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만성폐쇄성폐질환의급성악화와회복기에서유도객담내 Nuclear Factor-κ B(NF-κB) 의활성도와 IL-6, IL-8 및 TNF-α 의농도변화 가톨릭대학교의과대학내과학교실송소향, 김치홍, 권순석, 김영균, 김관형, 문화식, 송정섭, 박성학 Nuclear Factor-κB(NF-κB) Activity and Levels of IL-6, IL-8 and TNF-α in Induced Sputum in the Exacerbation and Recovery of COPD Patients So Hyang Song, M.D., Chi Hong Kim, M.D., Soon Seog Kwon, M.D., Young Kyoon Kim, M.D., Kwan Hyoung Kim, M.D., Hwa Sik Moon, M.D., Jeong Sup Song, M.D., Sung Hak Park, M.D. Department of Internal Medicine, The Catholic University of Korea, Seoul, Korea Background : Exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) are thought to be associated with increased airway inflammation, and the NF-κB is known to be an indicator of cellular activation and of inflammatory mediator production. This study was undertaken to investigate the change of cytokine characteristics and NF-kB activity in induced sputum of COPD patients during exacerbation and recovery of the disease. Methods : Sputum induction was performed in 37 patients with COPD during exacerbation and during recovery and in 15 healthy subjects. Cell counts, levels of IL-6, IL-8 and TNF-α in induced sputum and NF-kB activity in macrophage of induced sputum were measured. Results : Patients with COPD showed significantly increased levels of IL-6, IL-8 and TNF-α(p<0.01) and increased NF-kB activity in induced sputum(p<0.05) as compared with control subjects. Level of IL-8 during exacerbation of COPD decreased significantly during recovery(p<0.05). NF-kB activity and levels of IL-6 and TNF-α tended to be decreased during recovery, but not siginificantly. Conclusion : Activation of NF-kB and increased levels of IL-6, IL-8 and TNF-α were thought to be associated with pathogenesis and exacerbations of COPD. (Tuberc Respir Dis 2005; 58:152-159) Key words : COPD, exacerbation, NF-kB, IL-6, IL-8, TNF-α 서 만성폐쇄성폐질환 (COPD) 은여러가지치료에도불구하고완전히회복되지않는점진적인기도폐쇄를특징으로하는질환이다. 최근기도의만성염증이기관지천식의증상발현에결정적인역할을한다는것이밝혀지면서흡입용스테로이드제를중심으로한항염증치료가기관지천식의일차적치료로각광을받고있지만, 같은폐쇄성환기장애를특징으로하는 론 본연구는 2002 년성빈센트병원임상의학연구소연구비지원에의해이루어졌음. Address for correspondence : Chi Hong Kim, M.D. Department of Internal Medicine, St. Vincent's Hospital, The Catholic University of Korea 93 Chi-dong, Paldal-ku, Suwon, 442-723, Korea Phone : 031-249-7361 Fax : 031-253-8898 E-mail : chihongk@yahoo.co.kr Received : Nov. 29. 2004 Accepted : Feb. 1. 2005 COPD에있어서의항염증치료의효과에대해서는부정적인결과가많다. 그러므로흡입용스테로이드를비롯한항염증치료가 COPD의치료에서차지하는역할은기관지천식에서처럼뚜렷하지는않은실정이다. 그러나 COPD의급성악화시스테로이드의투여가대조군에비해의미있는효과를보였다는임상연구결과들은 COPD의급성악화시에는기도에발생하는만성염증이이질환의악화를가져오는중요한인자임을추측케한다. 그러므로이러한염증반응의기전을규명하는것이이질환의급성악화시의치료뿐만아니라이질환자체를겨냥한새로운치료법의개발에도움을줄수있을것으로생각된다. 만성염증성질환의병태생리는복잡다단하지만각종염증을매개하는물질을합성하도록유도하는전사인자 (transcription factor) 의활성이필수적이다. 여러가지전사인자중에서 nuclear factor kappa B (NF-κB) 는급성폐손상, 급성호흡곤란증후군, 기관지 152

