• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권3호
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• pp.553-564
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• 1998

연구배경: LPS에 대한 숙주의 초기반응은 proin-flammatory cytokines의 분비이다. 이러한 "초기 반응" cytokines는 인지세포에서 표적세포 등에 신호를 전달하여 다른 대식세포를 포함한 면역세포, 폐장내 간엽성 세포들을 자극하여 화학주성인자, 성장인자, 유착분자 등의 발현을 증폭시키게 되면서 전염증단계가 정열하게된다. 내독소유발 급성폐손상에서 폐장내 proinflammatory cytokine 기원 세포들은 활성화된 대식세포/단핵구 외에 폐조직으로 유입된 동원 호중구의 역할이 중요하게 인식되고 있으며 이외에도 간엽성 세포들에서도 발현되고 있는 것으로 밝혀지고 있다. 저자들은 실험 백서에서 내독소를 정백내 주입하여 유발시킨 급성폐손상에서 proinflammatory cytokines인 TNF-$\alpha$ 및 IL 6 기원의 주된 세포(들)를 규명해 보고자 하였다. 방 법: 체중 $250{\pm}50g$의 건강체인 웅성 Sparague-Dawley를 정상 대조군(Normal Control Saline Group)과 내독소유발 급성폐손상군으로 분류하였으며 급성폐손상군은 백혈구결핍 내독소군(CPA-ETX Group)과 대조-내독소군(ETX Group)으로 하였다. 실험백서를 phenthotal sodium으로 마취한 후 생리식염수 0.4ml(control) 혹은 동량의 생리식염수에 용해시킨 LPS (055 : B5 E. coli, Sigma Chemical Co., St. Louis, MO), 5mg/kg를 백서 미부정맥으로 주사한 후 각각 0 및 3, 6 시간에 회생시켰다. 백혈구결핍 내독소군은 cyclophophamide, 7mg/kg를 복강내 주입하여 5 일째에 LPS를 같은 방법으로 주입하여 3, 6시간에 각각 희생시켰다. 각군에서 기관지폐포세척술을 전술한 바와 같이 시행하여 총백혈구수, 분획세포수 및 총단백량을 산출하였고 기관지폐포세척 TNF-$\alpha$ 및 IL 6를 생물학적 방법으로 각각 측정하여 비교하였다. 동시에 기관지폐포세척술을 하지 않은 정상대조군 및 대조-내독소군에서 TNF-$\alpha$ 및 IL 6 단백에 대한 면역조직화학염색을 시행하였다. 결 과: 기관지폐포세척 세포 및 단백량 측정 결과 정상대조군에 비해 대조-내독소군에서 기관지폐포세척 총백혈구수는 3, 6 시간째에 각각 유의한 증가를 보였으나 (p<0.01), 백혈구결핍 내독소군과는 차이가 없었다. 대조-내독소군은 정상대조군에 비해 기관지폐포세척단핵구 및 호중구수가 3, 6 시간째에 각각 유의하게 증가하였으며 (p<0.05) 특히 호중구 분획율의 유의한 증가를 동반하였다(p<0.05). 백혈구결핍 내독소군은 정상대조군에 비해 3, 6시간째에 각각 기관지폐포세척 호중구수 및 호중구분획율의 유의한 감소를 보였으나 (p<0.05) 기관지폐포세척 단핵구수 및 단핵구 분획율에서는 양군간에 차이가 없었다. 기관지폐포세척 총단백량은 내독소군에서 3, 6시간째에 각각 정상대조군에 비해 유의한 증가를 보였으며(p<0.05) 내독소군간에는 6시간째에 대조-내독소군에서 백혈구결핍 내독소군에 비해 유의하게 높았다(p<0.05). 기관지폐포세척 TNF-$\alpha$ 및 IL-6의 농도는 정상대조군에서 각각 $0.06{\pm}0.06$ U/ml(n=5) 및 $0.45{\pm}0.23$ U/ml(n=5)이었다. 내독소군에서 TNF-$\alpha$와 IL-6는 정상대조군에 비해 유의하게 상승되었으며 (p<0.05), 백혈구결핍 내독소군과 대조-내독소군간에 차이는 없었다. 면역조직화학염색결과 내독소 정맥 주입 3시간 및 6시간후의 폐조직에서 TNF-$\alpha$ 및 IL-6 단백이 폐포대식세포와 간질대식세포들에서 강하게 염색되는 소견을 관찰할 수 있었다. 결 론: 내독소혈증 유발 급성 폐손상의 초기 손상에 중요한 역할을 하는 proinflammatory cytokine의 주된 기원세포는 활성화된 폐포대식세포/단핵구세포들일 것으로 사료되며 이들 세포가 내독소혈증 유발 급성폐손상 발생에 주도적인 역할을 할 것으로 사료되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제53권5호
