Phosphodiesterase inhibitor(Cilostazol)가 돼지 관동맥 손상 후 혈관의 초기 조직반응에 미치는 영향

Abstract

[한글]

연구목적

세포 내에 cyclic AMP (adenosine mono phosphate)의 증가가 혈관의 병변 형성을 줄일 수 있다는 여러가지 in vitro 결과들에 근거하여 cyclic AMP phosphodiesterase 억제제인 cilostazol의 경구투여로 세포 내 cyclic AMP 농도를 높임으로서 혈관 손상에 대한 반응으로서 혈관 중층 및 외막의 분열능을 억제하리라는 가설 하에, 풍선 및 stunt를 이용한 돼지 관동맥 과팽창 손상 모델을 이용하여 proliferating cell nuclear antigen (PCNA) 염색을 함으로써 cilostazol의 효과를 검증하고자 하였다.

연구방법

체중이 23-38 kg 정도의 16마리의 어린 돼지를 약물투여군과 대조군으로 8마리씩 나누었고, 각각 혈관 손상 후 1일째 및 3일째 희생하는 군으로 4마리씩 나누었다. 약물투여군온 혈관손상을 주기 48시간 전부터 희생 시까지 cilostazol 5mg/kg씩 1일 2회 경구투여

하였으며, 약물투여군과 대조군에 혈관손상을 주기 48시간 전부터 희생 시까지 aspirin을 300 mg/day을 경구투여 하였다. 중막 평활근세포와 외막 섬유아세포의 초기 증식반응에 대한 cilostazol의 효과를 평가하기 위하여 혈관 손상 후 1일째 및 3째 희생하여 조직형

태학적 변화 및 PCNA 면역조직화학적 염색을 시행하여 세포증식지수를 계수하였다.

연구결과

1. 시술 중 사망한 1마리를 제외한 성공적인 시술을 받은 15마리의 돼지는 모두 희생 예정일까지 생존하였다. 약물투여군과 대조군간에 체중의 차이는 없었다.

2. 혈관 조영술상 balloon to artery ratio 및 stent to artery ratio는 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었다.

3. 풍선에 의한 혈관손상으로 IEL 및 중막의 파열 (disruption)은 모든 예에서 관찰되었으며, 두 군간에 혈관 손상의 정도는 유사하였다. Stent에 의한 혈관손상군에서도 Stent wire에 의한 IEL 및 중막의 분열은 모든 절편에서 적어도 하나이상의 부위에서 있었고 EEL의 분열은 개체간에 차이를 보였으나 혈관손상의 정도는 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었다.

4. 풍선에 의하여 손상을 받은 혈관들에서 중막에서의 PCNA 양성인 세포의 백분율은 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었다. 그러나 두 군 모두에서 1일째보다 3일째에 중막에서 PCNA 양상인 세포의 증식이 증가하는 경향을 보였으며, 특히 대조군에서는 3일째 중막에서 PCNA 양성인 세포의 증식이 1일째보다 p값이 0.011로 유의한 증가를 보인 반면에 약물투여군에서는 p값이 0.139로 유의한 증가를 보이지 않았다. 외막에서의 PCNA 양성인 세포의 백분율은 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었고, 두 군 모두에서 1일째보다 3일째에 세포의 증식이 증가하는 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다.

5. Stent에 의하여 손상을 받은 혈관에서는 중막에서 PCNA 양성인 세포의 백분율은 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었고, 두 군 모두에서 1일째보다 3일째에 PCNA 양성 세포가 증가하는 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다. 외막에서의 PCNA 양성인 세포의 백분율은 1일째 및 3일째 약물투여군과 대조군에서 유의한 차이가 없었고, 대조군에서는 1일째와 3일째에 PCNA 양성인 세포의 변화는 없으나 약물투여군에서는 감소하는 경향을 보였으나 유의한 차이는 없었다.

6. 풍선과 stent에 의한 손상 방법에 따른 혈관들의 중막과 외막의 세포증식 정도를 비교하면 1일째 및 3일째 각각 대조군 및 약물투여군 모두에서 풍선손상 군보다는 stent손상 군에서 적은 경향을 보였다.

결론적으로 본 연구에서는 혈관손상 후 1일 및 3일째 혈관 중층 및 외막에서 세포증식의 지수에 있어 ballon 이나 stent에 의한 손상방법에 따른 차이는 관찰되지 않았다. 또한 phosphodiesterase type Ⅲ의 inhibitor인 cilostazol이 풍선 및 stent로 인상 돼지 관동맥 손상모델에서 1일 및 3일째 혈관의 중막 및 외막의 세포증식의 지수를 억제하지 못하였다. 향후 혈관손상 후 cilostazol이 혈관의 조직반응에 미치는 효과를 평가하기 위하여 혈관 손상의 정도를 달리한 차기 연구가 필요하리라 생각된다.

[영문]

Cilostazol, phosphodiesterase inhibitor, might reduce the proliferative responses of the vascular cells to arterial injury by increasing the tissue cAMP level. To evaluate the effect of cilostazol on the medial and adventitial cell proliferation depending on different types of injury in porcine coronary injury model, sixteen juvenile female pigs were allocated into the four study groups (cilostazol, 1 day, n=4; cilostazol, 3 days, n=4; control, 1 day, n=4; control, 3 days, n=4). The oversized balloon injury and oversized stent injury were given to left anterior

descending coronary artery and right coronary artery, respectively. Cilostazol (300 mg/day) was orally administrated with the meal 2 days before injury and throughout the study period. All animals received daily 300 mg aspirin mixed with meal. Animals were killed at days 1 and 3 after injury, and coronary artery segments were studied by immunohistochemical staining against proliferating cell nuclear antigen (PCNA) and histomorphometric analysis.

The results are summarized as follows;

1. There were no differences in body weight, angiographical and hitological injury scores between cilostazol and control groups. One pig died during procedure due to ventricular fibrillation in the 1 day, ci1ostazo1 group.

2. Proliferative index within the media after balloon injuries were not significantly different between the control and cilostazol groups at 1 and 3 days, respectively. In the control group, proliferating cells were significantly increased at day 3 than day 1 (p=0.011).

3. Proliferative index within the adventitia after balloon injuries were not significantly different between the control and cilostazol groups at 1 and 3 days, respectively.

4. Proliferative index within the media and adventitia after stent injuries were not significantly different between the control and cilostazol groups at 1 and 3 days, respectively.

5. Proliferative index within the media and adventitia in the control and cilostazol groups were not significantly different between the balloon and stent injuries at 1 and 3 days, respectively.

In conclusion, cilostazol might not reduce the proliferative responses within the media and adventitia at days 1 and 3 after oversized balloon and stent injury in porcine coronary injury model. And also, the proliferative responses within the media and adventitia at days 1 and 3 after injuries were not significantly

different between the different types of injury (balloon vs. stent).