• 제목/요약/키워드: Rat lung alveolar macrophages

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Platelet-Activating Factor Potentiates the Activity of Respiratory Burst and Interleukin-1 in Rat Alveolar Macrophages

  • Lee, Ji-Hee
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제29권2호
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    • pp.251-257
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    • 1995
  • The objective of the present study was to test the effect of platelet-activating factor (PAF) on rat alveolar macrophages. PAF alone did not stimulate superoxide secretion from alveolar macrophages. However, PAF $(10^{-5}\;M)$ significantly enhanced phagocytic activator zymosan-induced superoxide secretion from alveolar macrophages. This enhancement of PAF plus zymosan was 30% above the sum of the separate effects of PAF and zymosan. Similarly, PAF $1.3{\times}(10^{-5}\;M)$ was not a direct stimulant of alveolar macrophages, as it had no stimulatory effect on chemiluminescence generation, but potentiated zymosan-induced activation of chemiluminescence, i.e., 162% above the separate effects of each stimulant. PAF $10^{-16}{\pm}10^{-6}\;M$ also failed to stimulate IL-1 production from alveolar macrophages. In contrast, when both PAF $10^{-10}\;M$ and lipopolysaccharide(LPS) $(1 {\mu}g/ml)$ were added together at the initiation of the culture, IL-1 production was significantly increased indicating the potentiative effects of PAF on IL-1 production by alveolar macrophages. Collectively, these data suggest that PAF alone does not activate the release of bioactive products from alveolar macrophages. However, PAF appears to act as a priming mediator that potentiates stimuli-induced macrophage activity. These novel actions of PAF prove its role as a potent mediator of inflammatory and immune responses in the lung.

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Inducible Nitric Oxide Synthase mRNA Expression and Nitric Oxide Production in Silica-Induced Acute Inflammatory Lung Injury

  • Lee, Ji-Hee
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제2권2호
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    • pp.233-239
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    • 1998
  • Stimulated alveolar macrophages and neutrophils produce nitric oxide, a free radical by an inducible nitric oxide synthase(iNOS), which reacts with superoxide anion to form peroxynitrite, a more highly reactive toxic species. The objectives of the present study were to evaluate acute inflammatory lung injury and to determine iNOS mRNA induction and nitric oxide production by rat broncho-alveolar lavage cells following intratracheal treatment of silica. After 4 h exposure to silica, differential counts of broncho-alveolar lavage cells and lactate dehydrogenase(LDH) activity as well as total protein in the broncho-alveolar lavage fluid were determined. Broncho-alveolar lavage cells were also assayed for iNOS mRNA and the productions of nitrite and nitrate measured in the cells cultured. Differential analysis of broncho-alveolar lavage cells showed that the number of alveolar macrophages slightly decreased following silica treatment; however, red blood cells, lymphocytes, and neutrophils significantly were increased by 9-, 14-, and 119-fold following silica treatment, respectively, compared with the saline control. It was also found significant increases in the LDH activity and total protein in the lavage fluid obtained from silica-treated rats, indicating silica-induced acute lung injury. Northern blot analysis demonstrated that the steady state levels of iNOS mRNA in broncho-alveolar lavage cells were increased following silica treatment. The productions of nitrite and nitrate in the cultured cells were significantly increased by 2-fold following silica treatment, respectively, which were attenuated by the NOS inhibitor $N{\omega}-nitro-L-arginine-methyl$ ester(L-NAME) and partially reversed by L-arginine. These findings suggest that nitric oxide production in alveolar macrophages and recruited neutrophils is increased in response to silica. Nitric oxide may contribute in part to acute inflammatory lung injury.

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In Vitro 내독소 유도성 급성 폐손상에서 Pentoxifylline과 Neutrophil Elastase Inhibitor의 항염효과 (Anti-inflammatory Effects of Pentoxifylline and Neutrophil Elastase Inhibitor on Lipopolysaccharide-Induced Acute Lung Injury In Vitro)

