Abstract
Background : Eotaxin a CC chemokine specific for eosinophils, is implicated in the pathogenesis of asthma by recruiting eosinophils into the airways. Theophylline has been used for the treatment of asthma and recently was proposed to have an anti-inflammatory action. The aim of this study is to examine whether theophylline may inhibit the eosinophilic airway inflammation by reducing the expression of eotaxin. Methods : The expression of eotaxin mRNA was assessed by Northern analysis in A549 cells 4 h after stimulation with TNF-$\alpha$ or IL-1$\beta$. And then, theophylline was added to A549 cells stimulated with 0.1 ng/mL IL-1$\beta$. Results : Eotaxin mRNA expression rates induced by 0.1, 1, 10 ng/mL TNF-$\alpha$ as compared with $\beta$-actin, were 7%, 22%. 28%, respectively. Eotaxin mRNA expression rates induced by 0.01, 0.1, 1, 10 ng/mL IL-1$\beta$, as compared with $\beta$-actin, were 10%, 42%, 63%, 72%, respectively. Eotaxin mRNA expression rates after the addition of 0, 0.001, 0.01, 0.1 ${\mu}M$ dexamethasone induced by 10 ng/mL TNF-$\alpha$ as compared with $\beta$-actin, were 27%, 18%, 8%, respectively. Eotaxin mRNA expression rate after the addition of 0, 0.001, 0.01, 0.1 ${\mu}M$ dexamethasone induced by 0.1 ng/mL IL-1$\beta$ as compared with $\beta$-actin, were 43%, 47%, 12%, 8%, respectively. Eotaxin mRNA expression rates after the addition of 0, 0.001, 0.01, 0.1, 1, 10 mM theophylline induced by 0.1 ng/mL IL-1$\beta$, as compared with $\beta$-actin, were 48%, 40%, 33%, 22%, 16%, 14%, respectively. Conclusion : These results suggest that theophylline may reduce eosinophil infiltration of the airway at least in part by reducing the expression of eotaxin under the conditions of these experiments.
연구배경 : 기도의 알레르기성 질환에서는 기도점막에 발생하는 염증 특히 호산구의 집결 및 침윤의 역할이 중요하다. Eotaxin은 CC chemokine으로서 호산구에만 선택적으로 작용하여 조직으로의 호산구의 집결을 유도한다. Theophylline의 항염증작용은 기관지천식 치료에 중요한 기전의 하나로 생각되며 특히 호산구성 기도염증에 관여하는 여러 인자들을 조절하는 작용이 중요하다. 본 연구는 theophylline의 향염증작용이 eotaxin mRNA의 발현 억제를 통해 이루어지는지 알아보고자 하였다. 방법 : A549 세포를 배양하여 IL-$\beta$ 또는 TNF-$\alpha$로 자극한 후 Northern blot analysis를 시행하여 eotaxin mRNA의 발현율 관찰하였다. 그 후에 theophylline을 가하여 발현을 관찰하였다. 결과 : A549 세포에서 cytokine으로 유도된 eotaxin mRNA의 발현은 TNF-$\alpha$ 자극 후 $\beta$-actin과 비교한 발현율은 0.1, 1, 10 ng/mL의 농도에서 각각 7%, 22%, 28% 였고 IL-$\beta$ 자극 후 0.01, 0.1, 1, 10 ng/mL의 농도에서 각각 10%, 42%, 63%. 72%로서 cytokine의 농도가 증가할수록 eotaxin mRNA의 발현이 증가하였다. Dexamethasone투여 후 eotaxin mRNA의 발현율은 TNF-$\alpha$로 자극한 경우 0, 0.001, 0.01 ${\mu}M$의 dexamethasone농도에서 각각 27%, 18%, 8% 였고 IL-$\beta$로 자극한 경우 0, 0.001, 0.01, 0.1 ${\mu}M$의 농도에서 각각 43%, 47%, 12%, 8%로서 dexamethasone의 농도가 증가함에 따라 발현이 감소되었다. Theophylline 투여 후 IL-$\beta$로 자극한 경우 eotaxin mRNA의 발현율은 0, 0. 001, 0.01, 0.1, 1, 10 mM의 theophylline농도에서 각각 48%, 40%, 33%, 22%, 16%, 14% 로서 theophylline의 농도가 증가함에 따라 발현이 감소되었다. 결론 : Theophylline의 항호산구성 염증작용은 eotaxin mRNA의 발현을 억제함으로써 이루어짐을 알 수 있었다.