Relationship between Gb3 Expression and Cytotoxicity of Shiga-like Toxin I

임석환,김기영,김형천,김영희,손용해,오양효,박영민,Lim, Suk-Hwan,Kim, Gi-Young,Kim, Hyung-Chun,Kim, Young-Hee,Son, Yong-Hae,Oh, Yang-Hyo,Park, Yeong-Min The Korean Pediatric Society 2003 Clinical and Experimental Pediatrics (CEP) Vol.46 No.2

목 적 : Shiga-like toxin (SLT)을 생산하는 Esherichia coli에 의한 감염은 설사, 출혈성 대장염(hemorrhagic colitis) 및 용혈성 요독 증후군(hemolytic uremic syndrome)을 특징으로 하며, 특히 5세 이하의 소아에게서 심각한 결과를 초래한다. SLT-I의 병인으로는 다양한 숙주 매개인자들이 알려져 있다. 본 연구에서는 E. coli 0157 : H7 (ATCC 43890)로부터 정제한 SLT-I이 포유동물 세포들에 대한 세포독성과 종양괴사인자(tumor necrosis factor-${\alpha}$; TNF-${\alpha}$)의 생산에 미치는 효과를 측정하였으며, SLT-I의 수용체인 glycolipid globotriaosylceramide (Gb3)의 발현과 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 하였다. 방 법 : SLT-I과 SLT-I B를 순수분리 정제하고 SLT-I B-FLTC 접합체를 제조하여 vero 세포, 대식세포 및 수지상세포를 대상으로 세포독성능을 측정하고 세포독성능의 차이가 SLT-I의 수용체인 Gb3의 발현과 상관관계가 있는지를 Flow cyotmetry로 분석하였다. 또한 대식세포의 종양괴사인자 생산능은 ELISA법으로 시행하였다. 결 과 : SLT-I은 대식세포(Raw264.7)로부터 TNF-${\alpha}$의 생산을 증가시켰다. 연구 대상 세포 중 SLT-I에 감수성을 나타낸 Vero 세포와 수지상세포(dendritic cells)는 Gb3 발현이 각각 83%와 68%로 높았으며, 29%의 낮은 Gb3 발현을 보인 Raw264.7 세포는 감수성을 보이지 않았다. 따라서 위의 결과로부터 SLT-I에 감수성을 보이지 않은 Raw264.7 세포를 대상으로 Gb3 발현 정도와 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 Gb3의 발현을 증가 시킨 후 SLT-I의 세포독성을 재차 평가하였다. 이 결과 TNF-${\alpha}$의 처리에 의하여 6 h에 Gb3의 발현이 정점(43.5%)에 이르렀으며 36 h에 정상 수준(25.0%)으로 환원되었다. 그러나, Gb3의 발현이 증가함에도 불구하고 SLT-I의 세포독성에는 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, SLT-I에 의한 세포독성은 세포의 종류에 따라서 다르며 또한, Gb3의 발현정도에만 의존적이지는 않을 것으로 생각된다. 결 론 : 이와 같은 결과는 E. coli 0157의 감염증 병인 연구에 있어 SLT-I과 Gb3의 발현의 상관관계에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요함을 시사한다. Purpose : Infection with Shiga-like toxin (SLT)-producing Escherichia coli, an emerging human pathogen found particularly in young children under 5 years of age, causes a spectrum of illnesses with high morbidity and mortality, ranging from diarrhea to hemorrhagic colitis and hemolytic uremic syndrome. Host mediators play an important role in the pathogenesis of SLT-I toxicity. The experiments described here were designed to investigate the effect of SLT-I on TNF-${\alpha}$ production and to understand the effect of TNF-${\alpha}$ on GB3 expression. We also further examine the relationship between the Gb3 level and the differential susceptibility of cells to the cytotoxic action of SLT-I. Methods : The effect of purified SLT-1 from E. coli O157 : H7 (ATCC 43890) on tumor necrosis factor-${\alpha}$ (TNF-${\alpha}$) production in Raw264.7 cells was investigated. Many mediators regulate endothelial cell membrane expression of the glycolipid globotriaosyleramide (Gb3), which serves as the toxin receptor, suggesting that the host response to the toxin or other bacterial products may contribute to pathogenesis by regulating target cell sensitivity to the toxins. Therefore, the relationships between Gb3 expression and cytotoxicity against SLT-I on three types of cells were evaluated. Results : Detectable levels of TNF-${\alpha}$ were produced as early as six hours after induction and continued to increase during 48 hours by SLT-I. It was also found that Vero cells and dendritic cells (DC2.4 cells) expressed high levels of Gb3, 83% and 68%, respectively, and that Raw264.7 cells had a low level of Gb3 (29%) and appeared refractory to cytotoxicity against SLT-I. Vero cells and DC2.4 cells expressing high levels of Gb3 were highly susceptible to SLT-I. Furthermore, macrophages showed a resistance to SLT-I cytotoxicity, despite the fact that Gb3 expression was enhanced. Conclusion : These results strongly suggest that the expression of Gb3 is necessary but not sufficient to confer sensitivity of macrophages to SLT-I and further underpin the important role of SLT-I and its Gb3 receptors in the pathogenesis of E. coli O157 infection.