  • 김영균;김승준;박용근;김석찬;김관형;문화식;송정섭;박성학;김상호
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제49권6호
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    • pp.691-702
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    • 2000
  • 연구배경 : 내독소 유도성 급성 폐손상(acute lung injury : ALI)은 비교적 임상에서 흔히 접하는 호흡기질환으로서, 조기에 적절한 치료가 이루어지지 않을 경우 예후가 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 하지만 최근 몇 가지 보조치료약제가 임상에서 사용되고 있기는 하지만, 아직 ALI를 효과적으로 치료할 수 있는 약제는 개발되어 있지 않은 실정이다. 이에 본 연구지들은 최근 ALI의 새로운 보조치료약제로서의 가능성이 대두 pentoxifylline (PF) 및 ONO-5046(specific neutrophil elastase inhibitor)이 백서의 내독소 유도성 ALI와 관련된 염증반응에 대해 어떤 효과를 나타내는지 알아보고자 하였다. 방법 : 내독소 유도성 ALI의 생체외(in vitro) 모델을 확립하기 위해 백서의 폐포대식세포 및 말초혈액 호중구를 다양한 비율(1:0, 5:1, 1:1, 1:5, 0:1)로 혼합하여 내독소 자극 하에서 백서의 폐포상피세포주(L2 cells) 혹은 혈관내피세포주(IP2-E4 cells)와 함께 혼합 배양하였다. 모든 실험은 5군(대조군, LPS군, LPS+PF군, LPS+ONO군, LPS+PF+ONO군)으로 나누어 비교하였는데, 우선 다양한 비율로 혼합된 백서 폐포대식세포 및 말초혈액 호중구의 배양상층액으로부터 내독소 유도성 과산화음이온 생성능을 측정하고, 이들 염증세포들이 각 폐조직세포에 미치는 세포독성능을 측정하였다. 아울러 백서의 폐포대식세포로부터 내독소 유도성 TNF-$\alpha$, MCP-1, IL-6, IL-$1{\beta}$, IL-10 분비 및 TNF-$\alpha$ iNOS, MCP-1 mRNA 발현을 관찰하였다. 결과 : (1) 세포혼합비가 1:5일 때 LPS+PF+ONO군을 제외하고는 세포혼합비에 상관없이 LPS+PF군, LPS+ONO군 및 LPS+PF+ONO군 모두에서 각 세포혼합비의 LPS군에 비해 백서 폐포대식세포와 말초혈액 호중구로부터 내독소 유도성 과산화 음이온 생성능이 억제되는 경향을 보였다. (2) 백서 혈관내피세포(IP2-E4 cells)에 대한 염증세포들의 내독소 유도성 세포독성능은 세포혼합비에 상관없이 LPS+PF군, LPS+ONO군 및 LPS+PF+ONO군 모두에서 각 세포혼합비의 LPS군에 비해 감소하는 경향올 보였다. 하지만 백서 폐포상피세포(L2 cells)에 대한 염증세포들의 내독소 유도성 세포독성능은 세포혼합비 및 각 실험군에 따라 다양한 양상을 보였다. (3) LPS+PF군 및 LPS+PF+ONO군 포두에서 백서 LPS군에 비해 TNF-$\alpha$ 분비가 LPSrns에 비해 통계적으로 유의하게 감소되었으며, MCP-1 및 IL-10 분비도 LPS군에 비해 다소 감소 하는 경향을 보였다. 반면에 LPS+ONO군은 LPS군과 비교하여 백서 폐포대식세포로부터 내독소 유도성 cytokines 분비에 별 차이가 없었다. LPS+PF군, LPS+ONO군 및 LPS+PF+ONO군 모두에서 백서 폐포대식세포로부터 내독소 유도성 IL-$1{\beta}$ 및 IL-6 분비는 LPS군에 비해 오히려 증가하는 경향을 보였다. (4) LPS+PF군, LPS+ONO군 및 LPS+PF+ONO군 모두에서 백서 폐포대식셰포로부터 내독소 유도성 TNF-$\alpha$ 및 MCP-l mRNA 발현이 억제되는 경향을 보였으나, iNOS mRNA 발현은 오히려 증가하는 경향을 보였다. pentoxifylline은 백서의 염증세포들로부터 내독소 유도성 과산화 음이온 생성을 억제하였고 폐포대식세포로부터 TNF-$\alpha$ 및 MCP-1 mRNA 발현과 억제하여 폐조직세포 손상을 감소시켰으며 ONO-5046은 과산화 음이온 생성억제 및 TNF-$\alpha$ MCP-1 mRNA 발현억제, MCP-1의 분비를 억제하였을 뿐 아니라 항염증 매개물질인 IL-10 분비를 증가시킴으로써 폐조직세포의 손상을 방지할 수 있음을 확인하였다. pentoxifylline과 ONO-5046의 병용투여시에도 과산화 음이온 생성 및 일부 염증성 물즐의 mRNA의 발현 및 분비를 억제함으로써 폐조직세포의 손상을 방지함을 확인할 수 있었다. 결론 : 이상의 결과들로 보아 PF 및 ONO-5046은 내독소 유도성 ALI의 염증반응을 완화시키는 역할을 하는 것으로 추측되며, 향후 이 약제들은 ALI의 새로운 보조 치료제로 사용하기 위해서는 추가 연구가 필요할 것으로 생각되는 바이다.

