• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제41권5호
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• pp.452-461
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• 1994

연구배경: ARDS발생 기전에 있어 TNF-$\alpha$나 IL-$1{\beta}$의 역할은 이들이 폐혈관 내피세포에 작용하여 모세혈관의 투과성을 증가시키는 것으로 추정되나 ARDS환자 발생 예측 지표로서의 TNF-$\alpha$ 및 IL-$1{\beta}$의 임상적 유용성에 대한 지금까지의 연구결과는 부정적이다. 이는 기존연구들이 다양한 질환들을 대상으로 함으로써 ARDS 발생기전의 다양성이 ARDS환자 발생 예측지표로서의 TNF-$\alpha$의 유용성을 부정적으로 나타나게하였을 가능성을 배제할 수 없다. 이에 저자들은 ARDS 발생이 내독소와 cytokines등에 의한 작용인 것으로 알려지고 있는 패혈증 증후군 환자들을 대상으로 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$의 ARDS 발생의 예측 표지자로서 임상적 효용성을 검토하고자 본 연구를 시행하였다. 방법: 패혈증 증후군환자들을 대상으로 ARDS발생군(이하 ARDS군, 16명)과 호흡부전 상태에서 ARDS로는 진행하지않은 급성호흡 부전군(Acute hypoxemic respiratory failure group, 이하 AHRF군, 20명)으로 분류하여 등록시, 24시간 및 72시간후에 채혈하여 ARDS군은 ARDS 발생시에, AHRF군은 동맥혈 산소분압에 대한 폐포 산소분압의 비가 가장 낮은 시점의 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$의 농도를 비교하였다. 또한 ARDS 및 AHRF군에서 쇽 발생군과 비발생군으로 분류하고 쇽 발생시에 측정된 TNF-$\alpha$와 IL-$1{\beta}$를 비발생군의 TNF-$\alpha$ 및 IL-$1{\beta}$의 값과 비교하였다. 대조군은 건강 대조군으로서 1회만 채혈하였다. 결과: 1) 혈중 TNF-$\alpha$의 농도: 본 연구에 사용한 Predicta kit의 TNF-$\alpha$ 농도 측정의 민감도는 평균${\pm}2$표준편차의 하한값이 10pg/mL이며, 특이도는 100%로, ARDS군 16명중 8명이, AHRF군 20명중 12명이 10pg/mL 이상으로 측정되어 두 군사이에서 혈중 TNF-$\alpha$가 10pg/mL 이상 발현된 비율의 차이는 없었다. ARDS 및 AHRF군의 혈중 TNF-$\alpha$의 중앙값 농도는 각각 10.26pg/mL(<10-16.99pg/mL, 사분위수범위, interquartile range), 10.82pg/mL(<10-20.38pg/mL)로서 두 군 사이에는 유의한 차이가 없었으며 (Fig. 1), ARDS 발생 전후의 혈중 TNF-$\alpha$의 농도도 중앙값이 10pg/mL미만(<10-15.32)pg/mL 및 10pg/mL미만(<10-10.22)pg/mL로서 유의한 차이가 없었고 6명중 2명만이 ARDS 발생 전에 비하여 TNF-$\alpha$의 값이 증가되었다. ARDS 및 AHRF군에서 패혈성 쇽이 발생한 환자들(26명)의 TNF-$\alpha$의 농도는 12.53(<10-20.82)pg/mL로서 비발생군(10명) <10pg/mL에 비해 유의하게 높았으나(p<0.01)(Fig. 2), 전체 생존군(<10, <10-12.92pg/mL)과 사망군(11.80, <10-20.8pg/mL)사이에는 유의한 차이가 없었다(P=0.28). 2) 혈중 IL-$1{\beta}$의 농도: 본 연구에 사용한 Quantikine kit의 최저 측정치는 0.3ng/mL로서 건강 대조군 10명중 1명을 제외한 모두에서 IL-$1{\beta}$측정치가 0.3pg/mL이하였다. ARDS 및 AHRF군의 검체 중 0.3ng/mL 이하로 측정된 경우는 ARDS, AHRF군에서 각각 1예가 있었다 ARDS 및 AHRF군의 혈중 IL-$1{\beta}$의 농도는 각각 2.22(1.37-8.01)ng/mL, 2.13(0.83-5.29)ng/mL으로서 두 군사이에는 유의한 차이가 없었으며(Fig. 3), ARDS 발생전(2.53, 0.3-8.38ng/mL)과 발생후(5.35, 0.66-11.51ng/mL)에서도 차이가 없었다. 