• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제40권3호
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• pp.236-249
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• 1993

연구배경 : 정상 폐상피세포에서는 항상 생성되고 있는 활성산소(oxygen radical)에 의한 유해작용에 노출되어 있고, 이들 유해 산소들은 폐기종과 같은 폐질환의 원인 기전으로 생각되고 있다. 본 연구에서는 이 방법을 이용하여 만든 폐상피세포 단일막에서 전기생리학적인 관점에서 물질의 이동지표인 short-circuit current(Isc)와 조직저항(R)에 대한 활성산소의 하나인 $H_2O_2$(hydrogen peroxide)가 어떤 영향을 미치는지를 연구함으로서 세포생리학적 기전을 구명하고자 한다. 방법 : Tissue culture-treated polycarbonant membrane filter 에서 배양시킨 쥐 제 2 형 폐상피세포 배양 단일막에서 $H_2O_2$의 능동적 이온 이동 (Isc) 과 수동적 용질이동에 대한 조직저항(R)에 미치는 효과를 관찰하였다. 배양 제 3 일과 제 4 일째 단일막을 수정된 Ussing chamber에 설치하고 막 양측에 HEPES-buffered Ringer 용액으로 incubation 하였다. 외부에서 0~100 mM 농도의 $H_2O_2$를 apical 또는 basolateral side에 작용시켜 Isc와 R의 변화를 관찰하였다. 폐상피세포 장벽이 외부의 $H_2O_2$에 대하여 방어작용을 가지는 세포내 catalase 활성도를 측정하고, catalase 억제제인 aminotriazol(ATAZ) 20 mM의 효과도 함께 관찰하였다. 결과 : 이 단일막은 형태학적으로 보아서 in vivo 에서의 포유류 제 1 형 폐상피세포 장벽의 특성을 나타내고 세포들 사이는 tight junction을 이루며(조직저항 R: 2,000 ohm-$cm^2$ 이상) sodium ion의 능동적 이동 (Isc: 5 ${\mu}A/cm^2$)을 보였다. $H_2O_2$는 dose-dependent 양식으로 Isc와 R 모두 감소시켰다. Apical side에 작용하는 $H_2O_2$에 있어서는 60분에 50% 억제하는 농도인 $ED_{50}$는 Isc와 R은 약 4mM 이었으나 basolateral side의 경우는 약 0.04mM 로서 그 작용 강도는 apical에 비하여 약 100배 정도 더 컸다. ATAZ 존재시 apical side의 $ED_{50}$는 0.4mM로 감소하였으나 basolateral side의 경우 변화가 없었다. $H_2O_2$의 제거율은 apical 또는 basolateral side 어느 쪽에 존재하든 같았으며, 세포내 catalase 활성도는세포배양기간이 길어짐에 따라 증가함을 보였다. 결론 : 이상의 실험결과는 basolateral side에 작용하는 $H_2O_2$는 세포내 막구성성분 중 basolateral 측에 존재하는 곳에(예, $Na^+,\;K^+$-APTase) 직접 장애를 미칠 것으로 생각된다. 한편 apical side에 작용하는 $H_2O_2$는 막성분에 도달하기 전에 세포내에 존재하는 catalase에 의하여 대부분 그 작용을 잃게 된다. 결론적으로 Isc와 R로 측정된 폐상피세포 장벽의 특성은 $H_2O_2$에 의하여 손상을 받고 apical side 보다는 basolateral side 측정이 더 손상을 잘 받게 된다.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제58권1호
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• pp.43-53
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• 2005