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고농도 산소로 유발한 흰쥐의 급성폐손상모델에서 폐포대식세포 아형군의 분포와 형태 변화 (Changes in Distribution and Morphology of Rat Alveolar Macrophage Subpopulations in Acute Hyperoxic Lung Injury Model)

  • 신윤;이상학;윤형규;이숙영;김석환;권순석;김영균;김관형;문화식;송정섭;박성학
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제48권4호
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    • pp.478-486
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    • 2000
  • 연구배경 : 급성폐손상에서 폐포대식세포는 초기에 일어나는 염증반응 뿐 아니라, 후기의 복구 및 섬유화 과정에 관여하는 중요한 세포로 형태, 기능면에서 특성이 다른 여러 세포군으로 구성되어져 있는 것으로 알려져 있다. 95% 이상의 고농도산소로 폐손상을 일으킨 쥐를 12시간군, 24시간군, 48시간군으로 나누어서 고농도 산소 투여시기에 따른 폐포대식세포의 숫적인 변화 및 아형군의 분포변화를 관찰하고, 이들 아형군세포의 형태학적인 차이를 통해서 고농도 산소에 의한 폐손상시에 관련되는 특정 아형세포군이 있는지를 알아보고 이러한 분포의 차이와 조직병리적인 변화를 비교 관찰하였다. 방 법 : Sprague-Dawley계 흰쥐를 대상으로 고농도 산소 투여 후 12시간, 24시간, 48시간 경과시의 폐포대식세포를 추출하여 아형세포군의 분포 및 형태 변화와 조직의 변화를 비교 관찰하였다. 결 과 : 1) 총 폐포대식세포는 정상군 $171.6{\pm}24.1({\times}10^5)$, 12시간군 $194.8{\pm}17.9$, 24시간군 $207.6{\pm}27.1$, 48시간군 $200.0{\pm}77.8$개로 초기 장시간까지는 증가하나 이후에는 유의한 차이를 보이지 않았다. 2) 광학현미경 관찰로 측정한 폐포간질의 두께는 정상군 $0.7{\pm}0.2{\mu}m$, 12시간군 $1.5{\pm}0.4{\mu}m$, 24시간군 $2.3{\pm}0.4{\mu}m$, 48시간군 $2.5{\pm}0.4{\mu}m$로 24시간까지는 시간에 따라서 증가하나 24시간 이후로 유의한 차이는 없었다. 3) 폐포대식세포 분포의 시간 경과에 따른 변화는 fraction 1과 fraction 2는 의미 있게 증가되었으며 fraction 3는 의미 있게 감소하였다. fraction 4는 감소되어지는 양상을 보이나 통계적인 의의는 없었다. 4) 고밀도군에서 주로 관찰되는 세포는 세포 및 핵의 모양이 불규칙적이며 크기가 작고 한쪽으로 치우쳐 있으며, pseudopod, electron dense inclusion의 수가 현저히 많이 관찰됐다. 반면 저밀도군에서 주로 관찰되는 세포는 크기가 크고 세포 및 핵이 둥근형태를 보였다. heterogenous, empty inclusion이 보다 많이 관찰되었고 전반적인 inclusion의 수도 증가했다. 결 론 : 이상의 결과로 고농도산소에 의한 폐손상에서 특정한 폐포대식세포아형군이 폐손상에 중요한 역할을 할 것으로 보여지며 추후 이들 세포군이 증가한 이유 및 기전과 이들 세포군의 기능 및 표현형등에 관한 연구가 계속되어야 할 것이다.

