Protease-Activated Receptor 활성화가 급성췌장염의 병태생리에 미치는 영향

Abstract

[한글]

Protease-actvated receptor(PAR)가 cloning된 이후로 PAR1부터 PAR4까지 4가지 아형이 cloning되었다. 그중 PAR1, PAR3, PAR4는 혈액의 thrombin에 의해, 그리고 PAR2는 췌장 trypsin에 의해 활성화되어 세포내 칼슘신호를 유발한다고 밝혀져 있다. 최근 PAR는 급성췌장염의 병인 기전에 있어 중요한 역할을 하는 것으로 인정되고 있다. 그러나 PAR 활성화가 췌장 세포와 전신 세포, 혈관 내피세포 및 면역세포 등에서 염증반응을 유도할 수 있는지, 나아가 이들이 전신 조직 부작용과 관련 있는지에 대해서는 아직까지 구체적으로 밝혀져 있지 않다. 본 연구에서는 췌장 선세포 손상에 대한 PAR의 영향 및 기전을 분자 생물학적 및 세포 생리학적인 방법을 이용하여 살펴보았다. 또 수용체 활성화로 인한 혈관 내피세포와 면역세포의 기능 변동과 흰쥐 실험에서 급성췌장염 전신부작용 발생을 알아보고자 하였다. 췌장 선세포에서 trypsin과 PAR 수용체 효현제를 투여한 결과 PAR2 활성화는 세포내 칼슘신호를 유발하고 NF-kB를 활성화 하였지만 세포 손상지표의 변화는 없었다. 면역세포(THP-1, 호중구유래)와 내피세포(HUVEC)에서 trypsin과 PAR 수용체 효현제 투여는 PAR2를 활성화시켜 세포내 칼슘신호를 유발하였고, eNOS, iNOS, IL-8의 mRNA 생성을 증가시켰으며, Nitric oxide생성을 증가시켯다. 생체 실험에서 PAR2 효현제는 흰쥐의 혈압응 의의 있게 하강시켰다.이상의 결과에서 PAR2 활성화는 췌장 선세포 자체에는 뚜렷한 손상을 유발하지는 않지만 염증전구신호를 활성화시켜 염증반응을 유도할 가능성이 있음을 발견하였으며 염증 관련 신호 및 cytokine 생성을 증가시키고 전신혈압을 하강시킴을 알 수 있었다. 결론적으로 PAR2는 급성췌장염에서 간질액으로 유리되는 trypsin에 의해서 활성화되고 이는 심한 전신부작용을 일으키는 중요기전으로 생각된다.

[영문]

After protease-activated receptor (PAR) was cloned, 4 subtypes of PARs, i.e., PAR1, PAR2, PAR3, and PAR4, were cloned. Among these PARs, it was revealed that PAR1, PAR3 and PAR4 are activated by thrombin in blood and PAR2, by trypsin from the pancreas to induce the Ca2 signal within cells. Recently, it is accepted that PARs play an important role in the pathophysiologic mechanism of acute pancreatitis. However, no specific information was obtained on whether the activation of PARs could induce inflammatory reactions in pancreatic cells and cells in the body, i.e., vascular endothelial cells and immune cells, and especially whether they are related with systemic complications. Thus, the effects of PARs on pancreatic acinar cells and the mechanism involved were examined in the present study according to biologic and cellular physiologic methods. In addition, changes in functions of vascular endothelial cells and immune cells and systemic complications in acute pancreatitis were also investigated in rats. When pancreatic acinar cells were treated with trypsin and PAR2 agonist, the activation of PAR2 induced the Ca2+signal within cells and activated NF-kB but did not change cellular injury index. Immune cells (THP-1, originated from neutrophils) and vascular endothelial cells (HUVEC) treated with trypsin and PAR-2 agonist activated PAR2 and the Ca2+ signal within cells; and increased the synthesis of inflammatory signal mRNAs of eNOS, iNOS, and IL-8 and the production of nitric oxide(NO). PAR2 agonist significantly decreased blood pressure in the in vivo study using rats. According to these results, the activation of PAR2 did not clearly induce injury in pancreatic acinar cells but activated pre-inflammatory responses, having the possibility of inducing inflammatory reactions. It also increased the signal related with inflammatory reactions and cytokine production and decreased blood pressure. Thus, we concluded that PAR-2 activated by trypsin freed into interstitial fluid in acute pancreatitis plays an important role in the development of systemic complications.