Paclitaxel-Eluting Stent에 의한 혈전 생성기전에 관한 연구

Abstract

Paclitaxel (PTX)은 주목나무 (Taxus brevifolia)의 껍질에서 추출해낸 taxane계 물질로, microtubule을 구성하는 tubulin에 선택적으로 결합하여 유사분열 과정 중의 tubulin-microtubule dynamics를 억제해 세포의 성장과 증식을 저해하여 폐암, 유방암, 난소암 등의 치료에 널리 쓰이고 있다. 최근, 암세포뿐만 아니라 stent 이식 후 나타나는 restenosis의 생성 과정에 주된 역할을 하는 혈관 평활근 세포의 증식 역시 paclitaxel이 감소시킬 수 있다는 연구결과를 바탕으로 이식된 stent에서 지속적으로 paclitaxel을 용출할 수 있도록 만들어진 stent인 Paclitaxel-Eluting Stent (PES)가 개발되었다. 그러나 최근 paclitaxel이 고용량으로 노출되는 것과 관련하여 PES를 이식받은 환자에게서 혈전이 발생한다는 보고가 잇따르고 있다. PES가 기존의 stent를 빠르게 대체하고 있고, PES 이식 후 혈전이 발생한 경우에 높은 치사율을 보이므로 이에 대한 예방책이 시급하나 아직까지 paclitaxel에 의한 혈전생성에 대해 명확한 기전 규명이 이루어지지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 PES에 의한 혈전 생성을 알아보고자 혈전 생성에 기여할 수 있는 여러 가지 요인들에 대한 paclitaxel의 영향을 확인하였으며 그 결과, paclitaxel이 적혈구를 매개로 혈액 응고 촉진 활성 (procoagulant activity)을 증가시키는 것을 확인하였다. 적혈구는 세포막 표면에 phosphatidylserine (PS)을 발현하거나 PS가 발현된 procoagulant microvesicle (MV)을 유리시킴으로써 혈액응고 과정을 촉진할 수 있다. 따라서 분리된 사람의 적혈구에 paclitaxel을 처리하고 flow cytometer로 변화를 관찰한 결과 농도 및 시간 의존적으로 세포 외막에 PS가 노출되었고 procoagulant MV의 생성이 증가하였다. 이 때, scanning electron microscopy (SEM)로 적혈구의 모양이 정상적인 discocytic shape에서 echinocyte를 거쳐 spherocyte로 변화되는 것 역시 관찰하였다. Paclitaxel의 PS 노출과 MV 생성 효과는 세포 외막과 내막 사이의 지질을 교란시키는 scramblase가 활성화 되어 유도되는 현상임을 확인하였고, 이 때 EGTA 처리로 세포 내 칼슘을 chelation 시켜도 이러한 효과가 유지되는 것으로 보아 paclitaxel에 의한 적혈구 활성화는 칼슘에 비 의존적인 현상임을 알 수 있었다. Protein kinase C (PKC)의 활성화가 적혈구를 칼슘 비 의존적으로 활성화시킬 수 있다는 연구에 근거하여 PKC 억제제를 전 처리한 뒤 paclitaxel의 효과를 확인해 보았다. PKC의 활성을 억제시키자 paclitaxel에 의해 활성화되었던 scramblase 활성이 억제되고, PS노출과 procoagulant MV의 생성 역시 억제되어 결과적으로 적혈구에 의한 혈액 응고 촉진 활성 증가가 억제되었다. 이상의 결과로부터, paclitaxel이 적혈구를 활성화시켜 외막으로 노출된 PS와 생성된 procoagulant MV를 통해 thrombin의 생성을 유도하는 것을 알 수 있었다. Paclitaxel의 이러한 효과는 paclitaxel이 적혈구 특이적으로 혈전을 생성할 수 있다는 새로운 관점을 제시하였고 따라서 PES 이식 후 발생하는 혈전생성에 적혈구의 활성화가 중요한 역할을 하는 것으로 사료된다.