패혈성 쇽 발생군(2.51, 1.28-8.34ng/mL)과 비발생군(1.46, 0.15-2.13ng/mL)사이에서는 통계적인 유의한 차이는 없었으나 비발생군에서 낮은 경향을 보였다(각각 P=0.44, P=0.054)(Fig. 4). 생존군과 사망군의 비교에 있어서는 각각 1.37(0.4-2.36), 2.84(1.46-8.34)ng/mL로서 생존군에서 유의하게 낮았다(p<0.05). 결론: 혈중내 TNF-$\alpha$의 농도는 패혈증증후군 환자들에서 패혈성 쇽의 발생과는 연관성이 있으나 혈중내 TNF-$\alpha$ 및 IL-$1{\beta}$의 농도 측정이 ARDS 발생의 예측 지표로서는 임상적 효용성이 적은 것으로 사료 되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권4호
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• pp.861-869
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• 1998

연구배경: 조식의 손상에의한 염증반응후 회복과정에서 정상조직으로 환원되지 않고 일부는 결체조직으로 대체되어 섬유화가 일어난다. 이 비정상적 섬유화에 의해 섬유화증이 일어나 조직의 원래 기능을 상설하기도 한다. 이때 염증에 관계되는 세포로부터 분비된 여러종류의 cytokine들이 섬유모세포의 증식과 교원질 합성을 조절한다. 이에 관계된 cytokine들의 상호 관련성과 섬유모세포증식에의 영향을 알아내어 조절함으로써 섬유화증을 예방하고 치료하는데 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 proinflammatory cytokine인 TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6와 섬유모세포의 증식에 큰 영향을 미치는 TGF-$\beta$의 상호 관련성을 알아보고자 하였다. 방 법: 섬유모세포는 사람 태아의 섬유모세포주인 MRC-5를 사용하였으며, 0, 0.5, 1, 5, 10, 20%의 우태아 혈청을 첨가하여 1, 2, 3, 4, 5일째의 MRC-5 증식을 측정하여, 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지시킬 수 있는 배양액중 혈청농도를 먼저 확정한 후, TGF-$\beta$, TNF-$\alpha$, IL-1$\beta$, IL-6를 각각 RPMI 배지에 첨가하여 $37^{\circ}C$, 5% $CO_2$ 보온기에서 96 시간동안 배양하여 0.5 % naphthol blue black으로 염색한 뒤, 50mM의 NaOH로 naphthol blue black을 유리시켜 630nm에서의 분광흡수를 잼으로써 MRC-5의 수를 측정하였다. 또한 TGF-$\beta$와 다른 cytokine의 관련성을 알아보기위해 TGF-$\beta$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였으며, TNF-$\alpha$와 IL-1$\beta$, IL-6의 상호 관련성을 알아보기 위해 TNF-$\alpha$와 함께 IL-1$\beta$, IL-6를 각각 배지에 첨가하여 96 시간 배양한 뒤 위와 동일한 방법으로 MRC-5의 수를 측정하였고, 마지막으로 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$의 섬유모세포 증식에 미치는 상호 관련성을 알아보기 위하여 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$를 함께 배지에 첨가하여 96 시간 배양 후, MRC-5의 수를 역시 통일한 방법으로 측정하였다. 결 과: 1. 최소한으로 MRC-5의 증식을 억제하면서 생존을 유지할 수 있는 배양액중 혈청 농도를 측정한 결과, 0.5% 혈청 농도에서 MRC-5의 증식이 50% 증가된 상태로 배양 6일째 까지 유지되었다. 따라서 이후의 실험에서 사용된 배양액에는 0.5%의 우태아혈청을 포함시켰다. 2. 