The Effect of Endotoxin on Gene Expression and Total Amount of Surfactant Protein A

내독소가 Surfactant Protein A의 유전자 발현과 총단백량에 미치는 영향에 관한 실험적 연구

Background : Surfactant protein A (SP-A) is important in the regulation of surfactant secretion, synthesis and recycling. SP-A has important roles in regulating surfactant metabolism as well as in determining surfactant's physical properties. Since systemic sepsis is one of the common causes of acute respiratory distress syndrome (ARDS) and abnormalities in surfactant function have been described in ARDS, the authors investigated the effects of endotoxemia on the accumulation of mRNA encoding SP-A and SP-A protein content. Methods : Adult rats were given various doses of intraperitoneal endotoxin from Salmonella enteritidis and sacrificed at different times. SP-A mRNA was measured by filter hybridization method. Lung SP-A protein content was determined by double sandwich ELISA assay using a polyclonal antiserum raised in rabbits against purified rat SP-A. Results : 1) The accumulation of SP-A mRNA in the endotoxin treated group 24 hours after 2mg/kg and 5mg/kg endotoxin treatments was significantly increased 50.9% and 27.3%, respectively, compared to the control group (P<0.001, P<0.025). 2) The accumulation of SP-A mRNA 24 hours in the 5mg/kg endotoxin treated group was significantly increased by 26.5% compared to the control group (P<0.01). 3) Total amount of lung SP-A was not altered at 24 hours by various doses of treatment. Total lung SP-A content 144 hours after endotoxin administration was significantly decreased by 51.4% compared to the control group (P<0.01). Conclusions : The specific regulation of SP-A by various time course in vivo is evident. The late decline in SP-A protein content was unexpected and suggests that SP-A may be differentially regulated during lung inflammation. The functional significance of these alterations remains to be clarified.

연구배경 : ARDS에 있어서 surfactant의 역할은 복합적이지만 표면장력의 이상이 ARDS의 병태생리에 부분적으로 기여하여 폐탄성의 감소와 환기와 관류사이의 균형을 악화시킨다. SP-A는 surfactant의 분비, 합성 및 재순환에 있어 중요한 역할을 한다. 따라서 ARDS의 주요원인이 되는 내독소가 SP-A에 영향을 미쳐 ARDS로 발전에 기여할 가능성이 높아, 이에 저자들은 ARDS의 중요한 매개물의 하나인 내독소를 실험 동물의 복강내 투여후 내독소의 투여양과 작용시간에 따라 SP-A 유전자와 총 SP-A단백량이 어떻게 발현하는지를 관찰하기 위하여 이 연구를 시행하였다. 방법 : 저자들은 내독소를 백서에 투여후 SP-A의 유전자 발현양상을 filter hybridization방법으로, 총 SP-A단백량을 double sandwich ELISA 방법으로 각각 검색 하고 내독소의 투여양과 작용시간에 따라 SP-A의 실험동물내 유전자 발현과 총 SP-A단백량에 대한 내독소의 효과를 관찰하였다. 결과 : 1) 내독소 투여량에 따른 SP-A mRNA량은 내독소 2mg/kg 및 5mg/kg를 투여한후 24시간에 대조군에 비하여 50.9%, 27.3%가 각각 유의하게 증가하였다(P<0.001, P<0.025). 2) 내독소 작용시간에 따른 SP-A mRNA량은 내독소 5mg/kg를 투여후 24 시간에 대조군에 비하여 26.5%가 유의하게 증가하였다(P<0.01). 3) 폐의 SP-A단백량은 5mg/kg의 내독소투여후 144시간에 대조군에 비하여 51.4%가 유의하게 감소 하였다(P<0.01). 결론 : 이상의 결과는 SP-A mRNA는 내독소의 투여양과 작용시간에 따른 실험동물내 SP-A 유전자의 발현 및 SP-A 단백량의 변화가 특이하다는것을 알 수 있다. 이러한 특이한 SP-A 유전자의 발현양상과 SP-A단백량의 감소가 기능적인 면에서 어떠한 영향을 미치는지에 대해서는 더 연구 할 과제라고 생각된다.