• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권4호
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• pp.729-741
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• 1997

연구배경 : 저자들은 최근 결핵균의 자극에 의해 peripheral blood monocytes (PBM)에서 IL-$1{\beta}$와 $TNF{\alpha}$가 생성되고, 기도상피세포에서는 IL-8과 RANTES와 같은 chemokine이 생성된다는 사실을 밝힌 바 있다. 이와같은 사실은 기도상피세포가 IL-8과 RANTES와 같은 chemokine을 분비함으로써 결핵의 병인에 능동적으로 참여함을 시사한다고 하겠다. 기도상피세포에서 발현하는 chemokine들이 결핵의 병태생리에 관여한다면, 폐결핵을 일으키는 가진 균주인 H37Rv와 폐결핵을 일으키지 않는 균주인 H37Ra로 자극하였을때 기도상피세포에서 분비되는 chemokine의 성상이 다를 것이라는 가정이 가능하다. 실제로 독성을 가지고 있는 Erdman 균주와 독성을 가지고 있지 않는 H37Ra의 lipoarabinomannan(LAM) 의 구조가 다르고, 이 LAM으로 대식세포를 자극하였을때 H37Ra LAM은 대식세포에서 $TNF{\alpha}$를 생성시키지만 H37Rv LAM은 $TNF{\alpha}$를 생성시키지 못하고 이와같은 차이가 결핵균에 대한 생체의 방어기전을 설명한다는 보고가 있다. 본 연구는 폐결핵의 병태생리에서 기도상피세포의 역할을 규명하고자, 독성이 있는 균주인 H37Rv와 독성이 없는 균주인 H37Ra를 사용하여 결핵균의 독성여부에 따른 기도상피세포에서 분비되는 chemokine의 차이를 연구하고자 하였다. 방 법 : 정상인에서 채취한 말초혈액에서 말초혈액 단핵세포(PBM)를 분리하여, sonicated H37Rv, H37Ra($5{\times}10^5$ bacilli, A TCC) 또는 LPS($10{\mu}l/ml$)로 자극하면서 24시간 동안 배양하였다. 또한 PBM에 대한 interferon gamma($IFN{\gamma}$)의 영향을 평가하고자 PBM를 결핵균으로 자극하기 한 시간전에 $IFN{\gamma}$(10ng/ml, R & D) 로 전처치한 군과 $IFN{\gamma}$ 전처치 없이 자극한 군을 두었다. 24시간후 상층액을 채취하여 상층액의 일부는 $-70^{\circ}C$에서 보관하였고 이후 ELISA kit(R & D)를 이용하여 $TNF{\alpha}$와 $IL-1{\beta}$의 농도를 측정하였다. 배양된 PBM의 상충액(1 : 2 희석액 )으로 배양된 A549 세포를 다시 자극하면서 24시간 동안 배양하였다. 24시간 배양후, 상층액은 IL-8, RANTES의 측정을 위하여 $-70^{\circ}C$에서 보관하고, 남아있는 A549 세포에서 tRNA를 추출하였다. 배양 상층액에서는 ELISA kit(R & D)를 이용하여 IL-8, RANTES의 농도를 측정하였고, 추출한 tRNA는 Northern blot analysis를 이용하여 IL-8, RANTES의 mRNA의 양을 측정 정량하였다. 결 과 : 말초혈액 단핵세포를 LPS, H37Rv, 또는 H37Ra로 자극하였을 때 대조군에 바하여 $TNF{\alpha}$와 IL-$1{\beta}$의 생성이 읖미 있게 증가하였다. 독성이 없는 H37Ra로 자극하였을 때가 독성이 있는 H37Rv로 자극하였을 때보다 $TNF{\alpha}$와 IL-$1{\beta}$의 생성이 많았으나 통계적인 유의성은 없었다. $IFN{\gamma}$로 전처치하였을 때 $TNF{\alpha}$와 IL-$1{\beta}$의 생성이 전처치하지 않은 군에 비해 증가하였으나 H37Rv군과 H37Ra군 사이에 통계적으로 유의한 차이는 없었다. A549 세포를 결핵균이나 LPS로 자극한 말초혈액 단핵세포 배양액으로 자극하였을 때, RANTES와 IL-8 의 유전자 발현이 대조군에 비하여 의미있게 증가하였다(p<0.001). 또한 H37Ra 배양액으로 자극한 군에서 H37Rv 배양액으로 자극한 군에 비하여 RANTES와 IL-8의 유전자 발현이 의미있게 증가하였다 (p<0.05). A549 세포를 결핵균이나 LPS로 자극한 말초혈액 단핵세포 배양액으로 자극하였을 때 RANTES와 IL-8의 생성이 대조군에 비하여 의미있게 증가하였다. 그러나 유전자 발현과는 달리, H37Ra 배양액으로 자극한 군에서 H37Rv 배양액으로 자극한 군에 비하여 RANTES와 IL-8의 생성이 증가하였지만 통계적인 유의성은 없었다. 결 론 : 기도상피세포는 폐결핵에서 RANTES와 IL-8과 같은 강력한 chemokine을 분비하여 염증반응을 증폭시킴으로써 폐결핵의 병인에 능동적으로 참여함을 추정할 수 있었다. 그러나 말초혈액 단핵세포에서의 $TNF{\alpha}$와 IL-$1{\beta}$의 생성은 결핵균주의 독성여부에 따라 차이가 없었고, A549 세포에서도 RANTES와 IL-8의 유전자 발현은 H37Ra 에서 유의하게 증가하였으나 RANTES와 IL-8의 생성은 유의한 차이가 없어 결핵균의 독성 여부가 균주에 따른 생체의 면역반응즉 chemokine 생성의 차이 때문이라는 본 연구의 가설을 증명할 수는 없었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제51권4호