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• pp.497-509
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• 2002

연구배경 : 대표적 세포내 감염질환인 결핵에 대한 숙주의 방어기전 및 면역반응은 아직도 정확히 이해되지 못하고 있으며 이러한 병리기전을 연구하기 위하여서는 적절한 감염모델이 필요하다. 전혈 (whole blood)은 체액성 면역과 세포성 면역을 모두 포함한 생체의 상태를 반영하므로 다양한 대상에서 면역상태의 차이에 따른 개체간 결핵균 살균력의 차이를 비교 할 수 있는 적절한 모델로 추정된다. 따라서 본 연구의 목적은 인체의 결핵균 전혈 배양모델을 개발하여 궁극적으로 시험관내에서 숙주면역의 정도를 측정하는 대리 표지자를 개발하고자하는 것이다. 방 법 : PPD 양성 정상인을 대상으로 제대혈, 결핵환자, 당뇨 및 폐암환자와 비교하였다. 전혈을 희석하여 결핵균 Mycobacterium avium과 M. tuberculosis $H_{37}Ra$에 낮은 감염률로 감염시키고 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 배양기 속의 회전교반기에서 회전시키면서 배양(rotating culture) 하였다. 배양 1 일, 3일 및 4일 뒤 증류수로 긴장저하용해 시킨 후 Middlebrook 7H10/OADC 평판배지에서 결핵균 집락이 형성될 때까지 3-4주간 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 배양기에 배양하여 집락수를 계산하였다. 일부실험에서 TNF-${\alpha}$의 분비능을 90%이상 감소시키 기 위하여 methylpredmsolone과 pentoxifylline을 첨가하여 면역조정을 하였으며, CD4+ T-림프구와 CD8+ T-림프구를 magnetic bead에 코팅된 단클론 항체를 사용하여 제거하였다. 결핵균의 수는 용해질 $m{\ell}$ 당 CFU로 계산하였다. 살균력은 ${\Delta}$ log killing ratio로 표시하였다. ${\Delta}$ logKR=$log_{10}$(Final CFU/Initial CFU). 결 과 : 1. 제대혈의 결핵균 살균력이 PPD 양성 대조군에 비하여 다소 감소된 경향을 보였으며, 결핵환자의 결핵균 살균력은 PPD 양성 대조군과 특별한 차이를 보이지 않았다. 또한 당뇨군과 폐암군의 결핵균 살균력도 정상 대조군에 비하여 특별한 차이를 보이지 않았다. 2. Methylprednisolone과 pentoxyfylline을 사용한 면역조정 시에 제대혈, PPD 양성 정상 대조군과 결핵군 모두에서 전혈에서의 결핵균의 살균력이 감소되는 경향을 보였다. 3. CD4+ 및 CD8+ T-림프구 삭제시 log KR가 증가되어 유의하게 결핵균 살균력이 감소되었으며 CD4+ 및 CD8+ T-림프구 동시 삭제시 현저한 상승효과를 보였고 이러한 결과는 Mycobacterium avium보다는 독력이 없는 균인 Mycobacterium tuberculosis $H_{37}Ra$에서 보다 뚜렷하였다. 4. 폐결핵 치료후의 결핵균 살균력은 치료 전과 비교하여 유의하게 ${\Delta}$ logKR가 감소하였으며, 배양 3-4일에도 현저한 결핵균 증식의 억제를 보였다. 결 론 : 인체의 결핵균에 대한 감수성인 개체간의 면역상태를 전혈에서 결핵균 살균력을 통하여 비교할 수는 없었다. 그러나 인체 전혈 모델은 간단하고 임상경과 관찰이 쉬우며 결핵환자에서 치료 전과 후에 현저한 결핵균 살균력의 차이를 보이므로, 최근 결핵연구의 가장 중요한 과제의 하나인 백신 개발에서 그 성과를 판단하는 vaccine trial에 이용할 수 있을 가능성을 시사한다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권2호