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 2, Feb, 2005 천식, 바이러스성호흡기감염등에서매우중요한역할을하는것으로알려져있다 1. NF-κB는다양한종류의유전자발현을조절하는것으로밝혀졌고, 그들중많은수가면역혹은염증반응에관련되어있다 2. 이들유전자들이 NF-κB에의해서만조절되는것은아니지만 NF-κB 는대표적인다른전사인자인 activator protein-1 (AP-1) 등과함께이들유전자발현에주도적인역할을한다. NF-κB 에의해발현이조절되는단백질에는 TNF-α, IL-1 등의염증성 cytokine, IL-8, MIP-1α 등의 chemokine, ICAM-1, E-selectin 등의세포유착분자, 유도 NO 합성효소 (inos) 와유도 cyclooxygenase-2 (COX-2) 와같은염증매개인자합성효소가포함되므로 NF-κB가염증반응을지휘하는총사령관의역할을함을짐작할수있다 2. 한편 COPD에서의염증은기관지천식에서와는다른염증세포, 염증매개물질이작용하기때문에항염증치료에대한반응도미미한것으로보고되고있다 3. 그러나 COPD의급성악화시스테로이드의투여가임상적인호전을보였다는보고가있어 4,5, COPD의치료에서스테로이드가갖는의미에대한새로운조명이이루어지고있다. 스테로이드의강력한항염증작용은복잡다단한경로를통해이루어지는데, 그중에서도 NF-κB 의활성을방해하여이루어지는경로가가장중요한것으로알려져있다 2. 그러므로스테로이드가임상적인유용성을나타내는급성악화기의 COPD 는안정된상태와는다른병태생리를보일것으로생각되고, 특히만성염증반응의총사령관격인 NF-κB 의활성화가중요한역할을하리라는추측을해볼수있다. 그러므로연구자들은실제로이러한변화가 COPD의악화시발생하는지를알아봄으로써 COPD 의복잡한병태생리규명에접근하고자하였다. COPD의급성악화의원인은세균에의한감염, 바이러스성상기도감염, 대기오염, 기후변화등에의하며 6,7, COPD의급성악화시에는객담내호중구의증가및 IL-6와 IL-8 농도의증가를보이고기도염증을반영하는지표인 oxidative stress의 marker 와호기중산화질소 (nitric oxide) 의증가를보이는것으로알려져있다 8. 그외에 COPD 환자의기도에서일어난염증과정에관련이있는 cytokine 들은 IL-1, monocyte chemoattractant protein(mcp)-1, TNF-α, endothlin-1, intracellular adhesion molecule(icam)-1 등이있고, 이 cytokine 유전자들은 NF-κB 에의해조절된다고한다 2,9,10. 이러한모든염증관련지표들은 NF-κB의활성화와관련된것으로알려져있으므로 NF-κB 활성화의억제가결국 COPD의악화를막을수있는근본적인방법이될가능성이높다. COPD 환자의기관지조직검사에서 NF-κB 의 subunit인 p65의표현이증가되었다는보고 11 와, COPD 의급성악화시에유도객담의대식세포에서 p65 면역염색으로 NF-κ B활성도가증가되었다는보고 12 는이를뒷받침한다. 이에본연구자들은정상대조군과 COPD의악화로입원하였던환자들을대상으로급성악화기및회복기에유도객담에서 IL-6, IL-8, TNF-α, NF-κB 활성화정도를측정함으로써 COPD의급성악화와회복기에서 NF-κB 의활성도와이들 cytokine 의변화에대하여연구하고자하였다. 대상및방법 1. 대상 2003년 3월부터 2004년 5월까지 COPD의악화로가톨릭대학교성빈센트병원호흡기내과에입원하여치료하였던환자 37명을대상으로하였고, 대조군으로는정상성인 15명을대상으로하였으며, 이들은모두유도객담채취와본연구에동의하였다. 만성폐쇄성폐질환의진단은미국흉부학회의진단기준 13 에따라폐활량측정법을이용하여 (Sensormedics, Vmax2200, YobaLinda, Califonia), 일초간노력성호기량 (forced expiratory volume at 1 second, FEV1) 이예측치의 80% 미만이고, 노력성폐활량 (forced vital capacity, FVC) 에대한일초간노력성호기량의비 (FEV1/FVC) 가 70% 미만인환자로하였다. COPD의심한급성악화는 COPD로치료받던환자중증상의악화로일상활동 ( 평지에서걷기, 옷입기, 먹기 ) 에제한이될정도의호흡곤란이있거나, 밤에수면장애가있을정도의호흡곤란을보이거나호흡부전의소견을나타낼경우 (PaO 2 < 45 mmhg 또는 153