각 cytokine이 MRC-5 증식에 미치는 영향 0.5%의 우태아혈청만이 있는 상태에서의 MRC-5 증식 정도를 100%로 기준하였을 때, IL-1$\beta$는 50 ng/ml의 농도에서만 45%의 증식 촉진효과를 보였고, IL-6는 영향이 없었으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 농도에 의존성을 보이며 MRC-5의 증식을 최고 160% 까지 증가시켰다. 3. TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능증가에 IL-1$\beta$, IL-6, TNF-$\alpha$가 미치는 영향 50 ng/ml의 TGF-$\beta$ 단독 자극에 비하여, IL-1$\beta$ 혼합배양시 농도에 의존성으로 보이며 최고 64% 까지, TNF-$\alpha$ 혼합배양시 농도에 의존성을 보이며 최고 159% 까지 MRC-5의 증식을 증가시켰다. IL-6는 약한 억제효과를 보였으나 TGF-$\beta$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 영향을 미치지 못하였다. 4. TNF-$\alpha$에 의한 MRC-5 증식능 증가에 IL-1$\beta$, IL-6가 미치는영향 50 ng/ml의 TNF-$\alpha$ 단독자극에 비하여, IL-1$\beta$을 혼합 배양하였을때 농도에 의존성을 보이며 최고 50%까지 MRC-5의 증식을 억제하였고, IL-6는 영향을 미치지 못하였다. 5. TNF-$\alpha$와 TGF-$\beta$의 MRC-5 증식능 증가에서의 상호관련성 50 ng/ml의 TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$는 MRC-5의 증식을 각각 89%, 135% 증가시켰으며, TGF-$\beta$와 TNF-$\alpha$ 공존시에는 MRC-5의 증식을 222% 증가시켰다. 결 론: TNF-$\alpha$ TGF-$\beta$, IL-1$\beta$의 순서로 MRC-5에 대한 증식 자극효과가 있으며 IL-6는 증식을 억제하는 효과가 있었다. TGF-$\beta$의 MRC-5에 대한 증식 자극효과는 IL-1과 TNF-$\alpha$에 의해 첨가효과를 관찰할 수 있었고, TNF-$\alpha$의 MRC-5 증식 자극효과는 IL-1$\beta$에 의하여 억제되었다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제45권6호
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• pp.1236-1251
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• 1998

연구배경 : 급성폐손상의 병태생리학적 기전에는 염증세포들이 분비하는 다양한 염증성 매개물질들이 매우 중요한 역할을 한다. 이중 특히 tumor necrosis factor-$\alpha$ (TNF-$\alpha$) 는 다른 염증세포들의 화학주성 및 각종 염증성 매개물질 분비에 영향을 미치는 proin-flammatory cytokine으로 작용하는 한편, 직접적으로 세포손상을 야기시키는 세포독성 cytokine으로도 작용하는데, 급성폐손상에서 TNF-$\alpha$와 폐조직 손상과의 직접적인 관련성에 대해서는 아직 구체적으로 확인된 바가 많지 않다. 또한, 최근에 생체내 방어기전으로 스트레스 단백질에 대한 관심이 높아지면서, 단핵구에 내독소를 처치하거나, 동물에 내독소를 투여하기 전에 미리 스트레스 단백질을 합성시킨 경우, 내독소에 의한 손상을 감소시켜 준다는 연구가 보고되었지만, 내독소 자극 자체만으로 스트레스 단백질 합성이 유도되는지는 아직 분명하지 않다. 이에 저자들은 내독소 유도성 급성 폐손상에서 TNF-$\alpha$ 분비와 폐조직 손상을 포함한 일련의 염증반응과의 관계를 분석하고, 생체내 내독소 자극에 대하여 폐포대식세포에서 스트레스 단백질을 포함한 새로운 단백질 합성이 유도되는지 여부를 분석하고자 하였다. 