The Expression of Cytokines in the Airways from Patients with Bronchial Asthma

천식환자의 기도내 Cytokines 표현에 대한 연구

Background: It has been well known that bronchial asthma is a chronic inflammatory disorder. The "activation" of lymphocytes has a significant role in the pathogenesis of bronchial asthma. Among these lymphocytes, TH2-like rather than TH1-like lymphoytes are activated in the bronchial tissues from patients with atopic bronchial asthma. However, the difference of cytokines expression is not well documented between the atopic normal subjects and atopic asthmatics. Methods: Bronchial tissues were obtained from the tweleve atopic and non-atpoic asthmatics and tweleve atopic and non-atopic healthy subjects for in stiu hybridizatin of IL-2, IL-4, IL-5, and INF-$\gamma$. The probe of cytokines were tagged with digoxigenin by random priming method. Results: The infiltration of many inflammatory cells on submucosa and denuded epithelium were observed in the bronchial tissue from patients with bronchial asthma. The RNase-treated bronchial tissues did not have the brown signal on the tissue, but, RNasc-untreated bronchial tissues had the positive brown signal on the inflammatory cells under the basement membrane. The IL-2 positive signals were detected in 2 cases, IFN-$\gamma$ in 1 casc, IL-4 in 2 cases, IL-5 in 2 cases among 6 non-atopic healthy subjects. The atopic healthy subjects showed 1 case of positive signal of IL-2 and IFN-$\gamma$, but did not show any signals of IL-4 and IL-5. The positive signals of IL-2 were detected in 4 cases among 6 atopic and 6 non-atopic asthmatics, 2 cases and 1 case of IFN-$\gamma$ respectively, 4 cases and 3 cases of IL-4 respectively, 4 cases and 3 cases of IL-5 respectively. Conclusion: The lymphocytes were activated in the bronchus of asthmatics. Among lymphocytes, TH2-like lymphocytes may be involved in the pathogenesis of bronchial asthma. However, futher study with immunohistochemical stain may be necessary for defining the source of cytokines, because of TH2-like lymphocytes were also activated in some atopic healthy subjects.

연구배경: 기관지 천식은 기도의 만성 염증성 질환으로 밝혀지고 있으며, 기관지 천식의 병인에 림프구의 "활성화"가 주요한 역할을 할 것으로 추정되고 있다. 이들 림프구중 TH1 림프구보다 TH2 림프구의 활성화가 아토피 천식환자의 기도에서 증명된 바 있다. 하지만, 아토피 정상인과 아토피 천식환자 사이의 cytokine 발현 차이는 잘 알려져 있지 않다. 방법: 아토피 혹은 비아토피 천식환자 각각 6명, 아토피성 정상인, 비아토피성 정상인 각각 6명을 대상으로 기관지 조직을 획득하여 동결절편으로 in situ hybridization을 시행하였다. 사용된 cytokine은 IL-4, IL-5, INF-$\gamma$와 IL-2 였으며, probe의 제조는 random priming을 이용하여 digoxigenin을 부착시켜 사용하였다. 결과: 기관지 천식 환자의 기관지 조직은 상피세포의 탈락이 관찰되고 림프구를 포함한 다양한 염증 세포의 침윤이 기저막 하부에서 관찰되었다. 기관지 조직에서의 음성 대조군으로 RNase를 처리한 경우는 갈색의 음영이 관찰되지 않으나, RNase를 처리하지 않는 조직은 기저막 하부의 염증세포에서 갈색의 음영이 관찰되었다. 정상 대조군 6예 중 IL-2는 2예, INF-$\gamma$; 1예, IL-4;2예, IL-5는 2예에서 각각 관찰되었고, 아토피 대조군은 IL-2 1예, INF-$\gamma$;1예, IL-4와 IL-5는 한 예에서도 관찰되지 않았다. 아토피성 기관지 천식군 6예에서 IL-2는 4예, IFN-$\gamma$; 2예, IL-4; 4예, IL-5는 4예에서 관찰되었으며, 비아토피성 기관지 천식군에서는 IL-2 4예, IFN-$\gamma$;1예, IL-4; 3예, IL-5; 3예가 관찰되었다. 결론: 기관지 천식환자의 기관지내의 림프구는 활성화되어 있고, 아토피성 기관지 천식환자의 병인에 TH2-like 림프구가 관여할 것으로 추측되지만, 일부 아토피성 정상인에서의 기관지에서도 TH2-like 림프구가 활성화되어 있는 것으로 보아 추후 면역조직화학 염색을 이용한 연구가 필요할 것으로 사료된다.