SH Song, et al.: The role of NF-κB in the exacerbations of COPD PaCO 2 > 45 mmhg) 등으로하였다. 기관지천식의과거력이나가족력이있는경우, 아토피나알러지질환이있는경우, 호산구증가증이있거나, 연구시점에서 1개월이내에 15 mg 이상의 prednisolone을투여했던경우는제외하였다. 정상대조군은기침, 객담, 호흡곤란등의증세가없고, 천식의과거력이나가족력이없고, 아토피나알러지질환의병력이없고, 호산구증가증이없는환자를대상으로하였다. 2. 연구방법 COPD 환자및정상대조군환자에서흡연력및병력청취, 흉부 X-선, 말초혈액검사, 동맥혈가스검사, 객담배양검사, 폐기능검사등을시행하였고, 유도객담을채취하였다. COPD 환자들은 FEV1이낮아서메타콜린기관지유발검사를시행하지못하였고, 정상대조군에서는메타콜린기관지유발검사를시행하지않았다. COPD 급성악화의치료로는아미노필린을정주하였고, methylprednisolone 125 mg을하루에 4번씩 2-3일간정주한후감량하여경구용 predisolone 또는흡입용스테로이드제로유지하였다. 필요할경우다른기관지확장제및항생제등을병용투여하였다. 입원당시 ( 급성악화시 ) 및치료후회복된상태에서유도객담을채취하였고, 정상대조군에서도유도객담을채취하였다. vortex로혼합시켜주었다. 여기에객담량과동량의 Dulbecco's phosphate-buffered saline(d-pbs, ph 7.0, 10.6 g/l, GYBCOBRL, NY, USA) 을혼합하여 DTT의작용을중지시키고, 37 C 수조에서 5분간배양하였다. 배양후 48 μm 나일론거즈로여과하고원심분리 (1500 rpm, 10 분 ) 하여얻은상층액을 -70 C에서보관하였다. 세포침전물은 200-600 μl의 PBS에부유시켜 cytocentrifuge(700 rpm, 5분 ) 하여슬라이드를만든후 Diff-Quik으로염색하고 100배시야에서세포를세어서폐포대식세포, 호산구, 림프구, 호중구를감별계산하였다. 세포침전물을 RPMI 1640 배지 (2 mm L-glutamine, penicillin, streptomycin, neomycin) 에부유시켜서 plastic culture dishes( 직경 35 mm well에 2mL씩 ) 에넣어서 37 C에서 2시간동안 plastic dishes에붙도록하였다. plastic dishes에붙지않은세포들은 RPMI로세척해내고, 붙었던세포를모았는데, 이들세포의 95% 이상이폐포대식세포였다. 4. 유도객담에서 IL-6, IL-8, TNF-α의측정 -70 C에서보관하였던유도객담상층액에서 IL-6, IL-8, TNF-α 의농도는 ELISA kits(quantikine; R & D Systems, Minneapolis, MN) 를사용하여측정하였다. 5. 핵추출물의준비 3. 객담유도및처리과정연무기를사용하여 3% 생리식염수를 7분씩흡입시킨후객담배출을 30초간 3회반복시도하였고, 객담이나오지않으면 4%, 5% 생리식염수흡입을각각차례로반복실행하였다. 3%, 4%, 5% 생리식염수흡입이각각다끝나기전이라도충분한양 (2.0 g 이상 ) 의객담이얻어진경우에는흡입을중지하였다. Pizzichini 등 14 의방법에따라배양접시에받은유도객담을타액과선별하여 15 ml falcon tube 에옮긴후무게를측정하였다. 객담 4배량의 0.1% dithiotreitol 희석액 (DTT, Sigma chemical Co., St. Louis, MO, USA) 을혼합하고 37 C 수조에서 30분간배양하였고각 10분마다 유도객담에서모은대식세포의핵추출물의분리는 Carter 등 15 에의한방법으로시행하였다. 대식세포는찬 PBS로세척한뒤냉각시킨 100 µl EMSA(electro phoretic mobility shift assay) 완충액에 10분간넣어두었다. EMSA 분해완충액의조성은 10 mm Hepes ph 7.9, 10 mm KCl, 0.1 mm EDTA, 0.1 mm EGTA, 1 mm DTT, 1 mm PMSF 및단백분해억제제 (pro tease inhibitor) 등이었다. Nonidet P-40 (NP-40, 10%) 은세포를분해하기위해첨가하였고, 5분간얼음위에서반응시켜세포질을추출하였다. 2500 rpm에서 5분간원심분리하여상층액 ( 세포질추출물 ) 을모아서즉시얼려두었다. 남은핵내용물을핵추출완충액에 10분간얼음위에서반응시켰다. 핵추출완충액은 20 154