혈소판 감소증이 있는 신생아에서 혈소판 수혈 횟수와 예후

임석환,국진화,조창이,최영륜,황태주,Lim, Suk-Hwan,Kook, Jin-Hwa,Cho, Chang-Yee,Choi, Young-Youn,Hwang, Tai-Ju 대한소아청소년과학회 2002 Clinical and Experimental Pediatrics (CEP) Vol.45 No.8

목 적: 최근 신생아 중환자실 입원 환자 중 여러차례 수혈을 받았던 환아에서 괴사성 장염, 간질환, 신장기능 부전 등이 더 많았으며 특히 4회 이상 수혈을 받았던 환아에서는 사망률도 의미있게 높았다는 보고들이 있어, 본원 신생아 중환자실에 입원한 환자를 대상으로 혈소판 수혈 횟수에 따른 기저 또는 동반 질환 및 사망률의 차이를 알아보고자 하였다. 방 법 : 1996년 8월부터 2001년 7월까지 본원 신생아 중환자실에 입원한 환자 3,955명 중 혈소판 수혈을 받았던 환아 72명(1.8%)을 대상으로 하여 1회 수혈을 받은 군(I군)과 그 이상 수혈을 받은 군(II군)으로 분류하여 양 군간 신생아 패혈증/파종성 혈관내 응고병증, 호흡 곤란증, 뇌실내 출혈, 동맥관 개존, 만성 폐 질환, 괴사성 장염, 간 신 질환, 폐출혈, 저산소성 허혈성 뇌증 빈도 및 사망률을 비교하였다. 결 과 : 1회 수혈을 받았던 I군은 29명(40.2%), 2회 이상 수혈을 받았던 II군은 43명(59.7%)이었으며 16명(22.2%)은 4회 이상 수혈을 받았다. I군관 II군 사이에 재태 주령, 출생 체중, 성별 및 산모 병력에 유의한 차이는 없었고 제왕 절개술 빈도만 II군에서 많았다. 혈소판 수혈을 필요로 했던 환아 72명 중 패혈증이 66명(91.7%)으로 가장 많았다. 1회 수혈군과 2-3회 수혈군, 그리고 4회 이상 수혈군 사이에 기저 또는 동반 질환의 빈도는 서로 비슷하였고, 사망률은 오히려 II군에서 낮았으나 통계학적으로 의의는 없었다. 결 론 : 신생아 패혈증/파종성 혈관내 응고병증, 호흡 곤란증, 뇌실내 출혈, 동맥관 개존, 만성 폐 질환, 괴사성 장염, 간 신 질환, 폐출혈 등이 있는 경우 혈소판 수혈이 필요하였지만 수혈 횟수와 기저 또는 동반 질환 빈도 및 사망률에는 차이가 없어, 본 연구 결과로는 다량의 혈소판 수혈이 필요할 환자를 예측할 수 없었으며 향후 더 많은 대상으로 연구되어져야 할 것으로 사료된다. Purpose : We compared the underlying or associated diseases according to the frequency of platelet transfusions in neonates with thrombocytopenia to know the factors predicting which patients will require multiple platelet transfusions. We also compared mortality. Methods : A retrospective study was performed in 72 neonates who received the platelet transfusions in neonatal intensive care unit(NICU) between August 1996 and July 2001. Group I received one platelet transfusion and group II received two or more. We compared the frequency of underlying or assodiated diseases such as sepsis/disseminated intravascular coagulopathy(DIC), respiratory distress syndrome(RDS), intraventricular hemorrhage(IVH), patent ductus arteriosus (PDA), necrotizing enterocolitis(NEC), liver or renal disease, and mortality between two groups. Results : Of the 72 patients, 29(40.2%) received one and 43(59.7%) received two or more transfusions; 16(22.2%) received four or more. There were no statistically significant differences in gestational age, birth weight, sex, and maternal history between two groups. C-section rate was higher in group II(20.7% vs. 55.8%, P<0.05) and the incidence of PDA was higher in group I (55.2% vs. 30.2%, P<0.05). Otherwise, there were no statistically significant differences in the incidence of sepsis/DIC, RDS, IVH, RDS, CLD, NEC, liver or renal disease, pulmonary hemorrhage and hypoxic ischemic encephalopathy, and mortality between group I and group II. Conclusion : There was no significant difference in clinical morbidity and mortality according to the frequency of platelet transfusion in neonates with thrombocytopenia. Further study is needed to know the predicting factor for multiple platelet transfusions in neonates with thrombocytopenia.

