• Biomolecules & Therapeutics
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• 제32권1호
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• pp.162-169
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• 2024

Particulate matter (PM) constitutes a hazardous blend of organic and inorganic particles that poses health risks. Inhalation of fine airborne PM with a diameter of ≤ 2.5 ㎛ (PM_2.5) can lead to significant lung impairments. (+)-afzelechin (AZC), a natural compound sourced from Bergenia ligulata, boasts a range of attributes, including antioxidant, antimicrobial, anticancer, and cardiovascular effects. However, knowledge about the therapeutic potential of AZC for patients with PM_2.5-induced lung injuries remains limited. Thus, in this study, we investigated the protective attributes of AZC against lung damage caused by PM_2.5 exposure. AZC was administered to the mice 30 min after intratracheal instillation of PM_2.5. Various parameters, such as changes in lung tissue wet/dry (W/D) weight ratio, total protein/total cell ratio, lymphocyte counts, levels of inflammatory cytokines in bronchoalveolar lavage fluid (BALF), vascular permeability, and histology, were evaluated in mice exposed to PM_2.5. Data demonstrated that AZC mitigated lung damage, reduced W/D weight ratio, and curbed hyperpermeability induced by PM_2.5 exposure. Furthermore, AZC effectively lowered plasma levels of inflammatory cytokines produced by PM_2.5 exposure. It reduced the total protein concentration in BALF and successfully alleviated PM_2.5-induced lymphocytosis. Additionally, AZC substantially diminished the expression levels of Toll-like receptors 4 (TLR4), MyD88, and autophagy-related proteins LC3 II and Beclin 1. In contrast, it elevated the protein phosphorylation of the mammalian target of rapamycin (mTOR). Consequently, the anti-inflammatory attribute of AZC positions it as a promising therapeutic agent for mitigating PM_2.5-induced lung injuries by modulating the TLR4-MyD88 and mTOR-autophagy pathways.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제61권4호
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• pp.374-383
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• 2006

연구배경: 급성폐손상에서 활성산소종에 의한 산화 손상은 주요한 역할을 한다. Ethyl pyruvate (EP) 는 체내에서 생성되는 pyruvate의 유도체로 항산화 및 항염증 효과가 있음이 알려졌다. 저자들은 리포다당질에 의한 급성폐손상 모델에서 EP가 염증반응에 미치는 영향을 연구하고자 하였다. 방 법: 5주 령의 BALB/c 생쥐를 이용하여 리포다당질을 기관 내로 투여하여 급성폐손상을 유도하였다. 대조군, LPS군, EP+LPS군, LPS+EP군으로 나누어 기관지폐포세척액에서 TNF-$\alpha$, IL-6 및 myeloperoxidase (MPO)의 활성을, 폐조직에서 급성폐손상 지수와 NF-$\kappa$B의 농도를 측정하였다. 결 과: EP+LPS군에서 TNF-$\alpha$ 및 IL-6의 농도는 LPS군과 비교하여 감소하였고 (p<0.05) 이들 염증성 시토카인의 농도의 변화는 NF-$\kappa$B의 농도의 변화와 상관 관계를 보였다 (p<0.01). 급성폐손상 지수는 EP+LPS군 및 LPS+EP군에서 LPS군과 비교하여 낮았고 (p<0.05) MPO활성은 EP+LPS군에서 LPS군에 비해 낮았다 (p<0.05). 결 론: EP는 LPS로 인한 급성폐손상에 있어서 예방 및 치료 효과가 있는 것으로 판단된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권5호
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• pp.513-520
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• 1994