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유리규산분진에 폭로된 흰쥐의 폐포대식세포에 있어 아라키돈산 대사산물의 변화 (Changes of Arachidonic Acid Metabolites in Silica-Exposed Alveolar Macrophage of Rats)

  • 임영;윤임중
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제39권4호
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    • pp.304-309
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    • 1992
  • 연구배경 : 폐포대식세포에서 아라카돈산 대사산물의 생성을 자극하는 일부 인자에 의해서 지속적인 자극시 이와같은 자극으로 인해 생산된 아라키돈산 대사산물이 만성적인 기관지 수축과 섬유화, 계속되는 독성 산소기의 분비를 통하여 잘환의 진행을 항진시키게 된다고 알려져 있고 또한 폐가 외부 물질에 만성적으로 폭로됨으로 인한 질환은 진폐증이 그 대표적인 예라고 할 수 있다. 그러으로 대식세포나 호중구 또는 섬유모세포에서 생산하는 prostaglandin이나 leukotriene등 대사산물의 측정을 통하여 진폐증의 질환의 진행정도를 파악하려는 노력이 계속되고 있으나 아직 명백한 결론을 얻지 못하고 있다. 본 연구는 시험관내에서 폐포대식세포를 유리규산으로 자극시 아라키돈산 대사산물의 측정을 통하여 섬유화 과정에 미치는 prostaglandin $E_2$와 leukotriene $B_4$의 영향을 연구하기 위하여 시행되었다. 방법 : 쥐의 폐포대식세포를 유리규산분진, 자연산 석탄 분진, Lipopolysaccharide, calcium ionophore과 같은 자극제와 같이 배양하고 24, 48시 간후 방사선 동위원소를 이용하여 $PGE_2$$LTB_4$를 측정하였다. 결과 : 1) 정상 흰쥐의 폐포대식세포에서 $PGE_2$는 유리규산 자극시 48시간에서 무자극군에 비하여 유의한 감소를 보였다. 2) 실험규폐증군의 폐포대식세포에서 유리된 $PGE_2$는 유리규산 및 자연산 석탄분진으로 자극시 48시간에서 무자극군에 비하여 유의하게 감소하였다. 3) 정상 흰쥐의 폐포대식세포에서 $LTB_4$는 유리규산 자극후 24시간 및 48시간, 그리고 자연산 석탄분진으로 자극시 48시간에서 무자극군에 비하여 유의한 증가를 보였다. 4) 실험 규폐증의 폐포대식세포에서 유리된 $LTB_4$는 유리규산 및 자연산 석탄분진 자극시 장시간 및 48시간에서 무자극군에 비하여 모두 유의하게 증가하였다. 결론 : 본 실험 결과 시험관에서 유리규산과 자연산 석탄분진에 폐포대식세포가 폭로시 폐에 염증반응을 항진시킬 수 있는 방향으로 아라키돈산 대사가 이루어짐을 알았고 이와갈은 아라키돈산 대사의 변화가 진폐증의 병태생리에 중요한 인자로서 작용할 가능성이 있다고 하겠다.

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Paraquat의 세포독성과 흰쥐의 폐에서 3-Methylcholanthrene의 독성경감효과 (Cytotoxicity of paraquat and compensatory effects of 3-methylcholanthrene in rat lung)