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 2, Feb, 2005 nm Hepes ph 7.9, 0.4 mm KCl, 1 mm EDTA, 1 mm EGTA, 1 mm DTT, 1 mm PMSF와단백분해억제제로구성되었다. 14000 rpm, 5분간원심분리하여상층액 ( 핵추출물 ) 을모아서즉시 -70 에서보관하였다. 단백의농도는 Bradford 방법 (BioRad) 으로측정하였다. 의통계적검정은 SPSS 프로그램을이용하였으며, 각집단간의평균비교는 independent sample T-test 및일원배치분산분석 (one-way ANOVA) 으로하였고, p 값이 0.05 이하인경우를유의한차이가있다고판정하였다. 6. Electrophoretic Mobility Shift Assay(EMSA) 결 과 EMSA는 Promega(Madison, WI) gel shift assay 에의해서시행되었다. NF-kB consensus oligonucleotide (5'AGTTGA GGGGACTTTCCCAGGC3') 1μl, kinase buffer 1μl, [γ-32p]atp 1 μl, T4 polynucleotide kinase 1μl 등을실온에서 30분간반응시켰고, 이반응은 0.5 M EDTA 1 µl에의해정지되었고, chromaspin columns (Clontech Laboratories, Inc., Palo Alto, CA) 를통한 chromatograph 에의해 labeled oligonucleotide 를분리하였다. 추출된핵단백 5 μg, 2 μl poly di-dc oligonucleotide, P32 labeled consensus oligonucleotide(30000 cpm), 4 μl gel shift buffer 를포함한총 20 μl를 30분간실온에서반응시킨후 6% TBE non-denaturing gel에서 160V에서 90분간전기영동하여단백질-DNA 복합체를분리하여 autoradiograph로결과를얻었다. 1. 대상환자의특징 COPD 환자 37명중남자 27명, 여자 10명이었고, 정상성인 15명중에서남자 9명, 여자 6명이었다. COPD 환자의흡연력은정상성인의흡연력에비해유의하게높았다 (p<0.01). COPD 환자에서 current smoker 는 32%(12/37명 ) 였고, 정상대조군에서는 40%(6/15 명 ) 으로양군간에차이가없었다. COPD 환자에서노력성폐활량 (FVC), 1초간노력성호기량 (FEV1), FEV1/FVC 및폐확산능 (DLCO) 등에서정상대조군에비해유의하게 (p<0.01) 감소된소견을보였다 (Table 1). COPD 환자의급성악화시혈중백혈구수는회복기에비해유의하게증가되었고 (p<0.01), 동맥혈검사에서 PaO 2 가급성악화시와회복기에차이가없었다 (Table 2). 2. 유도객담내총세포수및세포분획 7. 통계 모든변수는평균 ± 표준오차로나타났다. 각변수간 유도객담내세포총수는 COPD 환자에서대조군과차이가없었다. 대식세포는 COPD 환자에서대조군에비해적었고 (p<0.01), 호중구는 COPD 환자에서대조 Table 1. Characteristics of COPD patients and healthy subjects COPD patients (n=37) Healthy subjects (n=15) Age (year) 67.2 ± 8.3* 55.6 ± 6.8 Male / Female 27/10 9/6 Smoking Current smoker 12 6 Ex-smoker 18 4 Non-smoker 7 5 Pack-years(n) 45 ± 28 * 32.3 ± 13.2 FVC(% pred) 57 ± 18* 102.3 ± 14.3 FEV1 (% pred) 42 ± 19* 99.6 ± 15.2 FEV1 / FVC 52 ± 18* 92.2 ± 2.5 Values are expressed as mean ± SD. * P<0.01 significant difference between COPD patients and healthy subjects. 155

SH Song, et al.: The role of NF-κB in the exacerbations of COPD 군에비해많았다 (p<0.01). COPD 환자의회복기및악화기에총세포수, 호중구및대식세포는회복기에급성악화기에비해적었지만유의하지않았고, 호산구는회복기에급성악화기에비해유의하게 (p<0.05) 감소되었다 (Table 3). 3. 유도객담내의 IL-6, IL-8 및 TNF-α의양유도객담내의 IL-6는 COPD 환자에서대조군에비해유의하게증가되었고 (p<0.01), 회복기와급성악화시사이에차이는없었다. 유도객담내 IL-8은 COPD 환자에서대조군에비해유의하게증가되었고 (p<0.01), COPD의회복기에는급성악화시에비해유의하게감소하였다 (p<0.05). 유도객담내의 TNF-α 는 COPD 환자에서대조군에비해유의하게증가되었고 (p<0.01), COPD의회복기및급성악화시사이에차이가없었다 (Table 4). 4. 