Effect of the Inhibition of PLA2 and PAF on the Neutrophilic Respiratory Burst and Apoptosis

호중구의 Respiratory Burst에 미치는 PLA2 및 PAF와 영향 : In vitro에서의 호중구의 산소기 생성 및 Apoptosis에 관한 연구

Background : Since the exact pathogenesis of sepsis-induced ARDS has not been elucidated, the mechanisms of enhanced neutrophilic respiratory burst were probed in endotoxin primed neutrophils associated with the roles of phospholipase A2(PLA2), platelet activating factor(PAF) and apoptosis. Methods : In isolated fresh human neutrophils, effects of the inhibition of PLA2 and PAF on the apoptosis were examined by the method of Annexin-FITC/dual PIflow cytometry. The roles of PLA2 and PAF on the neutrophilic respiratory burst were also examined by measuring oxidant generation in cytochrome-c reduction assay. Activities of the PLA2 and lysoPAF acetyltransferase (lysoPAF AT) of the neutrophils were determined to understand the effect of endotoxin on these enzymatic activities which may be related to the neutrophilic respiratory burst and apoptosis. In addition, the role roles of PLA2 and PAF in neutrophilic adhesion to bovine endothelial cells were examined in vitro by neutrophil adhesion assay. To investigate the effect of oxidants on pulmonary surfactant, cytochemical ultrastructural microscopy was performed. To inhibit PLA2 and PAF, non-specific PLA2 inhibitor mepacrine (100 nM) and WEB 2086 (100 nM) or ketotifen fumarate (10 ${\mu}g$/ml) were used respectively in all in vitro experimental sets. WEB 2086 is PAF receptor antagonist, and ketotifen fumarate is a lyso PAF AT inhibitor. Results: The mapacrine treatment, provided and the endotoxin (ETX) treatment, resulted in increased apoptosis of neutrophils (p<0.001) while treatments of WEB 2086 and ketotifen did not. The inhibition of PLA2 and PAF decreased (p<0.001) production of oxidants from PMA-stimulated neutrophils. While endotoxin increased the PLA2 activity of neutrophils (p<0.01), mepacrine supressed (p<0.001) the activity, provided after treatment of ETX. The lyso PAF actyltransferase activity (lyso PAF AT) increased (p<0.01) after treatment of ETX. In contrast, mepacrine, WEB 2086 and ketotifen showed a tendency of decreasing the activity after treatment of ETX. The treatment of ETX incresed (p<0.001) neutrophil adhesion to endothelial cells, which was reversed by inhibition of PLA2 and PAF (p<0.01). The binding of oxidants to pu1monary surfactant was identified histologically. Conclusions : The enhanced neutrophilic respiratory burst by ETX plays a pivotal role in the pathogenesis of ARDS in terms of oxidayive oxidative stress. Increased production of oxidants from neutrophils is mediated by the activations of PLA2 and lyso PAF AT.

연구배경 : 급성호흡부전증후군(ARDS)의 병인론을 호중구의 산소기 생성 및 apoptosis 의 관정에서 PLA2 및 PAF의 역할과 연관하여 알아보았다. ARDS의 원인 중 산소기의 역할이 주로 염증성 cytokine 및 지질분자와 관련하여 연구되고 있는 점에 착안하여 내독소에 의한 PLA2, PAF의 작용 및 이에 따른 호중구의 혈관내피세포로의 유착, 산소기에 의한 pulmonary surfactant의 기능에 미치는 영향에 대해서도 알아보았다. 방법 : PMA로 자극된 호중구에서 PLA2 및 PAF의 억제에 따른 산소기 형성의 변화에 대해서도 알아보았으며 내독소에 의한 호중구에서의 PLA2활동도의 변화, lysoPAF remodelling에 미치는 PLA2 및 PAF의 억제의 효과에 대해서도 알아보았다. 또한 내독소 및 PMA에 의해 자극된 상태에서의 PLA2 및 PAF의 억제가 호중구의 apoptosis에 미치는 영향도 알아보았다. 호중구에 의한 조직의 손상은 혈관내피세포로의 호중구의 유착이 선행되어야 하므로 이러한 작용에 PLA2 및 PAF가 미치는 영향을 호중구 유착검사를 통하여 알아보았고 형태학적으로는 산소기와 pulmonary surfactant의 결합을 확인하였다. 결론 : ARDS 시의 호중구의 역할은 PLA2 및 PAF의 작용에 의한 산소기 형성 및 염증성 지질분자의 생성을 통해 조작의 손상을 유발하는 듯하며 이때 PLA2의 억제는 호중구의 apoptosis의 증가 및 산소기의 생성을 감소시키고 또한 호중구의 혈관내피세포로의 유착을 감소시켰다. PAF의 억제는 호중구의 산소기 생성의 감소 및 호중구의 유착을 억제하여 조직의 손상을 감소시키는 것으로 생각되었다.