Eotaxin mRNA Expression in Bronchial Mucosa of Patients with Asthma

천식 환자의 기관지 조직에서 Eotaxin mRNA 발현에 관한 연구

Background: Asthma is a chronic inflammatory disease of the airways characterized by a marked infiltration of eosinophils in the bronchial mucosa. Asthmatic bronchial mucosa produces many factors described as being chemotactic for inflammatory cells. IL-5, RANTES, and MCP-1 alpha are the chemotactic factors for eosinophils, but their roles are controversial. Recently eotaxin that is a potent eosinophil chemoattractant cytokine was detected in a guinea-pig model of allergic airway inflammation, and human eotaxin was cloned. Eotaxin is a specific chemoattractant for eosinophils, but its role in asthma is not confirmed. We examined the in vivo expression of eotaxin in bronchi of asthmatic patients. Methods : 11 asthmatics and 2 normal controls were enrolled. All subjects were underwent bronchoscopy with bronchial biopsies in 2nd or 3rd carina. RNA extraction from biopsy samples was done by acid-guanidium method. Semi-quantitaive RT-PCR was done for evaluation of eotaxin mRNA expression The extent of eosinophil infiltration was evaluated by counting the eosinophils in submucosa in HPF of microscope. Results : Eotaxin mRNA expressed in symptomatic, uncontrolled asthma. Steroid inhibited expression of eotaxin mRNA in asthma. Expression of eotaxin mRNA correlated with eosinophil infiltration in bronchial tissues. Conclusion: Expression of eotaxin mRNA increases in uncontrolled asthma and eotaxin is involved in the recruitment of eosinophils.

연구배경: 천식은 기관지에 호산구의 침착을 동반한 염증을 특징으로 한다. 말초 혈액에 존재하던 호산구가 천식 반응시 기관지 조직 내로 침착되는 과정에는 여러 종류의 호산구 화학 주성인자들이 관여한다. Chemokines은 염증 부위에 백혈구를 동원시키는 중요한 화학 주성 물질 중의 하나이다. 호산구 화학 주성에 관여하는 chemokines으로는 RANTES, MCP-3 등이 있지만 호산구뿐 아니라 다른 종류의 세포에도 작용한다. 최근에 호산구에만 특이적으로 작용하여 조직에 호산구의 침착을 유도하는 새로운 chemokine인 eotaxin이 cloning되었으며 호산구가 혈중에 증가되거나 조직에 침착하는 여러 알러지 질환의 중요한 매개불질로 연구되고 있다. 최근 연구에 의하면 사람에서의 eotaxin은 호산구의 강력한 화학 주성 물질로 조직내의 호산구 침착의 주요 원인이며 천식에서 중요한 매개물질일 것으로 추측된다. 따라서 본 연구에서는 천식 환자의 기관지 조직에서 eotaxin mRNA의 발현을 조사하고 기관지 조직 내 호산구의 침착과의 관계를 조사하였다. 연구방법: 최근 수개월간 특별한 치료없이 폐기능의 저하와 천식 증상을 갖고 있었던 천식 환자 4예(A 군), 흡입용 혹은 경구용 스테로이드 사용을 유지하면서 정상 범위의 폐기능을 유지하고 증상이 없었던 천식 환자 3예(B 군), 정상 대조군 2예(C 군), 최근 3개월 이상 어떤 천식 치료제를 사용하지 않고도 정상 범위의 폐기능을 유지하고 증상이 없었던 천식 환자 2예(D군), 천식의 악화로 입원하여 기관지 확장제와 경구용 혹은 정맥용 스테로이드를 10일 이내 사용하여 증상은 호전되었으나 폐기능의 저하를 보였던 2예(E 군)를 대상으로 하였다. 모든 대상 환자는 기관지 내시경을 이용하여 기관지 조직 검사를 시행했다. 조직에서 분리된 RNA로 부터 semi-quantitative RT-PCR를 시행하였다. 양성 대조군인 GAPDH mRNA에 대한 eotaxin mRNA의 비(ratio)를 densitometer를 이용하여 정량화하여 eotaxin mRNA의 발현을 간접적으로 측정하였다. Eotaxin mRNA의 발현과 기관지 조직내의 호산구 침착 정도의 상호 관계를 관찰하였다. 결 과: Eotaxin mRNA의 발현은 최근 수개월간 특별한 치료 없이 폐기능의 저하와 천식 증상을 갖고 있었던 현증 천식 환자 4예(A 군), 최근 수개월간 천식 치료를 받지 않았지만 천식 증상이 없었던 2예 중 1예(D군), 천식이 악화되어 경구 혹은 정맥 스테로이드를 10일간 사용하였던 2예(E 군)에서 나타났다. Densitometer로 eotaxin mRNA의 발현을 측정한 결과 A군은 4예 모두에서 높았으며 D, E 군은 상대적으로 낮았다. Submucosa 내의 호산구 침착과 eotaxin mRNA의 발현은 상관 관계가 있었다 결 론: 천식환자 기도에서 eotaxin의 발현은 증가되며 호산구의 기도내 침착을 유도하는 화학 주성 물질로 생각된다. 따라서 기도내 eotaxin mRNA의 발현은 천식의 발병의 중요한 요인으로 사료된다.