유도객담내대식세포에서 NF-κB activity 유도객담내대식세포에서의 NF-κB activity(optical density) 는 COPD 환자에서대조군에비해유의하게 Table 2. Laboratory findings of COPD patients exacerbation Recovery CBC : WBC (/ mm3 ) 13,700 ± 5,700* 10,100 ± 3.070 ABGA ph 7.41 ± 0.07 7.43 ± 0.05 PaCO₂ 45.7 ± 13.9 46.9 ± 9.5 PaO₂ 63.2 ± 18.8 75.1 ± 17.2 HCO₃ 29.2 ± 9.8 32.5 ± 5.3 Values are expressed as mean ± SD. * P<0.01 significant difference between COPD patients with acute exacerbation and COPD patients with recovery state. Table 3. Total and differential cell counts in induced sputum from COPD patients and healthy subjects. COPD patients (n=37) exacerbation recovery Healthy subjects (n=15) Total cell, 10 6 cells/ ml 2.1 ± 0.9 1.4 ± 0.8 1.6 ± 0.6 Macrophage (%) 16.7 ± 13* 21.6 ± 20.5* 67.5 ± 24.7 Neutrophil (%) 80.1 ± 22* 76.2 ± 21.4* 30.7 ± 25.6 Eosinophil (%) 1.4 ± 1.2 0.2 ± 0.1 0.6 ± 0.8 Lymphocyte (%) 1.8 ± 2.2 2.0 ± 1.8 1.2 ± 1.7 Values are expressed as mean ± SD. * P<0.01 significant difference vs healthy subjects. P<0.05 significant difference vs COPD patients with acute exacerbation. Table 4. Inflammatory mediators in induced sputum of patients with COPD patients and healthy subjects. COPD patients Healthy subjects Exacerbation recovery IL-6, pg/ ml 55.5 ± 51.2 * 45.6 ± 40.2* 15.4 ± 13.2 IL-8, pg/ ml 956.5 ± 749.8 * 560.9 ± 479.7* 142.5 ± 124.6 TNF-α, pg/ ml 36.6 ± 31.4 * 32.9 ± 29.2* 3.8 ± 2.8 Values are expressed as mean ± SD. * P<0.01 significant difference vs healthy subjects. P<0.05 significant difference between exacerbation and recovery state of COPD. 156

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 2, Feb, 2005 NF-κB- exa recovery β-actin- control Figure 1. NF-kB expression by EMSA in induced sputum during exacerbation and recovery state of COPD patients and control (healthy subjects). exa: exacerbation of COPD Figure 2. Activity of NF-kB in induced sputum in exacerbation and recovery state of COPD patients and healthy subjects. *P<0.05 significant difference vs healthy control 증가되었고 (p<0.05), COPD의회복기및급성악화시사이에차이는없었다 (Fig.1, Fig.2). 고 본연구에서 COPD 환자의유도객담내 IL-6, IL-8 및 TNF-α 등은정상대조군에비해증가되었고, COPD 환자의유도객담내대식세포의 NF-κB 의활성도가정상대조군에비해증가된소견을보였다. 회복기에는유도객담내의 IL-8이악화시에비해감소하였고, 유도객담내 IL-6, TNF-α 및대식세포의 찰 NF-κB 의활성도는회복기에서악화시에비해감소하는경향을보였으나유의하지는않았다. COPD 에서의염증은기도내에호중구, 림프구및대식세포등의침윤이특징적이다 16. 호중구는조직내의염증및손상을일으키는 elastase, metallopro tease, oxygen radical 등을포함한다수의염증매개인자들을분비하기때문에 COPD의기도염증의병인에중요한역할을한다 17. COPD 환자의기도에호중구의침윤은이런세포에화학주성을가진 cytokine 에의하며, 이 cytokine 중에서 IL-8 및 TNF-α가중요한역할을하는것으로알려졌다 18,19. COPD 환자의기도에 IL-8 및 TNF-α가증가되어있다는보고가있고 20, IL-8 및 TNF-α가 COPD 의병인에중요한역할을하며폐기능저하와관련이있다는보고들 21,22 이있는데, 이는본연구에서의결과와일치되는소견이다. COPD의급성악화시에는유도객담내의 IL-8이회복기에비해증가되었고, 유도객담내 IL-6 및 TNF-α는회복기에비해약간증가한경향을보였다. 