정상 사람 코점막 상피세포에서 스테로이드 홀몬의 속효성, 비유전적 효과에 의한 세포내 칼슘농도와 점액 분비량의 감소작용

Abstract

[한글]

기도점액 과분비는 여러 상, 하기도 질환의 중요한 임상증상으로 아직 유용한 약물이 몇 없는 상황으로 그 중 스테로이드 홀몬이 가장 효과적인 기도점액 분비조절 약물로 알려져 있다. 일반적으로 스테로이드 홀몬은 핵전사에 의한 유전적 기전을 통해 생리적 효과를 나타낸다고 기술되어왔다. 그러나 근래에 들어 또 다른 기전으로서 속효성, 비유전적 효과가 있음을 알게되었고, 이것이 세포내 칼슘 신호전달체계를 경유하고 있음을 알게 되었다. 이에 본 저자들은 사람 코점막 상피세포에서 스테로이드의 속효성, 비유전적효과를 알아보고자 하였다. 배양된 정상 사람 코점막 상피세포에 대표적인 점액분비 촉진제인 ATP로 자극한 후 세포내 칼슘 농도와 점액 분비량의 변화량을 측정하고, 이를 스테로이드 홀몬인 dexamethasone과 aldosterone을 각각 전처치한 후 ATP를 자극하여 측정한 세포내 칼슘 농도와 점액 분비량의 변화량을 비교하였다. 세포내 칼슘 농도의 변화량은 형광 이미지 시스템을 사용하였고, 점액 분비량의 변화량은 효소결합면역흡착검사를 이용하였다. 또한 스테로이드 홀몬의 비유전적 효과를 증명하기 위해 역전사 연쇄중합반응을 이용하여 MUC5AC의 표현 감소 여부를 측정하였다. 실험결과 dexamethasone과 aldosterone은 정상 사람 코점막 상피세포에서 ATP에 의한 세포내 칼슘농도의 상승을 부분 억제하였으며, 점액 분비량의 감소도 초래하였다. 또한 10분, 24시간 dexamethasone 전처치군에서 MUC5AC의 표현여부를 실험한 결과 10분 전치치군은 MUC5AC의 표현감소가 없음을 통해 비유전적 효과에 의한 것임을 증명하였다. 본 저자들은 이번 연구를 통해 정상 사람 코점막 상피세포에서 dexamethasone과 aldosterone의 속효성, 비유전적 효과에 의한 항분비 효과를 확인하였고, 이를 속효성의 항분비 제제(antisecretory drug) 개발에 있어서 하나의 연구모델로 제시하는 바이다.

[영문]Airway mucus hypersecretion is one of the major clinical manifestation of patients suffering from various upper or lower respiratory tract diseases. but unfortunately, no drugs are yet available to control airway mucus hypersecretion. Although current pharmacological approaches to airway mucus production are limited, among a few useful drugs, steroid hormones seem to be the most effective. The effect of steroid hormones is classically described as a genomic mechanism involving nucleus transcription. but there is growing evidence for rapid, non-genomic effect of steroid hormones through various second messenger systems and ion transporters. In order to investigate a possible rapid, non-genomic effect of dexamethasone and aldosterone in cultured normal human nasal epithelial(NHNE) cell, effect of dexamethasone and aldosterone was tested on the intracellular calcium response(Δ[Ca2+]i) and mucin secretion to external ATP, a known secretagogue in airway epithelial cells, with fluorescence imaging system and ELISA, respectively. Also, we demonstrated the effect of dexamethasone on mRNA expression of MUC5AC mucin gene for evidence of the existence of non-genomic mechanism of steroid hormones in NHNE cells. Pretreatment with dexamethasone or aldosterone with various concentration and duration caused a reduction in the Δ[Ca2+]i and mucin secretion to ATP. In RT-PCR, 10 minutes dexamethasone pretreatment did not attenutate mRNA expression of MUC5AC mucin gene. but 24 hours dexamethasone pretreatment attenuate it. These data indicate that a few minutes steroid hormone pretreatment decrease the Δ[Ca2+]i and mucin secretion via a non-genomic mechanism. In this study, We confirmed the rapid, non-genomic effect of steroid hormones in NHNE cells and suggest this study model for the research of the development of antisecretory drug, which have rapid effect.