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논문KCI 등재

인체 기관지상피세포에서 리노바이러스 및 담배연기추출물에 의한 Interleukin-8의 생성에 대한 연구

The effect of rhinovirus & cigarette smoke extract on the production of interleukin-8 in human bronchial epithelial cells

신동호|박성수|김영찬|이재형|김미옥|김태형|손장원|윤호주
대한내과학회 (The Korean Association Of Internal Medicine)|2005.12|대한내과학회지 (The Korean Journal of Medicine)|제69권 제6호|pp. 660-667

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Cigarette천식AsthmaIL-8Rhinovirus만성폐쇄성폐질환COPD리노바이러스담배연기추출액
주제분류내과학

초록

목적 : 최근 공해나 각종 화학물에 노출 등으로 천식 유병률이 모든 연령과 인종에 관계없이 증가하고 있으며, 만성폐쇄성폐질환은 세계에서 네 번째 주요 사망 원인이 되는 등 이들 질환의 공중 보건학적인 중요성이 대두되고 있다. 이처럼 리노바이러스(RV) 감염이나 흡연이 천식이나 만성폐쇄성폐질환을 악화시킨다는 것은 여러 역학적 연구를 통해 잘 알려져 있다. RV나 흡연에 대한 기관지 상피세포의 최초 반응이 호중구와 같은 염증 세포의 침윤이며, 이러한 호중구 침윤에 관여하는 대표적인 사이토카인이 IL-8이라는 사실을 고려할 때, 저자들은 RV 감염이나 흡연에 의한 폐질환의 악화에 IL-8이 관여할 것이라는 가설을 세울 수 있었고, RV 감염이나 흡연의 자극에 의해 인체 기관지 상피세포에서 IL-8이 생성되는지의 여부와 두 가지 자극이 동시에 가해질 때 부가 효과가 나타나는지 관찰하고자 하였다.방법 : American Type Culture Collection (Manassas, VA)으로부터 제공 받은 인체 기관지 상피세포 BEAS- 2B 세포에 RV 감염(MOI=1.0)과 담배연기추출물 (CSE)로 자극을 준 뒤 대조군과 비교하였다. 자극 후 2hr, 4hr, 6hr, 12hr, 24hr, 48hr의 시간 간격을 두고 저속 원심분리기로 분리하여 배양 상층액을 획득한 뒤, ELISA kits를 이용하여 각각의 시간에 따라 IL-8의 농도를 측정하였고, RT-PCR을 이용하여 IL-8 mRNA transcripts를 반정량적으로 분석하였다.결과 : RV 감염에 의한 실험군과 대조군이 각각 12시간에는 965 pg/mL과 3,489 pg/mL, 24시간에는 1,025 pg/mL과 3,087 pg/mL로 통계학적으로 의미있는 차이가(p<0.05%) 나타났다. CSE의 자극에 의해서도 12시간에는 658 pg/mL과 2,689 pg/mL로 차이가 나기 시작하여, 24시간에는 1,025 pg/mL과 3,087 pg/mL로 더욱 현저한 차이를 보였다. 그리고 RV 감염에 의해서는 2,289 pg/ mL, CSE 자극에 의해서는 2,987 pg/mL가 생성되었으나, 이 두 가지 자극이 동시에 주워질 때 즉, CSE 자극 후 RV 감염시 4,986 pg/mL, RV 감염 후 CSE 자극시 3,789 pg/mL로 각각의 자극시 보다 상승 효과가 나타남을 알 수 있었다.결론 : RV 감염이나 CSE의 자극에 의해 인체 기관지 상피세포에서 호중구를 유인하는 대표적인 사이토카인인 IL-8이 생성되며, 이 두 가지 자극이 동시에 가해질 때 상승 효과가 나타나서 더 심한 폐손상을 유발할 수 있다는 추정을 할 수 있었다. 그리고 RV 감염이나 흡연에 의한 천식이나 만성 폐쇄성 폐질환의 급성 악화에 새로운 치료 목표로서 IL-8에 대한 연구가 지속적으로 필요할 것이다

Abstract

Background : Rhinovirus (RV) or smoking are one of the most important precipitating factors in acute exacerbation of COPD and bronchial asthma. We hypothesized that alterations in interleukin (IL)-8 elaboration are present at sites of RV infection and cigarette smoke stimulation and also there is an additive effect if both agents are present in bronchial epithelial cells. To test this hypothesis, we characterized time-sequenced alterations in IL-8 elaboration from human bronchial epithelial cells in vitro under the stimuli of RV and cigarette smoke extract (CSE). Methods : We compared the ability of RV-infected &/or CSE-stimulated bronchial epithelial cells, BEAS-2B (from American Type Culture Collection) cells to produce the IL-8 with controls. We stimulated BEAS-2B cells with RV 14 &/or CSE. We harvest the supernatants from RV &/or CSE- stimulated BEAS-2B cells and the controls at 2 hr, 4 hr, 6 hr, 12 hr, 24 hr, 48 hr from inoculation time. We measured the concentration of IL-8 by ELISA kits from supernatants and analysed IL-8 mRNA transcript semiquantitatively by RT-PCR. Results : RV-infected &/or CSE-stimulated BEAS-2B cells increased the production of IL-8 from 24hr and produced outstandingly compared with the controls at 48 hr and there were an additive effects when both agents were present, especially in the combinations of RV and CSE stimuli. Conclusions : Our results demonstrate that RV infection and components of cigarette smoke elicit inflammatory responses in bronchial epithelial cells and RV and CSE could be more harmful to respiratory tract in combination.

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