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Glutathione S-transferases in asthma: GSTP and GSTA may protect airway from oxidative stress in asthmatics
천식에서 glutathione S-transferase: 천식환자의 기도에서 발생하는 산화스트레스에 대한 GSTP와 GSTA의 보호작용

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Authors
손성욱
Advisor
조상헌
Major
의과대학 협동과정임상약리학전공
Issue Date
2012-08
Publisher
서울대학교 대학원
Keywords
asthmaGlutathione S-transferaseoxidative stressreactive oxygen species
Description
학위논문 (박사)-- 서울대학교 대학원 : 협동과정 임상약리학 전공, 2012. 8. 조상헌.
Abstract
천식은 기도의 지속적인 염증이 주요한 특징이다. 활성 산소종 (reactive oxygen species, ROS)은 천식의 기도 염증의 악화인자로 잘 알려져 있다. Glutathione S-transferases(GST)는 흡연, 공해 등 환경에서 노출되는 활성 산소종과 독성 화합물의 위해독성을 글루타티온 의존기전을 통해 제거한다. 하지만 천식 질환에서 GST 조절 및 GST 아형 각각의 발현에 대하여는 잘 알려져 있지 않다. 이 연구의 목적은 천식동물모델 및 천식환자에서 GST의 발현 및 활성을 연구하여 천식의 병인 및 악화에서 GST의 기능을 이해하고자 하였다. 마우스 천식동물모델을 이용하여 천식이 유도된 마우스 폐에서 GST 활성도 및 발현을 관찰하였고 천식 환자의 유도객담 세포를 이용하여 천식환자의 기도에서 GST 발현을 조사하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 마우스 천식동물모델에서 측정한 총 GST 활성도가 OVA를 처리한 마우스 천식군에서 PBS를 처리한 대조군에 비하여 의미있는 증가를 보였다. 마우스 천식동물모델의 폐조직병리검사에서 GSTP, GSTA가 마우스 천식군에서 세기관지주변에 침윤된 단핵염증세포와 기관지상피세포에서 높게 발현되었고, 대조군에서는 기관지상피세포에서만 발현이 관찰되었다. GSTM은 주로 기관지상피세포에서 발현되었으며 마우스 천식군과 대조군에서 차이가 없었다. 마우스 천식군의 폐조직에서 측정한 GST는 GSTP1 mRNA가 대조군에 비하여 높게 발현되었고 GSTA1, GSTM1, GSTT1 mRNA의 발현은 두 군간의 차이가 없었다. 하지만 GST 단백질은 모두 낮게 발현되거나 두 군간의 차이가 없었다. 천식환자의 유도객담 세포에서 GST의 발현을 관찰한 결과 GSTA1 mRNA가 천식환자에서 정상 대조군에 비하여 높게 발현되었다. GSTP1, GSTM1, GSTT1 mRNA의 발현은 두 군간에 통계적인 차이가 없었다. 또한 천식환자를 기도과민성에 따라 분류한 결과 기도과민성이 높은 군에서 유도객담 세포의 GSTP1, GSTA1 mRNA의 발현이 기도과민성이 낮은 군에 비하여 통계적으로 높게 발현되었다. 결론으로, 본 연구에서 천식 질환의 기도 및 폐조직에서 GST의 발현 및 기능이 증가함을 관찰하였다. 이는 GST가 천식 악화인자인 산화스트레스에 대하여 보호작용을 하는 것으로 생각된다. 이 과정에서 GSTP, GSTA가 중요한 역할을 함을 확인하였다.
Asthma is characterized by persistent airway inflammation. Reactive oxygen species (ROS) are known aggravating factors for airway inflammation in asthma. Glutathione S-transferases (GSTs) detoxify ROS and toxic compounds in environmental exposures such as tobacco smoke, and air pollution via glutathione-dependent mechanisms. However little is known about the regulation of GST and expression of GST subtypes in asthma. The aim of this study was to evaluate how GSTs are regulated in asthma and to know their role in oxidative stress. We observed total GST activity and expression of GST subtypes in murine asthma models and GST expressions in induced sputum cells of asthmatics. Total GST activity was increased in BAL fluids of OVA-treated murine asthma model. GSTP and GSTA are highly expressed in peribronchiolar mononuclear inflammatory cells and epithelial cells in OVA-treated mice. However they are mainly expressed in epithelial cells in PBS-treated mice. GSTM are expressed in epithelial cells in both OVA and PBS-treated groups. GSTP1 mRNA expression was increased in the lung of OVA-treated mice compared with PBS-treated mice. GSTA1, GSTM1, and GSTT1 mRNA expressions were not different between both groups. However the protein levels of GSTs were low and not different in the lung between OVA-treated mice and PBS-treated mice. GSTA1 mRNA expression was increased in induced sputum cells of asthmatics compared with healthy controls. GSTA1, GSTM1, and GSTT1 mRNA expressions were not different between asthmatics and healthy controls. In asthmatics, GSTP1 and GSTA1 mRNA expressions were higher in induced sputum cells of asthmatics with PC20≤4 mg/ml than those with PC20>4 mg/ml. GSTM1 and GSTT1 mRNA expressions were not different between two groups. These findings suggest that GSTs are upregulated in the airways of asthmatics in response to increased oxidative stress. GSTP and GSTA are thought to play an important role in protecting the airways of asthmatics compared with GSTM and GSTT.
Language
English
URI
http://hdl.handle.net/10371/121787
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Appears in Collections:
College of Medicine/School of Medicine (의과대학/대학원)Program in Clinical Pharmacology (협동과정-임상약리학전공)Theses (Ph.D. / Sc.D._협동과정-임상약리학전공)
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