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• pp.87-96
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• 1994

연구배경 : 종양괴사인자(tumor necrosis factor ; TNF)는 여러 암세포에 대해서 세포독성을 보임이 알려져 있다. 그리고, 최근 분자생물학적 발전에 힘입어 TNF 유전자를 암세포에 이입하고 발현시키는 연구가 그 동안 진행되었다. 이들 연구의 목적은, TNF를 전신적으로 쓸 경우 전신 부작용이 심하여 인체에 쓸 수 없는 현 단계에서 암세포 자체에서 TNF를 만들어 내어서 암세포 주위에서만 작용하게 함으로써 연체에 미치는 전신독성을 최소한으로 줄이고 암세포를 사멸시키는 것이었다. 암세포에 TNF 유전자를 이입함으로써 예상되는 항암효과가 성공을 거두기 위해서는 첫째, TNF 유전자가 이입된 암세포에서 분비된 TNF가 주위 암세포를 성공적으로 사멸시켜야 하고 둘째는 분비된 TNF가, TNF 유전자가 이입된 암세포 자신을 사멸시켜야 한다. 본 연구는 이 중 두번째 기전, 즉 TNF 유전자가 이입된 암세포가 자신이 분비한 TNF에 의해서 사멸되거나 또는 세포 독성이 나타날 수 있는가를 검증하는데 목적을 두었다. 방법 : TNF에 감수성을 보이는 인체의 중피종 세포주인 NCI-H2058과 생쥐 섬유육종 세포주인 WEHI164에 TNF-$\alpha$ 유전자를 retroviral vector를 이용하여 이입하고 TNF를 발현을 시도하였다. DNA 수준과 단백질 수준에서 TNF-$\alpha$ 유전자가 제대로 이입되어 발현되는지 PCR과 ELISA 및 bioassay(MTT assay)로 확인하였다. 그리고, TNF 유전자가 이입된 세포주가 자신이 분비하는 TNF에 사멸되는지 아니면 생존하는지 MTT(dimethylthiazolyl diphenyltetrazolium) assay로 알아보았다. 그리고, 만일 TNF 유전자가 이입된 암세포가 자신이 분비한 TNF에 사멸되지 않고 생존할 경우, TNF 유전자가 이입된 NCI-H2058-TNF와 WEHI164-TNF 암세포주가 외부에서 준 TNF에도 내성을 보이는지도 추가로 MTT assay 방법으로 확인해 보았다. 결과 : 1) TNF-$\alpha$ 유전자 이입 및 발현 확인 PCR을 시행한 결과, TNF 유전자가 이입된 NCI-H2058-TNF와 WEHI164-TNF 세포주는 790 base pair 크기의 진한 DNA band를 보인 반면 각각의 모세포주에서는 보이지 않아서 retroviral vector를 이용한 유전자 이입이 DNA 수준에서 이루어졌음을 확인할 수 있었다. 그리고, NCI-H2058-TNF와 WEHI164-TNF의 상층 배양액의 TNF양을 ELISA와 bioassay(MTT assay)로 측정한 결과, 생물학적 활성을 지닌 TNF를 각각 $23.6{\pm}0.84ng$/24h/$10^6cells$, $12.2{\pm}0.36ng$/24h/$10^6cells$ 생산함을 알 수 있었다. 2) TNF 유전자 이입 전후, 암세포의 TNF에 대한 감수성 비교 TNF 유전자 이입 전후의 TNF에 대한 세포주의 감수성(세포사망율)을 TNF의 농도 변화에 따라 비교한 결과, NCI-H2058의 경우 TNF 농도 100ng/ml에서 모세포는 $25{\pm}3%$의 세포독성을 보인 반면 TNF 유전자 이입 후에는 $3{\pm}2%$의 세포독성을 보여 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 그리고, WEHI-164의 경우도 TNF 농도 100ng/ml에서 모세포는 $73{\pm}5%$의 세포독성을 보인 반면 TNF 유전자 이입 후에는 $3{\pm}2%$의 세포독성을 보여 통계적으로 유의한 차이가 있었다(p<0.01). 