유리규산(silica) 입자들의 흡입에 의하여 생기는 간질성 폐섬유화는 간질성 폐질환의 중요한 원인이 된다(Mossman et al., 1998). 분사기종사자 (sandblaster), 광부, 주물공장 및 채석장 종사자, 그리고 기타 분진에 노출되는 공장 근로자들에서 규 폐증이 발생한다고 알려져 있다 ( A m e r i c a n Thoratic Society, 1997). 지난 4 0여 년간 규폐증 의 병 발생기전이 많이 연구되어 왔다. 즉 섬유화 과 정 중 교원질 합성이 심히 증대되어 그 결과 교원질 이 성숙되면서 다른 세포사이의 메트릭스 성분들 (proteoglycan, fibronectin 및 t e n a s c i n )과 함께 침착된다(Aeschliman & Thomazy V, 2000). 석탄 광부들의 폐의 병소를 생화학적, 병리학적, 전자현미경적 및 면역학적으로 연구한 결과에 의하 면, 교원질이 이들 병소의 피막에 존재하지만 이 병 소의 중심부에는 기타 불용성 단백질이 존재하는 것 같다고 주장되었다(Wagner et al., 1975). 즉 사 람 부검으로부터 얻은 규폐 병소를 8 M urea와 0.05% dithiothreitol로 처치하여 용해성 물질을 추출한 바 있지만, 그 일부는 교차결합( c r o s s – l i n ki n g )에 의하여 안정화된 불용성 단백질인 것 같다고 보고된 바 있다(Wagner et al., 1975). 그러나 규폐결절 내 섬유화를 일으키는 결정적인 세포성 기전은 현재까지 거의 알려져 있지 않다. 따 라서 저자들은 규폐결절 형성과 관련이 있는 유리규 산 입자들을 둘러싼 불용성 세포성 피막( c e l l u l a r e n v e l o p e )에서 트란스글루타미네이스( t r a n s g l u t aminase,; E.C. 2,3,2,13, TGase)에 의하여 촉매 화된 isopeptide 결합 단백질의 존재 여부를 확인하 기 위하여 이 연구를 행하였다. 대상 및 방법 1. 재료 CNBr 활성 Sepharose 4B, amino peptidase, carboxypeptidase A, carboxypeptidase B, carboxypeptidase Y는 Sigma(St. Louis, MO) 제를, Bondapak C18 10 μM 컬럼은 W a t e r s (Milford, MA)제를 사용하였고, Nε – (γ- g l utamyl) lysine은 미국 N I H의 Folk 박사로 부터 제공받았다.
Objectives: This study was conducted in order to understand the cellular events associated with silica-induced pathogenesis of the rat lung. M e t h o d s: Silicosis was induced by an intratracheal instillation of 50 mg of silica (S:O2 , 0.15~10 μm) suspended in 500 μl of a sterile saline solution in Sprague-Dawley rats weighing 200 g. Silicotic nodules were excised from the rat lungs 4 weeks after silica instillation, then boiled for 4 days at 110℃ in solution containing 2% SDS, 10 M urea and 40 mM DTT. The insoluble cellular encapsulates were electrophoresed on 4~12% gradient SDS-PAGE, and the amino acid composition was analyzed. Affinity chromatographies of the homogenate supernatants of the control lung, silicotic nodule, and normal rat plasma were performed using rabbit anti-rat cross-linked protein from the silicotic nodule IgG. The amounts of Nε – (γ- g l u t a m y l ) lysine cross-link in the control lungs and silicotic nodules were determined using HPLC analysis. R e s u l t s: The remaining cross-linked protein was insoluble in the 10 M urea and 40 mM sulfhydryl reagents even under prolonged boiling conditions. The encapsulate revealed the retention of silica particles within the protein whose amino acid composition showed a high percentage of alanine, leucine and glycine. A 46 KDa protein was identified as a cross-linked protein in the silicotic nodule by affinity chromatography. The level of Nε – (γ-glutamyl) lysine dipeptide in the nodule digest was prominently increased compared with that in the control lung. Conclusions: Transglutaminase (TGase)-catalyzed cross-linking appears to be involved in the silicotic nodule formation, and the 46 KDa protein may be cross-linked to itself and other extracellular matrix proteins during fibrosis and the formation of eventually insoluble nodule.
