A Study of EFFECT and MECHANISM of IL-2 on SURVIVAL of EOSINOPHILS

Interleukin-2가 호산구 생존에 미치는 영향과 가전에 관한 연구

Background : Interleukin-5 (IL-5) is responsible for eosinophilia in allergic diseases. In allergic bronchial asthma, there is a correlation between the extent of eosinophil infiltration in bronchial mucosa and IL-5 concentrations. In addition, IL-2 concentration is elevated in the airways and associated with eosinophilia in symptomatic patients with bronchial asthma. In animal studies, IL-2 can induce eosinophilia by increasing the synthesis of IL-5, however, it is still unknown how IL-2 can induce eosinophila in human being. The aim of this study is to evaluation the effect and mechanism of IL-2 on prolongation of eosinophil survival. Methods : After purifiing the eosinophils from the venous blood of allergic patients with eosinophilia, we measured the survival rates of eosinophils using trypan blue dye exclusion test, and the number of eosinophils with Randolp's solution. We compared the survival rates of eosinophils in the presence of IL-2 or IL-5. Neutralizing antibody for IL-5 was added in IL-2 treated eosinophils to reveal whether IL-2 induced prolongation of eosinophil survival was mediated by IL-5. We checked IL-5 m-RNA expression of lymphocytes in the presence of IL-2 by using Reverse transcription-Polymerase chain reaction (RT-PCR) method to revealed the effect of IL-2 on IL-5 m-RNA expression on lymphocyte. $\alpha$ and $\beta$ IL-2 receptors were measured on eosinophils and lymphocytes with flow-cytometer after stimulated with IL-2. Results : 1) Eosinophil survival rates increased dose dependently on IL-5 and IL-2. 2) The eosinophil survival rates increased by IL-2 were not inhibited by the pretreatment with neutralizing antibody for IL-5. 3) IL-5 m-RNA was not expressed on lymphocytes by the treatment with IL-2 up to 96 hours. 4) IL-2 upregulate the expression of IL-$2R{\alpha}$ on eosinophils, instead of no effect on the expression of IL-$2R{\beta}$. Conclusion: Interleukin-2 had the enhancing effect on the survival rates of eosinophils. The mechanism behind IL-2 induced eosinophilia might be the increment of IL-2 receptors on eosinophils rather than IL-5 synthesis by lymphocytes.

연구배경 : Interleukin-5(IL-5)는 호산구 보이는 여러 질환들과 관련이 있으며 특히 알레르기성 천식에서 호산구의 침윤정도와 밀접한 관계가 있는 것으로 알려져 있다. 그러나 IL-2도 증상있는 천식환자의 기도에서 상승됨이 관찰되어 호산구 침윤정도와 상관관계가 있는 것이 밝혀졌다. IL-2가 호산구의 생존을 증가시키는 기전이 IL-5의 표현을 증가시킴으로써인지 또는 다른 경로를 통하여 작용하는 것인지 알기위해 다음과 같은 방법으로 호산구 생존에 미치는 IL-2의 영향을 관찰하였다. 방법 : 호산구증다증을 보인 환자의 말초혈액으로부터 호산구를 분리하여 trypan blue dye exclusion test를 이용하여 생존율을 측정하였으며 Randolp 용액을 이용하여 호산구를 계수하였다. 1) IL-2, IL-5 존재하의 호산구 생존율 및 IL-2와 anti IL-5 존재하의 호산구 생존율을 측정하였다. 2) IL-2 존재하의 말초혈액단핵구에서 IL-5 m-RNA 표현을 Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction(RT-PCR) 방법을 통하여 관찰하였다. 3) IL-2로 자극한 호산구의 IL-2 수용체 발현 증가를 유세포분석기(Flow cytometer)로 측정하였다. 결과 : 1) 호산구의 생존율은 IL-2 및 IL-5에 대한 농도의존성을 보이며 증가하였다. 2) IL-2에 의해 증가된 호산구의 생존율은 anti IL-5에 의해 억제되지 않았다. 3) IL-2로 자극된 말초혈액단핵구는 IL-5 m-RNA를 표현하지 않았다. 4) IL-2는 호산구에서 IL-$2{\alpha}$ 수용체의 표현을 증가시키며 IL-$2{\beta}$ 수용체의 표현은 변화가 없었다. 결론 : 사람에서는 IL-2는 IL-5 형성증가를 통하지 않고 호산구에 IL-2 수용체를 증가시킴으로써 호산구의 생존율을 증가시킨다.