인터루킨-10 유전자 제거 생쥐 모델에서 대장 수축력의 변화

Abstract

염증성 장질환은 장의 운동 이상을 흔히 동반하며, 장 평활근의 수축력의 변화를 야기한다. 인터루킨-10 (IL-10) 유전자 제거 생쥐 (IL-10 knock out, IL10 -/-)에서는 전염증성 사이토카인들의 비정상적인 생성에 의해 생 후 7주 경 소장 및 대장에 비연속적인 장벽 전층의 염증성 변화가 자발적으로 발생하여 인체에서 발생하는 염증성 장질환 중 크론병과 유사한 모델이라 할 수 있다. 이에 저자는 IL-10 유전자 제거 생쥐 모델에서 나타날 수 있는 대장 수축력 변화 양상 및 이에 관여하는 기전에 관해 연구하고자 하였다. IL-10 유전자 제거 생쥐 (IL10 -/-) 및 동일 주령의 대조군 생쥐 (IL10 +/+) 각각 6 마리에서 채취한 평활근 조직을 이용하여 만성 장 염증 상태에서의 대장 평활근의 운동성을 조사하였다. 조직 수조 내에서 장력 측정 및 c-kit을 이용한 카할 간질세포(ICC) 연결망을 관찰하여 자발적 수축력을 비교하였고 아세틸콜린 수용체 효현제인 carbachol 처리후의 등척성 수축반응과 질산합성효소 억제 물질인 N-nitro-L-arginine methyl ester(L-NAME) 처리 전 후 전장 자극시의 등척성 수축 반응을 비교하였으며 무스카린 수용체와 신경기원 질산합성효소(nNOS)의 발현 정도를 조사하였다. 근위부 및 원위부 대장에서의 자발적 수축력 및 ICC 연결망이 IL10 -/- 군에서 대조군에 비해 현저하게 감소하였다. Carbachol에 대한 수축력 및 무스카린 수용체의 발현은 IL10 -/- 군의 근위부 대장에서는 유의하게 떨어져 있었으나 원위부 대장의 경우 양 군 간에 유의한 차이는 없었다. 질산에 대한 이완 반응은 IL10 -/- 군의 근위부 및 원위부 대장에서 유의하게 감소하였다. 염증성 대장 조직에서 nNOS의 발현은 감소하였으나 유도가능 질산합성효소(iNOS)의 발현은 증가하였다. 이 연구는 근위부 및 원위부 대장에서의 ICC 연결망 및 질산합성 체계의 손상과 근위부 대장에서의 평활근 콜린성 수용체들의 손상이 염증성 장질환에서 발생하는 운동 이상에 중요한 역할을 할 것이라는 가능성을 제시한다. Chronic intestinal inflammation is frequently accompanied by motility disorders. Interleukin-10 knockout mice (IL10 -/-) spontaneously develop intestinal inflammation characterized by dysregulated production of proinflammatory cytokines. We investigated the mechanism involved in the changes in motor function which occur in intestinal inflammation. The present study examined isometric contractile responses to carbachol and N-nitro-L-arginine methyl ester (L-NAME) in the colon. Also, we examined isometric contractile response to electric field stimulation and changes in the expression of muscarinic receptors and neuronal nitric oxide synthase (nNOS). Interstitial cells of Cajal (ICC) networks of the both sites was greatly decreased in the IL10 -/-. Contractions in response to carbachol and expressions of muscarinic receptor of proximal colon were significantly weaker in the IL10 -/-, while that of distal colon was not. Relaxation response to nitric oxide of the both sites was significantly decreased in the IL10 -/-. Also, expression of nNOS is decreased in inflamed colonic tissue, while that of iNOS is increased. This study suggest possibilities that the impairment of ICC network and nNOS in both proximal and distal colon, and that impairment of smooth muscle cholinergic receptors in proximal colon play important roles in the motility disorders that occurs in intestinal inflammation.