Regulation of Gb3 Expression on Dendritic Cells

임석환,김기영,김형천,김영희,손용해,오양효,박영민,Lim, Suk-Hwan,Kim, Gi-Young,Kim, Hyung-Chun,Kim, Young-Hee,Son, Yong-Hae,Oh, Yang-Hyo,Park, Yeong-Min Korean Society of Life Science 2007 생명과학회지 Vol.17 No.4

Infection with Shiga-like toxin (SLT)-producing Escherichia coli causes a spectrum of illnesses with high morbidity and mortality. Host mediators play an important role in the pathogenesis of SLT-I toxicity. We here investigated the effect of SLT-I on tumor necrosis $factor-{\alpha}\;(TNF-{\alpha})$ production, effect of $TNF-{\alpha}$ on glycolipid globotriaosyleramide (Gb3) expression, and relationship between Gb3 level and differential susceptibility of cells to SLT-I. In this study, we observed that detectable levels of $TNF-{\alpha}$ are produced 6 hrs after induction and continued to increase during 48 hrs by SLT-I. It was also found that Vero cells and dendritic cells expressed high levels of Gb3, 83% and 68%, respectively, and that macrophages had a low level of Gb3 (29%) and showed refractory to cytotoxicity against SLT-I. Vero cells and dendritic cells expressing high levels of Gb3 were highly susceptible to SLT-I. furthermore, macrophages showed a resistance to SLT-I cytotoxicity, despite the fact that Gb3 expression was enhanced. These results suggest that the expression of Gb3 is necessary, but not sufficient to confer sensitivity of macrophages to SLT-I and further underpin the important role of SLT-I and its receptor, Gb3, in the pathogenesis of E. coli O157 infection. Shiga-like toxin(SLT)을 생산하는 Esherichia coli에 의한 감염은 설사, 출혈성 대장염(hemorrhagic colitis) 및 용혈성 요독 증후군(hemolytic uremic syndrome)을 특징으로 하며, 특히 5세 이하의 소아에게서 심각한 결과를 초래한다. SLT-I의 병인으로는 다양한 숙주 매개 인자들이 알려져 있다. 본 연구에서는 E. coli 0157:H7(ATCC 43890)로 부터 정제한 SLT-I이 포유동물 세포들에 대한 세포독성과 종양괴사인자(tumor necrosis $factor-{\alpha},\;TNF-{\alpha}$)의 생산에 미치는 효과를 측정하였으며, SLT-I의 수용체인 glycolipid globotriaosylceramide(Gb3)의 발현과 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 하였다. SLT-I 과 SLT-I B를 순수분리 정제하고 SLT-I B-FLTC 접합체를 제조하여 vero 세포, 대식세포 및 수지상세포를 대상으로 세포독성능을 측정하고 세포독성능의 차이가 SLT-I의 수용체인 Gb3의 발현과 상관관계가 있는지를 Flow cyotmetry로 분석하였다. 또한 대식세포의 종양괴사인자 생산능은 ELISA법으로 시행하였다. SLT-I은 대식세포(Raw264.7)로부터 $TNF-{\alpha}$의 생산을 증가시켰다. 연구 대상 세포 중 SLT-I에 감수성을 나타낸 Vero 세포와 수지상세포(dendritic cells)는 Gb3 발현이 각각 83%와 68%로 높았으며, 29%의 낮은 Gb3 발현을 보인 Raw264.7 세포는 감수성을 보이지 않았다. 따라서 위의 결과로부터 SLT-I에 감수성을 보이지 않은 Raw264.7세포를 대상으로 Gb3 발현 정도와 SLT-I의 세포독성의 관계를 규명하고자 Gb3의 발현을 증가시킨 후 SLT-I의 세포독성을 재차 평가하였다. 이 결과 $TNF-{\alpha}$의 처리에 의하여 6 hrs에 Gb3의 발현이 정점(43.5%)에 이르렀으며 36 hrs에 정상 수준(25.0%)으로 환원되었다. 그러나, Gb3의 발현이 증가함에도 불구하고 SLT-I의 세포독성에는 변화가 관찰되지 않았다. 따라서, SLT-I에 의한 세포독성은 세포의 종류에 따라서 다르며 또한, Gb3의 발현정도에만 의존적이지는 않을 것으로 생각된다. 이와 같은 결과는 E. coli 0157의 감염증 병인 연구에 있어 SLT-I과 Gb3의 발현의 상관관계에 대한 보다 심도 있는 연구가 필요함을 시사한다.