유도객담을얻기위해환자마다사용한생리식염수의양이차이가있어서, 유도객담의생리식염수에의해희석된정도가다를수있으므로유도객담에서단백질정량분석을하여 ELISA로얻어진 cytokine 의양을단백질양으로보정하였다. Bhowmik 8 등은 COPD의악화시에유도객담내의 IL-6 및 IL-8이증가하였다고보고하였다. COPD의악화는바이러스에의한상기도감염또는 Haemo philus influenzae 나 Moraxella cattarhalis 등의세균감염에의한경우가흔한데 23,24, rhinovirus 감염으로기도상피세포에서이들 cytokine 들을증가된다는보고가있고 25, 또는 Haemophilus influenzae 의세균감염시기도상피세포에서 IL-6의생산이증가된다는보고 26 가있어서 COPD 악화시유도객담내의위의 cytokine 들의증가의원인으로설명되기도한다. COPD의염증반응은 cytokine, chemokine 또는접착물질 (adhesion molecule) 등의염증매개물질의증가와관련이있으며, 염증매개물질에연관된유전자들은전사인자들에의해조절된다. COPD에병인에관련이있는 IL-6, IL-8, TNF-α 및 ICAM-1 등의유전자가 NF-κB에의해조절되는데, NF-κB 는 p65(rela) 157

SH Song, et al.: The role of NF-κB in the exacerbations of COPD 와 p50의두개의단위를가진 heterodimer 로서안정시의 NF-κB 는억제단백질 (IκB) 의결합으로인해세포질에남아있다가세포가활성화되면 IκB가떨어지면서 p65가핵내로들어가서유전자의 promotor에있는 κb인지부위에결합하여전사를일으킨다 10. Stefano 등 11 은 COPD 환자의기관지조직의 p65의면역염색결과정상인에비해 2-4배이상의면역염색이증가하였으며, 질환의중증도와 p65염색정도와관련이있다고하였는데, 본연구에서도 COPD 환자의유도객담내대식세포의 NF-κB 의활성도가정상대조군에비해증가된소견을보였다. COPD의급성악화시에는바이러스및세균감염등에의해 NF-κB 의유도및활성, cytokine 및 chemokine 의활성, 그리고염증세포의침윤이일어날것이라는가정하에급성악화기및회복기에유도객담내 NF-κB 의활성도를비교해보았는데, NF-κB 활성도는회복기에악화시에비해감소하는경향을보였으나유의하지는않았다. COPD의급성악화시스테로이드는임상적으로유용한효과를나타내지만, 그기전은잘알려져있지는않다. 스테로이드가세포질에있는스테로이드수용체와결합하여핵내로이동하여스테로이드반응표적유전자에결합하여 IκB 등의생산을증가시켜 NF-κ B를세포질로이동시켜비활성화시킨다는보고가있고 2.27, 또는스테로이드-수용체복합체가핵내로이동하여직접 NF-κB 의 p65에결합하여 NF-κB 의활성화를억제한다는보고도있다 28. 본연구에서급성악화기에비해고용량의스테로이드를투여한뒤의회복기에유도객담에서 NF-κB의활성도가감소할것으로기대하였는데, 약간감소하는경향을보였으나통계적으로유의하지는않았다. 이는대상환자군의 COPD의중증도가중등도이상이어서, 급성악화기전에이미 predinisolone 10 mg 이하로투여한경우가 65% (24/37명) 로많았던관계로이미투여되었던스테로이드가급성악화기와회복기사이에 NF-κB 의활성도의차이를의미있게나타내지않았던것으로추정된다. 본연구에서는 COPD 환자의유도객담내 IL-6, IL-8, TNF-α 및 NF-κB 의활성도등이정상대조군에비해증가되었고, COPD 의회복기에 IL-8은감소하였고, NF-κB 의활성도, IL-6 및 TNF-α 가감소하는경향 을보여서, NF-κB 의활성화가부분적으로 COPD의악화및 COPD의병인에연관이있을것으로생각된다. 요약연구배경 : COPD의급성악화는세균에의한감염, 바이러스성상기도감염, 대기오염, 기후변화등에의하며, COPD 의급성악화시에객담내호중구의증가, IL-6와 IL-8 농도의증가, 그리고산화질소의증가는 NF-κB 의활성화와관련된것으로알려져있다. 그러므로 COPD의병인및급성악화의기전에 NF-κB 활성도와 IL-6, IL-8 및 TNF-α 가관련이있는지연구하고자하였다. 방법 : 정상대조군및 COPD로입원하였던환자들의급성악화기및치료후회복기에유도객담에서 IL-6, IL-8, TNF-α, NF-κB 활성화정도를측정하여비교하였다. 결과 : 1) 유도객담내의 IL-6, IL-8 및 TNF-α 는 COPD 환자에서대조군에비해유의하게증가되었다 (p<0.01). IL-8은급성악화시에비해회복기에유의하게감소되었고 (p<0.05), IL-6 와 TNF-α 는회복기에도차이가없었다. 2) 유도객담내대식세포에서의 NF-κB의활성도는 COPD 환자에서대조군에비해유의하게증가되었고 (p<0.05), 회복기에는악화시에비해감소하는경향을보였다. 결론 : COPD 환자에서유도객담내 IL-6, IL-8, TNF-α 및 NF-κB의활성도등이정상대조군에비해증가되었고, 회복기에 IL-8은감소하였고, NF-κB 의활성도, IL-6 및 TNF-α 는감소하는경향을보여서, COPD의급성악화및 COPD의병인에 NF-κB가일부관여할것으로생각된다. 감사의글본연구에많은도움을주신성빈센트병원임상의학연구소김수연연구원에게깊은감사를드립니다. 158