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• pp.303-314
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• 2001

연구배경 : 특발성 폐섬유회증은 병리학적으로 폐구조가 파괴되면서 섬유아세포 및 교원질이 간질 및 폐포내에 침작하는 질환으로 교원질의 침착은 cytokine 및 성장촉진인자들에 의한 교원질생성의 증가 뿐 아니라 교원질의 분해흡수의 감소도로 초래될 수 있다. IPF의 또 다른 특징인 폐구조의 파괴 및 폐보내 섬유화 현상은 기저막 파괴로 인한 섬유아세포 등의 폐포내 유입 및 비정상적 증식이 기전으로 생각되므로 기저막의 주요 성분인 제4형 교훤질올 분해하는 Matrix metalloproteinase(MMP)-2와 MMP-9이 IPF의 발병기전에 중요한 역할을 할 것으로 추정되고 있다. 또한 병이 계속 활발히 진행되는 상태에서는 이들 효소의 농도도 높올 것이 예상되므로 본 연구는 특발성 폐섬유화증에서 질병의 진행파정에 따른 기관지폐포세척액(BALF)내 MMP 농도 및 BALF내 세포분포와의 IPF에서 MMP의 역할 및 예후인자로서의 가능성을 규명하고자 시행되었다. 방 법 : 서울중앙병원에서 진단된 41명(연령 $59.82{\pm}1.73$세, 남:여=23:18)의 IPF환자들과, IPF진단은 받았으나 1년 이상 치료하지 않고도 병이 진행되지 않았던 안정군 16명($63.6{\pm}2.8$세, 남:여=13:3) 및 정상 대조군 7명을 대상으로 BAL액과 AM배양 배지에서 MMP-2와 MMP-9농도를 zymography와 densitometry에 의한 정량분석을 시행하였고, TIMP-1 농도는 상업용 ELISA kit로 측정하였다. 결 과 : 1) BAL 액내 총 세포수(${\times}10^6/ml$)는 IPF환자군($3.40{\pm}0.20$), 안정군($2.92{\pm}0.39$), 대조군($0.91{\pm}0.15$)간 유의한 차이를 보였고 AM수효(${\times}10^5/ml$)와 호중구 수(${\times}10^5/ml$)는 IPF 환자군($24.74{\pm}1.88$, $2.15{\pm}0.35$)과 안정군($19.16{\pm}2.26$, $0.63{\pm}0.11$)에서 대조군($7.36{\pm}1.04$, $0.052{\pm}0.038$)에 비하여 유의하게 높았다(p<0.05). 호산구비율도 IPF 환자군($2.83{\pm}0.66%$)과 안정군($1.50{\pm}0.42%$)에서 대조군($0{\pm}0%$)에 비하여 유의하게 높았으나(p<0.05), 림파구수나 비율은 차이가 없었다. 2) Zymography에 의한 육안적 관찰에서 IPF환자군은 34/41(82.9%), 안정군은 9/15(60%), 각각 band를 관찰하여 대조군 0/6(0%)과 차이를 보였다. 3) BALF내 MMP-2는 IPF환자군($1.36{\pm}0.28$)은 안정군($0.46{\pm}0.13$)에 비하여, 또 안정군도 대조군($0.08{\pm}0.09$)에 비하여 유의하게 높았다. MMP-9은 IPF 환자군($0.31{\pm}0.058$)과 안정군($0.22{\pm}0.078$)에서 대조군($0.002{\pm}0.004$)보다 높았다. TIMP-1도 IPF환자군($36.34{\pm}8.62{\mu}g/ml$)과 안정군($20.83{\pm}8.53{\mu}g/ml$)에서 대조군($2.80{\pm}1.05{\mu}g/ml$)에 비하여 유의하게 높았다(p<0.05). 4) AM배양액에서는 MMP-9만이 역시 IPF군에서($0.80{\pm}0.10$) 대조군보다($0.23{\pm}0.081$) 높았다. 5) BALF내 MMP-2는 전체 세 포수(r=0.298)와 호중구수(r=0.357)와 유의한 상관관계를 보였으나(p<0.05), AM수(r=0.096)나 임파구수(r=0.100)와는 상관관계가 없었고, MMP-9은 호중구수(r=0.407) 및 임파구수(r=0.574)와 유의한 상관관계를 보였다. TIMP-1은 전체 세포수(r=0.338, p<0.05) 및 호중구수(r=0.449, p=0.059)와 상관관계의 경향을 보였다. 결 론 : 본 연구의 결과로 MMP와 TIMP는 IPF의 병인에 있어서 중요한 역할을 하며, BALF내 MMP농도는 IPF의 활성도와 연관이 었을 것으로 추정된다.