Effects of Crormakalim on the Release of Mediators in Hypersensitivity of Guinea pig

Cromakalim이 해명의 과민반응 매개체 유리에 미치는 영향

Potassium $(K^+)$ channels are present in airway smooth muscle cells, and their activation results in hyperpolarization and relaxation. Because these effects may have therapeutic relevance to hypersensitivity and asthma, we examined the effect of a potassium channel activator, cromakalim (BRL 34915, CK) on the release of mediators from superfused tracheal and parenchymal strips after passive sensitization with $IgG_1$ antibody. Both tissues were superfused with CK $(2{\times}10^{-6}\;M)$ for 30 min and challenged with CK and antigen (Ox-HSA). Using monodispersed, partially purified, highly purified guinea pig lung mast cells, we also examined the effect of CK on mediator release from these cells after passive sensitization with $IgG_{1}$ antibody $({\alpha}-OA)$. Guinea pig lung mast cells were purified using enzyme digestion method, count current elutriation, and discontinuous Percoll density gradient. After CK pretreatment, passively sensitized mast cells were challenged with varying concentration of antigen (OA, immunological stimuli) or with varying concentration of calcium ionophore (CaI, non-immunological stimuli). Histamine (Hist) release was determined by spectrophotofluorometry, and leukotrienes (LT) by radioimmunoassy. CK pretreatment decreased Hist by 35% and LT release by 40% in the antigen-induced tracheal tissue after $IgG_1$ sensitization but did not decrease the contractile response. In the antigen-induced parenchymal tissue CK decreased Hist release by 25% but poorly decreased LT. Both immunologic and non-immunologic stimuli caused a dose-dependent release of Hist and LT from monodispersed, partially purified and highly purified lung mast cells. Verification of LT release was obtained by the use of 5-lipoxygenase inhibitor, A64077 (Zileuton). CK decreased Hist and LT release by 20% respectively in the OA-induced guinea pig lung mast cells after $IgG_1$ sensitization. The inhibitory effects of CK on the Hist and LT release in the Ox-HSA-induced airway smooth muscle tissues or in the OA-induced and CaI-induced mast cells after $IgG_1$ sensitization were completely blocked by TEA and GBC. These studies show that guinea pig lung mast cells seem to be an important contributor to LT release, and that CK (which has been known as an airway smooth muscle relaxant) can in part act to inhibit mediator release in the antigen-induced airway smooth muscle, and that CK may also act to inhibit mediator release in the OA-induced and CaI-induced highly purified mast cells. These results suggest that Hist and LT release evoked by mast cell activation might in part be associated with $K{^+}4 channel activity.

$K^+$통로는 기도 평활근 세포에 존재하며 이들 통로가 활성화되면 평활근의 과분극의 결과 이완작용이 나타난다. $K^+$통로의 이런 효과는 과민반응과 천식 치료에 응용될 수 있으므로 우리는 $K^+$통로 개방제인 cromakalim (BRL34915, CK)이 $IgG_1$ 항체로 감작시킨 기도 및 폐조직으로 부터 유리되는 매개체 유리에 미치는 영향을 조사하였다. 피동적으로 감작된 두 조직은 $2{\times}10^{-6}\;M$의 CK로 30분동안 superfusion시킨 후 CK와 항원 (Ox-HSA) 0.1 mg/ml로 자극하였다. 또한 비만세포를 이용하여 CK의 효과를 조사하였다. 해명 폐조직 비만세포는 효소에 의한 digestion method (monodispersed; 미분리 정제), count current elutriation에 의한 방법(partially purified; 부분분리정제), 그리고 discontinuous Percoll방법(highly purified; 순수분리정제)에 의해 순수 분리되었다. CK로 전처치한후, 피동적으로 감작된 비만세포는 OA와 CaI의 여러 농도에 의해 자극되었다. 유리된 Hist은 spectrophotofluorometry에 의해, LT는 면역방사법에 의해 측정되었다. CK 전처치는 $IgG_1$ 감작후 항원에 의해 자극된 기도 조직에서 Hist 유리량을 35%까지, LT 유리량은 40%까지 감소시켰으나 기도 평활근 수축력에는 반응을 나타내지 못하였다. 항원 유도 폐조직에 있어서 CK전처치는 Hist유리량을 25%까지 감소시켰으나 LT 유리에는 미약한 감소를 나타내었다. 해명의 미분리정제, 부분분리정제, 그리고 순수 분리 정제된 비만세포로부터 Hist과 LT은 면역자극(OA)이나 비면역자극(CaI)에 의해 농도 의존적으로 유리되었다. 비만세포에서 유리된 LT는 5-lipoxygenase억제제인 A64077에 의해서 억제됨이 확인되었다. CK전처치는 OA유도 및 CaI유도 해명 폐조직 비만세포에서 Hist과 LT 유리량을 20%까지 감소시켰다. $IgG_1$ 감작후 Ox-HSA유도 기도 평활근 조직이나 혹은 OA유도 및 CaI유도 비만세포에서 Hist과 LT유리에 미치는 CK의 억제효과는 TEA와 GBC에 의해 완전히 봉쇄되었다. 이상의 결과에서 폐조직 비만세포는 LT를 유리할 수 있는 세포로 간주되며, 기도 평활근 이완제로 알려져 있는 CK은 특수 항원 유도 기도 평활근조직에서 매개체 유리를 부분적으로 억제하며, CK은 또한 OA유도 및 CaI로 유도된 순수분리 정제된 비만세포에서 매개체 유리를 부분적으로 억제하는 것으로 보아 비만세포가 활성화시 야기되는 여러 생화학적 현상중에서 미약하나마 $K{^+}$통로가 관여할 것으로 사료된다.