신생아 중환자실에서 캔디다 패혈증의 발생 추이와 위험 인자

최익선,임석환,조창이,최영륜,황태주,Choi, Ic Sun,Lim, Suk Hwan,Cho, Chang Yee,Choi, Young Youn,Hwang, Tai Ju 대한소아청소년과학회 2002 Clinical and Experimental Pediatrics (CEP) Vol.45 No.7

목 적: 신생아 캔디다 패혈증은 신속한 진단과 적절한 치료가 시행되지 않을 경우 높은 이환율과 사망률을 유발할 수 있어, 특히 집중 치료가 필요한 저출생 체중아의 예후에 많은 영향을 주고 있다. 이에 저자는 최근 6년간 전남대학교병원 신생아 집중 치료실의 캔디다 패혈증 발생 빈도와 추이, 임상 형태와 특징 및 위험 인자 등에 대해 조사 분석하였다. 방 법: 1995년 7월부터 2001년 6월까지 만 6년간 전남대학교병원 신생아 중환자실에 입원했던 환아 4,587명 중 캔디다 패혈증으로 확진된 환아 28명을 대상으로 하였다. 발생률, 임상 양상, 선행된 항생제 치료, 검사 소견, 장기 침범 유무, 위험 인자 및 사망 여부 등을 환아의 의무 기록지를 통해 후향적으로 조사하였다. 또한 출생 시기, 출생 체중 및 재태 주령이 비슷하면서 캔디다 패혈증이 없었던 환아 29명을 대조군으로 하여 위험 인자를 비교하였다. 결 과 : 1) 신생아 중환자실에서 6년간 캔디다 패혈증의 발생 빈도는 전체 입원 환아의 0.61%, 극소 저출생 체중 환아의 3.68%였으며, 연간 발생률은 전체 환아 및 극소 저출생 체중아에 있어서 전반적으로 점차 증가하는 추세를 보였다. 2) 캔디다 패혈증 환아에서 대조군에 비해 기도내삽관(endotracheal intubation), 경피 중심 정맥 도관술(PCVC, percutaneous central vein catheterization), 제대 정맥 도관술, 총정맥 영양 사용, 지방유제 사용 및 dopamine 사용 빈도가 의의 있게 높았다(모두 P<0.01). 또한 기도내 삽관 유지 기간, PCVC 또는 제대 동 정맥 도관의 유지 기간, 금식 기간, 입원 기간이 캔디다 패혈증 환아에서 의의 있게 길었다(모두 P<0.01). 3) 캔디다 패혈증 발병 전 사용했던 항생제는 ampicillin/ sulbactam, ceftazidime, amikacin, netilmicin, teicoplanin, imipenem/cilastatin이 대조군에 비해 많았고(P<0.05), 이 중 ampicillin/sulbactam, ceftazidime, netilmicin, imipenem/cilastatin의 사용 기간이 길었다(P<0.01). 결 론 : 최근 6년 동안 본원 신생아 중환자실에서 캔디다 패혈증 연간 발생률은 전체 환아 및 극소 저출생 체중아에 있어서 전반적으로 점차 증가하는 추세를 보였다. 대조군과의 비교를 통해 의의 있게 밝혀진 이들 캔디다 패혈증 위험군에 대한 조기 감시 및 치료가 저출생 체중아를 중심으로 한 신생아의 생존율을 향상시키는데 중요하리라 사료된다. Purpose : With the development of neonatal intensive care and the increased use of systemic antibiotics, candida sepsis has become one of the most important causes of neonatal morbidity and mortality. The purpose of this study was to investigate the prevalence rate and its associated risk factors. Methods : We retrospectively reviewed medical records of 28 cases with candida sepsis who were admitted in the neonatal intensive care unit(NICU) of Chonnam University Hospital from July 1995 to June 2001. Twenty-nine patients without candida sepsis were enrolled for the control group to verify the risk factors. Results : The overall incidence of candida sepsis was 0.61% for all NICU admissions and 3.68% for all very low birth weight infants with the gradual increase of the annual prevalance rate over time. The endotracheal intubation, percutaneous central vein