연구방법 : 흰쥐의 기관내로 내독소를 투여한 후 시간별로 기관지폐포세척액내 TNF-$\alpha$농도, 염증세포 백분율 변화, 병리조직학적 소견을 관찰하고, 또한 각 시간대의 폐포대식세포에서 sodium dodesyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis와 inducible heat stress protein72에 대한 면역화학염색을 시행하여 단백질 합성양상을 분석하는 한편, 폐포대식세포에 다양한 농도의 내독소 자극과 열처리를 가한 후, 배양상층액에서 tumor necrosis factor-a 농도를 측정하고, 폐포대식세포의 단백질 합성양상을 분석하였다. 연구결과 : 내독소 투여 후 tumor necrosis factor-$\alpha$는 첫 1시간째부터 현저하게 증가하여 (p< 0.0001) 3시간째 최고치에 이르렀고 6시간째는 감소하기 시작하여 12시간째는 정상 대조군 수준으로 감소하였다. 내독소 투여 후 염증세포 백분율의 변화는 2시간째부터 시작하여 6시간째 최고에 이르러 12시간째까지 지속하였으며, 장시간째에 정상 대조군 수준으로 회복하였다. 병리조직학적 소견상 폐손상 지표 점수는 내독소 투여후 6시간째 최고치에 이르러 24 시간째까지 지속하였다. 내독소 투여 후 분리한 폐포대식세포에서 첫 1시간째부터 장시간째까지 정상 대조군에서는 관찰할 수 없던 35kDa의 새로운 단백질 띠가 관찰되었으며, 면역화학염색상 inducible heat stress protein72는 관찰되지 않았다. 내독소 자극을 가하지 않은 정상 대조세포군에 비해 내독소 자극을 가한 세포군의 배양상층액에서 tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도가 유의하게 높았으며 (p<0.001), 내독소 자극만 가한 세포군에 비해 열충격 전처치후 내독소 자극을 가한 세포군의 배양상층액에서 tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도가 10 ${\mu}g/ml$ 내독소 자극군만 제외하고 모두 유의하게 감소하였다 (p<0.05). 내독소 자극만 가한 세포군은 10 ${\mu}g/ml$의 고농도에서만 35 kDa 의 단백질 띠가 합성되었고 inducible heat stress protein72는 관찰되지 않았다. 열충격 전처치후 내독소 자극을 가한 세포군은 모두 inducible heat stress protein72가 관찰되었다. 결 론 : 기관내 내독소 투여에 의한 급성 폐손상에서 tumor necrosis factor-$\alpha$는 폐손상 정도와 밀접한 관련이 있다. 또한 내독소 자극에 의해서는 폐포대식세포에서 inducible heat stress protein72 합성이 유도되지 않으며, 35 kDa의 새로운 단백질 합성이 유도되었는데, tumor necrosis factor-$\alpha$ 농도 및 병리조직소견과의 관계를 볼 때, 급성 폐손상에 있어 35 kDa 단백질이 방어적인 역할을 담당하지는 않을 것으로 보이며, 이에 대해서는 향후 더 연구가 필요할 것으로 생각된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제56권1호
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• pp.51-66
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• 2004

연구배경 : 폐 섬유화증의 진행에는 세포외 간질의 대사에 관여하는 gelatinase가 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며, gelatinase의 작용은 사이토카인을 비롯한 여러 가지 요소에 의해 조절되는 것으로 알려져 있다. 지금까지 $interferon-{\gamma}$($IFN-{\gamma}$)는 폐섬유화를 억제하는 것으로 알려져 있지만 gelatinase의 작용에 $IFN-{\gamma}$가 미치는 영향은 잘 밝혀져 있지 않다. 이에 저자들은 bleomycin 유도 백서 폐 섬유화 모델에서 $IFN-{\gamma}$가 폐 섬유화에 미치는 영향과MMP-2, -9과 이의 길항제인 TIMP-1, -2 그리고 Th-2 사이토카인의 변화에 미치는 영향을 조사함으로써, $IFN-{\gamma}$가 폐 섬유화증에 미치는 영향과 기전을 연구하고자 하였다. 