연구배경: 규폐증은 유리규산분진을 흡입하여 폐의 섬유화를 일으키는 질환이다. 최근 규폐증의 섬유화 기전에 대한 연구에서는 유리규산 입자에 의해 자극된 대식세포에서 생산되는 monokine들과 아라킨돈산의 대사산물들의 역할에 대한 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 일반적으로 활성화된 대식세포는 세포막으로부터 아라키돈산과 그 대사산물의 분비가 증가한다고 알려져 있으나 아직 유리규산에 의한 대식세포의 활성화와 그에 따른 아라키돈산 대사산물의 생성에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 저자들은 유리규산이 직접적으로 대식세포를 활성화시켜 $PGE_2$의 증가를 유발하는지를 알아보기 위하여 유리규산의 직접적인 자극에 의한 대식 세포의 $H_2O_2$와 $PGE_2$의 생성을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 방법: 시험관내에서 정상 흰쥐에서 분리한 폐포대식세포에 유리규산을 농도별로 가하여 대식세포에서 생성된 $H_2O_2$를 측정함으로써 대식세포의 활성도를 관찰하였고 그 배양액의 상청액에서 $PGE_2$의 생성을 방사선 면역 측정을 통하여 확인하였다. 또 체중 200 gm 흰쥐의 기도내에 유리규산 50 mg을 생리식염수 1ml에 섞어서 주입하고 60일후에 적출한 폐를 조직검사하여 규폐결절 형성을 확인하였고 그 규폐결절을 갖는 흰 쥐에서 분리한 폐포대식세포의 $H_2O_2$와 $PGE_2$의 생성을 같은 방법으로 측정하였다. 결 과: 1) 실험적 규폐증: 유리규산을 흰쥐의 기도내에 주입하고 60일 후에 양쪽 폐를 적출한 결과 육안적으로 평균지름 0.3 cm의 흰반점(macule)의 병변을 주로 우측폐 상엽에서 확인할 수 있었으며 조직학적적 검사를 시행한 결과 대부분의 조직절편에서 규폐결절이 형성됨을 확인할 수 있었다. 규폐결절은 대부분 대식세포와 섬유모세포들로 구성되어 있었으며 섬유화가 진행되어있었다(Fig. 1A). 편광현미경 관찰하에서는 유리규산입자가 규폐결절내에 고루퍼져 있음을 확인할 수 있었다(Fig. 1B). 2) 유리규산으로 자극한 폐포대식세포의 $H_2O_2$와 Prostaglandin $E_2$ 생성: 시험관내에서 유리규산 0, 100, 200, $400\;{\mu}g/ml$ 농도로 자극한 폐포대식세포에서 생성된 $H_2O_2$의 양은 각각 12.5, 25.3, 49.1, 70.6 nM/mg protein으로 유리규산 농도에 대하여 용량의존성으로 증가하였으며 통계학적으로 유의한 차이를 보였다(p<0.05, Fig. 2A). 또 위와같이 유리규산을 0, 100, 200, $400\;{\mu}g/ml$ 농도로 자극한 폐포대식세포의 배양액에서 측정한 $PGE_2$의 양은 각각 6.01, 8.96, 9.58, 10.16 ng/ml로 유리규산농도에 대하여 용량의존성으로 증가하는 경향을 보였으나 유리규산농도간의 차이는 통계학적으로 유의하지 않았다(Fig. 2B). 규폐결절을 가진 흰쥐의 폐포대식세포에서 생성된 $H_2O_2$와 $PGE_2$의 양은 52.5 nM/mg protein, 15.1 nM/mg protein으로 대조군의 12.5 nM/mg protein, 6.01 ng/ml에 비하여 유의한 증가를 보였다(p<0.05, Fig. 3). 결론: 위와같은 결과로 저자들은 폐포 대식 세포가 유리규산에 의하여 직접적으로 자극되어 활성화되면서 $PGE_2$ 및 $H_2O_2$를 증가시킨다는 사실을 확인할 수 있었다.

• Journal of Yeungnam Medical Science
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• 제19권1호
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• pp.55-62
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• 2002