배 경 : 폐기종에서 발생하는 폐포 파괴의 원인으로서 전통적으로 protease/anti-protease 불균형과 산화성 스트레스가 주요 가설로 여겨져 왔으나 최근 폐포세포의 아포프토시스가 폐포파괴 및 폐기종의 원인이 된다는 이론이 제기되고 있어서 A549 폐상피세포에서 흡연추출물에 의한 세포사의 특성을 규명하고자 본 연구를 시행하였다. 방 법 : A549 폐상피세포주에서 여러 농도의 흡연추출물 및 억제제를 첨가한 후 MTT assay를 잉용하여 세포생존율을 측정하였다. 세포사 분석은 FACScan을 이용한 DNA 분절확인, 전자현미경 검사, Hoecst/PI 이중염색을 이용한 현광현미경 검사를 이용하였고 cyt-ochrome c 유리는 면역형광법을 이용하였다. Bcl-2 과발현세포주를 이용하여 bcl-2의 역할을 확인하였고 p53 Western blot 및 HPV-E6 과발현 세포주를 이용하여 p53의 역할을 확인하였다. 결 과 : A549 세포주에서 흡연추출물에 의한 세포사는 FACScan에서 DNA 분절에 의한 subG1 분획의 확인 및 Hoecst/PI 이중염색 및 현광현미경 소견 상 아포프토시스임이 확인되었고 전자현미경 소견상 저농도에서는 아포프토시스가 발생하지만 고농도에서는 괴사가 발생함을 확인하였다. Cytochrome c가 세포질로 유리됨을 확인하였으나 caspase 억제제에 의해서 세포사가 차단되지 않았다. 흡연추출물에 의한 세포사는 Bcl-2과발현에 의해 억제되었고 p53활성화를 유도하고 p53이 기능적으로 knock-out 된 세포주에서 억제되었다. 결 론 : 흡연추출물에 의한 폐상피세포의 세포사는 저농도에서는 아포프토시스를 고농도에서는 괴사를 유도하고 bcl-2 및 p53 경로가 중요한 역할을 담당하며 이는 폐기종 발생기전에 있어서 폐세포 세포사 이론을 뒷바침하는 자료로 활용될 수 있다고 생각된다.

• Applied Microscopy
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• 제33권1호
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• pp.1-16
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• 2003

급성호흡곤란증후군 (acute respiratory distress syndrome)을 포함한 급성폐손상의 기전을 산화성스트레스와 연관하여 알아보기 위하여 본 연구를 시행하였다. N-nitroso-N-methylurethane (NNNMU)은 실험동물에 있어서 사람에서 보이는 ARDS와 유사한 병리학적인 소견을 보이므로 ARDS의 모델로 사용된다. 본 연구에서는 흰쥐에서 NNNMU로 급성폐손상을 유도한 뒤 이를 Lung weight/Body weight ratio, 폐포세척액(BAL)내의 단백함량을 측정하여 확인하고, 동시에 호중구의 침윤에 의한 산소기형성, 이에 따른 산화성스트레스를 확인하기 위하여 BAL 내의 호중구수의 산정 및 폐장의 MPO 활성도를 측정하였다. 동시에 광학현미경, 전자현미경 및 세포화학적 전자현미경법을 이용하여 호중구에 의한 급성폐손상, 호중구의 침윤 및 미세구조의 변화 및 산소기의 생성을 확인하였다. 대조군에 비하여 NNNMU를 투여한 흰쥐에서는 BAL 내의 단백질이 증가하고 BAL 내의 호중구의 증가, 폐장의 MPO 활성도의 증가로 호중구의 침윤이 증가함을 관찰하였다. 광학현미경상 호중구의 침윤, 폐포내 호중구의 유입 및 vascular cuffing 등이 관찰되었다. 전자현미경 소견상 제2형 폐포세포는 산화성 스트레스의 전형적 소견을 보이고 조직의 손상은 호중구에 의한 손상으로 생각되었으며 세포화학적 전자현미경법으로 산소기의 생성이 증가됨을 확인하였다. 이러한 결과들을 종합할 때 NNNMU에 의한 급성폐손상은 호중구의 산소기 생성에 의한 산화성스트레스에 의한 것으로 생각되었다.

• Applied Microscopy
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• 제34권1호
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• pp.31-42
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• 2004

