건강한 폐포대식세포가 디젤배기입자(DEP)를 접촉하거나 탐식해도 직접적으로 질산화물(NO)을 생성하지 않는다는 결과가 나왔다. DEP 단독 처리로는 NO 형성과 질산화 질소 합성효소(iNOS) 및 nitrotyrosilated-proteins의 발현에 아무런 영향을 미치지 않았다. 염증 유발물질인 LPS와 함께 DEP를 처리할 경우 NO 생성이 약간 증가했지만, 이것이 LPS 단독 처리보다 높지 않아 DEP의 처리가 기존의 iNOS 단백질 활성을 증가시킨 것으로 추정된다.
<h1>고 찰</h1> <p>최근 대도시에서는 대기오염의 정도가 점차 악화되고 있고 이로 인한 질환들도 증가하고 있는 실정이다. 대도시의대기오염 물질 중 큰 비중을 차지하고 있는 것이 미세 분진 으로 특히 경유자동차의 배기가스에 포함되어 분출되는 DEP는 그 유해성이 높은 것으로 알려져 있다.</p> <p>DEP의 흡입에 의한 질환과 관련된 연구들에는 기관지 천식 및 염증성 반응에 관련된 연구가 주로 이루어져왔다. 일반적으로 in vivo 실험에서는 DEP를 흰쥐에 호홉을 통하여 노출시키거나 기관지 내로 직접 처리한 후 기관지 폐포 세척액 속에서 pro-inflammatory cytokines이나 chemokines 및 reactive oxygen synthases의 형성을 측정하는 실험들이 주로 이루어졌다. 한편 in vitro 실험에서도 염증과 면역반응에 관련된 연구들이 주로 시도되었다. 하지만 이전의 연구들은 거의 대부분 기관지 상피세포나 폐의 상피세포를 사용하여 연구된 것들이었다. 따라서 본 연구에서는 흰쥐의 폐장에서 분리된 폐포대식세포만을 배양하여 DEP가 NO의 형성이나 NO의 형성에 따른 이차적 생성물의 생성에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 또한, 폐에서 염증성 증상의 유발에 효과가 있는 것으로 알려진 LPS의 생물학적 효과에 DEP가 미치는 영향을 NO의 측정을 통하여 간접적으로 알아보고자 하였다.</p> <p>흰쥐에서 분리한 폐포대식세포에 DEP를 단독으로 처리해 본 결과 NO를 형성하는 효과는 어느 처리농도에서도 볼 수 없었다. 하지만 DEP와 LPS를 함께 노출시켰을 때에는 LPS에 의한 세포가 서로 결합하는 것이 관찰되었고, 이러한 형태학적인 변화는 어떤 활성변화 혹은 부착분자의 생성 등과 밀접한 관련이 있을 것이라고 추측된다. 또한 NO 형성 효과를 시간의 증가에 따라서 유의성 있게 증가시켰다(처리 후 12 36시간). 이는 DEP가 폐포대식세포에서도 일정한 시간이 경과한 후에는 간접적으로 LPS의 NO 형성효과에 영향을 미칠 수 있음을 증명한 결과라고 할 수 있다. 여기에 LPS 고정농도와 함께 DEP의 처리 농도를 점차로 증가한 결과 오히려 NO의 형성을 억제하는 효과를 나타내었다. 이는 농도 증가에 따른 DEP에 의한 직접적인 세포독성의 결과일 것으로 추정한다. 따라서 염증성 질환이 없는 건강한 동물이나 사람에서는 DEP의 흡입이 NO의 형성에 미치는 효과가 없거나, 극히 제한적일 것으로 추정한다. 그러나 염증성 폐 질환이 존재할 경우에는 DEP의 흡입은 NO의 형성을 통하여 부분적으로 질환의 정도를 악화시킬 것으로 추정한다. 또한 건강한 폐포대식세포에서 DEP의 탐식은 NO의 형성 이외에 다른 여러 기전을 통하여 면역이나 염증반응을 일으킬 가능성이 있을 것으로 생각한다. 