Proinflammatory cytokine인 IL-1과 호중구는 급성폐손상의 발병기전엔 관여한다고 알려져있다. IL-1을 기도내로 주입시 호중구의 폐침윤이 일어나며, 활성화된 호중구에서 분비된 단백분해효소인 elastase는 급성폐손상을 일으킨다. 최근 elastase에 대한 억제제들이 몇 종류 개발되었는 데, 이들 합성 elastase 억제제들은 동물실험에서 폐의 염증성 손상을 감소시켰다고 보고되고 있다. 그 중 ICI 200,355는 human leukocyte elastase의 선택적이고 강력한 억제제로 보고되고 있어, 본 연구에서는 IL-1을 기도내로 주입하여 유발된 급성폐손상 흰쥐의 모텔에서 ICI 200,355를 투여했을 때 폐의 염증과 단백유출을 감소시켜 급성폐손상의 치료에 도움이 되는지 알아보고자 하였다. 실험대상은 흰쥐로 하였고, 이들을 무작위로 세 군으로 나누었다. 1군은 생리식염수를 기도내로 주입하고 생리식염수를 복강내로 투여하였고, 2 군은 IL-1을 기도내로 주입하고 생리식염수로 복강내로 투여하였으며, 3 군은 IL-1을 기도내로 주입하고 ICI 200,355를 복강내로 투여하였다. 5시간이 경과한 후 흰쥐에서 폐세척을 시행하여 회수된 세척액에서 호중구수, cytokine-induced neutrophil chemoattractant(CINC) 농도 그리고 단백량을 측정하였다. 그리고 개흉술로 얻은 폐조직에서 호중구의 침윤정도를 알아보기 위해서 폐조직내 myeloperoxidase(MPO) 활성도를 측정하였다. 한편 폐모세혈관의 단백유출의 정도를 측정하기 위해서 lung leak index를 구하였다. 그 결과로 IL-1을 기도내로 주입한 군은 폐세척액의 호중구수, CINC 농도 및 단백량치, 폐조직내 MPO 활성도 그리고 lung leak index 등 모든 측도에서 유의하게 증가되었다. 급성 폐손상모텔에 ICI 200,355를 복강내로 투여한 군에서 폐세척액의 호중구수 및 단백량치, 폐 조직내 MPO 활성도, lung leak index가 유의하게 감소되었으나 폐세척액의 CINC 농도는 감소되지 않았다. 결론적으로 IL-1의 기도내 주입으로 유발된 급성폐손상 모텔에서 neutrophil elastase 억제제인 ICI 200,355의 투여로 이미 증가된 CINC 농도에는 변화없이 폐의 염증과 단백유출을 감소시켜 급성폐손상을 억제시키는 것으로 생각된다.

• 생명과학회지
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• 제20권4호
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• pp.474-480
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• 2010

흰쥐에서 Interleukin-1 (IL-1)으로 유도된 급성폐손상에서의 group II phospholipase $A_2$ ($PLA_2$) 억제제인 rutin의 효과를 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. Rutin은 IL-1에 의해 증가한 폐장내의 myeloperoxidase의 활성도를 감소시키지는 못하였으나 폐포세척액 내의 호중구의 수 및 모세혈관의 손상지표로 알려져 있는 폐장 모세혈관에서의 단백질 누출양을 감소시켰다. 동시에 rutin은 IL-1에 의하여 증가한 폐장의 염증조절효소인 $PLA_2$의 활성도를 감소시키고 결과적으로 호중구에서의 산소기의 생성을 감소시켰다. Rutin 뿐만 아니라 manoalide, scalaradial 같은 group II $PLA_2$의 억제제도 호중구의 respiratory burst를 감소시킴을 확인하였다. IL-1에 의하여 증가한 폐포세척액 내에서의 cytokine induced neutrophil chemoattractant의 농도는 rutin에 의해 영향을 받지 않았다. 형태학적으로는 IL-1에 의한 폐장조직에서의 산소기의 형성이 관찰되었고 rutin은 이러한 산소기의 생성을 현저히 감소시켰다. 이러한 결과로 미루어 group II $PLA_2$ 억제제인 rutin은 호중구에서의 활성 산소기의 생성을 효과적으로 억제함으로써 IL-1에 의한 급성폐손상의 감소를 가져 오는 것으로 결론지을 수 있다.

• 동의생리병리학회지
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• 제32권4호
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• pp.255-260
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• 2018