급성폐손상 중 가장 심한 형태인 급성호흡곤란증후군(ARDS)의 원형으로 사용되는 패혈증 모델에서 $PLA_2$의 억제제로 알려진 flavonoid 계열의 rutin이 폐장에 미치는 효과를 확인해봄으로써 ARDS의 치료제로써의 가능성을 검토하고자 하였다. 본 실험 결과 각 group간 폐장의 무게는 내독소 투여군이 대조군보다 현저히 높게 나타났으며, rutin을 전처리한 군은 내독소 투여군과 비교하여 폐장의 무게가 감소하였다. 또, MPO, 폐포세척액(BALF)내 단백함량과 호중구의 수를 측정한 결과, 내독소를 투여한 군은 대조군보다 증가하였으나 rutin을 전처리한 군은 현저히 감소하였고, 조직학적 및 미세구조적 관찰에서도 내독소를 투여한 군에서 나타나는 혈관주위의 부종, 폐포강내의 호중구의 축적 및 무기폐, 폐포세포의 괴사와 lamellar body의 공포화 현상과 같은 전반적인 병리학적 소견이 감소하였다. 폐장내 산소기 형성의 관찰 결과, rutin 투여군에서는 내독소 군에 비해 cerrous perhydroxide granules이 감소함으로써 rutin에 의해 산소기의 형성이 감소하였음을 확인하였다. 이러한 실험 결과를 종합하여 볼 때 내독소에 의한 급성폐손상은 호중구의 활성화에 따른 산화적 스트레스 때문이라고 사료된다. 뿐만 아니라 $PLA_2$의 억제제인 rutin을 전처리함으로써 폐장의 손상이 유의하게 감소하였다는 점은 $PLA_2$가 호중구의 활성화에 매우 중요한 인자라고 생각되며, 기존의 사용되어지고 있는 ARDS의 치료법은 효과가 크지 않으므로 본 실험 결과 입증되어진 rutin은 앞으로 ARDS의 효과적인 치료제로써 사용될 수 있는 가능성이 매우 높다고 사료된다.. 반면 selenium 용액을 비강점막에 직접 도포한 i.n 실험군에서는 i.p 실험군과 같이 후각점막에서 강한 AMG 반응이 관찰되었을 뿐만 아니라 이러한 반응이 기저막내 후각실의 주행을 따라 관찰되었다. 투과전자현미경으로 관찰된 후각상피에서는 AMG 과립이 지지세포의 세포 상층부에서 관찰되는 분비과립에 국한되는 소견이며, 이곳에서 관찰된 AMG은 과립(silver grains)은 원형 또는 난원형으로 그 크기는 다양하였다. 반면 세포체 하부에서 관찰된 AMG grains은 주로 용해소체위에서 밀집되어 관찰되었으며, 핵주변부 및 세포사이공간(intercellular space)에서는 AMG grains이 낱개로 구분, 관찰되었다. 한편 i.n 실험군에서 관찰된 후각점막의 전반적인 구조가 손상된 소견을 보였으며, 지지세포의 위쪽에서는 전자밀도가 높고 간상의 crystalloid structure가 다수 관찰되었고, 이들 구조에 다수의 AMG 과립이 붙어 있었다. 본 연구의 결과를 요약하면 랫드 후각점막에 존재하는 zinc는 지지세포의 분비과립과 후각세포의 축삭다발인 후각실에서 관찰되었는데 이는 zinc가 후각기능과 매우 밀접한 관련있음을 시사하며, 이는 향후 후각기능과 zinc의 연관성을 연구하는데 소중한 자료가 될 것으로 믿는다. 또한 본 연구의 결과는 후각점막의 이상으로 나타나는 여러 가지 질환의 병리에서 zinc가 영위하는 신경생물학적 기능을 밝히는데 유용한 기초자료가 될 수 있을 것으로 기대한다.과 호르몬의 주기적인 분비에 영향을 주는 것으로 나타났다.%o보다 20%o, 30%o에 적응(適應)된 개체의 신장조직(腎臟組織)에서 더많이 발생되었다. 틸라피아의 신사구체(腎絲球體)는 담수(淡水)에서 10%o의 해수(海水)로 이주된지 14일(日) 이후에

• 대한수의학회지
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• 제31권4호
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• pp.367-379
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• 1991

