나환자의 피부병변에서 inducible nitric oxide synthase 와 cyclooxygenase-2의 발현

Abstract

나병은 Mycobacterium leprae에 의한 만성 육아종성 감염질환으로 나균에 대한 숙주의 면역반응의 정도에 따라 다양한 임상양상을 보이면 나균 감염에 대한 방어 기전은 주로 대식세포와 소1 림프구에 의한 세포면역을 통하여 이루어진다. 대식세포의 세포독성에 있어서 여러 사이토카인과 nitric oxide(NO)를 비롯한 여러 염증매 개인자간의 상호작용이 중요한 역할을 한다. 유도형 nitric oxide synthase (iNOS)에 의하여 생성되는 NO는 마이코박테리아에 대한 대식세포의 세포독성에 직접적인 역할을 하는 것으로 밝혀지고 있다. 유도형 cyclooxygenase(COX-2)에 의해 합성되는 prostaglandin 역시 중요한 염증매개인자로서 최근 No 합성과 prostaglandin 합성간에 상호교차반응(“cross talk")이 존재함을 암시하는 연구 결과들이 보고되고 있다. 본 연구에서는 나환자의 피부병변 파라핀 포매조직을 이용하여 나병 병형에 따라 iNOS와 COX-2 사이에 어떤 상호작용이 있는지 알아보고자 면역조직화학 염색으로 두 효소의 발현양상을 관찰하였다. 30명 신환 나환자의 피부병변 파라핀 포매조직을 탈파라핀한 후 iNOS 와 COX-2 발현을 보기위해 1:100으로 희석한 일차 항체(anti-iNOS antibody, anti-COX-2 antibody)를 사용하여 면역조직화학 염색을 하였으며 이들 효소의 발현정도의 평가는 600개 이상의 세포에서 양성세포 수를 백분율로 나타내었다. 30명 중 5명에서 두 효소에 대한 단클론 항체를 이용하여 이중 면역조직화학 염색을 시행한 결과는 다음과 같다. 1. iNOS 양성세포의 발현율은 2.0-55.8%(평균 15.9±12.9%)였으며 결핵양형 나병변(31.2%)과 근결핵양형 나병변(32.6%)에서 근나종 나병변(11.1%)이나 나종 나병변(8.6%)에 비해 높게 발현되었다(p＜0.05). 2. COX-2 양성세포의 발현율은 3.6-74.5%(평균 27.1±16.5%)였으며 결핵양형 나병변(59.2%)에서 다른 세 병형에 비해 높게 발현되었다(p＜0.05). 3. 나반응이 있는 병변은 나반응이 없는 병변에 비하여 iNOS 발현은 감소한 반면, COX-2 발현은 차이를 보이지 않았으며 표본의 수가 전어 유의성을 검증할 수 없었다. 4. iNOS 와 COX-2의 이중 면역조직화학 염색 결과 대부분의 세포는 두 효소를 동시에 발현하였으며 일부 슈반세포는 iNOS만을 발현하였다. 5. iNOS 와 COX-2 발현사이에는 양의 상관관계가 존재하여 iNOX 발현이 높은 조직에서는 COX-2도 높게 발현되었다(γ=0.535, p=0.05). 6. 나병변은 전반적으로 COX-2(27.1±16.5%)가 iNOS(15.9±12.9%)보다 높게 발현되었으며 결핵양형 나병변과 나종 나병변에서 COX-2와 iNOS 발현은 유의한 차이를 보였다. 이상의 결과로 iNOS 와 COX-2는 모든 병변에서 발현되며, iNOS는 결핵양형 나와 근결핵양형 나병변에서 유의하게 높은 발현율을 보였으며, COX-2는 결핵양형 나병변에서 유의하게 높게 발현되어 이들이 나균에 대한 세포면역반응에 관계할 것으로 생각되며 나반응 기전에 iNOS와 COX-2가 직접적으로 관여하지는 않을 것으로 보인다. iNOS와 COX-2 사이에 양의 상관관계가 존재하는 것으로 미루어 나병변에서는 NO가 COX-2의 활성을 억제하기보다는 상호 협력작용을 할 것으로 생각된다.;Nitric oxide(NO) reduced by activated macrophages through the action of iNOS is the key molecule in the killing mycobacterium. Prostaglandins produced by the action of COX-2, also, are the important mediators of inflammation and other pathophsiologic process. A complex relationship is emerging with regard to "cross-talk" between the NO and COX-2 pathways. The purposes of this study were to investigat the expression of iNOS and COX-2 acoss the spectrum of leprosy in the paraffin-embedded skin lesions, to demonstrate the interaction between iNOS and COX-2 expression, and to demonstrate the differences in the cell types expressing the iNOS or COX-2. In the paraffin-embedded skin lesions of 30 new cases of leprosy(TT, n=4; BT, n=4; BL, n=7; LL, n=15), iNOS and COX-2 expression were detected by using immunohistochemical staining. The results are summarized as follows; 1. iNOS expression was 2.0-55.8%(mean 15.9±12.9%) and the level of expression of iNOS in TT(31.2%) and BT(32.6%) lesions was significantly higher than that of BL(11.1%) and LL(8.6%) lesions(p＜0.05). COX-2 expression was 3.6-74.5%(mean 27.1±16.5%) and the level of expression of COX-2 in TT(59.2%) lesions was significantly higher than that of BT, BL and LL lesions(p＜0.05). 3. during the leprosy reaction, the level of iNOS expression was rather decreased and the level of COX-2 expression was similar to that of non-reactional lesions. However, because the numbers of involved samples were so small, the significancy was not clear. 4. By double immunohistochemical stains, the majority of the cells expressed iNOS an COX-2 simultaneously, although small population of schwann cells in focal areas expressed iNOS only. 5. There was positive correlation high level of iNOS expressed COX-2 highly, also. The correlation was statistically significant(r=0.535, p＜0.05). 6. The overall level of COX-2 expression(27.1±16.5%) was higher than that of iNOS expression(15.9±12.9%), and when compared the expression of them across the spectrum of leprosy, COX-2 expressed higher than iNOS in TT and lesions. In conclusion, both iNOS and COX-2 were expressed in all types of leprosy skin lesions and the level of iNOS expression in TT and BT lesions was significantly higher than that of BL and LL lesions. And the level of expression of COX-2 in TT lesions was significantly higher than of BT, BL and LL lesions. These results suggest that iNOS and COX-2 are have important roles in anti-mycobacterial activities in leprosy lesions. The positive correlation between iNOS an COX-2 expression suggests that NO and COX-2 might interact synergistically or additively rather than suppress each other.