Chung-Sang (CS) is an experimental herbal remedy that is formulated to treat respiratory diseases implicated by inflammation. The herbs comprised of CS are frequently prescribed for treating various inflammatory symptoms: Menthae haplocalycis Herba, Magnoliae Flosis, Xanthii Fructus, Herba Asari, and Caryphylli Flos. Here, we prepared the extract of CS with boiling water (wCS) or with 50 % ethanol (eCS) and examined whether the two different extracts of CS exhibit a toxicity to cultured cells and mice. RAW 264.7 cells were treated with wCS or eCS, and the cytotoxicity of these extracts to RAW 264.7 cells was determined by an MTT assay. Although the production of intracellular reactive oxygen species that are detrimental to the cells was not increased by the extracts, the cytotoxicity to the cells was evident from 10 mg/ml of wCS and 100 mg/ml of eCS, suggesting that eCS is less cytotoxic. When mice (n = 10/group) received a single intratracheal wCS or eCS daily for 14 days, wCS yielded 40 % mortality, whereas eCS showed none. Both wCS and eCS did not significantly affect the weight of the body and of vital organs, except the lung. Biochemical analyses of mice blood indicated no damage to liver or kidney. However, unlike eCS, wCS significantly increased the level of IgE in serum. Collectively, our results show that eCS was less toxic than wCS, suggesting that CS prepared with 50 % ethanol is preferential over the conventional way of preparing CS.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제79권4호
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• pp.257-266
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• 2016

Background: Idiopathic pulmonary fibrosis is a common interstitial lung disease; it is a chronic, progressive, and fatal lung disease of unknown etiology. Over the last two decades, knowledge about the underlying mechanisms of pulmonary fibrosis has improved markedly and facilitated the identification of potential targets for novel therapies. However, despite the large number of antifibrotic drugs being described in experimental pre-clinical studies, the translation of these findings into clinical practices has not been accomplished yet. NADH:quinone oxidoreductase 1 (NQO1) is a homodimeric enzyme that catalyzes the oxidation of NADH to $NAD^+$ by various quinones and thereby elevates the intracellular $NAD^+$ levels. In this study, we examined the effect of increase in cellular $NAD^+$ levels on bleomycin-induced lung fibrosis in mice. Methods: C57BL/6 mice were treated with intratracheal instillation of bleomycin. The mice were orally administered with ${\beta}$-lapachone from 3 days before exposure to bleomycin to 1-3 weeks after exposure to bleomycin. Bronchoalveolar lavage fluid (BALF) was collected for analyzing the infiltration of immune cells. In vitro, A549 cells were treated with transforming growth factor ${\beta}1$ (TGF-${\beta}1$) and ${\beta}$-lapachone to analyze the extracellular matrix (ECM) and epithelial-mesenchymal transition (EMT). Results: ${\beta}$-Lapachone strongly attenuated bleomycin-induced lung inflammation and fibrosis, characterized by histological staining, infiltrated immune cells in BALF, inflammatory cytokines, fibrotic score, and TGF-${\beta}1$, ${\alpha}$-smooth muscle actin accumulation. In addition, ${\beta}$-lapachone showed a protective role in TGF-${\beta}1$-induced ECM expression and EMT in A549 cells. Conclusion: Our results suggest that ${\beta}$-lapachone can protect against bleomycin-induced lung inflammation and fibrosis in mice and TGF-${\beta}1$-induced EMT in vitro, by elevating the $NAD^+$/NADH ratio through NQO1 activation.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제36권4호
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• pp.343-352
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• 2008

프랑킨센스는 감람나무 종에서 얻어지는 gum resin으로, 성분은 5-9% 방향정 에센셜 오일, 알코올-용해성인 65-85% resin과 수용성인 gum 잔여물로 구성된 복합물이다. 프랑킨센스의 알코올 용해성인 resin 성분들의 항염증 작용은 잘 알려져 있으나, 방향성 에센셜 오일 성분이 알러지성 천식에 작용을 하는지의 여부는 보고되지 않았다. 실험은 프랑킨센스 에센설 오일(BSEO)이 ovalbumin(OVA)으로 유발된 알러지성 천식 생쥐 모델에 미치는 영향을 조사하기 위해 수행하였다. BALB/c 생쥐는 OVA로 복강감작 후 OVA 기도 투여로 면역반응을 유발시켰다. 실험그룹은 0.3% BSEO를 8주간 흡입시켰다. OVA로 감작, 유발시킨 BALB/c 생쥐에서 기도내 호산구 침윤증가, 점액분비 증가와 기도과민성이 나타났다. 이에 비하여, BSEO 처치군에서 BALF내 호산구수, 술잔세포의 과증식, 기도과민성이 감소되었다. BALF내 사이토카인 분석 결과, BSEO는 Th1 사이토카인인 IFN-$\gamma$를 증가시켰으며 Th2 사이토카인인 IL-4, IL-5와 IL-13을 감소시켰다. 또한, OVA-specific IgE와 eoxtain 분비를 억제시켰다. BSEO 흡입 군에서 종격동 림프절의 $CD4^+$, $CD3^+/CCR3^+$, 및 $B220^+/CD23^+$ 세포들 또한 감소되었다. 이상의 결과에서 BSEO는 Th1/Th2 관여 면역조절인자로 판단되며, BSEO 흡입으로 간단하고 경제적인 방법으로 알러지성 기도 염증 치료가 가능할 것으로 사료되었다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제49권4호
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• pp.455-459
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• 2006