결론 : TNF에 감수성을 보이는 암세포주인 NCI-H2058과 WEHI164에 TNF 유전자 이입을 시행하고 TNF가 발현되게 하였을 때, TNF 유전자를 이입받은 두 암세포주 모두에서 자신이 생산해 내는 TNF에 내성을 보여 생존하였다. 뿐만 아니라 생존한 이들 세포는 외부에서 준 TNF에 대해서도 내성을 보였다. 따라서, 암세포에 대한 TNF 유전자 이입을 통한 유전자 요법이 성공을 거두려면 유전자 이입된 세포에서 분비하는 TNF의 면역 세포 동원 방법 등의 간접적인 항암기전이 필요할 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제21권3호
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• pp.393-399
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• 2011

본 연구에서 장류 및 젓갈 유래 균체를 각각 sonication, $100^{\circ}C$에서 30 min, $125^{\circ}C$에서 15 min의 조건으로 추출하여 HMC-1에 처리하였을 때, 이 추출방법에 따른 HMC-1매개 염증반응 억제효과를 조사하였다. 추출방법을 달리하여 추출한 장류 및 젓갈 유래 균체 J80, G147이 HMC-1생존율에 미치는 영향은 대조구 B (Not treated)와 비교하였을 때 86~96%로 유의적 차이를 보이지 않아 장류 및 젓갈 유래 균체에 의한 세포 독성은 나타나지 않았다. 장류 및 젓갈 유래 균체의 모든 전처리구에서 histamine 유리 억제효과를 나타내었으며 특히, $100^{\circ}C$에서 30 min 동안 가열하였을 때 histamine 억제율이 J80에서 28.86%, G147에서 41.14%으로 가장 높게 나타냈다. IL-8 분비량은 J80, G147의 모든 전처리구에서 IL-8 분비억제효과가 나타났으며, J80의 경우 $100^{\circ}C$, 30 min에서 처리한 구에서 분비량이 0.78 ng/ml로 대조구 B (Not treated)에 비하여 약 28.45%의 분비억제효과로 가장 높게 나타내었다. G147의 경우 $125^{\circ}C$, 15 min에서 처리한 구에서 분비량이 0.73 ng/ml로 약 36.52%의 분비억제효과로 가장 높게 나타내었다. IL-6 분비량을 측정한 결과 J80, G147의 모든 실험구에서 IL-6 분비억제효과가 나타났으며, J80에서는 $100^{\circ}C$, 30 min한 D구의 분비량이 0.40 ng/ml으로 대조구 B (Not treated)에 비하여 약 38.46%의 분비억제효과로 가장 높았으며, G147 역시 $100^{\circ}C$, 30 min 동안 처리한 D구의 분비량이 0.27 ng/ml으로 대조구 B (Not treated)에 비하여 56.45%의 분비억제효과로 가장 높게 나타냈다. TNF-${\alpha}$ 분비량 역시 IL-6와 마찬가지로 J80, G147에서 대조구 B보다 낮은 분비량으로 TNF-${\alpha}$ 분비 억제효과가 나타났으며 J80의 경우 $100^{\circ}C$, 30 min 처리한 D의 TNF-${\alpha}$ 분비량이 0.052 ng/ml으로 66.67%의 분비억제효과로 가장 높았으며, G147의 경우 sonication을 처리한 C구의 TNF-${\alpha}$ 분비량이 0.086 ng/ml으로 41.1%의 분비억제효과로 다른 구에 비해 높은 억제효과를 나타내었다. 위의 결과를 통해서 장류 및 젓갈 유래 균체의 3가지 전처리 방법 중 $100^{\circ}C$, 30 min 처리 시 염증 반응 억제 효과가 가장 높을 것으로 예상된다. 결과를 미루어보아 장류를 섭취하는 대표적인 방법인 가열하여 찌개로 조리과정 중 장류 및 젓갈 속의 균체가 열에 가열되면서 염증억제효과 높일 수 있는 가장 좋은 조리 방법으로 사료되며, 이는 대중들이 가장 가깝게 염증반응 억제효과를 볼 수 있는 식품일 것이다. 또한 염장처리과정만을 거친 젓갈을 섭취하는 것보다 열처리과정을 거친 젓갈을 섭취할 경우 염증억제효과를 더 높일 수 있을 것으로 예상된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권2호