재료 및 방법 : Sprague-Dawley계의 수컷 흰쥐를 정상 대조군, bleomycin 군, bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군의 세 군으로 나누어, bleomycin 군 과 bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군은 bleomycin sulfate를 생리식염수에 섞어 기관 내로 주입하였고(6 U/kg), bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군은 $IFN-{\gamma}$를 14일간 근육주사 하였다($2{\times}105U/kg$). 실험동물은 3, 7, 14, 28일에 폐를 얻어 hematoxylineosin 염색과 Masson's trichrome 염색을 하여 폐의 염증 반응과 섬유화 정도를 관찰하였고, 폐 조직 내의 hydroxyproline 함량, MMP-2, -9, TIMP-1, -2에 대한 Western blot, zymography와 reverse zymography, IL-4와 IL-13에 대한 ELISA검사를 시행하였다. 결 과 : 1. 폐 염증은 bleomycin 투여 7일째에는 $IFN-{\gamma}$를 투여한 경우 더 심하게 일어났으나(bleomycin 군 : bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군=$2.08{\pm}0.15:2.74{\pm}0.29$, P<0.05), 폐 섬유화는 bleomycin 투여 후 28일째 $IFN-{\gamma}$ 투여에 의해 유의하게 감소되었다(bleomycin 군 : bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군=$3.94{\pm}0.43:2.46{\pm}0.13$, P<0.05). 2. 폐 내 hydroxyproline 함량은 bleomycin 투여 28일 후 $IFN-{\gamma}$ 투여에 의해 유의하게 감소되었다(bleomycin 군 : bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군=$294.04{\pm}31.73{\mu}g/g:194.92{\pm}15.51{\mu}g/g$, P<0.05). 3. Bleomycin 투여에 의해 MMP-2 단백질의 양이 증가되는 소견이 Western blot에서 관찰되었는데 MMP-2의 증가는 bleomycin 투여 14일에 최고에 이르렀으며, $IFN-{\gamma}$의 투여에 의해 bleomycin에 의한 MMP-2의 증가는 억제되었으나 대조군 수준으로 감소하지는 않았다. 4. Zymography 검사에서 bleomycin 투여 3일째에는 활성화된 형태의 MMP-2가 $IFN-{\gamma}$에 의해 유의하게 증가되었으나(bleomycin 군 : bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군=$209.63{\pm}7.60%:407.66{\pm}85.34%$, P<0.05), 투여 14일 후에서는 $IFN-{\gamma}$에 의해 활성화된 상태의 MMP-2가 유의하게 감소되었다(bleomycin 군 : bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군=$159.36{\pm}20.93%:97.23{\pm}12.50%$, P<0.05). 5. Bleomycin을 투여한 후 bleomycin 군과 bleomycin+$IFN-{\gamma}$ 군 모두에서 IL-4의 양이 감소되었으나, 두 군간 차이는 통계적으로 유의하지는 않았고, IL-13은 별 다른 차이가 없었다. 결 론 : Bleomycin에 의한 백서 폐 섬유화 모델에서 $IFN-{\gamma}$는 초기 폐 염증을 증가시키지만 후기 폐 섬유화는 억제시킨다는 것을 알 수 있었다. $IFN-{\gamma}$가 폐 섬유화를 억제하는 것은 MMP-2의 활성화를 억제하기 때문인 것으로 생각한다. 또한 $IFN-{\gamma}$에 의한 MMP-2의 기능 억제는 Th-2 사이토카인을 억제하여 이루어지는 것 같지는 않았다. 본 논문을 기초로 향후 $IFN-{\gamma}$가 MMP-2의 활성화를 조절하는 기전과 MMP-2의 활성화가 폐섬유화에 미치는 영향에 대한 연구가 필요할 것으로 생각한다.