  • 임요섭;김덕수;한두석;황인택
    • 농약과학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.96-104
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    • 2002
  • Paraquat의 세포독성을 알아보기 위하여 NIH 3T3 섬유모세포에 적용한 후 MTT와 NR 분석법을 이용하여 세포독성을 측정하고, paraquat의 세포독성에 대한 3-MC의 독성경감효과를 알아보기 위하여 Spraque Dawley계 수컷 랫드에 paraquat 단독 및 paraquat와 3-MC 병용투여 후 랫드의 폐를 경시적으로 채취하여 관찰하였다. Paraquat의 NIH 3T3 섬유모세포에 대한 $MTT_{50}$$1668.97{\mu}M$, $NR_{50}$$1030.25{\mu}M$로 산출되어 Borefreund와 Puemer(1984)의 독성판정기준에 의하면 저독성 물질이었다. Paraquat 단독 투여 군은 H&E 염색에서 3시간째부터 폐 모세혈관 내에 적혈구 수가 증가하기 시작하여 24시간째에는 충혈상태에 이르렀으며, 폐포사이 중격에서는 큰폐포상피수가 증가하였다. 또한 폐 조직을 둘러싸고 있는 결합조직 내에는 임파구, 대식세포 및 다형핵 백혈구 등이 다수 관찰되었고, 48시간째부터 폐포사이 중격과 폐포내에 폐포큰포식세포가 증가하기 시작하여 96시간째에는 다수의 폐포큰포식세포가 관찰되었다. Verhoeff의 iron hematoxylin 염색에서도 paraquat 단독 투여 후 24시간째에 조직변화가 가장 심하였고, 교원섬유량의 급격한 증가, 폐포의 넓이와 폐포 구멍(alveolar pore) 간격의 확장 등이 관찰되었다. 한편, paraquat와 3-MC 병용투여군은 paraquat 단독 투여 군에 비하여 조직변화가 약하게 관찰되었는데, 병용투여 후 3시간째에는 단독투여 3시간째의 소견과 유사하였으나 점차 회복되어 폐 모세혈관 내에 적혈구 수가 증가하여 24시간째에는 대조군의 구조와 거의 유사하였다. 또한 폐 조직을 둘러싸고 있는 결합조직과 임파소절에서도 paraquat 단독 투여 군에서 보였던 변화가 거의 관찰되지 않았다. Verhoeff의 iron hematoxylin 염색에서도 병용투여 후 24시간째에는 교원섬유량이 단독 투여 군에 비하여 크게 감소하였고 폐포와 폐포 구멍의 넓이도 대조군과 유사하였다.

유리규산에 의하여 자극된 폐포 대식세포의 $H_2O_2$$PGE_2$ 생성 (Production of $PGE_2$ and $H_2O_2$ from Alveolar Macrophage Stimulated by Silica)

  • 이성범;최문주;박원상;이정용;채규태;김상호;김주성
    • 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$$PGE_2$의 생성을 관찰하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 방법: 시험관내에서 정상 흰쥐에서 분리한 폐포대식세포에 유리규산을 농도별로 가하여 대식세포에서 생성된 $H_2O_2$를 측정함으로써 대식세포의 활성도를 관찰하였고 그 배양액의 상청액에서 $PGE_2$의 생성을 방사선 면역 측정을 통하여 확인하였다. 또 체중 200 gm 흰쥐의 기도내에 유리규산 50 mg을 생리식염수 1ml에 섞어서 주입하고 60일후에 적출한 폐를 조직검사하여 규폐결절 형성을 확인하였고 그 규폐결절을 갖는 흰 쥐에서 분리한 폐포대식세포의 $H_2O_2$$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$$PGE_2$의 양은 52.5 nM/mg protein, 15.1 nM/mg protein으로 대조군의 12.5 nM/mg protein, 6.01 ng/ml에 비하여 유의한 증가를 보였다(p<0.05, Fig. 3). 결론: 위와같은 결과로 저자들은 폐포 대식 세포가 유리규산에 의하여 직접적으로 자극되어 활성화되면서 $PGE_2$$H_2O_2$를 증가시킨다는 사실을 확인할 수 있었다.

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Effects of Platelet-Activating Factor on Tumor Necrosis $Factor-_{\alpha}$ Production by Muramyl Dipeptide- or Silica-Stimulated Alveolar Macrophages