The purpose of this study was to investigate the effect of antioxidants (vitamin E, selenium, and coenzyme $Q_{10}$) on the bleomycin-induced pulmonary lesions in male rats. Sprague-Dawley male rats were divided into 4 treatment groups ($T_1$, $T_2$, $T_3$, $T_4$) and 4 control groups ($C_1$, $C_1$, $C_3$, $C_4$). The treatment groups of rats weie given a single intratracheal dose of bleomycin (1.5 units/rat) and control groups of rats were given a single intratracheal dose of normal saline (0.15ml/rat). The rats in the $T_1$ group and $C_1$, group were dosed with normal saline (0.5ml/kg/day), the rats in the $T_2$ group and $C_2$ group were dosed with vitamin E (50mg/kg/day), the rats in the $T_3$ group and $C_3$ group were dosed with sodium selenite (3mg/kg/day) and the rats in the $T_4$ gronp and $C_4$ group were dosed with coenzyme $Q_{10}$ (2.5mg/kg/day) intraperitoneally for 7 days or 14 days, respectively. Animals were killed at 7th and 14th day after dosing with bleomycin or saline. The results obtained were as follows: 1. Lung wet weight of treatment groups of rats was increased significantly while body weight gain of them was decreased significantly in comparison with that of control groups of rats (p<0.01). 2. The ratio(%) of lung wet weight to final body weight of treatment groups of rats was increased significantly in comparison with that of control groups of rats (p<0.01). 3. The main histopathological findings of lungs observed in rats at 7th day after dosing with bleomycin were proliferation of the type II alveolar epithelial cells and fibroblasts, increased invading of macrophages into lesions, round cell infiltration and perivascular edema. 4. Lung fibrous tissues were markedly increased in rats observed at 14th day after dosing with bleomycin. 5. Pumonary lesions observed in rats dosed with bleomycin and antioxidants(vitamin E, selenium, coenzyme $Q_{10}$) were not significantly different from those of rats given bleomycin alone.

• Tuberculosis and Respiratory Diseases
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• 제48권2호
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• pp.246-259
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• 2000

연구배경: 패혈증에 의해 발병하는 ARDS의 기전은 아직까지 명확히 알려져 있지 않다. 특히 패혈증시 폐 혈관내피세포 및 제 1, 2형 폐포세포의 손상이 호중구의 respiratory burst에 따른 oxidative stress에 의한 것인지는 아직도 논란의 대상이다. 또한 이때 oxidative stress의 직접적인 원인인 산소기 생성기전도 명확하지가 않다. 본 연구에서는 패혈증에 의한 ARDS 발병기전을 $PLA_2$의 작용과 호중구의 산소기 생성을 연관시켜 알아보고자 하였다. 방 법: Sprague-Dawley종 흰쥐에서 diethylmaleate(DEM)를 이용하여 glutathione을 고갈시킨 뒤 내독소를 기도 내로 분무하여 급성 폐손상을 유발하였다. 이때 oxidative stress를 평가할 수 있는 방법들, 즉 단백누출지수, 폐세척액 내 단백함량, 폐장 내 myelo-peroxidase(MPO)의 활동도 malondialdehyde(MDA)의 측정 및 GGT의 활성도를 측정하고 동시에 oxidative stress에 관여하는 $PLA_2$의 역할을 확인하기 위하여 비특이적 $PLA_2$ 억제제인 mepacrine(50mg/kg)을 복강 내 투여한 후 폐장 내 $PLA_2$의 활성도를 측정하였다. 또한 미세구조적 변화 및 세포화학적인 방법을 통해 조직 내 산소기의 생성을 확인, 비교하여 산소기 형성에 관여하는 $PLA_2$의 역할을 규명하였다. 결 과: Diethylmaleate에 의해 폐장 내 glutathione을 고갈시킨 뒤 내독소를 투여한 흰쥐에서, 내독소는 폐장 내 현저한 조직의 손상을 유발하였고, 동시에 oxidative stress의 증가를 관찰하였다. 즉 lipid peroxidation의 증가 및 GGT 활성도의 증가를 관찰하였다. 이러한 변화들은 폐장 내 호중구 침윤의 증가 및 $PLA_2$ 활성도와 관계가 있음을 확인하였고, 미세구조적 및 세포화학적인 방법으로 조직 내의 산소기 형성의 증가도 관찰하였다. 이러한 변화들이 비특이적 $PLA_2$ 억제제인 mepacrine의 작용에 의해 감소하는 것으로 미루어 보아 $PLA_2$가 내독소에 의한 oxidative stress에 관여한다고 생각되었다. 결 론: 내독소에 의해 유발되는 급성 폐손상에서 조직손상의 원인은 호중구의 respiratory burst에 따른 oxidative stress임을 확인하였고 이때 oxidative stress에 $PLA_2$의 활성화에 따라 생성되는 지질분자가 그 원인으로 사료되었다.