트랜스글루타미네이스(transglutaminase: E.C. 2 ,3,2 ,1 3 ,T G a s e )는 단백질의 lysine 잔기의 εN H2 가지 사슬(side chain)과 단백질의 glutamine 잔 기의 γ-amide 가지사슬 사이의 isodipeptide 교차 결합(cross-link) 형성을 촉매화 함으로써, 불용성 의 거대분자 응집물(macromolecular aggregate) 을 생성하며, 이 응집물들은 여러 가지의 세포기능 에 이용된다. TGase들은 지혈, 정액의 응고 또는 k e r a t i n o c y t e의 각화 envelope 형성시에 단백질을 교차결합 시킴으로써 특수한 기능을 하기 위하여 진 화되어온 단백질 군( f a m i l y )을 이루고 있다( F o l k & Chung, 1973; Folk, 1980). 즉 조직 T G a s e 의 교차결합 활성은 표적 단백질들의 위치에 의존해 전혀 별개의 생물학적 현상을 도와줄 수 있다. 조직 T G a s e가 세포안에서 활성화되면 세포사( a p o p t os i s )를 일으키는 세포에서 교차결합 단백질 e n v el o p e를 만드는 반면, 세포밖에서 활성화되면 세포밖 의 마트릭스를 안정화시켜 세포와 기질사이의 상호 반응을 증진시킨다. 조직 T G a s e의 합성과 활성화가 정상적으로 조직항상성( h o m e o s t a s i s )에 기여하는 방어성 세포반응의 부분인 반면, 이 효소가 섬유화, 동맥경화증, 신경변성질환, celiac병 및 암 전이와 같은 많은 병태생리학적 조건에 관여한다고 알려지 고 있다(Aeschlimann & Thomazy, 2000). 규폐증은 폐에 심한 섬유화가 특징이며, 분사기 작업자와 탄광 광부, 주물공장과 채석장 작업자 및 그 밖의 분진에 노출되는 공장 근로자에 흔히 발생 한다(American Thoracic Society, 1997). 이 규 폐증의 발생과정은 많이 알려져 있다. 즉 세포들의 증식, 세포 밖 마트릭스의 침착 및 염증세포들의 축 적등이 원인이 된 결과 생긴 폐의 섬유화 결절의 생 성이다(Davis, 1986). 본 연구실에서의 과거의 연구결과(Lee et al., 1993), 유리규산을 기도에 주입한지 6주째의 폐로부 터 겔 크로마토그라피의 방법으로 확인한 T G a s e들 은 분자량이 27, 50 및 95 KDa인 반면, 대조군의 폐에서는 95 KDa의 T G a s e만 확인할 수 있었다. 이 결과들로 보아 T G a s e들의 여러가지 i s o e n z y m e 가운데 어느 효소들이 규폐증 형성에 관여하는지의 의문점이 생기게 된다. 따라서 규폐증 형성에 어느 형의 T G a s e들이 관여 하고 또한 혈액 응고인자 X I I I도 관여하는지와 이들 T G a s e들에 의해서 촉매화된 반응산물인 N ε – (γglutamyl) lysine 교차결합이 생성되는지의 여부를 면역조직화학법으로 추구하기 위하여 이 연구를 행 하였다.
Objectives: This study was performed to examine the immunohistochemical distribution of TGase 1, 2, 3, coagulation factor XIII and Nε -(γ-glutamyl) lysine cross-link in the silicotic nodules formed after an intratracheal instillation of the silica. M e t h o d s: The immunohistochemical examinations used antibodies against TGase 1, 2, 3, coagulation factor XIII and Nε -(γ-glutamyl) lysine isopeptide in the silicotic nodules induced after an intratracheal instillation of 50 mg of size fractionated, crystalline silica. Results: A high level of TGase 3 was related to the severity of fibrosis in silicotic nodules and extracellular coagulation factor XIII was detected around the nodules. Expressions of both membrane-bound TGase 1 and TGase 2 were barely detected in the nodules although high expressions were detected in the intact lung. Formation of Nε – (γ-glutamyl) lysine cross-links was increased in severe fibrotic nodules. Conclusions: TGase 3 might contribute to the eventual stone-like fibrosis via formation of Nε -(γ-glutamyl) lysine cross-links. Futhermore, coagulation factor XIII plays a role in the formation of a provisional matrix which results in fibrogenesis during silicotic nodule formation.