실험적 급성 신우신염이 유발된 이유기 백서에서 Methylprednisolone 과 Allopurinol이 세포고사와 신반흔에 미치는 영향

Abstract

소아 급성 신우신염은 성인과 달리 성장기 신장에 신반흔을 초래할 수 있다. 신반흔 형성에는 감염외에 감염에 대한 숙주 면역반응의 산물인 cytokine (TGF-b1, IL-6, IL-8, TNF-a)과 산소 자유기의 역할이 제시되고 있다. Cytokine, 특히 TGF-b1은 세포성장억제 및 섬유화 증가등으로 신반흔을 촉진하고 산소 자유기는 신세뇨관 손상, 세포고사 증가및 섬유화 증가등으로 신반흔을 일으킬수 있다. 이에 저자는 실험적으로 급성 신우신염을 일으킨 이유기 백서에서 항생제외에 항염증제인 methylprednisolone 이나 항산화제인 allopurinol의 병용투여가 신반흔의 형성에 미치는 영향을 관찰하고자 하였다. 저자는 생후 3주 (체중 50-60g)된 이유기 Sprague Dawley 백서의 방광에 삽입된 16 guage의 silicone 도관내로 107 /mL E.coli (ATCC No.25922, pili형)를 5mL씩 주입하여 급성 신우신염을 유발하였고 24시간후 소변 배양검사상 105집락수/mL 이상으로 감염을 확인하였다. 신우신염 대조군 (n=40)에는 치료약제를 투여하지 않았고 I군 (n=21)에는 ceftriaxone 단독투여를, II군 (n=22)에는 methylprednisolone과 ceftriaxone을, III군 (n=20)에는 allopurinol과ceftriaxone을 병용투여하였다. 실험동물의 일부는 실험 1주에 나머지는 실험 3주에 희생시켜 병리조직 검사상 염증점수(0,1,2,3), 섬유화 점수(0,1,2,3) 및 세뇨관 위축 점수(0,1,2)와, 세포고사 지수(0,1,2,3), TGF-b1 단백발현 점수(0,1,2,3)를 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1) 사망률은 신우신염 대조군 41.9%, I군 32.3%, II군 21.4%, III군37.5%로 각군간의 유의한 차이는 없었다 (p>0.05) . 2) 염증 점수는 실험 1주에 II군에서 0.8±0.87로 대조군의 2.3±0.87, I군의 1.7±0.79, III군의 2.1±0.74에 비하여 유의하게 낮았고 (p<0.05), 실험 3주에도 II군 1.1±1.10로 대조군의 2.2±0.80와 III군의 2.0±0.67에 비하여 유의하게 낮았다 (p<0.05). 3) 섬유화 점수는 실험 1주에 III군 0.8±0.63, II군 1.2±0.30으로 I군의 1.8±0.75에 비하여 유의하게 낮았고 (p<0.05) 실험 3주에도 III군 0.9±0.57로 대조군의 1.8±0.83에 비하여 유의하게 낮았다 (p<0.05). 4) 세뇨관 위축 점수는 실험 1주에 II군 0.7±0.65로 I군 1.4±0.50, III군 1.5±0.53에 비하여 유의하게 적었으나 (p<0.05) 실험 3주에는 각군간의 유의한 차이가 없었다. 5) 세포고사 지수는 실험 1주에 II군 2.9±2.15, III군 6.1±2.23 로 대조군 10.0±1.95, I군 8.3±2.53에 비하여 유의 하게 낮았고 (p<0.05) 실험 3주에도 II군 1.5±1.35로 대조군 2.2±1.21, I군 2.4±1.43, III군 2.1±1.52에 비하여 유의 하게 낮았다 (p<0.05). 6) TGF-b1단백발현 점수도 실험 1주에 II군 0.8±0.72, III군 0.6±0.52로 대조군 1.9±0.67, I군 1.8±0.60에 비하여 유의하게 낮았고 (p<0.05) 실험 3주에도 II군 0.8±0.92, III군 0.8±0.63로 대조군 1.9±0.69, I군 1.5±0.85에 비하여 유의하게 낮았다 (p<0.05). 결론적으로 ceftriaxone 단독 투여에 비하여 ceftriaxone과 methylprednisolone의 병용 투여는 염증 반응, 섬유화, 세뇨관위축, 세포고사지수, TGF-b1 단백발현을 모두 감소 시켰고 allopurinol은 섬유화, 세포고사지수, TGF-b1 단백발현을 감소시켰다. 이유기 백서의 실험적 급성 신우신염에서 항생제외에 항염증제, 항산화제의 병용이 신손상을 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다. ; Purpose : Acute pyelonephritis in children provokes renal scarring on the growing kidney. It has been recently believed that renal scarring following acute pyelonephritis is closely related to the bacterial infection, inflammatory immune products-cytokine(TGF-ß1, IL-6), and oxygen free radicals as a consequence of phagocytosis and renal ischemia- reperfusion.. TGF-ß1 and oxygen free radicals retard renal growth by a chain of reaction of apoptosis, supression of cellular proliferation and fibrosis. The effect of triaxone (antibiotics), methyl prednisolone (aninflammatory agent) and allopurinol (antioxidants) on histopathologic changes associated with renal scarring and apoptosis experimental pyelonephritic weaning