난포낭

기생충은 크게 윤충(helminth), 원충(protozoa), 절지동물(arthropod)로 분류되는데 난포낭은 특히 원충의 생활사 중 한 단계를 지칭한다. 잘 연구된 원충류로는 작은와포자충(Cryptosporidium), 말라리아 원충(Plasmodium), 톡소포자충(Toxoplasma)이 있다.

작은와포자충의 난포낭 (출처: GettyImages-128552202)

목차

원충류의 생활사는 크게 2단계로 나눌수 있는데 난포낭(oocyst) 단계와 영양형(trophozoite) 단계가 있다. 난포낭은 유성(sexual)생식 단계이고 영양형은 무성(asexual)생식 단계로 난포낭이란 용어는 동일하게 쓰이나 난포낭 전후의 구체적인 생활사 단계는 원충 종류마다 조금 상이한 점이 있다. 예를 들면 톡소포자충의 경우 생활사에 느린 분열 소체(bradyzoite) > 생식모세포(gametocyte) > 접합자(zygote) > 난포낭(oocyst) > 종충(sporozoite) > 빠른 분열 소체(tachyzoite) 가 포함되고, 말라리아 원충의 생활사에는 낭충(merozoite) > 생식모세포(gametocyte) > 접합자(zygote) > 오키니트(ookinete) > 난포낭(oocyst) > 종충(sporozoite) > 영양체(trophozoite) > 분열체(schizont)가 포함된다. 작은와포자충의 생활사에는 낭충(merozoite) > 생식세포(gamete) > 접합자(zygote) > 난포낭(oocyst) > 종충(sporozoite) > 영양체(trophozoite)가 포함된다. 

톡소플라즈마 원충의 생활사; 좌측 유성생식, 우측 무성생식(출처: )

말라리아 원충의 생활사 (출처: GettyImages-924976340)

작은와포자충의 생활사(출처: )

난포낭은 대부분 난원형으로 크기는 원충의 종류에 따라 다른데 작은와포자충의 경우 5ⅹ4.5 µm, 말라리아 원충의 경우 최대지름이 50 µm, 톡소플라즈마 원충의 경우 지름이 10~20 µm이다. 난원형의 세포벽으로 둘러싸인 난포낭의 내부 내용물로는 난문(卵門, micropyle), 포자(sporocyst), 종충(sporozoite), 잔체(residual body)가 있다. 난포낭의 발달단계는 보통 3단계로 이루어지는데 미포자 난포낭(unsporulated oocyst) > 포자 모세포(sporoblast) > 포자 난포낭(sporulated oocyst)의 발달단계를 거친다. 

톡소포자충 난포낭의 발달단계 (출처: https://toxophysics.wordpress.com/research/)

원충의 개체적 입장에서는 증식과 발달이 중요하겠지만, 원충과 그것을 매개하는 모기, 진드기 등을 병원체로 바라보는 우리 인간의 입장에서는 그것들의 증식과 발달을 억제하는 것이 중요하며 병원체 조절을 위한 노력이 지속되고 있다. 원충의 치료로 작은와포자충에는 니트라족사나이드(Nitrazoxanide), 톡소포자충에는 설파디아진(Sulfadiazine)이나 피리메타민(Pyrimethamine), 말라리아 원충에는 퀴닌(Quinine)이 사용되고 있는데 외부에서 감염을 통해 유입된 난포낭의 발아(excystation)을 억제하는 쪽의 연구들도 진행되고 있다. 일부 작은와포자충(C.parvum)의 경우 발아에 단백질분해효소(Serine protease)가 작용하고 억제제인 안티트립신(alpha1-antitrypsin)을 병용했을 때 치료효과가 증가된다는 발표가 있었다. 일부 말라리아원충(P.faciparum)에서 단백질분해효소(Cysteine protease)를 억제하여 유성생식단계에서 난포낭의 생산을 막는 연구도 진행되었다. 

작은와포자충(Cryptosporidium), 톡소포자충(Toxoplasma), 영양형(trophozoite), 느린 분열 소체(bradyzoite), 빠른 분열 소체(tachyzoite)

김우진/제주한라병원

최경희/원광대학교

1.   Shapiro K, et al. 2009. Surface properties of Toxoplasma gondii oocysts and surrogate microspheres. Appl. Environ. Microbiol. 75, 1185-1191.

2.    Smith RC. 2016. Plasmodium Oocysts: Overlooked targets of mosquito immunity. Trends Parasitol. 32, 979-990. 

3.   Forney JR, Yang S, Du C. Synergistic anticryptosporidial potential of the combination alpha1-antitrypsin and paronomycin. Antimicrob Agents Chemother 1997;41: 2006-2008.

4.    Eksi S, Czesny B, van Gemert GJ, Sauerwein RW, Eling W, Williamson KC. Inhibition of Plasmodium falcifarum Oocyst Production by Membrane-Permeant Cysteine Protease Inhibitor E64d. Antimicrob Agents Chemother 2007;51: 1064-1070.