catheter(PCVC), umbilical vein catheter, total parenteral nutrition, intralipid and dopamine were more applied than the control group (P<0.01 for all). The durations of mechanical ventilator care, central catheter appliance, nothing per os, and admission were also significantly longer than the control group(P<0.01 for all). Ampicillin/ sulbactam, ceftazidime, amikacin, netilmicin, teicoplanin and imipenem/cilastatin were significantly more used than the control group(P<0.05). The durations of ampicillin/sulbactam, ceftazidime, netilmicin and imipenem/cilastatin administration were also proved to be significant as the risk factors(P<0.01). Conclusion : The average annual prevalence rate of candida sepsis in NICU for six years was 0.61% with gradual increasing tendency over time. The elimination of the above risk factors is important in decreasing neonatal morbidity and mortality associated with candida sepsis.

녹농균 감염이 마우스의 IL-2 및 IL-6 생산과 기타 면역반응에 미치는 영향

하대유(Tai-You Ha),임석환(Suk-Hwan Lim),최훈(Huhn Choe) 大韓微生物學會 1991 大韓微生物學會誌 Vol.26 No.6

건축용 외장재와 접착제 연소가스의 독성분석에 관한 연구

김원종 ( Won Jong Kim ),박영주 ( Young Ju Park ),이해평 ( Hae Pyeong Lee ),임석환 ( Suk Hwan Lim ),김정인 ( Jung In Kim ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2013 한국안전학회지 Vol.28 No.4

This study was carried out, using toxicity test apparatus, to analyze toxic gases of heat insulation material and adhesives of composite panels used for the architectural surface material when a fire occurs. The findings of this study show that CO, CO2, HCOH, CH2CHCN and NOx were detected from styrofoam, reinforced styrofoam, polyurethane foam and glass fiber, but in the case of the polyurethane foam, HCl and HCN were detected as well. All the architectural adhesives released CO, CO2 and NOx, but HCHO was only detected from the adhesives for styrofoam, wood, tile, windows and doors; CH2CHCN was only from those for wood and stone; C6H5OH was only from those for wood. The toxicity index was also measured for architectural surface material and adhesives. Polyurethane foam showed the highest index, 11.7, and glass fiber was followed as 6.8. Reinforced styrofoam showed 5.7 and styrofoam revealed the least 4.9. In the case of architectural adhesives, the highest ranking was those for stone 7.4, windows and doors 6.1, wood 5.3, tile 3.8, and styrofoam 3.7 were followed, respectively.

