교신저자：이흥만, 152-703 서울 구로구 구로동 80번지 고려대학교 의과대학 이비인후-두경부외과학교실
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서     론

   P물질(substance P), neurokinin A, neurokinin B, neuropeptide K 및 neuropeptide 등은 분자구조가 비슷한 tachykinin의 일종이다. 이러한 tachykinin의 수용체로는 neurokinin 1, neurokinin 2, neurokinin 3 수용체가 밝혀져 있고, 각각은 P물질, neurokinin A 및 neurokinin B에 친화력을 가지고 있다. 1) P물질은 기도의 감각신경에 존재하고 neurokinin 1 수용체를 통하여 매개되어 혈장의 혈관외유출, 혈관확장, 점액분비 등을 포함한 신경성 염증을 일으킨다.¹⁾
   인간의 비점막에서 P물질-함유 신경섬유는 동맥혈관에 고밀도로 분포하고 이외에도 정맥혈관, 분비선세포와 상피세포층에 존재한다.²⁾ 알레르기 비염의 비점막의 점막하층에서는 P물질-면역반응 신경이 증가되어 있고, 알레르기 비염환자의 비즙에서는 P물질의 분비가 증가되어 있다.²⁾ 알레르기 비염환자에서 국소적인 비유발반응 후에 P물질이 코분비물에서 관찰된다.²⁾ Capsaicin은 감각신경에서 P물질과 calcitonin gene-related peptide를 고갈시켜, 만성 비염환자의 비점막에 capsaicin을 점비하면 비증상을 지속적으로 감소시킨다.³⁾ 이러한 연구들은 P물질이 알레르기 비염을 포함한 비점막에서 발생하는 신경성 염증에서 중요한 역할을 한다는 것을 암시한다.
   인간 비점막에서 P물질-결합부위는 125I을 사용한 자기방사기록법에 의한 동위원소 결합연구에 의하여 증명되어 있다.⁴⁾ 최근에는 인간의neurokinin 1, neurokinin 2 및 neurokinin 3수용체 유전자가 클로닝되어 이러한 수용체의 국재를 밝힐 수 있다.⁵⁾ Bai 등⁶⁾은 정상인에 비하여 천식환자의 상기도에서 neurokinin 2 mRNA가 증가되어 있지만 neurokinin 1 mRNA는 변화가 없다고 하였다. 반면에 Adcock 등⁷⁾은 천식환자 기도에서 neurokinin 1 mRNA만이 증가되어 있다고 보고하였다. 그러나 지금까지 상기도에 발생하는 알레르기 비염 환자의 비점막에서 증가된 P물질과 결합하는 neurokinin 1 수용체의 발현에 대한 연구는 없었다.
   따라서 저자들은 알레르기 비염의 병태를 밝히고자 알레르기 비염환자의 비점막에서 neurokinin 1 수용체의 국재와 발현을 정상인의 비점막과 비교하고자 하였다.

대상 및 방법

대상 및 재료
   2001년 1월부터 4월까지 수양성 비루, 비폐색, 재채기의 증상을 주소로 고려대학교 구로병원 이비인후과 외래에 내원한 환자 중, 피부반응검사, 비즙도말검사, radioallergosorbent test, 혈청내 총호산구수 등을 통해 집먼지진드기(D.P., D.F.) 알레르기 비염으로 진단된 10명의 환자(남：5명, 여：5명, 평균연령：34.2세)를 대상으로 하였고, 최근 1개월간 상기도 감염이나 스테로이드 및 항생제를 투여한 환자는 대상에서 제외하였다. 대조군은 외비성형술을 시행한 10명(남：5명, 여：5명, 평균연령：27.0세)에서 수술시 정상 하비갑개 점막조직을 얻었으며, 상기의 알레르기 검사에서 모두 음성 반응을 보였다.
   실험재료는 하비갑개 전단에서부터 1 cm 뒤에서 겸자로 비점막을 채취하였다.

면역조직화학 염색
   채취한 하비갑개의 비점막을 파라핀에 포매한 후 4 μm의 절편을 만들었다. 파라핀 포매조직을 자일렌으로 탈파라핀화시킨후 함수화하였고, 내재성 페록시다아제를 억제하기 위하여 3% 과산화수소를 20분간 반응시켰다. 항원-항체 반응을 위하여 neurokinin 1 수용체에 대한 염소 다클론성 항체(Santa-Cruz, Delware, CA)를 4°C에서 24시간동안 반응시켰다. 이차항체는 바이오틴이 부착된 항염소 면역글로블린(Santa-Cruz, Delware, CA)를 상온에서 30분간 반응시켰다. 발색제로는 diaminobenzidine(Vector, Burlingame, CA)를 사용하였으며 대조염색으로는 Mayer's hematoxylin(Sigma, St. Louis, MO)을 사용하였다. 음성대조군은 일차항체 대신 인산완충용액 또는 비면역 면역글로불린(non-immune mouse IgG)을 사용하여 같은 방법으로 시행한 후 관찰하였다.