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• pp.379-390
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• 1997

연구배경 : 급성호흡곤란증후군의 병인론은 확실치 않으나 일반적으로호중구와 호중구에서 생산된 매개물들이 중심적 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 그러나 지속적이며 심한 호중구강소증에도 불구하고 실제 임상에서 급성 호흡증후군이 발생한 경우가 상당수 보고되어 있으며 특히 환자의 병리조직학적 검사상에서도 침윤이 없었다는 잠을 고려해볼때 급성호흡곤란증후군의 병리기전에 호중구외의 다른 효과세포가 작용하고 있음을 알 수 있다. 따라서 저자들은 백서에 약물을 투여하여 호중구를 거의 제거한다음 호중구 감소증하에서 내독소에 의한 급성폐손상의 발병기전을 알아 보고자하였다. 방 법 : 웅성 Sprague-Dawley률 정상 대조군과 (내독소군), cyclophosphamide (CPA)를 주입하여 호중구를 결핍시킨군 (CPA군)으로 분류하였다. LPS 5mg/kg를 미부정맥을 통하여 주입하여 급성폐손상를 유발시킨후 3시간 및 6시간째에 급성폐손상지표로서 기관지폐포세척액내 단백질 농도를 측정하였고 병리기전을 이해하기 위하여 기관지폐포세척액내 염증 세포의 변화를 관찰하고 TNF-alpha와 IL-6를 측정하였으며 기관지폐포세척액내 염증세포의 과산화수소 분비능을 각군간에서 비교하였다. 결 과 : Cyclophosphamide (CPA) 투여후 말초혈액내 백혈구수의 변화CPA투여후 전체 백혈구와 호중구수가 각각 95%이상 감소하였다. 기관지폐포세척액내의 전체및 감별 세포수의 변화내 독소군에서는 총세포수가 3시간 및 6시간째 모두 정상군에 비해 매우 유의하게 상승하였으나 (p < 0.01) CPA군에서는 세포종가를 관찰할수 없었다. 내독소군에서 대식세포수와 호중구수는 모두 증가를 보였으나 (p < 0.05), CPA군에서는 대조군과 비교시 대식세포의 수와 구성비는 차이가 없었고 호중구의 수가 매우 감소하여 (p < 0.01), 대식세포가 99.7%이상을 차지하였다. 기관지폐포세척액내의 단백질 농도의 변화 : 내독소군에서는 3시간째부터 유의한 증가를 보였고 (p < 0.05), 6시간째에는 더욱 증가하였다 (p < 0.01). CPA군 역시 3시간째에 단백질농도가 대조군에 비해 유의하게 상승되었으나 (p < 0.05) 내독소군과는 차이가 없었으며, 6시간째에는 내독소군에 비해 유의하게 감소하였으나 (p < 0.05), 대조군에비해서는 여전히 높은 값을 보였다 (p < 0.05). 기관지폐포세척액내의 cytokine농도의 변화 종양괴사인자와 IL-6는 내독소군 및 CPA군 모두에서 대조군에 비해 유의하게 증가되었고 내독소군과 CPA군간의 차이는 없었다. 기관지폐포세척액내 염증세포의 과산화수소 분비능 측정 각군에서 상태에서는 서로 유의한 차이가 없었으나 zymosan으로 자극한 상태에서는 모두 자극전에 비해 유의한 차이로 증가하였으며 내독소군의 경우 약 89.0%로서 가장 큰 증가를 보였고 (p < 0.0008), CPA군도 42.85로서 내독소군에 비해서는 그 정도가 다소 작았으냐 (p = 0.033) 대조군에 비해서는 역시 큰 증가를 보였다 (p = 0.003). 결 론 : 호중구 결핍상태의 급성폐손상은 단핵구, 그 중에서도 기존의 폐포대식세포의 활성화에 있는 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제44권2호