기관지 폐포 세척세포들에서 DEP의 노출이 iNOS의 mRNA 발현을 증가시키는 것으로 발표된 연구결과가 있다. 하지만 Ito 등이 보고한 동일한 자료에 따르면 in vivo 상 DEP 노출은 폐 내에 호중구를 유입시켰다. 따라서 그 결과는 DEP에 의하여 복합적인 염증성 반응이 시작된 상태에서의 결과라고 유추할 수 있다. 또한 동일한 연구자는 기관지 폐포 세척을 통하여 채취한 세포들을 대식세포와 호중구로 분리하여 \( \mathrm{ONOO}^{-} \)의 형성을 별도로 간접적인 방법을 통하여 측정하였던 바 폐포대식세포에서는 호중구에 비하여 그 형성이 아주 낮은 것으로 보고하였다. 즉, 건강한 폐포대식세포는 DEP의 탐식이나 접촉을 통하여 직접적으로 NO 을 형성하는 작용은 없고, 다른 간접적인 과정을 통하여 자극할 것이라고 추정한다.<p>DEP의 단독 처리는 iNOS의 형성을 유발하지 않았으나, LPS의 단독 및 LPS와 DEP를 함께 처리했을 때에는 iNOS의 발현을 유도하였다. 그러나 LPS를 단독처리 하였을 경우와 LPS와 DEP를 함께 처리했을 때에 유발되는 효과 사이에는 뚜렷한 양적인 차이를 확인할 수 없었다. 이는 DEP와 LPS를 함께 처리했을 때가 LPS를 단독으로 처리하였을 때 보다 NO를 형성하는 효과가 높은 수준으로 증가한 것은 아니었기 때문에 Western analysis방법으로는 미약한 차이로 발현되는 iNOS 단백질의 양을 구분할 수 없었거나, DEP의 처리가 이미 발현된 iNOS 단백질의 활성만을 증가시킨 결과였을 것으로 생각한다.</p> <p>\( \mathrm{ONOO}^{-} \)의 형성은 대조군을 포함한 모든 처치 군에서 어느 정도는 모두 검출이 되었으나, 대조군이나 DEP 처리군과 비교하면 LPS 처리군이나 LPS와 DEP 함께 처리한 군에서 염색의 강도나 양성반응을 보인 세포의 수가 유의하게 증가하였다. 그러나 NO를 형성할 가능성이 전혀 없었던 대조군이나 DEP가 단독으로 처리된 처치군에서도 nitrotyrosin antibody 에 대하여 양성반응을 보인 것은 실험에서의 처리 효과로 볼 수 없다. 이미 보고된 바에 따르면 tyrosine의 hydroxyl (OH) 기에 \( \mathrm{ONOO}^{\circ} \) 이 결합하는 반응은 비가역적 반응으로 알려져 있다. 따라서 본 실험에서 아무 것도 처리하지 않은 대조군에서도 nitrotyrosilated-proteins이 검출된 것은 본 실험에 사용되기 이전에 이미 형성되었던 것들이 감지된 것으로 볼 수도 있다. 즉, nitrotyrosilated-proteins의 검출과 각 처치군 사이의 정량적 분석을 위해서는 본 실험에서 이용된 방법보다 좀 더 분석력이 우수한 방법이 필요하다고 판단된다.</p> <p>결론적으로 배양된 흰쥐의 폐포대식세포에 DEP 단독 처리는 NO의 형성 및 iNOS와 nitrotyrosilated-proteins의 발현에 아무런 영향을 미치지 않았다. 그러나 DEP를 LPS와 함 께 처리했을 때에는 LPS에 의한 NO 의 형성을 유의성 있게 상승시켰다. 따라서 폐포대식세포에서 DEP의 노출은 직접적으로 NO의 형성을 유발하지 않고, DEP의 탐식 후 일정한 시간이 경과한 다음 어떤 이차적 경로를 통하여 활성에 영향을 미치는 것으로 추정한다. 또한, 폐에 기존의 세균성 질환이 있는 동물이나 사람이 DEP를 흡입하였을 경우에는 NO의 형성을 통하여 질환을 악화시킬 수 있을 것으로 판단한다.</p>