Neurokinin 1 수용체 면역염색의 분석
   Neurokinin 1 수용체에 대한 면역 염색은 비점막 상피세포층과 점막하 고유층에서 반정량적인 방법으로 측정하였다. 점막하 고유층은 상피층아래로 결체조직, 염증세포, 혈관 및 점막하 분비선을 포함하고 있는 곳으로 정의하였다.
   면역염색정도에 따라서 0부터 3까지의 등급을 나누었으며, 면역염색이 되지 않은 경우는 0, 약간 면역염색이 된 경우는 1, 중간정도 면역염색이 된 경우는 2, 강하게 면역염색된 경우는 3으로 나타내었고, 2명의 의사에 의하여 측정되었다.

통계학적 분석
   모든 통계자료는 Mackintosh용 통계 프로그램인 Statview II(Abacus Conceps Inc., Berkely, CA)을 이용하여 mean±SD로 나타내었고, 두 군간의 비교는 Wilcoxon rank-sum test를 이용하였으며, p값이 0.05이하인 경우 통계학적으로 유의하다고 하였다.

결     과

Neurokinin 1 수용체의 면역조직화학적 국재
   Neurokinin 1 수용체의 국재는 정상대조군과 알레르기 비염군의 비점막에서 비슷하였다. Neurokinin 1 수용체는 알레르기 비염군과 정상대조군 모두에서 상피세포층과 점막하 고유층에서 관찰되었다.
   Neurokinin 1 수용체는 주로 상피세포층에서 관찰되었고, 배세포에는 강하게 염색되었다. 점막하 고유층에서는 염증세포, 점막하 분비선세포 및 혈관 내피세포에 분포하였다(Fig. 1).
   음성 대조군에서는 면역염색 세포가 관찰되지 않았다.

Neurokinin 1 수용체의 면역 염색 분석
   상피세포층에서는 알레르기 비염 환자에서 정상대조군에 비하여 neurokinin 1 수용체의 분포 등급이 유의하게 높았다(score 2.51±0.53 vs 1.20±0.58；p＝0.0082). 그러나 점막하 고유층에서는 양군간에 유의한 차이가 없었다(score 2.23±0.79 vs 2.04±0.47；p＝0.4631)(Fig. 2).