Tuberculosis and Respiratory Diseases Vol. 58. No. 2, Feb, 2005 참고문헌 1. Christman JW, Sadikot RT, Blackwell TS. The role of Nuclear factor-κb in pulmonary diseases. Chest 2000;117:1482-7. 2. Barnes PJ, Karin M. Nuclear factor-κb: a pivotal transcription factor in chronic inflammatory disease. N Engl J Med 1997;336:1066-71. 3. Barnes PJ. Chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 2000;343:269-80. 4. Niewoehner DE, Erbland ML, Deupree RH, Collins D, Gross NJ, Light RW, et al. Effect of systemic glucocorticoids on exacerbations of chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 1999;340:1941-7. 5. Davis L, Angus RM, Carverley PM. Oral corticos teroids in patients admitted to hospital with ex acerbations of chronic obstructive pulmonary disease: a prospective randomised controlled trial. Lancet 1999;354:456-60. 6. Seemungal TA, Wedzicha JA. Viral infection in obstructive airway disease. Curr Opin Pulm Med 2003;9:111-6. 7. Donaldson GC, Seemungal T, Jeffries DJ, Wedzicha JA. Effect of temperature on lung function and symptoms in chronic obstructive pulmonary disease. Eur Respir J 1999;13:844-9. 8. Bhowmik A, Seemungal TA, Sapsford RJ, Wedzicha JA. Relation of sputum inflammatory markers to symptoms and lung function changes in COPD ex acerbations. Thorax 2000;55:114-20. 9. Tak PP, Firenstein GS. NF-κB: a key role in in flammatory diseases. J Clin Invest 2001;107:7-11. 10. Baldwin AS Jr. The trascription factor NF-κB and human disease. J Clin Invest 2001;107:3-6. 11. di Stefano A, Caramori G, Oates T, Capelli A, Lusuardi M, Gnemmi I, et al. Increased expression of nuclear factor-kb in bronchial biopsies from smokers and patients with COPD. Eur Respir J 2002;20:556-63. 12. Camori G, Romagnoli M, Casolari P, Bellettato C, Casoni G, Boschetto P, et al. Nuclear localisation of p65 in sputum macrophages but not in sputum neutrophils during COPD exacerbations. Thorax 2003; 58:348-51. 13. American Thoracic Society. Standards for the diagnosis and care of patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 1995:152;S77-121. 14. Pizzichini E, Pizzichini MM, Efthimiadis A, Evans S, Morris MM, Squillace D, et al. Indices of airway inflammation in induced sputum: reproducibility and validity of cell and fluid phase measurements. Am J Respir Crit Care Med 1996;154:308-17. 15. Carter AB, Monick MM, Hunninghake GW. Lipo polysarccharideinduced NF-κB activation and cytokine release in human alveolar macrophages is PKC- independent and TK- and PC-PLC-dependent. Am J Respir Cell Mol Biol 1998;18:384-91.5. 