 염기서열을 분석하였더니 모든 돌연변이주들에서 Arg163Thr (GyrA), Pro445Gln (ParE) 아미노산 치환이 관찰 되었고, 목시플로사신의 농도가 높아질수록 Ser153Lys (GyrA, ≥4 ㎍/㎖), Ser91Ile (ParC, ≥16 ㎍/㎖), Val450Phe (GyrB, ≥64 ㎍/㎖) 등과 같은 아미노산의 치환이 추가로 관찰되었다. 이러한 아미노산의 치환이 목시플로사신의 내성과 연관이 있는 것으로 생각되며, 특히 GyrB 단백질의 아미노산 치환은 목시플로사신의 고도 내성과 연관이 있는 것으로 생각된다. Moxifloxacin (MF) - resistant mutants of Mycoplasma hominis (M. hominis) were generated by stepwise selection in increasing concentrations of MF, and six strains of MF resistant M. hominis mutants - M1, M4, M8, M16, M32, and M64 - in which MICs of MF were 0.5, 4, 8, 16, 32, 64 ㎍/㎖, respectively, were generated. Compared to the sequence of M. hominis PG21, all mutants harbored amino acid substitutions of Arg-163 Thr in GyrA, and Pro-445 Gln in ParE. While the concentrations were getting higher, an additional amino acid substitution was found at Ser-153 Lys in GyrA (≥4 ㎍/㎖), Ser-91 Ile in ParC (≥16 ㎍/㎖), and Val-450 Phe (≥64 ㎍/㎖) in GyrB. These substitutions seem to have an impact on resistance to MF, and GyrB change was found only in the highest concentration and seems to be associated with high-level resistance to MF. This, as far as we know, is the first description of a relationship between MF resistance phenotype and genotype.

베르베린이 마우스 전염증성 사이토카인의 생성에 미치는 영향

정수룡(Su Ryoung Chung),최명원(Myungwon Choi),박인달(Indal Park),김광혁(Kwang Hyuk Kim) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.8

본 연구에서는 berberine이 전염증성사이토카인의 생성에 미치는 효과를 관찰하기 위하여 TNF-α, IL-1β, 그리고 IL-6생성을 정량하였다. 마우스 비장세포에 berberine을 작용시켰을 때 TNF-α의 생성이 억제되었다. 또한 마우스 생체 내에서 LPS에 의한 TNF-α의 상승이 berberine에 의해서 억제됨을 알 수 있었다. IL-1β의 생성에 있어서도 berberine을 고농도(3.0 ㎍/ml)로 작용시켰을 때 억제되었고 LPS에 의한 IL-1β의 상승이 고농도의 berberine에 의해서 억제되었다. IL-6의 생성은 berberine에 의해서 억제되었으며 낮은 berberine 농도(0.3 ㎍/ml)에서 LPS에 의한IL-6의 생성이 억제되었다. 따라서 이러한 결과들은 berberine이 TNF-α, IL-1β, 그리고 IL-6와 같은 전염증성사이토카인의 생성을 하향 조절할 가능성을 시사한다 하겠다. Berberine has shown a number of beneficial effects, including anti-tumor, anti-inflammation, and vasodilatory effects. In this work we investigated the effects of berberine on the production of proinflammatory cytokines such as TNF-α, IL-1β, and IL-6 in mice. The supernatants of cultured splenocytes exposed with berberine or berberine plus LPS were harvested to assay TNF-α, IL-1β, and IL-6. The sera from the mice injected with berberine or berberine plus LPS were then isolated to assay these cytokines. The TNF-α production in mice splenocyte cultures exposed to berberine was inhibited compared to the PBS control. The sera from LPS plus berberine injected mice showed lower levels of TNF-α compared to those of LPS only injected mice. The IL-1β production in mice splenocyte cultures exposed to berberine was inhibited at a high dose (3.0 ㎍/ml) compared to the PBS control. Also, the increase of IL-1β by LPS exposure in splenocyte cultures was inhibited by a high dose of berberine. The IL-6 in splenocyte culture supernatants showed lower levels after berberine compared to the PBS control. Also, production of IL-6 after LPS exposure in splenocyte cultures was inhibited by a low dose of berberine (0.3 ㎍/ml). These findings suggest the probability that berberine down-regulates the production of proinflammatory cytokines such as TNF-α, IL-1β, and IL-6.

청소년 뇌전증에서 구조적 뇌네트워크와 기능적 뇌네트워크 간의 커플링 분석 연구

김대겸(Daegyeom Kim),이정훈(Jeong Hoon Lee),최명원(Myungwon Choi),김지현(Ji-Hyun Kim),한철(Cheol E. Han) 대한전자공학회 2019 대한전자공학회 학술대회 Vol.2019 No.6

경로도형 구축을 통한 하수처리장 질소 및 인 제거 영향인자 파악에 관한 연구

조영대 ( Yeongdae Cho ),이슬아 ( Seul-ah Lee ),김민수 ( Minsoo Kim ),김효수 ( Hyosoo Kim ),최명원 ( Myungwon Choi ),김예진 ( Yejin Kim ) 한국환경과학회 2018 한국환경과학회지 Vol.27 No.11

In this study, an operational data set was analysed by establishing a path model to figure out the actual cause-effect relationship of a wastewater treatment plant (WWTP); in particular, for the effluent concentrations of T-N and T-P. To develop the path models, data sets of operational records including effluent concentrations and operational factors were obtained from a field scale WWTP of 680,000 ㎥ of treatment capacity. The models showed that the relationship networks with the correlation coefficients between variables for objective expressions indicated the strength of each relationship. The suggested path models were verified according to whether the analyzation results matched known theories well, but sophisticated minute theoric relationships could not be cropped out distinctly. This indicates that only a few paths with strong theoric casual relationships were represented as measured data due to the high non-linearity of the mechanism of the removal process in a biological wastewater treatment.