Because mPEG modified proteins show both reduced antigenic and immunogenic properties and extended blood circulating life times, attachment of polyethylene glycol to proteins has found wide applications for biomedical and biotechnological purposes.
In this experiments, Sheep Red blood Cells and Sheep Hemoglobins were modified with mPEG to develop the potential blood substitute. Osmotic fragility of SRBC-mPEG conjugates was determined by degree of hemolysis against salt concentrations, and antigenicity of SRBC-mPEG conjugates was determined by Blood grouping and Cross-matching test. mPEG modified SRBCs show no aggregation by blood grouping and cross-matching test, and are resistant to osmotic hemolysis. mPEG modified SHb show altered electrophoretic mobility, and modification degrees of the conjugates were calculated from TNBS free amino group titration results. Oxygen carrying capacity of SHb-mPEG conjugates was determined by tonometrically. 6.3% modified conjugate show increased oxygen affinty and increased saturation end point. Antigenicity of SHb-mPEG conjugates was determined by double immunodiffusio test. mPEG-SHb conjugate show no antigenicity at 34% of the free amino groups modified. But, only slightly modified mPEG-SHb conjugates(6.3%) show oxygen transport activity similar to unmodified hemoglobin.
혈액형에 관계없고 장기간 보존되며 수혈로 인한 감염위험이 없는 대체 혈액의 개발은 오래전부터 많은 사람들에 의해 시도되어진 과제이다. 본 논문에서는 양의 적혈구와 헤모글로빈을 Methoxy-Polyethylene Glycol(mPEG)로 화학 수정하여 대체 혈액으로서의 가능성을 보고자 하였다. mPEG에 의한 화학수정은 외부단백질의 면역학적 거부반응을 완화시키고 안정성을 증가시키는데 주로 사용되어져 왔다. 이러한 mPEG의 성질을 이용하면 양적혈구와 헤모글로빈의 항원성을 감소시킬 수 있으리라 여겨졌다. 실제로 양적혈구를 mPEG로 수정했을 때 사람의 혈액형 구분에 사용되는 항혈청에 음성반응을 보였으며 각 혈액형의 혈청과의 응집 여부를 확인하는 수혈검사(Cross-matching Test)에서도 음성반응을 보여 항원성의 감소를 확인하였다. 수정된 양적혈구는 정상 적혈구에 비해 Osmotic hemolysis에 강한 저항을 보였다. 이러한 성질들은 양적혈구 표면에 붙은 mPEG 분자들이 항체와 물분자의 접근을 막는 층을 형성하기 때문인 것으로 여겨진다. mPEG로 수정된 양 헤모글로빈은 TNBS로 Free amino group을 정량하여 수정된 정도를 정량할 수 있었고, 전기영동에 의해 존재를 확인할 수 있었다. 6.3%의 수정 정도 가지는 헤모글로빈은 수정안된 헤모글로빈에 비해 산소에의 친화력은 증가하나 산소로 포화되는 데는 더 높은 산소분압을 요구했다. 그러나 19.5%와 34% 수정 정도 가지는 헤모글로빈은 진공에 의한 deoxygenation이 되지 않아 산소 전달 능력을 비교 할 수 없었다. 이들 수정된 헤모글로빈들의 항원성 감소를 확인 하기위해 Rat에서 얻은 양 헤모글로빈에 대한 항체와의 반응을 Double immunodiffusion test로 보았을 때 34% 수정된 것만이 반응을 보이지 않았다. 이러한 결과들을 종합해보면 mPEG에 의한 화학적 수정이 항원성은 감소시키지만 산소전달능력에도 영향을 주는 것으로 보여진다. mPEG에 의해 수정된 양 적혈구나 헤모글로빈이 사람에게도 사용될 수 있는 대체혈액으로서 가치가 있으려면 항원성이 없으면서 산소전달능력이 사람의 것과 유사하여야 한다. 그러므로 산소전달 능력이 정상 혈액과 비슷하면서 면역학적 문제도 없게 되는 수정조건에 대한 많은 연구가 필요하다.