16. Jeffery PK. Structural and inflammatory changes in COPD: a comparison with asthma. Thorax 1998;53: 129-36. 17. MacNee W, Rahman I. Is oxidative stress central to the pathogenesis of chronic obstructive pulmonary disease? Trends Mol Med 2001;7:55-62. 18. Churg A, Dai J, Tai H, Xie C, Wright JL. Tumor ne crosis factor-alpha is central to acute cigarette smokeinduced inflammation and connective tissue break down. Am J Respir Crit Care Med 2002;166: 849-54. 19. Woolhouse IS, Bayley DL, Stokley RA. Sputum che motactic activity in chornic obstructive pulmonary disease: effect of alpha1-antitrypsin deficiency and the role of leukotriene B4 and interleukin 8. Thorax 2002;57:709-14. 20. Keatings VM, Collins PD, Scott DM, Barnes PJ. Differences in interleukin-8 and tumor necrosis factor-alpha induced sputum from patients with chronic obstructive pulmonary disease or asthma. Am J Respir Crit Care Med 1996;153:530-4. 21. Yamamoto C, Yoneda T, Yoshikawa M, Fu A, Tokuyama T, Tsukaguchi K, et al. Airway inflammation in COPD assessed by sputum levels of interleukin-8. Chest 1997;112:505-10. 22. Vernooy JH, Kucukaycan M, Jacobs JA, Chavannes NH, Buurman WA, Dentener MA, et al. Local and systemic inflammation in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Am J Respir Crit Care Med 2002;166:1218-24. 23. Stockley RA. Role of bacteria in the pathogenesis and progression of acute and chronic lung infection. Thorax 1998;53:58-62. 24. Wedzicha JA. Exacerbations: etiology and patho physiologic mechanisms. Chest 2002;121:136s-41s. 25. Subauste M, Jacoby D, Richards S, Proud D. Infection of a human respiratory epithelial cell line with rhi novirus. J Clin Invest 1995;96:549-57. 26. Khair OA, Devalia JL, Abdelaziz MM, Sapsford RJ, Tarraf H, Davies RJ. Effect of Haemophilus influenzae endotoxin on the synthesis of IL-6, IL-8, TNF-α and expression of ICAM 1 in cultured human bro nchial epithelial cells. Eur Respir J 1994;7:2109-16. 27. Adok IM, Shirasaki H, Gelder CM, Peter MJ, Brown CR, Barn PJ. The effects of glucocorticoids on phorbol ester and cytokine stimulated transcription factor activa tion in human lung. Life Sci 1994;55: 1147-53. 28. Scheinman RI, Gualberto A, Jewell CM, Cidlowski JA, Baldwin AS Jr. Characterization of mechanisms involved in transcription of NF-κB by activated glucocorticoid receptors. Mol Cell Biol 1995;15:943-53. 159