  • Lee, Ji-Hee;Hah, Jong-Sik
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제30권1호
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    • pp.77-83
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    • 1996
  • Platelet-activating factor(PAF) is a phospholipid mediator of pulmonary inflammation, and immunologic reaction. In this study, the role of PAF on tumor necrosis factor$(TNF_{-{\alpha}})$ production by rat alveolar macrophages(AM) was examined. When PAF $(10^{-12}{\sim}10{-16}\;M)$ alone was added to AM culture, $(TNF_{-{\alpha}})$ production was not significantly increased above the resting level. In contrast, the combined addition of PAF $(10^{-6}\;M)$ and muramyl dipeptide(MDP) $(1.0\;{\mu}g\ml)$ to AM cultures markedly enhanced $(TNF_{-{\alpha}})$ production with 8.2 fold increase compared with AM culture in resting state. This potentiative effect was 313% above the sum of the separate effects of PAF and MDP. To characterize MDP effects on $(TNF_{-{\alpha}})$ production, the dose-response of AM cultured with various concentrations of MDP was tested. High level of MDP $(10\;{\mu}g\ml)$ could not significantly enhance the potentiation effect on $(TNF_{-{\alpha}})$ production compared with AM cultures with low level of MDP $(0.1\;{\mu}g\ml)$, i.e. 112.5% vs 107.8%, respectively when $10^{-10}$ M of PAF was simultaneously added to the cell culture. These data support that the potentiation of TNF. g production in AM culture is mediated by PAF rather than MDf It was also evaluated whether the similar result was obtained in silica, respirable toxic particle-treated AM culture. $(TNF_{-{\alpha}})$ production was also significantly enhanced in the PAF $(10^{-6}\;M)$ and silica $(50\;{\mu}g\ml)$-added cell cultures with 4.7 fold above the value of silica alone-stimulated cells. These results indicate that PAF can potentiate $(TNF_{-{\alpha}})$ production by MDP-or silica- stimulated AM and suggest that PAF may play a potent role in lung inflammation and disease associated with microbe and occupational dust exposures.

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내독소처치 흰쥐에서 Tumor Necrosis Factor-$\alpha$치 상승에 따른 폐손상 악화 및 35 kDa 단백질 합성 (Lung Injury Indices Depending on Tumor Necrosis Factor-$\alpha$ Level and Novel 35 kDa Protein Synthesis in Lipopolysaccharide-Treated Rat)

  • 최영미;김영균;권순석;김관형;문화식;송정섭;박성학
    • 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.

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흰쥐규폐증에서 기관지 폐포 세척액내 세포변화 (Changes of the Cellularities in the Bronchoalveolar Lavage Fluid of the Experimental Silicosis)

  • 임영;윤임중;오민화
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제38권2호
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    • pp.143-154
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    • 1991
  • Pneumconiosis is a sort of pulmonary fibrosis consequent to the inhalation of the respirable dusts. Thus, the pathogenesis of silicosis have concentrated largely on the early response of alveolar macrophage and the later fibroblastic stimulation. But the role of the other cells and continuing cell injury in the pathogenesis has not been fully studied. And the chemical factors such as prostaglandin, fibroblast stimulating factor and inhibiting factor and chemotaxin are also participated in the mechanism of pulmonary fibrosis in silicosis. In order to clarify the role of alveolar cells and prostaglandin, we investigated the changes of the cellularities in bronchoalveolar lavage fluid and tissue pathology in the experimental silicosis with the time sequence. The experimental animals were divided into 3 groups; control group received only intratracheal injection of 0.5 ml saline, silica group received the intratracheal instillation of 40 mg silica with the same amount saline, and aspirin group received 450 mg/kg of aspirin after silica instillation. The results were as follows: 1) The total cells of bronchoalveolar lavage fluid in the silica group markedly increased in comparison with the control group, but there was no significant difference between the silica and aspirin groups. 2) The percentages of alveolar macrophages to the total number of cells in the silica group tended to be lower than those in the control group and also lower than those in the aspirin group at the 1st week after silica instillation. 3) The percentages of neutrophils to the total number of cells in the silica group were significantly higher than those in the control group during the entire period and also higher than those in the aspirin group at the 3rd day after silica instillation. 4) In the silica group, the percentages of lymphocytes to the total number of cells were increased 143 progressively with the time course and those were significantly higher than those in the control group from the 3rd week after silica administration. There were marked differences of lymphocyte percentages between the silica and aspirin groups at the 1st week after silica instillation. 5) The inflammatory change was observed in the rat lung at the 1st day after silica instillation. Also the silicotic nodule appeared in the silica group at the 1st week but we could not find out that nodule in the aspirin group at that time. The fibrotic changes in the rat lung tended to be increased progressively with the time course, therefore, the diffuse fibrotic pattern appeared in the whole field at the 20th week after silica instillation. 6) By the electron microscopy, there were gradual increases of phagosomes and vacuoles in the alveolar macrophage in the silica group as compared with the control group. These results suggest that the neutrophils and the lymphocytes have also participated in the pulmonary fibrosis even though the alveolar macrophage has a major role, and prostaglandin mediate the inflammation and pulmanary fibrosis in the experimental silicosis.

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