크론병 생쥐 모델에서 염증 조절 후 대장운동성 회복 양상에 대한 연구

Abstract

Interlukin10 유전자 제거 모델 (IL10 -/-)은 맹장과 대장 근위부에 띄우기 병변들을 동반하고 항 TNF-α 항체 치료에 잘 반응한다는 점에서 대표적인 크론병 모델에 해당한다. 장관의 염증은 다양한 형태의 위장관 운동 기능 이상을 초래하는 것으로 알려져 있으며 IL10 -/- 생쥐모델을 이용한 연구에서 카할간질세포망의 손상, 질산신경계 손상, 콜린성 신경계의 손상 등이 운동 이상을 초래하는 것으로 보고된 바 있다. 이에 저자는 IL10 유전자 제거 생쥐를 항 TNF-α 항체를 이용하여 치료함으로써 염증 조절 후 나타나는 대장 운동성의 변화 양상 및 기전에 관해 알아보고자 하였다. 치료하지 않은 20 주령의 IL10 유전자 제거 생쥐(IL10 -/-) 6마리, 10 주령부터 항 TNF-α 항체로 치료한 20 주령의 IL10 유전자 제거 생쥐(IL10 -/-) 6 마리, 대조군으로 동일 주령의 C57 BL/6J 생쥐(IL10 +/+) 6 마리를 사용하였다. 근위부 대장과 원위부 대장의 절편을 분리하여 자발 수축력을 측정 및 비교하였으며 아세틸콜린 수용체 효험제인 carbachol을 사용하여 콜린성 신경반응을 관찰하였다. 또한 전장 자극 및 질산합성효소 억제 물질인 N-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME)을 사용하여 질산 매개 반응을 관찰하였으며 카할 간질세포 연결망 및 무스카린 수용체, 신경 기원 질산합성효소, 유도가능 질산합성효소 등의 발현은 면역 형광법으로 확인하였다. IL10 -/- 생쥐에서 감소한 자발 수축 반응이 항 TNF-α 항체에 의해 회복되는 경향을 보였으며 콜린성 반응은 근위부 대장에서 회복되는 양상이었지만 원위부 대장에서는 통계적 유의성을 확인 할 수 없었다. 전장 자극 반응 역시 치료군에서 대조군과 유사하게 회복 되는 경향을 보였다. 카할간질세포 연결망 및 무스카린 수용체, 신경 기원 질산합성효소, 유도가능 질산합성효소 등의 발현 또한 치료군에서 회복되는 경향을 보였다. IL10 -/- 생쥐에서 항 TNF-α 항체 치료 후 염증 반응이 호전되면 단기간 손상되었던 카할 간질세포 연결망, 콜린성 신경, 그리고 질산 매개 신경 등이 일정 부분 회복되는 것으로 판단된다.

The interleukin10 knockout mouse is a representative model of Crohn’s disease. And it has been well known that intestinal inflammation can lead to dysmotility. In this study, patterns of change in colonic motility and distribution of ICC and enteric nerve systems after anti TNF-α antibody treatment were assessed using IL10 -/- mice. Isometric contractile responses to carbachol were studied in the colon, before and after incubation with the NOS inhibitor. We also examined the isometric response to electric field stimulation and assessed changes in the expression of muscarinic receptors and nNOS based on immunohistochemistry. Decreased spontaneous contractility in IL10 -/- mice tended to improve due to anti TNF-α antibody treatment. Impaired cholinergic and nitrergic responses seemed to recover in the proximal colon. Nitrergic responses after electrical field stimulation showed significant improvements after anti TNF-α antibody treatment. In immunohistochemical stain, the expression of ICC networks, muscarinic receptors, and nNOS showed increase due to treatment. A decreased expression of iNOS could be observed as a result of treatment. The control of colonic inflammation by anti TNF-α antibody treatment seems to have brought about partial recovery of contractility via an improvement of impaired ICC networks, and the cholinergic and nitrergic nerve systems.