개심술 환자의 저체온마취시 동맥혈 개스분석치의 온도보정에 관한 연구

임석환,한영진,강금이 대한마취과학회 1988 Korean Journal of Anesthesiology Vol.21 No.1

Blood gas values corrected for temperature were compared to uncorrected values in 35 cases of open heart surgery and the following results were obtained. 1) The corrected pH values were higher than the uncorrected values, and a 1℃ decrease in the rectal temperature resulted in an increase in corrected pH values by 0.013. (Y=-0.013x+0.504, p<0.01) 2) The corrcted values for PCO_2 were lower than the uncorrected values, and a 1℃ decrease in the rectal temperature resulted in a decrease in corrected PCO_2 values by 1.256mmHg. (Y=-1.256x+49.267, p<0.01) 3) The corrected values for PO_2 were slightly lower than the uncorrected values, and the difference between temperature corrected and uncorrected PO_2 values had statistically sihnificant, but clinically no significant correlation. (Y=-3.236x+133.075, p<0.01) 4) The difference between temperature corrected an uncorrected base excess values had no satistical correlation. 5) If the uncorrected pH values were maintained around 7.4 at any temperature, then the corrected pH values at each temperature were very close to the theoretically ideal values. (Y=-0.014x)

이산화탄소를 이용한 복강경검사시 호기말 이산화탄소 분압의 변동

임석환,이상귀,이준례,장영익 대한마취과학회 1989 Korean Journal of Anesthesiology Vol.22 No.5

Laparoscopy is a useful technique for a diagnostic purpose of pelvic diseases in gynecologic patients, but it may be associated with many complications related to a steep Trendelenburg position and a usage of Trocar. It may also be developed that a large amount of CO₂ insufflation into the peritoneal cavity causes respiratory acidemia and its related hemodynamic changes. To investigate the influence of the CO₂, insufflation and the positional changes on the end-tidal CO₂, tension (P$gt;CO₂), blood pressure and heart rate during laparoscopy in gynecologic patients, the authors observed the changes in PetCO₂,heart rate, and blood pressure before the CO₂, insufflation, at 1,3,5,7 and 10 minutes after the CO₂, insufflation and at 2,5 and 10 minutes after the CO₂, exsufflation respectvely under general endotracheal anesthesia with controlled ventilation (tidal volume 10 ml/kg, ventilatory rate 10 breaths/min). The results were as follows. 1) Pet$gt;CO₂ was increased until 10 minutes after CO₂ insufflation. 2) decreased at 2,5 and 10 minute after CO₂ exsufflation but increased from the control value. 3) Heart rate was decreased at 1,3,5,7 and 10 minutes after CO₂ insufflation and at 2,5 and 10 minutes after CO₂ exsufflation from the control value respectively. 4) Systolic and diastolic blood pressures were increased after CO insuffiation and unti15 minutes after CO₂ exsufflation. On the basis of the above results, because an increase of the PetCO₂, and the hemodynamic changes occur during the laparoscopy using CO₂ under general endotracheal anesthesia with controlled ventilation, it is recommended to monitor carefully PetCO₂, heart rate and blood pressure to control adequately ventilation, blood pressure and heart rate.

역행성 기관삽관 1예

임석환,최훈 의과학연구소 1989 全北醫大論文集 Vol.13 No.1

Endotracheal intubation using laryngoscope is generally performed to maintain the airway during general anesthesia. In some circumstances it is difficult to obtain an adequate view of the vocal cords. In these cases, alternative method of retrograde tracheal intubation may be performed using a variety of devices. We performed retrograde tracheal intubation with aid of angiograph guide wire in a patient with Chandler's disease and micrognasia in whom the inhalational anesthesia with halothane was given for total hip replacement.

마취유도제로서의 Midazolam과 thiopental의 효과 비교

최훈,임석환,김성수,김동찬 의과학연구소 1991 全北醫大論文集 Vol.15 No.3

A prospective, randomized investigiation was undertaken in the value of midazolam as an agent for the induction of anesthesia. Fourty healthy patients undergoing elective surgery were allocated randomly to receive either thiopental 5mg/kg or midazolam 0.15mg/kg. The induction time(measured as the time until loss of eyelasy reflex) in the thiopental group was significantly shorter than that in the midazolam group. Significant difference was observed between the two groups as regards time to spontaneous closing of eye, time to onset of apnea.