rats. Materials & Methods : To induce ascending pyelonephritis, saline solution containing Escherichia coli type ATCC No. 25922, pili-form (107 bacteria /ml) was infused into the bladder through the 16-guage silicone cannula for 48 hours to 134 three-week-old Sprague Dawley weaning rats ( weight 50 - 60 g, n=134). Pyelonephritic control group (n=25) was not treated. Experimental groups were divided according to treatments into group I (ceftriaxone treated only, n=21), group II (methylprednisolone+ceftriaxone treated n=22) or group III (allopurinol+ceftriaxone treated, n=20). Histopathologic inflammatory score, fibrosis score and tubular atrophy score, the apoptosis index and TGF-b1 protein expression score were observed at post-infection 1 and 3 week . Datas were analysed using ANOVA test and p < 0.05 was interpreted as significant. Results : 1) There was no significant difference in mortality rate among four groups ; control (41.9%), cefriaxone group (32.3%), Group II (21.4%), and group III (37.5%). 2) The inflammatory score(0.8±0.87) on the first week of Group II was significantly lower than control(2.3±0.87), ceftriaxone (1.7±0.79), and group III (2.1±0.74) (P<0.05), and those (1.1±1.10) of Group II was significantly lower than control (2.2±0.80) and group III (2.0±0.67) (p<0.05). 3) The fibrosis score (0.8±0.63) in the first week of group III was relatively lower than MP (1.2±0.30) and group I(1.8±0.75) (p<0.05), and those (0.9±0.57) on the third week of group III was relatively lower than pyelonephritic control group(1.8±0.83)(p<0.05). 4) The tubular atrophy score(0.7±0.65) in the first week of Group II was significantly lower than group I (1.4±0.51) and group III (1.5±0.53) (p<0.05), but, there was no significant difference among four groups in third week(p>0.05). 5) Apoptotic indices in the first week of Group II (2.9±2.15) and group III (6.1±2.23) were significantly lower than control (10.0±1.95) and group I (8.3±2.53) (p<0.05), and those in the third week of Group II (1.5±1.36) was significantly lower than control (2.2±10.21), ceftriaxone (2.4±1.43) and group III (2.1±1.52) (p<0.05). 6) Protein expression score of TGF-b1 in the first week of Group II (0.8±0.72) and group III (0.6±0.52) were significantly lower than control (1.9±0.679) and group I (1.8±0.60) (p<0.05), and those in the third week of MP(0.8±0.92) and group III(0.8±0.63) were significantly lower than control (1.9±0.69) and cefriaxone group (1.5±0.85)(p<0.05). Conclusion : Triaxone alone was not effective on the inflammatory reaction and fibrosis. Supplementation with prednisolone and triaxone resulted in a reduction of apoptosis index, and TGF-b1 as well as a decrease of inflammatory reaction and tubular atruphy. Supplementation of antiinflammatory agent, antioxidants along with antibiotics provided to reduce the renal scar in acute pyelonophritis weaning rats.