알레르기 염증반응에서 혈관 내피세포 유착분자 발현에 미치는 활성산소종의 역할

Abstract

[한글]아토피 피부염과 같은 알레르기 질환의 염증반응에서 여러가지 사이토카인에 의해 혈관 내피세포가 활성화되어 T림프구 등의 염증세포가 혈관 내피세포에 유착되는 과정은 필수적인 과정이다. 여러가지 사이토카인이 이러한 혈관 내피세포 유착분자의 발현의 조절에 중요한 역할을 하며 이 과정에서 활성산소종의 역할이 매우 중요할 것임을 시사하는 연구결과들이 보고되고 있다.

본 연구에서는 알레르기 염증반응에 관여하는 사이토카인들이 혈관 내피세포의 활성산소종 생성에 미치는 효과와 활성산소종이 혈관 내피세포 유착분자인 ICAM-1, VCAM-1 및 E-selectin의 발현에 미치는 영향을 규명하여 알레르기 염증반응에서 새로운 기전을 밝히고자 하였다. 배양한 인체진피 미세혈관 내피세포(human dermal microvascular endothelial cells:HDMEC)에 IL-1α, TNF-α, IL-4 및 IL-13 등의 사이토카인을 처치한 후 면역형광 유량세포분석과 효소면역표지법을 이용하여 활성산소종과 유착분자 발현정도를 측정하였다.

배양한 HDMEC에 IL-1α, TNF-α, IL-4 및 IL-13을 처치한 후 활성산소종의 생성이 증가되었으며 IL-1α, TNF-α 처치후에 ICAM-1, VCAM-1 및 E-selectin 발현이 증가하거나 유도되었고, IL-4, IL-13 처치후에는 VCAM-1의 발현만 유도되었다. 또한 H2O2를 직접 처치한 후 ICAM-1, VCAM-1 및 E-selectin의 발현이 유도 혹은 증가하였으나 H2O2와 사이토카인을 동시에 처치시에는 사이토카인 단독 처치시에 비해 HDMEC 유착분자 발현에 뚜렷한 차이가 없었다. 또한 여러가지 항산화제를 처치한 후 사이토카인에 의한 혈관 내피세포 유착분자의 발현이 억제되었다.

따라서 IL-1α, TNF-α, IL-4 및 IL-13에 의한 ICAM-1, VCAM-1 및 E-selectin의 발현과정에 활성산소종이 중요한 역할을 하며 이러한 사실은 앞으로 알레르기 질환의 새로운 치료적 접근방법으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

[영문]In the pathogenesis of allergic diseases, such as atopic dermatitis, the expression of adhesion molecules and subsequent adhesion of inflammatory cells to endothelial cells is necessary. It is known that reactive oxygen species(ROS) are important second messengers in this process. We studied the effect of allergic reaction-related cytokines on production of ROS and the role of ROS in the expression of adhesion molecules in HDMEC. ROS and adhesion molecules were determined by FACstar and ELISA, respectively after stimulation with IL-1α, TNF-α, IL-4 and IL-13.

Stimulation of HDMEC with IL-1α, TNF-α, IL-4 and IL-13 increased production of ROS. The expression of ICAM-1, VCAM-1 and E-selectin was upregulated or induced by IL-1α, TNF-α and the expression of VCAM-1 was induced by IL-4, IL-13. Stimulation of HDMEC with H2O2 upregulated or induced the expression of ICAM-1, VCAM-1 and E-selectin but there was no synergistic effect between cytokines and H2O2. The expression of adhesion molecules upregulated or induced by cytokines was inhibited by antioxidants.

These findings suggest that ROS play an important role in the expression of ICAM-1, VCAM-1 and E-selectin induced by allergic reaction-related cytokines and pharmaceutical approaches manipulating reduction-oxidation mechanism would be a new therapeutic approach for allergic diseases.