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• pp.360-378
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• 1997

연구배경 : 그람음성균 외세포벽 구성체의 일부인 리포다당질(lipopolysaccharide)로 구성된 내독소는 그람 음성균 유발 감염으로 발생원 염증 반응을 설명하는 주요소이다. 내독소(리포다당질)는 특히 호중구의 조직내 침윤을 특정으로 하는 급성 폐손상을 조장하며, 이러한 폐손상 발생 기전의 하나로서 내독소 자극에 의한 폐장내 효과세포(effector cells)의 cytokines 발현이 알려져 있다. 이때 유리된 cytokines은 다시 염증세포 및 폐장내 기질세포등에 영향을 주어 급성 폐손상이 초래되는 것으로 설명되어지고 있다. 저자들은 실험백서에서 아치사량의 내독소를 정맥내 주입한 유발된 급성 폐손상에서 내독소 주입후 시간에 따른 폐손상의 변화를 관찰하고 이틀 염증세포가 폐손상에 미치는 영향을 보고자 하였다. 방 법 : 체중 200g내외의 건강한 백서의 미부 정맥을 통하여 내독소를 5mg/kg 용량으로 주입후 각각 0, 3, 6, 24, 72시간째 기관지폐포세척술을 시행하여 총 세포수 및 분획 세포수를 산출하고, 총 단백량 및 $TNF{\alpha}$와 IL-6 측정과 동시에 조직소견의 검색을 각기 비교, 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결 과 : 기관지폐포세척 총 백혈구수와 단백 농도는 각각 3시간에 유의한 증가를 보였다(p < 0.05). 72시간에 총 백혈구수의 유의한 감소에도(p < 0.05) 불구하고 단백농도는 계속 증가되있는 소견을 보였다. 기관지폐포 세척 총 백혈구수와 단백 농도와는 유의한 상관관계를 나타내었다(r = 0.65, p < 0.001). 기관지폐포세척 총 백혈구수와 호중구 및 단핵구수 간에는 유의한 상관관계를 보였으며(r = 0.97, p < 0.001 ; r = 0.61, p < 0.001), 단백농도와 호중구 및 단핵구수 간에도 유의한 상관관계를 보였다(r = 0.55, p < 0.005 ; r = 0.64, p < 0.001). 기관지폐포세척 단핵구는 관찰기간동안 계속 유의한 증가를 보였으나 호중구는 72시간에 의미있는 감소를 보여 폐손상 과정에서 단핵구는 지속적인 역할을 할 것으로 생각되었다. IL-6와 TNF 농도는 3 및 6시간째에 각각 최대치를 보였으며 24 및 72시간군과 비교하여 유의한 감소를 보였다(p < 0.05). 이들 상호간에 관련성은 없었으며, 특히 급성 폐손상 3 및 6시간군까지의 초기 관찰 기간중 $TNF{\alpha}$와 총 백혈구수 및 단핵구수 각각에서 유의한 상관관계를 보였다(r = 0.61, p < 0.05 ; r = 0.67, p < 0.05). 조직 소견의 검색 결과 폐장내 침윤 염증 세포수와 폐포벽 두께 정도와는 유의한 상관성이 관찰되었다(r=0.61, p<0.000). 3시간에는 단지 염증 세포의 침윤만이 유의한 증가를 보여(p < 0.001) 폐손상 초기에는 염증 세포의 침윤이 간질조직의 변화를 선행하는 것으로 사료되었으며, 72시간에서는 폐포벽의 두께만이 유의하게 감소된 결과(p < 0.005)를 보여 폐손상후 재생 과정중 폐포벽의 부종이 가장 먼저 감소되는 것으로 사료되었다. 결 론 : 내독소 유발 급성 폐손상에서 (1) 호중구는 주된 염증 세포로 작용하나 단핵구/폐포대식세포 및 폐장내 비면역세포등이 폐손상의 발생 및 진행에 중요한 역할을 할 것으로 사료되었다. (2) 기관지폐포세척 IL-6는 $TNF{\alpha}$와 비종속 관계를 보였고 조기에 최대치를 보여, 특히 IL-6 분비는 폐장내 다양한 세포에서 유래될 것으로 사료되었다.