고     찰

   본 연구는 알레르기 비염 환자의 비점막에서 면역조직화학적 염색을 통하여 neurokinin 1 수용체의 분포와 염색정도를 정상인 비점막과 비교하였다. Neurokinin 1 수용체는 알레르기 비염과 정상인의 비점막의 상피세포층에서 관찰되었고, 점막하 고유층에서는 점막하 분비선, 혈관 내피세포 및 염증세포에서 관찰되었으며, neurokinin 1 수용체의 염색 등급은 알레르기 비염 환자의 비점막에서 정상인에 비하여 상피층에서는 유의하게 증가하였으나, 점막하 고유층에서는 차이가 없었다.
   P물질은 알레르기 비염 환자에서 정상인보다 5배 정도 높은 농도를 나타내며, 호산구과 호중구의 침윤 및 활성화, 미세혈관 확장, 혈장 유출, 비만세포의 탈과립화를 유발한다.⁸⁾ 인간의 기도점막에서 P물질 길항체를 이용한 실험에서 P물질은 기도 평활근을 수축시키고 점액당단백 등을 분비한다.⁹⁾ 반면에 neurokinin A는 기도 감각신경에서 P물질과 함께 발견되며, 평활근에 주로 분포하여 기도수축을 유발한다.⁹⁾ 인간의 호흡기에서 P물질-면역반응 신경들은 주로 상피층, 상피직하 신경과 점막하 분비선에서 분포하며,¹⁰⁾ P물질이 작용을 하기 위하여는 P물질에 대한 수용체인 neurokinin 1수용체가 동일한 세포에서 존재 할 것으로 생각된다.
   Neurokinin 1 수용체와 neurokinin 2 수용체는 약리학적인 특성이 인간 기도에서 밝혀져 있고 클론닝되어 있지만,¹¹⁾ 상기도에서 neurokinin 1 수용체의 정확한 국재와 상기도 염증 질환에서의 neurokinin 1 수용체의 분포에 대하여는 잘 알려져 있지 않다.
   P물질 배위체와 P물질 수용체 항체를 이용하여 P물질 수용체의 국재가 확인되었고,¹²⁾ Baraniuk등¹³⁾은 인간 비점막에서 자기방사선기록법을 이용한 방사선 배위체 결합연구에서 P물질에 대한 ¹²⁵I-결합부위는 상피세포와 점막하 분비선과 혈관에 존재한다고 하였다. 인간의 폐에서 P물질 결합부위는 기도 평활근과 점막하 분비선에서는 조밀하게 분포하여 있고, 혈관 평활근과 기도상피에서는 드물게 분포한다.¹³⁾ 최근 in situ hybridization을 이용하여 인간 비점막에서 neurokinin 1 수용체는 비점막 상피세포와 점막하 분비선에 발현되었다.¹⁴⁾
   Neurokinin 1 수용체는 림프구, 단핵구, 대식세포, 호중구 및 비만세포에서 발현된다.¹⁵⁾ 반면에 P물질은 대식세포, 내피세포, 호산구 등에서 발현되며, P물질은 신경-면역반응을 조절하는 조절자로서의 역할을 한다.¹⁵⁾ P물질은 말초혈관의 단핵구를 자극하여 IL-1, IL-6, IL-10, IL-12, TNF-α와 같은 사이토카인을 생산한다.¹⁵⁾ Ludlam등¹⁶⁾은 IL-1β가 신경절에서 P물질 수용체의 mRNA를 증가시킨다고 하였다. 또한 P물질은 단핵구와 거대세포에서 TNF-α와 IL-10을 분비한다.¹⁶⁾ 이러한 사실들은 P물질과 같은 신경펩티드가 단핵구와 대식세포에서 사이토카인의 발현에 중요한 인자임을 나타낸다.
   현재까지 neurokinin 1, neurokinin 2 및 neurokinin 3수용체등의 세가지 tachykinin에 대한 수용체가 연구되어져 왔으며, P물질은 neurokinin 1수용체에 가장 강하게 결합하고, neurokinin 2수용체와는 약하게 결합하는 반면 neurokinin A는 neurokinin 2수용체에 강하게 결합하고 neurokinin 1수용체에는 약하게 결합한다.¹⁷⁾ Neurokinin 1수용체의 활성은 점액 분비, 혈관 유출, 혈관 확장, 림프구, 비만세포, 대식세포, 호중구와 호산구 등의 염증세포을 동원하고 활성화시키는 반면, neurokinin 2수용체는 주로 기도의 평활근에 존재하며, 활성화되면 기관지수축을 일으킨다.¹⁷⁾
   현재까지 알레르기성 비염의 비점막에서 단백 수준에서 면역조직화학적 염색을 통하여 neurokinin 1 수용체의 분포에 대한 연구는 없었고, 또한 면역조직화학적 관찰을 정량적으로 분석한 연구는 없다. Chu 등¹⁸⁾은 천식 환자의 기관지내 생검에서 neurokinin 1 수용체 mRNA와 P물질 mRNA 발현을 관찰하여 천식 환자에서는 정상인에 비하여 기관지 상피세포에서 neurokinin 1 mRNA 발현이 증가되어 있었고, clarithromycin으로 치료한 후에 상피세포와 점막하 분비선에서 발현이 감소한다고 하였다.
   상피세포에서의 증가된 P물질과 neurokinin 1 수용체의 공존은 신경성 염증 기전이 비점막 상피세포의 활성화에 중요하다는 것을 암시한다. 이러한 사실은 알레르기 비염에서 점액분비가 증가되는 것을 뒷받침한다. Berger등¹⁹⁾에 의하면 정상인보다 알레르기 비염 환자의 비점막의 상피세포의 배세포에서 점액 분비(secretory ratio)가 증가되어 있고, 이것은 비점막 배세포 증식이 아니라 배세포의 기능적인 활동 증가에 기인한다고 하였다. 비점막과 점액 과분비는 알레르기 비염의 병태에 중요한 역할을 한다.
   신경성 염증을 일으키는 요인으로는 capsaicin, bradykinin, histamine, SO₂, 고오스몰 용액 등이 있으며 바이러스 감염도 신경성 염증을 일으킨다.²⁰⁾ 따라서 알레르기 비염에서 증가되어 있는 이러한 여러 염증 매개체와 histamine 등이 neurokinin 1수용체의 발현을 증가시키는 것으로 생각된다.
   추후 상기도 염증 질환에서 neurokinin 1 수용체의 발현을 증가시키는 기전과 억제제에 관한 연구는 알레르기 비염의 새로운 치료제를 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 생각된다.

결     론

   Neurokinin 1 수용체는 알레르기성 비염 환자의 비점막 중 상피세포층에서 정상 대조군에 비하여 neurokinin 1 수용체의 분포가 유의하게 증가하였다. 따라서 알레르기 비염에서 neurokinin 1 수용체의 증가는 P물질의 증가와 함께 비점막 과민반응을 일으키는데 중요한 역할을 할 것으로 생각된다.

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