Superoxide Generation by Blood Monocyte and Pulmonary Alveolar Macrophage in Patients with Pulmonary Tuberculosis

폐결핵환자의 폐포대식세포 및 말초혈액내 단구세포에서 분비하는 과산화음이온의 비교 관찰

Background: Mycobacterium tuberculosis is a facultative intracellular pathogen which persists and multiplies within macrophage. Competent cell mediated immunity by cooperation of both T lymphocyte and macrophage of the host is required to kill the Mycobacterium tuberculosis. But a precise understanding of the pathogenesis of tuberculosis infection in pulmonary alveolar macrophage has not been achived. Research on the macrophage's basic microbicidal mechanism has elucidated the importance of oxygen-dependent or oxygen-independent components. Oxygen dependent processing begins with the reduction of oxygen by NADPH oxidase and generation of superoxide. In this study, the oxidative metabolic status of blood monocyte and pulmonary alveolar macrophage in patients with active pulmonary tuberculosis was accessed and compared with that of healthy control subjects to know whether there was a basic difference in superoxide generation by mononuclear cells between two groups. Methods: Pulmonary alveolar macrophage was purified after performing BAL(bronchoalveolar lavage) through the bronchi of infected lesion by plastic adhesion method. Blood monocyte was purified by Ficoll-Hypaque method. Superoxide generation by blood monocyte and pulmonary alveolar macrophage was measured by ferricytochrome-C reduction method after either stimulated with PMA(phorbol myristate acerate) or non-stimulated states. We also measured the effect of pulmonary tuberculosis patient's serum on superoxide generation by monocyte. Results: 1) Generation of superoxide by alveolar macrophage obtained from patients with pulmonary tuberculosis was little higher than those of controls, and PMA enhanced the generation of 2) Generation of superoxide by blood monocyte obtained from patients with pulmonary tuberculosis was little higher than those of control(p>0.05), and PMA more enhanced the generation of superoxide in patientswith pulmonary tuberculosis than those in controls(p<0.02). 3) Patient's serum enhanced the generation of superoxide by blood monocyte obtained from patients with pulmonary tuberculosis and controls, but not in the case of PMA stimulated blood monocyte. Conclusion: The present study suggest that the phenomenon of M.tuberculosis escape the microbicidal action of macrophage was not result of suppressed superoxide generation by blood monocyte and pulmonary alveolar macrophage, rather there might be a factor to stimulate the generation of superoxide by blood monocyte in pulmonary tuberculosis patient serum, but the comparision with effect of control's serum on superoxide generation needs further elucidation.

연구배경 : 결핵균은 facultative intracellular pathogen으로 대식세포에서 생존 번식할 수 있으며, 결핵균이 체내에서 제거되려면 대식세포와 T 임파구에 의한 효과적인 세포매개성 면역반응이 필요하다. 폐포대식세포에 의한 결핵균 살균은 크게 산소의존성 과정과 산소비의존성 과정으로 구분되는데 산소의존성과정은 NADPH oxidase에 의해 산소가 환원반응으로 과산화음이온을 생성하는 과정으로 시작된다. 저자들은 폐결핵환자의 경우 폐포대식세포의 산소유리기 생성의 이상으로 결핵균이 세포내 오래 생존 번식할 것으로 추정하여 폐결핵환자와 대조군에서 폐포대식세포와 말초혈액 단구세포를 분리하여 분비되는 과산화음이온의 양을 비교하여 보았다. 방법 : 대조군과 폐결핵환자에서 폐포대식세포와 말초혈액내 단구세포를 분리하여 기저상태 및 PMA로 자극한 후 분비되는 과산화음이온의 양을 ferricytochrome-C를 환원시켜 나타나는 발색반응을 이용하여 측정하였고, 단구세포의 경우 결핵환자의 혈청에 의해 어떤 변화를 보이는지 관찰하였다. 결과 : 1) 폐포대식세포에서 분비하는 과산화음이온은 폐결핵환자군와 대조군 사이에 차이가 없었고, PMA로 자극을 했을 때도 두군 사이에 차이가 없이 모두 유의한 증가를 보였다. 2) 말초혈액 단구세포에서 분비하는 과산화음이온은 폐결핵환자군과 대조군 사이에 차이가 없었지만, PMA로 자극을 했을 때 두군에서 모두 유의한 증가를 보였고 폐결핵환자군이 대조군에 비해 높았다. 한편 결핵환자 혈청으로 폐결핵환자군과 대조군의 말초혈액 단구세포를 자극했을 때도 두군에서 모두 유의하게 증가되었다. 결론 : 폐포대식세포와 말초혈액 단구세포에서 분비하는 과산화음이온의 양은 정상인과 폐결핵환자에서 차이가 없었다. 따라서 폐포대식세포에서의 과산화음이온 분비가 부족하여 결핵균이 폐포대식세포내에서 장기간 생존하는 것으로 생각되지 않으며, 오히려 결핵환자의 혈청내에는 말초혈액 단핵구의 과산화음이온 분비를 자극하는 물질이 있을 것으로 생각되나, 정상인 혈청이 과산화음이온 생성에 미치는 효과에 대한 비교 연구가 필요할 것으로 사료된다.