The effect of trypsin and chymotrypsin on the chemotaxis and activation of eosinophil

Trypsin과 chymotrypsin이 호산구 화학주성 및 활성화에 미치는 효과

Background : Eosinophilic leukocytes are prominent cellular participants in the pathogenesis of allergic disease and asthma. Chemotaxis is still a very useful method in evaluating the response of human eosinophil to novel modulators. Degranulated mast cells and activated T lymphocytes are responsible for the pathophysiology of asthma and tryptase is one of most important proteases released after activation of mast cells. The purpose of this study was to investigate the actions of trypsin and chymotrypsin on eosinophils in terms of chemotaxis and activation. Method : Eosinophils were isolated by negative immunoselection from the peripheral blood of atopic donors. Chemotaxis was studied by using micro-Boyden chambers and ECP release was assayed by fluoroimmunoassay. Results : Eosinophil showed a chemotactic response to trypsin. Maximal chemotactic response was with $1000{\mu}g/ml$ trypsin ($56.52{\pm}14.50$/HPF) which was comparable to PAP. But chymotrypsin showed no significant chemotactic response to eosinophils. Trypsin at the concentration of 10, 100, $1000{\mu}g/ml$ induced secretion of ECP, which at the concentration of $10{\mu}g/ml$ represented about 2.7 times of the spontaneous rate of release. Soybean protease inhibitor reduced trypsin induced ECP release. Conclusion : Trypsin can induce chemotactic response to eosinophils and activation of eosinophils that can induce secretion of ECP. On the contrary, chymotrypsin showed no direct effect on eosinophils. We propose a role of trypsin on the chemotaxis and activation of eosinophils.

연구배경 : 기관지천식 등의 알레르기 질환의 병인에 호산구는 중요한 역할을 하며 화학주성의 연구는 새로운 변조성분에 대한 호산구의 반응을 평가하는데 in vivo 실험에 앞서 유용한 방법론으로 쓰이고 있다. 탈과립화된 비만세포와 활성화된 T 림프구가 기관지 천식의 병태생리에 관계하며 tryptase는 비만세포의 활성화후 분비되는 단백분해효소 중 하나로써 호산구의 화학주성과 활성화에 영향을 미칠 것으로 생각된다. 본 연구의 목적은 단백분해효소의 대표격인 trypsin과 chymotrypsin이 호산구의 화학주성과 활성화에 어떤 역할을 하는지 알고자 함에 있다. 방법 : 호산구의 분리는 혼합된 과립구로부터 호중구를 제거하는 면역자기방법으로 하였고 화학주성은 multi-well micro-Boyden chamber로 정량하였으며 ECP 유리정량은 fluoroimmunoassay를 이용하였다. 결과 : 호산구는 trypsin에 화학주성을 보였고 최대의 반응이 $1000{\mu}g/ml$에서 $56.52{\pm}14.50$/HPF로 양성대조군인 PAF에 필적하였다. 반면 chymotrypsin에 대해서는 화학주성을 보이지 않았다. Trypsin으로 처리한 호산구의 ECP 분비능은 trypsin 10, 100, $1000{\mu}g/ml$ 농도에서 음성대조군에 비하여 각각 2.7, 3.7, 6배 높았다. Soybean trypsin inhibitor로 전처치하였을 때 ECP의 분비능은 감소되었으며 $1000{\mu}g/ml$ 농도에서 음성대조군과 유의차이가 없었다. 결론 : trypsin은 호산구에 화학주성을 일으킬 수 있으며 호산구를 활성화하여 호산구 과립단백의 하나인 ECP를 분비하게 한다고 사료된다. 반면 chymotrypsin은 호산구에 대한 직접적인 작용은 없는 것으로 보인다.