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기관지천식에서의 자연살해세포와 CD8 양성 T 세포의 역할에 관한 연구

Title
기관지천식에서의 자연살해세포와 CD8 양성 T 세포의 역할에 관한 연구
Other Titles
Experimental study about the role of natural killer cell and cd8+ t-cell in bronchial asthma
Authors
천은미
Issue Date
2000
Department/Major
대학원 의학과
Publisher
이화여자대학교 대학원
Degree
Doctor
Advisors
조영주
Abstract
The main pathogenesis of bronchial asthma has been considered as to be allergic inflammatory reaction. The inflammatory reaction is controlled by complex network system of inflammatory cells including allergic specific CD4^+ T cells and cytokines which these cells produce. The natural killer cells(NK cells) are able to lyse target cells without deliberating prior sensitization and elaborate proinflammatory cytokines that play a important role in defense system against the infectious disease. Since the discovery of TNK cells expressing markers of Tcell and NK cell simulataneously, much attention has been paid to the role of NK cell in modulation of the IgE in bronchial asthma. The CD8^+ T cells, another cytotoxic cells, are supposed to be involved in the pathogenesis of bronchial asthma also. The goal of this study is to elucidate the role of NK cell and CD8^+ T cell in the pathogenesis of bronchial asthma by analysing the production of gamma interferon(IFN-γ) and interleukin 4(IL-4) from NK cell and CD8^+ T cell. For this, peripheral mononuclear cells(PBMCs) from asthma patients and normal controls were used. Asthmatic group is composed of patients with history of admission due to moderate to severe asthma and positive skin reaction to dust mites. Normal control group is composed of age matched adult with no history of allergic symptoms and signs and negative reaction of skin test for allergy. All the asthmatic patients stopped steroid therapy before and during study. Asthmatic patients involved in this study had FEV₁above 75% of predicted normal value in pulmonary function test and level of serum IgE were checked. PBMCs were activated by phorbol-12-myristate-13-acetate(TPA) and calcium inonophore for 18 hours. Surface CD3^+ , CD56^+ , and CD8^+ were stained with antibodies first, and thereafter, intracytoplasmic cytokines were stained using anti cytokine antibodies. Two of surface antigens and and intracytoplasmic IL-4 or IFN-γ were analyzed simultaneously using three color flow cytometer. The obtained results were as follows 1. The ratio of CD3^+ cells among the PBMCs was not significantly different between the asthmatic group and control group(68.3±5.9%, 76.8±7.3%). 2. The percentage of IFN-γ producing CD3^+ T-cell was significantly higher in asthmatic group of 36.3±1.8%compared with control group of 28.4±5.7%(p<0.05). 3. The ratio of CD56^+ T cells in PBMCs was signifieantly decreased in asthmatic group compared with control group(15.4±3.9%, 19.8±4.5%)(p<0.05). The ratio of TNK cells expressing CD56^+ CD3^+ T-cell was not significantly different between asthmatic group and normal group(4.7±1.4%, 5.9±1.8%)(p>0.05). 4. The percentage of IFN-γ producing CD56^+ T-cell was higher in asthmatic group compared with control group(30.3±3.9%, 25.9±5.8%)(p>0.05). 5. The percentage of IFN-γ producing TNK cells was significantly higher in asthmatic group compared with control group(44.8±14.9%, 30.3±8.2%)(p<0.05). 