Tuberculosis and Respiratory Diseases

The Korean Academy of Tuberculosis and Respiratory Diseases (대한결핵및호흡기학회)
권호 표지

Decreased Neutrophil Apoptosis in Patients with Sepsis is Related to the Activation of NF-κB

패혈증 환자에서 NF-κB 활성화에 의한 호중구 아포프토시스의 억제

  • Kwon, Sung Youn (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University) ;
  • Lee, Choon-Taek (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University) ;
  • Kim, Young Whan (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University) ;
  • Han, Sung Koo (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University) ;
  • Shim, Young-Soo (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University) ;
  • Yoo, Chul-Gyu (Division of Pulmonary and Critical Care Medicine, Department of Internal Medicine, Seoul National University, College of Medicine, Clinical Research Institute, Seoul National University Hospital, Lung Institute, Medical Research Center, Seoul National University)
  • 권성연 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소) ;
  • 이춘택 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소) ;
  • 김영환 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소) ;
  • 한성구 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소) ;
  • 심영수 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소) ;
  • 유철규 (서울대학교 의과대학 내과학교실, 서울대학교병원 의학연구소, 서울대학교 의학연구원 폐연구소)
  • Published : 2003.05.30
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Abstract

Background : Neutrophil-mediated inflammation is usually self-limiting, because neutrophils have a remarkably short life span. Prolonged neutrophil survival, which is caused by decreased spontaneous apoptosis, leads to persistent inflammation in sepsis. Because many inflammatory cytokines, which generate signals that delay apoptosis, are regulated by nuclear factor-${\kappa}B$ transcription factor, we hypothesized that nuclear factor-${\kappa}B$ might be related to the reduced neutrophil apoptosis observed in sepsis. Methods : Neutrophils of healthy volunteers and sepsis patients were freshly isolated from venous blood. Neutrophil apoptosis was assayed with two approaches : by counting apoptotic cells under a microscope and by flow cytometry using Annexin V. The activity of nuclear factor-${\kappa}B$ was assessed by immunofluorescent staining or electrophoretic mobility shift assay. Expression of X-linked inhibitor of apoptosis was measured by western blot assay. Results : We confirmed reduced spontaneous neutrophil apoptosis in patients with sepsis. The number of apoptotic neutrophils in patients with sepsis increased to the level of that in healthy controls after cycloheximide treatment, suggesting that decreased spontaneous neutrophil apoptosis is dependent on de novo protein synthesis. In patients with sepsis, basal neutrophil nuclear factor-${\kappa}B$ was activated compared to the level in healthy controls. Moreover, a blockade of nuclear factor-${\kappa}B$ activity reversed the decreased spontaneous neutrophil apoptosis in sepsis patients. Meanwhile, X-linked inhibition of apoptosis expression, which is regulated by nuclear factor-${\kappa}B$, decreased 24 hours after incubation in healthy persons, but persisted for 24 hours in patients with sepsis. Conclusion : These observations suggest that the reduced spontaneous neutrophil apoptosis observed in patients with sepsis may be related to the induction of survival protein by nuclear factor-${\kappa}B$.

연구배경 : 호중구에 의해 매개되는 염증반응은 호중구의 수명이 매우 짧기 때문에 대부분 자연 종결된다. 패혈증에서는 이러한 호중구의 아포프토시스가 감소되어 수명이 연장되어 있어서 지속적인 염증반응이 일어나게 된다. 호중구의 수명 연장을 유도하는 많은 염증 매개 물질들이 nuclear factor-${\kappa}B$ 전사인자에 의해 조절되기 때문에 이 연구에서는 nuclear factor-${\kappa}B$가 패혈증 환자에서 관찰되는 호중 구의 아포프토시스 억제와 연관이 있을 것으로 가정하였다. 방법 : 건강한 정상인과 패혈증 환자의 호중구를 정맥혈로부터 신선하게 분리하여 실험하였다. 호중구의 아포프토시스는 특징적인 아포프토시스의 형태를 보이는 세포를 광학현미경으로 세거나 Annexin V를 이용한 유세포분석법으로 정량하였다. Nuclear factor-${\kappa}B$의 활성도는 면역형광 엽색법 또는 electrophoretic mobility shift assay로 판단하였다. 항아포프토시스 단백인 X-linked inhibitor of apoptosis의 발현 정도는 western blot으로 평가하였다. 결과 : 패혈증 환자에서 자발적 아포프토시스가 감소되어 있음을 확인하였다. 패혈증 환자의 호중구에 cycloheximide를 처치하였을 때 아포프토시스가 유의하게 증가하여 아포프토시스 감소가 새로운 단백 합성에 의존적임을 관찰하였다. 패혈증 환자의 호중구에서는 정상인과는 달리 기저상태에서도 nuclear factor-${\kappa}B$가 핵 내로 이동되어 활성화되어 있었고 nuclear factor-${\kappa}B$의 활성을 억제하였을 때 아포프토시스의 억제가 반전되었다. 또한 nuclear factor-${\kappa}B$에 의존적인 X-linked inhibitor of apoptosis 단백의 발현 수준이 정상인의 호중구에서는 24시간 동안 배양하면서 점차 감소하였지만 패혈증 환자의 호중구에서는 지속적으로 발현 수준이 유지되었다. 결론 : 패혈증 환자에서 관찰되는 호중구의 아포프토시스 억제에는 nuclear factor-${\kappa}B$ 전사인자의 활성화에 의한 생존 단백의 유도가 관여할 것으로 생각하였다.

Keywords