Study on IL -8 Expression in Peripheral Blood Monocytes

말초 혈액 단핵구에서 IL-8 발현에 관한 연구

Background: Peripheral blood monocytes are important immune effector cells that play a fundamental role in cellular immunity. In addition to their antigen-presenting and phagocytic activities, monocytes/macrophage produce a vast array of regulatory and chemotactic cytokines. Interleukin-8(IL-8), a potent neutrophil-activating and chemotactic peptide, is produced in large quantities by mononuclear phagocytes and may be an important mediator of local and systemic inflammation. Overexpression by IL-8 of such inflammation may be an important step of tissue injury frequently seen in inflammatory reaction. So it could be hypothesized that the agents which block the production of IL-8 can decrease the inflammatory reaction and tissue injury. To evaluate this, we described the effect of Dexamethasone, $PGE_2$, Indomethacin and Interferon-$\gamma$(IFN-$\gamma$) on IL-8 mRNA and protein expression from LPS-stimulated human peripheral blood monocytes(PBMC). Method: PBMC was isolated from healthy volunteers. To evaluate the effect of Dexamethasone, $PGE_2$ & Indomethacin, these drug were treated for 1 hour before and after LPS stimulation and IFN-$\gamma$ was only treated I hour before the LPS stimulation. Northern blot analysis for IL-8 mRNA and ELISA for immunoreactive IL-8 protein in culture supernatant were performed. We repeated above experiment three times for Northern blot analysis and two times for ELISA and got the same result. Results: 1) Pre- and post-treatment of Dexamethasone suppressed both the LPS stimulated IL-8 mRNA expression and IL-8 protein release in PBMC. 2) IFN-$\gamma$ pre-treatment suppressed the IL-8 mRNA expression and IL-8 protein release in unstimulated cells. 3) In LPS stimulated cells, IFN-$\gamma$ suppressed the IL-8 mRNA expression but IL-8 protein release suppression was not observed. 4) $PGE_2$ and Indomethacin exert no effect on the LPS-stimulated IL-8 mRNA and protein expression in concentration used in this experiment ($PGE_2;10^{-6}M$, Indomethacin; $10{\mu}M$). Conclusion: One of the mechanism of antiinflammatory action of Dexamethasone can be explained by the suppressing effect of IL-8 production in some extent and by this antiinflammatory effect, dexamethasone can be used to suppress local and systemic inflammation mediated by IL-8.

연구배경: 말초혈액 단핵구는 정상적인 면역반응에 중요한 세포로서 탐식 기능과 항원 제공 기능외에 다양한 종류의 Cytokine을 생성하며, 이중 IL-8은 호중구에 대한 강력한 주화 작용과 직접적인 활성화 작용 등을 통해서 염증 작용을 증폭시키는 역할을 하는 것으로 알려져 었다. 따라서 IL-8 작용의 억제를 통하여 항염 효과를 기대할 수 있으며, 이러한 작용을 나타낼 것으로 기대되는 Dexamethasone, $PGE_2$, Indomethacin 및 IFN-$\gamma$를 이용하여 이러한 약제들이 말초혈액 단핵구에서 내독소 자극에 의한 IL-8의 생성 자극 효과에 어떤 영향을 미치는 지에 대해서 알아보았다. 방법: 말초혈액 단핵구는 자원자에게서 채취한 혈액을 Ficoll Hypaque density gradient method에 의해서 백혈구 층을 분리한 뒤에 플라스틱 접시에 부착함으로써 분리하였다. Dexamethasone, $PGE_2$, Indomethacin은 내독소로 자극하기 한 시간 전, 후에 처치하였고, IFN-$\gamma$는 내독소로 자극하기 한 시간 전에만 전처치 하였다. 내독소로 자극한 뒤 4시간 뒤에 RNA를 extraction한 뒤 Northern blot analysis를 시행하여 IL-8 mRNA를 분석하였고, 24시간 뒤에 ELISA를 통하여 IL-8 단백을 정량하였다. 이 과정을 3회 반복하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 결과: 1) Dexamethasone의 전, 후 처치는 내독소 자극에 의한 IL-8 mRNA와 단백의 생성을 감소시켰다. 2) IFN-$\gamma$의 단독 투여는 내독소 자극을 받지 않은 군에서 IL-8 mRNA와 단백의 생성을 감소시켰다. 3) 내독소 투여 전에 IFN-$\gamma$를 전 처치 하였을 때, 내독소 단독 투여군에 비해 IL-8 mRNA 발현은 감소하였으나 IL-8 단백의 분비에는 차이가 없었다. 4) $PGE_2$와 Indomethacin은 각각 사용한 농도($10^{-6}M$, $10{\mu}M$)에서는 내독소 자극에 의한 IL-8 mRNA 및 단백의 생성에 별다른 영향을 미치지 못하였다. 결론: Dexamethasone은 말초혈액 단핵구에서 내독소의 자극에 의한 IL-8 mRNA 발현 및 단백의 생성을 억제함으로써 염증 반응을 억제할 것으로 기대된다.