Effect of Doxycycline on the Acute Lung Injury Induced by Gut Ischemia/Reperfusion

Background : Phospholipase $A_2$ ($PLA_2$) has been known to be involved in the pathogenesis of acute lung injury (ALI) including ARDS. Since doxycycline has the property of inhibiting secretory group II $PLA_2$, the therapeutic effect of doxycycline hyclate was investigated for gut ischemia/reperfusion (I/R)-induced ALI in Sprague-Dawley rats. Methods : ALI was induced in Sprague-Dawley rats by clamping of the superior mesenteric artery for 60 min, followed by 120 min of reperfusion. To confirm the pathogenetic mechanisms of this ALI associated with neutrophilic oxidative stress, we measured bronchoalveolar lavage (BAL) protein content and lung MPO, and performed cyto-chemical electron microscopy for detection of free radicals, assay of $PLA_2$ activity and cytochrome-c reduction assay. Results : In gut I/R-induced ALI rats, protein leakage, pulmonary neutrophil accumulation, free radical production and lung $PLA_2$ activity were all increased. These effects were reversed by doxycycline hyclate. Conclusion : Doxycycline appears to be effective in ameliorating the gut I/R-induced ALI by inhibiting $PLA_2$, thereby decreasing the production of free radicals from neutrophils.

장의 재관류로 유도된 급성폐손상에서의 Doxycyclin의 효과

연구배경 : 장의 재관류로 발생하는 급성폐손상에서 group II $PLA_2$의 억제제로 알려진 doxycyclin의 치료효과와 그 작용기전을 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. 특히 장의 재관류에 의한 급성폐손상이 호중구에 의한 산화성 스트레스에 의하며 이 과정에서 group II $PLA_2$가 관여한다는 사실에 근거하여 doxycyclin의 산화성 스트레스억제를 확인하는 것이 본 연구의 목적이었다. 방법 : 체중 300g 내외의 Sprague-Dawley 흰쥐에서 상장간막동맥을 60분간 clamp한 뒤 120분간의 재관류를 시키면 급성폐손상이 유도된다. 이때 호중구에 의한 산화성스트레스가 유발되고 여기에 $PLA_2$가 관여하는 것을 관찰하기위해 lung leak, lung MPO 활성도, CeCl3 cytochemical electron microscopy, cytochrome-c reduction assay 및 lung $PLA_2$ 활성도를 측정하였다. 또한 doxycyclin의 효과를 확인하기 위하여 doxycyclin hyclate(10mg/kg)를 복강내 주사한 뒤 위에서 언급한 모든 parameter를 측정, 비교하였다. 결과 : 장의 재관류로 유도된 급성폐손상에서 doxycyclin은 폐손상을 감소시켰는데 이것은 doxycyclin에 의한 lung MPO, 산소기생성, lung $PLA_2$ 활동도의 감소에 의한 것으로 생각되었다. 결론 : 장의 재관류로 유도된 급성폐손상은 호중구에서 생성되는 산소기, 특히 $PLA_2$의 활성화에 의해 생성된 산소기에 의한 것으로 생각되며 이때 doxycyclin은 $PLA_2$를 억제하여 산화성 스트레스를 감소시킴으로서 폐손상의 감소를 가져오는 것으로 생각된다.