6. There was significant difference between the ratio of IFN-γ producing CD8^+ T-cell in asthmatic group(40.6±9.2%) compared with normal control group(20.8±5.9%) and the percentage of IL-4 production CD8^+ T-cell was different significantly between asthmatic group(12.8±8.0%) and control group(5.1±2.1%) 7. CD3^+ T cells was the most common IFN-γ producing cells(56%) and the second was TNK cells(19%) In conclusion, the percentage of NK cells among PBMCs was decreased in asthmatic patients but there was no significant differences in the ratio of IFN-γ producing NK cells between two groups, which suggest the decrease of non-IFN-γ producing NK cells rather than the IFN-γ producing cells in asthmatic patients. CD8^+ T cells seemed to be involved in allergic inflammatory reaction considering the increment of production of both IFN-γ and IL-4 in asthmatic group than control group. Further studies for the effect of other cytokines on NK cells and CD8^+ T cells would be necessary to clarify the roles of these cells in the pathogenesis of bronchial asthma. ; 기관지천식은 알레르기성 염증반응이 주요한 병인으로 작용하며 이는 IgE의 생성조절에 관여하는 CD4^+ T세포뿐 아니라 다른 세포들과 이들에서 생성되는 다양한 사이토카인(cytokine)의 복잡한 과정에 의해 조절된다. 이 중 감염질환에서 면역방어기전의 중요한 역할을 하는 세포로 알려져 있는 자연살해세포(Natural killer cell:이하 NK 세포)와 CD8^+ T세포도 다양한 사이토카인을 생성하여 염증반응에 관여하리라 추측되고 있다. 특히 NK 세포는 세포살해 기능 이외에 염증 전구 사이토카인을 생성하여 감염초기 항원_비의존적 거식 작용의 활성화 및 항원특이서 Th1 세포의 활성화에 주요한 역할을 하며 NK세포중 T세포와 NK세포의 표지자가 동시에 발현되는 TNK세포의 존재가 발견된 이후 이들의 IgE 조절에서의 역할에 대해 특히 새로운 관심이 집중되고 있다. 본 연구는 기관지천식에서의 NK세포와 CD8^+ T세포의 역할을 이들 세포에서 생성되는 gamma interferon(IFN-γ)과 interleukin 4(IL-4)를 중심으로 밝히고자 하였다. 천식발작으로 입원하였던 중등도 이상의 환자 중 피부반응검사에서 집 먼지 진드기에 과민한 알레르기성 천식환자 10명과 알레르기 피부검사에서 음성을 보인 정상인 10명을 대상으로 하였다. 증상이 호전되어 스테로이드 제제는 중지한 상태에서, 말초단핵구를 분리하여 TPA(12-0-tetracanoylphorbol-13-acetate)와 calcium ionophore로 18시간 활성화시킨 후 _항CD8^+ , CD3^+ , 항CD56^+ 항체로 세포표면을 염색하고 세포를 고정 및 투과 시킨후 항 IFN-γ 항체와 항 IL-4 항체를 이용하여 세포표면 항원과 세포내 사이토카인을 동시에 측정하여 표면형에 따른 사이토카인의 생성을 분석하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) T cell(CD3^+)의 비율은 환자군에서는 68.3±5.9%로 대조군의 76.8±7.3%와 차이가 없었다(p>0.05). 활성화 후 세포내 IFN-γ를 생산하는 CD3^+ 세포의 비율은 배양 18시간 이후부터 증가하기 시작하여 18시간에 가장 높은 발현율을 보였다. 2) IFN-γ를 생산하는 CD3^+ 세포는 환자군에서 36.3±1.8%로 대조군의 28.4±5.7%에 비해 유의하게 증가되어 있었다(p<0.05). 3) CD56^+ 세포의 말초단핵구에서의 비율은 천식환자군에서 15.4±3.9%로 대조군의 19.8±4.5%에 비해 낮게 나타났다(p<0.05). CD3와 CD56을 모두 발현하는 세포를 TNK 세포로 gating하여 그 비율을 분석한 결과 환자군과 대조군이 각각 4.7±1.4%, 5.9±1.8%로 두 군간의 유의한 차이가 없었다. 4) IFN-γ를 생산하는 CD56^+ NK세포에서는 환자군과 대조군이 각각 30.3±3.9%, 25.9±5.8%로 두 군간의 평균치에는 유의한 차이는 발견되지 않았다. 5) 세포내 IFN-γ를 생산하는 TNK세포는 환자군에서 44.8±14.9%로 대조군의 30.0±8.2%에 비해 유의하게 증가되어 있었다(p<0.05). 6) CD8^+ T세포에서의 IFN-γ는 환자군에서 40.6±9.2%로 대조군의 20.8±5.9%에 비해 유의하게 증가되어 있었으며, IL-4도 환자군에서 12.8±8.0%로 대조군의 5.1±2.1%에 비해 통계적으로 유의하게 높았다(p<0.05). 6) IFN-γ를 생산하는 세포만을 선택적으로 gating 하여 CD3와 CD56의 발현을 재분석한 결과 대부분은 CD3^+ T세포였으며(56%) 다음이 CD3와 CD56을 동시에 발현하는 TNK(19%) 세포였다.. 결론적으로 말초단핵세포증 NK세포 수의 감소가 관찰되었으나 이들에서의 IFN-γ를 생산하는 비율의 차이는 없어 IFN-γ를 생산하지 않는 NK세포가 주로 감소함을 알 수 있었다. 천식환자의 CD8^+ T세포도 정상인에 비해 많은 양의 IFN-γ와 IL-4를 생산하여 알레르기 염증반응에 관여함을 알 수 있었다. 이는 IL-4와 IFN-γ가 서로 IgE 조절에 상반되는 작용을 하여 알레르기 반응에 참여하는 알레르겐 특이 CD4^+ T세포클론의 사이토카인 양상과는 상이한 것으로 IFN-γ가 알레르기성 염증이 진행된 천식의 환자에서는 염증전구 사이토카인으로서 기능을 하는 것으로 추측된다. 또한 NK세포가 중등도 이상의 천식에서 감소했다는 점은 바이러스에 의한 감염에서 천식을 악화시키는 주요한 기전의 가능성을 시사하며 향후 이에 대한 연구가 필요하리라 생각된다.
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일반대학원 > 의학과 > Theses_Ph.D
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