급성 호흡곤란 증후군은 다양하게 유발되는 신체의 손상에 대한 방어기전으로 염증반응이 유발되어 생성되는 폐포 내의 부종으로 인해 호흡곤란과 저산소증이 초래되는 질환이다. 이 질환에서 표면활성제의 결핍과 폐포 표면 장력의 증가로 인해 폐포 동원에 장애가 오는 것이 결정적인 병인이고 표면활성제의 보충이 저산소증을 개선시킴으로써 중요한 치료 방안이 될 수 있다는 가설이 제시되었고 실제로 소아 환자들에서 저산소증을 개선시키고 증상의 호전을 얻었던 보고들이 여러 차례 있었다. 또한 이 질환의 주요 병인인 폐에서의 염증 반응에 주안점을 두고 스테로이드를 투여해 본 연구들에서 저용량 methylprednisolone으로 증상이 호전되고 생존율이 향상되었다는 결론을 얻은 바 있으나 두 치료 모두 ARDS에서 일반적인 적용은 확립되어 있지 않은 실정이다. 저자들은 급성 호흡곤란 증후군으로 진단받은 61일된 소아가 인공 호흡기 등의 보존적인 치료에 반응하지 않고 지속적으로 증상의 악화를 보이다가 표면활성제 120 mg/kg를 기도 내로 주입한 후 호흡곤란 증상과 저산소증 호전되고 $PaO_2/FiO_2$ 상승, 이후 저용량 methylprednisolone을 투여(2 mg/kg 14일간, 1 mg/kg 7일간, 0.5 mg/kg 7일간, 0.25 mg/kg 2일간, 0.125 mg/kg/d 2일간)한 후 2개월간의 추적 관찰에서 증상의 재발없고 방사선학적 검사상 섬유화 등의 합병증을 보이지 않았던 1례를 보고하는 바이다.

• Toxicological Research
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• 제24권4호
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• pp.273-280
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• 2008

The single intratracheal instillation (ITI) of bleomycin (BLM) is a widely used method for inducing experimental pulmonary fibrosis in rat model. In the present study, pulmonary function tests (PFTs) of tidal volume ($V_T$), minute volume ($V_M$), and respiratory frequency ($F_R$) have been applied to study their possibility as a tool to monitor the progress of BLM-induced lung injury in rat model. Rats were treated with a single ITI of BLM (2.5 mg/kg) or saline (control). Animals were euthanized at 3, 7, 14, 21, and 28 days post-ITI. Lung toxicity effects were evaluated by inflammatory cell count, lactate dehydrogenase (LDH) activity in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF), and light microscopic examination of lung injury. The PFT parameters were measured immediately before the animals were sacrificed. BLM treatment induced significant cellular changes in BALF-increase in number of total cells, neutrophils, and lymphocytes along with sustained increase in number of macrophages compared to the controls at days 3, 7, and 14. BALF LDH level was significantly increased compared to that in the controls up to day 14. On day 3, infiltration of neutrophils was observed in the alveolar spaces. These changes developed into marked peribronchiolar and interstitial infiltration by inflammatory cells, and extensive thickening of the interalveolar septa on day 7. At 14, 21, and 28 days, mild peribronchiolar fibrosis was observed along with inflammatory cell infiltration. The results of PFT show significant consistencies compared to the results of other toxicity tests. These data demonstrate that the most suitable time point for assessing lung fibrosis in this model is 14 days post-ITI of BLM based on the observation of fibrosis at 14, 21, and 28 days. Further, the progress of lung injury can be traced by monitoring the PFT parameters of $F_R$, $V_T$, and $V_M$.