인체 비점막상피세포에서 리노바이러스로 유발된 세균성 세포부착분자의 상향조절을 억제하는 클라리트로마이신의 효과 = Clarithromycin inhibits the rhinovirus-induced upregulation of bacterial adhesion molecules in human nasal epithelial cells

국문 초록 (Abstract)

연구배경 및 목적: 리노바이러스(Rhinovirus; RV)는 바이러스성 상기도 감염의 가장 흔한 원인균으로 이차적인 세균감염이 동반되는 경우가 많다. 클라리트로마이신(Clarithromycin; CM)은 14환(14-membered ring) 마크로라이드 항생제로 세포간부착분자-1(intercellular adhesion molecule-1; ICAM-1)의 발현 및 다양한 사이토카인의 생산을 감소시키고 RV 감염을 억제하는 것으로 알려져 있다. 세포부착분자(cell adhesion molecule)는 세균감염에 있어 세균의 숙주세포에 대한 부착 및 침투에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려져 있으나 RV 감염과의 상호작용에 대한 연구는 적다. 따라서 본 연구에서는 RV 감염 및 CM 처치가 이차적인 세균감염에 중요한 역할을 하는 세포부착분자 발현에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 대상 및 연구 방법: 만성비후성비염으로 비갑개성형술을 시행 받는 환자에서 채취한 하비갑개 점막조직으로부터 상피세포를 분리하여 배양하였다. 초대배양한 비점막상피세포에 10μM CM을 24시간 동안 전처리하고 RV-16 1MOI(multiplicity of infection)를 감염시킨 다음 10μM CM을 포함한 배지에서 48시간 동안 배양하였다. 형광색소인 fluorescein isothiocyanate와 1시간 동안 반응시킨 황색포도상구균 ATCC 25923와 인플루엔자균 ATCC 49247을 비점막상피세포 배양액에 첨가한 후 공초점 현미경검사(confocal microscopy)로 비점막상피세포와의 부착 정도를 측정하였다. RV 감염으로 유도한 fibronectin(Fn)과 암종배아항원 세포부착분자(carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule; CEACAM)의 발현을 공초점 현미경검사, 웨스턴 블로팅 및 역전사-중합효소연쇄반응(reverse transcription-polymerase chain reaction)으로 측정하였다. 결과: RV-16 감염은 초대배양한 비점막상피세포에서 세포부착분자 Fn과 CEACAM의 발현을 의미 있게 증가시켰고 황색포도상구균 및 인플루엔자균의 비점막상피세포로의 부착은 대조군에 비해 각각 약 2.8배 및 2.4배로 증가시켰다. 그러나 10μM CM의 전처치는 RV-16 감염으로 유도되는 세포부착분자의 증가와 세균성 병원체의 비점막상피세포 부착을 모두 억제하였다. 결론: CM은 RV 감염에 의한 세포부착분자의 발현 증강을 억제하였으며 이는 CM이 RV 상기도 감염에 속발하는 세균성 비부비동염을 예방할 가능성이 있음을 시사한다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Background and objectives: Rhinovirus (RV) is the most common cause of viral upper respiratory tract infections, which often followed by secondary bacterial infections. Clarithromycin (CM) has been reported to inhibit the production of the intercellular adhesion molecule (ICAM)-1 and RV infection. Cellular adhesion molecules have been shown to mediate bacterial adhesions and invasion to the host cells. In this study, we investigated the effect of CM on the expression of bacterial adhesion molecules following RV infection in primary human nasal epithelial cells. Materials and Methods: The human nasal epithelial cells were obtained by digesting inferior turbinate mucosa. Cells were treated with 10 μM CM for 1 day before RV-16 infection and incubated in medium containing 10 μM CM for 48 hours. Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Hemophilus influenzae ATCC 49247 were added to the culture medium. RV-induced expressions of fibronectin (Fn) and carcinoembryonic antigen-related cell adhesion molecule (CEACAM) were assayed by confocal microscopy, Western blot analysis and reverse transcription-polymerase chain reaction (RT-PCR). Bacterial adherence to cells were assessed by confocal microscopy. Result: RV-16 infection significantly increased the gene and protein expression of Fn and CEACAM in human nasal epithelial cells. Compared with RV-uninfected control cells, the adhesion of S. aureus and H. influenzae increased significantly to 2.8 fold and 2.4 fold of control level respectively in RV-infected nasal epithelial cells. CM treatment inhibited the adhesion of S. aureus and H. influenzae to nasal epithelial cells, as well as the RV-induced increase in cell adhesion molecules. Conclusion: CM inhibited the RV-induced upregulation of bacterial adhesion molecules in human nasal epithelial cells. This result may suggest a potential clinical applicability of CM in preventing bacterial rhinosinusitis secondary to viral upper respiratory infection due to RV.

목차 (Table of Contents)

• 서론 = 1
• 연구 대상 및 방법 = 3
• 1. 연구 대상 = 3
• 1.1 하비갑개 점막조직의 채취 및 일차 배양 = 3
• 1.2 바이러스 = 3
• 1.3 세균주(bacterial stocks) = 3
• 2. 실험 방법 = 3
• 2.1 상피세포의 배양 = 3
• 2.2 항생제 처리와 리노바이러스 감염 = 4
• 2.3 리노바이러스 검출을 위한 역전사-중합효소연쇄반응(RT- PCR) = 4
• 2.4 세균 표지(labeling of bacteria) = 5
• 2.5 공초점 형광염색 현미경검사(confocal immunofluorescence microscopy) = 5
• 2.6 세포부착분자 검출을 위한 역전사-중합효소연쇄반응 = 6
• 2.7 웨스턴 블롯팅 = 7
• 3. 통계처리 = 7
• 결과 = 8
• 1. RV-16 감염 및 CM 처리가 Fn과 CEACAM 발현에 미치는 영향 = 8
• 2. RV-16 감염과 CM 처리가 비점막상피세포와 S. aureus 및 H. influenzae의 부착에 미치는 영향 = 8
• 고찰 = 10
• 결론 = 13
• 참고문헌 = 14
• 영문요약 = 28