폐비탕 2호가 AT2 세포 내질망 스트레스 조절을 통해 세포자멸 저항 및 폐포 수복 촉진으로 마우스 폐섬유증 개선 메커니즘

CAI Yaodong ,  

BEI Jialing ,  

WEI Wan ,  

XU Chengyan ,  

LIU Yanli ,  

WANG Yong ,  

JIAO Yang ,  

CHEN Yun ,  

摘要

목적은 중약 복방 폐비탕 2호가 특발성 폐섬유증에서의 개입 기전을 탐구하는 것으로, 폐포 2형 상피세포(AT2)의 내질망 스트레스, 세포자멸사, 줄기성 유지 및 재생 수복 능력에 대한 영향을 중심으로 하며, '종기 쇠미-폐포 위축' 이론의 현대적 전환 경로를 검증하는 것이다. 방법으로는 블레오마이신(BLM) 유도 마우스 폐섬유증 모델을 사용하였으며, 대조군, 모델군, 폐비탕 2호 저용량 및 고용량군(9.1, 18.2 g·kg-1), 아세트산 프레드니솔론군(6.5 mg·kg-1)을 설정하였다. 헴톡실린-에오신(HE) 및 마손(Masson) 염색을 통해 폐 조직 구조 변화 및 콜라겐 침착 상황을 평가하였으며, 알칼리 가수분해법으로 하이드록시프롤린(HYP) 함량을 측정하고, 폐 지수 및 폐 기능 지표를 측정하였다. 실시간 형광 정량 중합효소 연쇄반응(Real-time PCR)을 통해 섬유화 관련 인자(Ⅰ형 콜라겐 α1 사슬(ColⅠa1), α 평활근 액틴(α-SMA), 금속 단백질분해효소 조직 억제제 1(Timp1)) mRNA 발현 수준을 검사하였다. 말단 데옥시뉴클레오티딜 전이효소 매개 dUTP 결손 말단 표지법(TUNEL)으로 세포자멸사를 평가하고, 표면 활성 단백질 C(SPC) 및 시스테인 아스파르트 단백질가수분해효소-3(Caspase-3) 이중 염색 면역 형광법으로 AT2 세포 자멸사를 추가 평가하였다. SPC와 단백질 키나제 R 유사 내질망 키나제(PERK)의 이중 염색으로 AT2 세포 내질망 스트레스 상태를 검출했으며, 투과 전자 현미경으로 AT2 세포 내질망 및 판층 소체의 초미세 구조 변화를 관찰하였다. 단백질 면역 블롯법(Western blot)으로 내질망 스트레스 및 세포자멸 경로의 핵심 단백질 PERK, 활성 전사 인자 4(Atf4), Caspase-3 발현 상태를 검사하였다. SPC와 Ki-67 항원(Ki-67)의 이중 염색 면역 형광법으로 AT2 세포 증식 능력을 분석하고, 계보 추적 기술(GFP+ 마우스)과 Krt8 마커를 연계하여 분화 중간 상태를 검출하고, AT2 세포가 폐포 1형 상피세포(AT1)로 형태 전환하는 과정을 관찰하였다. 결과 BLM 유도 후 마우스에서 폐 조직 구조 파괴, 콜라겐 침착 증가, 폐 지수 상승, 폐 기능 저하 및 섬유화 인자 상승(P<0.01)이 뚜렷하게 나타났다. 고용량 폐비탕 2호 개입은 폐 조직 손상 및 기능 장애를 유의하게 개선하고, HYP 함량을 뚜렷하게 감소시켰으며(P<0.01), ColⅠa1, α-SMA, Timp1 발현을 유의하게 하향 조절하였다(P<0.01). 세포자멸사 분석에서 모델군은 TUNEL 양성 세포 비율과 AT2 세포 Caspase-3 양성율이 상승했으나 고용량군에서는 유의하게 감소했다. 투과 전자 현미경 하에서 AT2 세포 내질망 구조가 부풀어 올랐으나 투여 후 정상에 가까워졌다. PERK 단백질 염색 분석에서 모델군 AT2 세포 내질망 스트레스가 뚜렷하며 투여군에서 유의하게 완화되었다. 모델군에서 내질망 스트레스 관련 단백질 PERK, Atf4 및 세포자멸 단백질 Caspase-3 발현이 상승했으며 투여 후 뚜렷하게 감소했다. 투과 전자 현미경에서 모델군 판층 소체 구조가 혼란되었으나 치료군에서 회복되는 추세를 보였다. AT2 세포 증식 능력 측면에서 치료군 Ki-67⁺SPC⁺ 세포 비율이 유의하게 상승했다(P<0.01). 계보 추적 결과 모델군에서 각질 단백 8 양성 녹색 형광 단백 양성(Krt8⁺GFP⁺) 세포 비율이 증가하여 분화 장애를 시사했고, 치료군에서 이 비율이 현저히 감소했으며 GFP⁺ 세포 형태가 편평하게 신장하여 AT1 방향으로 분화가 회복됨을 나타냈다. 결론 폐비탕 2호는 AT2 세포 내질망 스트레스를 완화하고 AT2 세포 자멸을 감소시키며 판층 소체 구조와 기능을 회복하고 증식 활성을 강화하며 분화 장애를 완화해 AT1 세포로의 분화를 촉진함으로써 폐포를 수리하여 폐섬유증 진행을 효과적으로 차단한다. “복종기, 화기혈, 통폐락” 중의학 치료 기전은 현대 AT2 줄기세포 조절 경로와 고도로 부합하여 특발성 폐섬유증에 대한 중약 개입의 새로운 이론과 실험 근거를 제공한다.

关键词

특발성 폐섬유증; 재생 장애; 세포자멸; 내질망 스트레스; 줄기성; 종기; 폐비탕 2호

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