항생제 Dapsone이 적혈구의 Phosphatidylserine을 매개한 혈전 유발 기전에 관한 연구

Abstract

Sulfonamide 항생제 Dapsone의 N-hydroxylated metabolite인 Dapsone hydroxylamine (DDS-NHOH)는 Methemoglobinemia, Hemolytic anemia 그리고 thrombosis와 같은 다양한 부작용이 있다고 알려졌다. 하지만 DDS-NHOH의 혈전 유발에 관한 독성 기전은 아직 알려진 바가 없다. 본 연구에서는 Dapsone 대사체 DDS-NHOH가 RBC의 procoagulant activity를 증가시킴으로써 혈전 유발 가능성을 높인다는 사실을 밝혔다. Dapsone 대사체의 혈전 유발 가능성을 확인하기 위하여 다음의 연구를 수행하였다. 건강한 남성 피험자로부터 적혈구를 얻은 후, DDS-NHOH의 sub-hemolytic 농도(10 to 50 μM)에서 phosphatidylserine (PS) 노출과 PS 노출을 동반한 microvesicle (MV)이 증가하는 것을 관찰했다. 또한, reactive oxygen species (RSO) 생성과 glutathione (GSH) 고갈이 대사체의 procoagualnt activity를 유도하는 것으로 나타났다. 더 나아가, DDS-NHOH는 thrombin 생성을 유도하고 적혈구의 응집 및 endothelial cell에 대한 적혈구의 부착을 촉진시키는 것을 확인하였다. 특히 in vivo 실험을 통해서 DDS-NHOH 50, 100 mg/kg (single dose) 그리고 10 mg/kg (once daily, 4 days)를 흰 쥐에 복강 투여한 결과, 혈전 생성이 증가하는 것을 관찰했다. 이는 실제적으로 DDS-NHOH가 잠재적 혈전 유발 가능성을 가지고 있음을 시사한다.

Dapsone hydroxylamine (DDS-NHOH), metabolite of a sulfonamide antibiotic, dapsone, is responsible for various adverse effects of dapsone that include methemoglobinemia, hemolytic anemia, and thrombosis. Interestingly, the mechanism underlying DDS-NHOH-induced thrombosis remains unclear. Here, we demonstrated that DDS-NHOH, but not dapsone, could increase prothrombotic risks through inducing the procoagulant activity of RBCs. In freshly isolated human RBCs, sub-hemolytic concentrations of DDS-NHOH (10 to 50 μM) increased phosphatidylserine (PS) exposure and augmented the formation of PS-bearing microvesicles (MV). Reactive oxygen species (ROS) generation and the dysregulation of enzymes maintaining membrane phospholipid asymmetry, were found to induce the procoagulant activity of DDS-NHOH. DDS-NHOH also accelerated thrombin generation and enhanced RBC self-aggregation and adherence of RBCs to endothelial cells. Most importantly, both the single dose of 50 or 100 mg/kg (i.p.) DDS-NHOH and repeated doses of 10 mg/kg per day (i.p.) for 4 days increased thrombus formation in rats in vivo, substantiating a potential prothrombotic risk of DDS-NHOH.