Thioredoxin Peroxidase Manifestation in Radiation-Induced White Rat Lung Tissues

방사선 조사후 손상된 백서 폐조직에서의 Thioredoxin Peroxidase의 발현

Background/Aims: It is well recognized that all aerobic cells have the protective mechanisms in order to minimize the tissue damage induced by various reactive oxygen species(ROS). Thioredoxin peroxidase(TPX) which has been recently identified and characterized functions to convert peroxide to water. The protein is also found in various subtypes(TPX-A & B, MER5, HS22 and HORF-06) and is known to be ubiquitous in most human cells. Especially, ischemic brain injuries, partial hepatectomy and radiation induced DNA damages. In treating lung cancer, radiation therapy has a major place in the local control and the relief of symptoms, but radiation induced free radical injury and resulting pulmonary fibrosis has been the major drawback of the therapy. However, little is known about the protective mechanisms and biologic modulations against radiation-induced tissue damages. Methods: Eighteen mice were divided into six groups, 3 in each group, and fifteen had received 900cGy of radiation. The mice were sacrificed according to the pre determined time schedule; immediate, 1, 2, 3 and 6 weeks after irradiation. Extracts were made from the lungs of each mice, Western blot analysis of various subtypes of TPX were done after SDS-P AGE. Examination of H & E stained slides from the same irradiated specimens and the control specimens were also performed. Results: No difference in the intensity of the immunoreactive bands in the irradiated lung samples of the mice compared to the unirradiated control was observed regardless of the time intervals, although H & E examination of the sample specimens demonstrated progressive fibrotic changes of the irradiated lung samples. Conclusion: In conclusion, according to our data, it is suggested that various thioredoxin peroxidase subtypes and catalase which are known to be increased in many repair processes may not be involved in the repair of the radiation injury to the lung and subsequent fibrosis.

목 적: 산소를 이용하는 세포들은 반응성 산소기(reactive oxygen species, ROS)로 부터 자신을 보호하는 기전을 가지고 있는데, thioredoxin system으로부터 전자를 받아 과산화물을 물로 환원시키는 생화학적 성질을 가진 효모 단백질을 발견하여 이를 thioredoxin peroxidase(TPX)로 명명하였다. 이는 효모 뿐 아니라 체내 여러 장기에 고루 분포되어 있으며, 특허 종양세포에서 유리되는 반응생 산소기를 제거함으로써 종양세포의 발생(initiation), 성장(promotion) 및 전이(metastasis)를 억제하는 역할을 할 것으로 알려져 있으며, 폐암, 유방암 등의 종양세포내에서의 발현이 증가되는 것으로 보고되었다. 한편, 폐암의 치료에 있어서 방사선 치료는 폐암의 국소적 치료 및 증상 경감을 위해 중요한 위치를 차지하고 있으나, 폐의 방사선 치료에 있어 가장 중요한 장애요인은 치료후 발생하는 폐실질의 섬유화로서 방사선 조사후의 산소유리가(free radical) 손상 등에 의한 것으로 알려져 있으며, 이런 섬유화에 관여하는 인자 및 방어기전에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 이에 저자 등은 방사선 조사 후에 백서의 폐조직에서 thioredoxin peroxidase의 아형 및 catalase등이 방사선 조사로 인한 폐손상의 방어기전에 어떤 역할을 하는지 알아보기 위하여 다음과 같은 연구를 시행하였다. 대상 및 방법: 백서 18마리를 각각 3마리씩 6개 군으로 나누었고, 그 중 15마리에 900cGY와 방사선을 조사하였다. 방사선 조사를 받은 백서를 조사직후, 1주후, 2주후, 3주후 및 6주후에 희생시켜 폐조직을 얻었고, 이들 폐조직과 대조군 3마리의 폐조직을 H&E 염색하여 폐섬유화의 정도를 관찰함과 동시에 TPX 아형 및 catalase에 대한 항체로 Western blot analysis를 시행하여 각각의 단백질의 발현정도를 비교하였다. 결 과: 대조군과 비교하여 볼 때 폐조직에서 H&E 염색상 방사선 조사후 시기별로 폐섬유화의 정도가 점차로 진행됨을 볼 수 있었으나, thioredoxin peroxidase 5가지 아형(TPX-A & B, HS22, MER5, HORF-06) 모두 방사선 조사전과 조사후, 시간경과에 따른 면역반응대(immunoreactive band)의 차이를 보이지는 않았다. Catalase 역시 면역반응대의 차이를 보이지 않았다. 결 론: 체내 여러장기, 특히 폐장에 많이 분포하고, 폐암세포에 의한 반응성 산소기(reactive oxygen species)에 의하여 발현이 증가되는 것으로 알려진 thioredoxin peroxidase가 방사선 조사후에 발생한 백서의 폐섬유화에서는 그 발현의 정도가 변하지 않는 것으로 미루어 방사선으로 인한 폐손상의 복원과정에는 관여하지 않는 것으로 생각된다.