기계환기로 인한 백서의 급성 폐손상에서 Matrix Metalloproteinase Inhibitor의 효과

김제형; 박수연; 허규영; 이승헌; 이상엽; 박상면; 서인범; 신철; 심재정; 인광호; 강경호; 유세화

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저자정보: 김제형 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 박수연 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 허규영 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 이승헌 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 이상엽 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 박상면 (원광대학교 의과대학 내과학교실) 서인범 (강원대학교 의과대학 임상병리과학교실) 신철 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 심재정 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 인광호 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 강경호 (고려대학교 의과대학 내과학교실) 유세화 (고려대학교 의과대학 내과학교실)

저널정보: 대한결핵 및 호흡기학회 Tuberculosis and Respiratory Diseases 결핵 및 호흡기 질환 제53권 제6호

발행연도: 2002.1

수록면: 619 - 634 (16page)

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배 경 : Matrix metalloproteinase(MMPs), 특히 주로 염증세포에서 분비되는 MMP-9은 여러 가지 급성폐손상 모델 및 급성호흡곤란증후군 환자에서 증가하고, 최근에는 주기적인 물리적 스트레스가 폐포대식세포 및 결체조직세포에서 MMP-9의 생성 및 활성을 증가시키는 것으로 보고된 바 있다. 따라서 본 연구에서는 기계환기로 인한 백서의 급성폐손상에서 MMP-9의 발현 및 MMP 억제제(MMPI)의 효과에 대해서 연구하고자 하였다. 방 법 : Sprague-Dawley 백서를 적은 일호흡량(tidal volume, $V_T$)과 적절한 호기말양압(positive end-expiratory pressure, PEEP)을 적용한 LVT군과 많은 일호흡량과 PEEP을 적용하지 않은 HVT군 및 동일한 조건에서 MMPI를 투여한 HVT+MMPI의 세 군으로 나누어 실험하였다. MMPI로는 CMT-3(chemically modified tetracycline-3)를 기계환기 3일 전부터 구강으로 투약하였다. 폐손상의 정도는 습건중량비와 급성 폐손상지수로 측정하였고, MMP-9의 발현은 면역조직화학염색으로 고찰하였다. 결 과 : 습건중량비, 급성 폐손상지수 및 MMP-9의 발현이 HVT 군에서 다른 두군에 비하여 유의하게 높았고(p<0.05), HVT+MMP군에서 HVT군에 비하여 폐손상의 정도 및 MMP-9의 발현이 현저하게 낮았다(p<0.05). 결과적으로 MMPI의 투여가 MMP-9의 발현을 저하시킴으로써 기계환기로 인한 폐손상의 정도를 유의하게 감소시키는 것으로 관찰되었다 결 론 : 많은 일호흡량과 PEEP을 적용치 않은 기계환기는 폐조직에서 MMP-9의 발현을 유의하게 증가시켜 폐손상을 유발하고, MMPI는 MMP-9의 작용을 억제함으로써 기계환기로 인한 폐손상의 정도를 유의하게 감소시키는 것으로 판단된다.

Background : Many inflammatory mediators and collagenases are involved in the pathogenesis of acute lung injury (ALI) and acute respiratory distress syndrome (ARDS). The increase of matrix metalloproteinase-9 (MMP-9, gelatinase-B) produced mainly by inflammatory cells was reported in many ALI models and connective tissue cells. In this study, the expression of MMP-9 in ventilator-induced lung injury (VILI) model and the effects of matrix metalloproteinase inhibitor (MMPI) on VILI were investigated. Methods : Eighteen Sprague-Dawley rats were divided into three groups: low tidal Volume (LVT, 7mL/Kg tidal volume, 3 $cmH_2O$ PEEP, 40/min), high tidal volume (HVT, 30mL/Kg tidal volume, no PEEP, 40/min) and high tidal volume with MMPI (HVT+MMPI) groups. Mechanical ventilation was performed in room air for 2 hours. The 20 mg/Kg of CMT-3 (chemically modified tetracycline-3, 6-demethyl 6-deoxy 4-dedimethylamino tetracycline) was gavaged as MMPI from three days before mechanical ventilation. The degree of lung injury was measured with wet-to-dry weight ratio and acute lung injury score. Expression of MMP-9 was studied by immunohistochemical stain with a mouse monoclonal anti-rat MMP-9 $IgG_1$. Results : In the LVT, HVT and HVT+MMPI groups, the wet-to-dry weight ratio was $4.70{\pm}0.14$, $6.82{\pm}1.28$ and $4.92{\pm}0.98$, respectively. In the HVT group, the ratio was significantly higher than other groups (p<0.05). Acute lung injury score measured by five-point scale was $3.25{\pm}1.17$, $12.83{\pm}1.17$ and $4.67{\pm}0.52$, respectively. The HVT group was significantly damaged by VILI and MMPI protects injuries by mechanical ventilation (p<0.05). Expression of MMP-9 measured by four-point scale was $3.33{\pm}2.07$, $12.17{\pm}2.79$ and $3.60{\pm}1.95$, respectively, which were significantly higher in the HVT group (p<0.05). Conclusion : VILI increases significantly the expression of MMP-9 and MMPI prevents lung injury induced by mechanical ventilation through the inhibition of MMP-9.

#Ventilator-induced lung injury #Acute lung injury #Matrix metalloproteinase #Matrix metalloproteinase inhibitor

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